用于在轨道网络中导航的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及在轨道网络(4)内导航的系统(20)，包括：作为系统组件的系统中心(20)、轨道维护机器(1)和通信装置(26)。系统中心(20)配置为管理代表轨道网络(4)的模型(31)的网络数据。轨道维护机器(1)适于处理轨道网络(4)的轨道区段(3)，轨道维护机器(1)包括处理从网络数据导出的导航数据的导航设备(19)。通信装置(26)在系统中心(20)和导航设备(19)之间数据交换。根据本发明专利技术，该系统包括至少一个具有传感器(14)的可移动或固定的载体平台(1、21、22、23、24)，以收集代表轨道网络(4)的特征信息的原始数据，在系统中心(20)中配置大数据框架(27)，以评估原始数据并使其与网络数据同步。该系统能够进行网络数据的自动更新。

System and method for navigation in orbit network

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在轨道网络中导航的系统及方法
本专利技术涉及一种用于在轨道网络中导航的系统，该系统包括作为系统组件的系统中心、轨道维护机器和通信装置。系统中心被配置为管理代表轨道网络的模型的网络数据。轨道维护机器适合处理轨道网络的轨道区段，其中，该轨道维护机器包括导航设备，该导航设备用于处理从网络数据导出的导航数据。通信装置被设置用于在系统中心和导航设备之间进行数据交换。另外，本专利技术还涉及操作该系统的方法。
技术介绍
为了操作轨道维护机器，需要在轨道网络内进行导航。最初，在系统中心以手动或半自动的方式编制包括操作位置和工作命令在内的操作计划。然后，将操作计划清单传送至轨道维护机器，以将定义的操作位置指定为导航目标。在此期间，通常假定机器操作员了解当地情况。根据EP1862593A2已知一种系统，该系统能够通过基于卫星的跟踪系统在轨道网络内对轨道维护机器进行自动定位。在此，将该定位信息与轨道线数据库的特征数据进行同步，以确定精确的位置。在施工场地规划过程中，可能出现作业地点定义不清或标示不正确的情况。例如，在操作计划中可能记录有无效的参考。这类错误会导致工作执行的延迟。在最糟糕的情况下，会在错误的轨道区段进行操作。根据现有技术，根据存储在若干个不同数据库中的网络数据编制操作计划。在此，所述数据库分别涉及轨道网络内的不同装置(例如：信号设备、轨道、悬链等)。这些数据库是根据铁路基础设施运营商的各种规划机构各自的要求而量身定制的，通常，在这些数据库中存储不同的参考信息(例如：里程标记、柱杆标志、轨枕、信号设备等)，以指示操作位置。若轨道网络发生变化(例如：当移除道岔时)，则必须手动更新已知数据库中的网络数据。实际上，可用的网络数据的一致性、完整性、有效性和准确性经常存在问题。另外，由于数据维护不足，导致轨道维护机器出现错误的操作规划。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对开始提到的类型的系统或方法，对现有技术提出改进。根据本专利技术，通过独立权利要求1和7的特征来实现这些目的。根据从属权利要求，本专利技术的有利的进一步改进变得显而易见。在此，本专利技术提供一种系统，该系统包括至少一个具有传感器的可移动或固定的载体平台，所述传感器用于收集代表轨道网络的特征信息的原始数据；以及在系统中心中设置大数据框架，以评估原始数据并将原始数据与网络数据同步。通过这种方式，将网络数据不断地调整为检测到的实际状态。在此，通过在系统中心中配置大数据框架，能够基于预设的评估标准或算法对所收集的原始数据进行自动评估。在此期间，不仅使用传统的数据库和数据分析工具，而且还使用各种机器学习过程。通过这种方式，基于所收集的原始数据，构建轨道网络的模型，并不断地对该模型进行进一步改进。基于该模型和安装在轨道维护机器上的传感器系统，进行自动实时的位置确定。另外，可以不依赖于位置而预先定义工作参数。在此，有利的是：该轨道维护机器被设计为载体平台且包括传感器系统，该传感器系统在轨道网络上行进期间收集原始数据。因此，仅仅通过增加轨道维护机器的操作使用，网络数据即可变得更加精确，从而确保了准确的操作计划。另外，有用的是：该系统包括作为载体平台的配备有传感器的测量车辆或其他有轨车辆。通常，测量车辆以规定的时间间隔在轨道网络上行进，以确定实际情况。在集成至本系统的情况下，通过测量车辆收集的原始数据也用于更新网络数据。为此，传统的轨道车辆也可以配备有传感器系统。进一步的改进指出：所述系统包括飞行载体平台、特别是配备有传感器的无人机。此外，可将高分辨率的卫星图像用作原始数据，以增加网络数据的信息。在本专利技术的一个有利的实施例中，网络数据被存储为图形，该图形以轨道对象作为节点并且以轨道对象之间的关系作为边缘。这样，可以以简单的方式管理网络数据。特别地，使用合适的算法有助于实现与所评估的原始数据同步。在此，对于轨道对象指定特征数据模式是有利的。这样做的根据是某一类别中每个对象共有的显著特征(例如：轨枕、轨道紧固装置、光信号等)。因此，根据所使用的传感器，在原始数据中找到相应的数据模式，这样确保了有效的对象分配。根据本专利技术，提供一种用于操作上述任一种系统的方法：通过传感器收集原始数据；将原始数据传输至系统中心；利用识别算法从原始数据生成对象数据；并且使网络数据与对象数据同步，以更新网络数据。在此，在系统中心设置的大数据框架用于对所收集的原始数据进行自动评估。使用这种方法，只要通过传感器收集到相应的原始数据，即可对网络数据进行自动调整。因此，排除了因数据维护不足而产生的问题。在本方法的有利的进一步改进中，在网络数据已经更新之后，将所有已更新的数据或部分已更新的数据传送至轨道维护机器的导航设备。若该系统包括若干台轨道维护机器，则向所有机器传送相应的数据。通过这种方式，始终基于更新的网络数据导航至下一个操作位置。本方法的一个有利的实施例指出：根据所使用的传感器和/或所使用的载体平台和/或所使用的识别算法，分别向对象数据分配概率值或概率函数。通过这种方式，确定与数据库或轨道网络相关的识别精确度。因此，对于轨道网络或已经存在的轨道网络信息，根据其信息内容，对所确定的对象进行分类。通过大数据框架范围内的机器学习，能够根据新的原始数据而对可识别对象进行持续的扩展和调整。例如，使用新的数据更新存储在对象寄存器中的定义或算法。在此，有利的是：根据所分配的概率值或概率函数，通过新的对象数据对网络数据进行更新。因为根据评估的信息内容添加了新的对象数据，所以网络数据是最新的。进一步的改进指出：基于检测到的载体平台的运动模式，来构造对象数据，从而提供由作为对象链串在一起的对象数据表示的轨道对象，以用于与存储为图形的网络数据进行同步。这样简化了同步，因为鉴于检测到的运动模式，对若干个轨道对象进行逻辑排序。因此，具有复杂结构的对象链的意义是从各个轨道对象的意义得出的。在此，有利的是：对象链被细分为若干部段，其中，基于具体的轨道对象，使部段与图形同步。此方法步骤同样优化了网络数据与目标数据的同步。一种将部段与局部图形进行同步的简单方法指出：指定匹配程度；并且如果该匹配程度超过预设的最低程度，则由该部段取代所述局部图形。当将部段同步至局部图形时，不可验证的轨道对象保持作为局部图形的节点，直到达到预设的失败验证次数为止，因此，该方法的容错能力得到提高。通过这种方式，传感器缺陷或传输缺陷不影响网络数据的质量。对于导航过程，有利的是：通过布置在轨道维护机器上的传感器记录周围的轨道对象；并且通过将所记录的轨道对象与网络数据同步，来确定轨道维护机器的当前位置。在此，在轨道维护机器的导航过程中，自动考虑轨道网络的变化。附图说明下面将参考附图通过示例的方式描述本专利技术。在附图中：图1示出了轨道维护机器的示意图；图2示出了轨道网络的示意图；图3示出了系统布置的示意图；图4示出了轨道区段的结构的示意图；以及图5示出了方法顺序的示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在轨道网络(4)内导航的系统，该系统包括以下系统组件：/n-系统中心(20)，所述系统中心用于管理代表所述轨道网络(4)的模型(31)的网络数据；/n-轨道维护机器(1)，所述轨道维护机器用于处理所述轨道网络(4)的轨道区段(3)，其中，所述轨道维护机器(1)包括导航设备(19)，所述导航设备(19)用于处理从所述网络数据导出的导航数据；以及/n-通信装置(26)，所述通信装置用于在所述系统中心(20)和所述导航设备(19)之间进行数据交换，/n其特征在于：所述系统包括至少一个具有传感器(14)的可移动的或固定的载体平台(1、21、22、23、24)，所述传感器用于收集代表所述轨道网络(4)的特征信息的原始数据；并且在所述系统中心(20)中设置大数据框架(27)，以评估所述原始数据并将所述原始数据与所述网络数据同步。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171109 AT A437/20171.一种用于在轨道网络(4)内导航的系统，该系统包括以下系统组件：
-系统中心(20)，所述系统中心用于管理代表所述轨道网络(4)的模型(31)的网络数据；
-轨道维护机器(1)，所述轨道维护机器用于处理所述轨道网络(4)的轨道区段(3)，其中，所述轨道维护机器(1)包括导航设备(19)，所述导航设备(19)用于处理从所述网络数据导出的导航数据；以及
-通信装置(26)，所述通信装置用于在所述系统中心(20)和所述导航设备(19)之间进行数据交换，
其特征在于：所述系统包括至少一个具有传感器(14)的可移动的或固定的载体平台(1、21、22、23、24)，所述传感器用于收集代表所述轨道网络(4)的特征信息的原始数据；并且在所述系统中心(20)中设置大数据框架(27)，以评估所述原始数据并将所述原始数据与所述网络数据同步。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述轨道维护机器(1)被设计为载体平台并且包括传感器系统(14)，所述传感器系统(14)在所述轨道网络(4)上行进期间收集原始数据。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述系统包括作为载体平台的配备有传感器(14)的测量车辆(21)或其他有轨车辆(22)。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于：所述系统包括飞行载体平台(23)、特别是配备有传感器(14)的无人机。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于：所述网络数据被存储为图形，该图形以轨道对象(5-13)作为节点并且以所述轨道对象(5-13)之间的关系作为边缘。


6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：对于轨道对象(5-13)指定特征数据模式。


7.一种用于操作根据权利要求1至6中任一项所述的系统的方法，其特征在于：通过所述传感器(14)收集所述原始数据；将所述原始数据传输至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·维尔茨克，
申请(专利权)人：普拉塞陶伊尔铁路机械出口股份有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT