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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion des
Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts mit einem Sender
zum Einspeisen eines Sende-Signals in Form einer Wechselspannung
in die Fahrschienen des Gleisabschnitts und zumindest einem Empfänger zum
Empfangen eines durch eine Übertragung
des Sende-Signals über die
Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirkten Empfangs-Signals,
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Eine
solche Vorrichtung ist in Form einer als Gleisstromkreis ausgebildeten
Gleisfreimeldeeinrichtung beispielsweise aus der Firmenveröffentlichung der
Siemens AG „FTG
S – Gleisfreimeldung
mit dem Tonfrequenz-Gleisstromkreis FTG S”, Bestell-Nr. A19100-V100-B607-V2 bekannt. Dabei
speist ein Sender eine Wechselspannung in die Fahrschienen eines
zu überwachenden
Gleisabschnitts ein. Ein Empfänger
empfängt
ein Empfangs-Signal
in Form der ankommenden Spannung und wertet das Empfangs-Signal
aus. Dadurch, dass ein den Gleisabschnitt befahrendes Schienenfahrzeug
durch seine Achsen einen Kurzschluss zwischen den Fahrschienen des
Gleisabschnitts bewirkt, wird die Übertragung des Sende-Signals
an den Empfänger
verhindert. Dies ermöglicht
es somit, den Belegtzustand des betreffenden Gleisabschnitts zu
erkennen.
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Generell
besteht bei Vorrichtungen zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes
eines Gleisabschnitts der eingangs genannten Art aus Sicherheitsgründen die
Anforderung, dass aufgrund der hiermit verbundenen Gefährdungen
ein fälschliches Anzeigen
eines Freizustandes unter keinen Umständen erfolgen darf.
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Daher
ist es zum Vermeiden von Beeinflussungen beispielsweise üblicherweise
untersagt, Sende- und Empfangsleitungen eines Gleisstromkreises innerhalb
eines gemeinsamen Kabels zu führen. Dennoch
sind grundsätzlich
Fälle denkbar,
in denen unerwünschte
Beeinflussungen zwischen Sender und Empfänger beziehungsweise zwischen
den jeweiligen Leitungen zu den Fahrschienen auftreten können.
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Dies
betrifft sowohl Vorrichtungen mit einem Sender und einem Empfänger als
auch insbesondere solche Vorrichtungen, die mehrere, in der Regel
zwei oder drei, Empfänger
aufweisen. So besteht beispielsweise im Rahmen einer Überwachung
von Weichen oder Kreuzungen mittels eines einzigen Gleisstromkreises
die Anforderung beziehungsweise Notwendigkeit, mehrere Empfänger zu
verwenden. Gleiches gilt beispielsweise auch für den Fall, dass das Sende-Signal
dem Gleisabschnitt mittels einer so genannten Mitteneinspeisung
zugeführt
wird, wobei an beiden Enden des Gleisabschnitts jeweils ein Empfänger vorgesehen
ist. Bei solchen Vorrichtungen mit mehreren Empfängern können nun störende Beeinflussungen insbesondere
auch in dem Fall auftreten, dass die elektrischen Leitungen von
mehreren Empfängern
innerhalb eines gemeinsamen Kabels geführt werden. In einem solchen
Fall ist sicherzustellen, dass auch bei Auftreten eines Fehlers,
d. h. beispielsweise bei einer einen Kurzschluss bewirkenden Beschädigung eines
Kabels beziehungsweise einer der in dem Kabel geführten Leitungen,
eine fälschliche
Freimeldung eines Gleisabschnitts zuverlässig vermieden wird. Eine solche
fälschliche
Freimeldung könnte
beispielsweise dadurch entstehen, dass aufgrund eines Kurzschlusses
der hohe Pegel eines ersten Empfangs-Signals eines ersten Empfängers in die
Leitung eines zweiten Empfängers,
dessen zweites Empfangs-Signal aufgrund einer Belegung einen niedrigen
Pegel aufweist, einkoppelt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art anzugeben, bei der Fehler, insbesondere
vorrichtungsseitige Kabelfehler, besonders zuverlässig und zugleich
kostengünstig
erkannt werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines
Gleisabschnitts mit einem Sender zum Einspeisen eines Sende-Signals in Form einer
Wechselspannung in die Fahrschienen des Gleisabschnitts und zumindest
einem Empfänger
zum Empfangen eines durch eine Übertragung des
Sende-Signals über
die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirkten Empfangs-Signals,
wobei die Vorrichtung zum Bestimmen der Phasenverschiebung zwischen
dem Sende-Signal und dem Empfangs-Signal ausgebildet ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist vorteilhaft, da eine Bestimmung der Phasenverschiebung zwischen
dem Sende-Signal und dem Empfangs-Signal auf einfache Art und Weise
eine zuverlässige
Fehlererkennung ermöglicht.
So weist das Empfangs-Signal aufgrund des Laufwegs des in die Fahrschienen
des Gleisabschnitts eingespeisten Sende-Signals in Form der Wechselspannung
eine Phasenverschiebung gegenüber
dem Sende-Signal auf. Da der Weg des Sende-Signals von dem Sender über die
Fahrschienen des Gleisabschnitts zum Empfänger fest vorgegeben ist, sollte
sich die Phasenverschiebung nach erfolgter Projektierung der Vorrichtung
sowie des Gleisabschnitts nicht mehr ändern. Dies ermöglicht es,
anhand der Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal und dem Empfangs-Signal
Fehler oder Defekte der Vorrichtung unmittelbar zu erkennen. So
würde beispielsweise
eine Phasenverschiebung von null unmittelbar darauf hinweisen, dass
das Empfangs-Signal nicht wie vorgesehen über die Fahrschienen des Gleisabschnitts übertragen worden
ist, sondern beispielsweise unmittelbar vom Sender zum Empfänger gelangt ist.
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Sofern
die Vorrichtung mehrere Empfänger aufweist,
besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, die
Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal und jedem einzelnen
der Empfangs-Signale
zu bestimmen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist weiterhin dahingehend vorteilhaft, dass die Auswertung der Phasenverschiebung
zwischen dem Empfangs-Signal und dem Sende-Signal unabhängig von der
Verarbeitung und Auswertung der eigentlichen Freimeldungsinformation
erfolgen kann. Daher wird es insbesondere ermöglicht, zwischen einem Defekt, etwa
in Form eines Kabelfehlers, und einer Belegtmeldung aufgrund einer
Achseinwirkung zu unterscheiden. Hierbei ist zu berücksichtigen,
dass mit der Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal und dem
Empfangs-Signal ein Parameter zur Fehlererkennung verwendet wird,
der im Rahmen der Detektion des Belegt- oder Freizustands des Gleisabschnitts
keine Anwendung findet.
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Ein
weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass im Unterschied zu sonstigen
denkbaren Schaltungen zur Überwachung
der Kabel beziehungsweise der Leitungen in dem Kabel beziehungsweise
in den Kabeln vorteilhafterweise kaum beziehungsweise keine zusätzlichen
Schaltungsteile benötigt
werden, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders kostengünstig realisierbar
ist. Aufgrund dessen, dass Fehler zuverlässig erkannt werden können, ist
es darüber
hinaus denkbar, dass die Forderung nach einer getrennten Leitungsführung von
Sende- und Empfangsleitungen, d. h. von Leitungen, die vom Gleis
zum Sender oder Empfänger
führen,
entfallen könnte.
Eine solche, durch die erfindungsgemäße Vorrichtung grundsätzlich ermöglichte Änderung
würde zu
einer erheblichen Vereinfachung der Verkabelung der Eisenbahnüberwachungsanlage
in Form der Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes
des Gleisabschnitts führen.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darüber hinaus
erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines
Gleisabschnitts mit einem Sender zum Einspeisen eines Sende-Signals in
Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen des Gleisabschnitts
und zumindest einem Empfänger
zum Empfangen eines durch eine Übertragung des
Sende-Signals über
die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirkten Empfangs-Signals,
wobei bei einer Vorrichtung mit einem ersten Empfänger zum Empfangen
eines durch die Übertragung
des Sende-Signals über
die Fahrschienen eines ersten Teils des Gleisabschnitts bewirkten
ersten Empfangs-Signals und einem zweiten Empfänger zum Empfangen eines durch
die Übertragung
des Sende-Signals über die
Fahrschienen eines zweiten Teils des Gleisabschnitts bewirkten zweiten
Empfangs-Signals die Vorrichtung zum Bestimmen der Phasenverschiebung
zwischen dem ersten Empfangs-Signal und dem zweiten Empfangs-Signal
ausgebildet ist.
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Im
Unterschied zur ersten erfindungsgemäßen Lösung der der Erfindung zugrunde
liegenden Aufgabe besteht bei der zweiten erfindungsgemäßen Lösung aufgrund
dessen, dass die Vorrichtung einen Sender sowie zumindest zwei Empfänger aufweist, vorteilhafterweise
zusätzlich
oder alternativ zur ersten erfindungsgemäßen Lösung die Möglichkeit, anstelle eines Vergleichs
der Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal und dem jeweiligen
Empfangs-Signal die Phasenverschiebung zwischen dem ersten Empfangs-Signal
und dem zweiten Empfangs-Signal
zu bestimmen. Hierdurch wird auf besonders effiziente und einfache
Art und Weise eine Fehlerüberwachung
der Vorrichtung, insbesondere hinsichtlich von Kabelfehlern, ermög licht.
Dabei liegt beiden erfindungsgemäßen Lösungen dieselbe
gemeinsame Idee zugrunde, dass die Bestimmung der Phasenverschiebung
zwischen den verwendeten Signalen es erlaubt, Abweichungen beziehungsweise Störungen oder
Fehler, insbesondere bezüglich
des Laufwegs der Signale, zu erkennen. Somit entsprechen auch die
Vorteile der weiteren beziehungsweise zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Wesentlichen den zuvor bereits im Zusammenhang mit der ersten
erfindungsgemäßen Vorrichtung
genannten Vorteilen.
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An
dieser Stelle sei generell angemerkt, dass es bei beiden erfindungsgemäßen Lösungen nicht erforderlich
ist, dass der Sender sowie der zumindest eine Empfänger der
Vorrichtung unmittelbar am Gleis angeordnet sind. So werden die
genannten Komponenten sowie Mittel zum Bestimmen der Phasenverschiebung
zwischen den jeweiligen Signalen, d. h. beispielsweise eine entsprechend
ausgeführte
Auswerte-Einrichtung, vorzugsweise der Innenanlage zugeordnet, d.
h. beispielsweise in einem Stellwerk installiert beziehungsweise
untergebracht.
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Vorzugsweise
erfolgt mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtungen eine kontinuierliche
Bestimmung der Phasenverschiebung zwischen den jeweiligen Signalen.
Hierdurch wird vorteilhafterweise eine permanente Funktionsüberwachung
der jeweiligen Vorrichtung sichergestellt. Alternativ hierzu ist
es grundsätzlich
jedoch beispielsweise auch möglich, dass
die Phasenverschiebung zwischen den jeweiligen Signalen lediglich
im Rahmen des Ablaufs eines Funktionstests der Vorrichtung bestimmt
wird. So könnte
ein entsprechender Funktionstest in Abhängigkeit von den jeweiligen
Anforderungen beispielsweise minütlich,
stündlich
oder täglich
durchgeführt werden.
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Weiterhin
sei angemerkt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders vorteilhaft
im Zusammenhang mit Tonfrequenz- Gleisstromkreisen einsetzbar
ist, da hier bereits das zur Detektion des Belegt- oder Freizustands
des Gleisabschnitts verwendete Signal ein Wechselspannungs-Signal
ist. Grundsätzlich
ist es jedoch auch möglich,
dass die erfindungsgemäßen Vorrichtungen
im Zusammenhang mit solchen Gleisstromkreisen eingesetzt werden,
die mit einer Signalfrequenz unterhalb oder oberhalb des Hörtonbereichs
oder auch nach einem Gleichstromprinzip arbeiten. In letzterem Fall
handelt es sich bei dem Sende-Signal in Form der Wechselspannung
um ein dem zur Detektion verwendeten Gleichstrom überlagertes
Signal, das ausschließlich der
Funktionsüberwachung
der Vorrichtung durch Bestimmen der Phasenverschiebung zwischen
diesem Sende-Signal und dem Empfangs-Signal beziehungsweise zwischen
zwei Empfangs-Signalen dient. In einem solchen Fall kann ein entsprechendes Sende-Signal
in Form einer Wechselspannung entweder permanent dem Gleichstrom überlagert
werden oder aber beispielsweise in vorgegebenen zeitlichen Abständen lediglich
zur Funktionsüberprüfung zusätzlich eingespeist
werden.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ist die jeweilige erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Vergleichen der Phasenverschiebung mit zumindest einer Referenz-Phasenverschiebung
ausgebildet. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch eine besonders einfache
Auswertung der Phasenverschiebung ermöglicht wird. So kann beispielsweise vor
Inbetriebnahme der Vorrichtung eine Bestimmung der Phasenverschiebung
zwischen dem Sende-Signal und dem Empfangs-Signal im funktionstüchtigen,
fehlerfreien Zustand der Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder
Freizustands eines Gleisabschnitts vorgenommen werden. Diese Phasenverschiebung
kann sodann in Form der Referenz-Phasenverschiebung, gegebenenfalls
unter Berücksichtigung
von Toleranzwerten, beispielsweise in einer Speicher-Einrichtung der Vorrichtung
abgelegt werden. Im späteren
Betrieb der Vorrichtung kann somit anhand eines einfachen Ver gleichs
der Phasenverschiebung mit der so zuvor bestimmten Referenz-Phasenverschiebung
ein Fehler unmittelbar und eindeutig erkannt werden.
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Unabhängig davon,
wie im konkreten Fall anhand der bestimmten Phasenverschiebung ein
Fehler beziehungsweise eine Störung
erkannt wird, wird der betroffene, zugehörige Gleisabschnitt bei Auftreten
eines Fehlers zur Gefährdungsvermeidung
vorzugsweise vorsorglich umgehend als belegt gemeldet.
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Alternativ
zu der Bestimmung der Referenz-Phasenverschiebung vor Inbetriebnahme
der Gleisfreimeldeeinrichtung in Form der Vorrichtung zur Detektion
des Belegt- oder Freizustands eines Gleisabschnitts wäre eine Überwachung
der Phasenverschiebung zwischen dem Empfangs-Signal und dem Sende-Signal
beziehungsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Empfangs-Signal
beispielsweise auch dadurch möglich,
dass permanent ein Vergleich der aktuellen Phasenverschiebung mit
einer Referenz-Phasenverschiebung
in Form des zuletzt bestimmten Wertes der Phasenverschiebung erfolgt.
Auch hierdurch wird es ermöglicht,
eine Änderung
der Phasenverschiebung unmittelbar und ohne zeitliche Verzögerung zu
erkennen.
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Vorzugsweise
können
die erfindungsgemäßen Vorrichtungen
auch derart weitergebildet sein, dass sie basierend auf dem Vergleich
zwischen der Phasenverschiebung und der Referenz-Phasenverschiebung zum Erzeugen eines
einen Störzustand anzeigenden
Fehler-Signals ausgebildet sind. Mittels des Fehler-Signals besteht
somit vorteilhafterweise die Möglichkeit,
beispielsweise Betriebspersonal eines Stellwerkes unmittelbar auf
das Vorliegen eines Fehlerfalls hinzuweisen.
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Ein
einen Störzustand
beziehungsweise Fehler anzeigendes Fehler-Signal, das seitens der Vorrichtung
basierend auf dem Vergleich zwischen der Phasenverschiebung und
der Referenz-Phasenverschiebung
erzeugt worden ist, kann auf unterschiedliche Art ausgegeben werden.
So wäre
es grundsätzlich
denkbar, dass lediglich ein entsprechender Eintrag in einem Logfile
erfolgt. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform
ist die jeweilige erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Ausgeben des Fehlersignals in Form einer optischen und/oder
akustischen Warnmeldung ausgebildet. Hierdurch wird vorteilhafterweise
auf besonders zuverlässige
Weise die Aufmerksamkeit des Bedienpersonals, d. h. beispielsweise
des Bedienpersonals eines Stellwerks, erzielt.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen
ist der Sender zum Einspeisen eines mittels einer Modulation codierten
Sende-Signals in die Fahrschienen des Gleisabschnitts ausgebildet
und die Vorrichtung zum Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals
beziehungsweise der Modulation zumindest eines der Empfangs-Signale mit der Modulation
des Sende-Signals ausgebildet. Generell ist die Verwendung eines
mittels einer Modulation codierten Sende-Signals vorteilhaft, da
hierdurch die Unempfindlichkeit gegenüber Störbeeinflussungen erhöht wird. Durch
den Vergleich der Modulationen des Empfangs-Signals und des Sende-Signals
wird dabei die Zusammengehörigkeit
der beiden Signale auf besonders einfache Weise verifiziert. Dies
geschieht, ohne dass hierfür
starre, fest vorgegebene, der jeweiligen Vorrichtung fest zugeordnete
Codierungen, etwa in Form von Bit-Mustern, erforderlich sind. Hierdurch entfallen
vorteilhafterweise auch entsprechende Aufwände zur Projektierung der einzelnen
Vorrichtungen, wodurch sich die Herstellungskosten der Vorrichtung
reduzieren. Weiterhin vereinfacht sich auch die Montage, wodurch
sich zusätzlich
eine Zeit- und damit Kostenersparnis ergibt. Darüber hinaus vereinfacht sich
auch die Projektierung einer Eisenbahnüberwachungsanlage, da keine
Zuordnungen von Codierungen beziehungsweise Modulationen zu Vorrichtungen
vorzusehen sind und daher auch entsprechende Zuordnungen nicht auf
Lageplänen
und Datenblättern
zu hinterlegen und im Folgenden zu beachten sind. Weiterhin entfallen
vorteilhafterweise auch jegliche Einschränkungen hinsichtlich der Anzahl
und der Art der zur Codierung verwendeten Modulationen, so dass
die Voraussetzung dafür
geschaffen wird, dass eine Mehrfachverwendung gleicher Modulationen
innerhalb einer Anlage ausgeschlossen werden kann. Hierzu kann die
erfindungsgemäße Vorrichtung
vorzugsweise zum Erzeugen eines mittels einer beliebigen, insbesondere
zufallsbasiert generierten, Modulation codierten Sende-Signals ausgebildet
sein. Sofern beim Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation
des Sende-Signals eine Abweichung der Modulationen festgestellt
wird, wird der der Vorrichtung zugeordnete Gleisabschnitt zwecks
Gefährdungsvermeidung
vorzugsweise umgehend als belegt gemeldet.
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Vorzugsweise
können
die erfindungsgemäßen Vorrichtungen
auch derart weitergebildet sein, dass die jeweilige Vorrichtung
zur Übertragung
von Datensignalen über
die Fahrschienen des Gleisabschnitts an ein den Gleisabschnitt belegendes
Schienenfahrzeug ausgebildet ist. Dies ist vorteilhaft, da somit
die Vorrichtung zusätzlich
zur Informationsübertragung
an ein Schienenfahrzeug verwendet werden kann. Hierdurch werden
beispielsweise Anwendungen im Bereich der linienförmigen Zugbeeinflussung
unterstützt.
Eine entsprechend weitergebildete Vorrichtung kann vorteilhafterweise
derart ausgebildet sein, dass Sender und Empfänger derart an die jeweiligen
gleisseitigen Einspeisestellen, etwa in Form so genannter Gleisanschlussgehäuse, angebunden
sind, dass in die Einspeisestellen wahlweise entweder ein Sende-Signal
eines Senders eingespeist oder ein Empfangs-Signal für einen
Empfänger
ausgelesen beziehungsweise empfangen werden kann. Eine solche für sich be kannte
Umschaltung ist vorteilhaft, da die Übertragung von Datensignalen
an ein Schienenfahrzeug nur möglich
ist, so lange sich der Sender in Fahrtrichtung vor dem Schienenfahrzeug
befindet. Ursache hierfür
ist, dass anderenfalls durch ein Kurzschließen der Fahrschienen durch
die Achsen des Schienenfahrzeugs auch die Übertragung von Datensignalen
an eine üblicherweise
im vorderen Bereich eines Schienenfahrzeugs angeordnete Empfangs-Einrichtung
verhindert wird. In diesem Zusammengang sei darauf hingewiesen, dass
die erfindungsgemäßen Vorrichtungen
auch dahingehend vorteilhaft sind, dass die Bestimmung der Phasenverschiebung
zwischen dem Sende-Signal und Empfangs-Signal beziehungsweise zwischen den
beiden Empfangs-Signalen unabhängig
von der Fahrtrichtung und der Position des Schienenfahrzeugs in
dem Gleisabschnitt auf dieselbe Art und Weise möglich ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum
Betreiben einer Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustands
eines Gleisabschnitts, wobei ein Sende-Signal in Form einer Wechselspannung
in die Fahrschienen des Gleisabschnitts eingespeist wird und ein
durch eine Übertragung
des Sende-Signals über
die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirktes Empfangs-Signal empfangen
wird.
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Hinsichtlich
des Verfahrens liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Detektion des
Belegt- oder Freizustands eines Gleisabschnitts anzugeben, das es
erlaubt, Fehler, insbesondere vorrichtungsseitige Kabelfehler, besonders
zuverlässig
und zugleich kostengünstig
zu erkennen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Detektion des
Belegt- oder Freizustandes
eines Gleisabschnitts, wobei ein Sende- Signal in Form einer Wechselspannung
in die Fahrschienen des Gleisabschnitts eingespeist wird, ein durch
die Übertragung
des Sende-Signals über
die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirktes Empfangs-Signal empfangen
wird und die Phasenverschiebung zwischen dem Empfangs-Signal und
dem Sende-Signal bestimmt wird.
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Darüber hinaus
wird die der Erfindung hinsichtlich des Verfahrens zugrunde liegende
Aufgabe erfindungsgemäß weiterhin
gelöst
durch ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Detektion des
Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts, wobei ein Sende-Signal
in Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen des Gleisabschnitts
eingespeist wird, ein durch die Übertragung des
Sende-Signals über
die Fahrschienen eines ersten Teils des Gleisabschnitts bewirktes
erstes Empfangs-Signal empfangen wird, ein durch die Übertragung
des Sende-Signals über
die Fahrschienen eines zweiten Teils des Gleisabschnitts bewirktes
zweites Empfangs-Signal empfangen wird und die Phasenverschiebung
zwischen dem ersten Empfangs-Signal und dem zweiten Empfangs-Signal
bestimmt wird.
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Die
Vorteile der erfindungsgemäßen Verfahren
entsprechen im Wesentlichen denjenigen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen,
so dass diesbezüglich
auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Gleiches
gilt hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten Weiterbildungen
der erfindungsgemäßen Verfahren,
bezüglich
derer dementsprechend ebenfalls auf die entsprechenden Ausführungen
im Zusammenhang mit der jeweiligen bevorzugten Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Vorrichtungen
verwiesen wird.
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Vorzugsweise
sind die erfindungsgemäßen Verfahren
derart ausgestaltet, dass die Phasenverschiebung mit zumindest einer
Referenz-Phasenverschiebung verglichen wird.
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Gemäß einer
weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Verfahren
derart ausgestaltet, dass basierend auf dem Vergleich zwischen der
Phasenverschiebung und der Referenz-Phasenverschiebung ein einen Störzustand
anzeigendes Fehler-Signal erzeugt wird.
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Vorzugsweise
können
die erfindungsgemäßen Verfahren
auch derart ablaufen, dass das Fehler-Signal in Form einer optischen
und/oder akustischen Warnmeldung ausgegeben wird.
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Vorteilhafterweise
ist das erfindungsgemäße Verfahren
derart ausgestaltet, dass ein mittels einer Modulation codiertes
Sende-Signal in die Fahrschienen des Gleisabschnitts eingespeist
wird und die Modulation des Empfangs-Signals beziehungsweise die Modulation
zumindest eines der Empfangs-Signale mit
der Modulation des Sende-Signals verglichen wird Gemäß einer
weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden über die
Fahrschienen des Gleisabschnitts Daten-Signale an ein den Gleisabschnitt
belegendes Schienenfahrzeug übertragen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierzu
zeigt
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1 eine
schematische Skizze einer Anordnung mit einem Gleisabschnitt sowie
einem ersten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem Sender und einem Empfänger,
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2 eine
schematische Skizze einer Anordnung mit einem mittengespeisten Gleisabschnitt und
einem zweiten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem Sender und zwei Empfängern,
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3 eine
schematische Skizze einer Anordnung mit einem Gleisabschnitt in
Form einer Weiche und einem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem Sender und zwei Empfängern
und
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4 in
einer schematischen Darstellung zur Verdeutlichung eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Verfahrens
einen Graphen mit einem Sende-Signal sowie zwei Empfangs-Signalen.
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In
den Figuren werden aus Gründen
der Übersichtlichkeit
für gleiche
oder gleich wirkende Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt
eine schematische Skizze einer Anordnung mit einem Gleisabschnitt
sowie einem ersten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem Sender und einem Empfänger. Dargestellt
ist eine Vorrichtung V zur Detektion des Belegt- oder Freizustands
eines Gleisabschnitts G. Die Vorrichtung V weist einen Sender S
zum Einspeisen eines Sende-Signals SIGS in
Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen F des Gleisabschnitts
G auf. Darüber
hinaus weist die Vorrichtung V einen Empfänger E zum Empfangen eines
durch die Übertragung
des Sende-Signals SIGS über die Fahrschienen F des
Gleisabschnitts G bewirkten Empfangs-Signals SIGS auf.
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Entsprechend
der Darstellung in 1 wird in den Gleisabschnitt
G eine Wechselspannung der Frequenz f1 eingespeist. Um eine zuverlässige Unterscheidung
der jeweiligen Signale zu ermöglichen, werden
die benachbarten Gleisabschnitte mit einer Wechselspannung unterschiedlicher
Frequenz f5 beziehungsweise f3 betrieben. Im Folgenden sei angenommen,
dass es sich bei der in der Figur gezeigten Anordnung um einen Tonfrequenz-Gleisstromkreis mit
mehreren Frequenzen handelt, bei dem eine Wechselspannung in Form
eines Sende-Signals SIGS im Tonfrequenzbereich
in die Fahrschienen F des Gleisabschnitts G eingespeist wird.
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Die
Vorrichtung V kann beispielsweise in einem Stellwerk einer Eisenbahnanlage
beziehungsweise einer Eisenbahnüberwachungsanlage
angeordnet sein. Dies bietet den Vorteil, dass eine besonders hohe
Zuverlässigkeit
erreicht wird, da sich mechanische Beanspruchung und klimatische
Einflüsse bezogen
auf die elektronischen Komponenten der Vorrichtung V geringer auswirken,
als dies im Falle einer Unterbringung dieser Komponenten in Gleisnähe der Fall
wäre. Darüber hinaus
ergeben sich hierdurch weitere Vorteile hinsichtlich der Verfügbarkeit und
Wartung der Vorrichtung V, d. h. insbesondere des Senders S sowie
des Empfängers
E. Mittels der waagerechten strichpunktierten Linie ist in 1 eine
entsprechende Trennung zwischen der Innenanlage, der die Vorrichtung
V zugeordnet ist, und der Außenanlage,
zu der der Gleisabschnitt G gehört,
angedeutet.
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Entsprechend
der Darstellung in 1 sind gleisseitig Gleisanschlussgehäuse GAG1,
GAG2 angeordnet, die zum Einbringen des durch den Sender S eingespeisten
beziehungsweise bereitgestellten Sende-Signals SIGS beziehungsweise
zum Auslesen des an den Empfänger
E übermitteln
Empfangs-Signals SIGE in beziehungsweise
aus den Fahrschienen F dienen. Üblicher weise
enthalten die Gleisanschlussgehäuse
GAG1, GAG2 hierbei keine aktiven elektronischen Komponenten, sondern
im Wesentlichen lediglich einen Schwingkreis zum frequenzselektiven
Verstärken
der ein- beziehungsweise ausgespeisten Signale vorgegebener Nutzfrequenz,
d. h. im Falle des in 1 dargestellten Gleisabschnitts
G der Frequenz f1.
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Um
eine Überwachung
von Störungen
beziehungsweise Fehlern, insbesondere hinsichtlich der Kabel beziehungsweise
Leitungen von dem Sender S zum Gleisanschlussgehäuse GAG1 beziehungsweise vom
Gleisanschlussgehäuse
GAG2 zum Empfänger
E zu ermöglichen,
weist die Vorrichtung V weiterhin eine Auswerte-Einrichtung AE auf, die zum Bestimmen
der Phasenverschiebung zwischen dem von dem Sender S gesendeten
Sende-Signal SIGS und dem von dem Empfänger E empfangenen
Empfangs-Signal SIGS dient. Hierzu empfängt die
Auswerte-Einrichtung AE das Sende-Signal SIGS von dem
Sender S und das Empfangs-Signal SIGE von dem
Empfänger
E und führt
eine vorzugsweise signaltechnisch sichere Bestimmung der Phasenverschiebung
zwischen den beiden Signalen SIGS, SIGE durch. Dabei ist die Vorrichtung V beziehungsweise die
Auswerte-Einrichtung AE zum Vergleichen der ermittelten Phasenverschiebung
mit zumindest einer Referenz-Phasenverschiebung
ausgebildet. Bei der Referenz-Phasenverschiebung handelt es sich
vorzugsweise um den im fehlerlosen Zustand der Anlage gemessen Wert
der Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal SIGS und
dem Empfangs-Signal.
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Störungen,
beispielsweise aufgrund des Übersprechens
der Signale benachbarter Gleisstromkreise, etwa aufgrund von Beschädigungen
einer elektrischen Leitung, können
nun vorteilhafterweise anhand des Vergleichs der Phasenverschiebung
mit der Referenz-Phasenverschiebung zuverlässig erkannt werden. Bei Erkennen
eines entsprechenden Fehlers meldet die Auswerte-Einrichtung AE der Vorrichtung V den
Gleisabschnitt G vor sorglich als belegt und erzeugt ein Fehler-Signal,
das den betreffenden Störzustand
anzeigt. Hierzu kann das Fehler-Signal
beispielsweise in Form einer optischen und/oder akustischen Warnmeldung
ausgegeben werden. Hierbei wird vorteilhafterweise eine zuverlässige Unterscheidung
zwischen einer Störung,
d. h. einem Kabelfehler, und einer regulären Frei- oder Belegtmeldung ermöglicht.
Darüber
hinaus kann die Bestimmung der Phasenverschiebung sowie der Vergleich
mit der Referenz-Phasenverschiebung vorteilhafterweise auf vergleichsweise
aufwandsarme Art und Weise realisiert werden, so dass keine oder kaum
zusätzliche
Schaltungskomponenten benötigt werden,
wodurch im Vergleich zu anderen denkbaren Lösungen eine Kosteneinsparung
erzielt wird.
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Es
sei nachdrücklich
darauf hingewiesen, dass es sich bei der Darstellung in 1 lediglich
um eine schematische Darstellung handelt. So können in der Praxis weitere
Komponenten vorhanden beziehungsweise erforderlich sein, die in 1 aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt sind. So ist es beispielsweise denkbar, dass die
Vorrichtung V zusätzlich
zur Übertragung
von Datensignalen über die
Fahrschienen F des Gleisabschnitts G an ein den Gleisabschnitt G
belegendes Schienenfahrzeug ausgebildet ist. In diesem Fall weist
der Sender S der Vorrichtung V vorteilhafterweise eine externe Ansteuerung
auf, mittels derer die Datensignale dem Sender S zugeführt werden
können.
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2 zeigt
eine schematische Skizze einer Anordnung mit einem mittengespeisten
Gleisabschnitt und einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem Sender und zwei Empfängern.
Im Unterschied zur Darstellung der 1 handelt
es sich bei 2 somit um eine Anordnung mit
zwei Empfängern
E1, E2. Dabei wird den Empfängern
E1, E2 über
die Gleisanschlussgehäuse
GAG1, GAG3 jeweils ein Empfangs-Signal SIGE1 beziehungsweise
SIGE2 zugeführt. Der erste Empfänger E1
dient zum Empfang des durch die Übertragung
des Sende-Signals SIGS über die Fahrschienen F eines
ersten Teils des Gleisabschnitts G bewirkten ersten Empfangs-Signals SIGE1, wobei der erste Teil des Gleisabschnitts
durch die Strecke zwischen den Gleisanschlussgehäusen GAG1 und GAG2 gebildet
wird. Dementsprechend dient der zweite Empfänger E2 zum Empfang des durch
die Übertragung
des Sende-Signals SIGS über die Fahrschienen F eines
zweiten, durch die Strecke zwischen den Gleisanschlussgehäusen GAG2
und GAG3 gebildeten Teils des Gleisabschnitts G bewirkten zweiten
Empfangs-Signals
SIGE2.
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Basierend
auf der in 2 gezeigten Anordnung kann eine Überwachung
der Funktionsfähigkeit der
Vorrichtung V in Form der Gleisfreimeldeeinrichtung einerseits dadurch
erfolgen, dass die Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal
SIGS des Senders S und dem ersten Empfangs-Signal
SIGE1 des Empfängers E1 sowie die Phasenverschiebung zwischen
dem Sende-Signal
SIGS und dem zweiten Empfangs-Signal SIGE2 des zweiten Empfängers E2 bestimmt wird.
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Zusätzlich oder
alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, dass die Phasenverschiebung
zwischen dem ersten Empfangs-Signal
SIGE1 des Empfängers E1 und dem zweiten Empfangs-Signal SIGE2 des zweiten Empfängers E2 ermittelt wird. Auch
die derart bestimmte Phasenverschiebung erlaubt eine zuverlässige Erkennung
von Störungen,
insbesondere in Form von Kabelfehlern. Dies ist bei einer Anordnung
mit einem Sender S und mehreren Empfängern E1, E2 von besonderer
Bedeutung, da insbesondere für
den Fall, dass die Leitungen mehrerer Empfänger E1, E2 innerhalb eines
Kabels geführt
werden, Störungen
durch ein Übersprechen
beziehungsweise Einkoppeln eines Empfangs-Signals in die Leitung
eines anderen Empfängers
ver ursacht werden können. Solche
Störungen
beziehungsweise Fehler werden mittels der Auswerte-Einrichtung AE
der Vorrichtung V durch den Vergleich der Phase zwischen dem Sende-Signal SIGS und den jeweiligen Empfangs-Signalen SIGE1, SIGE2 beziehungsweise
zwischen den Empfangs-Signalen SIGE1, SIGE2 untereinander zuverlässig erkannt, so dass auch
im Falle von Leitungen mehrerer Empfänger E1, E2, die in demselben Kabel
geführt
werden, Fehler beziehungsweise Störungen ausgeschlossen werden
können.
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Sofern
die Vorrichtung mehr als zwei, d. h. beispielsweise drei Empfänger aufweisen
würde,
so könnten
analog zur zuvor beschriebenen Vorgehensweise die Phasenverschiebungen
zwischen dem Sende-Signal SIGS und den einzelnen
Empfangs-Signalen
bestimmt werden oder aber die Phasenverschiebung einer Kombination
oder mehrerer Kombinationen der Empfangs-Signale der Empfänger bestimmt werden.
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3 zeigt
eine schematische Skizze einer Anordnung mit einem Gleisabschnitt
in Form einer Weiche und einem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem Sender und zwei Empfängern. Ähnlich der
Darstellung in 2 handelt es sich hierbei um
eine Anordnung mit einer Vorrichtung V mit einem Sender S sowie
zwei Empfängern
E1, E2. Im dargestellten Fall handelt es sich hierbei um einen Weichenkreis,
der zur vollständigen Überwachung
einer Weiche W dient.
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Analog
zur in Zusammenhang mit 2 beschriebenen Vorgehensweise
kann auch bei einer solchen Anordnung durch eine Bestimmung der
Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal SIGS des
Senders S und dem jeweiligen Empfangs-Signal SIGE1,
SIGE2 der Empfänger E1, E2 beziehungsweise durch
eine Bestimmung der Phasenverschiebung zwischen den Empfangs-Signalen SIGE1, SIGE2 des ersten
Empfängers
E1 und des zweiten Empfängers E2
auf zuverlässige
Art und Weise sichergestellt werden, dass es sich bei den von den
jeweiligen Empfängern
E1, E2 empfangenen Empfangs-Signalen SIGE1,
SIGE2 auch tatsächlich um das an der vorgesehenen
Stelle des Gleisabschnitts G empfangene beziehungsweise ausgelesene,
unverfälschte
Empfangs-Signal
SIGE1 beziehungsweise SIGE2 handelt.
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4 zeigt
in einer schematischen Darstellung zur Verdeutlichung eines Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Verfahrens
einen Graphen mit einem Sende-Signal sowie zwei Empfangs-Signalen.
Dargestellt ist hierbei die Amplitude A als Funktion der Zeit t
für ein
Sende-Signal SIGS, ein erstes Empfangs-Signal
SIGE1 sowie ein zweites Empfangs-Signal
SIGE2. Entsprechend der Darstellung der 4 unterscheiden
sich die dargestellten Signale SIGS, SIGE1, SIGE2 nicht nur
hinsichtlich ihrer Amplitude A, sondern insbesondere auch hinsichtlich ihrer
Phase.
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Basierend
auf den dargestellten Signalen SIGS, SIGE1, SIGE2 kann daher
nun die Phasenverschiebung PHS,E1 zwischen
dem Sende-Signal SIGS und dem ersten Empfangs-Signal
SIGE1, die Phasenverschiebung PHS,E2 zwischen dem Sende-Signal SIGS und dem zweiten Empfangs-Signal SIGE2 und/oder die Phasenverschiebung PHE1,E2 zwischen dem ersten Empfangs-Signal
SIGE1 sowie dem zweiten Empfangs-Signal
SIGE2 bestimmt werden. Eine Auswertung der
Phasenverschiebungen PHS,E1, PHS,E2,
PHE1,E2, beispielsweise durch Vergleich
mit einer jeweiligen entsprechenden Referenz-Phasenverschiebung,
ermöglicht
eine Überprüfung des
Signalwegs der jeweiligen Empfangs-Signale SIGE1 oder SIGE2 beziehungsweise beider Empfangs-Signale SIGE1, SIGE2. Entsprechend
den vorstehenden Ausführungen
können
hierbei insbesondere Fehler bezüglich
der Kabel beziehungsweise Leitungen zwischen dem Gleis und dem jeweiligen
Empfänger
erkannt wer den, wodurch vorteilhafterweise insbesondere eine fälschliche
Freimeldung, d. h. die fälschliche
Anzeige eines Freizustands des Gleisabschnitts, vermieden wird.