Die Automatisierung der untertägigen Navigation von mobilen Maschinen in der Rohstoffgewinnung stellt eine große technische Herausforderung dar. Existierende Systeme navigieren nur unter sehr eingeschränkten Randbedingungen selbst-
ständig. Aktuelle Entwicklungen von neuartigen und prinzipiell geeigneten Sensoren und Algorithmen in Kombination mit leistungsfähigen Kompaktrechner- und Netzwerktechnik eröffnen ein Potential zur Steigerung des Automatisierungsgrads bei der untertägigen Navigation. Hier setzt die vorliegende Dissertationsschrift an.
Innerhalb der Schrift werden neuartige Navigationsautomatisierungsgrade zur Einstufung von navigierenden Systemen im Bergbau definiert. In diesen als Level of Mine Navigation Automation (LoMNA) bezeichneten Automatisierungsgraden werden existierende Systeme eingestuft.
Unter Berücksichtigung der Besonderheiten der untertägigen Umgebung für die Navigation wird beispielhaft eine Systemarchitektur basierend auf neuartiger Sensorik, Algorithmen und Rechnertechnik entwickelt und in einem Navigations-system umgesetzt. Das Navigationssystem wird in der untertägigen Umgebung eines aktiven Örterbaus getestet und evaluiert. Hierbei konnte ein neuartiger Grad der selbstständigen, flexiblen, dynamischen Navigation in einer untertägigen Bergbauumgebung demonstriert werden.
Diese Arbeit zeigt das existierende technische Potential zur Steigerung des Automatisierungsgrades der untertägigen Navigation von mobilen Maschinen auf. Gleichzeitig werden die technischen Grenzen dessen und Möglichkeiten zur Wei-terentwicklung der Lösungsansätze deutlich.
Aktualisiert: 2023-03-15
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Bei der Automatisierung von Maschinenverbünden spielt der Datenaustausch eine entscheidende Rolle und muss vielfältigen Anforderungen in Hinblick auf Datenmenge, Robustheit, Verfügbarkeit etc. gerecht werden. Die Entwicklung der Technologien im Bereich Mobilfunk (3G, 4G, 5G) hat in den letzten Jahren dazu beigetragen, viele auf Daten basierende Applikationen und Dienste zu ermöglichen. Für die direkte Zusammenarbeit von Maschinen sind die derzeitigen Technologien allerdings auf Grund ihrer technischen Eigenschaften und vor allem der Verfügbarkeit weniger gut geeignet. Hier zeigen lokale und für den Augenblick geschaffene Funknetze Vorteile, da diese ohne zentrale Infrastruktur auskommen können und auf Grund der eigenen Bereitstellung verfügbar sind. Allerdings führt das Fehlen einer zentralen, koordinierenden Instanz zu anderen Herausforderungen.
Die vorliegende Arbeit greift dieses Thema auf und widmet sich der Frage, wie in einem mobilen Ad-hoc-Netz hochfrequent Daten zwischen mehreren Teilnehmern unter verschiendenen Restriktionen ausgetauscht werden können.
Nach einem Überblick über die Grundlagen sowie den Stand der Technik und der Forschung wird basierend auf den konkreten Anforderungen eine Methode vorgestellt, die eine hochfrequente, dezentrale Ermittlung der Netztopologie ermöglicht. Diese dient als Basis für einen Austausch der Daten, der für die Relativpositionierung als Beispielanwendung erforderlich ist. Der Austausch ist gleichsam dezentral organisiert, aber dennoch koordiniert.
Dieser taktbasierte und synchronisierte Ansatz wird sowohl durch simulative Untersuchungen für eine große Varianz an Netztopologien evaluiert als auch in praktischen Feldversuchen, bei denen ein erfolgreicher Datenaustausch in urbanen und ruralen Szenarien realisiert werde konnte.
Aktualisiert: 2020-08-13
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Zur gezielten Effizienzverbesserung mobiler Maschinen fehlen geeignete wissenschaftlichen Bewertungsmethoden, -kriterien und Indikatoren. In dieser Arbeit werden Kriterien entwickelt, um die Eignung von Effizienzbewertungen speziell für mobile Maschinen zu beurteilen.
Nach Einführung zentraler Begriffe wird der Forschungsbedarf anhand der rechtlichen und technischen Ausgangssituation gezeigt. Momentane Vorgaben zu Ökodesign, Energielabel und Emissionen zeigen Verbesserungspotenzial bei mobilen Maschinen, werden aber wegen besonderer Herausforderungen dieser Produktgruppe kaum angewendet. Vorhandene Bewertungsansätze liefern vereinzelt standardisierte Daten, doch der Mehrheit der Maschinentypen fehlen standardisierte Testprozeduren und somit eine Grundlage für gezielte Effizienzverbesserungen.
Die besonderen Herausforderungen an die Effizienzbewertung mobiler Maschinen werden in vier Handlungsfeldern identifiziert (I. Objektwahl, II. Lebenszyklus, III. Klassifizierung & Standardisierung und IV. Handhabung) und die Branchen der Pkw, schweren Nfz, Wzm und Landmaschinen nach Erkenntnissen ausgewertet. Im Verlauf der Arbeit vergebene Schlagwörter werden zu je neun Haupt- und Nebenkriterien in drei inhaltlichen Kriterienkomplexen A-C exzerpiert (A: Nutzung der Effizienzbewertung B: Gewünschter Effekt der Effizienzbewertung C: Richtigkeit und Eignung der Effizienzbewertung).
Aktualisiert: 2019-12-12
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