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Einrichtung zur zentralen Streckenblocküberwachung mittels Achszählung
Bei Eisenbahnsignalanlagen mit Stationen, die von einer Zentrale aus ferngesteuert
und fernüberwacht werden, besteht in zunehmendem Maße das Bedürfnis, die Streckenlblockabhängigkeiten,
durch welche die Zugfahrten zwischen den Stationen geregelt werden, in die Zentrale
zu verlegen. Zu diesem Zweck werden die Streckengleise durch selbsttätige Frei-
oder Besetztmeldeeinrichtungen überwacht und deren Zustandsänderungen laufend an
die Zentrale gemeldet.
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Wird hierzu die Achszählung eingesetzt, so hat man bisher für die
einzelnen Gleis- oder Streckenabschnitte örtliche Zählwerke vorgesehen, deren Frei-
und Besetztzustände durch Fernsteuereinrichtungen von den einzelnen Stationen bzw.
Streckenpunkten aus an die Zentrale gemeldet und dort für die Block- und Stellwerksabhängig'keiten
ausgewertet werden. Hierbei ist z. B. jedem Abschnitt, der von zwei Zählpunkten
eingegrenzt wird, ein Zählwerk zugeordnet, wobei die Zählpunkte auch die Zählwerke
von zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten gleichzeitig beeinflussen können, indem
sie, an dem einen Zählwerk die Auszählung und zugleich an dem nächsten Zählwerk
die Einzählung bewirken. Die Auswertung der Zählimpulse geschieht dann bereits örtlich,
d. h. an der Strecke oder in .den Stationen, und nur das Ergebnis des Vergleiches
zwischen Ein- und Auszählung, d. h. der Frei- oder Besetztzustand, wird als Sammelbegriff
an die Zentrale gesendet. Dieses bisher übliche Verfahren läßt nur die Möglichkeit
zu, den Gleiszustand für die Signal- oder Blockabhängigkeiten unmittelbar im Bereich
der örtlichen Stellwerke oder Blockstellen zu erfassen. Hierbei müssen die einzelnen
Zählimpulse auf besonderen Achszählleitungen längs des überwachten Gleisabschnittes
übertragen werden, also z. B. die Auszählimpulse vom Ende jeder Blockstrecke her
zum Zählwerk am Streckenanfang. Gegebenenfalls werden auch noch weitere Leitungen
zur Ruhestromüberwachung der Impulsgeber längs dieses Zählabschnittes benötigt.
Zur Übertragung des örtlich ausgewerteten Zählergebnisses jedes Zählabschnittes
an die Zentrale, nämlich für die beiden Meldungen »Frei« und »Besetzt«, dient der
zur Fernsteuerung bzw. Fernüberwachung erforderliche Leitungskanal, der längs der
ganzen Strecke bis zur letzten Station durchgefühirt sein muß. Es laufen also mehrere
Leitungssysteme unabhängig voneinander parallel neben der Strecke.
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Die Anordnung läßt sich auch so treffen., daß jeder Zählpunkt sein
eigenes Zählwerk steuert, welches die Zählimpulse im örtlichen Zählwerk nur sammelt,
aber nicht auswertet. Die jeweils erreichte Endzahl einer Folge von Ein- oder Auszählungen
wird dann als individuelle Meldung an die Zentrale weitergegeben, die nun in der
Lage ist, durch Vergleich der Zählwerte, die von den Zählwerken zweier benachbarter
Zählpunkte gemeldet sind, festzustellen, ob der dazwischenliegende Abschnitt frei
oder besetzt ist. Dieses Verfahren läßt die Möglichkeit der örtlichen Erfassung
des Frei- oder Besetztzustandes der Strecke nicht ohne weiteres zu.
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Es hat gegenüber dem vorerwähnten bekannten Verfahren einerseits den
Vorteil, daß die einzelnen Zählimpulse sowie- der Ruhestromzustand nicht mehr sofort
auf besonderen Zähl- und Überwachungsleitungen längs der einzelnen überwachten Streckenabschnitte
übertragen zu werden brauchen, da das Zählergebnis zunächst gespeichert und als
individuelle Fernsteuermeldu.ng zu einem beliebigen Zeitpunkt auf dem Fernsteuerwege
abgesetzt wind, sobald er frei ist. Es erfordert aber eine sehr große Anzahl von
Fernsteuerbegriffen, um jede beliebige Zahl von 0 bis etwa 250 Achsen für jeden
Zählabschnitt melden zu können. Verwendet man dasselbe Fernsteuersystem wie für
die übrigen Signalkommandos und -meldun:gen bzw. für die Station swaahl, so ist
der Aufwand für diese zusätzli,che Fernsteueraufgabe er'hebliGh. Außerdem kann die
Beanspruchung des Fernsteuerweges bei dichtem Zugverkehr unter Umständen zu Übertragungsstauungen
führen. Eine weitere Schwierigkeit dieses Verfahrens besteht darin, überhaupt festzustellen,
wann eine begonnene Zählung als beendet gelten kann. Es ist z. B. möglich, d'aß
die Zählfolge wegen eines großen Achsabsta.ndes oder einer geringen Fahrgeschwindigkeit
des Zuges nur vorübergehend gestockt hat und sich in dem Augenblick fortsetzt, wo
das bis dahin aufgelaufene Zählergebnis gerade als Meldung abgesetzt wird. Daher
sind besondere Schaltmaßnahmen
notwendig, die sicherstellen, daß
keime Zählung verlorenge;ht oder doppelt gesendet wird und nachhinkende Zählungen
neu gesammelt und erst nach Beendigung der inzwischen laufenden Meldung eines Teilergebnisses
nachgemeldet werden.
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Derartige Schwierigkeiten sucht die Erfindung durch eine andere und
zugleich wirtschaftlichere Methode der Fernmeldung der Achszählung zu vermeiden.
Sie geht von der Erkenntnis aus, daß man bei fernüberwachten und zentralgesteuerten
Strecken-und Stationssignalen auf die örtliche Feststellung des Frei- und Besetztzustandes
der Gleisabschnitte verzichten kann und die Zählungen gar nicht erst örtlich zu
erfassen und zu sammeln braucht, um dann Teilergebnisse oder das Gesamtergebnis
an die Zentrale zu melden, sondern daß es darauf ankommt, jeden Zählvorgang einer
Zählstelle möglichst sofort und ohne gegenseitige Beeinträchtigung durch etwa gleichzeitig
an anderer Stelle stattfindende Zählungen auf das jeweils zugehörige Zählwerk in
der Zentrale zu übertragen.
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Ein großer wirtschaftlicher Vorteil dieser Anordnung gemäß der Erfindung
liegt darin, daß die örtlichen Zählwerke und Relais, die zur Auswertung, Speicherung
und Weitermeldung der Zählergebnisse an die Zentrale und zur Kontrolle dieser Übertragungen
oder auch zur Herstellung örtli,c'her Blockabhängigkeiten dienen, eingespart werden,
so daß nur noch wenige Schaltmittel für die Aufnahme und unmittelbare Weiterleitung
der einzelnen Zählimpulse bzw. der Überwachungsströme benötigt werden.
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Die Achszählapparaturen, die bisher meist in besonderen Schaltschränken
am Gleis bzw. in Relaisgestellen der örtlichen Stellwerke untergebracht werden mußten,
schrumpfen also auf einen geringen Aufwand und Umfang an der Strecke zusammen und
konzentrieren sich in der Zentrale. Dadurch ,entsteht auch der betriebliche Vorteil,
daß die Unterhaltung dieser Einrichtungen wesentlich erleichtert und die Beseitigung
etwaiger Störungen beschleunigt wird.
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Ein weiterer, sehr wesentlicher betrieblicher Vorteil ist darin zu
erblicken, daß der Linienfahrdienstleiter in der Zentrale im Falle von Fehlzählungen,
die durch Störungen an einer Zählstelle entstehen, durch den Vergleich mixt den
Zählungen an der vorhergehenden und der folgenden Zählstelle die Störung leichter
lokalisieren und danach: die Wiederfreigabe der betroffenen Streckenabschnitte schneller
herbeiführen kann.
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Die Konzentrierung der Achszählwerke in der Zentrale bringt also in
mehrfacher Hinsieht wertvolle Vorteile, selbst wenn man für jede Zählstelle besondere
Zählleitungen zur Zentrale anordnen müßte.
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Man kann aber eine weitere Verbesserung und eine Leitungsersparnis
in an sich bekannter Weise dadurch erzielen, daß an den verschiedenen Zählstellen
selektive Schaltmittel angeordnet werden, welche die Achszählimpulse in Übertragungsimpulse
umwandeln und über einen gemeinsamen Leitungsweg zur Zentrale an die dien Zählstellen
zugeordneten Zählwerke, mit entsprechender Selektivität weiterleiten. Hierbei kann
die Selektivität auf verschiedene Weise erzielt werden, z. B. durch verschiedene
Stromarten, Impulsformen, Impulsfrequenzen, Trägerfrequenzen, Frequenz- oder Pulsmodulationen
od. dgl. i Gemäß einer weiteren Ergänzung der Erfindung läßt sieh aber auch der
für die: Fernsteuerung bzw. Fernmeldung vorgesehene Leitungsweg für diese verschiedenen
Zählimpulse mitbenutzen, also besondere Zähladern vollkommen einsparen, sofern durch
gee:ig- ; nete Filter dafür gesorgt wird, daß die Achszählimpulse, die sich auf
der Leitung mit den für Signalkommandos und -meldungen etwa verwendeten Code-Impulsen
überlagern, an den Empfangsstellen wieder he:rausgesiebt werden.
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Beispielsweise können die Achszählimpulse jeder Zählstelle durch je
zwei Frequenzen übertragen werden, die in oder über dem Bereich der Tonfrequenzen
liegen, wobei je eine Frequenz für die Zählvorgänge in beiden Bewegungsrichtungen
verwendet wird und von anderen Frequenzen, die als Träger für die Code-Impulse der
Signalfernsteue@r- und fernmeldevorgänge dienen, durch Filter wieder getrennt wird:.
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Wo ein Fernsteuersystem bereits mehrere Kanäle zur Übertragung der
Kommandos und Meldungen vorsieht, kann die Anzahl der Frequenzen für die Meldungen
der gezählten Achsen durch Verteilung auf mehrere dieser Kanäle oder auf Phantomkreise
niedrig gehalten werden.
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Als Frequenzerzeuger können, insbesondere an den Zählpunkten selbst,
Transistor-Oszillatoren vorgesehen werden, die aus Gleichstrombatterien oder Primärelementen
gespeist werden. Diese Gleichstromspeisung kann aber auch über dasselbe Leitungspaar
zugeführt werden, das zur Übertragung der Zähl- und Pernsteue:rimpu:lse dient. Es
können aber auch Modulatoren benutzt werden, deren Speisespannung als besondere
Übertragungsfrequenz mit -entsprechendem Filter über dieselbe Leitung von anderen
Speisestellen her oder auch von der Zentrale den Zählstellen zugeführt wird, so
daß Stromquellen am Gleis sich erübrigen.
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Da es bei der Achszählung üblich ist, außer den Zählimpulsen, die
als Arbeitsströme wirken, noch Ruhestromüberwaehungskreise zu verwenden, die zur
Erhöhung der Sicherheit zusätzlich zu den Zählvorgängen mitwirken sollen und z.
B. durch andere Kontakte an den Zählstellen betätigt werden, können solche Ruheströme
von jeder Zählstelle mit einer dritten Frequenz dauernd übertragen werden. Sie wird
dann bei den Zählvorgängen abgeschaltet und durch die Arbeitsstromzählimpulse abgelöst.
Auf diese Weise läßt sich das bekannte Prinzip der Überwachung der wirksamen Zählung
durch Unterbrechung eines Ruhestromes beibehalten.
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Es ist aber auch möglich, statt dessen das ebenfalls bekannte Verfahren
anzuwenden, bei dem ein vollständiger Zählvorgang für eine Achse aus der Kombination
der Unterbrechung und Wiederkehr eines Ruhestromes mit der überlappten Schließung
und Wiederöffnung eines Arbeitsstromes besteht. Hierbei kommt man mit zwei statt
drei Übertragungsfrequenzen für jeden Zählpunkt bei gleicher Sicherheit aus. Dieses
Verfahren verdient den Vorzug, weil eine Beschränkung auf wenige Frequenzen es ermöglicht,
die Anzahl der an die gemeinsame Leitung anschließbaren Zählstellen zu erhöhen.
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Die Fi.g. 1 bis 5 zeigen einige schematische Anordnungen und Schaltungsbeispiele
gemäß der Erfindung.
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In Fig.1 ist eine eiuglei:sige Strecke mit drei Kreuzungsstellen dargestellt.
Die Zählpunkte A bis E sind mit je zwei Impulsgebern bekannter Art ausgerüstet,
um die Fahrtrichtung bzw. Einzählung oder Auszählung erkennen zu können. jedem Zählpunkt
sind zwei oder drei Mittelfrequenzgeneratoren G 1, G 2 usw. his G 10 bzw. ein Generator
Ge und zwei Modulatoren M 11, 3'I12 sowie: entsprechende Filter F 1 bis F12 bzw.
F 20d, F 20e zugeordnet und über die gemeinsame Leituni L mit
der Zentrale Z verbunden.
Hier befinden sich die den Zählpunkten
zugeordneten Achszählwerke AZA, AZB bis AZE, von denen die Freimelder
FM der Streckenabschnitte AB und CD
sowie der Kreuzungsgleise
BC 1 oder BC2 und DE 1
oder DE2 gesteuert werden. Die beiden durch
Arbe itsstrornkre Ase betätigten Zählwerke AZA und AZB des Streckenabschnittes
AB werden noch durch die Rühestromüberwacher RUA und RÜB überwacht. Bei den
übrigen Zählwerken ist angenommen, daß jeweils der eine Zählstromkreis mit Arbeitsstrom
und der andere mit Ruhestrom arbeitet; so daß besondere Überwachungskreise sich
erübrigen. Die Achszählwerke und Überwacher in der Zentrale sind über die Filter
F 101, F l02 usw. bis F112, die auf die Frequenzen der zugeordneten Zählpunkte
abgestimmt sind, an die Leitung L angeschlossen.
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Für de Zählpunkte,4 und B bzw. C, D und E sind jeweils
andere Impulsschaltungen angenommen und in den Fig. 2 bis 5 besonders dargestellt.
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So zeigt Fig. 2 für den Punkt A den von den Kontakten a 11, a.12 abhängigen
Ru'hestro@müberwachungskreis mit der Frequenz G 1 und zwei Arbeitsstrom-]-,reise
mit den Frequenzen G2 und G3 und den dazugehörigen Kontakten a2, a3.
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In Fig. 3 ist für den Punkt C ein Arbeitsstromimpulskreis mit der
Frequenz G7 und dem Arbeitskontakt c7 sowie ein Ruhestromimpulskreis mit der Frequenz
G8 und dem Ruhekontakt c8 angenommen. Zur Speisung der Frequenzerzeuger dienen örtliche
Stromquellen.
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Auch für die Schaltungen nach dein Fig. 4 und 5 ist nur je ein Arbeits-
und ein Ruhekontakt gewählt. Bei diesen Schaltungen ist jedoch vorausgesetzt, daß
keine örtliche Speisestromquelle für die Erzeugung der @1.eld.efrequenzen zur Verfügung
steht, sondern daß von der Zentrale Z_ (Fig. 1) eine Speisespannung mit der Frequenz
G 20 über das Filter F 120, die Leitung I und die Filter F20d bzw. F20e den
Gleichrichtern GRd bzw. GRe an den Zählpunkten D und E zugeführt wird.
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Im Beispiel der Fig.4 dient diese Gleichrichterspannung in Abhängigkeit
von der Stellung der Impuls.geberkontakte d9 und d10 zur Erzeugung der Frequenzen
G9 und G10, die über die Filter F9 und F10 und die Leitung L zur Zentrale und dort
über die Filter F 109 und F l10 zum Achszählwerk AZ_d gelangen.
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In der Schaltung nach Fig.5 wird mit Hilfe der gleichg,#richt:ten
Spannung nur eine einzige Frequenz Ge :rzeugt, die je nach der Betätigung der Impu:lsgeberkontakte
e 11 und e 12 zu den Modulatoren M 11 und 11112 gelangt. Gle ,chzeitig
werden diese Modulatoren aber durch die von der Zentrale zugeleiteten Frequenz G20
derart gesteuert, daß z. B. der Modulator 1111l über das Filter F11 die Summe beider
Frequenzen Ge -f- G20, der Modulator LI12 über das Filter F 12 die Differenz Ge
- G 20 als neue Meldefrequenzen abgibt. Diese Frequenzen werden in der Zentrale
durch Filter F 111 und F 112 ausgesiebt und dem Achszählwerk AJE zugeführt. i Bei
obigen Beispielen ist angenommen worden, daß die von je zwei Impulsgebern kommenden
Zählimpulse jedes Zählpunktes einzeln in modulierte Frequenzen umgewandelt und auch
einzeln auf das Achszählwerk in der Zentrale übertragen werden, wo sie i entsprechend
iihrer zeitlichen Reihenfolge in richtungsabhängige Zählungen umgesetzt werden und
dadurch die Auswertung als Ein- oder Auszählungen bzw. die Frei- od.°r Besetztmeldung
der benachbarten Streckenabschnitte e.rmöL-lichen_ . Die meistens notwendige Richtungsdeutung
läßt sich aber auch schon örtlich, nämlich an den Zählpunkten selbst, durch Relais
verwirklichen. Das Ergebnis kann dann jeweils durch einen einzelnen übertragungsimpuls
mit bestimmter Meldefrequenz, die bereits die Richtung dieser Zählung kennzeichnet,
an die Zentrale gegeben werden. Für die Gegenrichtung wird dann die zweite Meldefrequenz
benutzt. Die Gesamtzahl aller Meldefrequenzen bleibt . dabei gleich. Bei diesem
Verfahren empfiehlt sich mit Rücksicht auf die Ruhestromüherwachung der Zählorgane,
daß im Ruhezustand beide Frequenzen dauernd gesendet werden und daß durch eine Zählung
die ihrer Richtung entsprechende Frequenz vorübergehend unterbrochen wird. Im Falle
einer gleichzeitigen Abschaltung beider Frequenzen könnte dann im der Zentrale ein
Störungszustand angezeigt werden.
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Alle erläuterten Beispiele für die Erzeugung, Weiterleitung und Trennung
verschiedener Frequenzen ermöglichen eine direkte und sofortige Fernbetätigung der
Achszählwerke in der Zentrale im Augenblick der Achseneinwiirkung an den einzelnen
Zählpunkten ohne eine örtliche Speicherung der Zählvorgänge und ohne gegenseitige
Beeinträchtigung mehrerer gleichzeitiger Zählungen. Infolgedessen bringt dieses
Verfahren eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung gegenüber dem bisherigen
Achszählverfähren, wenn die Blockabhängigkeiten in der Zentrale konzentriert werden
sollen.
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An Stelle des erörterten Verfahrens der Modulierung von Mitbelfrequerizen
können auch, andere Verfahren zur selektiven Auswahl der Achszäh.limpulse angewendet
werden, sofern sie ihre sofortige Weitergabe an die Zentrale auf einem gemeinsamen
Leitungswege ermöglichen, beispielsweise auch eine Freque:nzmodulation, ein Doppeltonsystem,
ein Trägerfrequenzsystem, gegebenenfalls mit Hochfrequenzkanälen, eine Pulsphasen-
oder Pulsc:odemodulation oder ähnliche Verfahren.