DE1405691A1 - Arrangement for the transmission of commands or information - Google Patents
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Description
"Anordnung zur Übertragung von Befohlen oder Informationen". Bei einen- automatischen Sieenbahnbetrieb , einen Betrieb also, bei dem 81e Triebfahrzeuge nicht mit Bedienungspersonal besetzt sind, ist an erforderlich, Befehle zur Beeinflussung der Oteuerung der Triebfahrzeuge von einer ortsfesten Befehloetelle auf 'die Triebfahrzeuge $u übertragen. Ei ist bereite bekannt, die Übertragung von Signalen durch modulierte, hochfrequentes elektromagnetische Schwingungen vorzunehmen. Dieben Verfahren macht fUr jeder Trieb- fahrzeug eine besondere frequmns erforderlich, achetert daher bei einem gröaaeren Eisenbahnbetrieb an der erforderlichen grossen Anzahl von Übertragungsfrequenzen. -Es ist auch bereite bekannt, die hochfrequenten Schwingungen nicht durch Raumstrahlung von elektromagnetischen Schwingungen, sondern leitungsgerichtet unter Verwendung der alektriachen hrleituna von der ortsfesten Befehlintelle aus zu dem au. etenernden Tiebfahrzeug zu übertragene Es ist auch bekannt-, bei einen elektrischen Zugbetrieb hochfrequente.) Wechseletrömw überlagerte Signalfrequenzen über Filter oder Nochpässe zwischen Schiene und Fahrdreht einzukoppeln und die der Be triebsspannung aufgeprägte Nochfrequenzepannung über den Stromabnehmer den lokemotiven zuzuführan. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht daray dgso eine hochfrequenzmäsaige Auftrennung der Fahrleitung in einzeln,! Abschnitte auf der Fahrtrecke notwendig ist, damit eine ortsselektive Übertragurig von Befehlen für jeden Streckeaabecbnitt möglich ist."Order to transmit orders or information". In an automatic Sieenbahnbetrieb , an operation in which 81e locomotives are not manned by operating personnel, it is necessary to transmit commands to influence the control of the locomotives from a fixed command point to the locomotives. It is already known to carry out the transmission of signals by means of modulated, high-frequency electromagnetic oscillations. Thieves method makes a special frequency necessary for each traction vehicle, therefore hesitates in the case of a larger railway operation on the required large number of transmission frequencies. - It is also ready known, the high-frequency oscillations not by space radiation of electromagnetic oscillations, but directed line using the alektriachen hrleituna from the stationary Befehlintelle made to the au. couple etenernden Tiebfahrzeug to be transmitted, it is also bekannt- high frequency in an electric traction operation.) Wechseletrömw superimposed signal frequencies above the filter or even passes between the rail and driving rotating and the loading drive voltage impressed Nochfrequenzepannung through the pantograph zuzuführan the lokemotiven. A disadvantage of this method is a high-frequency separation of the contact line into individual parts! Sections on the route is necessary so that a location-selective transmission of commands for each route section is possible.
Zur Auftrennung der Fahrleitung in einzelne Streckenabschnitte' ist die Einfügung von Sperrdrosseln oder Filtern in die Pahrleitune erforderlich. Abgesehen von den schwierigkeitane die die Auftrennung der fahrleitung.in kure Streckennbaohnitte für die Stromabnahme selbst bereitet, mizseen die Trenndrosseln für den' Vollen Xurzzchlußetrom der Fahrleitung ausgelegt. sein und sind daher gross und teuer. For the separation of the contact line into individual line sections' the insertion of locking chokes or filters in the Pahrleitune is required. Apart from the difficulties that the disconnection of the overhead contact line prepares in a short stretch of the line for the current consumption, the isolating chokes are designed for the full short-circuit flow of the overhead contact line. be and therefore are large and expensive.
Zu ist auch bereits bekannt, 6.B. für rersonenrufanlagen Signale auf induktivem Wege mit Hilfe einer s. B. fest verlegten Leiterschleife zu übertragen. Dabei umschliesst eine die von einem Strom hoher ?requens, die s. B. mit einer Tonfre- quenz moduliert sein kann, durchflossen wird, das Gebiet, in dem Signale empfangen werden sollen (s. B. ein Fabrikareal). Die zu rufende ]Person trägt einen auf die Prequens der Leiterschleife durohtliessenden hochfrequenten Stromes abgestimmte Impfängeranordnung, die durch induktive Übertragung bei Modulation den Hoobtrequensetromes durch eine Tonfrequens die zu rufende Persoa, s. B. durch ein akustisches Signal anspricht. Zu is also already known 6.B. to transmit fixed conductor loop for rersonenrufanlagen signals inductively by means of a s. example. In this case, the enclosing a? Requens that s can be modulated. B. with an audio frequency high frequency by a current flowing through it, the area to be received in the signals (s. For example, a factory area). The] to calling person wearing a durohtliessenden the Prequens the conductor loop balanced high-frequency current Impfängeranordnung, the responsive by inductive transmission with the modulation Hoobtrequensetromes by a Tonfrequens to be called persoa, s., By an acoustic signal.
Aufgab» der hrfindung ist en, einen Befehl oder Information auf ein achienenfahrzev#-; von einer (oder mehreren) ortsfesten Befehls- stellen zu übertragen, wobei die Befehle oder Informationen je nach Iage des Fahrzeugen in verschiedenen Abschnitten der Fahr- strecke verschieden sein können. Die Erfindung besteht darin,dase die mit verschiedenen modulierbaren Strömen der gleichen hohen ärequenz gespeisten Leiterschleifen der einzelnen Strecken ab-schnitte aus Pahrachiene und Fahrdraht und aus die Streckenabschnitt* gegeneinander abriegelnden, auf die hohe Frequenz abge-stimmten Saugkreise gebildet sind. The task of finding a command is a command or information on a rail vehicle # -; set of one (or more) fixed command to be transmitted, wherein the instructions or information route according to iAge of vehicles in various portions of the vehicle may be different. The invention is dase the different modulated currents of the same high-powered ärequenz conductor loops of the individual routes off cuts from Pahrachiene and contact wire and of the track section against each other abriegelnden, tailored to specific high frequency * series resonant circuits are formed.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anordnung ist in den fig. 1 und 2 dargestellt. In der Fig. 1 ist eine Eisenbahnstrecke dargestellt, die in verschiedene Streckenabschnitte A, B, C und D unterteilt ist. In der Fig. 2 ist ein Streckenabschnitt der erfindungsgemässen Anordnung allein dargestellt. Dabei ist mit 1 die Fahrleitung und mit 2 die Schiene bezeichnet. Unter Fahrleitung soll hier gegebenenfalls auch z. B. bei fahrdrahtlosen Strecken ein parallel zur Fahrschiene isoliert geführter heiter verstanden werden. Mit 3 ist der Kondensator und mit 4 die Dros-sel eines einen 9augkreia bildenden Serienresonanzkreises bezeich-net. 6 ist ein Transformator, dessen Sekundärwicklung über einen Kondensator 5 mit der Fahrleitung 1 verbunden ist. Der Kondensator 5 ist für die Fahrdrahtspannung isoliert und trennt den Transfor-mator 6 galvanisch von der Fahrleitung 1. Die Primärwicklung des Transformators 6 wird durch den Generator 8, der Wechselspannung hoher Frequenz erzeugt, eingespeist. Zwischen der PrimärwiCklung des Transformators 6 und dem Generator 8 ist eine Modulationseinrichtung ? Torgesehen, die die fron Generator 8 erzeugte Spannung entsprechend eines von der Befehlsstelle 31 übertragenen 8ignales moduliert. An embodiment of the inventive arrangement is in the fig. 1 and 2 shown. In Fig. 1 , a railway line is shown, which is divided into different route sections A, B, C and D. In FIG. 2, a route section of the arrangement according to the invention is shown alone. The catenary is denoted by 1 and the rail is denoted by 2. Under catenary, z. B. with catenary lines a parallel to the rail isolated run can be understood cheerfully. 3, the capacitor 4 and the throttle sel of a 9augkreia forming the series resonant circuit designated net. 6 is a transformer, the secondary winding of which is connected to the contact line 1 via a capacitor 5. The capacitor 5 is isolated for the trolley wire voltage and separates the Trans- former 6 galvanically isolated from the contact line 1. The primary winding of the transformer 6 is generated by the generator 8, the AC voltage of high frequency, is fed. Between the primary winding of the transformer 6 and the generator 8 is a modulation device? Goal seen, which modulates the voltage generated by the generator 8 in accordance with a signal transmitted by the command station 31.
Hit 10 ist das zu steuernde Triebfahrzeug bezeichnet. in dienet sind die beiden Spulen 11 und 12 befestigt, die zusammen mit der aus Fahrleitung, Schiene e<md den beiden Serienres onanzkreisen gebildeten leite-raohleife ;ewisseraassen einen Lufttransformator darstellen. Die in den Spulen 11 und 12 induzierten Wechselspannungen werden einem Oteuergerät _13 zugeführt, das diese 8pannun4en auswertet und in 8teuerbetehle b». Informationen für das Triebfahrzeug umwandelt. Auf dem Triebfahrzeug ist, wie schon beschrieben, jeweils eine Spule an einem Fahrzeugende vorgesehen. Diner ist erforderlich,. weil bei Vorhandensein von nur einer Opale bei einen. zufälligen Halt unterhalb der Trennetelle ereier atreakenabachnitte die Übertragung eines Befehles von der Betehlastelle -31 zu dem Triebfahrzeug 10 niobt eiohergestellt wäre. Hit 10 is the name of the traction vehicle to be controlled. in serve the two coils 11 and 12 are mounted, which together with the MD of catenary, rail e <both Serienres onanzkreisen formed Leite-raohleife; ewisseraassen represent an air transformer. The alternating voltages induced in the coils 11 and 12 are fed to an Oteuergerät _13, which evaluates these 8 voltages and in 8 control commands b ». Converts information for the locomotive. As already described, a coil is provided at each end of the vehicle on the traction vehicle . Diner is required. because if there is only one opal in one. An accidental stop below the dividing point would cause atreakenabach sections to transmit a command from the Betehlastelle -31 to the motor vehicle 10 would not be possible.
Bei der im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Anordnung ist vorge- sehen, dass die modulierte Befehlswechselspannung dauernd an jeder laiterechleife der eituelnen atreckenabechnitte anliegt, solange das auf der Strecke befindliche Triebfahrzeug in Fahrt sein soll. In allgemeinen wird man mit einigen Geschwindigkeit*-Sollworten z. B. 15, 30, g0, und 90 km pro Stunde für die Fahrzeuge auskommen können, wobei Jedem Sollwert eine bestimmte Modulation entspricht, die z. B. eine Amplituden-Hodulation oder eine Prequenzmodulation oder eine Ispuleoodulation sein kann. Bei einest Ausfall des Generators 8 oder Wegfall der Modulation, wenn das Fahrzeug also angeführt ist, soll der Haltbefehl auf den zu steuernden Triebfahrzeug selbsttätig ausgeführt werden. Dies hat auch den Vorteile dann bei urmodulierter, von Generator 8 geliefer- ten Wechselspannung der Haltbefehl ausgeführt wird. Auf diese Weise erhält man eine zusätzliche Überwachung der Signalübermittlung. In the arrangement provided in the embodiment treadmill is intended that the modulated AC voltage command laiterechleife continuously at each of the eituelnen atreckenabechnitte applied, should be as long as the traction unit located on the track in driving. In general, with a few speed * target words z. B. 15, 30, g0, and 90 km per hour for the vehicles can get along, each setpoint corresponding to a certain modulation that z. B. can be an amplitude hodulation or a frequency modulation or an Ispuleoodulation . In the event of a failure of the generator 8 or loss of modulation, i.e. when the vehicle is listed , the stop command should be executed automatically on the traction vehicle to be controlled. This also has the advantage of running then at urmodulierter from generator 8 geliefer- th AC voltage of the stop command. In this way an additional monitoring of the signal transmission is obtained.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, auf eine besondere Frequenz für den Haltbefehl zu verzichten. Der Haltbefehl wird dann durch Wegnehmen der Modulation gegeben. In der Fig. 1 sind mehrere Streckenabschnitte einer mit'der'be@ anspruchten Einrichtung ausgerüsteten Strecke schematisch dargestellt. Es sind vier Abschnitte A, B, C und D der Strecke eingezeichnet. Jeder Abschnitt besitzt eine Anordnung von'Saugkreisen 3 und 4, wie sie oben beschrieben ist.Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass jeweils ein Saugkreis von zwei benachbarten Streckenabschnitten .gemeinsam zur Abriegelung gegenüber diesem .Abschnitt benutzt wird. Jeder der Streckenabschnitte besitzt eine Einape.iseeinrichtung 21A, 21B, 21C, 21D, wobei jede dieser Einrichtungen, wie beschrieben, aus einem Kondensator 5, Transformator 6, Generator 8 und NLodulationsstufe 7 besteht. Die Frequenz für die Generatoren der verschiedenen Abschnitte ist jeweils die gleiche. Es ist daher auch möglich, wie bereits erwähnt, mit einem Resonanzglied, 3, 4 eine Trennung der Abschnitte an den Grenzen von zwei Streckenabschnitten zu erreichen. Obgleich die Frequenz des Generators 8 der einzelnen Streckenabschnitte gleich ist, ist eine Beeinflussung dnes Triebfahrzeuges in einem benachbarten Streckenabschnitt durch die hochfrequenten Spannungen des zu dem e2»nstreckenabschnitt gehörenden Generators nicht möglich, weil die Ströme, die in einen Nachbarabschnitt abfliessen können, vernachlässigbar klein sind. Dies ist der Fall, weil die Impedanz d-er Fahrleitung und der Schiene sehr gross gegegenüber der die beiden verbindenden Resonanzkreise 3, 4 ist. Da die Induktivität einer Fahrleitung gegenüber der Schiene an sich schon sehr gross istg besteht kerne Schwierigkeit ohne grossen Aufwand bei der zur Verwendung kommenden hohen Frequenz ein Verhältnis der Impedanzexa zwischen Fahrleitung und Resonanzkreisen von etwa 1 zu 100 zu realisieren. Damit liegt der in den Nachbarabschnitt abfliessende Strom in der Grössenanordnung von etwa 1%, was zu einer Beeinflussung des in einem Nachbarabschnitt befindlichen Triebfahrzeuges nicht führen kann. It is also possible to dispense with a special frequency for the stop command. The stop command is then given by removing the modulation. In FIG. 1, several route sections of a route equipped with the device claimed are shown schematically. There are four sections A, B, C and D of the route drawn. Each section has an arrangement of suction circuits 3 and 4, as described above. The arrangement is such that one suction circuit is used in each case by two adjacent track sections. Each of the route sections has an integration device 21A, 21B, 21C, 21D, each of these devices consisting of a capacitor 5, transformer 6, generator 8 and modulation stage 7, as described. The frequency for the generators in the various sections is always the same. It is therefore also possible, as already mentioned, to use a resonance element 3, 4 to separate the sections at the boundaries of two route sections. Although the frequency of the generator 8 of the individual route sections is the same, the high-frequency voltages of the generator belonging to the route section cannot influence the traction vehicle in an adjacent section because the currents that can flow into a neighboring section are negligibly small . This is the case because the impedance of the contact line and the rail is very large compared to the two connecting resonance circuits 3, 4. Since the inductance of a contact line compared to the rail itself is already very high, there is no difficulty in realizing a ratio of the impedancexa between contact line and resonance circles of about 1 to 100 without great effort at the high frequency used. The current flowing into the neighboring section is thus in the order of magnitude of about 1%, which cannot affect the motor vehicle located in a neighboring section.
Ein grosser Vorzug der beanspruchten Einrichtung liegt darin,dassjeweils sämtliche Bauteile gleicher Art in allen Streckenabschnitten gleich sein. können, d.h. alle Kondensatoren 3 und alle Drosseln 4 sind gleich gross, alle Drosseln 5 und alle Transformatoren 69 7,-Generatoren 8 und die Modulationastüfe 9 haben jeweils die gleiohe Grösse. Ebenso sind die Geräte auf dem Triebfahrzeug, nämlich die Spulen 11 und 12 sowie die Empfänger 13 in gleicher. Weise ausgeführt. Dies ergibt in der Fabrikation den Vorteil grosser Serien und damit niedriger Hesstellungekosten.Ein weiterer-Vorzug der beanspruchten Anordnung liegt darin' dass nur jeweils die Kondensatoren 3 bzw. 5 für die Fahrle.tungespannung zu isolieren sind. Zudem ist die Kapazität der erforderlichen Kondensatoren relativ klein, so dass sich trotz hoher Isolationsklasse kleine Abmessungen und damit niedrige Kosten ergeben. Die Drosseln können eine Niederspannungsisolation erhalten. Im praktischen Betrieb kann die Steuerung eines Triebfahrzeuges 10 sich in der folgenden Weise abspielen: Das Triebfahrzeug 10 möge gerade im Streckenabschnitt A eingefahren sein. An die Befehlsatelle 31 wird durch bekannte Einrichtungen, die nicht zum Gegenstand der Erfindung gehören,-die Belegung des Streckenabschnittes gemeldet. Wenn der Streckenabschnitt B frei, der Streckenabschnitt C jedoch belegt ist, ist es möglich, dem Triebfahrzeug in Abschnitt A die maximale Geschwindigkeit von z. B. 100 km pro Stunde zu gestatten. Von der Befehlsstelle 31 aus wird daher die vom Generator SA erzeugte Mittelfrequenzspannung im Modulator 9A entsprechend demlBefehl o# Höchstgeschwindigkeit " moduliert. In der Leiterschleife, gebildet aus dem Fahrleitungsab---.schnitt 1A, den beiden Resonanzgliedern 3A, 4A und dem Schienenabschnitt 2A, wird also im Streckenabschnitt A ein bestimmtes elektromagnetisches Feld induziert. Dieses induziert in den Spu-len 11 und 12 auf dem Triebfahrzeug 10, ähnlich wie bei einem Zufttransformator eine Spannung gleicher Frequenz, die dem Steuergerät,13 zugeführt wird. Dort wird die Spannung demoduliert und der Regeleinrichtung des Antriebes als Sollwert für die Höchstgeschwindigkeit zugeführt. Entsprechend dem Sollwert wird die Regeleinrichtung und die Steuerung des Triebfahrzeuges eingestellt, so dass dieses mit der vorgeschriebenen Geschwindig-keit im Streckenabschnitt A fahrt. Hat da `.eriebfahrzeug 10 den Streckenabschnitt A verlassen und ist in Abschnitt B eingelaufen, muss wohl oder übel, wenn der Streckenabschnitt C, wie dies angenommen wurde, noch besetzt ist, der Haltbefehl an das Triebfahrzeug übermittelt werden. Dies erfolgt auf die gleiche Weise, wie die Übermittlung des Befehles "Höchstgeschwindigkeit11, jedoch wird die vom Generator 8B erzeugte Wechaelepannung im Modulator 9B mit einer anderen Frequenz moduliert. Der Befehl "Halt" kann erst wieder aufgehoben werden, wenn die Meldung, dass der Streckenabschnitt C frei ist, in der Befehls-stelle 31 vorliegt.A major advantage of the claimed device is that all components of the same type are the same in all route sections. can, ie all capacitors 3 and all chokes 4 are of the same size, all chokes 5 and all transformers 69 7, generators 8 and the modulation stage 9 are each the same size. Likewise, the devices on the traction vehicle, namely the coils 11 and 12 and the receivers 13 are the same. Way executed. This results in the advantage of large series production and thus lower production costs. Another advantage of the claimed arrangement is that only the capacitors 3 and 5 for the power line voltage need to be isolated. In addition, the capacitance of the required capacitors is relatively small, so that despite the high insulation class, small dimensions and thus low costs result. The chokes can be given a low-voltage insulation. In practical operation, the control of a traction vehicle 10 can take place in the following way: The traction vehicle 10 may just have entered route section A. The occupancy of the route section is reported to the command station 31 by known devices which are not part of the subject matter of the invention. If the route section B is free, but the route section C is occupied, it is possible to set the traction vehicle in section A to the maximum speed of z. B. to allow 100 km per hour. Therefore, the medium-frequency voltage generated by the generator SA in the modulator 9A corresponding demlBefehl o # speed "is modulated. In the conductor loop, formed from the Fahrleitungsab ---.-Section 1A from the command point 31 of the two resonant members 3A, 4A and the rail portion 2A, is thus induces a specific electromagnetic field at the section a. This induced in the SPU len 11 and 12 on the traction units 10, similar to a Zufttransformator a voltage of the same frequency which is supplied to the control unit, 13. There, the voltage is demodulated and supplied to the control device of the drive as the setpoint for the speed limit. Accordingly, the desired value the control means and control of the powered unit is adjusted, so that this with the prescribed vELOCITY at the section A ride. has there `.eriebfahrzeug 10 the track section A leave and Entered section B, must or bad, if the route section C, as was assumed, is still occupied, the stop command must be transmitted to the locomotive. This is done in the same way as the transmission of the command "Maximum speed11, but the alternating voltage generated by the generator 8B is modulated in the modulator 9B with a different frequency. The command" Halt "can only be canceled again when the message that the route section C is free, put in the command is present 31st
Bei einer feineren Unterteilung der Streckenabschnitte für die Ortung des Triebfah`zeugee z. B. in zwei Unteräbschnitte könnte festgestellt werden, ob das den Streckenabschnitt C belegende Triebfahrzeug sich in der ersten oder in der zweiten Hälfte des Streckenabschnittes C befindet. Wenn sich das Triebfahrzeug bereits in der zweiten Hälfte des Streckenabschnittes C befindet, wäre in der ersten Hälfte des Streckenabschnittes B für das Triebfahrzeug 10 zoB. noch etwa die halbe Höchatgeschwindigkeit zulässig. Die Unterteilung der Streckenabschnitte für die Befehls-gabe in Unterabschnitte für die Ortung gibt der Befehlsstelle also die Möglichkeit, Entscheidungen für die Fahrzeugeollgeschw indigkeit in den einzelnen Streckenabschnitten elastischer zu treffen. Es besteht auch die Möglichkeit, anstelle einer Einrichtung, die sich in bekannter Weise der Meldung der Belegung der Streckenabschnitte durch voneinander isolierte Geleise bedient, eine Zähleinrichtung in jedem Triabfahrzeug anzuordnen, die die vom Peginn eines Streckenabschnitten zurückgelegte Strecke in Form von Impulsen zählt, und den entsprechenden Messwert der Befehlsstelle übermittelt. Dies kann z. B. durch Modulation einer, einem jeden Triebfahrzeug zugeordneter: Wechselspannung erfolgen, die über die Fahrleitung der Befehloetelle zugeleitet wird. Eine solche Anordnung gestattet der Befehlsstelle die Entscheidung über die zulässige Geschwindigkeit für die verschiedenen gleichzeitig auf der Strecke in verschiedenen Streckenabschnitten befindlichen Triebfahrzeugen freizügig zu treffen, d.h. die wirtschaftlichste-Geschwindigkeit zu wählen, die eine Durchfahrt über die Strecke ohne Anhalten oder Bremsen zulässt. Eine Anordnung der erfindungsgemässen Einrichtung in Verbindung mit den oben beschriebenen Einrichtungen erlaubt die optimale Kapazitätsausnützung einer Bahnstrecke.In the case of a finer subdivision of the route sections for locating the motor vehicle e.g. B. in two sub-sections it could be determined whether the traction vehicle occupying the route section C is in the first or in the second half of the route section C. If the traction vehicle is already in the second half of the route section C, the first half of the route section B for the traction vehicle 10 would be zoB. about half the maximum speed is still permissible. The subdivision of the sections for the command reproducing into subsections for location so the command post is the opportunity to make decisions for the Fahrzeugeollgeschw indigkeit in the individual sections of elastic. There is also the possibility, instead of a device that uses the known way of reporting the occupancy of the route sections by isolated tracks, to arrange a counting device in each Triabfahrzeug that counts the distance covered by the Peginn of a route section in the form of pulses, and the corresponding measured value transmitted to the command point. This can e.g. B. by modulation of an alternating voltage assigned to each locomotive , which is fed to the command station via the contact line. Such an arrangement allows the command center to freely decide on the permissible speed for the various locomotives located on the route in different sections of the route, i.e. to choose the most economical speed that allows passage over the route without stopping or braking. An arrangement of the device according to the invention in connection with the devices described above allows the optimal utilization of the capacity of a railway line.
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US6597137B1 (en) | 1999-02-22 | 2003-07-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for transmitting and receiving a control signal to a vehicle |
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