Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Informationen und Befehlen in Form eines Codes von einer in einem Schienenbereich sich befindenden Bodenstelle auf mindestens eine auf einem darüberfahrenden Schienenfahrzeug sich befindende, mit einem Empfänger sowie einem Decoder versehene Gegenstelle.
Ein Verfahren der obgenannten Art ist aus der kanadischen Patentschrift Nr. 1 215 768 bereits bekannt.
Die Übertragung einer grösseren Anzahl von Informationen und Befehlen verlangt bei einer obgenannten Anordnung, hauptsächlich wenn die Sendeelemente nur einen einzigen bestimmten Signalwert oder nur einen binären Signalwert abgeben können, eine grosse Anzahl von Sendeelementen.
Aufgabe der Erfindung ist insbesondere die Schaffung eines Verfahrens, welches diesen Nachteil nicht aufweist.
Das erfindungsgemässe Verfahren der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Sendeelementen in Längsrichtung der Schiene gesehen in gleich grossen Elementarabständen oder einem ganzzahligen Vielfachen derselben vorgesehen ist, welche Abstände einen integrierenden Bestandteil des zu übertragenden Codes darstellen, und dass der Decoder die einzelnen, von den Sendeelementen abgegebenen Impulse sowie auch das Nichtvorhandensein eines Impulses in einem Elementarabstand unter Berücksichtigung des letzteren signalisiert und auswertet.
Dabei ist es zweckmässig, dass die Bodenstelle und die Gegenstelle elektromagnetisch aufeinander einwirken, wobei die Bodenstelle eine Mehrzahl von in Längsrichtung des Schienenstranges nacheinander angeordnete, elektrisch voneinander unabhängige, als Transciever wirkende passive Antwortelemente aufweist.
Zur Erhöhung der Sicherheit ist es vorteilhaft, wenn jeder von der Gegenstelle empfangene Code mit dem Inhalt eines abgespeicherten Coderegisters verglichen und bei Nichtvorhandensein in letzterem als Fehlersignal signalisiert wird.
Um einen möglichst einfachen konstruktiven Aufbau sowie äusserst kompakte Abmessungen der dazu erforderlichen Bauteile zu erreichen, ist es ferner zweckmässig, wenn man als Sendeelenent eine gamma -Strahlen aussendende Strahlungsquelle verwendet.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn man eine einen engen, vorzugsweise kleiner als 10 DEG Halbwertbreite der Strahlenenergie aufweisenden Strahlkegel bildende Strahlungsquelle verwendet.
Dabei ist es aus Montagegründen sehr zweckmässig, wenn man die Strahlungsquellen auf den Schwellen, vorzugsweise mittels der Schienenbefestigungselemente anordnet.
Unter Ausnützung der Abschirmwirkung der Schiene kann es zur Erhöhung der Anzahl der Codiermöglichkeiten vorteilhaft sein, wenn man beidseitig der Schiene Strahlungsquellen anordnet. Zur Erhöhung der Anzahl der Codiermöglichkeiten kann es ferner auch zweckmässig sein, dass man verschieden starke Strahlungsquellen sowie einen die Intensität der letzteren ermittelnden und entsprechend auswertenden Empfänger verwendet.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine erste beispielsweise Ausführungsform einer elektromagnetisch wirkenden Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens;
Fig. 2 einen beispielsweisen Code und die decodierten entsprechenden Signale;
Fig. 3 eine zweite beispielsweise Ausführungsform einer mittels einer gamma -Strahlungsquelle arbeitenden Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens;
Fig. 4 eine beispielsweise Anordnung von in Fig. 3 dargestellten gamma -Strahlungsquellen; und
Fig. 5 die mit einer Anordnung gemäss Fig. 4 erzielten Signale und verarbeiteten Signalen;
Fig. 6 den Signaleffekt von zwei nahe nebeneinander angeordneter gamma -Strahlungsquellen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die dargestellte erste beispielsweise Ausführungsform einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eine auf dem Schienenfahrzeug 1 angeordnete Stromversorgung 2 auf, die beispielsweise aus einer Wechselstromquelle mit einer Frequenz von 100 kHz besteht. Die Wechselstromquelle 2 speist eine Versorgungsspule 3, die im Schienenbereich angeordnet ist.
Auf dem Geleisekörper 4 befindet sich eine Aufnahmespule 5, die beim Vorbeifahren des Schienenfahrzeuges 1 elektromagnetisch durch das elektromagnetische Feld der Spule 3 erregt wird.
Die Aufnahmespule 5 ist über einen Kondensator 6 elektrisch mit einer Sendespule 7 verbunden. Die Aufnahmespule 5 und die Sendespule 7 sind elektromagnetisch entkoppelt angeordnet. Das elektrische Feld der Sendespule 7 ist daher in der Nähe der Resonanzfrequenz je nach den elektrischen Werten der Spule 5, des Kondensators 6 sowie der Spule 7 mehr oder weniger in der Phase gegenüber der Phase der Wechselstromquelle 2 verschoben.
Das elektromagnetische Feld der Sendespule 7 wirkt daher phasenverschoben auf die Empfangsspule 8, und die dadurch erzeugte elektromotorische Kraft wird im Verstärker 9 verstärkt und als Signalfolge b in der Phasenvergleichsschaltung 10 mit der Phase der Versorgungsspannung a der Wechselstromquelle 2 verglichen und die der Phasenverschiebung entsprechende Zeitdifferenz delta t als Impulsfolge c einer Addierschaltung 11 zugeleitet. In der Speicherschaltung 12 wird die Zeitdifferenz DELTA t, die zwischen dem Überfahren zweier im Elementarabstand DELTA s angeordneter Sendeelemente 7 verstreicht, gespeichert, und mit Hilfe dieser gespeicherten Zeitdifferenz DELTA t ein spezieller Impuls d erzeugt, wenn in einem nachfolgenden Elementarabstandschritt kein Signal der Impulsfolge c vorliegt, und in der Addierschaltung 11 zur Impulsfolge c addiert.
Die so entstandene Codeimpulsfolge e wird in der Kontrollschaltung 13 nur dann zum Decoder 14 weitergeleitet, wenn sie einer erlaubten Codeimpulsfolge, die im Speicher 15 gespeichert ist, entspricht. Wird jedoch die derart überprüfte Codeimpulsfolge e als fehlerhaft erkannt, dann wird ein entsprechendes Warnsignal an den Decoder 14 weitergeleitet. Der Decoder 14 erzeugt das Informations- oder Befehlsignal.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Sendeelement ein innerhalb einer Schienenbefestigungsschraube 16 angeordnetes, nach oben frei strahlendes radioaktives gamma -Strahlen strahlendes Kobaltpräparat 17 benutzt.
An Stelle der in Fig. 1 dargestellten Empfangsspule 8 wird bei dieser Ausführungsform ein Geiger-Müller-Zählrohr 19 auf dem Schienenfahrzeug vorgesehen.
Der beim Überfahren des Sendeelementes 16 im Zählrohr 19 entstehende Impuls wird im Verstärker 20 verstärkt. Die verstärkte Codeimpulsfolge f wird im Diskriminator 21 normalisiert und der Addierschaltung 11 zugeführt.
Eine mit einem Rad des Schienenfahrzeuges verbundene Wegmesseinrichtung 22 beginnt vom Moment des Auftretens des er sten Codeimpulses an in Elementarabstandschritten DELTA s Kontrollimpulse h an die Kontrolleinheit 23 abzugeben. Die letztere erzeugt einen vorbestimmten Impuls i, wenn während eines Kontrollimpulses h kein Impuls der Codeimpulsfolge g min vorliegt. Die Weiterverarbeitung der Impulse g und i erfolgt analog zu der in Fig. 1 dargestellten Verarbeitung der Impulse c und d.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass die Sendeelemente 16 auf die verschiedenste Art kombiniert auf den Schienenschwellen angebracht werden können, so dass wie in Fig. 4 als Beispiel gezeichnet, selbst mit wenigen Schwellen viele unterschiedliche Codes realisierbar sind.
Aus Fig. 6 ist ersichtlich, dass eine Diskriminierung der Impulse sowohl je nach deren Energie E als auch deren Abstand delta s vorgenommen werden kann.
The invention relates to a method for transmitting information and commands in the form of a code from a ground station located in a rail area to at least one remote station located on a rail vehicle traveling over it and provided with a receiver and a decoder.
A method of the above-mentioned type is already known from Canadian Patent No. 1,215,768.
The transmission of a larger number of information and commands requires a large number of transmission elements in the above arrangement, mainly if the transmission elements can only emit a single specific signal value or only a binary signal value.
The object of the invention is in particular to create a method which does not have this disadvantage.
The method according to the invention of the type mentioned at the outset is characterized in that a plurality of transmitting elements, seen in the longitudinal direction of the rail, is provided at elementary intervals of equal size or an integral multiple thereof, which intervals form an integral part of the code to be transmitted, and that the decoder is the individual , signals emitted by the transmitting elements and also the absence of a pulse at an elementary distance, taking into account the latter, and evaluates them.
It is expedient for the base station and the counterpart to act electromagnetically on one another, the base station having a plurality of passive response elements, which are arranged one after the other in the longitudinal direction of the rail track and act independently of one another and act as transceivers.
To increase security, it is advantageous if each code received by the remote station is compared with the content of a stored code register and, if it is not present, is signaled as an error signal.
In order to achieve a construction that is as simple as possible and extremely compact dimensions of the components required for this purpose, it is also expedient if a radiation source emitting gamma rays is used as the transmitting element.
It is advantageous here if a radiation source is used which forms a narrow, preferably smaller than 10 ° half-value width of the beam cone.
For assembly reasons, it is very expedient to arrange the radiation sources on the sleepers, preferably by means of the rail fastening elements.
Taking advantage of the shielding effect of the rail, it can be advantageous to increase the number of coding possibilities if radiation sources are arranged on both sides of the rail. To increase the number of coding possibilities, it can also be expedient to use radiation sources of different strengths and a receiver which determines the intensity of the latter and evaluates it accordingly.
The invention is explained below with reference to the drawing, for example. It shows
1 shows a first exemplary embodiment of an electromagnetically acting arrangement for carrying out the method according to the invention;
2 shows an exemplary code and the decoded corresponding signals;
3 shows a second example of an embodiment of an arrangement working by means of a gamma radiation source for carrying out the method according to the invention;
FIG. 4 shows an example of an arrangement of gamma radiation sources shown in FIG. 3; and
FIG. 5 shows the signals and processed signals obtained with an arrangement according to FIG. 4;
6 shows the signal effect of two gamma radiation sources arranged close to one another.
As can be seen from FIG. 1, the illustrated first exemplary embodiment of an arrangement for carrying out the method according to the invention has a power supply 2 which is arranged on the rail vehicle 1 and consists, for example, of an AC power source with a frequency of 100 kHz. The AC power source 2 feeds a supply coil 3, which is arranged in the rail area.
On the track body 4 there is a take-up coil 5, which is excited electromagnetically by the electromagnetic field of the coil 3 when the rail vehicle 1 drives past.
The take-up coil 5 is electrically connected to a transmission coil 7 via a capacitor 6. The recording coil 5 and the transmitter coil 7 are arranged in an electromagnetically decoupled manner. The electrical field of the transmitter coil 7 is therefore shifted more or less in phase relative to the phase of the AC power source 2 in the vicinity of the resonance frequency depending on the electrical values of the coil 5, the capacitor 6 and the coil 7.
The electromagnetic field of the transmitting coil 7 therefore acts out of phase on the receiving coil 8, and the electromotive force generated thereby is amplified in the amplifier 9 and compared as a signal sequence b in the phase comparison circuit 10 with the phase of the supply voltage a of the AC power source 2 and the time difference delta corresponding to the phase shift t fed as a pulse train c to an adder circuit 11. In the memory circuit 12, the time difference DELTA t, which elapses between the passage of two transmission elements 7 arranged at the elementary distance DELTA s, is stored, and with the aid of this stored time difference DELTA t, a special pulse d is generated if no signal of the pulse sequence c is present, and added in the adder circuit 11 to the pulse train c.
The resulting code pulse sequence e is only forwarded to the decoder 14 in the control circuit 13 if it corresponds to an allowed code pulse sequence which is stored in the memory 15. However, if the code pulse sequence e checked in this way is recognized as faulty, a corresponding warning signal is forwarded to the decoder 14. The decoder 14 generates the information or command signal.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, a cobalt preparation 17, which is arranged inside a rail fastening screw 16 and radiates freely upward and is radiated, is used as the transmission element.
Instead of the receiving coil 8 shown in FIG. 1, a Geiger-Müller counter tube 19 is provided on the rail vehicle in this embodiment.
The pulse generated when the transmitting element 16 is passed over in the counter tube 19 is amplified in the amplifier 20. The amplified code pulse sequence f is normalized in the discriminator 21 and fed to the adding circuit 11.
A path measuring device 22 connected to a wheel of the rail vehicle begins to deliver control pulses h to the control unit 23 from the moment the first code pulse occurs in elementary distance steps DELTA. The latter generates a predetermined pulse i if there is no pulse of the code pulse sequence g min during a control pulse h. The further processing of the pulses g and i takes place analogously to the processing of the pulses c and d shown in FIG. 1.
It can be seen from FIG. 4 that the transmitting elements 16 can be attached in a variety of different ways to the rail sleepers, so that, as shown in FIG. 4 as an example, many different codes can be implemented even with a few sleepers.
It can be seen from FIG. 6 that the pulses can be discriminated both depending on their energy E and their distance delta s.