Verfahren zur Überwachung des Zuglaufes mittels Hochfrequenz. Das übliche Verfahren zur Überwachung des Zuglaufes auf der Strecke besteht noch heute in der Regel darin, dass am Schienen weg im Abstand einer Blocklänge Mittel vor gesehen sind, die auf optischem Wege dem Fahrpersonal den Belegungszustand des je weils vor dem Zuge liegenden Strecken abschnittes anzeigen. Die richtige Auswertung dieser Signale ist, also allein von der Auf merksamkeit des Fahrpersonals abhängig.
Es ist bekannt, dass dieses Verfahren der Signal- gebung keine absolute Sicherheit bietet, so dass zum Beispiel bei starkem Nebel ein Über fahren eines Sperrsignals durchaus möglich ist. Um dies zu verhindern, sind Mittel be kanntgeworden, die beim Vorbeifahren an einem Signal auf optischem oder induktivem Wege unmittelbar ein Zeichen. auf eine für dieses Zeichen empfindliche Empfangsein richtung auf dem Führerstand des Trieb fahrzeuges übertragen und dort neben einem insbesondere akustischen Signal gegebenen falls auch eine Zwangsbremsung auslösen.
Es ist. ferner eine Einrichtung zur Über wachung des Zuglaufes bekannt, die zur Über tragung der Signale auf den Zug Hochfre quenz verwendet und in folgender -Weise ar beitet Sowohl vom Zug als auch von einer orts festen Überwachungsstelle aus wird eine geschwindigkeitsbeeinflussende Hochfrequenz ausgesendet und empfangen.
Dabei wird die vom Zug ausgesendete Hochfrequenz durch den Istwert der Geschwindigkeit, die von der Überwachungsstelle ausgesendete Hochfre quenz vom Sollwert der Geschwindigkeit be einflusst und der Unterschied zwischen beiden Frequenzen in der Überwachungsstelle zur Überwachung der Zuggeschwindigkeit, auf dem Zug dagegen bei Überschreiten eines be stimmten Grenzwertes zur selbsttätigen Aus lösung einer Zwangsbremsung ausgenutzt..
Diese Einrichtung ist ebenfalls geeignet, das Überfahren eines Haltesignals zu verhindern, indem man die der Sollgeschwindigkeit ent sprechende Frequenz vom Augenblick der Vorbeifahrt am gesperrten Vorsignal an nach einer Kurve ändert, die dem normalen Brems diagramm des Zuges zwischen Vor- und Hauptsignal entspricht. Folgt der Zug dieser vorgeschriebenen Geschwindigkeitskurve nicht, so entsteht zwangläufig eine den Grenzwert überschreitende Differenzfrequenz und die Zwangsbremsung wird ausgelöst.
Alle diese bekannten Mittel zur Zugüberwachung haben aber den Nachteil, dass sie nur an einem Punkt oder auf einem eng begrenzten Strecken abschnitt auf den Zug einwirken, wobei ins besondere die mit punktmässiger Einwirkung arbeitenden Systeme nicht das erforderliche Mass an Betriebssicherheit gewährleisten. Ausserdem ist es bei derartigen Signalsyste men nicht möglich, den Abstand zweier hin tereinander in der gleichen Richtung fahren- der Züge festzustellen und den Zuglauf von diesem Abstand abhängig zu machen.
Das zu letzt genannte Überwachungssystem gestattet lediglich die Anzeige des jeweiligen Stand ortes eines Zuges innerhalb des eng begrenz ten Überwachungsabschnittes in der ortsfesten Überwachungsstelle durch Bildung des Inte- grals der in dieser Stelle gemessenen Istge schwindigkeit des Zuges über der Zeit. Hierzu bedarf es jedoch sehr komplizierter und emp findlicher Messeinrichtungen, die auf Zügen nicht eingesetzt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das eine einwand freie Ermittlung des Abstandes benachbarter Züge auf der Strecke gestattet., diesen Ab stand auf den Triebfahrzeugen erkennbar macht und eine zwangläufige Regelung des Zuglaufes über eine grössere Strecke hinweg in Abhängigkeit von den festgestellten Zug abständen ermöglicht. Es ist zwar bereits ein Vorschlag zur Ermittlung des Abstandes des vorausfahrenden Zuges von einem nachfol genden Zug in letzterem bekanntgeworden, jedoch hat sich dieser Vorschlag als praktisch unbrauchbar erwiesen.
Bei diesem bekannten System soll nämlich die Übertragung mittels Kurzwellen über die Schienen erfolgen und als Kriterium für die Auslösung eines Signals die Reichweite des Senders des voranfahren den Zuges dienen, das heisst der Energie inhalt der vom Empfänger des nachfolgen den Zuges aufgenommenen Schwingungen. Die Signalauslösung erfolgt dabei bei Über schreiten eines bestimmten Schwellwertes der Empfangsenergie. Da jedoch bei einer der artigen Übertragungsweise die Reichweite sehr starken Schwankungen unterliegt, kann die Empfangsenergie keinen zuverlässigen Mass stab für die Entfernung beider Züge vonein ander bilden.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Überwachung des Zuglaufes auf der Strecke mittels Hochfrequenz angegeben, das nicht nur die Nachteile der bekannten Sy- steme vermeidet, sondern auch erheblich wei tergehende Überwachungsmöglichkeiten bietet. Die zur Signalübertragung dienende Hoch- frequenz kann bei elektrifizierten Strecken leitungsgerichtet übertragen werden, insbe sondere über die Fahrdraht.leitung, bei Dampfbetrieb drahtlos, vorzugsweise mittels Kurzwellenübertragung.
Erfindungsgemäss besteht dieses Verfahren darin, dass jeder Zug einen Hochfrequenzsender besitzt, dessen Fre quenz in einem der überwachten Strecke zugeordneten Frequenzbereich veränderbar ist und sich während der Durchfahrt des Zu--es durch diesen Abschnitt in Abhängigkeit. von dem zurückgelegten Weg ständig ändert, sowie einen Empfänger, der so ausgebildet ist, -dass er neben der eigenen Sendefrequenz unabhängig von dieser zumindest die Sende frequenz eines vorausfahrenden Zuges auf nehmen kann, und dass die :
durch 1E- schung beider Empfangsfrequenzen gebildete Differenzfrequenz, die ein direktes Mass für die Entfernung beider Züge ist, einem Anzeigeinstrument zugeführt wird, und dass bei Unterschreitung eines bestimmten Grenz wertes der Differenzfrequenz ein Warnsignal ausgelöst wird. Es können ausserdem Mittel vorgesehen werden, die, falls das Warnsignal unbeachtet bleibt, eine Zwangsbremsung her beiführen. Die Auswertung der kritischen Differenzfrequenz, die zweckmässig durch den erforderlichen maximalen Bremsweg und gegebenenfalls auch noch durch andere be triebliche Gesichtspunkte bestimmt wird, kann durch an sich bekannte Mittel. wie elek trische Weichen, Gleichrichter und Relais er folgen.
Zweckmässig wird bei einem solchen Ver fahren die gesamte zu überwachende Strecke, im folgenden Überwachungsabschnitt ge nannt, in eine Anzahl untereinander gleiche Teilabschnitte unterteilt, denen jeweils ein entsprechender Teilbereich des Gesamtfre quenzbereiches entspricht. Die Zahl der Teil abschnitte richtet sieh dabei vorteilhaft, nach der grössten auf der Strecke vorhandenen Zugdichte sowie nach dem maximalen Brems weg. Die Unterteilung der Strecke ermöglicht einen einfacheren Empfängeraufbau, indem man den Empfänger mit einer der Anzahl der Teilabschnitte entsprechenden Zahl von Bandfiltern ausrüstet, deren Durchlassbereiche mit den Frequenzbereichen der Teilabschnitte übereinstimmen.
Von diesen Bandfiltern sind dann jeweils mindestens zwei eingeschaltet, und zwar einmal das der gerade durchfah renen Teilstrecke entsprechende Filter sowie das der in der Fahrtrichtung gesehen vor dieser liegender Teilstrecke zugeordnete Band filter. Auf diese Weise wird verhindert, dass auch die Frequenzen anderer Züge, die vor erst gar nicht interessieren, empfangen und ausgewertet. werden. Um einen Gesamtüber blick über die Streckenbelegung und den je weiligen Standort der Züge zu erhalten, kann ein Empfänger, der die Sendefrequenzen aller in dem Überwachungsabschnitt. befindlichen Züge unabhängig voneinander aufnehmen kann, an einer ortsfesten Überwachungsstelle aufgestellt werden.
Diese Überwachungsstelle wird man vorteilhaft in grössere Bahnhöfe legen, die gleichzeitig die Grenzen des Über wachungsabschnittes bilden. Derartige Über wachungsstellen kann man auch mit. in ihrer Frequenz abstimmbaren Sendern ausrüsten, mit deren Hilfe auch von dieser Stelle aus regelnd in den Zuglauf eingegriffen werden kann, wie weiter unten bei der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels noch näher erläu tert werden soll.
Um das erforderliche Frequenzband bei dem Verfahren, gemäss der Erfindung nicht zu gross werden zu lassen, da hierdurch die Zahl der für den Empfänger benötigten Bandfilter zu gross und damit der Aufwand zu hoch würde, ist es zweckmässig, in einem ausreichenden Abstand von km 0 wieder mit derselben Frequenz zu beginnen, das heisst aufeinanderfolgenden Überwachungsabschnit ten den gleichen Frequenzbereich zuzuordnen. Das setzt natürlich voraus, dass die sich in bestimmten Abständen wiederholenden Frequenzen keine Störungen in den benach barten Überwachungsabschnitten hervorrufen können.
Der derzeitige Stand der Technik gibt aber dem Fachmann genügend Mittel an die Hand, solche Störungen zu verhindern, insbesondere kann bei elektrischem Bahnbe trieb mit Hilfe der fahrleitungsgerichteten Hochfrequenzübertragung die Ausbreitung der Hochfrequenz leicht, auf bestimmte Strek- ken begrenzt werden.
Die Art und Weise, wie das Verfahren gemäss der Erfindung in der Praxis durch geführt werden kann, soll im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Angenommen sei eine zweigleisige elektrifizierte Strecke, an der in einem Ab stand von 25 km zwei grössere Bahnhöfe lie gen mögen. Diese 25-km-Strecke stelle einen Überwachungsabschnitt dar, der nach der grössten Zugdichte in gleich lange Teilab schnitte, beispielsweise von je 5 km, eingeteilt ist, so dass sich die fünf Teilabschnitte I bis V ergeben. In jedem solchen Teilabschnitt darf sich mithin jeweils nur ein Zug befin den.
Dem km 0 wird, wie Fig. 1 zeigt, eine Anfangsfrequenz von 50 kHz zugeordnet, die also ein an dieser Stelle stehender Zug aus senden würde. Fährt der Zug auf Gleis 1 in der Pfeilrichtung weiter, so erhöht der Sender des Zuges seine Frequenz in Abhän gigkeit von dem zurückgelegten Weg, und zwar derart, dass sich nach jedem km eine Frequenzerhöhung um 1 kHz ergibt. Diese stetige wegabhängige Frequenzänderung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass der frequenzbestimmende Drehkondensator des Senders von einem wegabhängigen Mess gerät T dem Zuge kontinuierlich verstellt wird, wie die in Fig.2 schematisch darge stellte Hochfrequenzsende- und -empfangsein- richtung für ein Triebfahrzeug zeigt.
Genau so sendet ein sieh zwischen km 5 und 10, also im'Teilabschnitt II bewegender Zug eine Frequenz aus, die zwischen 55 und 60 kHz liegt usw. Für die entgegengesetzte Verkehrs richtung wird zweckmässig ein anderes Fre quenzband gewählt. In dem beschriebenen Beispiel ist dieser Bereich zu 80 bis 105 kHz angenommen.
Ausser dem Sender erhält jeder Zug einen Empfänger, der in der Lage ist, gleichzeitig mehrere Frequenzen innerhalb bestimmter Frequenzbereiche unabhängig voneinander aufzunehmen. In Fig. 2 ist. eine solche Emp fangseinrichtung dargestellt, wobei eine Emp- fängereinstellung gezeigt ist, wie sie der in Fig. 1 mit B bezeichnete Zug, in der dort gezeichneten Lage aufweisen würde. Dabei ist weiter angenommen, dass der Empfänger jeweils neben dem der gerade befahrenen und der nächsten vor dieser befahrenen Teilstrecke liegenden Teilstrecke zugeordnete Frequenz band auch noch das Frequenzband der hinter der befahrenen Teilstrecke gelegenen Teil strecke empfangen kann. Dadurch ist es möglich, das Fahrpersonal auch über die Lage eines nachfolgenden Zuges zu in formieren, was in der Praxis oft von Vorteil sein kann.
Entsprechend der Strek- kenaufteilung in fünf Teilabschnitte, denen jeweils ein Frequenzband bestimmter Breite mit gemeinsamen Grenzfrequenzen der an einander angrenzenden Teilabschnitte zuge ordnet ist, besitzt der Empfänger fünf Ein gangsbandfilter BF1 bis BF5, die eingangs- seitig in Reihe oder parallel geschaltet sein können und von denen, entsprechend der au genblicklichen Lage des Zuges B im Teilab schnitt III, die Bandfilter BF2, BF3 und BF4 über einen Verteiler unabhängig voneinan der mit drei Verstärkern V" Vb und Va, ver bunden sind.
Da bei dem angenommenen Bei spiel sich sowohl im Abschnitt II als auch im Abschnitt IV Züge befinden, die ihrer augen blicklichen Lage entsprechende Frequenzen f2 bzw. f4 aussenden, werden ausser dem Verstärker Vb, dem ja stets die eigene Sende frequenz (zurzeit f3) zugeleitet wird, auch den Verstärkern Va und V, über die zu dieser Zeit vorgeschalteten Bandpässe BF4 und BF2 die empfangenen, von den Zügen A bzw. C ausgesendeten Frequenzen f4 bzw. f2 zu geleitet. Diese Frequenzen werden nach ihrer getrennten Verstärkung jeweils mit der eige nen Sendefrequenz des Zuges in einer Misch stufe gemischt, und zwar in der Mischstufe Ma/b die Frequenzen der Züge A¼B, in der Mischstufe 111b"" die der Züge<I>B</I> und C.
In der Mischstufe Ma/b wird dabei die Diffe renzfrequenz fv = f4 - f3 gebildet, die pro portional dem Abstand des vorausfahrenden Zuges ist. und auf einem Instrument direkt angezeigt wird. Die in der Mischstufe M", gebildete Differenzfrequenz fN- f3- f2 ist proportional dem Abstand des nachfolgernden Zuges. Ihre Anzeige erfolgt an einem zweiten Instrument.
Sobald ein Zug die Grenze zwi schen zwei Teilstrecken überschreitet, muss die Bandfilteranordnung so weitergeschaltet werden, dass das dem soeben erreichten Teil abschnitt zugeordnete Bandfilter dem Ver stärker Vb zugeordnet wird, und dass die die sem Bandfilter frequenzmässig benachbarten Filter eingeschaltet sind, während das dein nunmehr weiter zurückliegenden Abschnitt II zugeordnete Filter abgeschaltet werden muss. Diese Weiterschaltung erfolgt selbsttätig mit Hilfe des Verteilers, der schrittweise oder stetig fortgeschaltet wird, wobei diese Fort schaltung zweckmässig ebenfalls von dem weg abhängigen Messgerät T des Zuges gesteuert wird.
Die Art und Weise der Auslösung einer Zwangsbremsung ist nicht näher dargestellt. Sie kann in einfacher Weise mit Hilfe von Siebschaltungen und Relais, gegebenenfalls auch durch einen Instrumentenkontakt des Anzeigeinstrumentes bei Erreichen der kri tischen Differenzfrequenz bewirkt, werden. Die Differenzfrequenz muss, um zu vermei den, dass. sich zur gleichen Zeit mehr als ein Zug in einem Teilabschnitt befindet, minde stens gleich dem Abstand der Grenzfrequenz eines Teilabschnittes, hier also ?_ 5 kHz sein.
Die auf diese Weise bewirkte selbsttätige Steuerung eines Zuges durch den jeweils vor ausfahrenden Zug bringt grosse wirtschaft liche Vorteile mit sich, da hierdurch der Ver kehr flüssiger gestaltet werden kann und die oft unnötigen und Energie verzehrenden Brems- und Anfahrvorgänge an Haltesigna len auf ein Mindestmass herabgesetzt werden.
In der Praxis wird es nun häufig vorkom men, dass ein vor einem Zuge liegender Teil abschnitt unbelegt ist, da ja die Zugsdichte nicht dauernd ihr Maximum einhält. In einem solchen Fall würde im nachfolgenden Zug keine Vergleichsfrequenz empfangen, eine An zeige also nicht erfolgen. Um zu vermeiden, dass dieser Zustand, der ja auch bei einer Störung, zum Beispiel durch den Ausfall des Senders im vorausfahrenden Zug sich ein stellen würde, falsch ausgewertet wird, wird in diesem Fall von einem ortsfesten Sender aus selbsttätig eine im Frequenzbereich des unbelegten Teilabschnittes liegende Frequenz, vorzugsweise die Mittelfrequenz, ausgesendet, die jedoch besonders gekennzeichnet ist.
Diese besondere Kennzeichnung, die in einer cha rakteristischen Tastung oder Modulation be stehen kann, wird im Empfänger des sieh diesem Abschnitt nähernden Zuges so ausge wertet, dass bei Erreichen der kritischen Dif ferenzfrequenz das Warnsignal bzw. die Zwangsbremsung unterbleibt. Die Einschal tung des ortsfesten Senders erfolgt selbst tätig, sobald ein Zug den Teilabschnitt ver lässt, und. zwar zweckmässig über einen Schie nenkontakt an der Grenze des Teilabschnittes. Die Aussendung der Kontrollfrequenz bleibt so lange bestehen, bis ein neuer Zug in diesen Teilabschnitt einfährt, wobei die Abschaltung des ortsfesten Senders wieder durch einen Schienenkontakt, am Anfang dieser Teilstrecke bewirkt werden kann.
Auf diese Weise ent steht ein Sicherungssystem nach dem Ruhe stromprinzip, das bekanntlich stets die höchste Betriebssicherheit gewährleistet. Das Fehlen einer Empfangsfrequenz ist daher in jedem Falle ein Zeichen dafür, dass eine Störung vorliegt. Der Führer des Triebfahrzeuges wird damit zu erhöhter Vorsicht und Beachtung aller etwa noch vorhandenen sonstiger Si gnaleinrichtungen an der Strecke gezwungen. Als ortsfeste Sendestelle kann sowohl die zen trale Überwachungsstelle benutzt werden als auch an der Strecke verteilte Einzelsender.
Die zentrale Überwachungsstelle dient dazu, einen Überblick über die jeweilige Be legung des Überwachungsabschnittes zu ge winnen und eine Möglichkeit zu schaffen, den Verkehrsfluss ständig verfolgen zu kön nen. Der Empfänger dieser Stelle ist dem nach so eingerichtet., dass er Frequenzen in nerhalb aller Teilfrequenzbereiche unabhän gig voneinander gleichzeitig empfangen kann. Eine Differenzfrequenzbildung ist hierbei nicht nötig, da die Empfangsfrequen- zen selbst ein Mass für den Abstand des betreffenden Zuges vom km 0 sind. Da in der Überwachungsstelle die Zahl der je weils im Überwachungsabschnitt laufenden Züge bekannt ist und ausserdem deren Fort bewegung dauernd an einem Leuchtschalt bild verfolgt. werden kann, wird eine Störung an dem Ausfall der betreffenden Zugfrequenz sofort erkannt.
Durch Ausrüstung der Über wachungsstelle mit einem oder mehreren Sendern mit wahlweise innerhalb des Über wachungsfrequenzbereiches einstellbaren Fre quenzen kann in solchen Fällen von der orts festen Stelle aus die ausgefallene Zugfre quenz nachgebildet und auf diese Weise regelnd in den Zuglauf eingegriffen wer den. In ähnlicher Weise wie bei einem unbe legten Teilabschnitt kann auch dann verfah ren werden, wenn ein Zug in einem Bahn hof hält und ein nachfolgender Zug wäh rend des Stillstandes des ersten Zuges eben falls in diesen Bahnhof geleitet werden soll, zum Beispiel um den ersten Zug zu über holen.
In .diesem Fall wird nach Sicherung des zuerst eingefahrenen Zuges dessen Sen der abgeschaltet und dafür ein ortsfester Sen der eingeschaltet, dessen Träger ebenfalls in besonderer Weise gekennzeichnet ist und durch diese Kennzeichnung unter Beibehal tung des Ruhestromprinzipes dem nachfolgen den Zug die Freigabe der Einfahrt anzeigt.
Bei dem in dem Ausführungsbeispiel an genommenen Frequenzverteilungsplan ergibt sich noch eine Schwierigkeit, wenn ein Zug aus einem Überwaehungsabschnitt in einen neuen solchen Abschnitt. gelangt. Ein im vor hergehenden Abschnitt nachfolgender Zug kann dann infolge des Frequenzsprunges zwi schen der letzten Teilstrecke dieses Abschnit tes und der ersten Teilstrecke des folgenden Überwachungsabschnittes nicht. eine sich in dem üblichen Bereich bewegenden Differenz frequenz empfangen. Diese Schwierigkeit kann auf verschiedene Weise überwunden werden.
Eine Möglichkeit besteht darin, das Anzeigegerät. auf dem Triebfahrzeug, bei des- sen Einfahrt in die letzte Teilstrecke eines Überwachungsabschnittes in seiner Empfind lichkeit und seinem Messbereich selbsttätig so umzuschalten, dass es wieder richtig anzeigt. Ferner kann man die Überwachungsabschnitte so ausbilden, dass sie sich um eine Teilstrecke überschneiden, das heisst, um bei dem ange nommenen Frequenzplan zu bleiben, dass der ersten Teilstrecke des neuen Überwachungs abschnittes - also zwischen km 25 und 30 ausser dem Frequenzbereich von 50 bis 55 kHz noch ein Bereich von 75 bis 80 kHz zuge ordnet wird.
Der Sender des Triebfahrzeuges muss dann so ausgebildet sein, dass er beim Befahren dieses Abschnittes gleichzeitig zwei Frequenzen aussendet, die sich jeweils in den beiden genannten Frequenzbereichen bewegen und von denen die zwischen 75 und 80 kHz liegende Frequenz für den nachfolgenden Zug, die zwischen 50 und 55 kHz liegende Frequenz für den vorausfahrenden Zug bestimmt ist. Die Bandfilteranordnung des Empfängers muss dann um ein Bandfilter erweitert wer den. Beide Lösungen haben eine gewisse Erhö hung des Aufwandes für die Sende- und Empfangseinrichtungen auf den Fahrzeugen zur Folge. Diese Erhöhung des Aufwandes und damit Raumbedarfes für die Einrich tungen auf den Triebfahrzeugen kann durch folgendes Verfahren vermieden werden.
Die an den Übergangsstellen zwischen zwei Über wachungsabschnitten in der Regel bereits vor handenen ortsfesten Sendeeinrichtungen (für die Überwachungsstelle) werden so ausgebil det, dass die im ersten Teilabschnitt vom Zug ausgesendete Frequenz so umgesetzt wird, dass der im letzten Teilabschnitt des zurück liegenden Überwachungsabschnittes nachfol gende Zug eine Frequenz empfängt, die sieb. in einem Bereich bewegt, der sich an den Fre quenzbereich der gerade befahrenen Teil strecke frequenzmässig anschliesst, bei dem ge wählten Beispiel also in einem Bereich von 75 bis 80 kHz. Bei diesem Verfahren ist also, abgesehen von einem zusätzlichen Bandfilter für diesen Bereich, keine Änderung an den Einrichtungen der Triebfahrzeuge erforder lich.
Method for monitoring the train movement using high frequency. The usual method for monitoring the train movement on the line is still today, as a rule, that means are provided on the rails at a distance of one block length, which visually indicate the occupancy of the route section in front of the train to the drivers. The correct evaluation of these signals depends solely on the attention of the driving staff.
It is known that this signaling method does not offer absolute security, so that, for example, it is entirely possible to drive over a blocking signal in heavy fog. In order to prevent this, means have become known that when driving past a signal in an optical or inductive way, a sign immediately. Transferred to a sensitive device for this sign in the driver's cab of the motor vehicle and in addition to an acoustic signal, if necessary, also trigger an emergency brake.
It is. Furthermore, a device for monitoring the course of the train is known that uses high frequency to transmit the signals to the train and works in the following way. Both the train and a fixed monitoring point from a speed-influencing high frequency is sent and received.
The high frequency emitted by the train is influenced by the actual value of the speed, the high frequency emitted by the monitoring point is influenced by the setpoint of the speed and the difference between the two frequencies in the monitoring point for monitoring the train speed, on the other hand when a certain limit value is exceeded on the train used for the automatic release of an emergency brake ..
This device is also suitable to prevent the crossing of a stop signal by changing the frequency corresponding to the target speed from the moment you drive past the blocked distant signal to a curve that corresponds to the normal braking diagram of the train between the distant and main signal. If the train does not follow this prescribed speed curve, a differential frequency that exceeds the limit value inevitably arises and the emergency braking is triggered.
However, all these known means for train monitoring have the disadvantage that they only act on the train at one point or on a narrowly limited section of the route, and in particular the systems that work with point-by-point influence do not guarantee the required degree of operational safety. In addition, with signal systems of this type it is not possible to determine the distance between two trains running one behind the other in the same direction and to make the train path dependent on this distance.
The last-mentioned monitoring system only allows the respective location of a train to be displayed within the narrowly delimited monitoring section in the stationary monitoring point by forming the integral of the actual speed of the train measured at this point over time. However, this requires very complicated and sensitive measuring devices that cannot be used on trains.
The invention has for its object to provide a method that allows a proper determination of the distance between adjacent trains on the route., This Ab stood on the locomotives makes recognizable and a compulsory control of the train course over a longer distance depending on the determined train intervals. Although there is already a proposal for determining the distance between the train ahead and a subsequent train in the latter, this proposal has proven to be practically useless.
In this known system, namely, the transmission should take place by means of short waves over the rails and the range of the transmitter of the preceding train serve as a criterion for triggering a signal, that is, the energy content of the vibrations picked up by the receiver of the following train. The signal is triggered when a certain threshold value of the received energy is exceeded. However, since the range is subject to very strong fluctuations in one of these types of transmission, the received energy cannot form a reliable measure of the distance between the two trains from one another.
The invention provides a method for monitoring the train movement on the route by means of high frequency, which not only avoids the disadvantages of the known systems, but also offers considerably more extensive monitoring options. The high frequency used for signal transmission can be transmitted line-directed in electrified routes, in particular via the contact wire line, in steam mode wirelessly, preferably by means of shortwave transmission.
According to the invention, this method consists in that each train has a high-frequency transmitter, the frequency of which can be changed in a frequency range assigned to the monitored route and which varies as a function of the passage of the train through this section. constantly changes from the distance covered, as well as a receiver which is designed so that, in addition to its own transmission frequency, it can at least record the transmission frequency of a train ahead, independently of this, and that the:
The difference frequency formed by the separation of both reception frequencies, which is a direct measure of the distance between the two trains, is fed to a display instrument, and that a warning signal is triggered if the difference frequency falls below a certain limit value. Means can also be provided which, if the warning signal is ignored, bring about an emergency brake. The evaluation of the critical difference frequency, which is expediently determined by the required maximum braking distance and possibly also by other operational aspects, can be carried out by means known per se. how electrical switches, rectifiers and relays will follow.
In such a method, the entire route to be monitored, referred to in the following monitoring section, is expediently divided into a number of mutually identical subsections, each of which corresponds to a corresponding sub-range of the overall frequency range. The number of sub-sections is based on the greatest number of trains on the route and the maximum braking distance. The subdivision of the route enables a simpler receiver structure by equipping the receiver with a number of band filters corresponding to the number of subsections, the pass bands of which match the frequency ranges of the subsections.
At least two of these band filters are then switched on, namely once the filter corresponding to the segment being traversed and the band filter assigned to the band filter in front of this segment as seen in the direction of travel. In this way it is prevented that the frequencies of other trains, which were of no interest at first, are received and evaluated. will. In order to get a general overview of the line occupancy and the respective location of the trains, a receiver can record the transmission frequencies of all in the monitoring section. can accommodate trains located independently of each other, be set up at a fixed monitoring point.
This monitoring point will advantageously be placed in larger train stations, which at the same time form the boundaries of the monitoring section. Such monitoring points can also be used with. Equip transmitters that are tunable in their frequency, with the help of which it is possible to intervene in the course of the train in a regulating manner from this point, as will be explained in more detail below in the description of an exemplary embodiment.
In order not to let the required frequency band in the method according to the invention become too large, since this would make the number of band filters required for the receiver too large and thus the expense too high, it is advisable to return to a sufficient distance of km 0 to begin with the same frequency, that is, to assign the same frequency range to successive monitoring sections. Of course, this assumes that the frequencies that are repeated at certain intervals cannot cause any interference in the neighboring monitoring sections.
However, the current state of the art provides the person skilled in the art with sufficient means to prevent such disturbances. In particular, in the case of electrical rail operation, the radio frequency transmission can easily be limited to certain routes with the help of the overhead contact line-directed high frequency transmission.
The way in which the method according to the invention can be carried out in practice will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. Let us assume a double-track electrified line with two larger train stations 25 km apart. This 25 km route represents a monitoring section that is divided into sections of equal length according to the greatest train density, for example 5 km each, so that the five sections I to V result. Only one train may be in each such section.
As FIG. 1 shows, the km 0 is assigned an initial frequency of 50 kHz, which would be transmitted by a train standing at this point. If the train continues on track 1 in the direction of the arrow, the transmitter of the train increases its frequency depending on the distance covered, in such a way that after every km there is a frequency increase of 1 kHz. This constant path-dependent frequency change can be achieved, for example, in that the frequency-determining variable capacitor of the transmitter is continuously adjusted by a path-dependent measuring device T of the train, as shown by the high-frequency transmitting and receiving device for a traction vehicle shown schematically in FIG.
In exactly the same way, a train moving between km 5 and 10, ie in part II, sends a frequency between 55 and 60 kHz, etc. A different frequency band is expediently selected for the opposite traffic direction. In the example described, this range is assumed to be 80 to 105 kHz.
In addition to the transmitter, each train receives a receiver that is able to simultaneously record several frequencies within certain frequency ranges independently of one another. In Fig. 2 is. such a receiving device is shown, with a receiver setting is shown, as it would have the train denoted by B in FIG. 1 in the position shown there. It is further assumed that the receiver can also receive the frequency band of the sub-route located behind the sub-route in addition to the frequency band assigned to the sub-route currently being traveled and the next sub-route in front of this sub-route being traveled. This makes it possible to inform the drivers about the position of a following train, which can often be an advantage in practice.
Corresponding to the route division into five subsections, each of which is assigned a frequency band of a certain width with common cutoff frequencies of the adjacent subsections, the receiver has five input band filters BF1 to BF5, which can be connected in series or in parallel on the input side and from which, according to the current position of train B in Teilab section III, the band filters BF2, BF3 and BF4 via a distributor independently of one another with three amplifiers V "Vb and Va, are connected.
Since in the assumed example there are trains both in section II and in section IV that transmit frequencies f2 or f4 corresponding to their current position, the amplifier Vb, which always receives its own transmission frequency (currently f3), is fed to the amplifier The received frequencies f4 and f2 emitted by the trains A and C are passed to the amplifiers Va and V via the bandpass filters BF4 and BF2 connected upstream at this time. After their separate amplification, these frequencies are mixed with the train's own transmission frequency in a mixer, namely the frequencies of trains A¼B in mixer Ma / b, and those of trains <I> B </ in mixer 111b "" I> and C.
In the mixer stage Ma / b, the difference frequency fv = f4 - f3 is formed, which is proportional to the distance of the train ahead. and is displayed directly on an instrument. The difference frequency fN-f3-f2 formed in the mixer stage M ″ is proportional to the distance of the following train. It is displayed on a second instrument.
As soon as a train crosses the border between two sections, the band filter arrangement must be switched so that the band filter assigned to the part just reached is assigned to the amplifier Vb, and that the filters that are adjacent to this band filter in terms of frequency are switched on while the band filter is now switched on Filter assigned to Section II further back must be switched off. This forwarding takes place automatically with the help of the distributor, which is advanced step by step or steadily, this advancement being expediently also controlled by the path-dependent measuring device T of the train.
The way in which an emergency brake is triggered is not shown in detail. It can be effected in a simple manner with the help of filter circuits and relays, possibly also by an instrument contact of the display instrument when the critical difference frequency is reached. In order to avoid that more than one train is in a section at the same time, the difference frequency must be at least equal to the distance between the cut-off frequency of a section, in this case? _ 5 kHz.
The automatic control of a train achieved in this way by the train departing in front of each other brings great economic advantages, as it allows traffic to be made more fluid and the often unnecessary and energy-consuming braking and starting processes at stop signals are reduced to a minimum will.
In practice it will now often happen that a section of the train ahead of a train is unoccupied because the train density does not always maintain its maximum. In such a case, no comparison frequency would be received in the next train, so there would be no display. In order to avoid that this state, which would also arise in the event of a fault, for example due to the failure of the transmitter in the train ahead, is incorrectly evaluated, in this case a stationary transmitter automatically sends a signal in the frequency range of the unoccupied section Lying frequency, preferably the center frequency, transmitted, which is, however, specially marked.
This special identification, which can be a characteristic keying or modulation, is evaluated in the receiver of the train approaching this section so that the warning signal or the emergency brake is not applied when the critical Dif is reached. The stationary transmitter is switched on automatically as soon as a train leaves the section, and. it is advisable to use a rail contact at the border of the section. The transmission of the control frequency remains until a new train arrives in this section, whereby the disconnection of the stationary transmitter can again be effected by a rail contact at the beginning of this section.
This creates a safety system based on the closed-circuit principle, which, as is well known, always guarantees the highest level of operational safety. The lack of a reception frequency is therefore in any case a sign that there is a fault. The driver of the motor vehicle is thus forced to be more careful and to observe all other signaling devices that may still be present on the route. Both the central monitoring point and individual transmitters distributed along the route can be used as a fixed transmission point.
The central monitoring point is used to gain an overview of the respective occupancy of the monitoring section and to create the possibility of constantly tracking the flow of traffic. The receiver at this point is set up in such a way that it can simultaneously receive frequencies in all sub-frequency ranges independently of one another. A differential frequency calculation is not necessary here, since the receive frequencies themselves are a measure of the distance between the train concerned and km 0. Since the number of trains running in the monitoring section is known at the monitoring station and their progress is continuously tracked on an illuminated circuit diagram. can be, a fault is immediately recognized by the failure of the train frequency in question.
By equipping the monitoring station with one or more transmitters with adjustable frequencies within the monitoring frequency range, the failed train frequency can be simulated from the fixed point in such cases and thus intervening in the course of the train to regulate the train. The procedure is similar to that for an unoccupied section when a train stops in a station and a following train is to be directed to this station while the first train is at a standstill, for example around the first train to over fetch.
In .diesem case after securing the first driven train whose Sen is switched off and instead a stationary Sen is switched on, the carrier is also marked in a special way and by this marking while maintaining the closed-circuit principle, the following train indicates the clearance of the entrance.
In the frequency distribution plan assumed in the exemplary embodiment, another difficulty arises when a train leaves a monitoring section in a new section of this type. got. A train following in the previous section cannot then, due to the frequency jump between the last leg of this section and the first leg of the following monitoring section. receive a difference frequency moving in the usual range. This difficulty can be overcome in a number of ways.
One possibility is the display device. on the traction vehicle, when it enters the last section of a monitoring section, to automatically switch its sensitivity and measuring range so that it displays correctly again. Furthermore, the monitoring sections can be designed so that they overlap by a section, i.e., in order to stick to the assumed frequency plan, the first section of the new monitoring section - i.e. between km 25 and 30 outside the frequency range from 50 to 55 kHz is still assigned a range from 75 to 80 kHz.
The transmitter of the locomotive must then be designed in such a way that when driving on this section it simultaneously emits two frequencies, each of which is in the two frequency ranges mentioned and of which the frequency between 75 and 80 kHz for the following train, between 50 and 55 kHz frequency is intended for the train in front. The band filter arrangement of the receiver must then be expanded to include a band filter. Both solutions result in a certain increase in the effort for the transmitting and receiving devices on the vehicles. This increase in the effort and thus the space required for the facilities on the traction vehicles can be avoided by the following method.
The stationary transmitting devices (for the monitoring point) that are usually already present at the transition points between two monitoring sections are designed in such a way that the frequency transmitted by the train in the first section is converted in such a way that the frequency that is transmitted in the last section of the monitoring section behind Train receives a frequency that sie. moves in a range that connects in terms of frequency to the frequency range of the part of the route being traveled, in the example chosen, in a range from 75 to 80 kHz. With this method, apart from an additional band filter for this area, no changes to the equipment of the locomotives are required.