AT406616B - Verfahren zur hinderniserkennung auf bahngleisen und anwendung des verfahrens zum automatischen betrieb von schienengebundenen fahrzeugen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Verfahren zur Hinderniserkennung auf Bahngleisen und Anwendung des Verfahrens zum automatischen Betrieb von schienengebundenen Fahrzeugen 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hinderniserkennung auf Bahngleisen nach dem Prinzip   emes   leitungsgebundenen Reflexionsmesssystems, wobei Wechselfelder hoher Frequenz erzeugt werden, die als elektromagnetische Wellen entlang einer Leitungsstruktur wandern und an Hindernissen in dieser Leitungsstruktur teilweise reflektiert werden Die Erfindung betrifft weiterhin die Anwendung des Verfahrens mit besonderen kleineren Fahrzeugen zum automatischen Betrieb   emes   zusätzlichen Nahverkehrssystems mit selbständig agierenden Fahrzeugen auf einer Bahnstrecke,

   auf der auch zeitweise konventioneller Zugverkehr ohne Beeinträchtigung abgewickelt werden kann 
Seit längerer Zeit sind Verfahren zur Hinderniserkennung auf Bahngleisen bekannt, die nach dem Radar-Prinzip arbeiten und dabei eine Wellenleiterstruktur einsetzen um die   Hinder-     niserkennung   auch bei gekrummten Gleisen sicherzustellen So wird z B der obere Teil des Schienenkopfes einer einzigen Schiene als Ober flachenwellenleiter fur eine elektromagnetische Welle sehr hoher Frequenz eingesetzt (DE-B-1605418) Dieses Verfahren hat wegen der notwendigerweise sehr hohen Frequenz keine sehr grosse Reichweite, erleidet eine   Beein-     trachtigung   durch starken Regen und Schneefall,

   und zeigt vor allem wegen der mit der hohen Frequenz verbundenen starken Streuung der reflektierten Strahlung erhebliche Nachteile bei ungunstig geformten oder schragstehenden Hindernissen, insbesondere auch dann, wenn sie nur im Bereich der anderen Schiene vorhanden sind 
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Hinderniserkennung auf Bahngleisen sicherzustellen, die den gesamten Fahrstreckenquerschnitt erfasst und durch die Anwendung eines   Wellenleitersystems   über langere Strecken auch in kurvenreichem Gelande funktionsfähig ist Das Wellenleitersystem soll dabei möglichst einfach und kostensparend   installierbar   sein oder sogar mit schon vorhandenen bahntechnischen Einrichtungen realisiert werden konnen 
Diese Aufgabe ist   erfindungsgemass   dadurch gelöst,

   dass als Leitungsstruktur einerseits die Bahngleise und andererseits ein darüber erheblich höher isoliert angebrachter elektrischer Leiter verwendet werden Als ein solcher zusätzlicher Leiter kann die bereits vorhandene Oberleitung einer elektrifizierten Bahnstrecke eingesetzt werden oder ein in etwa gleicher Höhe dicht neben den Gleisen mit Holzmasten aufgespannter einfacher Draht Die Installation eines solchen Drahtes ohne besondere Toleranzforderungen ist eine sehr kostengünstige Einrichtung 
Alle infrage kommenden Hindernisse im Fahrstreckenquerschnitt liegen innerhalb des Feldbereiches des Leitungssystems und ergeben dadurch eine kapazitive Storung des Leitungswellenwiderstands Die durch konstruktive Gegebenheiten des erhöht angebrachten Leiters (z B Oberleitung) sich ergebenden Storungen des Wellenwiderstands (z B Oberleitungsmasten)

   sind eine zeitlich unveränderliche Streckencharakteristik und werden wie ein systematischer Fehler von den Reflexionsmessgeraten als (abgespeicherte) bekannte Eigenschaften erkannt und von den unbekannten Hindernissen unterschieden Dieser Vergleich zwischen Sollwert und Istwert einer Messung ist z B bei handelsublichen Impulsreflektometer- Messgeräten bekannt 
Zur Durchführung des Verfahrens von Schienenfahrzeugen aus sind Antennen am Schienenfahrzeug besonders geeignet, die eine gute Anregung des TEM- Wellentyps des Leitungssystems und dabei möglichst noch eine   Richtwirkung   in eine Richtung des Leitungssystems sicherstellen. 



   In Fig. 1   smd   die wesentlichen Teile zur Durchführung des Verfahrens dargestellt Der erhoht isoliert angebrachte Leiter 1 bzw die dazu verwendete Oberleitung bilden zusammen mit den Gleisen 2 die Leitungsstruktur Fahrzeuge können mit geeigneten Antennen 3 diese Leitungsstruktur anregen und können durch eine entsprechende Antennenbeschaltung 4 sowohl in Vorwarts- als auch in Rückwartsnchtung bevorzugt abgestrahlte Wellen ein- bzw deren Reflexionen auskoppeln. 



   In der gezeichneten Ausführungsform ist ein Antennensystem bestehend aus zwei Schleifenantennen mit einem gegenseitigen Abstand von einer viertel Wellenlange und einer Beschaltung mit einem symmetrischen 3-dB-Koppler realisiert Ein evtl vorhandener Stromabnehmer muss bei der Auslegung der Antennen mit berücksichtigt werden. 



   Die Wellen werden an Hindernissen 5 teilweise reflektiert, der andere Teil der Wellen 6 läuft 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 weiter und kann zu Kommunikationszwecken genutzt werden Der Begriff Hindernis umfasst im Rahmen des   erfindungsgemassen   Verfahrens unter anderem auch geöffnete Schranken bei Bahnübergängen oder andere veranderliche Unregelmässigkeiten der Leitungsstruktur. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren kann vorteilhaft bei konventionellen Zügen eingesetzt werden Die Vorteile reichen von erhöhter Sicherheit und/oder Geschwindigkeit bei starkem Nebel und auf wenig befahrenen Strecken mit engen unübersichtlichen Kurven bis zur verbesserten Zugende-Erkennung von vorausfahrenden Zügen auf dicht befahrenen Strecken 
Das erfindungsgemässe Verfahren der Hindemiserkennung macht darüber hinaus durch eine Kombination mit zusätzlichen redundanten Übertragungskanälen z.

   B über Funk - auch Satellitenfunk -   em   vollautomatisches Nahverkehrssystem bei linienförmigen Bahnstrecken in ländlichen Gegenden realisierbar, bei dem eine Anzahl einzusetzender Fahrzeuge mit ihren jeweiligen Elektromksystemen selbsttätig den aktuellen Bedarf an Personentransporten befriedigt, wobei auch bei eingleisigen Strecken die Entscheidung des Einsatzes   emes   bestimmten Fahrzeuges und die Wegstreckenoptimierung durch jedes Fahrzeug selbst entschieden wird, und eine zentrale Station in erster Linie nur der Überwachung des störungsfreien Betriebes dient.

Claims (6)

1. In Fig.
2. 2 smd einige der wesentlichen Komponenten für em solches automatisiertes Nahverkehrssystem dargestellt Mehrere Fahrzeuge sind durch mehrfache (z. B 3fache) Funkverbindungen - evtl auch uber Satellit - miteinander verbunden, wobei eine die erfindungsgemasse Hinderniserkennung beinhaltet. Verschiedene Antennen 7 sind uber die dazugehörigen (beispielsweise
3. 3) Sender/Empfänger 8 mit drei Bordrechnern 9 verbunden, die sich gegenseitig überwachen und zusätzliche Informationen (z. B.

   Informationen von den Achsen 10 und Hinderniserkennung im Nahbereich 11) verarbeiten und entsprechende Steuerbefehle an die Antriebselektronik 12 abgeben Das erfindungsgemässe Verfahren benutzt zwar reichhaltig elektronisch ausgerustete kleinere Fahrzeuge, bedarf aber dafür keiner besonderen teuren Installationen entlang der Bahnstrecke, wie das bei bisherigen aufwendigen Zugsicherungssystemen der Fall ist Von besonderer Bedeutung ist daher das Verfahren bei der Anwendung für em automatisiertes zusätzliches Nahverkehrssystem auf einer bestehenden wenig befahrenen beispielsweise eingleisigen Bahnstrecke mit zeitweisem konventionellem Zugverkehr Bei dieser Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens wird durch den Einsatz von Fahrzeugen mit grundsätzlich hoheren Werten bei Beschleunigung,

   Verzögerung und Geschwindigkeit der zeitweise Zugverkehr nicht beeinträchtigt, weil das automatische System mit seiner Datenkommunikation und weitreichenden Hindemiserkennung in die Lage versetzt wird, rechtzeitig die notwendige Strecke für den fahrplanmässigen Zug freizugeben Patentansprüche: 1 Verfahren zur Hindemiserkennung auf Bahngleisen nach dem Prinzip eines leitungsgebundenen Reflexionsmesssystems, wobei Wechselfelder hoher Frequenz erzeugt werden, die als elektromagnetische Wellen entlang einer Leitungsstruktur wandern und an Hindernissen in dieser Leitungsstruktur teilweise reflektiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Leitungsstruktur einerseits die Bahngleise (2) und andererseits ein darüber erheblich höher isoliert angebrachter elektrischer Leiter (1 ) verwendet werden 2.

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als erhöht angebrachter isolierter Leiter der Fahrdraht einer elektrifizierten Bahnstrecke verwendet wird 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hochfrequenten Wechselfelder in der Leitungsstruktur durch bevorzugt als Richtkoppler ausgelegte An- tennensysteme (3,4) an Schienenfahrzeugen angeregt werden, und dass die reflektierten Wellen aus dieser Leitungsstruktur durch dieselben oder zusätzliche Antennen empfangen werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über die Antennen an den Fahrzeugen und die Leitungsstruktur auch Signale zur Kommunikation zwischen ver- <Desc/Clms Page number 3> schiedenen Fahrzeugen und auch an der Bahnstrecke gelegenen Stationen übertragen werden
5. 5 Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Antennen (7) empfangenen Signale der Reflexionen und die Kommunikationssignale gemeinsam mit weiteren Signalen aus anderen Ubertragungskanälen so von ausreichend redundanten Empfängern (8) und Rechnern (9) ausgewertet werden, dass damit ein automatischer Betneb mit Schienenfahrzeugen sichergestellt wird
6. 6 Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 5 mit besonderen kleineren Fahrzeugen mit erhöhten Werten bei Beschleunigung,

   Verzögerung und Geschwindigkeit zum automatischen Betneb eines zusatzlichen Nahverkehrssystems mit selbständig agierenden Fahrzeugen auf einer Bahnstrecke mit zeitweisem konventionellem Zugverkehr ohne dessen Beeinträchtigung Hiezu 1 Blatt Zeichnungen