DE68914828T2

DE68914828T2 - Vorrichtung und verfahren zur bestimmung der ortung einer schiene.

Info

Publication number: DE68914828T2
Application number: DE68914828T
Authority: DE
Inventors: Matti Henttinen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-02-22
Filing date: 1989-02-21
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2009-02-22
Also published as: AU3185289A; EP0401260B1; EP0401260A1; FI880810A0; DE68914828D1; WO1989007688A1; DE68914828T3; FI880810A; FI80790C; US5157840A; FI80790B; EP0401260B2

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Gleises zum Bewegen des Gleises in eine gewünschte Lage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 8.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, insbesondere gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5 oder 9.
Infolge des Bedarfs einer größeren Reisebequemlichkeit und gesteigerter Geschwindigkeiten haben die Anforderungen an die Qualität von Eisenbahngleisen und dgl. zugenommen, weshalb die Wartung von Gleisen in zunehmendem Maße mit genauen Überwachungstechniken durchgeführt wird.
Der in der vorliegenden Anmeldung verwendete Begriff "Gleis" bezieht sich auf die aus Schienen, Weichen und Schienenkreuzungen gebildete Gesamtheit, die auf einem Unterbau, wie z.B. Eisenbahnschwellen, befestigt ist.
Eine sogenannte Fixpunkttechnik ist eine allgemein gebräuchliche genaue Überwachungstechnik. Wenn diese Technik auf die Reparatur von Gleisen angewendet wird, dann umfaßt sie die Kartierung des Querortes des Gleises im Hinblick auf seinen Längenort in Bezug auf einen theoretischen Ort, indem seine Lage in Bezug auf eine gerade Vermessungslinie gemessen wird, die durch zwei vermessene Punkte des Gleises hindurchgeht, wodurch die Verlagerung des Gleises in eine theoretische oder gewünschte Lage auf der Basis der Unterschiede zwischen diesen Werten in Verbindung mit der Reparatur durchgeführt wird.
Manuelle Fixpunkttechniken umfassen das Vermessen des Gleises mit einem Doppelfernglas-Meßlattensystem zwischen zwei bekannten Punkten des Gleises. Dies erfolgt in der Weise, daß das Doppelfernglas an einem bekannten Punkt auf dem Gleis angeordnet wird, während die Meßplatte an einem anderen bekannten Punkt auf dem Gleis angeordnet wird. Sodann wird das Doppelfernglas auf die Meßlatte ausgerichtet und justiert, wodurch die Vermessungslinie von dem Doppelfernglas zu der Meßlatte verläuft und im Raum fest bleibt. Die Meßlatte wird sodann längs des Gleises bewegt, und jede Abweichung des Gleises von der Vermessungslinie wird in gleichförmigen Intervallen sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung gemessen.
Diese Technik kann auch bei einem sogenannten verbesserten Relativitätsverfahren angewendet werden. Der Ausdruck "Relativitätsverfahren" bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem die Vermessungslinien einer Gleisreparaturmaschine mit der Maschine wandern, wobei die Entfernung in Bezug auf diese Vermessungslinien sowohl für eine vertikale als auch für seitliche Verlagerungen des Gleises gemessen wird. Das vordere wie auch das hintere Ende dieser Vermessungslinien bewegt sich mit der Maschine, so daß die Absolutlage des Gleises an jedem Einzelpunkt bei diesem Verfahren nicht bekannt ist, aber das vordere Ende der Vermessungslinie bewegt sich längs des vorhandenen Gleises.
Der Ausdruck "verbessertes Relativitätsverfahren" besagt, daß die vertikalen und horizontalen Werte des Gleises gemessen werden, beispielsweise mit dem Doppelfernrohr-Meßlattensystem, derart, daß die räumlichen Positionen des Doppelfernglases und der Meßlatte nicht bekannt ist, sie werden aber an bestimmten ausgewählten Punkten längs des Gleises festgelegt, während die Richtung eingestellt wird, und diese Punkte auf dem Gleis bleiben ortsfest, während die vertikalen und horizontalen Abweichungen des Gleises von der Vermessungslinie in gleichförmigen Intervallen in Bezug auf diese Punkte gemessen werden. Bei diesem Verfahren ist die genaue Position des Gleises nicht bekannt, während sein Profil an zulässige Krümmungs- und Neigungsprofile angepaßt werden kann.
Seitliche Verlagerungen des Gleises können auch mit einem manuellen Meßdrahtverfahren gemessen werden. Ein Meßdraht, der als Vermessungslinie dient, wird in einem bestimmten Abstand vom Gleis positioniert, und ein von diesem vorgegebenen Abstand abweichender Abstand wird in der Mitte des Drahtes gemessen. Der Meßdraht wird längs des Gleises bewegt, so daß das hintere Ende des Meßdrahtes in der Mitte des Meßdrahtes angeordnet ist, und dieser Abstand wird erneut gemessen. Sodann können die so gemessenen Entfernungen, d.h. die Pfeilhöhen des Bogens weiter analysiert werden, indem die Pfeilhöhen des Bogens auf beiden Seiten des fraglichen Punktes in Betracht gezogen werden. Dieses Verfahren kann im Hinblick auf die seitliche Verlagerung des Gleises auch als verbessertes Relativitätsverfahren angesehen werden.
In der US-A-3 821 933 ist ein mobiler Gleisverleger beschrieben, bei dem eine Laserkanone und ein Laserstrahlempfänger in bezug auf feste Punkte in Querrichtung einstellbar sind, die eine geplante Gleisposition bestimmen und der Laserkanone und dem Empfänger zugeordnet sind. Eine Steuereinrichtung wandelt Ausrichtfehlersignale , die eine Funktion der Empfängerposition sind, in Abhängigkeit von der Länge der Bewegungsbahn des Empfängers längs des Gleises in Ausrichtsteuersignale um.
Auf dem Gebiet der Eisenbahntechnologie gibt es drei übliche Ausführungsformen von automatischen Gleisbegradigungs- und Gleishebeausrüstungen für Gleisarbeitsmaschinen. Für solche Ausrüstungen ist es typisch, daß sie die Arbeitsmaschine mittels einer externen ortsfesten Vermessungslinie steuern, wodurch der Abstand zwischen der Vermessungslinie und dem Gleis entsprechend den Krümmungseigenschaften des Gleises entlang des Gleises schwankt. Die Anwendung dieser Verfahren macht es daher erforderlich, daß der Entfernungs- und Höhenunterschied zwischen dem Gleis und der Vermessungslinie auf der Basis der tatsächlichen und der theoretischen Position des Gleises ständig gemessen und berechnet wird, während sich die Position der Arbeitsmaschine auf dem Gleis ändert.
Bei einem Verfahren, das ein Doppelfernrohr und eine Funksteuereinrichtung anwendet, wird die Gleisarbeitsmaschine mit einer Funksteuereinrichtung ähnlich wie bei dem vorstehend beschriebenen Doppelfernrohr-Meßlattensystem gesteuert. Das Doppelfernrohr ist auf die Gleisarbeitsmaschine ausgerichtet. Das Doppelfernrohr und die Gleisarbeitsmaschine sind an bekannten Punkten positioniert. Sodann wird das Doppelfernrohr arretiert, und die seitliche Verlagerung und das Ansteigen des Gleises werden mit der Funksteuerungseinrichtung gesteuert, während sich die Gleisarbeitsmaschine entlang des Gleises bewegt. Bei einer seitlichen Verlagerung ist das Doppelfernrohr nur für gerade Abschnitte geeignet und beim Ansteigen sowohl für gerade als auch für gekrümmte Abschnitte, aber nicht für vertikale Biegungen geeignet.
Bei der geradlinigen Lasersteuerung wird der Zielradius des Doppelfernrohrs durch einen durch die Vermessungslinie bezeichneten Laserstrahl ersetzt. Der Laserstrahl ist zwischen zwei bekannten Punkten entsprechend gerichtet und ortsfest festgelegt, woraufhin die Meßeinrichtung die Entfernung des Laserstrahls zu einem auf dem Meßwagen angeordneten Punkt in einer Richtung mißt. Der Laserstrahl steuert unmittelbar die Verlagerung des Gleises. Wegen der mechanischen Konstruktion erfordert dieses Verfahren für das Ansteigen und die seitliche Verlagerung des Gleises einen eigenen Lasersender und -empfänger. In der Praxis ist dieses Verfahren nur in Verbindung mit dem seitlichen Versatz eines geraden Gleises geeignet. Beim Ansteigen werden Probleme durch die Länge der Laserspannweite von ungefähr 350 m verursacht, weil Ablenkungen über eine derart große Entfernung größer sind als die Gleisbaumaschine festlegen kann. Wenn die Spannweite zu sehr verkürzt wird, dann muß der Lasersender derart oft verlagert werden, daß die Arbeitsgeschwindigkeit deutlich geringer wird. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß dieses Verfahren ähnlich wie das Doppelfernrohrsystem nicht auf einen Gleisanstieg anwendbar ist, sofern vertikale Krümmungen betroffen sind.
Ein Kurvenlaserverfahren wird nur bei der seitlichen Verlagerung eines Gleises in Kurven benutzt, während das normale geradlinige Laserverfahren an geraden Abschnitten bei seitlichen Verlagerungen benutzt wird. Das Kurvenlaserverfahren beruht auf dem Prinzip, daß der Lasersender an einem bekannten Punkt des Gleises angeordnet und auf die an einem bekannten Punkt angeordnete Gleisbaumaschine ausgerichtet ist. Der Abstand zwischen der Kurve und dem Laserstrahl wird mit einer in der Gleisbaumaschine angeordneten Überwachungseinrichtung gemessen, und die gemessene Entfernung wird mit einer berechneten Entfernung verglichen, woraufhin das Gleis um eine dieser Entfernung entsprechende Entfernung in seitlicher Richtung verlagert wird.
Ein Nachteil der vorstehenden Verfahren besteht darin, daß ihr Anwendungsgebiet auf das Messen entweder der seitlichen oder der vertikalen Position beschränkt ist, und daß sie außerdem nicht zum Messen der vertikalen Position von Kurven geeignet sind. Ferner ist ihre Anwendung schwierig und erfordert häufig kurze Meßintervalle, damit die Messungen durchgeführt werden können. Außerdem ist ihre Anwendung bei der Messung der Lage von Gleisen schwierig, die in vertikaler Richtung gekrümmt sind, während sie bei horizontal gekrümmten Gleisen schwierig, wenn nicht gar unmöglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die vorstehenden Nachteile vermeidet und mit dem die Lage eines Gleises einfach und schnell und weitgehend automatisch sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung bei einem Gleisabschnitt bestimmt werden kann, der geradlinig oder in mehrfacher Hinsicht gekrümmt sein kann, so daß das Gleis auf der Grundlage der erhaltenen Ergebnisse in eine gewünschte Lage gebracht werden kann.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit dem im Anspruch 1 oder 8 gekennzeichneten Verfahren gelöst.
Die Grundidee der Erfindung besteht darin, daß die Vermessungslinie eine drehende Vermessungslinie ist, die durch einen Bezugspunkt mit bekannter Lage hindurchgeht. Diese Vermessungslinie ist eine gerade Linie zwischen dem Bezugspunkt A und einem Meßpunkt, der in einem Vermessungswagen angeordnet ist, oder einem angenommenen Punkt, der an einem entsprechenden Querpunkt in Bezug auf das Gleis in der gewünschten Lage des Gleises angeordnet ist, wodurch die Richtung der Vermessungslinie sich mit einer Änderung des Längenpunktes des Gleises ändert, und die Abweichung des Gleises von der gewünschten Lage kann bestimmt werden durch Messen der Richtung der Vermessungslinie in einem durch die Lage des Bezugspunktes bestimmten Koordinatensystem und durch Berechnen auf der Grundlage der so erhaltenen Richtungsdaten und der Längsrichtung des Gleises oder durch Messen der Abweichung von der Vermessungslinie, die auf der Basis der Koordinaten der gewünschten Lage und der Lage des bekannten Punktes berechnet wurde. Bei einer Ausführung der Grundidee der Erfindung wird ein automatischer Theodolit oder ein ähnliches Gerät zur Richtungsbestimmung an dem Bezugspunkt oder an dem Meßpunkt angeordnet. Der Theodolit od. dgl. betrachtet einen an dem anderen Punkt angebrachten Reflektor, wodurch automatisch die Winkeldaten der Vermessungslinie bestimmt werden, so daß der gesamte Meß- und Berechnungsvorgang automatisch durchgeführt wird, wenn ein Rechner angeschlossen ist. Bei einer anderen Ausführung der Grundidee der Erfindung wird die Richtung der Vermessungslinie bestimmt, indem zunächst die Richtung der geraden Linie zwischen dem Bezugspunkt und dem angenommenen Punkt an jedem Längenpunkt des Gleises berechnet wird, wobei ein von dem Rechner gesteuerter Lasersender od. dgl. an dem Bezugspunkt angeordnet ist, um einen Laserstrahl durch den gedachten Punkt auszusenden. Der Sender dreht sich selbsttätig in Abhängigkeit vom Rechner zu dem gedachten Punkt, der jedem Punkt des Gleises entspricht, so daß irgendwelche Abweichungen zwischen dem Meßpunkt und dem angenommenen Punkt unmittelbar mit einer den Laserstrahl beobachtenden Meßeinrichtung gemessen werden können. Die Meßeinrichtung zeigt die Abweichung des Strahles an diesem besonderen Punkt von der Lage eines Punktes an, der in Bezug auf die Meßeinrichtung bestimmt ist.
Nach der Bestimmung der Absolutlage des zu bestimmenden Punktes wird diese mit Lagewerten verglichen, die durch Berechnung für einen Punkt in der fraglichen Entfernung ermittelt wurden; das Gleis kann dann auf der Grundlage der so erhaltenen Differenzwerte in Richtung der gewünschten Lage verlagert werden. Gemäß der Grundidee der Erfindung kann diese Meßeinrichtung umgekehrt am Meßpunkt angeordnet sein, wodurch sie den eine bekannte Position aufweisenden Bezugspunkt beobachtet, so daß die Richtung der Vermessungslinie zwischen dem Meßpunkt und dem Bezugspunkt angezeigt wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Gemäß der Erfindung wird dies mit der im Anspruch 5 oder 9 gekennzeichneten Vorrichtung erreicht.
Die Grundidee der Vorrichtung besteht darin, daß sie als Meßeinrichtung einen Theodoliten oder eine ähnliche Meßeinrichtung umfaßt, die einen bestimmten Punkt, wie z.B. einen Detektor, Sensor oder einen Reflektor beobachten kann, wobei die Richtung der Vermessungslinie in einer bestimmten vorgegebenen Reihe von Koordinaten bestimmt wird. Da die Meßeinrichtung an dem Bezugspunkt mit einer bekannten Lage angeordnet und mit einem Rechner verbunden ist, kann sie die absolute Lage des in Bezug auf einen bekannten Punkt zu bestimmenden Objektes kontinuierlich und automatisch bestimmen. Durch Vergleich der erhaltenen Lagedaten mit den durch Berechnung erhaltenen gewünschten Daten können die Ortsabweichungen sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung bestimmt werden, wodurch es möglich ist, zu bestimmen, in welcher Richtung und in welchem Ausmaß das Gleis an jedem besonderen Punkt verlagert werden muß, damit es in die gewünschte Lage kommt. Demzufolge kann die Meßeinrichtung an dem Bezugspunkt angeordnet werden, um einen bekannten Punkt zu beobachten und um seine eigene Lage, d.h. die Lage des Bezugspunktes zu bestimmen.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung bieten mehrere Vorteile. Die Erfindung vermindert das Erfordernis menschlicher Arbeitskraft beträchtlich, und die Messungen brauchen nicht für jede Arbeitsperiode getrennt durchgeführt zu werden. Außerdem verringert die Erfindung die durch die Vermessungsarbeit verursachten Störungen des Schienenverkehrs, und die unfallträchtige Arbeit unter dem Schienenverkehr wird nahezu vollständig vermieden. Das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung sind sowohl für gerade Abschnitte als auch bei Krümmungen zur Seite hin oder nach oben geeignet, wie auch immer die Geometrie des Gleises sein mag.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die mechanischen Teile am Meßpunkt die Länge der Vermessungslinie nicht begrenzen und daß die Ausrüstung am Meßpunkt wesentlich einfacher ist. In Krümmungen kann die Gleisarbeitsmaschine oder der Gleisvermessungswagen den sich drehenden Vermessungsradius benutzen, der ihr bzw. ihm über eine wesentlich längere Entfernung folgt als bei einer entsprechenden ortsfesten Vermessungslinie ohne den Radius nachzurichten, weil der Abstand zwischen dem Gleis und dem Vermessungsradius sich nicht ändert, während sich die Maschine oder der Wagen längs des Gleises bewegt. Außerdem kann diese eine Vermessungslinie gleichzeitig bei der Bestimmung der Daten für die Höhenlage benutzt werden, so daß die Ausrichtung und das Ansteigen des Gleises jetzt auf diese Weise angezeigt werden kann, oder das Niveau und die Höhenlage kann mittels eines einzigen Radius gemessen werden, wogegen für diesen Zweck bei den bekannten Verfahren, die auf der Verwendung einer ortsfesten Vermessungslinie beruhten, zwei getrennte Vermessungslinien oder Radien erforderlich sind. Ferner kann der bekannte Punkt außerhalb des Gleises gewählt werden, so daß es nicht erforderlich ist, diesen erneut zu bestimmen, beispielsweise zwischen anderem Verkehr.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vermessungsvorrichtung, und
Fig. 3A, 3B und 4 zeigen schematisch eine andere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Gleises 1, umfassend zwei Schienen 3 und 4, die an Schwellen 2 befestigt sind. Ein sich längs der Schienen 3 und 4 bewegender Vermessungswagen 5 ist auf dem Gleis 1 angeordnet.
Der in der vorliegenden Anmeldung verwendete Begriff "Vermessungswagen" bezieht sich entweder auf ein getrenntes Ausrüstungsteil, das entlang des Gleises bewegbar ist, oder auf ein Ausrüstungsteil, das in einem Gleisarbeitsfahrzeug enthalten ist. Ein Meßpunkt C ist in Bezug auf das Ausrüstungsteil derart angeordnet, daß er den Schienen folgt, wobei er die Lage des Gleises in seitlicher und in vertikaler Richtung bestimmt.
Auf dem Gleis 1 ist ferner eine Meßeinrichtung 6 vorgesehen, umfassend einen Untersatz 7, der auf den Schienen 3 und 4 ruht und mit einem Arm 8 versehen ist. Die Meßeinrichtung 6 ist am Ende des Arms 8 angeordnet.
Die Meßeinrichtung 6 hat ihren eigenen Bezugspunkt A, in Bezug auf den sie alle Meßvorgänge durchführt. Wenn die absolute Lage des Gleises 1 an der Meßeinrichtung 6 bekannt ist, dann ist auch die Lage des Punktes A bekannt, weil dieser an einem bestimmten Punkt in Bezug auf das Gleis angeordnet ist. Wenn die Lage des Gleises 1 nicht bekannt ist, dann kann die Lage des Punktes A bestimmt werden, beispielsweise, indem die Meßeinrichtung 6 auf einen Punkt B ausgerichtet wird, dessen Lage bekannt ist, und indem der Abstand und die Richtung in den Koordinaten des Punktes B gemessen wird, wodurch die Lage des Punktes A in Bezug auf den bekannten Punkt B bestimmt wird und demzufolge die absolute Lage des Punktes A in den gleichen Koordinaten.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 9 die Bahn bezeichnet, längs welcher sich ein angenommener Punkt D in Bezug auf die gewünschte Lage des Gleises 1 theoretisch bewegen würde, wogegen mit dem Bezugszeichen 10 die Bahn bezeichnet ist, längs welcher sich der Bezugspunkt C bewegt, wenn sich der Meßwagen 5 tatsächlich entlang des Gleises bewegt, d.h. die absolute Lage. Mit den Koordinaten x und z ist die Abweichung der tatsächlichen Lage des Gleises 1 von der theoretischen Lage an jedem Längenpunkt entlang des Gleises bezeichnet. Die gerade Linie zwischen dem Bezugspunkt A der Meßeinrichtung 6 und dem Meßpunkt c, d.h., die sich um den Punkt A drehende Vermessungslinie ist mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet.
Die Meßeinrichtung 6 ist einem Gegenstand zugekehrt, der am Punkt C auf dem Vermessungswagen 5 angeordnet ist, wie z.B. ein Detektor, Sensor oder Reflektor, und sie kann diesen selbsttätig beobachten, so daß sie die Richtung der Vermessungslinie 11 in den verwendeten Koordinaten anzeigt. Die Meßeinrichtung 6 mißt gleichzeitig den Abstand zwischen den Punkten A und C und die Richtung des Punktes A zum Punkt C in den Koordinaten der Meßeinrichtung. Dabei ist die gerade Linie zwischen den Punkten A und C die Vermessungslinie 11, die sich in Bezug auf den Punkt A dreht, wodurch die Lage des Gleises 1 bestimmt werden kann. Da die Lage des Punktes A in diesen Koordinaten bekannt ist, kann die absolute Lage des Punktes C somit an jedem Punkt des Gleises 1 bestimmt werden. Durch Vergleich der so erhaltenen Werte an jedem Punkt des Gleises 1 mit den berechneten Werten des Punktes D entsprechend der theoretischen oder gewünschten Lage kann auf der Grundlage der Differenzwerte bestimmt werden, in welcher Richtung und in welchem Ausmaß das Gleis an jedem Punkt verlagert werden sollte. Wenn der Vermessungswagen 5 ein Gleisreparaturwagen ist, der die Verlagerungen und Berichtigungen ausführen kann, dann können die Berichtigungen unverzüglich durchgeführt werden, wobei gleichzeitig geprüft wird, daß das Endergebnis dem gewünschten Ergebnis entspricht.
Das Verfahren ist zur Überwachung von geraden Gleisabschnitten wie auch von unterschiedlich gekrümmten Gleisabschnitten geeignet, weil die Vermessung der Lage des Punktes C in keiner Weise behindert wird, auch nicht mit großen Krümmungsradien und großen Ablenkungen in vertikaler oder horizontaler Richtung. Die Länge der für jeden besonderen Fall verwendeten Meßspannweite kann entsprechend der unmittelbaren Sichtbarkeit auf dem Gleis und in der Nähe desselben eingestellt werden, wodurch eine beträchtlich lange Vermessungsspannweite selbst bei schmalen Gleisflächen erhalten wird, wenn der Fixpunkt A an einer Kurve außerhalb des Gleises angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt eine Vermessungsausrüstung, die mit Rädern 12, 13 auf den Schienen 3, 4 bewegbar ist. Die Vermessungsausrüstung umfaßt eine Meßeinrichtung 6 mit einem Entfernungsmeßgerät 14, das automatisch die Entfernung zum Meßpunkt C mißt, und mit einer Nachfolgeeinrichtung 15, die dem Punkt C folgt, d.h. einer Reflektorfläche folgt, die als an diesem Meßpunkt angeordneter Gegenstand dient. Wenn sich die Nachfolgeeinrichtung 15 um ihre horizontale Achse 16 und um ihre durch Pfeile 17 bezeichnete vertikale Achse verdreht, dann messen Sensoren 18 und 19 die Drehwinkel, und die Winkelwerte werden ebenso wie die Entfernungswerte in eine Rechnereinheit 20 eingegeben, die daraus die Lage des Punktes C sowie die Abweichungen von der gewünschten Lage berechnet. Die gemessenen und die berechneten Werte können dann mit einem Sender 21 für die Reparatur an den Vermessungswagen 5 oder den Gleisreparaturwagen übertragen werden. Der Untersatz 7 kann eine Querverlagerungseinrichtung 22 umfassen, mit der die Meßeinrichtung 6 quer zum Gleis 1 verlagert werden kann, und eine Dreheinrichtung 23 umfassen, damit die Meßeinrichtung 6 ihre horizontale Stellung beibehalten kann, wenn das Gleis in Querrichtung geneigt ist.
Bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Vermessungsausrüstung ist die Meßeinrichtung 6, die am Punkt A zum Messen der Richtung und der Entfernung angeordnet ist, durch einen am Punkt A angeordneten Lasersender 24 und durch ein darin angebrachtes Entfernungsmeßgerät 25 ersetzt. Auf der Grundlage der von dem Entfernungsmeßgerät 25 gemessenen Entfernung wird der Lasersender 24 in eine Richtung ausgerichtet, in der der Radius 26 in einer entsprechenden Entfernung durch einen angenommenen Punkt D hindurchgeht, der auf der Grundlage der gewünschten Lage des Gleises 1 berechnet ist, wodurch eine in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 11' bezeichnete Vermessungslinie erhalten wird. Die Lage des angenommenen Punktes D in Bezug auf die Lage des Gleises am gewünschten Ort ist die gleiche wie die Lage des Meßpunktes C in Bezug auf das tatsächliche Gleis. Der Vermessungswagen 5 umfaßt eine Erfassungseinrichtung 27 mit einer Erfassungszellenanordnung 29, die in einem Rahmen 28 angeordnet ist, der sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung bewegbar ist. Die Erfassungszellenanordnung 29 ist am Punkt C angeordnet, und sie folgt dem Gleis 1 derart, daß sie auf beiden Schienen ruht und in seitlicher Richtung gegen eine der Schienen, beispielsweise die Schiene 3, angepreßt wird. Diese ausgewählte Schiene 3 dient als sogenanntes Rollenlager für die seitliche Verlagerung, d.h., die seitlichen Verlagerungen des Gleises 1 werden in Bezug auf diese Schiene 3 bestimmt. In entsprechender Weise wird eine der Schienen 3 und 4 als Rollenlager für das Ansteigen ausgewählt. Wenn der Laserstrahl 26 auf die Erfassungszellenanordnung auftrifft, dann zeigen deren Fotozellen 30 die Lage des Laserstrahls an, und (nicht gezeigte) Steuermittel verlagern die Erfassungszellenanordnung 29 derart, daß der Laserstrahl 26 in der Mitte der Erfassungszellenanordnung 29 auf diese auftrifft. Die Lage der Erfassungszellenanordnung 29 in Bezug auf den Rahmen 28 zeigt dadurch die Abweichungen des Gleises 1 von der theoretischen Lage des Gleises 1 an. Die Lage des Rahmens 28 in der horizontalen Position wird gemessen, und die Messungen zwischen der Erfassungszellenanordnung 29 und dem Rahmen 28, die durch die Neigung des Gleises 1 bedingt sind, werden durch Berechnung auf der Grundlage des Ergebnisses der Neigungsmessung automatisch in vertikale und horizontale Abweichungen des Gleises 1 berichtigt.
Vorstehend wurden nur einige Ausführungen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung erläutert, und die Erfindung ist nicht auf diese beschränkt, sondern sie kann innerhalb des Umfangs der Ansprüche frei abgewandelt werden.
Die Meßeinrichtung 6 braucht auch nicht am Punkt A angeordnet zu sein, sondern sie kann auch auf dem Vermessungswagen od. dgl. angeordnet sein, wodurch sie die Lage des Punktes C in bezug auf den Punkt A mittels darin angeordneter Detektoren ermittelt. Das Entfernungsmeßgerät und das Richtungsmeßgerät können im Abstand voneinander einerseits am Punkt A und andererseits am Punkt B angeordnet sein.
Die Meßausrüstung kann auf getrennten Meßuntergestellen angeordnet sein, die längs der Schienen bewegbar sind, wenngleich die Einrichtung am Punkt A auch auf dem Untergrund ruhen kann, weil ihre Lage, wenn sie einmal festgelegt ist, die gleiche bleibt.
Die Meßausrüstung kann selbstverständlich auch benutzt werden, um lediglich eine vertikale oder horizontale Ortsbestimmung durchzuführen.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Gleises (1) zum Bewegen des Gleises (1) in eine gewünschte Lage, bei dem die Abweichung der tatsächlichen Lage des Gleises (1) von der gewünschten Lage des Gleises (1) in einem bestimmten Koordinatensystem an einem bestimmten Punkt entlang des Gleises in Längsrichtung desselben in mindestens einer Richtung quer zur Längsrichtung des Gleises (1) ermittelt wird, indem mit Hilfe mindestens einer Vermessungslinie (11; 11'), die durch einen Bezugspunkt (A) mit einer dem besagten Koordinatensystem bekannten Lage hindurchgeht, die Abweichung der Lage eines Meßpunktes (C), der bestimmt ist, relativ zu dem Gleis (1) in Querrichtung zu demselben an dem besagten Längenpunkt entlang des Gleises (1) an einem bestimmten Punkt angeordnet zu sein, von der berechneten Lage eines angenommenen Punktes (D) gemessen wird, der an einem entsprechenden Punkt in Bezug auf das Gleis (1) angeordnet ist, wobei sich das Gleis (1) in der gewünschten Lage befindet, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Vermessungslinie (11) eine gerade Linie zwischen dem Bezugspunkt (A) und dem Meßpunkt (C) ist, wobei sich die besagte Vermessungslinie um den Bezugspunkt (A) dreht, wenn sich die Lage des Meßpunktes (C) ändert;

- daß die Richtung der besagten Vermessungslinie (11) in dem besagten Koordinatensystem mit einer Meßeinrichtung (6) gemessen wird;

- daß der Längenort des Meßpunktes (C) entlang des Gleises (1) bestimmt wird;

- daß sowohl das Messen der Richtung der Vermessungslinie (11) als auch die Bestimmung des Längenortes des Meßpunktes (C) kontinuierlich und automatisch durchgeführt wird;

- daß Abweichungen der Lage des Meßpunktes (C) sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung des Gleises (1) von der berechneten Lage des angenommenen Punktes (D) auf der Grundlage der Richtung der Vermessungslinie (11) und des Längenortes des Meßpunktes längs des Gleises (1) berechnet werden; und

- daß das Gleis unter Verwendung der so bestimmten Abweichwerte in die gewünschte Lage verlagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Längenortes des Meßpunktes der Abstand zwischen dem Bezugspunkt (A) und dem Meßpunkt (C) und gleichzeitig die Richtung der Vermessungslinie gemessen wird und der Längenort des Meßpunktes aufgrund der Entfernung und der so gemessenen Richtung bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Längenort des Gleises (1) mit Hilfe von Meßrädern gemessen wird, die den Schienen (3, 4) des Gleises (1) folgen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung mit Hilfe einer Meßeinrichtung (6; 6') durchgeführt wird, die so ausgebildet ist, daß sie automatisch mit der Vermessungslinie (11; 11') zur Deckung gebracht wird, und daß die Abweichungen der Lagen des Meßpunktes (C) und des angenommenen Punktes (D) zumindest innerhalb einer bestimmten Länge des Gleises (1) als eine Funktion des Längenortes längs des Gleises (1) automatisch und im wesentlichen kontinuierlich gemessen und berechnet werden.

5. Vermessungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend Mittel zur Bestimmung einer Vermessungslinie (11), und eine Meßeinrichtung (6; 6', 27) und Rechenmittel (20) zum Messen und Berechnen der Unterschiede zwischen der Lage eines Meßpunktes (C) und der Lage eines angenommenen Punktes (D), dadurch gekennzeichnet,

- daß die Vermessungsvorrichtung Mittel zur Bestimmung des Längenortes des Meßpunktes (C) längs des Gleises (1) umfaßt;

- daß die Mittel zur Bestimmung der Vermessungslinie eine der Meßeinrichtung (6; 6') zugeordnete Nachfolgeeinrichtung (15; 24) umfassen, wobei die Nachfolgeeinrichtung so ausgebildet ist, daß sie mit der Vermessungslinie (11) automatisch zur Deckung gebracht wird; und

- daß die Meßeinrichtung (6; 6', 27) und die Nachfolgeeinrichtung (15; 24) mit den Rechenmitteln (20) verbunden sind, wodurch die Rechenmitteln (20) verbunden sind, um Abweichungen zwischen der Lage des Meßpunktes (C) und der Lage des angenommenen Punktes (D) auf der Grundlage der Richtung der Vermessungslinie (11) und des Längenortes längs des Gleises (1) kontinuierlich und automatisch zu messen und zu berechnen.

6. Vermessungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Nachfolgeeinrichtung (15) am Meßpunkt (C) oder am Bezugspunkt (A) angeordnet ist und ein automatisches Winkelmeßgerät umfaßt, das einem Gegenstand, wie z.B. einem an dem anderen Punkt (A; C) angeordneten Gegenstand, beispielsweise einem Reflektor, folgt und das seinen Drehwinkel gegenüber seinem Sitz und damit gegenüber einem in Bezug auf den Sitz ortsfesten Koordinatensystem anzeigt, wodurch die Vermessungslinie (11) eine gerade Linie zwischen dem Bezugspunkt (A) und dem Meßpunkt (C) ist; und

- daß die Rechenmittel ausgebildet sind, um Unterschiede zwischen der Lage des Meßpunktes (C) und der Lage des angenommenen Punktes (D) aufgrund der von dem Winkelmeßgerät angezeigten Drehwinkel zu berechnen.

7. Vermessungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 gekennzeichnet durch ein Entfernungsmeßgerät (14; 25), das den Abstand zwischen dem Bezugspunkt (A) und dem Meßpunkt (C) automatisch mißt, und wobei die Rechenmittel (20) so ausgebildet sind, daß sie den Längenort längs des Gleises (1) aufgrund der gemessenen Entfernung berechnen.

8. Verfahren zur Verlagerung eines Gleises (1) von einer tatsächlichen Lage in eine gewünschte Lage, umfassend die Schritte:

(a) Bilden eines Koordinatensystems;

(b) Schaffen einer Meßeinrichtung (6), die einen Bezugspunkt (A) bestimmt, der in dem Koordinatensystem eine bekannte Lage einnimmt;

(c) Schaffen eines Meßwagens (5) auf dem Gleis (1) an einem bestimmten Längenort auf dem Gleis;

(d) Schaffen eines Meßpunktes (C) auf dem Meßwagen (5) an einem bestimmten Punkt in Bezug auf die tatsächliche Lage des Gleises;

(e) Berechnen eines angenommenen Punktes (D) an einem entsprechenden bestimmten Punkt in Bezug auf die gewünschte Lage des Gleises;

(f) Schaffen einer Vermessungslinie (11); und

(g) Vorwärtsbewegen des Meßwagens (5) und des Meßpunktes (C) entlang des Gleises;

gekennzeichnet durch

(h) Schaffen der Vermessungslinie (11) von dem Bezugspunkt (A) zu dem Meßpunkt (C);

(i) Bestimmen des Längenortes des Meßpunktes (C);

(j) Messen der Richtung der Vermessungslinie (11) in dem Koordinatensystem mit Hilfe der Meßeinrichtung (6);

(k) kontinuierliches und automatisches Bestimmen der vertikalen und horizontalen Querabweichung der Lage des Meßpunktes (C) von der Lage des angenommenen Punktes aufgrund der Richtung der Vermessungslinie (11) und des Längenortes des Meßpunktes (C);

(l) erforderlichenfalls Ändern der Richtung der Vermessungslinie (11), wenn der Meßpunkt (C) seine Lage verändert;

(m) Wiederholen der Schritte (i), (j), (k), (g) und (l) für eine gewünschte Anzahl von Wiederholungen; und

(n) Verlagern des Gleises (1) sowohl vertikal als auch horizontal in die gewünschte Lage unter Verwendung der ermittelten Abweichungen.

9. Vorrichtung zur Verlagerung eines Gleises (1) in einem Koordinatensystem von einer tatsächlichen Lage in eine gewünschte Lage, umfassend:

eine Meßeinrichtung (6), die einen Bezugspunkt (A) bestimmt, der in dem Koordinatensystem eine bekannte Lage einnimmt;

einen Meßwagen (5) auf dem Gleis;

einen Meßpunkt (C) auf dem Meßwagen (5) an einem bestimmten Punkt gegenüber der tatsächlichen Lage des Gleises;

Mittel zum Berechnen eines angenommenen Punktes (D) an einem entsprechenden bestimmten Punkt in Bezug auf die gewünschte Lage des Gleises;

Mittel zur Schaffung einer Vermessungslinie (11);

und Mittel zum Vorwärtsbewegen des Meßwagens (5) und des Meßpunktes (C) längs des Gleises; gekennzeichnet durch

Mittel zur Schaffung der Vermessungslinie (11) zwischen dem Bezugspunkt (A) und dem Meßpunkt (C);

Mittel zur Bestimmung des Längenortes des Meßpunktes (C);

Mittel zum Messen der Richtung der Vermessungslinie (11) in dem Koordinatensystem mit Hilfe der Meßeinrichtung (6);

Mittel zur kontinuierlichen und automatischen Bestimmung der vertikalen und horizontalen Querabweichung der Lage des Meßpunktes (C) von der Lage des angenommenen Punktes (D) aufgrund der Richtung der Vermessungslinie (11) und des Längenortes des Meßpunktes (C);

Mittel zur Veränderung der Richtung der Vermessungslinie (11), wenn der Meßpunkt (C) seine Lage verändert; und

Mittel, um das Gleis (1) unter Verwendung der festgestellten Abweichungen sowohl vertikal als auch horizontal in die gewünschte Lage zu verlagern.