DE1106794B

DE1106794B - Zugdeckungseinrichtung

Info

Publication number: DE1106794B
Application number: DES52761A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans-Ullrich Meyer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-03-18
Filing date: 1957-03-18
Publication date: 1961-05-18

Description

Zugdeckungseinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Zugdeckungseinrichtung, bei der zur Fahrortbestimmung der Züge und zur Signalübertragung zwischen den Zügen und den Stationen. sowie von Zug zu Zug längs den Strecken Leitungen verlegt sind, die mit Sende- und Empfangseinrichtungen für mehrere Frequenzen auf den Zügen strahlungsgekoppelt sind. Es ist bekannt, mittels dieser Leitungen zwischen einzelnen Zügen bzw. zwischen den Zügen und den Stationen elektrische Übertragungskennzeichen mit einer im Sender erzeugten Modulation oder Codierung zu übertragen, um die ordnungsgemäße Aufeinanderfolge der Züge zu sichern und unzulässige Annäherung zweier Züge zu verhindern.
Die ein-oder zweiadrigen unabgeschirmte:nLeitungen können in der Luft, in der Erde oder auch in Mauerwänden verlegt werden. Diese Leitungen. werden von einer Stelle, z. B. von der Ausgangs- oder der Zielstation des Streckenabschnitts, gespeist und strahlen elektromagnetische Energie aus. Durch eine Empfangseinrichtung, z. B. eine Spule oder Antenne, an dem Fahrzeug ist es möglich, diese ausgestrahlte Energie zu empfangen, zu verstärken und damit auch bei fahrendem Zug Nachrichten von den Stationen zum Zug zu übermitteln. Auch in umgekehrter Richtung kann auf dem Zug durch eine Spule oder Antenne elektromagnetische Energie ausgestrahlt werden, so daß sie von den Leitungen längs der Strecke weitergeführt wird und in den Stationen empfangen werden kann. Desgleichen kann zwischen zwei Zügen im Stillstand oder bei Fahrt auf diese Weise ein Austausch von Nachrichten. erfolgen, indem der eine Zug sendet, der andere empfängt. Verwendet man verschiedene Frequenzen für die Übertragung, so ist es möglich, gleichzeitig mehrere Nachrichten an verschiedene Stellen zu senden und zu empfangen.
Es ist ferner bekannt, zur Fahrortanzeige der Züge ein leitungsgebundenes Radarsystem zu verwenden. Dabei wird entweder nur durch die Eisenmassen der Züge oder durch an den Zügen angeordnete Resonanzkreise die Homogenität der längs der Strecke verlegten Leitung gestört und der an dieser Stoßstelle erzeugte Refleximpuls an der sendenden Stelle angezeigt. Die Lage dieses Refleximpulses ändert sich mit dem Fahrort des betreffenden Zuges. Außerdem werden durch andere Refleximpulse die Weichen, Kurven und andere markante Stellen der Strecke angezeigt, an denen ebenfalls künstliche Stoßstellen in der Leitung vorgesehen sind. Der Zug selbst erzeugt also keine Impulse, sondern er bewirkt lediglich, daß sich die Lage von Refleximpulsen auf dem Anzeigeschirm einer Kathodenstrahlröhre ändert. Bei diesem bekannten System müssen der Impulssender und der Empfänger für die Refleximpulse an derselben Stelle angeordnet sein. Jede Standortanzeige eines Zuges an einer anderen Stelle erfordert zusätzlich einen Empfänger und einen Sender für Impulse, die mit anderer Frequenz auf die Leitung gegeben werden müssen. Hierdurch und durch die kurzen Laufzeiten der Impulse sowie die geringe Leistung der Refleximpulse ist der Geräteaufwand außerordentlich hoch.
Durch die Erfindung wird ermöglicht, für die Zugdeckung erforderliche, vom Fahrort der Züge abhängige Übertragungskennzeichen zu erzeugen, ohne daß an der sendenden Stelle Modulierun.gs- oder Codierungseinrichtungen für die Wechselströme erforderlich sind, die über die längs der Strecke verlegten Leitungen nach einer oder mehreren Gegenstellen übertragen werden. Die Zugdeckungseinrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine derartige Änderung der für die Signalübertragung zwischen. Zug und Strecke maßgebenden Strahlungseigenschaften der Leitungen, z. B. durch. Änderung der Lage und/oder der Abschirmung, an Markierungsstellen der Strecke, daß ein unverändert von einer Stelle gesendetes. Übertragungskennzeichen infolge der Vorbeifahrt des Zuges an der betreffenden Markierungsstelle in dem zugeordneten Empfänger mit veränderter Amplitude und/oder Phase empfangen wird, und durch die an sich bekannte Auswertung dieser Änderungen des empfangenen Übertragungskennzeichens zur Fahrortbestimmung des Zuges. Da solche Markierungsstellen sehr leicht herzustellen sind, können sie in kurzen, konstanten Abständen aufeinanderfolgen.
Sendet beispielsweise der Zug eine urimodulierte Frequenz, so entsteht bei jedem Passieren einer derartigen Markierungsstelle durch den fahrenden Zug eine auswertbare Änderung des Leitungsstromes. Durch Zählen der an den Markierungsstellen erzeugten Änderungen können alle an die Leitungen angeschlossenen ortsfesten Stationen unabhängig voneinander den Fahrort des Zuges ermitteln. Sendet eine Station, so erzeugt jeder Zug nur in seinem Empfänger bei der Vorbeifahrt an einer Markierungsstelle eine Änderung der Empfangsspannung. Diese Änderungen können auf dein Zuge gezählt und zur Fahrortbestimmung ausgewertet werden.
Zur Erhöhung der Sicherheit der Zählung kann man für die ;Markierungsstellen einen Code aussenden, indem man mehrere und verschiedene Änderungen der Strahlungseigenschaften der längs der Strecke geführten Leitung vornimmt. Dabei kann man an jeder Markierungsstellemehreredichthintereinanderliegende Leitungsveränderungen oder an jeder Markierungsstelle nur eine, aber gegenüber anderen Stellen verschiedenartige Leitungsänderung vornehmen.
Soll eine Frequenz dauernd übertragen werden und nicht durch solche Markierungsstellen beeinflußt werden, so kann man beispielsweise zwei Spulen oder Antennen zum Senden oder zum Empfangen benutzen und so anordnen, daß die eine Spule optimal gekoppelt ist, wenn die andere sich gerade an einer Stelle verminderter Kopplung Befindet. Zu diesem Zweck können die Spulen in Längsrichtung der Leitung in einem Abstand voneinander montiert sein, der größer ist als die Länge der Markierungsstelle, oder die beiden Spulen können dicht beieinander montiert sein, aber finit verschiedenem Winkel zu den Leitungen.
Die Geschwindigkeit eines Zuges kann nach dem Stellwerk oder zu anderen Zügen durch Codieren oder durch 'Iodulieren einer dem Zug zugeordneten oder einer zusätzlichen Übertragungsfrequenz mit der Frequenz eines mit der Zugachse gekuppelten Wechselstromgenerators gemeldet werden. So können die ortsfesten Stationen oder ein anderer Zug sofort feststellen, sie schnell der diese Frequenz aussendende Zug fährt.
In den Stationen kann aus der Angabe des Standortes, der Geschwindigkeit und der Zuglänge selbsttätig die zulässige Geschwindigkeit für die Züge berechnet und diesen übermittelt werden und selbsttätig eine Bremsung eingeschaltet werden, wenn sich ein Zug einem anderen unzulässig nähert. Es lassen sich in an sich bekannter Weise auch andere Nachrichten zwischen Stationen und Zügen oder von Zug zu Zug über die Leitungen übermitteln. So kann z. B. ein Zug sich über das Stellwerk einer Station seine Weichen stellen. Die Übertragung der Geschwindigkeit eines Zuges kann benutzt werden, um das Zählen der Impulse, die beim Überfahren der Markierungsstellen entstehen, zu überwachen., indem man prüft, ob in der Zeit, die sich aus der Geschwindigkeit des Zuges und dem Abstand der Markierungsstellen ergibt, wirklich eine Meldung für das Überfahren der Markierungsstelle eingetroffen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand einer schematischen Darstellung erläutert.
Von einer Station Stl nach einer zweiten Station St2 führt eine Strecke 1. Auf der Strecke bewegen sich mehrere Züge Z1 bis Z3, die sich mit möglichst kurzem Abstand folgen sollen. An der Strecke 1 sind entweder innerhalb oder außerhalb der Fahrschienen zwei Leitungen 2 und 3 angeordnet, die Abschirmungen, Ausbuchtungen 4 od. dgl. oder auch Überkreuzungen 5 aufweisen. Solche Markierungsstellen werden in bestimmten Abständen angeordnet. Jeder der Züge hat entweder eine Empfangs- oder eine Sendeeinrichtung oder beides, und jede Sende- oder Empfangseinrichtung eines Zuges wird auf eine bestimmte Frequenz, einen besonderen Code od. dgl. abgestimmt.
Es sei angenommen, daß die Einrichtung mit verschiedenen Frequenzen arbeitet. Bei der Fahrtrichtung von rechts nach links würde der vordere Zug einen Sender für die Frequenz f 1 und einen Empfänger für die Frequenz j'4 erhalten, der nächste für die Frequenzen f 2 und f 5, der folgende für die Frequenzen f 3 und f 6 usw. Die vom Zuge ausgesandten übertragungskennzeichen bestimmter Frequenz gelangen nach der Station St1. Bei der Ausfahrt aus der Station St2 würde der vorderste Zug Z 1 die Frequenz f 1 nach der Station Stl gesandt haben. Angenommen, es befinden sich zwischen den beiden Stationen zwanzig abgeschirmte bzw. überkreuzte Stellen, dann wird an. jeder solchen Stelle eine Amplitudenänderung bzw. Phasenänderung verursacht, die sich in der Station St l bemerkbar macht und dort z. B. durch ein frequenzempfindliches Relais festgestellt wird, das ein Zählwerk, eine Registriereinrichtung od. dgl. beeinflußt. Je nach der Anzahl der eingetretenen Veränderungen des Stromes, die auf der Station St l festgestellt werden, weiß das dortige Stellwerk, wo der Zug sich in einem bestimmten Augenblick befindet. Außerdem wird über dieselbe Frequenz oder eine andere die Zuggeschwindigkeit übertragen, und zwar unterschiedlich für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt. Ebenso geschieht es mit den anderen Zügen, so daß aus der Entfernung der Züge von der Station St l gleichzeitig auf die Entfernung der einzelnen Züge voneinander geschlossen werden kann. Da nun nicht so viele Frequenzen zur Verfügung stehen, wie mögliche Züge auf der Strecke 1 verkehren können, kann man die Anordnung auch so treffen, daß eine kurz nach der Ausfahrt aus der StationSt2 vorgesehene Einrichtung E ein Zeichen auf den Zug überträgt, das dem ersten Zug bestimmte Frequenzen für Empfang und Senden zuordnet.
Jeder Zug kann auf mehrere Frequenzen für Senden und Empfang umgeschaltet werden. Die Station St2 bewirkt z. B. durch Einschalten des Magnets M 1 der Einrichtung E, daß auf dem ersten Zug, der in die Strecke einfährt, die Frequenzen f 1 und f 4 im Zugsender und -empfänger eingestellt werden; auf dem zweiten Zug werden. entsprechend durch den Magnet P112 die Frequenzen f 2 und f 5 und auf dem dritten Zug mit dem Magnet M3 die Frequenzen f 3 und f 6 eingestellt. Die selbsttätige Einstellung der Sende-und Empfangsspulen auf den Zügen kann auch durch unterschiedliche Kombinationen der Magnete 111 bis M3 vorgenommen werden, wodurch sich mit derselben Anzahl von magnetischen Einrichtungen noch mehr Frequenzen beherrschen lassen. Mittels einer Grundfrequenz f0 teilt die Station St l der Station St 2 mit, wann ein Zug die Strecke verlassen hat und bereits in die nächste Strecke eingefahren ist, so daß seine Frequenzen einem neuen in die Strecke 1 einfahrenden Zug zugeteilt werden können. Mit der Grundfrequenz f 0 können auch die Leitung 2 und 3 überwacht werden. Sobald keine Übertragung zwischen den Stationen St2 und Stl stattfindet oder eine Störung auftritt, wird das Senden der Frequenzen f 4, f 5 und f 6 unterbrochen, dadurch wird auf den Zügen Z1, Z2 und Z3 selbsttätig eine Zwangsbremsung eingeschaltet. Bei einem solchen Defekt wird den Zügen dann gestattet, auf Sicht weiterzufahren. Die Meldungen von den Zügen an die Stationen können entweder rückwärts, also zur Station St 2, oder vorwärts zur Station St 1 oder auch nach beiden Seiten gegeben werden. Jede Meldung kann auf den Stationen durch irgendwelche Registriereinrichtungen festgehalten werden, so daß sich jederzeit, z. B. bei einem Unfall, feststellen läßt, welche Meldungen an die Station gelangt sind und «-elche von den Stationen an die Züge gegeben wurden. Zur Station Stl werden von allen Zügen durch Vorbeifahren an den Markierungsstellen die Standorte und Geschwindigkeiten gemeldet. Der Standort des Zugschlusses kann durch einen zusätzlichen Sender am letzten Wagen jedes Zuges den Stationen oder zum eigenen Zug gesendet werden; die Stationen oder der eigene Zug stellen durch die Differenz der Anzahl der passierten Markierungsstellen fest, ob der Zugschluß am Zug geblieben ist. Es wäre auch möglich, durch den Zug eine elektrische Leitung zu ziehen, ein Zerreißen dieser Leitung auf dem Zug zu überwachen und dies dem Stellwerk mitzuteilen.
Die Station Stl wertet die von den Zügen empfangenen Meldungen aus und teilt mit den Frequenzen f 4, f 5 und f 6 den Zügen mit, mit welcher Geschwindigkeit sie fahren dürfen. Hält ein Zug die ihm vorgeschriebene Geschwindigkeit nicht ein, so wird er z. B. durch Wegnahme seiner Empfangsfrequenz gebremst.
Mit einem derartigen System sind folgende Vorteile erreichbar: Der Standort mehrerer Züge zwischen zwei Stationen läßt sich feststellen; damit wird auch die Entfernung der einzelnen Züge voneinander festgestellt. Die Geschwindigkeit einzelner Züge kann gemessen werden. Es können den Zügen Befehle gegeben werden, und die Züge können sich unter Vermittlung der nächsten Station untereinander verständigen. Durch entsprechende Empfangseinrichtungen an den Zügen können sich die Züge auch ummittelbar verständigen. Wenn z. B. der Zug Z 1 nicht nur einen Empfänger für die Frequenz f 4, sondern auch einen für die Frequenz f 2 erhält, kann er die vom Zug Z2 gesendeten Übertragungskennzeichen empfangen. Ebenso kann umgekehrt der Zug Z2 einen Empfänger für die Frequenz f 1 erhalten. Man hat also die verschiedensten Möglichkeiten, um den Zugverkehr zu überwachen und zu leiten., und kann vollständig ohne Blocksignale auskommen. Es erübrigt sich jegliche Schienenisolierung und andere Änderungen an der Gleisanlage, die beim selbsttätigen Streckenblock oder bei Zugbeeinflussungsanlagen erforderlich sind. Durch Wahl entsprechender Frequenzen oder Code-Ströme können auch die Zugnummern unmittelbar nach jedem Stellwerk übertragen werden. Durch das Fehlen jeglicher Blockstrecken mit dem unvermeidbaren Abstand, zwischen den einzelnen Blockstellen ist es mit der Einrichtung nach der Erfindung möglich, Züge viel schneller aufeinanderfolgen zu lassen. Die laufende Geschwindigkeitsüberwachung und Geschwindigkeitsbegrenzung von den Stationen aus verhindert, daß auch bei größerer Zugdichte irgendwelche Betriebsstörungen eintreten können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Zugdeckungseinrichtung, bei der zur Fahrortbestimmung der Züge und zur Signalübertragung zwischen den Zügen und den Stationen sowie von Zug zu Zug längs den Strecken Leitungen verlegt sind, die mit Sende- und Empfangseinrichtungen für mehrere Frequenzen auf den Zügen strahlungsgekoppelt sind, gekennzeichnet durch eine derartige Änderung der für die Signalübertragung zwischen Zug (Z1 bis Z3) und Strecke (1) maßgebenden Strahlungseigenschaften der Leitungen (2 und 3, z. B. durch Änderung der Lage und/oder der Abschirmung) an Markierungsstellen (4 oder 5) der Strecke, daß ein unverändert von einer Stelle (Stationen Stl und St2 oder Zügen Z1 bis Z3) gesendetes Übertragungskennzeichen infolge der Vorbeifahrt des Zuges an der betreffenden Markierungsstelle in dem zugeordneten Empfänger mit veränderter Amplitude und/oder Phase empfangen wird, und durch die an sich bekannte Auswertung dieser Änderungen des empfangenen übertragungskennzeichens zur Fahrortbestimmung des Zuges.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Standort des Zuges (z. B. Z1) durch Zählen der beim Passieren der Markierungsstellen (Überkreuzungen 5) entstehenden Änderungen des empfangenen Übertragungskennzeichens festgestellt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zug (z. B. Z1) in an sich bekannter Weise mit einer Sende- und einer Empfangseinrichtung für verschiedene Frequenzen (z. B. f 1 und f 4) ausgerüstet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichen Leitungen (2 und 3) benutzt werden, um in an sich bekannter Weise Nachrichten zwischen den Zügen und/oder Stationen zu übertragen.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Zug zugeordneten Frequenzen selbsttätig durch am Anfang der Strecke angeordnete Gleisgeräte (Magnete M 1 bis M3) auf dem Zug eingestellt werden.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit eines Zuges nach den Stationen oder anderen Zügen in an sich bekannter Weise durch eine geschwindigkeitsabhängige Codierung oder Modulierung einer dem Zug ohnehin zugeordneten. oder einer zusätzlichen Frequenz übertragen wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Markierungsstellen (5) entstehenden Änderungen der von: einem Zug z. B. Z1) ausgesandten Ströme bestimmter Frequenz (z. B. f 1) in an sich bekannter Weise sowohl von der Abgangsstation (St2) als auch von der Zielstation (St i) ausgewertet werden. B. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit ihr in an sich bekannter Weise die Geschwindigkeit eines Zuges festgestellt wird, und zwar aus der Anzahl der passierten Markierungsstellen und der hierzu benötigten. Zeit. 9. Einrichtung nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise auch die Zuglänge nach den Stationen und/oder anderen Zügen gemeldet wird. 10. Einrichtung nach Anspruch 1 bis. 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende eines Zuges in an sich bekannter Weise eine zusätzliche Sende- und/ oder Empfangsapparatur angeordnet ist und in den Stationen, auf nachfolgenden Zügen und/oder auf dem Zug selbst der Fahrort des Zugschlusses überwacht wird, und zwar durch Zählen der von dieser Apparatur passierten Markierungsstellen. 11. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3 und 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine derartige Auswertung der empfangenen Übertragungskennzeichen., daß aus der Anzahl der von Anfang und Ende der Züge passierten Markierungsstellen, aus den gemeldeten Zuglängen und den festgestellten Geschwindigkeiten die zulässigen Geschwindigkeiten der Züge in den Stationen. oder auf den Zügen ermittelt werden. 12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (2 und 3) mittels einer ständig übertragenen Grundfrequenz (f 0) überwacht werden. 13. Einrichtung nach Anspruch 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß auch auf der Zielstation (St 1) eine Einrichtung zum Überwachen der Grundfrequenzübertragung angeordnet ist. 14. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Versagen der Empfangseinrichtung oder Ausfall der den Zügen zugeordneten Empfangsfrequenzen auf dem Zug selbsttätig eine Zwangsbremsung eingeschaltet wird. 15. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3 und 14, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Zugeinrichtungen, daß die Zwangsbremsung nur so weit beseitigt werden kann, daß dem Zug bis zum ordnungsgemäßen Empfang der ihm zugeordneten Empfangsfrequenz eine Langsamfahrt aufgezwungen wird. 16. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine Verständigung zwischen den Zügen untereinander mittels Empfangseinrichtungen für die den Nachbarzügen zugeordneten Sendefrequenzen vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 636113; französische Zusatzpatentschrift Nr. 55 087 (Zusatz zur französischen Patentschrift Nr. 960 977).