CN1228060A - 有轨机车的自定位装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于轨行机车自定位的装置，在只有单一接收天线或多个相互并列设置并耦合在传感导线(L)往回导线上的接收天线(A3，A4)的机车上，当低于一给定的接收电平(SW1)时，记录下此时接收电压的相位。当接收电压的电平(SW2)再升高时，然后可以将接收电压(UA3)的实际相位与所记录的接收电压的相位进行比较。当进行比较的接收电压相互反相时则推断经过传感导线线路交叉地点(K)，当同相时，则推断为暂时出现通信干扰。比较电压的相位的保持优选通过一同步振荡器实现，其中，实际接收电压(UA3)与比较电压之间在时间上的错位最好通过评定两个电压的峰值来确定。
Description
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的装置。这样的装置例如通过DE-PS11 76 698已为公众所知。其中联系一个带有在机车和铁路线路之间的线性信号传输装置的保证行车安全的系统，报道了机车的自定位。这种机车通过耦合线架与在轨道上敷设的传感导线感应耦合，通过传感导线从远处的控制台传送有关机车控制的重要数据。耦合线架相互间成90°角并相对传感导线回路成45°角设置。通过这种线架装置即便当通过线路交叉地点时调频信息也能够由中心接收或发送给它。此外通过这样的线架设置能够以简单的方法来确定，什么时候机车带着它的天线恰好通过传感导线线路交叉地点。当驶离一传感导线段而进入下一传感导线段时，两个耦合线架的接收电压的相位转变180°，在此这种相位突变对于两个天线是随地点而不同的。当沿前进方向定位的天线已经与下一线段的传感导线耦合，并从那里开始接收相对于前面接收的信号相位转变了180°的信号时，在相对于前进方向相反定向的天线的输出端上可截取的接收电压仍具有原始相位。两个相位可以相互比较，当短暂地同时出现两个相位相反的接收电压时，推断出此时正通过交叉地点。对于识别传感导线交叉地点不仅要评定两个接收电压的相位，而且要评定其振幅，即两个接收电压的振幅必须具有一定的最小电平，以便能够识别出线路交叉地点。没有出现这种最小电平表明暂时有通信故障，不应将其识别为通过线路交叉地点。
除了具有在机车上交叉或错位设置的接收天线的通信系统以外，还有这样的通信系统，其只具有单一天线(DE-AS1908 400)或两个相互并列且分别耦合在传感导线往回导线上的接收天线。借助于这种接收天线通过相位辨别来识别线路交叉地点到目前为止是不可能的。虽然当通过传感导线交叉地点时接收电压的相位也变换，但是接收电压各自同时迅速变换。因此对于这种相位突变的识别没有提供比较相位，使得在这种形式的天线装置中到目前为止只能靠电平降低来识别线路交叉地点。
本发明的目的在于，对权利要求1前序部分所述的装置作进一步改进，使得即便当机车具有单一天线或相互并列且分别耦合在传感导线往回导线上的接收天线时，通过评定接收电压的相位也能够明确地识别传感线路交叉地点。通过这种装置能够将由于传感线路交叉地点引起的电平扰动与由于通信干扰，接触不良和类似现象所引起的电平扰动明确地区分开来。
本发明的目的是通过权利要求1特征部分的特征来实现的。通过在电平下降时，使机车仪器在一定的时间间隔内保持那时的相位，可以在接收电压再升高时使接收电压的实际相位与所保持的比较相位进行比较，以便由此能判断出，电平降低是由于通过传感线路交叉地点而引起的还是由于干扰所引起的。
下面借助附图对本发明作进一步的详细说明，附图中：
图1为按照现有技术探测传感线路交叉地点的原理图；
图2为按照本发明探测传感线路交叉地点的原理图。
在图中给出了敷设在没有示出的轨道钢轨之间的传感导线L的局部简图，沿箭头方向有信号电流流过传感导线。这个信号电流构成围绕传感导线的磁场，该磁场被行驶在轨道上的机车的交叉接收天线A1，A2所接收。在机车经过时应该被探测到的线路交叉地点K上，轨道中的传感导线往回导线的几何布置的变化是显著的。如同由图示的机车一方的一接收天线的接收电压UA1在路段S上的变化所看到的，接收电压在机车天线靠近线路交叉地点时下降，为了在后面再升高到相同值。接收电压的相位在此变化180°，因为安装在天线下部的传感导线段在相互毗邻的区段中由不同方向的信号电流流过。由于传感导线上的两个接收天线的不同取向，当通过传感导线线路交叉地点时天线接收到短暂的反相信号。这种反相信号导致在附连的接收机E1，E2的输出端上提供有反相接收电压。这种用来识别线路交叉地点的接收电压在相位比较装置中被评定。同时鉴别器D评定两个接收电压的振幅。如果接收电压位于给定的下限值SW以上，并且相位比较装置识别出它们在此瞬间为反相的接收电压，比较装置将输出关于识别出机车天线正好通过传感导线线路交叉地点K的识别信号K*。
假定在图2中机车仪器具有两个相互并列设置并与传感导线环线的往回导线耦合的接收天线A3，A4。由接收天线接收的接收电压在加法器A中以已知的方法相位正确地相加并连接到一接收器E3。接收天线的接收电压UA3当通过线路交叉地点时下降并且接着再升高。为了在接收电压再高时能够就此作出一个有关被探测出的振幅下降是否与通信干扰或类似的干扰有关，或者事实就与由于通过线路交叉地点而振幅下降有关的报告，当接收电压低于一给定的下限值SW1时，机车仪器以相应的方法保持电压UA3的相位或者复制它。如果接收电压的振幅后来超过第二极限值SW2时，鉴别器D1就激活相位比较装置1，该装置将接收电压UA3的实际相位与早先求得的比较电压的保持相位进行比较。如果两个电压反相，就证明，所出现的电压下降是由于通过传感导线线路交叉点所引起的。
这两个极限值可以是相同大小，通过它们分别保持比较相位或者实施比较过程，然而比较有利的是极限值SW2大于极限值SW1，由此来确保当接收电压再升高时，才直正开始比较过程。
在图示的实施例中鉴别器D1不仅检测低于给定的第一极限值SW1，而且也检测超过给定的第二极限值SW2。当低于给定的下极限值SW1时鉴别器D1将接收器4中测得的相位保存在一存储器SP1中，当识别出上极限值SW2时，将存储在存储器SP1中的相位值与在接收器E3上可获取的接收电压的相位在相位比较装置1中进行比较。当实际的接收电压与所存储的比较电压反相且实际的接收电压超过给定的上极限值SW2时，该相位比较装置就输出交叉地点识别信号K*并同时将存储器SP1中存储的相位值复位。因此装置已经为接收电压的下一次下降以如前所述的相同方式作为反应准备。
存储器SP1必须将由其D1检测到的比较电压的相位在一定的最小时间间隔内以相宜的方式输送给相位比较装置1。然而由于没有基准相位，这一点不能以数字值表示，而是在存储器或预装给存储器的图形中产生信号，对于后来的相位比较由此信号就可以识别出被比较信号的相位关系。由于这个原因存储器SP1例如通过同步振荡器构成，该振荡器在机车行驶进入传感导线区域(接收电压升高超过给定的最小电平)时频率同步，并通过随时识别与接收电压过零有关的振幅最大值和最小值实现与传感导线电流的实际相位同步。这个连续同步化的同步振荡器也能够在接收电压下降到低于下极限值SW1之后至少在一给定时间间隔内在其输出端上提供信号，这些信号对于此前获得的接收电压的相位是有代表性的。通过将实际接收电压的峰值和过零与由同步振荡器修改的比较电压的峰值和过零随时间进行比较，就能够识别出，两个进行比较的电压是否反相。
任一电压频率和相位适合的其他振荡器都可以代替这种同步振荡器为用于相位比较的比较信号作好准备。这些振荡器已公知的有相位同步回路振荡器。
通过同步振荡器或对比较过程起类似作用的图形，预给定比较相位仅对一定的时间间隔是允许的，否则将产生由于比较信号的相位相对于应该出现的信号的相位偏移得太远，使得尽管进行比较的接收电压同相位而被相位比较装置识别为反相位的危险。在用于通过传感导线线路交叉地点的最长允许时间之后，存储器SP1的无效连接或其输出信号的无效连接，例如可通过一个时间元件来触发，该时间元件在存储器调节时由鉴别器D1激活。
对于传感导线信息的接收和传感导线线路交叉地点的识别不必非得采用两个相互并列设置的并与传感导线往回线路耦合的接收天线。相反可以仅用一个天线进行工作，但是在此对传输数据内容的评定由于较低的接收电平而可能有困难。在仅采用一个天线的情况下可以省去加法器。作为有轨机车除了轨道连接的机车如火车，城市有轨电车，地下列车和高速列车以外也包括悬浮列车和通过感应导线在轨道上行驶的机车。
Claims (8)
1.一种在通过交叉的，外馈电的传感导线环线划分成区段的线路上轨行的有轨机车的自定位装置，通过利用至少一个与传感导线环线的往回导线感应耦合的接收天线，至少可间接地就振幅和相位来评定其接收电压，以便识别出被经过的传感导线线路交叉地点，其特征在于，
所述机车仪器具有至少一个与传感导线电流的频率或其倍数调谐的振荡器(SP1)，当驶入传感导线环线时，所述机车仪器使振荡器至少在相位上与接收电压(UA4)同步并持续跟踪它，
当接收电压下降到低于给定的第一电平(SW1)时，该机车仪器保持在此时刻确定的接收电压(UA4)的相位，并接着将此相位与实际接收电压(UA3)的相位进行比较，以便识别出被经过的传感导线线路交叉地点(K)，其中，后置的处理装置(1)根据所识别出的反相位且当此时接收电压(UA3)高于给定的第二电平(SW2)时，输出一信号(K*)并将其认作为线路交叉地点信号。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述第二电平(SW2)以给定的数值或分量位于第一电平(SW1)之上。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
一个在识别线路交叉地点(K)过程中以需要的方式可复位的时间测定用于在一个通过线路交叉地点所允许的最长时间内保持比较电压的相位。
4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，
所述机车仪器通过随时间评定接收电压(UA3)的峰值，过零点和比较电压来确定有待由振荡器制备好的比较电压的相位。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述机车仪器具有一个或多个天线装置，它们分别只带有单一的接收天线或多个垂直于轨道的相互并列设置的，分别耦合在传感导线往回导线上的接收天线(A3，A4)。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述机车仪器在接收电平下降到接收电压第一电平(SW1)以下之前就已调整振荡器到一个通过传感导线电流频率确定的基本频率，并且当且只要接收电压接收电平超过一给定的最小值(SW1，SW2)时，对此确定传感导线电流的频率。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述振荡器设计成同步振荡器。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述振荡器设计成相位同步回路振荡器。
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