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Zugsicherungssystem mit linienförmiger Ubertragung von Signalbegriffen
zwischen Zug und Strecke Die Sicherung der Züge auf Eisenbahnstrecken geschieht
im allgemeinen unter Berücksichtigung eines festen Raumabstandes zwischen aufeinanderfolgenden
Zügen. Die Strecken sind in einzelne Blockabschnitte unterteilt, und die Zugfahrten
werden durch Blocksignale derart geregelt, daß sich im ungestörten Betrieb nur höchstens
ein Zug in einem Blockabschnitt befindet. Hierbei muß jeder Zug durch mindestens
ein Blocksignal gegen einen nachfolgenden Zug geschützt sein. Die Freigabe eines
Blockabschnittes geht sprunghaft vor sich, sobald ein Vorzug ihn mit allen Achsen
vollständig geräumt hat und der anschließende Blockabschnitt seinerseits gesperrt
worden ist. Ein stetig fließender Zugverkehr kommt dabei nur dann zustande, wenn
der Zugfolgeabstand mindestens so groß ist wie die Gesamtentfernung, die sich aus
dem Abstand der Blocksignale, dem Durchrutschweg, der Zuglänge, dem Vorsignalabstand,
der Sichtweite des Vorsignals sowie dem während der Umstellzeiten der Vor- und Hauptsignale
zurückgelegten Weg zusammensetzt. Dieser Zugfolgeabstand läß sich mit Hilfe eines
mehrbegriffigen Signalsystems, das verhältnismäßig kurze Bremswege zwischen verschiedenen
Geschwindigkeitsstufen ermöglicht, so weit herabsetzen, daß die Zugfolge praktisch
nur noch durch die Aufenthalte in den Stationen, insbesondere durch die Länge der
Züge und Bahnsteige, sowie durch die Verzögerungen und Beschleunigungen beim Ein-
und Ausfahren bestimmt wird.
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Zur weiteren Verbesserung des Zugverkehrs hat man die ortsfesten Streckensignale
durch Führerstandssignale ersetzt, die durch eine ständige Übertragung von Signalbegriffen
von der Strecke auf den Zug mittels einer Linienzugbeeinflussung ermöglicht werden.
Mit Hilfe dieser Einrichtungen gelingt insbesondere eine schnellere Auflösung von
Zugstauungen nach Betriebsunregelmäßigkeiten als bei Strecken mit Blocksignalen,
weil dem Zugpersonal infolge der ununterbrochenen Signalanzeige ein dichteres Aufrücken
an den Vorzug mit Sichtgeschwindigkeit zugemutet werden kann und weil dann jeder
Signalwechsel unabhängig von der örtlichen Begrenzung der Blockstrecken sofort erkannt
wird. Trotzdem bleibt noch immer die Abhängigkeit von den festgelegten Längen und
der Lage der Blockabschnitte erhalten, die einer optimalen Anpassung der Fahrgeschwindigkeit
eines Zuges an die jeweils vorhandene Entfernung bis zum Vorzug im Wege steht.
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Um eine solche optimale Zuggeschwindigkeit zu erzielen, ist es denkbar,
den jeweiligen Abstand eines Folgezuges vom Vorzug von den Geschwindigkeiten beider
Züge und von ihrem Bremsvermögen derart abhängig zu machen, daß der Abstand etwa
gleich der Differenz beider Bremswege ist, sofern der Vorzug einen kürzeren Bremsweg
hat. Falls der Vorzug einen längeren Bremsweg haben sollte, braucht der Folgezug
theoretisch überhaupt keinen Abstand zum Schluß des Vorzuges einzuhalten, d. h.,
beide Züge dürften -wie ein einziger Zug zusammenfahren und würden selbst bei gleichzeitig
einsetzender, aber verschieden starker Bremsung immer mehr Abstand voneinander bekommen.
Im umgekehrten Fall müßte der Abstand in Abhängigkeit von den Geschwindigkeiten
beider Züge um so größer sein, je kürzer der Bremsweg des Vorzuges im Verhältnis
zum Bremsweg des Folgezuges ist. Sind die Verzögerungswerte beider Züge bekannt,
so läßt sich für jede Geschwindigkeit der notwendige Mindestabstand bestimmen und
gegebenenfalls auch selbsttätig einstellen.
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Diese Bestimmung des Zugfolgeabstandes wird einfacher, wenn damit
gerechnet werden soll, daß der Vorzug plötzlich - z. B. wegen eines Unfalles - zum
Stehen kommt und dann der Folgezug noch einen ausreichenden Bremsweg vorfinden soll,
um nicht ebenfalls zu Schaden zu kommen. Dann darf zur jeweiligen Bemessung des
Bremsweges nur die eigene Zuggeschwindigkeit berücksichtigt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zugsicherungssy stem
mit linienförmiger Übertragung von Signalbegriffen zwischen Zug und Strecke zu schaffen,
bei dem die Einhaltung eines Zugfolgeabstandes möglich ist, der dem jeweiligen Bremsweg
des Folgezuges bei verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten entspricht und praktisch
unabhängig von der Einteilung der
Strecke in Blockabschnitte ist.
Dabei wird ein an sich bekanntes Verfahren zur Signalübertragung verwendet, bei
dem jeder Zug an Knotenpunkten einer längs der Strecke verlegten Doppelleitung Meldeimpulse
verursacht, die von ortsfesten Meldestellen empfangen werden.
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Beispielsweise verwendet ein bekanntgewordenes System zur Angleichung
der Warnzeit bei der Annäherung eines Zuges an einen Wegübergang eine Doppelleitung
neben dem Gleis, die als Sende- und Empfangsantenne für Meldungen zwischen Zug und
Strecke wirkt und deren induktive Ankopplung an einzelnen Punkten in bestimmten
Abständen sprunghaft verändert wird. Auf diese Weise empfängt eine am Ende der Leitung
angeordnete Empfangsapparatur der Strecke während der Zugbewegung von dem ständig
sendenden Zugsender Impulse, die in ihrer zeitlichen Aufeinanderfolge derart ausgewertet
werden, daß der gewünschte Zeitpunkt zur Einschaltung des Warnsignals der Straße
am Wegübergang bestimmt wird. Diese Änderungen der Kopplungseigenschaften zwischen
dem Sender des Zuges und der Leitung können z. B. durch Abschirmung, durch Verschränkungen
der beiden Leitungsdrähte oder Veränderungen ihrer gegenseitigen Abstände od. dgl.
erzielt werden. Der Zeitpunkt der Einschaltung des Warnsignals kann auch durch eine
entgegengesetzt wirkende Übertragung an den Zug als Kontrollzeichen zurückgemeldet
und in Form von Führerstandsignalen, Geschwindigkeitsbeschränkungen od.dgl. ausgewertet
werden. Eine solche Einrichtung dient im wesentlichen zur Warnung der Straßenverkehrsteilnehmer,
insbesondere mittels Funkübertragungen vom Wegübergang zu den Straßenfahrzeugen,
aber nicht zur Regelung des Schienenverkehrs. Ihre Anwendung ist daher auch auf
den Raum vor einem Wegübergang beschränkt.
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Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, dasselbe elektromagnetische
Übertragungsverfahren zwischen Zug- und Streckenleitung zur Deckung mehrerer aufeinanderfolgender
Züge auf der Strecke auszunutzen. Dabei werden durch die an den Knotenpunkten erzeugten
Meldeimpulse der Fahrort und gegebenenfalls auch die Geschwindigkeiten jedes Zuges
mit einer spezifischen Sendefrequenz an eine ortsfeste Meldestelle gemeldet, welche
diese Meldungen zählt, speichert, mittels eines Rechengerätes auswertet und jedem
Zug die jeweils erlaubten Geschwindigkeitswerte zurücksendet, die aus dem Abstand,
den Geschwindigkeiten und den Zuggattungen von je zwei aufeinanderfolgenden Zügen
errechnet werden. Die unterschiedlichen Geschwindigkeitswerte oder auch andere Nachrichten
werden durch entsprechende Codierung oder Modulierung der jedem Zug zugeordneten
Übertragungsfrequenzen übertragen. Diese Einrichtungen sollen auch die Möglichkeit
zu einem Nachrichtenverkehr zwischen zwei Zügen einschließen. Hierfür fehlen jedoch
nähere Angaben über die Ausführung und Wirkungsweise einer derart ergänzten Einrichtung.
Der Vorschlag läßt auch nicht erkennen, auf welche Art und Weise der Übertritt eines
derart gesteuerten Zuges von einem so überwachten Streckenabschnitt in einen anderen
geregelt wird. Eine Unterteilung der Strecken in mehrere Überwachungsabschnitte
ist aber erforderlich, denn die Reichweite der Sendeeinrichtungen der Züge und Stationen
ist beschränkt, und die Anzahl der Übertragungsfrequenzen muß möglichst niedrig
gehalten werden. Trotzdem wird ein verhältnismäßig großer Aufwand für die Zug- und
Streckeneinrichtungen benötigt, insbesondere für das Rechengerät, das ja die Geschwindigkeitswerte
für mehrere Züge laufend gleichzeitig ermitteln und dabei noch unterschiedliche
Bremsverzögerungen der einzelnen Zuggattungen berücksichtigen und möglichst feine
Abstufungen der zu übertragenden Geschwindigkeits-Soll-Werte erfassen muß.
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Erfindungsgemäß ergibt sich ein einfacheres Zugsicherungssystem mit
an Knotenpunkten einer Streckenleitung erzeugten Meldeimpulsen dadurch, daß die
Meldestelle am Anfang jeder Überwachungsstrecke zugleich als Sendestelle für eine
der Anzahl der Knotenpunkte entsprechende Anzahl von Kommandoimpulsen ausgebildet
ist, die in regelmäßiger kurzer Taktfolge über dieselben Leitungen auf alle im Überwachungsabschnitt
befindlichen Züge übertragen werden und dort durch entsprechende Kennungen »frei«
oder »besetzt«, die von den in der Meldestelle empfangenen Fahrortmeldungen abhängig
.sind, örtlich zeitlich übereinstimmend den Frei- oder Besetztzustand der Abschnitte
zwischen den Knotenpunkten melden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Zugsicherungssystem kann beispielsweise
jeder Zug durch je ein Sendeorgan an der Zugspitze und am Zugschluß je eine bestimmte
Meldefrequenz oder dieselbe Frequenz mit verschiedenen Modulierungen dauernd aussenden.
Bei der Vorbeifahrt der Sendeorgane an allen Knotenpunkten werden in der Leitung
Impulse hervorgerufen. Das Sendeorgan an der Zugspitze erzeugt dabei Besetztmeldeimpulse
und das Sendeorgan am Zugschluß Freimeldeimpulse. Diese Impulse werden in der rückliegenden
Meldestelle der Strecke empfangen, gezählt und gespeichert. Der Speicherinhalt entspricht
daher dem jeweiligen Besetzungszustand zwischen den einzelnen Knotenpunkten der
Strecke. Gleichzeitig zählt der Zug unmittelbar die von ihm erzeugten und mit Hilfe
seiner Empfangseinrichtung wieder aufgenommenen Meldeimpulse selbst mit. Die Meldestelle
der Strecke sendet ihrerseits in bestimmten kurzen Zeitabständen mittels einer anderen
durch einen Taktgeber getasteten Kommandofrequenz ebenso viele Kommandoimpulse,
wie die überwachte Strecke bis zur folgenden Meldestelle Knotenpunkte enthält, in
schneller Aufeinanderfolge über dieselben Streckenleitungen aus. Hierbei werden
diese Impulse je nach dem Speicherzustand, d. h, nach dem Informationsinhalt der
empfangenen Meldungen, durch Modulation oder Überlagerung mit einer Kennung »frei«
oder »besetzt« versehen. Jeder auf der überwachten Strecke befindliche Zug empfängt
und zählt diese Kommandoimpulse ständig selbst mit, vergleicht diese Zählungen und
die Kennungen mit den unmittelbaren Zählungen der Besetzt- und Freimeldeimpulse
seit Fahrtbeginn auf dieser Strecke und wertet nur diejenigen aufeinanderfolgenden
Kommandoimpulse mit der Kennung »frei« als für ihn selbst gültig aus, die auf den
letzten mit dem entsprechenden Besetztmeldeimpuls übereinstimmenden Kommandoimpuls
mit der Kennung »besetzt« folgen. Diese Auswertung geschieht so lange, bis die Kommandoimpulsfolge
mit der Kennung »frei« aufhört oder durch einen oder mehrere Kommandoimpulse mit
der Kennung »besetzt« oder eine Impulspause unterbrochen wird. Wenn die Zählfolge
der Kommandoimpulse vom Streckenanfang her im Sinne der Fahrtrichtung gewählt wird,
so entsprechen die ersten Kommandoimpulse mit der Kennung »frei:< der Anzahl
der von dem Zugschluß bereits passierten Knotenpunkte. Die folgenden Kommandoimpulse
mit der Kennung »besetzt« entsprechen der Anzahl der zwischen dem Zugschluß und
der Zugspitze liegenden
Knotenpunkte. Diese Anzahl muß gleich der
Differenz der von dem Zug unmittelbar gezählten eigenen Besetzt- und Freimeldungen
sein. Die kontrollierte Übereinstimmung der Zählnummer des letzten Kommandoimpulses
mit der Kennung »besetzt« mit der letzten unmittelbaren Zählung aller bisher von
der Zugspitze an Knotenpunkten gesendeten Besetztmeldungen gibt die Gewähr, daß
die sich anschließenden Kommandoimpulse mit der Kennung »frei« der Anzahl der von
diesem Zug noch nicht erreichten, also freien Knotenpunkte bis zum Ende der Strecke
bzw. bis zum Schluß eines vorausfahrenden Zuges entsprechen. Da der Vorzug seinerseits
Besetzt- und Freimeldungen abgibt, kann die Anzahl der zwischen den so kontrollierten
Fahrorten empfangenen Kommandoimpulse mit der Kennung »frei« auf dem Zug selbst
ausgewertet und als Maß für den freien Abstand bis zum Schluß des Vorzuges und der
zu erlaubenden Fahrgeschwindigkeit zugrunde gelegt werden.
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Eine kurze Taktfolge, die möglichst kürzer zu wählen ist als die kürzeste
Fahrzeit von einem Knotenpunkt zum nächsten und somit jeden Fahrtortwechsel von
einem Kommandotakt zum nächsten sofort erfaßt, schafft die Voraussetzung dafür,
daß die Zugfolgeabstände annähernd ständig, d. h. in den kleinsten Stufen, die der
Abstand der Knotenpunkte untereinander ermöglicht, aber ohne Rücksicht auf die Länge
der überwachten Strecke, erfaßt werden. Dadurch ist auch die Möglichkeit gegeben,
etwa ausfallende Fahrortmeldungen eines Vorzuges, die dann sprunghafte Veränderungen
des Zugfolgeabstandes bewirken würden, zur Störungs- oder Gefahranzeige auszunutzen.
Eine derartige Störanzeige kann auch dann vorgesehen werden, wenn auf dem Zug selbst
eine Zählung beim Durchfahren eines Knotenpunktes aussetzen sollte, wodurch die
Gefahr bestehen könnte, daß alle folgenden Zählungen und somit die Fahrortmeldungen
falsch würden. Solche Störungen lassen sich dadurch erfassen, daß fortgesetzt geprüft
wird, ob jeder Meldeimpuls auf den vorherigen innerhalb einer vorbestimmten Zeittoleranz
folgt, wobei diese Toleranz nicht in Absolutwerten, sondern zweckmäßig in Verhältniswerten
zum Zeitablauf zwischen dem vorletzten und dem letzten Impuls festzulegen wäre.
Dadurch würde das Fehlen von Meldeimpulsen auch bei Geschwindigkeitsänderungen erfaßt
werden, die normalerweise zwischen zwei Impulsen nur geringe Zeitunterschiede ausmachen.
Dagegen sollen Impulsfolgezeiten, die annähernd den doppelten oder mehrfachen Wert
des vorherigen Zeitabstandes betragen, als Störungsmeldung, Vorsichtsmahnung oder
Geschwindigkeitsbeschränkung ausgewertet werden.
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Ferner ist es zweckmäßig, auch die zeitgerechte Aufeinanderfolge der
Kommandoimpulse zu überprüfen und das Fehlen eines solchen Impulses als Störung
anzuzeigen.
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Eine weitere Erhöhung der Sicherheit kann auch dadurch erreicht werden,
daß eine in der Meldestelle empfangene Freimeldung im nächsten Kommandotakt nur
dann berücksichtigt wird, wenn mindestens eine weitere Besetztmeldung vom nächsten
Fahrort bereits eingegangen ist.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zugsicherungssystems
ist im folgenden an Hand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch eine beliebig lang gewählte Überwachungsstrecke
G für die Fahrtrichtung von links nach rechts mit zwei Leitungen L, die an den Knotenpunkten
01 bis 20 gekreuzt sind. Anschließend folgt eine zweite Überwachungsstrecke mit
den zugehörigen Knotenpunkten 21, 22 usw. Am Anfang jeder Strecke befindet sich
die zugeordnete Meldestelle X bzw. Y mit einem Empfänger Ex bzw. Ey
sowie mit einem Sender Sx bzw. Sy. Die Leitungen sind am Ende der Strecke mit einem
passenden Verbindungsglied Vx bzw. Tly abgeschlossen, das für die Sendefrequenzen
der Zugsender und des Senders am anderen Streckenende eine Leitungsbegrenzung bildet,
aber zugleich eine Verbindung zum Sender und Empfänger der örtlichen Meldestelle
herstellt. Über das Verbindungsglied Vy kann beispielsweise der Sender Sy die Kommandoimpulse
dieser Meldestelle nach rückwärts mit anderer Frequenz als nach vorwärts aussenden.
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In Fig. 1 ist der Zustand dargestellt, in dem ein Zug 1 mit seinem
an der Zugspitze angeordneten Sendeorgan ZSa 1 bereits am Knotenpunkt 15 und mit
seinem am Zugschluß angeordneten Sendeorgan ZSel am Knotenpunkt 13 vorbeigefahren
ist. Ein nachfolgender Zug 2 ist mit seinem vorderen Sendeorgan ZSa2 bereits am
Knotenpunkt 07 und seinem hinteren Sendeorgan ZSe2 am Knotenpunkt 06 vorbeigefahren.
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Fig. 2 stellt Weg-Zeit-Diagramme 100 bzw. 200 für beide Züge 1 bzw.
2 dar. Von diesem gilt jeweils die obere Diagrammlinie für die Zugspitze und die
untere für den Zugschluß. Die Diagramme zeigen, wie der zweite kürzere Zug 2 mit
anfangs größerer, aber allmählich abnehmender Geschwindigkeit dem ersten längeren
Zug 1 immer näher rückt und wie beide Züge zu verschiedenen Zeiten ihre Besetztmeldungen
a (mit Doppelpfeilen) und ihre Freimeldungen e (mit Einfachpfeilen) an die Meldestelle
X abgeben. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Fahrort des Zuges 1 hat der Sender ZSa1
insgesamt fünfzehn Besetztmeldungen a101 bis a 115 und der Sender ZSe 1 dreizehn
Freimeldungen e 101 bis e 11"s abgegeben. In entsprechender Weise hat der Sender
ZSa2 sieben Besetztmeldungen a201 bis a207 und der Sender ZSe2 sechs Freimeldungen
e201 bis e206 abgegeben. Diese Meldungen werden in der rückliegenden Meldestelle
X empfangen, gezählt und gespeichert. Der Sender Sx gibt in festgelegten Zeitabständen
während der Kommandotakte Kx 1, Kx 2
usw. eine Folge von je zwanzig
Impulsen entsprechend der Gesamtzahl der Knotenpunkte der Strecke G ab. Während
der Sendepause des Senders .Sx sendet der Sender Sy der vorausliegenden Meldestelle
Y seine Kommandotakte Ky1, Ky2 usw. nicht nur über die anschließende Strecke nach
vorn, sondern auch über die rückliegende Strecke den Zügen 1 und 2 entgegen.
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Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Diagramm der Fig. 2 in vergrößertem
Zeitmaßstab, bei dem die. von den Zügen ausgesendeten Meldeimpulse und empfangenen
Kommandoimpulse besser erkennbar sind. Der Kommandotakt Kx 3 beginnt mit
seinem Impuls x01, nachdem der Zug 2 seine sechste Freimeldung e206 abgesetzt hat.
Infolgedessen sendet der Streckensender Sx zunächst eine Folge Ux2 von sechs Kommandoimpulsen
x01 bis x06 mit der Kennung »frei«, die auf dem Zug 2 als nicht gültig aufgenommen
werden, da dieser Zug unmittelbar schon sieben eigene Besetztmeldungen gezählt hat.
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Auf dem Zug 2 findet nach Empfang des siebten Kommandoimpulses x07,
der die Kennung »besetzt« trägt, die Kontrolle mit der unmittelbar gezählten siebten
Besetztmeldung a207 statt; da beide Zahlen übereinstimmen, werden alle folgenden
Kommandoimpulse mit der Kennung »frei«, nämlich der achte bis dreizehnte Impuls
x08 bis x13, als Freigabesignale für den Weg zwischen den Knotenpunkten 08 bis 13
ausgewertet. Diese Folge Tx2 von Freigabesignalen
wird durch den
vierzehnten Kommandoimpuls x 14 mit der Kennung »besetzt« beendet. Danach werden
alle folgenden Kommandoimpulse x15 bis x20 von dem Zug 2 nicht mehr ausgewertet.
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Auf dem Zug l bleibt die Folge Ux 1 der Kommandoimpulsex01
bis x13 ungültig, da der Zug l unmittelbar schon anfangs fünfzehn Besetztmeldungen
gezählt hat und bald darauf die sechzehnte Besetztmeldung a 116 zählt. Die folgenden
vom Zuge 1 empfangenen Kommandoimpulse x 14 bis x16 mit den Kennungen »besetzt«
stimmen mit den dort unmittelbar gezählten eigencn Besetztmeldungen überein. Daher
werden die nächsten Impulse x17 bis x20 mit der Kennung »frei« auf dem Zug 1 als
Freigabesignale ausgewertet. Auf diese Folge Fx 1 der von der zurückliegenden
Meldestelle X kommenden Freigabesignale folgt aber während des Kommandotaktes Ky3
noch eine Serie Fy 1 von sechs weiteren Freigabesignalen, d. h. die Kommandoimpulse
y21 bis y26, die der Sender Sy der vorausliegenden Meldestelle Y mit der Kennung
»frei« aussendet. Es ist nämlich angenommen, daß beispielsweise die vorausliegende
Strecke zwischen den nicht mehr dargestellten Knotenpunkten 27 und 28 durch einen
weiteren Vorzug besetzt ist. Der Kommaridoimpulsy27 mit der Kennung »besetzt« beendet
die Freigabeserie Fy 1, so daß die weiteren Kommandoimpulse y28 usw. des Kommandotaktes
Ky3 mit der Kennung »frei« auf dem Zug 1 nicht mehr ausgewertet werden. Der Zug
1 hat auf diese Weise einen Fahrauftrag über insgesamt zehn Knotenpunkte 17 bis
26 hinweg empfangen.
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Mit diesem erfindungsgemäßen System ist es möglich, einen dauernd
weiterwandernden und annähernd konstanten geringen Zugfolgeabstand der aufeinanderfolgenden
Züge einzuhalten und sich von der Unterteilung der Strecke in mehrere lange Überwachungsabschnitte
unabhängig zu machen. Sollte hierbei eine größere Anzahl von Freigabesignalen zustande
kommen, als der Zug verarbeiten kann, so bleiben die restlichen Signale unberücksichtigt.
Die Aufnahmefähigkeit eines Zuges für Freigabesignale wird praktisch auf eine Anzahl
beschränkt bleiben können, die seinem bei Höchstgeschwindigkeit erforderlichen längsten
Bremsweg entspricht und zu der ein Zuschlag kommt, der über den Bremsweg hinaus
eine gewisse Vorausschau für unbeschränkte Weiterfahrt ermöglicht.
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Wie das Beispiel nach Fig. 3 zeigt, wird die vom Zug 2 erst nach dem
empfangenen Kommandoimpuls x8 mit der Kennung »frei« abgegebene Besetztmeldung a.208
für die Strecke zwischen den Knotenpunkten 08 und 09 während des laufenden Kommandotaktes
Kx3 nicht mehr verarbeitet, sondern kann sich erst beim nächsten Takt Kx
4 auswirken. Dagegen trifft die durch den Zug 1 am Knotenpunkt 16 gegebene
Besetztmeldung a116 in der Meldestelle X so zeitig ein, daß sie noch während des
Kommandotaktes Kx3 erfaßt und als Kommandoimpuls x16 mit der Kennung »besetzt« zurückgesendet
wird. Das Ergebnis ist korrekt, denn in beiden Fällen entspricht im ,Moment der
Zählkontrolle auf den Zügen die Anzahl der dort unmittelbar gezählten Besetztmeldungen
der Anzahl und der Kennung der übermittelten Kommandoimpulse.
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Sollte ein Zug kürzer sein als der Abstand der Knotenpunkte, würde
z. B. der Zug 2 die Freimeldung c 207k schon vor der Besetztmeldung a 208
abgeben, so wird zweckmäßigerweise die Freimeldung e207k in der Meldestelle X vorläufig
nur gespeichert, aber im Kommandotakt Kx 3 der Kommandoimpuls x07 noch mit der Kennung
»besetzt« gesendet. Erst wenn die Besetzttneldung a208 eingetroffen und gespeichert
und somit die Sendung des achten Kommandoimpulses mit der Kennung »besetzt« sichergestellt
ist, d. h. im Kommandotakt Kx4, wird der siebte Impuls mit der Kennung »frei« gesendet.
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Der Abstand der Kommandotakte und die Taktdauer selbst sind wegen
der besseren Übersicht in Fig. 2 und 3 zu groß dargestellt. Hiernach würden die
während des Kommandotaktes Kx3 und danach durch den Zug 1 bei der Vorbeifahrt an
den Knotenpunkten 14 bis 18 gesendeten Freimeldungen e 114 bis e 118 erst beim folgenden
Takt Kx4 an den Zug 2 gesendet werden. Dieser Zug hätte aber inzwischen entsprechend
der gezeichneten Fahrkurve schon bis zum Knotenpunkt 14 vorrücken dürfen, muß aber
wegen der scheinbar verspäteten Freimeldungen vorher halten. In Wirklichkeit wird
man daher die Kommandotakte wesentlich rascher aufeinanderfolgen lassen und jeden
Takt selbst auch so kurz wählen, daß die Zustandsänderungen auf der Strecke einem
Folgezug möglichst frühzeitig, d. h. noch vor der nächsten Zustandsänderung, zur
Kenntnis gelangen. Zur Übersicht über die etwa in Betracht kommenden Zeiten und
Wegstrecken sei folgendes Beispiel genannt.
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Für den Betrieb einer Untergrundbahn mit der Höchstgeschwindigkeit
85 km/h = 23,5 m./sec könnten Knotenpunkte in regelmäßigen Abständen von 30 m angeordnet
werden. Dabei würde der schnellste Zug in Zeiträumen von 1,28 Sekunden neue Besetzt-
bzw. Freimeldungen abgeben, die ein ebenso schnell fahrender Folgezug möglichst
vor Ablauf der gleichen Zeit erfahren muß. Bei dem ständigen Taktwechsel zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Streckenzählstellen verbleibt dann jedem Sender der benachbarten
Meldestellen ein Zeitraum von maximal 0,64 Sekunden. Rechnet man hiervon einen genügend
großen Anteil als Synchronisierungszeit zur gegenseitigen Steuerung beider Taktgeber
ab, so bleibt eine effektive Taktdauer von etwa 0,5 Sekunden. Läßt man die Kommando-Impulse
in Abständen von 10 m/sec (bei Impulslängen-und Impulspausen von je 5 m/sec) aufeinanderfolgen,
so- lassen sich in einem Takt rund fünfzig Kommandoimpulse unterbringen. Diese würden
einer Streckenlänge von 1500 m mit fünfzig Knotenpunkten entsprechen, kämen also
bei Innenstrecken einer Untergrundbahn etwa der doppelten, bei Außenstrecken der
einfachen Stationsentfernung gleich. Innerhalb einer so langen Überwachungsstrecke
könnten gleichzeitig etwa drei bis vier Züge mit der angenommenen Höchstgeschwindigkeit
oder viele Kurzzüge mit verminderten Geschwindigkeit fahren. Dieser Zugzahl entspricht
die Anzahl der für die Zugsender erforderlichen Frequenzen, die in der Zählstelle
am Streckenanfang jedes Überwachungsabschnittes unterscheidbare Zählimpulse hervorzurufen
haben.
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Das Beispiel zeigt, daß die größtmöglichste Länge der Überwachungsstrecke
nicht so sehr durch die Anzahl der Knotenpunkte bzw. durch ihren gegenseitigen Abstand
als vielmehr durch die Zahl der dicht aufeinanderfolgenden Züge innerhalb einer
Überwachungsstrecke praktisch begrenzt ist. Auf die gewünschte Feinabstufung der
Abstände der Züge untereinander und somit auf eine Feinabstufung der jeweils zugelassenen
Geschwindigkeiten in Abhängigkeit vom verfügbaren freien Weg muß die Unterteilung
der Überwachungsstrecke zugeschnitten sein. Dabei kommt es darauf an, einem Zug
den sich ständig verändernden Abstand vom vorausfahrenden Zug bis zum festliegenden
Streckenende oder einer Gleisverzweigung
od. dgl. möglichst schnell
bzw. frühzeitig genug zur Kenntnis zu bringen.
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Bei Fernbahnen, deren Züge meist mit höheren Geschwindigkeiten fahren
und daher längere Bremswege haben, wird man mit größeren Abständen der Knotenpunkte
untereinander rechnen können, z. B. mit Abständen von 50 bis 100 m. Hier liegt auch
im allgemeinen nicht das Bedürfnis nach so dichter Zugfolge wie bei Stadtschnellbahnen
vor, und die Stationsentfernungen sind meist größer, so daß eine gröbere Abstufung
der Abstände aufeinanderfolgender Züge und ihrer Sollgeschwindigkeiten hingenommen
werden kann. Man könnte wiederum mit Überwachungsstrecken auskommen, deren Länge
ungefähr der Entfernung von einem Bahnhof zum anderen entsprechen würde. Infolgedessen
wird die Gesamtzahl der zu meldenden Fahrorte und der zu sendenden Kommandoimpulse
innerhalb einer überwachten Strecke in der Größenordnung von 50 bis 100 liegen.
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Die Erfindung ist nicht abhängig von der im Beispiel gemachten Annahme,
daß außer den Besetztmeldungen durch Sendeorgane an der Zugspitze noch Freimeldungen
durch Sendeorgane am Zugschluß stattfinden. Unter Umständen kann auf besondere Sendeorgane
am Zugschluß verzichtet werden, wenn andere Vorkehrungen getroffen sind, welche
Zugschlußmeldungen entbehrlich machen oder wenn sie unter bestimmten Voraussetzungen
in den Besetztmeldungen indirekt enthalten sind oder mit ihnen vereinigt werden
können; z. B. wird auf Bahnen, deren Züge als kurze oder unzerreißbare Einheiten
verkehren, die Feststellung des Zugschlusses überflüssig. Dann genügt es, in den
Meldestellen der Überwachungsstrecke die Zahl der auszusendenden Kommandoimpulse
mit der Kennung »besetzt« durch eine den Zuglängen entsprechende Verminderung der
empfangenen Besetztmeldungen zu erfassen und hiervon die Anzahl der vorher zu sendenden
Kommandoimpulse mit der Kennung »frei« abhängig zu machen.
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Eine weitere Abweichung vom beschriebenen Beispiel kann darin bestehen,
daß die von den Zügen unmittelbar gezählten Fahrortimpulse an den Knotenpunkten,
falls sie zu schwach sein sollten, nicht durch die eigenen Sendeorgane erzeugt werden,
d. h. durch Ankopplung eines auf die eigene Sendefrequenz abgestimmten Empfängers
an die Leitung, sondern von der Meldestelle der Überwachungsstrecke her übertragen
werden. Diese Stelle würde dann nicht nur Kommandoimpulse in regelmäßigen Takten,
sondern außerdem einen Dauerstrom von einer anderen überlagerten Frequenz aussenden,
der von allen Zügen laufend aufgenommen wird und an -den Knotenpunkten in den Empfängern
der Züge die Fahrortimpulse verursacht.
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Ferner kann es zweckmäßig sein, in jeder Meldestelle ein Rechengerät
vorzusehen, das beispielsweise aus der zeitlichen Folge der von jedem Zug gesendeten
Besetztmeldungen seine jeweilige Fahrgeschwindigkeit und gegebenenfalls auch seinen
Bremsweg ausrechnet. Falls es dann zulässig ist, einem Zug eine höhere Geschwindigkeit
zu erlauben, als seinem Abstand von einem vorausfahrenden Zug entspricht, nämlich
einen um den kürzesten Bremsweg dieses Vorzuges - abzüglich eines gewissen Sicherheitsweges
- vergrößerten eigenen Bremsweg freizugeben, kann die Apparatur der Meldestelle
den Kommandoimpulsen mit der Kennung »besetzt«, die der Vorzug durch seine letzten
Besetztmeldungen ausgelöst hat, eine Zusatzkennung überlagern, welche auf dem Folgezug
die durch den ersten Kommandoimpuls mit der Kennung »besetzt« sonst stattfindende
Unterbrechung einer Folge von , Freigabeimpulsen so lange aufschiebt, bis diese
Zusatzkennung wieder aussetzt. Dagegen bleibt die Zusatzkennung auf dem Vorzug ohne
Wirkung, da der erste Kommandoimpuls mit der Zusatzkennung zu einem Zeitpunkt gesendet
wird, an dem der Vorzug noch keine Folge von für ihn gültigen Kommandoimpulsen mit
der Kennung »frei« erhalten hat.