用于捣固道岔区域中的轨道的方法和机器与流程

本发明涉及一种用于借助能轨道行驶的捣固机捣固道岔区域中的轨道的方法，其中，在第一道工序中，将第一支路带入目标位置中并捣固，其中，在此之后捣固机倒退行驶至分支部位前方，并且其中，在第二道工序中，将第二支路带入目标位置中并捣固。本发明还涉及一种用于实施该方法的捣固机。

背景技术：

能轨道行驶的用于捣固轨道线路和道岔部段的捣固机早已为人所知。例如文献ep1143069a1公开了这种机器。该机器包括用于正线(主轨道)的拉平和校正的升降/校正设备和用于提升从正线分支的支线(道岔的分支线)的额外升降装置。在此，在正线上行驶期间的第一道工序中，将额外升降装置的作用范围内的支线一起提升，其中，共同的测量系统确保道岔的受控的提升。

支线在道岔区域中的实际位置以此方式被改变，并且必要时事先进行的测量不能再用于提供针对继续延伸的支线的提升或校正和捣固的规范。因此，在其中在支线上行驶和捣固的第二道工序之前，按照现有技术必须对第一道工序的结果进行人工测量。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，针对开始所述类型的方法和捣固机给出相对于现有技术的改进方案。

根据本发明，这些技术问题通过独立权利要求1和7的特征组合解决。从从属权利要求中得到本发明的有利的改进设计。

在此，在倒退行驶期间借助传感器装置检测第二支路的实际位置，尤其相对于第一支路的位置的实际位置，并且基于这种检测到的实际位置计算针对第二支路的位置的修正值。以此方式利用本来就需要的倒退行驶来确定第二支路的在第一道工序期间被改变的位置。由此省掉了在开始第二道工序之前耗费的手动临时测量。在此，术语第一支路指的是在第一道工序期间被提升和校正的轨道，而与它是正线还是支线无关。

有利的是，第二支路的实际位置的检测在延伸超出道岔终端之外的检测区域中进行。在此，道岔终端通常是正线和支线的最后一个连续的共用轨枕。因此在倒退行驶期间检测整个区域，在该区域内，第二支路在第一道工序之后具有新的位置。

另一种改进方案规定，规定由第一支路的位置定义的参考平面，并且将针对第二支路的位置的修正值计算为相对于所述参考平面的偏差。以此方式，在第二道工序中实施的第二支路的修正相对于已经捣固的第一支路进行。相对于此备选的是，第二支路的修正也可以相对于其他规定的目标位置进行。

为了检测实际位置有利的是，借助传感器装置检测两个支路的表面轮廓。尤其根据钢轨的表面轮廓可以以简单的方式计算出轨道轴线的实际位置并且可以接着规定修正值。

在此有利的是，将表面轮廓检测为点云并且借助计算单元评估。对处理相应的数据有效的算法是已知的，这些算法可以实现快速和准确的确定轨道轴线。此外可以使用过滤方法，以便减小数据量。例如仅进一步处理钢轨的表面点。通过已知的算法也能可靠地识别和消除像差、畸变差或其他的检测错误。

所述方法的一种改进设计规定，将计算出的修正值传送给捣固机的所谓主导计算机。主导计算机是用于执行轨道位置修正的计算单元，其中，捣固机按照轨道的规定的目标几何形状被导引。主导计算机在此给捣固机的控制装置规定相应的参数。

按照本发明，为了实施上述方法中的一个方法，在捣固机上布置有传感器装置，所述传感器装置设置用于在倒退行驶期间检测第二支路的实际位置。因此所述传感器装置包括传感器，所述传感器在捣固机两侧覆盖相应的检测区域。

在此有利的是，传感器装置包括激光扫描器。这种激光扫描器提供针对精确的轨道位置修正的足够准确的数据并且覆盖了捣固机周围的较宽的区域。

此外有利的是，传感器装置包括光断面传感器(lichtschnittsensor)。以此可以以高精度地实施钢轨走向的定向检测。

有利的是，捣固机包括计算单元，所述计算单元设置用于基于检测到的点云计算针对支线的位置的修正值。然后，借助该修正值进行相应的轨道位置修正。

附图说明

下面示例性参照附图说明本发明。示意图中：

图1示出捣固机的侧视图，

图2示出道岔部段的俯视图，

图3示出正线和支线的横截面。

具体实施方式

图1所示的捣固机1能借助驱动的铁路机车车辆2在轨道3上行驶。轨道3包括轨枕4，轨枕4与固定在轨枕上的钢轨5一起构成支承在道碴床6中的移动式轨道联组。道岔7将轨道3分支成两个支路8、9。在根据图2的简单道岔的情况下，轨道3是正线和支线。此外，道岔分为弧形道岔、复式道岔和交分道岔。对这些道岔部段的位置修正使用特别的方法和专门的道岔捣固机。

为了实施轨道位置修正，捣固机1包括捣固机组10、升降校正装置11和带有测量车13和测量弦14的测量装置12。测量弦14例如是张紧的钢弦或者在发光元件和光传感器之间延伸的光学的弦线。升降校正装置11除了主升降校正装置15之外还具有两个侧向能伸出的附加升降校正装置16。借助相应的附加升降校正装置16提升和校正分支出的支路9，直至到达最大的侧向处理界限17。

沿工作方向18在前端侧上安装有传感器装置19。传感器装置19包括激光扫描器20和/或光断面传感器21以及用于计算点云的评估装置22。借助相机23可以检测其他信息。例如可以用颜色信息补充点云。

待处理的具有简易道岔7的道岔部段包括岔心24、岔尖25和导轨26以及道岔起点27和两个道岔终端28。正线和支线具有连续的轨枕4，直至道岔终端28，使得一个支路的提升或者校正必然也影响另一个支路。

在道岔部段中的轨道位置修正期间，首先在第一道工序中将第一支路8带到规定的目标位置中。在此，升降校正装置11提升并且校正移动式轨道联组，其中，当前的轨道位置借助测量装置12连续检测并且与规定的目标位置比较。在到达目标位置时，通过借助捣固机组10压实道碴床6使移动式轨道联组在其位置中稳定。

在此，利用所谓的主导计算机29根据轨道3的已知目标几何形状导引捣固机1。相对于此备选地也可行的是，利用未知的目标几何形状导引捣固机1。为此，在轨道位置修正前利用捣固机1实施测量行程，并且借助电子的矢高补偿从测量到的轨道3的实际位置中利用相应的修正值确定出目标位置。

根据本发明，传感器装置19设置成在捣固机1倒退行驶直至分支部位期间检测第二支路9的实际位置。由于捣固机1在此在第一支路8上行驶，因此第一支路8构成用于第二支路9的实际位置检测的基准。由此计算针对第二支路9的位置的修正值30、31、32。在此，第二支路9的位置检测在检测区域33中进行，在该检测区域中，第二支路9的实际位置在第一道工序期间已经改变。检测区域33至少超出处理界限17，有利地超出道岔终端28。更大的检测区域33允许更可靠地检测第二支路9的在第一道工序期间改变的整个部段。

有利的是，激光扫描器20在捣固机1的前端侧上居中布置在上部区域中，以便在捣固机1两侧检测较宽的区域。围绕捣固机1的纵向轴线旋转的激光束扫过轨道3的表面和其周围，其中，以时钟间隔测量到被照射表面点的距离。以此方式产生表面的网格式检测。具体而言在激光束每转一圈时，都测量到轨道包括周围的横向轮廓，其中，在向前或倒退行驶期间，测量点螺旋形接连排序。所有测量点的总和提供轨道和其周围的点云。

相对于此备选或者作为补充的是，在每个钢轨上方都布置有光断面传感器21。光断面传感器同样发出激光束并且借助按照三角测量原理的探测器测量到被照射表面点的距离。在此，结果也是轨道和其周围的点云。由于传感器融合，在同时使用多个传感器20、21、23的情况下借助评估装置22合并所有测量数据。以此形成的点云包含轨道3和其周围的表面点的准确的位置信息并且必要时包含颜色信息。

有利的是，规定沿着轨道路线设立的正交坐标系x、y、z(图3)为共同的参考系。在此，坐标原点优选位于所谓的轨道轴线34(轨道中心)上，该轨道轴线34在两个钢轨5之间的轨距的一半处延伸。坐标系的x轴指向行驶方向，y轴指向轨道横向方向。z轴的值则表示检测到的表面点相对于x-y平面的高度偏差。

除了基于坐标系统的位置检测外额外地例如借助里程计持续检测到沿轨道确定的参照点的路程s(公里程)。相对于此备选或者作为补充的是，可以使用gnss装置以确定当前的测量位置。以此使得与轨道位置相关的y坐标和z坐标对应轨道3上的精确是位置。如果将固定或惯性的坐标系规定为共同的参考系，则同样适用。

通常，检测到的点云最初与另一个坐标系有关，该另一个坐标系例如随传感器装置19一起移动。为了坐标变换，首先从被行驶的轨道3的钢轨5的内边缘上的表面点35的坐标计算出轨道轴线34的位置。这些表面点35在此借助已知的图案识别方法确定。接着，将所有点的坐标或点云的事先过滤出的点集合转换为沿着轨道路线设立的坐标系x，y，z。优选的是，转换过程在捣固机1的计算单元36中进行，在计算单元36中设置了用于图案识别和坐标转换的软件。

以此方式，在完成第一道工序之后，在捣固机1的倒退行驶期间检测第二支路9相对于第一支路8的表面点。在下一个方法步骤中，在计算单元36中设置的软件确定第二支路9的钢轨5的内边缘上的表面点35的以及相应的轨道轴线34的坐标。这借助图案识别进行，并且必要时如果检测的表面点不能对应相应的钢轨内边缘，则通过插值进行。

基于这些数据，计算单元36针对第二道工序根据沿第二支路9的路程s计算出针对两个钢轨5或轨道轴线34的修正值30、31、32。具体而言，沿两个支路8、9的点云的所有相关的点都用于计算修正值30、31、32。在此不重要的是，在借助激光扫描器20测量期间，在第一支路8上检测到的轨道3的横向轮廓对于第二支路9来说是轨道3的倾斜延伸的轮廓。一旦所有扫描到的表面轮廓被组合成空间点云，则就已知两个检测到的支路8、9在一个共同参考系中的整个实际几何形状。

通常第二支路9被提升到已经处理的第一支路8的高度水平。因此，修正值可以很容易地确定，因为将第一支路规定为用于检测点云的参考系。在最简单的情况下，确定由第一支路8的位置规定的参考平面37并且计算相对该参考平面37的偏差作为修正值30、31、32。换句话说，修正值30、31、32与沿z轴方向检测到的偏差相当。如果在第一道工序中没有达到第一支路8的规定目标位置，则此未达到的目标位置作为用于计算修正值30、31、32的参考系。因此，不会发生误差传播。

如果在例外情况中为第二支路9规定了自己的纵向倾斜度，则进行修正值30、31、32的相应调整的计算。一旦捣固机1在第二支路9上到达保持未受到第一道工序影响的区域，则修正工作像往常一样继续进行。这种过渡可以以此被识别到，即在倒退行驶期间检测到的第二支路9的实际位置与在相应轨道位置上先前测量到的实际位置一致。

在将修正值30、31、32传送到主导计算机29后，主导计算机29计算出导引捣固机1所需的工作参数和调整参数。相对于此备选的是，第二支路9的实际位置可以尤其作为矢高的变化曲线传送给主导计算机29。然后借助主导计算机29通过与存储的相应轨道部段的目标位置的比较计算修正值30、31、32。在这些道工序期间使用测量装置12，以确保实现规定的修正。

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