<Desc/Clms Page number 1>
System zur Zug- und Streckensicherung bei Eisenbahnen
Die Erfindung betrifft ein System zur Zug- und Streckensicherung bei Eisenbahnanlagen, in denen die mit Sende-und Empfangseinrichtungen ausgerüsteten Züge ihren Fahrort in der in Streckenabschnitte unterteilten Strecke durch Zählen von Fahrortimpulsen ermitteln, die beim Vorbeifahren an elektrisch markanten Punkten einer längs der Strecke verlegten Leitung erzeugt werden, über welche ein der Strecke zugeordnetes Streckengerät die Züge periodisch nacheinander zum Senden der zur Zug- undStreckensicherung erforderlichen Informationen auffordert.
Diese Informationen können nach den andern Zügen elektrisc. i übertragen und dort zusammen mit Informationen über deren Fahrort, Geschwindigkeit und Brsmsvermögen zur Abstandshaltung vom vorausfahrenden Zug verarbeitet werden. Die Züge fahren dann auf"elektrische Sicht"anstatt auf optische Sicht oder in einem durch ortsfeste Signale vorgegebenen Raumabstand.
Es ist ein Zugsicherungssystem bekannt, bei dem diese Informationen durch ein kombiniertes Frequenz-Zeit-Multiplexsystem übertragen werden. Hiebei ist es erforderlich, jedem in eine Strecke einfahrenden Zug eine andere Sendefrequenz zuzuordnen und das der Strecke zugeordnete Streckengerät mit einer entsprechenden Anzahl von Empfängern auszurüsten.
Ferner ist einzugmeldesystem bekannt, bei dem ein Zentralsender in zyklischer Folge Abfragesignale sendet, die entweder den einzelnen Zügen oder den einzelnen Abschnitten der Strecke zugeordnet sind.
Dabei ist für jeden Zug oder Abschnitt ein anderes Codewort erforderlich.
Ausserdem sind Verfahren zur Überwachung von Zügen auf der Strecke, also des Zuglaufes, mittels Hochfrequenz bekannt. Hiebei ist jeder Zug mit einem Hochfrequenzsender ausgerüstet, dessen Frequenz bzw. Modulationsfrequenz während der Durchfahrt des Zuges durch die Strecke in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg stetig veränderbar ist. Die Züge sind ferner mit Empfängern und Auswerteeinrichtungen ausgerüstet, die aus der eigenen Frequenz und der des vorausfahrenden Zuges die Entfernung beider Züge voneinander ermitteln und bei Unterschreitung eines bestimmten Grenzwertes ein Warnsignal auslösen.
Eine der Stiecke zugeordnete Überwachungsstelle stellt aus den empfangenen Frequenzen der Züge die Streckenbelegung fest. Diese Verfahren erfordern einen grossen Aufwand an verstellbaren Sendern und Empfängern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zur Zug- und Streckensicherung erforderlichen Informationen mit möglichst einfachen Mitteln zu übertragen und zu verarbeiten. Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, aass für diese Sicherungsaufgabe jeder Zug jede Information, die für andere Züge oder für Warnanlagen an Wegübergängen von sicherungstechnischer Bedeutung sein kann, durch Kennzeichen eines bestimmten Punktes oder Abschnittes der Strecke melden kann.
Ein erfindungsgemässes System ist so aufgebaut, dass das der Strecke zugeordnete Streckengerät periodisch Serien von mindestens so vielAbfrageimpulsen sendet, wie Streckenabschnitte vorhanden sind, und jeder Zug mit einem Fahrzeuggerät ausgerüstet ist, das ständig die Summe der seit Serienbeginn empfangenen Abfrageimpulse mit mindestens einem Zahlenwert vergleicht, den es aus den Fahrortimpulsen ermittelt und der einem bestimmten 3trek- kenabschnittzugeordnet ist, und dasFahrzeuggerät ferner mindestens bei zahlenmässiger Übereinstimmung der seil Beginn der Impulsserie empfangenen Summe vonAbfrageimpulsen mit dem Zahlenwert eines vom Zug besetzten Abschnittes einen Antwortimpuls sendet, bei dessen Empfang die andern Züge prüfen,
ob
<Desc/Clms Page number 2>
der bezeichnete Streckenabschnitt für sie von sicherungstechnischer Bedeutung ist.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Systems zur Zug- und Streckensicherung ist nach- stehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Fig. l zeigt schematisch eine Eisenbahnstrecke E mit einem Signal S, einer Weiche A und einer Warnanlage W für einen schienengleichen Wegüber- gang. Auf der Strecke sind zwei Züge ZI und Z2 angedeutet. Längs der Strecke ist zwischen oder ne- ben den Gleisen eine Doppelleitung L verlegt, die von dem der Strecke E zugeordneten Strecken- gerät EG mit einemDauerstrom der Trägerfrequenz ft gespeist wird. An die Doppelleitung sind fer- ner denortsfestenStreckensicherungsanlagen A, S und W zugeordneteStreckengeräte AG. SGund WG-
EMI2.1
spule induktiv an die Doppelleitung L angekoppelt ist. Die Leiter der Doppelleitung sind in gleichbleibenden Abständen gekreuzt.
Hiedurch entstehen elektrisch markante Leitungspunkte, an denen in den vorbeifahrenden Fahrzeuggeräten infolge Amplituden-und Phasenänderung der Spannung, die vom Strom der Frequenz ft in den Fahrzeuggeräten induziert wird, Fahrortimpulse erzeugt werden. Durch diese elektrisch markanten Punkte ist die Strecke in zwanzig Streckenabschnitte el-e20 unterteilt. Durch Zählen der seit Einfahrt in die Strecke empfangenen Fahrortimpulse kann jedes Fahrzeuggerät den Strekkenabschnitt, in dem der betreffende Zug sich befindet, also seinen Fahrort, ermitteln. Alle an die Doppelleitungangeschlossenen bzw. angekoppelten Geräte sind mit Sende-und Empfangseinrichtungen für mindestens eine andere Trägerfrequenz ausgerüstet, die sie nach den andern Geräten senden bzw. von diesen empfangen sollen. Das Streckengerät EG enthält einen Sender für die Frequenz fi.
Alle andern Geräte sind mit einem Empfänger für diese Frequenz fi und einem Sender für die Frequenz fo ausgerüstet. Ausserdem kann es zweckmässig sein, die Fahrzeuggeräte mit je einem Sender für die Frequenzen fb und-fw sowie einem Empfänger für die Frequenz fb und das Streckengerät WG mit einem Empfänger für die Frequenz fw auszurüsten.
Wie in Fig. 2 angedeutet ist, sendet das Streckengerät EG mit der Trägerfrequenz fi nach allen andernGeräten periodisch Serien Jl, J2, Jx, Jy von Abfrageimpulsen. Jede Impulsserie umfasst mindestens so vieleAbfrageimpulse, wie die Strecke Abschnitte umfasst, also zwanzig Impulse il-i20. Alle Geräte ermitteln in jeder Impulsserie die Summen dieser seitserienbeginn empfangenen Impulse und vergleichen diese Summen mit Zahlenwerten, die von den Fahrzeugge. räten ständig neu ermittelt werden, dagegen in den ortsfestenGeräten fest eingestellt sind. Die Fahrzeuggeräte ermitteln ständig den Zahlenwert des vom betreffenden Zug besetzten Streckenabschnittes durch einen Fahrortimpulszähler, der die seit Einfahrt in die Strecke empfangenen Fahrortimpulse zählt.
Bei den aus Fig. 1 ersichtlichen Fahrorten der Züge Zl und Z2 im Abschnitt e2 bzw. e9 hat das zugehörige Fahrzeuggerät durch diesen Zähler den Zahlenwert 2 bzw. 9 ermittelt. Ferner ermittelt jedes Fahrzeuggerät. den Zahlenwert für das Ende seines Bremsweges, also für denjenigen Streckenabschnitt, in dem der Zug bei maximal möglicher Bremsung aus der jeweiligen Geschwindigkeit bis zum Stillstand halten würde. Der Bremsweg ist von der Fahrgeschwindigkeit und vom Bremsvermögen der einzelnen Züge abhängig und für den Zug Zl durch den Pfeil B1 und für den Zug Z2 durch den Pfeil B2 angedeutet.
Das Fahrzeuggerät addiert die für
EMI2.2
bzw. von drei Streckenabschnitten für den Zug Z2 zu der vom Fahrortimpulszähler ermittelten Summe von Fahr0ctimDulsen. HiedurcG ergibt sich für den im Abschnitt e2 fahrenden Zug Zl der Zahlenwert 6 des Streckenabschnittes e6 und für den im Abschnitt e9 fahrenden Zug Z2 der Zahlen-
EMI2.3
Streckenabschnittes el2.schnittes, in dem der Zug bei gleichbleibender Geschwindigkeit nach einer vorgegebenen 7eiL, z. B. von 30 sec, fahren würde. Diese Zeit von 30 sec sei gleich der sogenannten Vorwarnzeit, um welche die Warnsignale der Warnanlage W vor dem Befahren des Wegüberganges durch einen Zug eingeschaltet werden sollen.
Die von den Zügen ZI und Z2 innerhalb dieser Zeit durchfahrene Streckenlänge, die
EMI2.4
gezählten Fahrortimpulse und der auf die Warnstrecke entfallenden Anzahl von drei bzw. vier Abschnitten ergibt sich für den Zug ZI der Zahlenwert 5 des Streckenabschnittes e5 und für den Zug Z2 der Zahlenwert 11 des Streckenabschnittes ell.
Die Fahrzeuggeräte sind mit einer Vergleichseinrichtung ausgerüstet, die in jeder Serie von Abfrageimpulsen die für den betreffenden Zug ermittelten Zahlenwerte mit der Summe der seit Serienbeginn empfangenen-Abfrageimpulse vergleicht und bei Übereinstimmung das Senden eines Antwortimpuises auslöst. Bei dem in Fig. 1 angedeuteten Fahrort des Zuges ZI im Abschnitt e2 sendet dessen Fahrzeuggerät in derImpulsserie Jl beimAbfrageimpuls i2 einen diesenAbschnitt kennzeichnendenAntwort-
<Desc/Clms Page number 3>
impuls zl mit der Trägerfrequenz. fo und ausserdem beim Abfrageimpuls i5 einen Antwortim- puls wl mit der Trägerfrequenz fw sowie beim Abfrageimpuls i6 einen Antwortimpuls bl mit der Trägerfrequenz fb.
Durch die Antwortimpulse zl und w1 meldet der Zug Zl, dass das Ende seiner Warnstrecke im Abschnitt e5 und das Ende seines Bremsweges im Abschnitt e6 liegt. In ent- sprechender Weise sendet der im Abschnitt e9 fahrende Zug Z2 in der Impulsserie J1 bei den
Abfrageimpulsen i9, ill bzw. il2 je einen Antwortimpuls z2, w2 bzw. b2, durch welchen die Ab- schnitte e9 (Fahrort), eJ1 (Ende der Warnstrecke) und el2 (Bremswegende) bezeichnet werden.
Bei der Impulsserie J2 ist angenommen, dass der Zug Zl inzwischen mit unverminderter Geschwin- digkeit imAbschnitt e3 fährt und Claher je einenAntwortimpuls bei denAbfrageimpulsen i3, 16 und i7 sendet.
Im Streckengerät SG des Signals S ist der Zahlenwert 13 für den Streckenabschnitt el3 eingestellt, indem das Signal S angeordnet ist. Sinngemäss ist im Gerät AG der Weiche A der
Zahlenwert 16 fürdenStreckenabschnitt el6 und im Gerät WG der Warnanlage W der Zahlen- wert 19 für den Streckenabschnitt el9 fest eingestellt. Diese Geräte vergleichen in jeder Impuls- serie den eingestellten Zahlenwert mit der Summe der von ihnen seit Serienbeginn gezählten Abfrageim- pulse und senden bei Übereinstimmung einen Antwortimpuls mit der Trägerfrequenz fo, wenn der zu- gehörige Streckenabschnitt bei dem bestehenden Zustand der Sicherungsanlage von einem sich nähernden
Zug nicht befahren werden darf. Beispielsweise sendet das Gerät SG beim Abfrageimpuls i13 einen Antwortimpuls s, wenn das Signal S den Haltsignalbegriff zeigt.
Das Gerät J sendet beim Abfrageimpulsr 116'einen Antwortimpuls a, wenn die Weiche A'nicht in einer der beiden Endlagen verschlossen ist, und das Gerät WG sendet beim Abfrageimpuls il9 einen Antwortimpuls w, wenn die Warnanlage nicht eingeschaltet ist.
Auf diese Weise werden alle in der Strecke verkehrenden Züge und alle ortsfestenStreckensicherungs- einrichtungen gemäss ihrer Reihenfolge in der Strecke in jeder Impulsserie erneut zeitlich nacheinander zum Senden von Antwortimpulsen aufgerufen, durch die bestimmte Streckenabschnitte gekennzeichnet werden. Hiedurch erhalten die andern an die Doppelleitung L angeschlossenen oder angekoppelten Geräte die zur Zug- und Streckensicherung notwendigen Informationen. Sie können nun prüfen, ob der durch einen Antwortimpuls eines andern Gerätes gekennzeichnete Streckenabschnitt für sie von sicherungstechnischer Bedeutung ist.
Beispielsweise kann das Fahrzeuggerät des Zuges Zl prüfen, ob der Zug Z1 mit unverminderter Geschwindigkeit weiterfahren darf oder aber gebremst werden muss, damit er noch vor dem Befahren eines durch den vorausfahrenden Zug Z2 gekennzeichneten Abschnittes zum Stillstand korrmt.
Bei einem Zugsicherungssystem für Eisenbahnanlagen, in denen die Züge auf der Strecke mindestens in einem vorgeschriebenen Raumabstand von beispielsweise achtAbschnitten hintereinander fahren sollen, prüft jeder Zug, ob sein jeweiliger Abstand vom vorausfahrenden Zug grösser oder gleich bzw. kleiner als der vorgegebene Raumabstand ist. Zu diesem Zweck ermittelt beispielsweise das Fahrzeuggerät des Zuges Zl in jeder Impulsserie durch einen Start-Stop-Zähler die Anzahl der Abfrageimpulse, die es nach Abgabe des eigenenAntwortimpulses zl derFrequenz fo bis zum Eintreffen des vom vorausfahrenden Zug Z2 gesendetenAntwortimpulses der Frequenz fo empfängt und vergleicht diese Anzahl mit dem fest eingestellten Zahlenwert 8 für den vorgegebenenRaumabstand von acht Abschnitten.
Ist diese Anzahl der Abfrageimpulse grösser als der eingestellte Zahlenwert, so kann der Zug Zl ungebremst weiterfahren. Ist diese Anzahl gleich oder kleiner, so wird die erforderliche Bremsung auf dem Zug Zl entweder automatisch ausgelöst oder durch ein Führersta. idsignal angezeigt.
Beim Fahren der Züge im absoluten Bremswegabstand muss der Zug Zl vom vorausfahrenden Zug Z2 mindestens einen dem jeweiligen Bremsweg B1 entsprccheT1denAbstand halten. Die für diesen Bremsweg erforderlichen vorausliegenden Abschnitte können dann vom Zug Zl ohne Gefahr befahren werden. Bei einem derartigen Zugsicherungssystem vergleicht das Fahrzeuggerät des Zuges Zl in jeder Impulsserie die Anzahl der für den Bremsweg B1 erforderlichen Streckenabschnitte mit der durch einen Start-Stop-Zähler ermittelten Anzahl der Abfrageimpulse, die es seit Abgabe des eigenen Antwortimpulses zl der Frequenz fc bis zum Eintreffen des Antwortimpulses des vorausfahrenden Zuges Z2 empfangen hat.
Ist diese Anzahl der Abfrageimpulse gleich oder kleiner als die Anzahl von Streckenabschnitten für den Bremsweg Bl, so wird auf dem Zug Zl die erforderliche Bremsung angezeigt oder unmittelbar ausgelöst.
Beim Fahren der Züge im relativen Brem : wegabstand mussderAbstand vom Zug Zl bis zum Steek- kenabschnitt, in dem dp vorausfahrende Zug Z2 bei Abbremsung frühestens zum Halten kommen würde, mindestens gleich der Länge des jeweiligen Bremsweges des Zuges Zl sein. In diesem Fall werden
<Desc/Clms Page number 4>
die Fahrzeuggeräte mit einem Sender und einem Empfänger fü. die Frequenz fb. ausgerüstet.
Das Fahr- zeuggerät des Zuges Zl ermittelt dann in jeder Impulsserie durch einen Start-Stop-Zähler die Anzani der Abfrageimpulse, die es nach Abgabe des eigenen Antwortimpulses b1 der Frequenz fb bis zum Antwortimpuls b2 des vorausfahrenden Zuges Z2 empfängt, und löst die Bremsung aus, wenn diese Anzahl Null beträgt.
Sind die Streckengeräte SG, AG und WG mit Empfangseinrichtungen für die Frequenz fi und Sendeeinrichtungen für die Frequenz fo ausgerüstet, so können ihre Antwortimpulse s, a und w in das Sicherungssystem mit einbezogen werden. DieseAntwortimpulse können dann von einem sich nähernden Zug in gleicher Weise berücksichtigt werden, wie ein in dem betreffenden Abschnitt haltender Zug bzw. dessen Antwortimpulse. Beispielsweise ist in der Impulsserie Jx angenommen, dass die Züge ZI und Z2 inzwischen in den Streckenabschnitt e4 bzw. e10 gelangt sind und einen Antwortimpuls zl bzw. z2 beim Abfrageimpuls i4 bzw. i10 senden. Das Ende des Bremsweges B2 des Zuges Z2 liegt jetzt im Streckenabschnitt el3 mit dem Signal S, dem der Abfrageimpuls i13 zugeordnet ist.
Ferner ist angenommen, dass zwar die Weiche A im Streckenabschnitt el6 verschlossen worden ist und daher das Streckengerät AG beim Abfrageimpuls il6 keinen Antwortimpuls a mehr sendet, dass aber das Signal S noch Halt zeigt und daher dasStreckengerät SG beim Abfrageimpuls i13 einen Antwortimpuls s sendet. Da die Anzahl der Abfrageimpulse vom Antwortimpuls z2 des Zuges Z2 bis zum Antwortimpuls s genau so gross ist wie die Anzahl von Streckenabschnitten für den Bremsweg B2, wird auf dem Zug Z2 die Bremsung ausgelöst. In der Impulsserie Jy ist angenommen, dass das Signal S inzwischen auf Fahrt gestellt worden ist, so dass das Streckengerät SG beim Abfrageimpuls i13 keinenAntwortimpuls mehr sendet.
Auf dem Zug Z2 kann daher die Bremse gelöst werden.
EMI4.1
fahrstellen die sich nähernden Züge zur gewünschten Geschwindigkeitsverminderung gezwungen werden. Zu diesem Zweck wird beispielsweise jeder Langsamfahrstelle ein StrecKengerät zugeordnet, das ebenso wie die Fahrzeuggeräte der Züge Empfänger für die Frequenzen fi, fo und fb, einen Sender für die Frequenz fo, einen Fehrortimpulszähler, einen Zähler für die Abfrageimpulse und eine Einrichtung zum Vergleichen der Zählerstellungen dieser beiden Zähler enthält. Ferner wird das Streckengerät mit einem Impulsgenerator ausgerüstet, der für den Fahrortimpulszähler Fahrortimpulse simuliert.
Die Folgefrequenz dieser Fahrortimpulse ist vorgegeben durch denAbstand der elektrisch markanten Punkte für die einzelnen Abschnitte der Langsamfahrstelle und durch die dort zulässige Höchstgeschwindigkeit. Vor Annäherung eines Zuges an die Langsamfahrstelle sendet deren Streckengerät beim Abfrageimpuls für den Abschnitt, in dem die Langsamfahrstelle beginnt, einen Antwortimpuls mit der Frequenz fo, durch den ein in die-
EMI4.2
simulierten Fahrortimpulse aus der dem Anfangsabschnitt der Langsamfahrstelle zugeordneten Stellung weitergeschaltet. Die Vergleichseinrichtung des Streckengerätes vergleicht in jeder impulsserie die Summe der seit Serienbeginn empfangenen Abfrageimpulse mit dem Zahlenwert für die jeweilige Stellung seines Positionszählers.
Bei Übereinstimmung sendet das Streckengerät einen Antwortimpuls mit der Frequenz fo. Die Antwortimpulse in den aufeinanderfolgenden Impulsserien simulieren auf diese Weise einen Zug, der die Langsamfahrstelle mit der zulässigen Höchstgeschwindigkeit durchfährt. Auf dem sich nähernden Zug wird durch das Fahrzeuggerät der Abstand zu diesem "Phantomzug" überwacht und die Zuggeschwindigkeit so geregelt, dass sie vom Anfang bis zum Ende der Langsamfa. hrstelle nièht höher als die durch de. n Phantomzug vorgegebene Höchstgeschwindigkeit ist. Ist der Zug in den hinter der Langsamfahrstelle liegenden Abschnitt eingefahren, so wird der Fahrortimpulszähler des Streckengerätes durch den beim Abfrageimpuls für diesen Abschnitt vom Zug gesendeten Antwortimpuls der Frequenz fo wieder in die Anfangsstellung gestellt.
Bisher ist angenommen, dass die Länge der Züge klein gegenüber der Länge der Streckenabschnitte ist und jeder Zug nur den Fahrort der Zugspitze ermittelt. Bei der Abstandsregelung der Züge können jedoch auch die Zuglängen berücksichtigt werden. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, dass der Zugschluss, also das letzte Fahrzeug jedes Zuges, mit einem Gerät ausgerüstet wird, das in jeder Impulsserie einen seinen Fahrort bzw. sein Bremswegende kennzeichnenden Antwortimpuls sendet.
Ferner ist es möglich, im Gerät des ersten Fahrzeuges an der Zugspitze durch eine feste Voreinstellung des Zählers für die Abfrageimpulse die Zuglänge in der Weise zu berücksichtigen, dass die Antwortimpulse mit den Frequenzen fo und fb bei einem Abfrageimpuls gesendet werden, der einem um die Zuglänge zurückliegenden
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.