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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung eines den Besetzungszustand eines Gleisabschnitts einer Eisenbahngleisanlage anzeigenden Zustandsignals.
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Im Eisenbahnbereich weisen derzeit im Einsatz befindliche Einrichtungen zur Erzeugung von Besetztzustandssignalen auf: eine Sendeeinrichtung zum Einspeisen eines Sendesignals in einen Gleisabschnitt, eine Messeinrichtung zum Empfangen eines Empfangssignals und Erzeugen zumindest eines Messwerts sowie eine Auswerteinrichtung zur Auswertung des zumindest einen Messwerts der Messeinrichtung. Die Auswerteinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie während des Betriebs der Sendeeinrichtung in Abhängigkeit von dem zumindest einen Messwert der Messeinrichtung ein Zustandssignal, das ein Besetztsein des Gleisabschnitts oder ein Unbesetztsein bzw. Freisein des Gleisabschnitts anzeigt, erzeugt. Konkret wird ein das Besetztsein des Gleisabschnitts anzeigendes Zustandssignal erzeugt, wenn während des Betriebs der Sendeeinrichtung der Messwert einen vorgegebenen Minimalpegel unterschreitet, und ein das Unbesetztsein des Gleisabschnitts anzeigendes Zustandssignal erzeugt, wenn während des Betriebs der Sendeeinrichtung der Messwert den vorgegebenen Minimalpegel überschreitet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der beschriebenen Art mit Blick auf die Vermeidung von Fehlern zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie in einem Diagnosemodus betreibbar ist, in dem der zumindest eine Messwert bei inaktiver Sendeeinrichtung erfasst wird.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist darin zu sehen, dass diese eine selbsttätige Diagnose des die Einrichtung und den Gleisabschnitt umfassenden Gesamtsystems ermöglicht, so dass die Qualität des von der Einrichtung erzeugten Zustandssignals bewertet werden kann. Beispielsweise kann die Einrichtung deaktiviert werden, wenn im Diagnosemodus festgestellt wird, dass die Messwerte der Messeinrichtung durch externe Störquellen zu sehr gestört werden, als das eine sichere Erzeugung eines den Freizustand anzeigenden Zustandssignals möglich wäre.
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Der Diagnosemodus kann in vorteilhafter Weise in den Normalbetrieb integriert sein und im Hintergrund als Hintergrundapplikation mitlaufen.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Auswerteinrichtung im Diagnosemodus die Sendeeinrichtung deaktiviert und ein Warnsignal erzeugt, wenn der bei deaktivierter Sendeeinrichtung von der Messeinrichtung gemessene Messwert eine vorgegebene Warnschwelle überschreitet.
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Die Warnschwelle ist vorzugsweise kleiner als der Minimalpegel, der zum Erzeugen eines das Freisein des Gleisabschnitts anzeigenden Zustandssignals herangezogen wird. Besonders bevorzugt beträgt die Warnschwelle maximal 50 % des Minimalpegels.
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Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Auswerteinrichtung im Diagnosemodus bei deaktivierter Sendeeinrichtung einen oder mehrere Messwerte der Messeinrichtung (zum Beispiel in Form eines Frequenzspektrums innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes oder in Form eines oder mehrerer Signalpegel bei einer oder mehrerer Arbeitsfrequenzen der Sendeeinrichtung) oder durch Auswertung des oder der Messwerte der Messeinrichtung gebildete Daten als Diagnoseinformation in einem Speicher der Einrichtung abspeichert.
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Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Auswerteinrichtung im Diagnosemodus einen oder mehrere Messwerte der Messeinrichtung (zum Beispiel in Form eines Frequenzspektrums innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes oder in Form eines oder mehrerer Signalpegel bei einer oder mehrerer Arbeitsfrequenzen der Sendeeinrichtung) oder durch Auswertung des oder der Messwerte der Messeinrichtung gebildete Daten als Diagnoseinformation an eine übergeordnete Einrichtung, insbesondere ein Stellwerk oder eine Leitzentrale, übermittelt.
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Die Sendeeinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, das Sendesignal mit zumindest einer vorgegebenen Sendefrequenz einzuspeisen. Bei dem Sendesignal handelt es sich vorzugsweise um einen Wechselstrom, der in den Gleisabschnitt eingespeist wird.
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Bezüglich der Messeinrichtung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn sie den Signalpegel des Empfangssignals für die Sendefrequenz oder zumindest eine der Sendefrequenzen der Sendeeinrichtung unter Bildung eines Pegelmesswerts misst. Die Auswerteinrichtung erfasst im Diagnosemodus vorzugsweise den Pegelmesswert als Diagnoseinformation und/oder wertet den Pegelmesswert vorzugsweise für die Erzeugung des Warnsignals aus.
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Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn die Messeinrichtung die Spannung für die Sendefrequenz der Sendeeinrichtung unter Bildung eines Spannungsmesswerts misst und die Auswerteinrichtung im Diagnosemodus den Spannungsmesswert als Diagnoseinformation erfasst und/oder diesen für die Erzeugung des Warnsignals auswertet.
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Die Sendeeinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, das Sendesignal mit zumindest einer vorgegebenen Sendefrequenz zwischen 1 kHz und 20 kHz, also mit einer sogenannten Tonfrequenz, einzuspeisen.
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Mit Blick auf die Ausgestaltung der Auswerteinrichtung wird es außerdem als vorteilhaft angesehen, wenn diese derart ausgebildet ist, dass sie nach einem Freiwerden des Gleisabschnitts zumindest einmal selbsttätig vom Normalbetriebsmodus in den Diagnosemodus schaltet, das Empfangssignal bzw. die Messwerte der Messeinrichtung bei inaktiver Sendeeinrichtung erfasst und anschließend wieder in den Normalbetriebsmodus zurückschaltet.
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Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie bei Vorliegen des das Unbesetzt- bzw. Freisein des Gleisabschnitts anzeigenden Zustandssignals selbsttätig wiederholt - regelmäßig oder unregelmäßig, insbesondere stochastisch - in den Diagnosemodus schaltet, das Empfangssignal bzw. die Messwerte der Messeinrichtung bei inaktiver Sendeeinrichtung erfasst und anschließend wieder in den Normalbetriebsmodus zurückschaltet.
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Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie bei Vorliegen eines externen Diagnosebefehls und bei Vorliegen des das Unbesetztsein des Gleisabschnitts anzeigenden Zustandssignals in den Diagnosemodus schaltet, das Empfangssignal bzw. die Messwerte der Messeinrichtung bei inaktiver Sendeeinrichtung erfasst und anschließend wieder in den Normalbetriebsmodus zurückschaltet.
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Die Auswerteinrichtung ist bezüglich des Normalbetriebsmodus vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie ein ein Besetztsein des Gleisabschnitts anzeigendes Zustandssignal erzeugt, wenn während des Betriebs der Sendeeinrichtung der Signalpegel des Empfangssignals bzw. der zumindest eine Messwert der Messeinrichtung einen vorgegebenen Minimalpegel unterschreitet, und ein ein Unbesetztsein des Gleisabschnitts anzeigendes Zustandssignal erzeugt, wenn während des Betriebs der Sendeeinrichtung der Signalpegel des Empfangssignals bzw. der Messwert der Messeinrichtung den vorgegebenen Minimalpegel überschreitet.
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Die zeitliche Länge der Phasen im Diagnosemodus ist vorzugsweise gegenüber den Normalbetriebsphasen, in denen ein Unbesetzsein des Gleisabschnitts festgestellt wird, kurz, um eine kontinuierliche Überwachung des Gleisabschnitts gewährleisten zu können. Die Diagnosephasen, also die Phasen im Diagnosemodus, sind aus diesem Grunde vorzugsweise jeweils kürzer als 1 Sekunde.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Erzeugen eines den Besetzungszustand eines Gleisabschnitts einer Eisenbahngleisanlage anzeigenden Zustandsignals, wobei zum Erfassen des Besetzzustands ein Sendesignal in den Gleisabschnitt eingespeist wird, mit einer an den Gleisabschnitt angeschlossenen Messeinrichtung während des Betriebs der Sendeeinrichtung zumindest ein Messwert gemessen wird und ein Zustandssignal, das ein Besetztsein des Gleisabschnitts oder ein Unbesetztsein des Gleisabschnitts anzeigt, in Abhängigkeit von dem zumindest einen Messwert erzeugt wird.
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Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Verfahrens vorgesehen, dass bei Vorliegen des das Unbesetztsein des Gleisabschnitts anzeigenden Zustandssignals in einen Diagnosemodus geschaltet wird, in dem Diagnosemodus das Sendesignal abgeschaltet wird und der zumindest eine von der Messeinrichtung bei abgeschaltetem Sendesignal gemessene Messwert erfasst wird.
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Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Einrichtung verwiesen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Einrichtung, bei der eine Auswerteinrichtung im Diagnosemodus ein Warnsignal erzeugen kann,
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Einrichtung, bei der eine Auswerteinrichtung ein im Diagnosemodus gemessenes Empfangssignal als Diagnoseinformation in einem Speicher abspeichert, und
- 3 ein drittes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Einrichtung, bei dem das Umschalten in den Diagnosemodus bei Vorliegen eines externen Diagnosebefehls ausgelöst wird.
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In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Die 1 zeigt eine Einrichtung 10, die eine Sendeeinrichtung 20, eine Messeinrichtung 30 und eine Auswerteinrichtung 40 umfasst. Die Sendeeinrichtung 20 ist an einer ersten Anschlussstelle 51 an eine Eisenbahngleisanlage angeschlossen. An einer zweiten Anschlussstelle 52, die von der ersten Anschlussstelle 51 beabstandet ist, ist die Messeinrichtung 30 angeschlossen. Der Bereich zwischen der ersten Anschlussstelle 51 und der zweiten Anschlussstelle 52 bildet einen von der Einrichtung 10 überwachten Gleisabschnitt 50 der Eisenbahngleisanlage.
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Die Auswerteinrichtung 40 umfasst einen Rechner 41 und einen Speicher 42. In dem Speicher 42 ist ein Programmmodul PM abgespeichert, das die Betriebsweise des Rechners 41 und damit die der Auswerteinrichtung 40 festlegt.
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Das Programmmodul PM ist derart ausgebildet, dass der Rechner 41 bei Ausführung des Programmmoduls PM derart programmiert wird, dass die Auswerteinrichtung 40 wahlweise in einem Normalbetriebsmodus oder einem Diagnosemodus betreibbar ist. Die Einrichtung 10 wird vorzugsweise wie folgt betrieben:
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Im Normalbetriebsmodus aktiviert die Auswerteinrichtung 40 die Sendeeinrichtung 20, die daraufhin ein Sendesignal S mit einer vorgegebenen Sendefrequenz an der ersten Anschlussstelle 51 in den Gleisabschnitt 50 einspeist. Bei dem Sendesignal S kann es sich beispielsweise um einen Wechselstrom handeln, dessen Frequenz bzw. Sendefrequenz in einem Bereich zwischen 4,5 kHz und 19,5 kHz liegt.
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Das Sendesignal S passiert den Gleisabschnitt 50 und gelangt zur zweiten Anschlussstelle 52 sowie von dort zur Messeinrichtung 30, die das Signal als Empfangssignal E empfängt und misst. Die Messung des Empfangssignals E erfolgt vorzugsweise für dieselbe Frequenz, mit der die Sendeeinrichtung 20 das Sendesignal S erzeugt und in den Gleisabschnitt 50 einspeist.
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Der von der Messeinrichtung 30 gebildete Messwert ist vorzugsweise ein Spannungsmesswert, der in der 1 mit dem Bezugszeichen M gekennzeichnet ist und zur Auswerteinrichtung 40 übertragen wird.
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Das Programmmodul PM ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 derart ausgebildet, dass es den von der Messeinrichtung 30 übermittelten Spannungsmesswert M mit einem vorgegebenen Minimalpegel MP vergleicht. Unterschreitet der Messwert M den Minimalpegel MP, so schließt die Auswerteinrichtung 40 darauf, dass sich ein Fahrzeug im Gleisabschnitt 50 befindet und erzeugt ausgangsseitig ein Zustandssignal ZS, das ein Besetztsein des Gleisabschnitts 50 anzeigt.
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Andernfalls, wenn also der Signalpegel bzw. der Spannungsmesswert M den Minimalpegel MP erreicht oder überschreitet, erzeugt die Auswerteinrichtung 40 ausgangsseitig ein Zustandssignal ZS, mit dem das Freisein des Gleisabschnitts 50 angezeigt wird. Es gilt also:
- M ≥ MP => Gleisabschnitt 50 ist frei
- M < MP => Gleisabschnitt 50 ist besetzt
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Eine sichere Erkennung des Besetztseins bzw. Freiseins des Gleisabschnitts 50 im Normalbetriebsmodus setzt voraus, dass das Empfangssignal E bzw. der daraus abgeleitete Spannungsmesswert M auf dem Sendesignal S der Sendeeinrichtung 20 beruht und nicht oder zumindest nicht zu sehr von externen Störquellen verfälscht wird. Beispielsweise kann fälschlicherweise ein Freisein des Gleisabschnitts 50 festgestellt werden, wenn eine Störquelle einen Störstrom in den Gleisabschnitt 50 einspeist, der den Minimalpegel überschreitet.
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Um zu kontrollieren, ob die Zustandserkennung durch die Einrichtung 10 richtige Ergebnisse erzeugen kann und nicht von externen Störströmen signifikant verfälscht wird, schaltet die Auswerteinrichtung 40 bei Vorliegen eines das Unbesetztsein des Gleisabschnitts 50 anzeigenden Zustandssignals ZS selbsttätig wiederholt - regelmäßig oder unregelmäßig, insbesondere stochastisch - in einen Diagnosemodus. Im Diagnosemodus deaktiviert die Auswerteinrichtung 40 mittels eines Steuersignals ST die Sendeeinrichtung 20, die daraufhin kein Sendesignal S mehr in den Gleisabschnitt 50 einspeist. Das von der Messeinrichtung 30 empfangene Empfangssignal E basiert nachfolgend ausschließlich auf Störsignalen externer Störquellen, so dass der mit dem Empfangssignal E gebildete Spannungsmesswert M ein Maß für den Störzustand der Einrichtung 10 bildet.
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Die Auswerteinrichtung 40 wertet im Diagnosemodus den Spannungsmesswert M aus, indem sie diesen mit einer vorgegebenen Warnschwelle W vergleicht. Erreicht oder überschreitet der Spannungsmesswert M die vorgegebene Warnschwelle W, so erzeugt die Auswerteinrichtung 40 ausgangsseitig ein Warnsignal WS, mit dem die Einrichtung 10 signalisiert, dass die Erzeugung des Zustandssignals ZS unsicher ist, weil die Störungen zu dominant sind.
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Es gilt also
- M ≥ W => WS wird erzeugt
- M < W => WS wird nicht erzeugt
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Die 2 zeigt eine Einrichtung 10, die im Wesentlichen der Einrichtung 10 gemäß 1 entspricht. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 das Programmmodul PM derart ausgebildet, dass es den oder die Spannungsmesswerte M, der bzw. die im Diagnosemodus ermittelt werden, als Diagnoseinformation DI im Speicher 42 abspeichert. Die Diagnoseinformation DI kann selbsttätig nach außen ausgegeben werden, beispielsweise an ein Stellwerk oder an eine Leitzentrale, oder bei Vorliegen eines externen Anfragesignals AF, das in die Auswerteinrichtung 40 eingespeist wird.
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Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung 10, bei der das Programmmodul PM außerdem derart ausgebildet ist, dass die Auswerteinrichtung 40 einen externen Diagnosebefehl DB einer externen Stelle, beispielsweise eines externen Stellwerks oder einer externen Leitzentrale, empfangen und verarbeiten kann. Liegt ein externer Diagnosebefehl DB vor, so wird die Auswerteinrichtung 40 bei freiem Gleisabschnitt 50 bzw. der nächsten Feststellung eines Freizustandes in den Diagnosemodus schalten und das Empfangssignal E bei deaktivierter Sendeeinrichtung 20 messen. Der von der Messeinrichtung 30 ausgegebene Messwert M wird dann als aktuelle Diagnoseinformation DI im Speicher 42 abgespeichert sowie an die externe Stelle, die den Diagnosebefehl DB eingespeist hat, übermittelt.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Einrichtung
- 20
- Sendeeinrichtung
- 30
- Messeinrichtung
- 40
- Auswerteinrichtung
- 41
- Rechner
- 42
- Speicher
- 50
- Gleisabschnitt
- 51
- erste Anschlussstelle
- 52
- zweite Anschlussstelle
- AF
- Anfragesignal
- DI
- Diagnoseinformation
- E
- Empfangssignal
- M
- Spannungsmesswert
- MP
- Minimalpegel
- PM
- Programmmodul
- S
- Sendesignal
- ST
- Steuersignal
- W
- Warnschwelle
- WS
- Warnsignal
- ZS
- Zustandssignal
