DE1009224C2 - Einrichtung zur zentralen Streckenblockueberwachung mittels Achszaehlung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1009 ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AÜSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER PATENTSCHRIFT:

DBP 1009224 kl. 20i 41/20

INTERNAT. KL. B 61 1 25. MAI 1956

29. MAI 19 5 7 7. NOVEMBER 1957

STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT

1009 324 fS 48823 II/2Oi)

Bei Eisenibahnsignalanlagen mit Stationen, die von einer Zentrale aus ferngesteuert und fernüberwacht werden, bestellt in zunehmendem Maße das Bedürfnis, die: Streckenbloekabhängigkeiiten, durch welche die Zugfahirten zwischen den Stationen geregelt werden, in die Zentrale zu verlegen. Zu diesem Zweck werden die Streckengleise durch selbsttätige Frei- oder Besetztmeldeeinrichtumgen überwachtundderen Zustandsänderungen laufend an die Zentrale gemeldet.

Wird hierzu die Auszählung 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 Stellwerksabhangiglseiten 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 Einzahlung 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 ortliehen Stellwerke oder Blockstellen zu erfassen. Hierbei müssen die einzelnen Zählimpulse auf besonderen Achszähl leitungen 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 Ru'hestromüberwachung 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 durchgeführt sein muß. Es laufen also mehrere Leitungssysteme unabhängig voneinander parallel neben der ' Strecke.'.'

Die Anordnung läßt sich auch so treffen, daß. jeder Zähilpunkt 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 Meildung an die Zentrale weitergegeben, die nun in der Lage ist, durch Vergleich der Zähl-Einrichtung

zur zentralen Streckenblocküberwachung mittels Achszählung

Patentiert für:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft, Berlin und München

Dipl.-Ing. Karl Lüddecke, Braunschweig, ist als Erfinder genannt worden

werte, 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.

Es hat gegenüber dem vorerwähnten bekannten Verfahren einerseits den Vorteil, daß die einzelnen Zählimpulse sowie der Ruihestromzustand 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 Fernsteuermeldung zu einem beliebigen Zeitpunkt auf dem Fernsteuerwege abgesetzt wird, 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 Fernsteuersystern wie für düe übrigen Signarkomrnandos und -meldungen bzw. für die Stationswahl, so ist der Aufwand für diese zusätzliche Fernsteuer auf gäbe erheblich. Außerdem kann dlie Beanspruchung des Fernsteuerweges bei dichtem Zugverkehr unter Umständen zu Ubertragungsstauungen führen. Eine weitere Schwierigkeit dieses Verfahrene besteht darin, überhaupt festzustellen, wann eine begonnene Zählung als beendet gelten kann. Es ist z. B. möglich, daß die Zählfolge wegen eines großen Achsabstandes oder einer geringen Fahrgeschwindigkeit des Zuges nur vorübergehend gestockt hat und sich in dem Augenblick fortsetzt, wo das bis dahin aufgelaufene Zählergebni's gerade als Meldung abgesetzt wird. Daher sind besondere Schaltmaßnahmen

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notwendig, die sicherstellen, daß keine Zählung verlorengeht oder doppelt gesendet wird und nachhinkende Zählungen neu gesammelt und erst nach Beendigung der inzwischen laufenden Meldung eines Teilergebnisses nachgemeldet werden.

Derartige Schwierigkeiten sucht die Erfindung durch eine andere und zugleich wirtschaftlichere Methode: der Fernmeldümg der Achszählung zu vermeiden. Sie geht von der Erkenntnis aus, daß man bei fernüberwachten und zentralgesteuerten Streckenu.nd 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 Zahlstelle möglichst sofort und ohne gegenseitige Beeinträchtigung durch etwa gleichzeitig an anderer Stelle stattfindende Zählungen auf das jeweils zugehörige Zählwerk in der Zentrale zu übertragen.

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 örtlicher Blockabhängigkeiten dienen, eingespart werden, so daß nur noch wenige Schaltmittel für die Aufnahme und: unmittelbare Weiterleitung der einzelnen Zählimpulse bzw. der Überwachungsströme benötigt werden.

Die Achszählapparaturen, die bisher meist in besonderen Schaltschränken am Gleis bzw. in ReI aisge stelle η 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.

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 mit den Zählungen an der vorhergehenden und der folgenden Zahlstelle die Störung leichter lokalisieren und danach die Wiederfreigabe der betroffenen Streckenabschnitte schneller herbeiführen kann.

Die Konzentrierung der Achs zähl werke in der Zentrale bringt also in mehrfacher Hinsicht wertvolle Vorteile, selbst wenn man für jede Zahlstelle besondere Zählleitungen zur Zentrale anordnen müßte.

Man kann al>er eine weitere Verbesserung und eine Leitungsersparnis in an sich bekannter Weise dadurch erzielen, daß an den verschiedenen Zählstellen selektive Schaltmittel angeordnet werden, welche die Acbszählimpulse in Übertragungsimpulse umwandeln und über einen gemeinsamen Leitungsweg zur Zentrale an die den 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 Pulsimodulationen od. dgl.

Gemäß eimer weiteren Ergänzung der Erfindung läßt sich aber auch der für die Fernsteuerung bzw. Fernmeldüng vorgesehene Leitungsweg für diese verschiedenen Zählimpulse mitbenutzen, "also besondere Zähladern vollkommen einsparen, sofern durch geeignete Filter dafür gesorgt wird, daß die Achszählimpulse, die sich auf der Leitung mit den für Si'gnalkommandos und -meidungen etwa verwendeten Code-Impulsen überlagern, an den Empfangsstellen wieder herausgesiebt werden.

Beispielsweise können die Achszählimpulse jeder Zahlstelle 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 Siignalfernsteuer- und fernmeldevorgänge dienen, durch Filter wieder getrennt wird.

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.

Als Frequenzerzeuger können, insbesondere an den Zählpunkten selbst, Transistor-Oszillatoren vorgesehen werden, die aus Gleichstrombatterien oder Primärelementen gespeist werden. Diese Gleichstrom-Speisung kann aber auch über dasselbe Leitungspaar zugeführt werden, das zur Übertragung der Zähl- und Fernsteuerimpulse 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 Zahlstellen zugeführt wird, so daß Stromquellen am Gleis sich erübrigen.

Da es bei der Achszählung üblich ist, außer den Zählimpulsen, die als Arbeitsströme wirken, noch Ruhestromüberwachungskreise 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 Unter brechung eines Ruhestromes beibehalten.

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 ansohließbaren Zählstellen zu erhöhen.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen einige schematische Anordnungen und Schaltungsbeispiele gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine eingleisige Strecke mit drei Kreuzungsstellen dargestellt. Die Zählpunkte A bis E sind mit je zwei Impulsgebern bekannter Art ausgerüstet, um die Fahrtrichtung bzw. Einzahlung oder Auszählung erkennen zu können. Jedem Zählpunkt sind zwei oder drei Mittelfrequenzgeneratoren Gl, G2 usw. bis G10 bzw. ein Generator Ge und zwei Modulatoren Ml1, M12 sowie entsprechende FiItCTi⁷I bis F12 bzw. F 2Od, F 20 e zugeordnet und über die geme in s ame Leitung L mit der Zentrale Z verbunden.

Hier befinden sich die den Zählpunkten zugeordneten Ac'hszählwerke AZA, AZB bis AZE, von denen diie Freimelder FM der Streckenabschnitte AB und CD sowie der Kreuzungsgleise i3Cl oder BC 2 und DEl oder DE 2 gesteuert werden. Die beiden durch ArbeitsstTOimkreiise betätigten Zählwerke AZA und AZB des Streckenabschnittes AB werden noch durch die Ruhestromüberwacher RÜA 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 Achs zähl- \verke und Überwacher in der Zentrale sind über die Filter FlOl, F102 usw. bis F112, die auf die Frequenzen der zugeordneten Zählpunkte abgestimmt sind, an die Leitung L angeschlossen.

Für die. Zählpunkte A und B bzw. C, D und E sind jeweils andere .Impulsschaltungen angenommen und in den Fig. 2 bis 5 besonders dargestellt.

So zeigt Fig. 2 für den Punkt A den von den Kontakten all, a 12 abhängigen RühestromübeTwaehungs-. kreis mit der Frequenz Gl und zwei Arbeitsstromkreise mit den Frequenzen G 2 und G 3 und den dazugehörigen Kontakten α2, α3.

Tn Fig. 3 ist für den Punkt C ein Arbeitsstromimpulskreis mit der Frequenz G 7 und dem Arbeitskontakt c 7 sowie ein RuhestromimpulskreiiS mit der Frequenz G 8 und dem Rühekontakt c 8 angenommen. Zur Speisung der Prequenzerzeuger dienen örtliche Stromquellen.

Auch für die Schaltungen nach den Fig. 4 und 5 ist nur je ein Arbeits- und ein Rühekontakt gewählt. Bei diesen Schaltungen ist jedoch vorausgesetzt, daß keine örtliche Speisestromquelle für die Erzeugung der Meldefrequenzen zur Verfügung steht, sondern daß von der Zentrale Z (Fig. 1) eine Speisespannung mit der Frequenz G20 über das. Filter F120, die Leitung L und die Filter F2Od bzw. F2Oe den Gleichrichtern GRd bzw. GRe an den Zählpunkten D und E zugeführt wird.

Im Beispiel der Fig. 4 dient diese Gleichridhterspan-nnng in Abhängigkeit von. der Stellung der Impulsgeberkontakte d0 und ei 10 zur Erzeugung der Frequenzen G 9 und GlO, die über die Filter F 9 und F10 und die Leitung L zur Zentrale und dort über die Filter!⁷109 und FIlO zum Achszählwerk AZd gelangen.

In der. Schaltung nach Fig. 5 wird mit Hilfe der gleichgerichteten Spannung nur eine einzige Frequenz Ge erzeugt, die je nach der Betätigung der Impulsgeberkontakte i? 11 und i?12 zu den Modulatoren MIl und JW12 gelangt. Gleichzeitig· werden diese Modulatoren aber durch die von der Zentrale zugeleiteten Frequenz G 20 derart gesteuert, daß z. B. der Modulator MIl über das Filter FIl die Summe beider Frequenzen Ge + G 20, der Modulator M12 über das Filter F 12 die Differenz Ge—G20 als neue Meldefrequenzen abgibt. Diese Frequenzen werden in der Zentrale durch Filter Fill und F112 ausgesiebt und dem Achszählwerk AZE zugeführt.

Bei obigen Beispielen ist angenommen worden, daß die voij je zwei Impulsgebern kommenden Zählimpulse jedes Zählpunktes einzeln, in modulierte Frequenzen umgewandelt und auch einzeln auf das Adhszählwerk in der Zentrale übertragen werden, wo sie entsprechend ihrer zeitlichen Reihenfolge in richtungsabhängige Zählungen umgesetzt werden und dadurch die Auswertung als Ein- oder Auszählungen bzw. die Frei- oder Besetztmeldung der benachbarten Streckenabschnitte ermöglichen.

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 Ubertragungsimpuls 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.

ίο Bei diesem Verfahren empfiehlt sich mit Rücksicht auf die Ruhestromüberwachung der Zählorgane, daß im Ruhezustand beide Frequenzen dauernd gesendet werden und daß durch eine Zählung die ihrer Richtung entsprechende Frequenz vorübergehend untarbrachen wird. Im Falle einer gleichzeitigen Abschaltung beider Frequenzen könnte dann in der Zentrale ein Störungszustand^; angezeigt werden.

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 gleich zeitiger Zählungen. Infolgedessen bringt dieses Verfahren eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung gegenüber dem bisherigen Achszä'hlverfahren, wenn die Blockabhängigkeiten in der Zentrale konzentriert werden sollen.

An Stelle des erörterten Verfahrens der Modulier ung von Mittelfrequenzen können auch andere Verfahren zur selektiven Auswahl . der Achszählimpulse angewendet werden, sofern sie ihre sofortige Weitergabe an die Zentrale auf einem gemeinsamen Leitungswege ermöglichen, beispielsweise auch eine Frequenzmodulation, ein Doppeltonsystem, ein Trägerfrequenzsystem, gegebenenfalls mit Hochfrequenzkanälen, eine Pulsphasen- oder Pulscodemodulation oder ähnliche Verfahren.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Einrichtung bei. zentralgesteuerten Stationen für die Sicherung des durch Achszähler überwachten Eisenbahnbetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Zählstellen' erzeugten Achszählimpulse nach der Zentrale geleitet werden und hier die Auswertung der Ein- und Auszählungen erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den verschiedenen Zahlstellen Schaltmittel mit unterschiedlicher Selektivität angeordnet sind, welche dlie. Achszählimpulse in Übertragungsimpulse umwandeln und über einen oder mehrere gemeinsame Leitungswege zur Zentrale an die den Zahlstellen zugeordneten Zählwerke mit entsprechender Selektivität weiterleiten.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Selektivität der örtlichen Impulssahaltmittel und der zentralen. Zählwerke durch verschiedene Stromarten, Impulsformen, Impulsfrequenzen, Trägerfrequenzen, Frequenz- oder Pulsmodulationen od, dlgl. erzielt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitungswege für die Achszählimpulse bereits vorhanden© Fernsteuerkanäle benutzt werden und die den Code-Impulsen für Signalkommandos und -meidungen überlagerten Achszählimpulse in der Zentrale durch Filter wieder ausgesiebt werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Phantomkanäle eines mehradrigen Fernsteuerübertragurugssystems zur Übertragung der Achszählimpulse benutzt werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, d'aß zur Unterscheidung der Bewegungsrichtung Achszählimpulse mit verschiedenen Trägerfrequenzen bzw. verschiedenartigen Modulierungen benutzt werden.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß zur Überwachung der Achszäh'lwerke vorgesehene Rulhestromkreise ebenfalls Trägerfrequenzen verwenden.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achszählimpulse aus Stromstoßen und/oder Strom Unterbrechungen der Trägerfrequenzen bestehen.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, d'aß die als Trägerströme für diie Achszählimpulse benutzten Frequenzen durch Oszillatoren in der Nähe der Achszälhlstellen aus

örtlichen Stromquellen oder Netzansclhilußgeräten erzeugt werden.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die als Trägerströme benutzten Frequenzen durch Oszillatoren in der Nähe der Achszäihls.tellen erzeugt werden, .deren Speisung über denselben Lei tungsiweg von einer ander en Stelle, insbesondere von der Zentrale, zugeführt wird.

11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Acihszählste-llen Modulatoren verwendet werden, die mit mehreren Frequenzen gespeist bzw. so moduliert werden, daß andere voneinander verschiedene Frequenzen erzeugt werden, die als Trägerströme der Achszählimpulse dienen.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die den Modulatoren zugeführten Speise- bzw. Modulierungsfrequenzen und die von den Modulatoren erzeugten und von Achszählimpulsgebern beeinflußten Trägerfrequenzen dieselbe Leitung benutzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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