CN1198135A - 制动和/或停止沿一个轨道运动的一台车辆的方法和用于这个目的的设备 - Google Patents

制动和/或停止沿一个轨道运动的一台车辆的方法和用于这个目的的设备 Download PDF

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Abstract

用来制动和/或停止沿例如铁路型的轨道运动的车辆的方法,它用一个设备,这个设备,一方面,包括固定在轨道上,它本身包括至少一个产生磁场的部件(A)的静止的装置(1),和另一方面,包括运动的装置(3),它包括至少一个优先地固定在车辆下面以便和产生磁场的部件(A)相互作用的天线(5),用安装在车辆下面的天线(5)检测进入由这个部件产生的磁场的时刻,以及离开这个磁场的时刻,其特征还在于从此推算出车辆穿过磁感应的场所需时间,所以如果已知部件的长度就能够计算出车辆的速度。

Description

制动和/或停止沿一个轨道运动的 一台车辆的方法和用于这个目的的设备
本发明涉及用来制动和/或停止沿铁路型的一个轨道运动的一台车辆的方法。
本发明也涉及用来实施上述方法的设备。
铁路交通传统地由沿轨道配置的诸信号控制。然而，遵守由信号设备给出的诸指示的责任主要落在驾驶员身上，甚至在诸多可能发生的很困难的条件下，如穿过雾气或降雪驾驶，或进入阳光中驾驶等，都是如此。
一个熟知的帮助驾驶员的方法是沿着铁路轨道安置用来测量车辆速度的诸部件。这些部件被安置在诸固定的已知的间隔并发射一个信号。车辆用一个天线来探测何时车辆通过第一个部件并启动一个定时器，在通过一个第二个部件时使定时器停止。知道了两个部件之间的距离和车辆经过这段距离的时间，很容易从中推算出车辆的速度。但是我们应该注意到这个速度是在两个部件之间的距离上的一个平均速度，而不是在一个单点上计算出来的一个瞬时速度。进一步，这些部件之间的距离可能因诸外部因素如诸天气条件或这些部件的不精确的定位而改变。
一般地不认为这种测量速度的方法能给出足够的精确度。
DE-A-263970描述了一种方法，可用它来监视铁路交通，它允许将来自一个信号灯的一个指示由一个发射装置发射给一个安装在机车上的监视装置。
为了保证有一个较高的安全级别，EP-A-0252199建议提供一个设备，用于轨道和沿着轨道运动的车辆之间的数据的局域传输。这种设备，一方面，由固定在轨道上的静止的装置，另一方面，由装在车辆上的运动的装置组成。静止的装置包括一个发射机，它用一个产生部件发射编码的轨道信号信息，而运动装置包括一个接收机和一台计算机，接收机和至少一个接收天线连接，优先地固定在车辆下面以便和产生部件相互作用，计算机用来解码和处理接收到的信息。这个设备也包括一个将轨道信号信息编码的装置，一个产生一个磁场的频率调制的有源装置，一个将产生的磁场的振幅和一个阈值比较的装置，和一个用产生部件监视发射频率的装置。在这种情形，比较产生的磁场振幅的装置和监视发射频率的装置连接到一个用来激活一个安全信号的装置，这使得在一个错误的事件中开始轨道上的一个安全测量成为可能。所用的部件是一个有源的部件，它连续地发射一个消息，这个消息被车辆上的天线收集并由车辆加以分析。
实际上，在EP-A-0252199描述的装置是十分复杂和昂贵的，如果给出的指示仅是一个制动和/或停止沿一个轨道运动的车辆的指示，则没有必要用一台如上所述的设备。
DE-A-2648383描述一种设备，它通过测量感应中的一个变化来测量一台车辆，如一辆汽车，的速度，这种感应中的变化是由有一个埋入的感应环形式的一个装置当车辆进入它的感应场时产生的。
本发明的目的是提供一种制动和/或停止沿铁路型的一个轨道运动的一台车辆的方法，它不需要复杂的设备，不管外部的诸种限制，如诸种天气条件都能允许精确的测量，以及当要对诸部件进行维修时允许将诸部件适当地定位在轨道上。
本发明的一个进一步的目的是提供一个为实施这种方法的设备，这个设备基于很少量的元件所以相当低廉，特别是和EP-A-0252199中描述的设备系统比较时，却有可比较的诸可靠性特征。
本发明涉及一种用来制动和/或停止沿铁路型的一个轨道运动的一台车辆的方法，所用的设备常规地，一方面包括被固定在轨道上并且本身还包括至少一个产生一个磁场的部件的静止的设备，另一方面包括运动的设备，它包括至少一个优先地固定在车辆下面以便和产生磁场的部件相互作用的天线。
根据本发明，本方法在于采用放在车辆下面的天线，去检测进入由产生磁场的部件产生的磁场的时刻，以及离开这个磁场的时刻，这两个时刻之间的时间优先地被装在车辆上的一个适当的装置记录下来。
产生磁场的部件优先地产生一个频率调制的磁场，它从一个本身被，例如，一个信号灯驱动的编码器发出诸指示。
此外，部件的长度是经过校准的。这个部件，如果合适的话，可以将这个编码形式的信息送入消息中，这个消息被发送到车辆上的天线。
知道了车辆通过感应的磁场所需时间和部件的长度，很容易从中推算出速度。
如果车辆的速度比允许的速度大例如5％，则使制动电路开始工作。
优先地，进入和离开磁场的时刻不是由被通过的这个磁场的一个固定的阈值定义，而是由当通过相应的部件时接收到的最大磁场的一个确定的百分比被超过这样一个事实定义。
根据本发明的一个优先实施例，当部件产生一个调制的磁场时也使进一步增加测量的可靠性成为可能，这个测量采取两个步骤，就是说，一方面，当磁场有一个最大值，对应于例如有值为1的诸码元的出现，和另一方面，当磁场有一个最小值，对应于例如有值为0的诸码元的出现。
然后，和应用有关，可以或是选择被确定的两个速度中较大的一个，或是选择它们的平均值。
本发明也涉及为实施这个方法的一个设备，这个设备常规地，一方面包括静止的设备，它被固定在轨道上并且包括至少一个产生一个任选地调制的磁场的部件，和另一方面包括运动的设备，它包括至少一个优先地固定在车辆的下面以便和产生磁场的部件相互作用的天线，产生磁场的部件的长度是经过校准的。
根据一个优先的实施例，产生磁场的部件产生根据由一个编码器给出的诸指示调制的一个磁场，这个编码器本身和一个信号灯连接。
优先地，这个部件装在一条铁路的两条铁轨之间，相对于铁路的轴是偏心的。根据一个优先的实施例，这个部件由一个足够钢性的单匝绕线组成，它形成一个磁路变压器的一个次级线圈，将频率调制电流注入到磁路变压器的初级线圈。
优先地，初级线圈安装在单匝绕线的里面，在垂直于所说的单匝绕线平面的一根轴上，这个单匝绕线优先地用诸S型叶板固定在铁轨上。
优先地，安装在车辆下面的接收天线由两个线圈组成，其中一个是以左手方向绕成的，而另一个是以右手方向绕成的。
图1是用一个“停止部件”的一个设备的第一个实施例的一个极简略的视图。图2表示进一步用一个监视速度的部件的一个设备的第二个实施例。图3是静止设备的简图图4是运动设备的简图。
图1和2所示的设备，根据本发明的二个优先实施例，一方面包括静止的设备(1)，它被固定在轨道上并且可选地连接到一个信号或发射装置(2)，和另一方面包括运动的设备(3)，它被安装在车辆中并且和制动电路连接。
图1表示第一个实施例，其中用了单个部件(A)。根据本实施例，设备的作用只是当部件发出一个停止消息时简单地实施车辆制动或者也许还有停止。
图2表示第二个实施例，其中用另一个部件(B)去监视速度，通常将这个部件称为一个“速度限制器”。在这种情形，当车辆通过第一个部件(B)时，设备使检查它的速度成为可能，并且如果这个速度超过允许的速度例如5％，则使制动电路适当地工作。
我们应注意到每个部件(包括部件A)允许进行一个独立的速度检查。
为了当通过一个部件时得到速度的一个精确测量，必须精确地知道部件的长度及进入和离开部件产生的磁场的瞬间。例如，可将部件的长度以编码的形式在由这个部件发射的消息中指示出来。
确定进入和离开磁场的时刻要困难得多，因为由接收天线在部件中心接收的磁场的标称振幅随诸种不同因素发生很大的变化，这些因素例如有在静止的设备中放大器的供电电压，部件所在的距离，部件和接收天线之间的空气隙的高度，这个高度本身随诸轮子和诸铁轨经受的磨损程度而变化，以及天线/部件在拐弯处可能发生的侧向偏移等。
所以，对车载的接收电平用一个固定的阈值会导致一个部件长度的过分夸大，一个功率信号就是从这个部件接收的，从而导致低估通过部件的速度。
不是用经过这个磁场的一个固定的阈值，而是根据当经过所考虑的部件时接收的最大磁场的一个确定的百分比被超过这样一个事实，来定义进入和离开磁场的时刻，从而确定这些时刻是特别有利的。
当确定进入和离开磁场的诸时刻时引起不精确的另一个重要的原因是由于这样一个事实，即由天线接收的磁场，根据一个优先的实施例，被部件发射的消息调制；甚至在用频率调制的发射情形，为了符合诸法定的发射标准，所需的带宽限制会引入一个振幅调制，它对接收信号的振幅产生影响，接收信号的振幅，在沿着部件的一个点上，不仅与这个点相对于部件的中心的横座标有关，而且和在这个瞬间接收的消息中的码元是否有值(1)或(0)有关。所以，这必然引起在磁场的入口和出口处的横座标中的一个和接收消息的瞬间结构有关的变化。
根据这个实施例，所有和确定速度有关的处理都要执行两次：首先确定最大的接收磁场以及和，例如，有值(1)的码元的出现有关的进入和离开的时刻，并从中推算出一个第一个速度；然后，确定接收磁场以及和有值(0)的码元的出现有关的进入和离开的时刻，并从中推算出一个第二个速度。
于是和应用有关，例如，可选择已经确定的两个速度中较大的一个，或任选地，选择它们的平均值。
图3较具体地表示一个用在轨道设备中的部件。这个部件，必须产生一个校准的磁场，由长度约为150cm和宽度约为30cm的一个不锈钢单匝绕线组成，这个单匝绕线形成一个磁路变压器的次级线圈，一个调制的电流连续地注入该磁路变压器的初级线圈。我们应注意到单匝绕线的长度要适合于从轨道发射给列车的消息的持续时间和最大的线速度。
有利地，将初级线圈安装在装在单匝绕线里面的轴上，垂直于单匝绕线的平面。这个有足够钢性的单匝绕线用两个相对的S型叶板安装在两条铁轨之间。将初级线圈安排在固定在紧固的叶板下面的一个外罩中是有利的。
我们还应注意到这个部件安装在两条铁轨之间，并且相对于轨道的轴偏离中心，从而定义了运动的方向。
如果绕线产生一个在正确频率的足够大的磁场，则一个控制电路给出为使一个称作KTBL的继电器工作的电压，继电器的工作产生错误/安全型逻辑输出。
如果在部件或编码器中发生一个故障的话，也能用这个KTBL继电器进行直接检测，
用接近部件放置的一个编码器产生由信号装置发射给车辆的信息，这个编码器通过一个电流变换器连接到诸信号灯上，并且如果适当的话给出关于信号显示的信息。或者在错误/安全—继电器型的信号逻辑帮助下，或者利用“固态联锁”(SSI)型的“轨道边功能组件”(TFM)到编码器的一个连接，也可产生和信号系统的接口。
图4表示运动设备。这个运动设备至少包括一个外部接收天线(5)，它固定在车辆(3)的下面并且相对于轨道的轴在向前的方向看是偏移的。接收天线由一个左手方向绕成的线圈和一个右手方向绕成的线圈组成，它们安装在同一个轴上，一个在另一个的里面。而且，这种安排更特别地是使拒绝对应于运动的相反方向或诸平行轨道的产生磁场的诸部件成为可能。所以这种天线的特殊安置方法使得以完全的可靠性选择适当的产生磁场的部件成为可能。这是因为当适当的产生磁场的部件在天线下面通过时，由一个天线的左手方向和右手方向绕成的诸线圈接收到的诸磁通量在相位上是匹配的。相反地，如果上述的天线感受到一个属于一个平行轨道或车辆的另一个运动方向的伪部件，天线的两个线圈将接收有同一定向的诸磁通量，并且由所说的对立的诸线圈接收到的诸信号将因此是反相的。这使运动设备以完全的可靠性选择适当的诸部件成为可能。
有装载在车辆上的单个天线是足够了，这个天线优先地装置在机车下面。在双向的轨上运输工具中，在列车的每一端都装有一个天线，于是每个天线和运动的一个方向有关。
当车辆经过一个部件时，由这个部件辐射的磁场的调谐到100kHz的频率调制产生一次发射。

Claims (11)

1.用来制动和/或停止沿铁路型的轨道运动的车辆的方法，它用一个设备，这个设备，一方面，包括固定在轨道上，它本身包括至少一个产生一个磁场的部件(A)的静止的装置(1)，和另一方面，包括运动的装置(3)，它包括至少一个优先地固定在车辆下面以便和产生磁场的部件(A)相互作用的天线(5)，其特征在于用安装在车辆下面的天线(5)检测进入由这个部件产生的磁场的时刻，以及离开这个磁场的时刻，并且从此推算出车辆穿过磁感应的场所需时间，所以如果已知部件的长度就能够计算出车辆的速度。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于然后根据给出的关于车辆速度的信息，为使制动电路(6)开始工作而实施一个作用。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于产生磁场的部件(A)根据由一个编码器(4)给它的诸指示产生一个被调制的磁场，编码器本身和一个信号灯(2)连接。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于产生磁场的部件(A)将定义其长度的信息以编码的形式发射给天线(5)。
5.根据上述权利要求中的任何一项的方法，其特征在于进入和离开磁场的时刻由当经过相应的部件时接收到的最大磁场的一个固定的百分比定义。
6.根据上述权利要求中的任何一项的方法，其特征在于当部件产生一个调制磁场时在两个步骤中测量磁场，这两个步骤分别是一方面当磁场有一个最大值，对应于，例如，有值1的诸码元的出现时，和另一方面当磁场有一个最小值，对应于，例如，有值0的诸码元的出现时。
7.为实施根据上述权利要求中的任何一项的方法的设备，这个设备，一方面，包括固定在轨道上，它本身包括至少一个产生一个磁场的部件(A)的静止的装置(1)，和另一方面，包括运动的装置(3)，它包括至少一个优先地固定在车辆的下面以便和产生磁场的部件(A)相互作用的天线(5)，其特征在于测量磁场的部件的长度是经过校准的。
8.根据权利要求7的设备，其特征在于将产生磁场的部件安装在一条铁路的两根轨道之间并相对于铁路的轴偏心。
9.根据权利要求7或8的设备，其特征在于产生磁场的部件由形成一个磁路变压器的次级线圈的一个足够钢性的单匝绕线组成，将频率调制电流注入磁路变压器的初级电路。
10.根据权利要求7到9中任何一项的设备，其特征在于初级线圈安装在单匝绕线里面，并位在一个垂直于所说绕线的平面的轴上，用若干S型叶板将这个绕线固定在轨道上。
11.根据权利要求7到10中任何一项的设备，其特征在于将接收天线安装在车辆的下面，以便和产生磁场的诸部件相互作用，接收天线由两个线圈组成，其中的一个绕成左手方向，而另一个绕成右手方向。
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