РЕЛЬСОВАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2008 года по МПК B61L23/00 B61B3/02 B61L27/04 

Изобретение касается рельсовой транспортной системы для людей и материала в подземной горнодобывающей промышленности и туннелестроении, состоящей из рельсовой откаточной сети и направляемых в этой откаточной сети транспортных средств.

На предприятиях Deutschen Steinkohle AG существует большое количество обширных откаточных сетей, на которых эксплуатируются более сотни транспортных средств. Эти транспортные средства являются двухколейными наземными дорогами, а также подвесными монорельсовыми дорогами (EHB), которые приводятся в движение локомотивами или монорельсовыми тележками с дизельным или электрическим (батарея) приводом.

Обслуживаются эти транспортные средства специально для этого обученными машинистами, которые управляют транспортным средством в расположенной на этом транспортном средстве кабине машиниста, причем, как правило, подобного рода кабина машиниста имеется на каждой стороне транспортного средства.

Большое количество транспортных средств и отчасти многосменные режимы транспортировки требуют соответственно высоких затрат на персонал (машинистов), которые едва ли могут уменьшиться из-за ограниченной скорости движения под землей при одновременно увеличивающемся объеме перевозок. Многоходовые путевые задания могут частично не доделываться, что приносит с собой повышенные претензии к пропускной способности.

Ручное управление приводит отчасти к высокой нагрузке на материал (при трогании с места или соответственно торможении). Сверх этого, именно процессы входа и выхода машиниста EHB представляют собой основную причину производственного травматизма.

Предпосылкой для безопасной эксплуатации рассмотренной транспортной системы является способность постоянно и достоверно распознавать любой находящийся в рабочем пространстве транспортной системы объект и проводить исходя из этого соответствующие мероприятия.

При этом человек в качестве машиниста транспортного средства представляет собой одно из самых слабых звеньев в цепочке.

Самостоятельная, т.е. автоматическая эксплуатация, например, рельсового транспорта является известной и эксплуатируется в немецкой каменноугольной промышленности, начиная с 1980 года. Правда эти системы могли приводиться в действие только при чрезвычайных технических и организационных затратах (например, запрет на пребывание персонала в районе транспортного средства). Первоначально запланированное внедрение технологии магнитной дороги с автономными транспортными средствами сорвалось в том числе из-за высоких требований техники безопасности.

Поэтому в основе изобретения лежит задача создания рельсовой транспортной системы названного вначале типа так, что с помощью простых средств обеспечивается возможность автономной эксплуатации, т.е. безлюдная эксплуатация.

Изобретение решает эту задачу согласно отличительной части пункта 1 формулы изобретения посредством того, что соответствующее транспортное средство как на своем переднем в направлении движения конце, так и на противоположном конце снабжено датчиками для детектирования оптической, акустической информации, информации о температуре и информации об ускорении, которые связаны с расположенным на транспортном средстве управляющим вычислительным устройством, причем датчики взаимодействуют с активными и пассивными сигнализаторами в откаточной сети.

С помощью изобретения достигается то, что рельсовые транспортные системы автоматически с помощью электроники осуществляют передаваемое путевое задание, при этом не представляя угрозы для человека и окружающей среды. Одновременно комбинация рельсовой транспортной системы с необходимыми сенсорными системами обеспечивает режим движения без столкновений.

В результате использования подходящих датчиков возможно распознавание объектов и возможных столкновений независимо от условий окружающей среды, например пыли, темноты, тепла, высокой влажности воздуха и тому подобного.

В качестве подходящих датчиков изобретение в соответствии с пунктом 7 формулы изобретения предлагает ультразвуковые датчики, лазерные сканирующие устройства, инфракрасные датчики, датчики ускорения, дающие изображение датчики и микрофоны, причем ультразвуковые датчики, лазерные сканирующие устройства, инфракрасные и дающие изображение датчики контролируют путь следования на предмет угрозы столкновения, в то время как датчики ускорения являются ответственными за диагностический контроль машины, а микрофоны - за акустический контроль окружающей среды.

Датчики связаны с управляющим вычислительным устройством в транспортном средстве, в котором обрабатываются поступающие от датчиков данные.

В соответствии с пунктом 2 каждое управляющее вычислительное устройство является частью управляющей и контролирующей транспортную систему телематической (телемеханической) системы. Подобные вычислительные системы уже используются под землей в горной промышленности для машинной диагностики. Таким образом, дополнительное (последующее) оснащение транспортных средств пригодными для промышленности, надежными управляющими вычислительными устройствами может достигаться с допустимыми затратами.

При безлюдной эксплуатации желательна сквозная (непрерывная) коммуникационная инфраструктура.

Это по сегодняшнему состоянию может идеально выполняться с помощью устойчивой беспроводной LAN-технологии. Для этого откаточный путь обеспечивается так называемыми активными ("горячими") областями. В этих областях имеется сквозная радиокоммуникация. При этом плотность устанавливаемых активных областей зависит от выполнения рельсовой сети. При этом активные области должны быть предусмотрены, по меньшей мере, на маневровых пунктах, стрелочных переводах, ответвлениях и целевых пунктах.

Альтернатива видится в так называемой Leaky-Feeder-технологии (технология передачи данных по линии с излучающими элементами) с образованным из передаточных волноводов излучающим антенным фидером для непрерывной передачи данных по всему пути следования.

Таким образом, вся транспортная система с множеством транспортных средств может без проблем контролироваться центральным диспетчерским пунктом.

При этом особыми преимуществами в соответствующей изобретению транспортной системе являются: экономия расходов на персонал, поскольку отсутствует необходимость в машинисте; щадящая эксплуатация транспортной системы за счет плавных ходовых качеств; непрерывная выходящая за рамки смены эксплуатация; отсутствие необходимости в предотвращении ненужной пропускной способности; упразднение пульта управления машиниста и соответственно кабины машиниста, вследствие чего достигается уменьшение собственного веса; отсутствие производственного травматизма при входе-выходе машиниста; качественный контроль дорожного полотна или соответственно рельсового пути на состояние и изменение за счет сопоставления фактической путевой информации с архивной путевой информацией.

Кроме того, может распознаваться уровень воды, а также возникающее вследствие действия грунтовых вод повреждение подошвы выработки на пути следования, могут переключаться стрелочные переводы, может считываться положение стрелочного перевода. Может иметь место речевая коммуникация посредством закрепленных на транспортном средстве микрофонов и громкоговорителей. Информация о местоположении может транслироваться соответственно в активных областях. Посредством датчиков ускорения в случае эксплуатации на монорельсовой подвесной дороге могут учитываться неравномерные (качающиеся) транспортные нагрузки.

Также транспортные средства в соответствии с пунктом 8 формулы изобретения могут снабжаться встроенной камерой. За счет этого резервуары (например, в виде служащих для предотвращения взрыва лотков водяного заслона) в области пути следования могут дистанционно анализироваться посредством диспетчерского пункта телематической системы.

Так как в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения в откаточной сети установлены свободно (независимо) позиционируемые концевые и остановочные сигнализаторы, то транспортные средства автоматически останавливаются в пунктах перегрузки сырья и материалов и в целевых пунктах, которые вследствие постоянной динамики откаточной сети в процессе ведения горных работ подвержены постоянным изменениям (перемещениям).

При этом необходимая сенсорная техника для контроля и перепроверки действующей области установлена и закреплена так, что возможна двусторонняя (в обе стороны) эксплуатация транспортной системы. Другими словами, обе кабины машиниста на концах транспортного средства заменены описанными "сенсорными головными частями".

В маневровых пунктах или на целевых пунктах прием транспортного средства осуществляется рабочими. Это должно осуществляться посредством ручного радиоуправления, в частности, чтобы управлять погрузкой и разгрузкой. После окончания работ на месте транспортное средство активируется посредством ручного радиоуправления и переводится в автоматический режим.

На прилагаемых фиг.1 и 2 изобретение представлено посредством примера подвесной монорельсовой дороги, причем фиг.1 изображает обычную подвесную монорельсовую дорогу с кабинами 7 машиниста, в то время как фиг.2 показывает выполненную в соответствии с изобретением подвесную монорельсовую дорогу, в которой кабины 7 машиниста удалены и вместо них расположены датчики 1-6.

При этом датчики 1 и 6 служат для контроля рельсовой направляющей, датчики 2 и 5 - для контроля пути следования, а датчики 3 и 4 - для контроля поверхности (высота над поверхностью земли, уровня воды).

Датчики выполнены соответственно в виде пар, чтобы подвесная монорельсовая дорога могла приводиться в действие в обоих направлениях.

В зависимости от решаемой задачи в случае датчиков 1-6 речь может идти об ультразвуковых датчиках, инфракрасных датчиках, передающих изображение датчиках, лазерных сканирующих устройствах или тому подобном.

Для оповещения (предупреждения) окружающих подвесная монорельсовая дорога снабжена оптическими и акустическими сигнализаторами (не показаны), как например круглые осветители, сирены или тому подобное.

Фиг.3 представляет собой примерную схему откаточной дороги. Начальная станция обозначена позицией 10, место назначения (например, проведение подготовительных выработок) обозначено позицией 11. В этих областях расположены (мобильные) концевые датчики 12, а также позиционные датчики 13 для регистрации местоположения.

В этом примере подвесная монорельсовая дорога 14 находится перед разветвлением горной выработки со стрелочным переводом 15.

Штриховая линия представляет собой шину (LWL) телематической системы и обозначена позицией 16.

Окружности 17 представляют собой активные области для использованной в данном примере беспроводной LAN-технологии для телематического управления системы.

Схематически показано мобильное ручное радиоуправляющее устройство 18, с помощью которого транспортное средство 14 управляется рабочим (оператором), в частности, чтобы управлять процессом погрузки и разгрузки.

Изобретение касается рельсовой транспортной системы для людей и материала в подземной горнодобывающей промышленности и туннелестроении. Транспортная система состоит из рельсовой откаточной сети и направляемых в этой откаточной сети транспортных средств, причем соответствующее транспортное средство как на своем переднем в направлении движения конце, так и на противоположном конце снабжено датчиками (1-6) для детектирования оптической, акустической информации, информации о температуре и информации об ускорении. Один из датчиков представляет собой лазерное сканирующее устройство, и датчики связаны с расположенным на транспортном средстве управляющим вычислительным устройством, которое является частью контролирующей и управляющей транспортной системой телематической системы, причем датчики взаимодействуют с активными и пассивными сигнализаторами в откаточной сети, в которой установлены свободно позиционируемые концевые и остановочные сигнализаторы. Техническим результатом изобретения является увеличение функциональности и надежности транспортной системы. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Рельсовая транспортная система для людей и материала в подземных горных разработках и в туннелестроении, состоящая из рельсовой откаточной сети и направляемых в этой откаточной сети транспортных средств, причем соответствующее транспортное средство как на своем переднем в направлении движения конце, так и на противоположном конце снабжено датчиками (1-6) для детектирования оптической, акустической информации, информации о температуре и информации об ускорении, причем один из датчиков представляет собой лазерное сканирующее устройство и датчики связаны с расположенным на транспортном средстве управляющим вычислительным устройством, которое является частью контролирующей и управляющей транспортной системой телематической системы, причем датчики взаимодействуют с активными и пассивными сигнализаторами в откаточной сети, в которой установлены свободно позиционируемые концевые и остановочные сигнализаторы.2. Рельсовая транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что управляющее вычислительное устройство связано с телематической системой посредством LAN-технологии, причем откаточная сеть разделена на несколько активных областей.3. Рельсовая транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что для передачи данных на всем пути следования предусмотрен излучающий антенный фидер.4. Рельсовая транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что транспортное средство снабжено оптическими и акустическими сигнализаторами.5. Рельсовая транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что транспортное средство является подвесной монорельсовой дорогой.6. Рельсовая транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что транспортное средство является напочвенной дорогой.7. Рельсовая транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве датчиков используются ультразвуковые датчики, инфракрасные датчики, датчики ускорения, дающие изображение датчики и микрофоны.8. Рельсовая транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что транспортное средство оборудовано, по меньшей мере, одной встроенной камерой, которая выполнена с возможностью дистанционного управления посредством диспетчерского пункта телематической системы.