特許 7665639 処理設備および軌道作業を実行する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-11

(45)【発行日】2025-04-21

(54)【発明の名称】処理設備および軌道作業を実行する方法

(51)【国際特許分類】

   E01B 27/16 20060101AFI20250414BHJP

   B61L 25/02 20060101ALI20250414BHJP

   B61D 15/00 20060101ALI20250414BHJP

   B64U 20/87 20230101ALI20250414BHJP

【ＦＩ】

E01B27/16

B61L25/02 G

B61D15/00 B

B64U20/87

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022548722

(86)(22)【出願日】2021-02-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-30

(86)【国際出願番号】 EP2021052745

(87)【国際公開番号】W WO2021160526

(87)【国際公開日】2021-08-19

【審査請求日】2023-09-07

(31)【優先権主張番号】102020201689.5

(32)【優先日】2020-02-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】507069564

【氏名又は名称】ローベル バーンバウマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＬ Ｂａｈｎｂａｕｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｔｒａｓｓｅ ３１， Ｄ－８３３９５ Ｆｒｅｉｌａｓｓｉｎｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】グレゴア シュミート

(72)【発明者】

【氏名】マルティン ノット

(72)【発明者】

【氏名】ヤン フレーミッヒ

【審査官】山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】欧州特許出願公開第０３１７８７２０（ＥＰ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００１６３５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０９０１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０３５９６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１７９５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８５８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８９２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７６９７１０３（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開平０６－０４９８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２２４７３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｂ ２７／００ － ３７／００

Ｂ６１Ｌ １／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軌道作業を実行するための処理設備であって、
少なくとも１つの処理装置（１１，１２，５０）を含む鉄道車両（６）と、
前記鉄道車両（６）の位置を特定するための少なくとも１つの位置測定装置（２７，２８，３１）と、
特定された前記位置に依存して、前記鉄道車両（６）を制御するための制御装置（３２）と、
を有する処理設備において、
前記鉄道車両（６）に許容される作業空間（Ａ）を、レール長手方向に対応する水平面内のｘ方向に、かつレール横方向に対応する水平面内のｙ方向に定めて監視する監視装置（１９）を有し、前記制御装置（３２）は、定められた前記作業空間（Ａ）に依存して、前記鉄道車両（６）を制御するように構成されている、処理設備。

【請求項2】

前記鉄道車両（６）は、運転者なしで、かつ／またはオペレータなしで作動するように構成されていることを特徴とする、請求項１記載の処理設備。

【請求項3】

少なくとも１つの前記処理装置（１１，１２，５０）を制御するための少なくとも１つのセンサ（１８）を有することを特徴とする、請求項１または２記載の処理設備。

【請求項4】

少なくとも１つの前記処理装置（５０）が多軸ロボットとして構成されていることを特徴とする、請求項１から３までの少なくとも１項記載の処理設備。

【請求項5】

少なくとも１つの前記位置測定装置（２７，２８，３１）が非接触に構成されていることを特徴とする、請求項１から４までの少なくとも１項記載の処理設備。

【請求項6】

少なくとも１つの前記位置測定装置（２７，２８）が機械式に構成されていることを特徴とする、請求項１から５までの少なくとも１項記載の処理設備。

【請求項7】

第１位置測定信号（ｘ_１）を供給するための第１位置測定装置（２７）と、第２位置測定信号（ｘ_２）を供給するための第２位置測定装置（２８）とを有することを特徴とする、請求項１から６までの少なくとも１項記載の処理設備。

【請求項8】

前記監視装置（１９）には、前記鉄道車両（６）の、前記水平面内のｘ方向における第１の側および第２の側に配置するための少なくとも２つの監視ユニット（２０，２１）が含まれていることを特徴とする、請求項１から７までの少なくとも１項記載の処理設備。

【請求項9】

前記監視装置（１９）には、少なくとも１つの光学式監視ユニット（４６）が含まれていることを特徴とする、請求項１から８までの少なくとも１項記載の処理設備。

【請求項10】

前記監視装置（１９）には、少なくとも１つの飛行体（４５）が含まれていることを特徴とする、請求項１から９までの少なくとも１項記載の処理設備。

【請求項11】

前記作業空間（Ａ）外で前記鉄道車両（６）を機械式に停止するための安全装置（４０）を有することを特徴とする、請求項１から１０までの少なくとも１項記載の処理設備。

【請求項12】

少なくとも１つの前記処理装置（５０）用の工具（Ｗ）を供給するための工具マガジン（５２）を有することを特徴とする、請求項１から１１までの少なくとも１項記載の処理設備。

【請求項13】

エネルギ供給のためのエネルギ供給装置（３６）を有することを特徴とする、請求項１から１２までの少なくとも１項記載の処理設備。

【請求項14】

前記制御装置（３２）は、信号を送信するための少なくとも１つの送信器（３３，５５）および／または信号を受信するための少なくとも１つの受信器（３４，５６）を有することを特徴とする、請求項１から１３までの少なくとも１項記載の処理設備。

【請求項15】

軌道作業を実行する方法であって、
請求項１から１４までの少なくとも１項記載の処理設備（１）を準備するステップと、
前記監視装置（１９）によって作業空間（Ａ）を定めるステップと、
前記鉄道車両（６）を移動して、定められた前記作業空間（Ａ）内で軌道作業を実行するステップと、を有し、
少なくとも１つの前記位置測定装置（２７，２８，３１）によって前記鉄道車両（６）の前記位置を特定し、
特定した前記位置および定めた前記作業空間（Ａ）に依存し、前記制御装置（３２）によって前記鉄道車両（６）を制御し、
前記作業空間（Ａ）は、前記監視装置（１９）によって監視され、
前記鉄道車両（６）が誤って移動することにより、かつ前記作業空間（Ａ）内に入る対象体により、かつ／または前記作業空間（Ａ）内に入る人により、少なくとも１つの作業空間境界に侵入される場合、前記鉄道車両（６）および／または前記少なくとも１つの処理装置（１１，１２，５０）が停止される、
軌道作業を実行する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

独国特許出願第１０２０２０２０１６８９．５号の内容は、参照によって本明細書に援用される。

【0002】

本発明は、処理設備および軌道作業を実行する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

国際公開第２０１７／１２１４４１号（米国特許出願公開第２０１９／０１６３５０号明細書に対応）からは、車両フレームと側壁とにより、保護される作業空間を画定する保守用車両が公知である。作業空間内では、作業員によってまたは産業ロボットによって軌道作業が実行される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の根底にある課題は、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行を可能にする処理設備を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この課題は、請求項１の特徴的構成を有する処理設備によって解決される。鉄道車両は、必要な軌道作業を実行するために、定められた作業空間内で作動される。作業空間は、監視装置により、少なくとも１つの空間方向に、特に少なくとも２つの空間方向に、特に３つの空間方向に定められる。好適には、作業空間は、レール長手方向に対応する、水平面内のｘ方向に、かつ／または、レール横方向に対応する、水平面内のｙ方向に定められる。軌道作業を実行する際には、少なくとも１つの位置測定装置を用いて鉄道車両の位置を特定し、特定された位置に依存し、制御装置を用いて鉄道車両の移動を制御する。鉄道車両には特に、走行駆動装置が配置された走行装置が含まれている。したがって、軌道作業は、鉄道車両および少なくとも１つの処理装置によって容易に自動的に実行可能である。鉄道車両および少なくとも１つの処理装置を作動させる際には特に、定められた作業空間内に人、すなわち運転者および／または作業員はいない。作業空間は、監視装置によって監視される。鉄道車両が誤って移動することにより、かつ／または作業空間にある対象体により、かつ／または作業空間にいる人により、少なくとも１つの作業空間境界に侵入される場合、鉄道車両もしくは走行駆動装置、および／または少なくとも１つの処理装置が停止される。これにより、処理設備の安全な動作が保証される。

【0006】

制御装置には好適には、作業空間外に配置されている第１制御ユニットと、作業空間内に配置されている第２制御ユニットとが含まれている。制御装置は特に、少なくとも部分的に鉄道車両に配置されている。第２制御ユニットは、例えば、鉄道車両に配置されている。制御ユニットは、互いに信号接続されている。第１制御ユニットには、例えば、種々異なる処理プログラムが記憶されておりかつ選択可能である。選択された処理プログラムは、第２制御ユニットに伝送され、次いでこの第２制御ユニットでは、軌道作業を実行するために処理プログラムが作動する。少なくとも１つの位置測定装置および／または監視装置の信号は、第１制御ユニットおよび／または第２制御ユニットに伝送され、これにより、鉄道車両は、許容されない動作状態が識別される場合に停止される。

【0007】

請求項２記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。運転者なしで、かつ／またはオペレータなしで作動するために、鉄道車両は、処理タスクもしくは処理対象の対象体を検出するためのセンサシステムを有している。処理設備にはさらに、少なくとも１つの処理装置を用いて、処理対象の対象体を処理するために、制御装置に実装される処理プログラムが含まれている。好適には、鉄道車両にさらに、処理結果または処理された対象体をチェックするためのセンサシステムが含まれている。

【0008】

請求項３記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。少なくとも１つのセンサにより、処理タスクもしくは処理対象の対象体が検出され、かつ／または、処理結果もしくは処理された対象が検出される。したがって、少なくとも１つのセンサにより、鉄道車両および少なくとも１つの処理装置の、運転者なしのかつ／またはオペレータなしの作動が可能になる。少なくとも１つのセンサは特に、鉄道車両に、例えば少なくとも１つの処理装置に配置されている。

【0009】

請求項４記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。多軸ロボットは特に、産業ロボットとして構成されている。多軸ロボットには好適には、少なくとも３つの運動軸、特に少なくとも４つの運動軸、特に少なくとも５つの運動軸、特に６つの運動軸が含まれている。多軸ロボットには特に、工具を収容するための工具収容部が含まれている。

【0010】

請求項５記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。少なくとも１つの位置測定装置は、例えば、レーザ測定装置として、衛星支援位置特定システム用の位置信号受信器として、かつ／または、例えば、架線マストおよび／または信号マストに配置されている測定点を検出するための光学式測定システムとして構成されている。少なくとも１つの位置測定装置は好適には、少なくとも部分的に鉄道車両に固定されている。

【0011】

請求項６記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。少なくとも１つの位置測定装置は、少なくとも部分的に鉄道車両に固定されている。少なくとも１つの位置測定装置は、例えば、作業空間を定義して監視するために、鉄道車両および監視ユニットに固定されている測定ロープとして構成されている。監視ユニットは、例えば、軌道のまくらぎに固定されており、水平面内のｘ方向に、またはレール長手方向に作業空間を画定する。監視ユニットは、レール長手方向に見ると、例えば、まくらぎの中央に配置されている。監視ユニットには、例えば、測定ロープが固定されている支持架台が含まれている。

【0012】

請求項７記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。２つの位置測定装置により、位置測定が冗長に行われる。２つの位置測定信号から、鉄道車両の位置を正確に特定することができる。位置測定装置の故障および／または障害の際には、少なくとも１つの安全確保手段を導入することができ、例えば、警告信号を生成し、かつ／または軌道作業の実行を停止することができる。好適には、位置測定装置により、異なる測定方式による位置測定信号が供給される。第１位置測定装置は、例えば、第１測定方式に基づくのに対し、第２位置測定装置は、別の第２測定方式に基づく。これにより、位置測定の高い信頼性が保証され、ひいては処理設備の高い安全性が保証される。

【0013】

請求項８記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。少なくとも２つの監視ユニットにより、水平面内のｘ方向に、鉄道車両用の作業空間が画定される。水平面内のｘ方向は、レール長手方向に対応する。したがって、少なくとも２つの監視ユニットにより、処理対象の軌道区間が、レール長手方向に画定される。鉄道車両が定められた作業空間を離れる場合、この鉄道車両は複数の監視ユニットの１つを跨ぐ。このことは、監視装置によって識別され、これにより、制御装置によって鉄道車両を停止させることができる。少なくとも１つの監視ユニットには特に、少なくとも１つの位置測定装置が部分的に固定されている。例えば、少なくとも１つの位置測定装置を測定ロープとして構成する際には、この測定ロープは、複数の監視ユニットの１つの監視ユニットに固定される。少なくとも１つの位置測定装置をレーザ測定装置として構成する際には、例えば、複数の監視ユニットの１つに反射器が固定される。

【0014】

請求項９記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。少なくとも１つの光学式監視ユニットにより、鉄道車両の周りの空間が検出される。監視装置により、検出された空間または検出空間内に作業空間が定義される。少なくとも１つの光学式監視ユニットは特に、鉄道車両の上方の、垂直面内のｚ方向に配置されている。少なくとも１つの光学式監視ユニットは、例えば、クレーンおよび／または飛行体に配置されている。少なくとも１つの光学式監視ユニットには、例えばデジタルカメラが含まれている。監視装置には好適には画像処理ユニットが含まれており、これにより、少なくとも１つの光学式監視ユニットによって特定される画像データを評価することができ、定義された作業空間を監視することができる。例えば、画像処理ユニットにより、作業空間に侵入する人および／または対象体を識別して、鉄道車両もしくは走行駆動装置および／または少なくとも１つの処理ユニットを停止させることができる。

【0015】

請求項１０記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。少なくとも１つの飛行体には、鉄道車両の周りの空間を検出する監視ユニットが配置されている。監視ユニットは特に光学式に構成されている。監視装置により、検出された空間または検出空間内に鉄道車両用の作業空間が定義される。検出される空間内の作業空間の大きさは、環境影響に依存して変更可能である。したがって、例えば風のような環境影響に依存する、少なくとも１つの飛行体の望ましくない運動を補正することができる。好適には、監視装置に気象データが供給される。検出される空間内の作業空間の大きさは、供給される気象データに依存して変更可能である。少なくとも１つの飛行体は特に、ドローンとして構成されている。

【0016】

少なくとも１つの飛行体は、鉄道車両の位置に依存して移動可能である。好適には少なくとも１つの飛行体は、鉄道車両と同期して移動される。これにより、長い軌道区間の処理を可能にする動的な作業空間が生成される。

【0017】

対象体および／または人が作業空間に到達する場合、かつ／または、少なくとも１つの飛行体が飛行のための十分なエネルギをもはや有せずに着陸しなければならない場合、かつ／または、鉄道車両がもはや検出されない場合、鉄道車両もしくは走行駆動装置および／または少なくとも１つの処理装置は停止される。

【0018】

監視装置には、鉄道車両用の作業空間を定義するための監視ユニットを備えた飛行体に加えて、監視ユニットを備えた少なくとも１つの別の飛行体が含まれていてよい。この別の監視ユニットにより、作業空間と、そこに存在する鉄道車両とに対する所定の間隔で、軌道が監視される。この間隔は、例えば、少なくとも１ｋｍ、特に少なくとも２ｋｍ、また特に少なくとも３ｋｍである。これにより、作業空間にやって来る鉄道車両、例えば、客車または貨物列車を早期に識別して、急ブレーキをかけることができる。監視装置は好適には、作業空間の両側に配置されている、所属の監視ユニットを備えた別の２つの飛行体を有する。

【0019】

請求項１１記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。鉄道車両が制御されずに作業空間を離れる場合、安全装置によって鉄道車両が機械式に停止される。安全装置により、鉄道車両を例えば脱線させることができる。これによって、鉄道車両が工事現場エリアを離れてしまうことが確実に阻止される。

【0020】

請求項１２記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。工具マガジンは特に、作業空間内に配置され、好適には鉄道車両にまたは軌道の横に配置される。軌道作業を行うのに別の工具が必要な場合、自動的な工具交換を実行することができる。工具交換は、例えば、もはや必要でない工具を工具マガジンにしまって、新たな工具を工具マガジンから取り出す少なくとも１つの処理装置によって実行される。代替的には、処理設備はさらに、自動的な工具交換を実行する工具交換器を有していてよい。

【0021】

請求項１３記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。エネルギ供給装置には好適には、電気エネルギを供給する少なくとも１つのエネルギ蓄積器が含まれている。少なくとも１つのエネルギ蓄積器には特に、少なくとも１つの蓄電池が含まれている。鉄道車両、特に走行駆動装置および／または少なくとも１つの処理装置は好適には、電気エネルギによって駆動される。鉄道車両には特に、走行駆動装置および／または少なくとも１つの処理装置用の駆動装置に電気エネルギを供給する少なくとも１つのエネルギ蓄積器が配置されている。エネルギ蓄積器は好適には、交換可能かつ／または再充電可能である。エネルギ供給装置には、例えば、エネルギ蓄積器を再充電するための充電ステーションが含まれている。エネルギ供給装置は、例えば、架線に接続可能である。

【0022】

請求項１４記載の処理設備により、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行が保証される。制御装置は、少なくとも１つの位置測定装置および／または監視装置と信号接続されている。これにより、故障時にかつ／または作業空間に侵入があった場合に、鉄道車両もしくは走行駆動装置および／または少なくとも１つの処理装置を停止させることができる。制御装置には好適には、作業空間外に配置されている第１制御ユニットと、作業空間内に配置されている第２制御ユニットとが含まれている。第２制御ユニットは好適には、鉄道車両に配置されている。第１制御ユニットおよび第２制御ユニットは互いに信号接続されている。これにより、第１制御ユニットから第２制御ユニットに、かつ／または第２制御ユニットから第１制御ユニットに、信号を伝送可能である。監視装置および／または少なくとも１つの位置測定装置は、第１制御ユニットに、かつ／または第２制御ユニットに信号接続されている。

【0023】

本発明の根底にある課題はさらに、容易かつ安全な仕方で、軌道作業の自動実行を可能にする方法を提供することである。

【0024】

この課題は、請求項１５の特徴的構成を有する方法によって解決される。本発明による方法の利点は、本発明による処理設備のすでに説明した利点に対応する。

【0025】

別の特徴的構成、利点および詳細は、複数の実施例の以下の説明から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１実施例による処理設備の概略図である。

【図2】図１による処理設備の平面図である。

【図3】第２実施例による処理設備の概略図である。

【図4】第３実施例による処理設備の概略図である。

【図5】図４による処理設備の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

次に、図１および図２に基づき、本発明の第１実施例を説明する。処理設備１は、軌道２において軌道作業を実行するために使用される。軌道２には、レール長手方向または水平面内のｘ方向に延び、かつｘ方向に対して垂直方向に延びる、水平面内のｙ方向に離隔されている複数のレール３が含まれている。これらのレール３は（垂直面内のｚ方向に見て）まくらぎ４上に配置されている。まくらぎ４は、バラスト道床５に埋め込まれている。ｚ方向は、ｘ方向およびｙ方向に対して垂直に延びている。ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向は、デカルト座標系を形成している。

【0028】

処理設備１には鉄道車両６が含まれている。鉄道車両６には、車輪９を備えた２つの軸８が回転可能に支承されている車両フレーム７が含まれている。車両フレーム７には、複数の軸８の１つを回転駆動するための電気式走行駆動装置１０が配置されている。

【0029】

車両フレーム７には２つの処理装置１１，１２が配置されている。処理装置１１，１２は、タンピングユニットとして構成されている。それぞれの処理装置１１，１２には、タンピングツール１４が回転軸の周りに旋回可能に支承されている支持フレーム１３が含まれている。タンピングツール１４を備えたそれぞれの支持フレーム１３は、駆動部１５によってｚ方向に移動可能である。駆動部１６，１７により、タンピングツール１４を振動運動させることができ、これらのタンピングツール１４をペアで互いに送ることができる。処理装置１１，１２は、公知かつ一般的である。

【0030】

まくらぎ４を検出するために、車両フレーム７にはセンサ１８が配置されている。センサ１８は光学式に構成されている。センサ１８は、例えば、デジタルカメラとして構成されている。

【0031】

処理設備１にはさらに、監視装置１９が含まれている。監視装置１９は、鉄道車両６に許容される作業空間Ａを定めて監視するために使用される。監視装置１９には２つの機械式の監視ユニット２０，２１が含まれている。監視ユニット２０，２１は、ｘ方向に互いに離隔されて軌道２に固定されている。鉄道車両６は、監視ユニット２０，２１間に配置されている。

【0032】

監視ユニット２０，２１にはそれぞれ１つの支持架台２２が含まれている。それぞれの支持架台２２は、例えば、ｘ方向に見て、まくらぎ４に対して中央に配置される。それぞれの支持架台２２には検出器２３が配置されている。検出器２３は、鉄道車両６がそれぞれの監視ユニット２０，２１に到達すると、鉄道車両６を検出する。したがって、監視ユニット２０，２１により、ｘ方向またはレール長手方向に作業空間Ａが定められ、処理対象の軌道区間が定義される。

【0033】

それぞれの監視ユニット２０，２１にはさらに、レーザビーム生成および受信器２４と反射器２５とが含まれており、これらは、ｙ方向において端部が支持架台２２に配置されている。第１監視ユニット２０のレーザビーム生成および受信器２４には、第２監視ユニット２１の反射器２５が、ｘ方向において対向して配置されており、また逆も同様である。これにより、２つの光格子Ｌが生成され、これらの光格子Ｌにより、軌道２に対し、ｙ方向に見て側方に作業空間Ａが定められて監視される。

【0034】

それぞれの監視ユニット２０，２１には、さらに信号発生器２６が含まれている。検出器２３によって鉄道車両６が検出され、かつ／またはレーザビーム生成および受信器２４によって所属の光格子Ｌが遮られたことが検出されると、所属の信号発生器２６によって緊急停止信号が生成される。

【0035】

鉄道車両６の位置を特定するために、処理設備１は、第１位置測定装置２７および第２位置測定装置２８を有している。それぞれの位置測定装置２７，２８は、レーザ測定装置として構成されておりかつ送受信ユニット２９および所属の反射器３０を含んでいる。送受信ユニット２９は、ｘ方向において端部が鉄道車両６に固定されている。所属の反射器３０は、監視ユニット２０，２１の支持架台２２に固定されている。第１位置測定装置２７は、送受信ユニット２９と反射器３０との間の間隔ｘ_１を、ひいては反射器３０に対する鉄道車両６の位置を測定する。これに対応して、第２位置測定装置２８は、送受信ユニット２９と反射器３０との間の間隔ｘ_２を、したがって反射器３０に対する鉄道車両６の位置を測定する。位置測定装置２７，２８は、光学式に、したがって非接触に構成されている。

【0036】

処理設備１にはさらに、第３位置測定装置３１が含まれている。第３位置測定装置３１はＧＰＳ受信器として構成されており、鉄道車両６の絶対位置を特定することができる。第３位置測定装置３１は、鉄道車両６に固定されている。

【0037】

特定した位置および定めた作業空間Ａに依存して鉄道車両６を制御するために、処理設備１には制御装置３２が含まれている。制御装置３２は、位置測定装置２７，２８および３１と、監視ユニット２０，２１と信号接続されている。制御装置３２には、信号を送信するための送信器３３と、信号を受信するための受信器３４とが含まれている。受信器３４は、監視ユニット２０，２１の緊急停止信号を受信するために信号発生器２６に信号接続されている。制御装置３２は、送信器３３により、詳しく示されていない中央管理部に信号接続されている。緊急停止信号の場合、制御装置３２は、送信器３３により、対応する信号を中央管理部に送信する。制御装置３２は、制御部３５により、走行駆動装置１０および処理装置１１，１２の駆動部１５，１６，１７を制御する。

【0038】

エネルギ供給のために、処理設備１にはエネルギ供給装置３６が含まれている。エネルギ供給装置３６には、電気エネルギを供給する第１エネルギ蓄積器３７が含まれている。第１エネルギ蓄積器３７は、鉄道車両６に配置されている。第１エネルギ蓄積器３７により、走行駆動装置１０と、処理装置１１，１２と、位置測定装置２７，２８，３１と、センサ１８と、制御装置３２とに電気エネルギが供給される。

【0039】

エネルギ供給装置３６にはさらに、第２エネルギ蓄積器３８および第３エネルギ蓄積器３９が含まれている。エネルギ蓄積器３８により、第１監視ユニット２０に電気エネルギが供給されるのに対し、エネルギ蓄積器３９により、第２監視ユニット２１に電気エネルギが供給される。

【0040】

処理設備１にはさらに、２つの脱線要素４１，４２を備えた安全装置４０が含まれている。脱線要素４１，４２は、監視ユニット２０，２１が、脱線要素４１，４２間になるように軌道２に配置されている。したがって、脱線要素４１，４２を備えた安全装置４０は、作業空間Ａ外に配置されている。

【0041】

次に処理設備１の動作の仕方を説明する。

【0042】

処理設備１は、運搬車両により、処理対象の軌道区間に運ばれる。運搬車両は、例えば、道路車両および／または鉄道車両である。引き続いて、処理設備１を設置する。監視ユニット２０，２１により、ｘ方向およびｙ方向に作業空間Ａが定められる。安全確保のために、脱線要素４１，４２は、作業空間Ａ外で軌道２に配置される。引き続いて、鉄道車両６は、作業空間Ａにおいて、例えば作業クレーンによってレール３上に位置決めされる。

【0043】

エネルギ蓄積器３８，３９に監視ユニット２０，２１を接続した後、制御部３５に記憶されている処理プログラムが開始される。鉄道車両６は、引き続いて、運転者なしにかつオペレータなしで作動する準備が整う。位置測定信号ｘ_１およびｘ_２に基づき、処理装置１１，１２が、まくらぎ４の上方の位置になるように、鉄道車両６は制御装置３２によって移動される。符号の異なる特定の走行距離は、同様に位置測定信号ｘ_１およびｘ_２になるはずであるため、制御装置３２により、位置測定信号ｘ_１およびｘ_２が正しいことがチェックされる。この際に、センサ１８によってまくらぎ４が検出され、これにより、場合によっては位置を修正することができる。引き続き、処理装置１１，１２により、通常のようにタンピング過程が行われる。タンピング過程が終了すると、鉄道車両６は、次のまくらぎ４に移動される。この流れは、作業空間Ａに配置されておりかつ処理装置１１，１２が到達可能なまくらぎ４が突き固められるまで繰り返される。

【0044】

第３位置測定装置３１により、鉄道車両６の絶対位置が特定される。この絶対位置は、制御装置３２により、例えば、中央管理部に伝送される。

【0045】

障害の際、走行駆動装置１０および処理装置１１，１２は停止される。障害が発生するのは、検出器２３により、鉄道車両６が検出される場合、光格子Ｌが遮られる場合、エネルギ蓄積器３７，３８または３９のうち１つが空になった場合、かつ／または、位置測定装置２７，２８により、正常でない位置測定信号ｘ_１，ｘ_２が制御装置３２に伝送される場合である。障害の際、監視ユニット２０，２１の１つが、所属の信号発生器２６により、緊急停止信号を制御装置３２に伝送する。正常でない位置測定データｘ_１，ｘ_２が制御装置に存在する場合、制御装置３２は緊急停止信号を生成する。

【0046】

障害の生じた場合に鉄道車両６を停止できないとき、鉄道車両６は、監視ユニット２０，２１の１つを跨ぐことによって作業空間Ａから離れる際に、脱線要素４１，４２の１つによって脱線させられる。これによって、鉄道車両６が制御されずに軌道上を移動することが確実に阻止される。

【0047】

したがって、処理設備１により、容易かつ安全な仕方で、作業空間Ａ内での軌道作業を自動実行することができる。

【0048】

次に、図３に基づき、本発明の第２実施例を説明する。第１実施例とは異なり、位置測定装置２７，２８は機械式に構成されている。位置測定装置２７，２８にはそれぞれ、測定ロープユニット４３および固定要素４４が含まれている。測定ロープユニット４３は、車両フレーム７に固定されている。それぞれの測定ロープＳは、所属の固定要素４４に結合されている。それぞれの固定要素４４は、監視ユニット２０，２１の支持架台２２に固定されている。処理設備１の別の構成および別の機能の仕方については、前の実施例を参照されたい。

【0049】

次に、図４および図５に基づき、本発明の第３実施例を説明する。前の実施例とは異なり、監視装置１９には、光学式監視ユニット４６が配置されている飛行体４５が含まれている。飛行体４５は、例えば、ドローンとして構成されている。光学式監視ユニット４６には、例えば、カメラおよび／または画像処理ユニットが含まれている。飛行体４５には、回転駆動可能または回転駆動されるロータ４８が固定されている基体４７が含まれている。飛行体４５にはさらに、基体４７に固定されている送受信ユニット４９が含まれている。送受信ユニット４９は、光学式監視ユニット４６と信号接続されている。位置特定のために監視装置１９には、位置測定装置５８が含まれている。位置測定装置５８は、ＧＰＳ受信器として構成されている。

【0050】

光学式監視ユニット４６は、円錐形の検出空間Ｅを有する。検出空間Ｅ内では、光学式監視ユニット４６により、作業空間Ａが定められる。作業空間Ａは、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向に定められる。作業空間Ａは、例えば、円錐形に定められる。作業空間Ａは、検出空間Ｅよりも小さい。レール３によりまたはレール３の領域において定義される平面内で、すべての水平方向における作業空間Ａの境界は、検出空間Ｅの境界から少なくとも寸法ΔＲだけ離隔されている。

【0051】

鉄道車両６は、作業空間Ａ内でレール３上に配置されている。車両フレーム７には、処理装置５０が固定されている。処理装置５０は、多軸ロボットとして構成されている。この多軸ロボットは、例えば、通常の産業ロボットである。この多軸ロボットは、６つの運動軸Ｂ_１～Ｂ_６を有している。運動軸Ｂ_６は、回転駆動可能な工具収容部５１によって形成されている。センサ１８は、多軸ロボットに固定されている。工具収容部５１には、工具Ｗがセットされている。

【0052】

様々な工具Ｗを供給するために、処理設備１には工具マガジン５２が含まれている。工具マガジン５２は、車両フレーム７に固定されている。処理装置５０により、自動的な工具交換を実行することができ、すなわち、工具Ｗを工具マガジン５２に収納して、新たな工具Ｗを工具マガジン５２から取り出すことができる。

【0053】

制御装置３２には、作業空間Ａおよび検出空間Ｅ外に配置されている第１制御ユニット５３と、車両フレーム７に配置されている第２制御ユニット５４とが含まれている。第１制御ユニット５３には、送信器３３、受信器３４および中央制御部３５が含まれている。第２制御ユニット５４には、送信器５５、受信器５６およびローカル制御部５７が含まれている。

【0054】

第１制御ユニット５３は、第２制御ユニット５４および送受信ユニット４９に信号接続されている。ローカル制御部５７は、鉄道車両６を制御し、かつ走行駆動装置１０、処理装置５０、センサ１８および位置測定装置３１に信号接続されている。

【0055】

飛行体４５にエネルギを供給するために、基体４７にはエネルギ蓄積器３８が配置されている。第１制御ユニット５３は、第３エネルギ蓄積器３９に接続されている。

【0056】

処理対象の軌道区間に処理設備１を送り出した後、鉄道車両６は、レール３上に配置され、第１制御ユニット５３は、十分な間隔で軌道２の横に位置付けられる。引き続いて、中央制御部３５に記憶されている制御プログラムが開始される。制御プログラムにより、監視装置１９が作動される。このために、飛行体４５が開始され、ｚ方向に鉄道車両６の上に位置付けられる。光学式監視ユニット４６により、検出空間Ｅ内に作業空間Ａが定められ、作業空間内の鉄道車両６が検出される。引き続いて、制御プログラムにより、ローカル制御部５７に記憶されている処理プログラムが開始される。処理プログラムにより、鉄道車両または処理装置５０は、予定された軌道作業を実行する。

【0057】

障害の際には、走行駆動装置１０および処理装置５０が停止される。障害が発生するのは、定められた作業空間Ａを鉄道車両６が離れた場合、人および／または対象体が作業空間Ａに侵入した場合、位置測定装置３１および光学式監視ユニット４６により、位置測定装置５８に関連して、鉄道車両６の互いに異なる位置が特定される場合、かつ／または、複数のエネルギ蓄積器３７，３８または３９の１つが空になった場合である。

【0058】

例えば、環境影響の結果として飛行体４５の飛行姿勢または飛行位置が急激に変化すると、検出空間Ｅが変化し、ひいては定められた作業空間Ａが変化する。間隔ΔＲは、飛行姿勢または飛行位置を直接に補正できない場合に、これらの飛行姿勢または飛行位置の変化により、変更された空間Ａが、元々の検出空間Ｅ外に出てしまわないように選択される。これにより、作業空間Ａを監視する際に高い安全性が保証される。

【0059】

長い軌道区間上で軌道作業を実行する際には、飛行体４５は、鉄道車両６と同期して移動され、これにより、作業空間Ａが動的に定められる。したがって、作業空間Ａは、鉄道車両６と一緒に移動する。人および／または対象体による作業空間Ａへの侵入が識別されることにより、処理設備１の安全性が保証される。

【0060】

障害の際には、制御装置３２により、特に第１制御ユニット５３により、緊急停止信号が生成され、第２制御ユニット５４および中央管理部に伝送される。

【0061】

別の構成および別の機能の仕方については、前の実施例を参照されたい。

【0062】

一般に当てはまるのは、実施例の特徴的構成が、互いに任意に組み合わせ可能であることである。

【0063】

処理設備１の動作は、監視員によって監視可能である。作業空間Ａ外には、緊急停止キーを配置することができ、これにより、監視員は、緊急停止キーを操作することで、いつでも処理設備１を停止することができる。

【0064】

光学式監視ユニット４６は、カメラ、レーザスキャナおよび／またはレーダを含んでいてよい。鉄道車両６は検出のために、光学式監視ユニット４６によって一意に識別することができるマークを有していてよい。

【0065】

間隔ΔＲは、環境影響または気象状況に依存して変更可能であってよい。監視装置１９には、例えば制御装置３２を用いて、気象状況についてのデータを供給することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】