DE1405708B2 - Automatisches zugsicherungssystem - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Zugsicherungssystem mit drahtloser Übertragung der Zugmeldesignale zu einer Zentrale und der Steuersignale von der Zentrale zu den einzelnen Zügen.

Im Zusammenhang mit der automatischen Zugsicherung ist bereits eine Einrichtung bekannt, die selbsttätig und kontinuierlich die Stellung und den Abstand zwischen ein und dieselbe Strecke befahrenden Zügen zu signalisieren erlaubt. Dabei wird ohne orstfeste Anlagen gearbeitet. Die Fahrstrecke ist in einzelne Abschnitte unterteilt, die jeweils einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen eines Rades des Zuges entsprechen. Ferner ist jeder Zug mit einer konstant wirkenden Radiosendevorrichtung versehen. Diese bekannte Einrichtung ist also an die Verwendung des bekannten Blocksystems gebunden. Beim jeweiligen Blockwechsel erfolgt eine Änderung der Sendefrequenz, mit der von dem jeweiligen Zug Signale zu einer Zentrale hin gesendet werden. Der Nachteil eines mit Hilfe derartiger Einrichtungen arbeitenden Zugsicherungssystems besteht darin, daß man zum einen an das Blocksystem gebunden ist und daß zum anderen keine exakte Standortermittlung der jeweiligen Züge möglich ist. Der Grund hierfür liegt im wesentlichen darin, daß in der Praxis die einzelnen Blöcke nicht allzu kurz gemacht werden können, so daß die bloße Angabe, daß ein Block belegt ist, nicht anzeigt, an welcher Stelle innerhalb des Blockes sich gerade ein Zug befindet.

Es ist ferner ein Eisenbahnsicherungssystem mit vorzugsweise selbsttätiger Meldung des Zuges und des Ortes an eine Zentrale unter Verwendung einer Funkverbindung zwischen dem zu überwachenden Zag und der Zentrale bekannt. Dabei sind jedem Zug und ebenso bestimmten Ortszonen bzw. Ortspunkten bestimmte Kennzeichen zugeordnet. Für die vorgegebenen Entfernungspunkte sind Schaltmittel, z. B. Gleismagnete bzw. den Gleismagneten der induktiven Zugsicherungseinrichtung ähnliche Gebilde, vorgesehen. Diese Schaltmittel übertragen in Form einer Tonfrequenzkombination ζ. B. auf den Zugsender ein Ortskennzeichen. Der Zugsender sendet dabei gleichzeitig sein Kennzeichen und auch das jeweilige Ortskennziechen aus. Diese Kennzeichen werden in der Zentrale empfangen und selbsttätig in ein Gleisbild oder in eine entsprechende Überwachungseinrichtung eingetragen. Damit ist auch dieses bekannte Eisenbahnsicherungssystem an die Verwendung des bekannten Blocksystems gebunden. Auch hierbei ist es lediglich möglich, festzustellen, ob sich ein Zug in einem bestimmten Gleisabschnitt befindet oder nicht. Eine genaue Auskunft über den tatsächlichen Standort des Zuges kann nicht gegeben werden.

Es ist ferner ein Warnsystem für Fahrzeuge bekannt, bei dem die Abstände aufeinanderfolgender Fahrzeuge und insbesondere von Zügen auf dem Funkwege direkt gemessen werden. Eine Messung des zurückgelegten Weges der einzelnen Fahrzeuge, die Meldung der Meßwerte auf dem Funkwege an eine Zentrale und die Auswertung dieser Meßwerte und die Übermittlung daraus resultierender Steuerbefehle an die einzelnen Fahrzeuge bzw. Züge, ist nicht vorgesehen. Damit ist es mit Hilfe dieses bekannten Warnsystems aber nicht möglich, eine genaue Standortbestimmung von Fahrzeugen und insbesondere von Zügen vornehmen zu können.

Es ist auch schon eine Anordnung bekannt, die einen getrennten Nachrichtenverkehr mit mehreren auf gleicher Frequenz arbeitenden, räumlich vorzugsweise an verschiedenen Stellen liegenden Teilnehmern von einer zentralen Stelle aus ermöglicht. Diese Anordnung arbeitet mit einem Pulsmodulationssystem. Angewendet wird die betreffende Anordnung für den Eisenbahnsicherungsdienst, und zwar vorzugsweise zur selbsttätigen Meldung des Zuges und des Ortes an eine zentrale Stelle durch den dem Zug zugeordneten Puls und seine Phasenverschiebung. Mit Hilfe dieser bekannten Anordnung ist es zwar möglich, von einer Zentrale aus den einzelnen Zügen jeder Zeit Befehle und andere Nachrichten zu übermitteln und ebenso von den Zügen Nachrichten zur Zentrale hin zu übermitteln. Von Nachteil bei dieser bekannten Anordnung ist jedoch die Forderung nach Einhaltung einer relativ hohen Genauigkeit in der Erzeugung, Übertragung und Auswertung des dem jeweiligen Zug zugeordneten Pulses und dessen Phasenverschiebung. Würde nämlich nicht die erwähnte Genauigkeit eingehalten werden, so könnte dies dazu führen, daß ein Zug identifiziert wird, der nicht durch den jeweiligen Puls und seine Phasenverschiebung gekennzeichnet ist.

Neben den vorstehend betrachteten bekannten Anordnungen ist auch schon ein Verfahren zur Überwachung von Zügen auf einer Strecke mittels Hochfrequenz bekannt, die entweder leitungsgerichtet, insbesondere über die Fahrdrahtleitung, oder drahtlos, vorzugsweise mittels Kurzwellen übertragen wird.

Dabei werden bei den einzelnen Triebfahrzeugen und in festen Überwachungsstellen Hochfrequenzsende- und Hochfrequenzempfangseinrichtungen vorgesehen. Die gesamte zu überwachende Strecke ist in eine Anzahl untereinander gleicher Teilabschnitte unterteilt, denen als charakteristisches Zeichen eine für jeden Teilabschnitt verschiedene Modulationsfrequenz fest zugeordnet wird, mit der der Sender eines sich in diesem Abschnitt befindlichen Zuges moduliert wird. Außerdem wird der Zugort innerhalb der Teilstrecke impulsmäßig durch veränderliche Beeinflussung der Modulationsfrequenz gekennzeichnet, und schließlich ist die Änderung in der Sender- und Empfängereinstellung vom zurückgelegten Weg abhängig. Die bei diesem bekannten Verfahren von den einzelnen Zugen jeweils ständig ausgesendeten Steuerimpulse werden in der dem jeweiligen Überwachungsabschnitt zugeordneten Überwachungsstelle rhythmisch abgetastet. Auch dieses bekannte Verfahren ist für die individuelle Ortsanzeigen der Züge ungenau. Mit zunehmender Länge der Übertragungsstrecke werden nämlich die Fehler in der Angabe des zurückgelegten Weges größer. Zum Ausgleich derartiger Fehler können gegebenenfalls gesonderte Meßränder verwendet werden, was aber zusätzlichen Aufwand bedeutet.

Es ist auch schon ein elektrisches Zugmeldesystem für ein Eisenbahnnetz bekannt, welches in einzelne Abschnitte eingeteilt ist und bei dem von einem Zentralsender in einer den Eisenbahnverkehr überwachenden Zentrale in einzelnen Abschnitten bzw. den im Eisenbahnnetz befindlichen Zügen zugeordnete Abfragesignale in zyklischer Folge ausgesendet werden. Diese Signale werden von in den Zügen vorgesehenen Zugempfängern aufgenommen und bewirken die Abgabe eines Quittungszeichens von einem Zugsender, wenn das empfangene Abfragesignal dem von dem betreffenden Zug durchfahrenen Abschnitt bzw. dem Zug selbst zugeordnet ist. Das Quittungszeichen enthält dabei ein den betreffenden Abschnitt kennzeichnendes Kennzeichen. Auch bei diesem bekannten elektrischen Zugmeldesystem ist das Bahnnetz in Blockstrecken unterteilt, so daß auch hierbei innerhalb jeder Blockstrecke nur ein Zug fahren kann, und zwar unabhängig davon, welche Geschwindigkeit er besitzt.

Es ist auch schon ein System zur Entfernungsmessung bei Nachrichtenübermittlungen zwischen sich auf Hauptverkehrswegen, z. B. Eisenbahnen, bewegenden Fahrzeugen und einer zentralen Stelle unter Anwendung eines Pulsmodulationssystems, insbesondere eines Pulsphasenmodulationssystems, bekannt. Bei diesem bekannten System wird die Laufzeit von Impulsen als Maß für die Entfernung des Fahrzeuges in der zentralen Stelle ausgenutzt und zur Lagebestimmung in einem Streckenbild. Zu diesem Zweck wird vom Sender der zentralen Stelle ständig ein Taktpuls bzw. Meßpuls für alle Fahrzeuge ausgesendet. Dieser Puls wird von den Fahrzeugempfängern empfangen, in welchen er die Aussendung von Impulsen mit für jedes Fahrzeug derart verschiedener zeitlicher Verzögerung durch die Fahrzeugsender veranlaßt, daß die Impulse aller Fahrzeugsender bei allen im Rahmen des Systems möglichen Entfernungen der Fahrzeuge von der zentralen Stelle immer nacheinander in vorgegebener Reihenfolge in der zentralen Stelle eintreffen. Die Abtastfrequenz des Taktpulses ist dabei so niedrig gewählt, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen alle Fahrzeugmeldungen empfangen werden. Dieses bekannte System zur Entfernungsmessung kommt zwar ohne die Verwendung von Blockabschnitten aus, jedoch kann die Ausnutzung der Laufzeit von Impulsen als Maß für die Entfernung dann zu Schwierigkeiten in der genauen Standortbestimmung führen, wenn mit Laufzeitschwankungen auf der benutzten Übertragungsstrecke zu rechnen ist.

Neben den betrachteten Zugsicherungssystemen ist auch schon ein Eisenbahnsicherungssystem bekannt, bei dem eine selbsttätige Meldung des Zuges und Ortes an eine zentrale Stelle erfolgt. Dabei sind den verschiedenen Zügen und bestimmten Entfernungspunkten verschiedene Kennzeichen zugeordnet. In Abhängigkeit vom Durchfahren der Entfernungspunkte erfolgt eine Aussendung der Kennzeichen des jeweiligen Zuges und des Ortes durch einen auf dem Zuge befindlichen Sender. Diese Meldungen werden in einer Zentrale empfangen und vorzugsweise selbsttätig in ein Gleisbild eingetragen. Nach erfolgtem Empfang wird vom Sender der Zentrale ein Quittungszeichen ausgesendet. Diese Quittungszeichen sind für die verschiedenen Züge verschieden; sie bestätigen dem Empfänger des jeweiligen Zuges den Meldungsempfang. Die von Zug und Ort jeweils an die Zentrale abgegebene Meldung umfaßt dabei zusätzlich ein Kennzeichen dafür, daß der als Schlußwagen vorgesehene Wagen mitgeführt wird und/oder bestimmte Streckenpunkte passiert hat. Damit wird auch bei diesem bekannten Eisenbahnsicherungssystem von dem eigentlichen Blocksystem Gebrauch gemacht. Mit der Anwendung eines derartigen Blocksystems sind aber die oben geschilderten Nachteile verbunden. Eine genaue Überwachung von Zügen innerhalb eines Blockabschnitts ist mit diesem bekannten Eisenbahnsicherungssystem nicht möglich.

Ferner ist eine Eisenbahnsignaleinrichtung mit drahtlosen Signal- und Meldeübertragungen zwischen einer Zentrale und den Zügen zur Regelung des Zugbetriebs auf einer Strecke mit Bahnhöfen, Kreuzungsstellen od. ä. ortsfesten Stationen bekannt, deren Weichen, Fahrstraßen oder sonstige Stellvorrichtungen ebenfalls zentral gesteuert und überwacht werden sollen. Bei dieser bekannten Signaleinrichtung ist das Funkübertragungssystem für Kommandos und Meldungen zwischen der Zentrale und den Zügen unter Vermeidung eines direkten drahtgebundenen oder drahtlosen Ubertragungsweges zwischen der Zentrale und den Stationen zu einem universellen Fernsteuer- und Fernüberwachungssystem erweitert. Die Erweiterung ist dabei derart vorgenommen, daß sämtliche den normalen Betrieb der Züge und Stationen regelnden Aufträge und Meldungen ausschließlich die Funkverbindung mit den Fahrzeugen benutzen. Diese bekannte Eisenbahnsignaleinrichtung ist jedoch auch auf das Blocksystem aufgebaut. Damit haften auch dieser bekannten Eisenbahnsignaleinrichtung die Nachteile an, die den oben betrachteten bekannten Anordnungen anhaften, welche auf die Verwendung von Blocksystemen abgestellt sind.

Es ist auch schon eine Einrichtung bei zentral gesteuerten Stationen für die Sicherung des durch Achszähler überwachten Eisenbahnbetriebs bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung werden die an den Zählstellen erzeugten Achszählimpulse nach der Zentrale geleitet, in welcher die Auswertung durch Ein- und Auszählungen erfolgt. Auch diese bekannte Einrichtung erlaubt nur eine relativ ungenaue Standort-

bestimmung des jeweiligen Zuges, da auch bei dieser bekannten Einrichtung von der Verwendung des bekannten Blocksystems Gebrauch gemacht wird.

Neben den vorstehend betrachteten bekannten Zugsicherungssystemen ist auch schon ein Zugsicherungssystem mit linienförmiger Übertragung von Signalbegriffen zwischen Zug und Strecke zur Erzielung eines Zugfolgeabstandes vorgeschlagen worden, der dem jeweiligen Bremsweg bei verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten des Zuges angepaßt ist. Dabei verursacht jeder Zug an Knotenpunkten einer längs der Strecke verlegten Doppelleitung Meldeimpulse, die von Meldestellen der Strecke empfangen, gezählt und als Fahrortmeldungen des Zuges ausgewertet und gespeichert werden. Die Meldestelle am Anfang jeder Überwachungsstrecke ist zugleich als Sendestelle für eine der Anzahl der Knotenpunkte entsprechende Anzahl von Kommandoimpulsen ausgebildet, die in regelmäßiger kurzer Taktfolge über dieselben Leitungen auf alle im Überwachungsabschnitt befindliehen Züge übertragen werden und dort durch entsprechende Kennungen »frei« oder »besetzt«, die von den in der Meldestelle empfangenen Fahrortmeldungen abhängig sind, örtlich und zeitlich übereinstimmend den Frei- oder Besetzt-Zustand der Abschnitte zwischen den Knotenpunkten melden. Da auch dieses vorgeschlagene Zugsicherungssystem auf die Verwendung eines Blocksystems aufgebaut ist, treten auch bei diesem System die Nachteile auf, die bei Anlagen mit einem Blocksystem auftreten.

Ferner ist ein Sicherungssystem für Fahrzeuge, insbesondere Eisenbahnfahrzeuge, vorgeschlagen worden, die sich in derselben Richtung in etwa derselben Spur bewegen und deren jeweiliger Fahrort als Funktion der Zeit aus elektrischen Überwachungskennzeichen ermittelt wird, die mittels eines längs der Spur verlegten Leitungssystems dauernd zwischen den Fahrzeugen und festen Orten an der Spur übertragen werden, zum Erzielen eines den Bremswegen der Fahrzeuge angepaßten, veränderlichen Folgeabstands. Bei diesem vorgeschlagenen Sicherungssystem hat das Leitungssystem eine nicht lineare Phasencharakteristik, und der jeweilige Fahrort der Fahrzeuge wird durch Auswerten der auf diesem Leistungssystem entstehenden Laufzeitdifferenzen zweier Wechseiströme ermittelt. Damit arbeitet auch dieses vorgeschlagene Sicherungssystem mit einem Blocksystem, weshalb auch hier die Nachteile auftreten, die bei Anordnungen mit einem Blocksystem auftreten.

Im übrigen ist es bereits bekannt, mit Hilfe elektronischer Rechen- und Steuergeräte in Abhängigkeit von der Zugkraft der Lokomotive, vom angehängten Gewicht, vom Profil und von der Beschaffenheit des vor dem Zug liegenden Streckenabschnitts eine wirtschaftliche Führung des Zuges automatisch zu bewirken. Zu diesem Zweck wird von einer elektronischen Rechenmaschine Gebrauch gemacht, die nach einem auf Fahrzeitberechnungen des Fahrplans ermittelten Programm arbeitet. Während der Fahrt erhält die Steuermaschine fortlaufend Informationen von Geraten, die den zurückgelegten Weg, die Geschwindigkeit, die Fahrzeit sowie den Streckenzustand kontrollieren und die Zuführung des Treibstoffes bzw. der elektrischen Energie auf der Lokomotive regulieren. Da das Programm, nach dem das gerade betrachtete bekannte System arbeitet, auf der Basis der Fahrzeitberechnungen erstellt ist, sind zur Erzielung eines Sicherheitsabstands zwischen aufeinanderfolgenden Zügen noch zusätzliche Maßnahmen in den einzelnen Streckenabschnitten zu treffen, was einen entsprechenden Aufwand mit sich bringt.

Sämtlichen vorstehend betrachteten bekannten oder vorgeschlagenen Zugsicherungssystemen oder -anordnungen haftet der Nachteil an, daß die Sicherheit der Bestimmung der jeweiligen Lage von Zügen, die sich im Überwachungsbereich einer Zentrale befinden, relativ gering ist. Im übrigen ist bei einigen bekannten Zugsicherungssystemen ein relativ hoher konstruktiver und schaltungstechnischer Aufwand erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie auf relativ einfache Weise eine Zugsicherung erfolgen kann, die es ermöglicht, die jeweiligen Gleisanlagen so wirtschaftlich wie möglich auszunutzen, so daß aufeinanderfolgende Züge mit dem kleinstmöglichen Zwischenabstand verkehren können. Dabei sollen Maßnahmen getroffen sein, die den jeweiligen tatsächlichen Zugstandort und Betriebszustand von Zügen auf der Gleisanlage festzustellen gestatten.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einem automatischen Zugsicherungssystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Kombination der Merkmale, daß auf jedem Zug Signalgeneratoren angeordnet sind, die den zurückgelegten Weg des Zuganfangs und des Zugendes aus der Umdrehungszahl der Zugräder als bestimmte Anzahl von Impulsen ableiten, daß diese Impulse getrennt in den Signalgeneratoren zugeordneten Speichereinrichtungen gespeichert werden, daß zur Kontrolle dieser Angaben des zurückgelegten Weges auf der Strecke in regelmäßigen Abständen durch die Züge zwangläufig betätigte Ortssignalsender verteilt sind, die beim Überfahren durch einen Zug ein unterscheidbares Funksignal an den Standortempfänger des betreffenden Zuges und über dessen Zugdatensender an die Zentrale liefern, das dort gespeichert wird, und daß in der Zentrale eine Rechenanlage angeordnet ist, welche die in ihr gespeicherten Signale als Zugmeldesignale abruft und aus diesen Zugmeldesignalen Steuersignale bildet, die periodisch auf die Zugdatenempfänger der entsprechenden Züge übertragen werden, wobei der Abruf der Zugmeldesignale in den Pausen der Steuersignalübertragung erfolgt.

Das erfindungsgemäße Zugsicherungssystem bringt gegenüber den oben betrachteten bekannten Zugsicherungssystemen und -anordnungen den Vorteil mit sich, daß es mit hoher Genauigkeit die jeweilige Lage von Zügen zu ermitteln erlaubt. Ferner bringt das erfindungsgemäße Zugsicherungssystem den Vorteil mit sich, daß es ein integriertes System der Zugsteuerung ist, bei welchem die genaue Ermittlung des jeweiligen Standortes der Züge nur ein, wenn auch wesentlicher, Bestandteil ist. Von Vorteil ist weiterhin, daß das erfindungsgemäße Zugsicherungssystem durch den Einsatz gleichartiger Mittel jeweils am Zuganfang und am Zugende ermöglicht, die einzelnen Züge auf ihre Vollständigkeit mit zu überwachen.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zugsicherungssystems ist eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen, die die Geschwindigkeit des jeweiligen Zuges vermindert, wenn ein bei diesem zugehörigen Befehlsregister Steuersignale von einem dem betreffenden Zug zugehörigen Zugdatenempfänger her nicht aufnimmt. Diese Maßnahme bringt den Vorteil einer besonders

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wirksamen Zugsicherung in den Fällen mit sich, daß irgendwelche Betriebsausfälle in dem System auftreten.

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung enthält jeder Zug einen Zugkennzeichner, der ein den betreffenden Zug charakterisierendes elektrisches Signal zu erzeugen imstande ist, ferner einen Signalbegriffspeicher, der zur Auslösung von Steueroperationen in dem Zug dienende elektrische Kodierungssignale abzugeben imstande ist, und einen Folgemelder, der nacheinander die von dem Zugkennzeichner, die von den Binärspeichern, die von dem Signalbegriffspeicher und die von dem Standortspeicher abgegebenen elektrischen Kodierungssignale über den Zugdatensender an die Zentrale abgibt. Auf diese Weise werden für eine besonders wirksame Zugsicherung dienende Daten der Zentrale jeweils konzentriert übertragen, was insofern von Vorteil ist, als auf Grund dieser Daten entsprechende Steuervorgänge unmittelbar ausgelöst werden können.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, für deren Merkmale kein selbständiger Patentschutz begehrt wird. An Hand der Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zugsicherungssystems näher beschrieben.

Es zeigt

F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen automatischen Zugsicherungssystems,

F i g. 2 einen axialen Schnitt durch ein Zugrad mit dem dazugehörigen Signalgenerator,

F i g. 3 ein grobes Blockschaltbild der Zugausrüstung,

F i g. 4 ein genaueres Blockschaltbild der Zugausrüstung,

F i g. 5 ein Blockschaltbild der Ausrüstung in der Zentrale bzw. im Stellwerk,

F i g. 6 ein Blockschaltbild eines Zugspeicherplatzes in der Zentrale und

F i g. 7 eine schematische Teilansicht eines von den Fahrzeugrädern betätigten, in entsprechenden Abständen entlang der Gleise angeordneten Ortssignalsenders.

Nach Fig. 1 weist das automatische Zugsicherungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung eine Zentrale 10 auf, in welcher genaue Daten über den Standort und die Betriebsbedingung sämtlicher Züge, hier 1, 2 und 3, eintreffen. In dieser Zentrale befindet sich eine Rechenanlage, in der die eintreffenden Daten analysiert und dann zur Regelung des Betriebes der verschiedenen Züge verwendet werden, um dadurch einen geringstmöglichen, jedoch sicheren Fahrabstand zwischen den Zügen zu ermöglichen, oder um die Züge in Übereinstimmung mit anderen, vorher festgelegten Betriebsbedingungen verkehren zu lassen.

Auf jedem der Züge sind Signalgeneratoren zur Erzeugung getrennter Signale entsprechend der Bewegung des Zuges entlang des Gleises angeordnet, wobei jedes Signal einem bestimmten, zurückgelegten Weg entspricht, so daß zu jedem Zeitpunkt nach Beginn der Fahrt des jeweiligen Zuges die Summe der Einzelsignale, die auf Grund der Bewegung der Räder entstehen, den von dem Zug zurückgelegten Gesamtweg bedeutet. Da die Abfahrtsorte und die Abfahrtszeiten der Züge bekannt sind, ist es möglich, die Angaben der von den verschiedenen Zügen zurückgelegten Wegstrecken zu analysieren und den relativen Standort der jeweiligen Züge in der Gleisanlage festzustellen.

Diese das jeweilige Einzelsignal erzeugenden Signalgeneratoren können aus verschiedenen bekannten Typen gewählt werden, z. B. ein kontaktgebender Typ veränderlicher Reduktanz, wie er in F i g. 2 gezeigt ist, dessen Zweck es ist, eine bestimmte Anzahl getrennter Signale für jede Umdrehung einer Zugachse zu geben. Dieser Signalgenerator 12 nach F i g. 2 enthält einen im wesentlichen U-förmigen Eisenkern 13, der auf dem Fahrgestell 14 befestigt ist, und eine primäre Wicklung 15 und eine sekundäre Wicklung 16 besitzt. Die primäre Wicklung 15 wird laufend durch eine Wechselstromquelle gespeist, z. B. einen Tonfrequenzoszillator 17 (F i g. 4) mit 1000 Hertz pro Sekunde, wobei eine Weicheisenstange 18 entsprechend an der Achse 19 neben dem Kern 13 so angebracht ist, daß während jeder Umdrehung der Achse 19 und damit des Rades 20 die Stange 18 zwischen den Enden des U-förmigen Kernes den magnetischen Stromkreis herstellt, durch den ein Spannungsimpuls in der sekundären Wicklung 16 erzeugt wird. Da der Umfang des Rades 20 bekannt ist, wird in der sekundären Wicklung 16 nach jeweils einer Entfernung, die dem Umfang des Rades entspricht, ein Spannungsimpuls erzeugt.

Bei dem erfindungsgemäßen Zugsicherungssystem wird jeder Zug mit mindestens zwei getrennten Signalgeneratoren 12 und 12' versehen, die jeweils an der ersten und letzten Achse des Zuges angeordnet sind, so daß der Zugschluß auf die gleiche Weise überwacht wird wie der Zuganfang.

Wie in F i g. 3 gezeigt ist, besteht die Ausrüstung jedes Zuges ferner aus einem konventionellen Führerstandsignal 21 und, wenn gewünscht, aus einer selbsttätigen Fahrsteuereinrichtung 22, die in der Form einer normalen Relaiskette angeordnet ist und die binärverschlüsselten Anweisungen für selbsttätigen Betrieb von der Zentrale 10 aufnimmt, wie es später noch im Einzelnen beschrieben wird. Durch diese Fahrsteuereinrichtung werden die ankommenden Anweisungen in die richtigen Kontaktbetätigungen für die gesamte Fahrsteuerung des Zuges, d. h. den Stromregler, die Bremsen u. dgl. umgewandelt.

Das Führerstandsignal 21 enthält die gebräuchlichen roten, gelben und grünen Leuchten und kann außerdem noch zwei Geschwindigkeitsanzeiger enthalten, welche die tatsächliche und die gewünschte oder zuverlässige Geschwindigkeit des Zuges anzeigen.

Die weiteren Anlagenteile in jedem Zug können in der Form einer tragbaren Einheit 23 verwendet werden, welche einen Differenzfrequenzsender 24 enthält, wobei die verschiedenen unterscheidbaren Frequenzen dazu verwendet werden, eine Binärzahl darzustellen, d. h. eine verschlüsselte Zahl, die nur Einser und Nullen verwendet, sowie einen Differenzfrequenzempfänger 25 und ein Verknüpfungssystem bzw. einen Rechner 26, od. dgl.

In F i g. 4 ist die Zugausrüstung gezeigt. Die Signalgeneratoren 12 und 12' erzeugen je eine ungleichmäßige Wechselstromwelle, und diese Welle wird von jedem Generator einem Gleichrichter 27 oder 27' zugeführt, wo sie in eine ungleichmäßige Gleichstromwellenform gebracht wird, die dann in einem Impulsumformer 28 oder 28' in einen Gleich-

Stromrechteckimpuls umgewandelt wird. Die Gleichstromrechteckimpulse aus den Impulsumformern 28 und 28' werden in dazugehörige Rechteckimpulszählvorrichtungen 29 und 29' geführt, welche die Form eines Rastermotors oder Stufenschalters oder ähnlieher Vorrichtung haben und die Anzahl der Umdrehungen der mit den Signalgeneratoren 12 und 12' verbundenen Achsen in Begriffen von Umdrehungswinkelgraden des Rastermotores bzw. des Stufenschalters zählen. Die Rechteckimpulszählvorrichtungen 29 und 29' betätigen die dazugehörigen Rechteckdigitalverschlüßler 30 und 30', welche die Stellungswinkel der Wellen der Rechteckimpulszählvorrichtungen 29 und 29' in entsprechende binäre Daten umwandeln; diese Daten werden dann den Binärspeiehern 31 und 31' zugeführt, welche dann die ihnen von den Verschlüßlern 30 oder 30' zugeführten Binärzahlen speichern.

Dem Differenzfrequenzsender 24 werden die binären Daten von den Binärspeichern 31 und 31' zügeleitet und er erhält weitere binärverschlüsselte Daten von einem Signalbegriffspeicher 32, der arbeitsmäßig mit dem Führerstandsignal 21 und der selbsttätigen Fahrsteuereinrichtung 22 verbunden ist und binärverschlüsselte Daten speichert, die sich auf den Stand des Führerstandsignals und der Zugkontrollen beziehen. Ein Zugkennzeichner 33, der vorher festgelegte binäre Daten überträgt, welche den jeweiligen Zug, auf welchem sich die Einrichtung befindet, kennzeichnen, ist ebenfalls mit dem Differenzfrequenzsender 24 verbunden und überträgt auf den Letzteren diese Daten bei Bedarf; der Ausgang des Differenzfrequenzsenders wird verwendet, um einen Zugdatensender 34 zu modulieren.

Unter weiterer Bezugnahme auf F i g. 4 ist ersiehtlieh, daß der Differenzfrequenzempfänger 25 der tragbaren Einheit 23 im Zug ein binärverschlüsseltes Tonfrequenzsignal von einem Zugdatenempfänger 35 erhält. Der Zugdatensender 34 und der Zugdatenempfänger 35 übertragen und erhalten binärverschlüsselte Daten von und zur Zentrale 10.

Die von dem Zugdatensender 34 zur Zentrale 10 übertragenen binären Daten bestehen aus verschiedenen Teilen, nämlich einem ersten Teil, der durch den Zugkennzeichner 33 bestimmt wird, einen weiteren Teil, welcher den Angaben des Führerstandssignals 21 und der Fahrsteuereinrichtung 22 entspricht, wie diese dem Differenzfrequenzsender über den Signalbegriffspeicher 32 zugeleitet werden und Teilen, welche dem Kennzeichen eines bestimmten Standortes oder einer Station entsprechen, an welcher der Zug gerade vorbeigefahren ist, sowie den Wegen, welche von den ersten und letzten Rädern des Zuges zurückgelegt wurden, wie diese dem Differenzfrequenzsender über die Binärspeicher 31 und 31' zügeführt wurden.

Auf gleiche Weise empfängt der Zugdatenempfänger 35 von der Zentrale 10 binärverschlüsselte Daten, die aus verschiedenen Teilen gebildet sind, welche jeweils das Zugkennzeichen und das Führerstandsignal 21 darstellen, sowie die Fahranweisungen, welche durch die selbsttätige Fahrsteuereinrichtung 22 weiter verarbeitet wird.

Der Differenzfrequenzempfänger 25 wird mit einem Zweiwegrelais 36 verbunden, welches den Gleichstromimpuls vom Differenzfrequenzempfänger aufnimmt und normalerweise in Richtung zum Vergleicher 37 geöffnet ist, wobei der Letztere ein einfacher Halbaddierer sein kann. Der Vergleicher 37 ist ebenfalls entsprechend mit dem Zugkennzeichner 33 verbunden und mit einer Zähl- und Regeleinheit 38, die so wirkt, daß das Zweiwegrelais 36 zum Signalbegriffspeicher 32 hin nur dann öffnet, wenn im Vergleicher 37 festgestellt wurde, daß die von dem Zugdatenempfänger 35 aufgenommenen Daten für das Zugkennzeichen mit den binärverschlüsselten Daten, die von dem Zugkennzeichner 33 gegeben wurden, übereinstimmen. Sobald die Zähl- und Regeleinheit 38 das Zweiwegrelais 36, wie bereits beschrieben, schaltet, wird der Rest der aufgenommenen binärverschlüsselten Daten dem Signalbegriffspeicher 32 zugeführt, um das Führerstandsignal 21 und die selbsttätige Fahrsteuereinrichtung 22 zu steuern. Der Signalbegriffspeicher 32 ist weiterhin mit einem Folgemelder 39 verbunden und sendet dem Letzteren einen Startimpuls nach Beendigung der Erregung des Führerstandsignals 21 und der Fahrsteuereinrichtung 22.

Der Folgemelder 39 regelt die Reihenfolge, in welcher binäre Daten dem Differenzfrequenzsender 24 zur Weitergabe zur Zentrale 10 über den Zugdatensender 34 zugeleitet werden. So erregt der Folgemelder nach seiner Erregung durch einen Startimpuls vom Signalbegriffspeicher 32 zuerst den Zugdatensender 34 und stellt dann das Zweiwegrelais 36 neu ein.

Die Rechteckdigitalverschlüßler 30 und 30' werden jeder durch einen zweiten Impuls abgefragt, der durch die rechteckige Welle ausgelöst wird und über ein normalerweise offenes Relais 40 oder 40' des dazugehörigen Impulsumformers 28 oder 28' empfangen wird, so daß, solange wie die Relais 40 und 40' in ihren normalen offenen Stellungen sind, die Verschlüssler 30 und 30' während jeder Umdrehung der Räder des Zuges abgefragt werden, um dadurch einen parallelen Fluß binärer Daten von den Verschlüßlern zu den zugeordneten Binärspeichern 31 und 31' zu erzeugen. Wenn die Relais 40 und 40' geschlossen sind, setzen die Verschlüßler 30 und 30' die laufende Zählung der Radumdrehungen fort, obgleich die Weitergabe dieser Zählungen zu den Speichern 31 und 31' durch die geschlossenen Relais, welche die Abfrageimpulse sperren, unterbunden ist.

Der Folgemelder 39 hat weiter die Anfangsaufgabe, nach Erhalt eines Startimpulses vom Signalbegriffspeicher 32 die Relais 40 und 40' zu schließen.

Da kleine Abweichungen im Durchmesser der Räder 20 auf der Achse 19, die mit dem Impulsgenerator 12 oder 12' zusammenarbeiten, bestehen können, und da ferner ein geringer Schlupf zwischen dem Rad 20 und dem Gleis 11 auftreten kann, besitzt das erfindungsgemäße Zugsicherungssystem ferner Mittel zur Kontrolle der Angabe des von dem Zug zurückgelegten Weges als Funktion der Umdrehungen der Räder des betreffenden Zuges. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind Ortssignalsender 41 entlang des Gleises 11 in entsprechend eingeteilten Abständen angeordnet. Jeder Ortssignalsender 41 (F i g. 7) weist einen Impulsgeber 42 mit einer Ortsantenne 43 auf, der so arbeitet, daß ein unterscheidbares Funksignal übertragen wird, sobald ein Kontrollschalter 44 durch den ersten Spurkranz eines vorbeifahrenden Zuges betätigt wird. Das unterscheidbare binärverschlüsselte Funksignal der Ortsantenne 43 des Impulsgebers 42 wird durch eine Fahrzeugantenne 45 (F i g. 4) aufgenommen, die am vorderen Ende des Zuges angebracht und an einen Standortempfänger 46 entsprechend ange-

schlossen ist. Das binärverschlüsselte Funksignal, welches den Ortssignalsender 41 kennzeichnet, an welchem der Zug gerade vorbeiführt, wird kurzzeitig einem Standortspeicher 47 zugeführt, in welchem es kurzzeitig für darauffolgende Weitergabe zum Binärspeicher 31 verbleibt. Ein normalerweise offenes Relais 48 verbindet den Folgemelder 39 mit dem normalerweise offenen Relais 40 und der Standortempfänger 46 gibt ein Signal ab, welches das Relais 40 und das Relais 48 während der Sendung einer binärverschlüsselten Zahl vom Standortempfänger 46 durch den Standortspeicher 47 zum Binärspeicher 31, in welchem die binärverschlüsselte Zahl, welche den Ortssignalsender kennzeichnet, an welchem der Zug gerade vorbeigefahren ist, zusammen mit der binärverschlüsselten Zahl oder Daten, die vorher von dem dazugehörigen Verschlüssler 30 empfangen wurden, schließt.

Nachdem der Folgemelder 39 zuerst den Zugdatensender 34 erregt, das Zweiwegrelais 36 nachgestellt und die normalerweise offenen Relais 40 und 40' geschlossen hat, gibt der Folgemelder aufeinanderfolgende Impulsreihen a, b, c, d und e ab. Impulsreihe α veranlaßt den Zugkennzeichner 33 dazu, daß er laufend die binärverschlüsselte Zahl für das Zugkennzeichen dem Differenzfrequenzsender 24 zuleitet, welcher den Zugdatensender 34 zur Übertragung des Kennzeichens des Zuges zurück zur Zentrale 10 moduliert, wobei gleichzeitig mit dem Abfragen des Zugkennzeichners 33 die zeitweilige Standortspeicherung in dem Binärspeicher 31 gelesen wird. Die folgende Impulsreihe b bewirkt die laufende Ablesung des Binärspeichers 31, die aus zwei Teilen besteht, d. h. der binärverschlüsselten Zahl, welche den Ortssignalsender 41 kennzeichnet, wenn der Zug seit der letzten Befragung an ihm vorbeigefahren ist, und der binärverschlüsselten Zahl, die vom Verschlüssler 30 eingegangen ist und den Weg der Zugspitze, ausgedrückt in Radumdrehungen, darstellt. Die darauffolgende Impulsreihe c bewirkt das laufende Ablesen des Binärspeichers 31', welches den Weg des Zugendes, ebenfalls ausgedrückt in Radumdrehungen, angibt. Die Impulsreihe d bewirkt das laufende Ablesen des Signalbegriffspeichers 32, dessen Daten in der Zentrale bestätigt oder in bezug auf die Signal- und Zugsbetriebsbedingungen, die ursprünglich an den Zug gesandt wurden, geprüft werden; und die letzte Impulsreihe e öffnet die vorher geschlossenen Relais 40 und 40' für die Rechteckdigitalverschlüssler 30 und 30'.

Man sieht, daß die letzte Impulsgabe des Folgemelders 39, d. h. das öffnen des vorher geschlossenen Relais 40 nur durchgeführt werden kann, wenn auch das Relais 48 offen ist. Da der Zugstandortempfänger 46 die Relais 40 und 48 schließt, sobald seine Empfangsantenne 45 ein Signal von einem Ortssignalsender erhält, und da der erste Folgemelderimpuls α des Folgemelders 39, der dazu dient, die Daten des Standortspeichers 47 in den Binärspeicher 31 zu lesen, ebenfalls dazu dient, das Relais 48 zu öffnen, so ergibt es sich, daß am Ende der Meldefunktionen des Folgemelders 39 der Impuls e des letzteren das Relais 40 wieder öffnen kann, um die Betätigung des Verschlüsslers 30 durch die Impulse des Impulsumformers 28 wieder fortzusetzen.

In F i g. 5 ist eine mögliche Anordnung der Ausrüstungsteile in der Zentrale 10 gezeigt. Das Zugnachrichtenübermittlungssystem enthält Funktelefonie-Geräte nach dem bekannten Funksprechverkehrsystem. Das System enthält verschiedene Trägerfrequenzen 49, von denen jede durch einen Zentralempfänger 50 α und -sender 50 b, die mit einer Gruppe von Zügen zusammenarbeiten, empfangen und gesendet wird. Jeder Zentralempfänger 50 a und -sender 50 b hat einen oder mehr Frequenzkanäle, die mit der jeweiligen Trägerfrequenz in Multiplexverbindung stehen, wobei jeder Frequenzkanal durch entspreo chende Filter in Frequenzbänder getrennt ist, jeder von z. B. etwa 200 Hertz, so daß jedes Frequenzband Daten von und zu einem bestimmten Zug übertragen kann. Wenn jeder Frequenzkanal 15 Bänder hat, 5 Frequenzkanäle für jeden Träger und 10 Träger, dann ist die Anlage imstande, den Betrieb von 750 verschiedenen Zügen zu regeln.

Jedes Tonfrequenzband, das für einen bestimmten. Zug verwendet wird, arbeitet mit einem digitalen Differenzfrequenzsender 51 α und -empfänger 51 b zusammen, welche dem mit ihr zusammenarbeitenden Zugspeicherplatz in der Zentrale 52 Daten senden und von dort Daten empfangen.

Die digitalen Daten, die in den Zugspeicherplätzen 52 von den Zügen eintreffen oder zu den Zügen gesendet werden, laufen alle über ein Verknüpfungssystem bzw. einen Rechner 53 in der Zentrale, der zusätzlich eine Vorrichtung 54 zur Handbedienung besitzt und auch eine Anzeigeeinrichtung 55 steuert, welche die erforderlichen Daten über den Betrieb der geregelten Bahnlinie anzeigt.

Weiter, wie in F i g. 5 gezeigt ist, enthält die Zentrale 10 einen Eingangs-Ausgangszwischenspeicher 56, der zwischen dem Rechner 53 und den Schalt-, Fernmeß- und Regeleinrichtungen 57, eingeschaltet ist.

Unter Bezugnahme auf F i g. 6 zeigt sich, daß jeder Zugspeicherplatz 52 in der Zentrale 10 ein Relais 58 hat, das mit dem Differenzfrequenzempfänger 51 a verbunden ist und eine Normalstellung und eine geschaltete Stellung hat. Die Normalstellung des Relais 58 wird über ein normalerweise offenes Relais 59 in einen Lagespeicher 60 gegeben, in welchen die binärverschlüsselten Daten in Zusammenhang mit dem Kennzeichen des jeweiligen Zuges, dem Kennzeichen des Ortssignalsenders 41, an welchem der Zug vorbeigefahren ist, und dem anscheinenden Ort der Zugspitze und des Zugendes eingegeben werden. Ein Zähler 61 wird ebenfalls an die Normalstellung des Relais 58 angeschlossen und zählt die Anzahl der Bits, welche durch die Normalstellung des Relais 58 vom Differenzfrequenzempfänger 51a gegeben werden. Der Zähler 61 arbeitet so, daß das Relais 58 nach Empfang einer vorher bestimmten Anzahl Bits durch den Zähler in seine Schaltstellung gebracht wird, also nach Empfang der Anzahl von Bits, welche dem Kennzeichen des Zuges, den Kennzeichen der Ortssignalsender, an welchen der Zug vorbeigefahren ist, und den anscheinenden Ort der Zugspitze und des Zugschlusses entsprechen.

Die geschaltete Stellung des Relais 58 ist mit einem Istwertspeicher 62 verbunden, welcher den Rest der binärverschlüsselten Daten aufnimmt, d. h. die binärverschlüsselten Daten, welche dem Zustand des Führerstandsignals 21 und der selbsttätigen Fahrsteuereinrichtung 22 der jeweiligen Züge entsprechen.

Sobald das Laden des Istwertspeichers 62 beendet ist, überträgt der Letztere einen Startimpuls an einen Frequenzvergleicher 63, der dann in Tätigkeit tritt

und vier Signale der Reihe nach aussendet, die als a, b, c und d bezeichnet werden. Die Ausgaben des Istwertspeichers 62 und eines Sollwerte enthaltenden Speichers 64 werden parallel mit einem Halbaddierer

65 verbunden, und das Signal α des Frequenzvergleichers 63 veranlaßt dann, daß der Inhalt der Speicher 62 und 64 gleichzeitig in den parallel gespeisten Halbaddierer 65 eingelesen wird, d. h. in der Zeit, die für einen einzigen Impuls erforderlich ist, und wenn dann zwischen dem Inhalt der Speicher 62 und 64 eine Ungleichheit besteht, erfolgt eine Ausgabe des parallel gespeisten Halbaddierers 65. Ein Fehlerzähler

66 und ein normalerweise offenes Relais 67 werden mit dem parallel gespeisten Halbaddierer 65 verbunden und das Relais wird nach Empfang einer Ausgabe vom parallel gespeisten Halbaddierer geschlossen, wodurch eine Ungleichheit zwischen dem abgelesenen Inhalt der Speicher 62 und 64 angezeigt wird. Eine Ausgabe vom parallel gespeisten Halbaddierer 65 rückt den Fehlerzähler 66 um einen Schritt nach vorn. Das normalerweise offene Relais 67 wird zwischen dem Frequenzvergleicher 63 und dem Fehlerzähler 66 eingeschaltet, und das ö-Signal vom Frequenzvergleicher wird auf das Relais 67 gegeben und läuft durch das Letztere zum Fehlerzähler 66, wenn das Relais 67 offen ist, um den Fehlerzähler 66 neu einzustellen. Wenn ein Fehler festgestellt wurde und die entstehende Ausgabe des Halbaddierers 65 ein Schließen des Relais 67 zur Folge hatte, wird das zweite Signal b an dem betreffenden Relais blockiert, und der Fehlerzähler wird dann nicht neu eingestellt.

Das dritte Signal c vom Frequenzvergleicher 63 wird durch ein normalerweise offenes Relais 68 an den Differenzfrequenzsender 51 b und zu einem Anweisungsspeicher 69 geleitet, der mit dem Differenzfrequenzsender verbunden ist und die gewünschten Signal- und Regelanweisungen von dem Rechner erhält. Wenn das Relais 68 in seiner normal offenen Stellung ist, wird das Signal c vom Frequenzvergleicher 63 wirksam und leitet das Ablesen des Anweisungsspeichers 69 ein und betätigt den Differenzfrequenzsender 51 b, durch welchen binärverschlüsselte Daten für das Kennzeichen des entsprechenden Zuges, den gewünschten Zustand des Führerstandsignals 21 und die selbsttätige Fahrsteuereinrichtung 22 den beteiligten Zügen zugeleitet werden.

Das vierte Signal d wird von dem Frequenzvergleicher 63 dem Relais 67 zugeführt und öffnet das Letztere oder stellt es in seine Ausgangslage zurück, wenn es vorher durch einen festgestellten Fehler geschlossen wurde.

Wird während drei aufeinanderfolgenden Betriebsabläufen ein Fehler festgestellt, dann sendet der Fehlerzähler 66 ein Fehlersignal an den Rechner 53. Werden jedoch Fehler in nur einem Arbeitsablauf oder in zwei aufeinanderfolgenden Abläufen festgestellt, während der dritte Arbeitsablauf keinen Fehler anzeigt, dann wird das normalerweise offene Relais

67 durch eine Ausgabe des parallel gespeisten Halbaddierers 65 während des Sendens des Signals α im dritten Arbeitsablauf nicht geschlossen, und das folgende zweite Signal b vom Frequenzvergleicher 63 läuft durch das offene Relais 67 und stellt den Fehlerzähler 66 zurück auf Null, so daß kein Fehlersignal ausgegeben wird, weil drei aufeinanderfolgende Arbeitsabläufe mit Fehlern eintreten müssen, ehe ein Fehlersignal dem Rechner zugeleitet wird. Die Anzahl der aufeinanderfolgenden Fehler, die vor dem Senden eines Fehlersignals vom Fehlerzähler 66 zum Rechner 53 eintreten müssen, kann nach Wunsch geändert werden.

Bei Bedarf holt der Rechner aus dem Lagespeicher 60 die binärverschlüsselten Daten über das Kennzeichen des Zuges, das Kennzeichen des Ortssignalsenders und die Anzahl der Umdrehungen, welche die jeweilige Achse an der Spitze und am Schluß des Zuges seit Beginn der Fahrt gemacht haben. Durch das

ίο im Rechner gespeicherte Programm bestimmt die Anzahl dieser Umdrehungen genau den Standort der Spitze und des Endes des jeweiligen Zuges.

Das Verhältnis zwischen den Gesamtradumdrehungen und dem vom Zug zurückgelegten Abstand ist offensichtlich eine Funktion des Radumfanges und dieses Verhältnis entsteht dadurch, daß der Zug periodisch über einen Eichabschnitt des Schienenstranges läuft, während der Rechner automatisch die Vergleichsdaten festhält. Da ein gewisses Gleiten oder Rutschen der Räder während des Fahrbetriebs eintreten kann, überprüft der Rechner periodisch den Zug während seiner Fahrt auf der Basis desjenigen Teiles der binärverschlüsselten Daten, die vom Lagespeicher 60 abgegeben werden, und in bezug auf die Daten des Ortssignalsenders 41, an welchem der Zug vorbeifährt (Fig. 7). Da der Rechner den Standort des Ortssignalsenders, der die Signale aussendet, welche den Standortempfänger 46 erregen, kennt, berechnet der Rechner automatisch einen Korrekturwert durch Vergleichen dieses bekannten Standortes mit der scheinbaren Lage, welche der Anzeige des Rechteckdigitelverschlüßlers 30 des entsprechenden Zuges entspricht. Dieser Korrekturwert wird dann mit dem augenscheinlichen Standort des Zuges verglichen, um den tatsächlichen Standort zu bestimmen, und zwar jeweils sobald vom Zug Daten eintreffen; fährt dann der Zug an einem weiteren Ortssignalsender vorbei, so wird der Korrekturwert wiederum angepaßt, um die tatsächlichen Betriebsbedingungen darzustellen. Da der Rechner die Standorte der Spitzen und der Enden sämtlicher Züge in bezug auf die Zeit kennt, sowie die Geschwindigkeiten sämtlicher Züge und deren Betriebsmerkmale, so kann er auf Grund entsprechender, sicherer und günstigerer Signal- und Betriebsanweisungen, welche den Zügen zugeleitet werden, den jeweils kleinsten, aber sicheren Abstand zwischen den verschiedenen Zügen ermitteln.

Der Rechner überwacht die Gleichschaltstellungen laufend über die Schalt-Fernmeß- und Regeleinrichtung 57 in der Zentrale, und diese Stellungen, zusammen mit anderen Maßnahmen, die vom Fahrdienstleiter über den Handregler 54 des Rechners gegeben werden, werden vom letzteren bei dem Ermitteln der zu erwartenden Signal- und Betriebsanweisungen, die jedem Zug zugeleitet werden, verwendet.

Die oben beschriebene automatische Zugsignal- und Ubertragungsanlage arbeitet wie folgt:

Der Nachrichtenfluß zwischen jedem Zug und dem dazugehörigen Zugspeicherplatz 52 in der Zentrale 10 erfolgt in dauerndem Wechsel, wobei ein vollständiger Ablauf zwischen ein Zehntel bis drei Sekunden lang sein kann. Auf diese Weise leitet die Beendigung des verschlüsselten Datenempfanges im Zug die Übertragung verschlüsselter Daten vom Zug zu dem dazugehörigen Zugspeicherplatz in der Zentrale ein, und gleichermaßen leitet das Ende des Empfanges verschlüsselter, vom Zuge in der Zentrale eintreffen-

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der Daten die Sendung verschlüsselter Daten von der Zentrale zum Zuge ein. Da diese Betriebsphase laufend wiederholt wird, könnte deren Beschreibung an jeder Stelle innerhalb des gesamten Betriebsablaufs beginnen. Zur Erleichterung der Beschreibung beginnt die hier beschriebene Betriebsphase an derjenigen Stelle, an welcher der Rechner 53 die binärverschlüsselten Daten vorbereitet hat, die auf Grund der Signal- und Betriebsanweisungen, die einem der Züge, der durch den Erstteil der verschlüsselten Daten identifiziert wird, zugesandt werden, wobei vorausgesetzt wird, daß der Rechner gleichzeitig binärverschlüsselte Daten vorbereitet, die sämtlichen anderen Zügen zugeleitet werden.

Die binärverschlüsselten Daten auf Grund der Signal- und Betriebsanweisungen wurden vom Rechner dem Anweisungsspeicher 69 zugeleitet. Nach Ablesen des Speichers 69 wird der Inhalt des letzteren dem Differenzfrequenzsender 51 b und dem Sollwertspeicher 64 zugeführt. Der Differenzfrequenzsender 51 b moduliert den Zentralsender 50 b, welcher die Daten dem entsprechenden Zug zuleitet.

Der Zugdatenempfänger 35 im Zug nimmt die binärverschlüsselten Daten auf, die aus dem Kennzeichen des Zuges, dem Führerstandsignal 21 und den Betriebsanweisungen für die selbsttätige Fahrsteuereinrichtung 22 bestehen.

Der Zugdatenempfänger 35 liefert den binären Code an den Differenzfrequenzempfänger 25, der seinerseits den Gleichstromimpulscode an das Zweiwegrelais 36 abgibt, das normalerweise in Richtung zum Vergleicher 37 offen ist. Die binären Bit-Zahlen der Kennzeichnung werden verwendet, um den Zugkennzeichner 33 abzufragen, der dann die binärverschlüsselte Übereinstimmung des Zuges, auf welchem sich die Ausrüstung befindet, dem Vergleicher 37 zuleitet. Die Übereinstimmung in bezug auf die Ausgabe des Zugkennzeichners 33 und die Übereinstimmung in bezug auf den Erstteil der empfangenen binären Daten werden im Vergleicher 37 verglichen, und wenn beide Werte zueinander passen, betätigt der Vergleicher 37 die Zähl- und Regeleinheit 38, die ihrerseits das Relais 36 schaltet, so daß das letztere dann in Richtung zum Vergleicher 37 geschlossen ist und geöffnet in Richtung zum Signalbegriffspeicher 32. Auf diese Weise ist am Ende des Ubereinstimmungsteils der einkommenden, binärverschlüsselten Daten das Relais 36 so geschaltet, daß der zweite Teil der Daten in den Signalbegriffspeicher 32 gegeben wird. Sobald sich diese Daten im Signalbegriffspeieher 32 befinden, werden das Führerstandsignal 21 und die selbsttätige Fahrsteuereinrichtung 22 entsprechend erregt. Ferner sendet der Signalbegriffspeicher 32 einen Startimpuls zum Folgemelder 39, der danach die Übermittlung eines Berichtes zurück zur Zentrale 10, wie weiter unten beschrieben, veranlaßt.

Nach dem Empfang des Startimpulses vom Signalbegriffspeicher 32 erregt der Folgemelder 39 den Zugdatensender 34, stellt das Zweiwegrelais 36 zurück, schließt die normalerweise offenen Relais 40 und 40' zwischen den Impulsumformern 28 und 28' und den Rechteckdigitalverschlüsslern 30 und 30' und sendet fünf Impulsserien wie folgt aus:

a) Zum Abfragen des Zugkennzeichners 33, damit der Letztere binärverschlüsselte Daten dem Differenzfrequenzgeber 24 sendet, welche dem Kennzeichen des Zuges entsprechen, worauf der Geber 24 dann den Zugdatensender 34 moduliert, um binärverschlüsselte Daten, welche dem Kennzeichen des Zuges entsprechen, zurück zur Zentrale zu senden und um gleichzeitig die Daten des Standortspeichers 47 in den Binärspeicher 31 zu geben.

b) Zum Einleiten des laufenden Ablesens aus dem Binärspeicher 32 in den Differenzfrequenzsender 24, wobei die abgegebenen, binärverschlüsselten Daten dem Standort des Ortssignalsenders entsprechen, sobald der Zug an ihm vorbeifährt, und der Lage der Spitze des Zuges in Radumdrehungen, welche durch den Signalgenerator 12 erzeugt werden.

c) Zum Einleiten des laufenden Ablesens aus dem Binärspeicher 31', dessen Daten dem Ort des Zugendes entsprechen, und zwar in Radumdrehungen, wie diese vom Signalgenerator 12' erzeugt werden.

d) Zum Einleiten der laufenden Ablesung des Führerstandsignals 21 und der selbsttätigen Fahrsteuereinrichtung 22 zur Rückleitung an die Zentrale, wo diese Daten bestätigt oder unter Bezugnahme auf die Betriebsanweisungen, die ursprünglich dem Zug zugeleitet wurden, überprüft werden; und

e) zum Öffnen der vorher geschlossenen Relais 40 und 40', welche zu den Rechteckdigitalverschlüsslern 30 und 30' führen.

Die genannten Daten werden dann über den Trägerfrequenzkanal 49 dem entsprechenden Zentralempfänger 50 b und über entsprechende Filter, dem Differenzfrequenzempfänger 516(Fi g. 5) des jeweiligen Zuges zugeleitet. Der Differenzfrequenzempfänger 51 b leitet diese Daten an den zugehörigen Zugspeicherplatz 52, von wo aus der erste Teil der Daten, welcher dem Kennzeichen des Zuges, dem Standort des Standortsenders und den Standorten der Zugspitze und des Zugendes entspricht, durch das in Normalstellung offene Relais 58 und das normal offene Relais 59 dem Lagespeicher 60 und von da aus dem Rechner zugeleitet wird. Der Zähler 61 zählt die Anzahl der Binärzahlen (Bits), und sobald die Anzahl der eingegangenen Bits der Zahl in dem oben beschriebenen Anfangsteil der verschlüsselten Daten entspricht, wird das Relais 58 in Schaltstellung gebracht, so daß der Rest der eingegangenen binärverschlüsselten Daten, d. h. die Daten, welche dem Zustand des Führerstandsignals 21 und dem Zustand der selbsttätigen Fahrsteuereinrichtung 22 entsprechen, in den Istwertspeicher 62 eingelesen wird. Sobald das Laden des Speichers 62 beendet ist, sendet der Letztere einen Startimpuls zum Frequenzvergleicher 63. Dann veranlaßt der Frequenzvergleicher, daß der Inhalt des Istwertspeichers 62 und des Sollwertspeichers 64 gleichzeitig in den parallel gespeisten Halbaddierer 65 eingelesen werden, worauf dann im Falle einer Ungleichheit zwischen diesen beiden Angaben eine Ausgabe aus dem parallel gespeisten Halbaddierer 65 erfolgt, welche den Fehlerzähler 66 um eine Stellung versetzt und das normal offene Relais 67 zwischen dem Frequenzvergleicher 63 und dem Fehlerzähler 66 schließt. Dann sendet der Frequenzvergleicher 63 ein Signal zum Relais 67, das, wenn das letztere in seiner normalen offenen Stel-

lung ist, hindurchläuft und den Fehlerzähler 66 neu einstellt. Dann tritt der Frequenzvergleicher 63 in Tätigkeit und sendet ein Signal durch sein normalerweise offenes Relais 68 zum Einleiten des Ablesens aus dem Anweisungsspeicher 69 und zur Betätigung des Differenzfrequenzsenders 51 b, um dem entsprechenden Zug binärverschlüsselte Daten zu übermitteln, welche dem Kennzeichen des Zuges und den Fahranweisungen entsprechen, die vom Rechner neu im Speicher 69 aufgestellt wurden. Dann tritt zum Schluß der Frequenzvergleicher 63 in Tätigkeit und öffnet das Relais 67 zwischen dem Frequenzvergleicher und dem Fehlerzähler, wenn das Relais 67 vorher durch einen Fehler geschlossen war. Wie bereits gesagt, sendet bei Auftreten von Fehlern im Verlauf von drei aufeinanderfolgenden Betriebsphasen der Fehlerzähler 66 ein Fehlersignal zum Rechner und der Letztere führt dann die entsprechenden Änderungen in den Betriebsanweisungen, die den verschiedenen Zügen zugeleitet werden, durch.

Man sieht ohne weiteres, daß in dem oben beschriebenen kompletten Betriebsablauf jeder Schritt der Reihe nach und abhängig von dem Eintreten des vorhergehenden Schrittes erfolgt. Deshalb wird jedes Versagen eines Teiles des Zugsicherungssystems mit dauerndem Wechsel des Nachrichtenflusses zwischen der Ausrüstung des Zuges und der dazugehörigen Einrichtung in der Zentrale den Nachrichtenfluß unterbrechen, und wenn dies eintritt, werden das Führerstandsignal 21 und die selbsttätige Fahrsteuereinrichtung 22 nicht periodisch erregt und werden deshalb auf niedrigeren Geschwindigkeiten entsprechende Signale bzw. Anweisungen zurückstellen und schließlich auf »Halt«-Signal bzw. -Anweisung. Die Betriebseinrichtung in der Zentrale stellt ein solches Versagen fest und veranlaßt die entsprechenden Schritte, um die entsprechenden geschwindigkeitsbegrenzenden oder »Halt«-Anweisungen den Führerstandsignalen und den selbsttätigen Fahrsteuereinrichtungen sämtlicher Züge hinter dem Zug, in welchem der Fehler aufgetreten ist, zuzuleiten. Auf diese Weise wirkt sich ein Versagen der Anlage nach der vorliegenden Erfindung immer auf die sichere Seite des Betriebes aus.

Die obige Beschreibung einer Ausführungsart der Erfindung zeigt, daß eine solche Betriebsanlage das Kennzeichen jedes Zuges und den Standort der Spitze und des Endes des Zuges in vielfachen, regelmäßigen Zwischenräumen anzeigt, so daß äußerst genaue Standortdaten immer und laufend vorhanden sind. Aus solchen Daten können die Geschwindigkeit und Beschleunigung der verschiedenen Züge ohne weiteres festgestellt werden und die Trennung eines solchen Zuges wird sofort angezeigt. Da die genauen Standorte der jeweiligen Spitzen und Enden jedes Zuges immer bekannt sind, können die betriebssicheren Abstände zwischen zwei Zügen, die in der gleichen Richtung fahren, ohne weiteres festgestellt werden, wenn man diesen Abstand realistisch als eine Funktion der Geschwindigkeiten und der Betriebseigenschaften der beiden Züge betrachtet. Die Verwendung eines schnell arbeitenden Rechners 53 in der Zentrale 10 zur Analyse sämtlicher, von den verschiedenen Zügen eintreffender Daten ergibt genauere, verläßlichere und öfters zur Verfügung stehende Prüfmöglichkeiten sowohl der statischen als auch dynamischen Betriebsbedingungen. Ferner gibt die Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung jedem Zug Daten, die sich auf die momentanen Betriebsbedingungen beziehen, die laufend in der Zentrale überprüft werden, um ihren Wert und ihre Gültigkeit sicherzustellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Automatisches Zugsicherungssystem mit drahtloser Übertragung der Zugmeldesignale von einer Zentrale und der Steuersignale von der Zentrale zu den einzelnen Zügen, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß auf jedem Zug (1, 2, 3) Signalgeneratoren (12, 12') angeordnet sind, die den zurückgelegten Weg des Zuganfangs und des Zugendes aus der Umdrehungszahl der Zugräder (20) als bestimmte Anzahl von Impulsen ableiten, daß diese Impulse getrennt in den Signalgeneratoren (12, 12') zugeordneten Speichereinrichtungen (31, 31') gespeichert werden, daß zur Kontrolle dieser Angaben des zurückgelegten Weges auf der Strecke in regelmäßigen Abständen durch die Züge (1, 2, 3) zwangläufig betätigte Ortssignalsender (41) verteilt sind, die beim Überfahren durch einen Zug (1, 2, 3) ein unterscheidbares Funksignal an den Standortempfänger (46) des betreffenden Zuges und über dessen Zugdatensender (34) an die Zentrale (10) liefern, das dort gespeichert wird, und daß in der Zentrale (10) eine Rechenanlage (53) angeordnet ist, welche die in ihr gespeicherten Signale als Zugmeldesignale abruft und aus diesen Zugmeldesignalen Steuersignale bildet, die periodisch auf die Zugdatenempfänger (35) der entsprechenden Züge (1, 2, 3) übertragen werden, wobei der Abruf der Zugmeldesignale in den Pausen der Steuersignalübertragung erfolgt.

2. Zugsicherungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeneratoren (12, 12') jeweils einen mit einer ständig erregten Primärwicklung (15) und mit einer Sekundärwicklung (16) versehenen U-förmigen Eisenkern (13) enthalten, der auf dem Fahrgestell (14) neben einer Achse (19) des entsprechenden Zugrades (20) angebracht ist, und daß eine Weicheisenstange (18) aus magnetischem Material mit der Achse (19) verbunden ist und mit jeder Drehung der Achse (19) den magnetischen Kreis des Eisenkernes (13) schließt, derart, daß von der Sekundärwicklung (16) jeweils ein entsprechender wechselstromförmiger Spannungsimpuls abgegeben wird.

3. Zugsicherungssystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Zugrädern (20) des jeweiligen Zuges (1, 2, 3) verbundenen Signalgeneratoren (12, 12') ihre wechselstromförmigen Spannungsimpulse nach Umformung in Rechteckimpulse jeweils einer zugehörigen Impulszählvorrichtung (29, 29') zuführen, welche die Anzahl an Zahnradumlaufen zählt, und daß der jeweiligen Impulszählvorrichtung (29, 29') ein Verschlüßler (30, 30') und der Binärspeicher (31, 31') nachgeschaltet sind, wobei der Binärspeicher eine dem jeweiligen Zählerstand entsprechende Binärzahl speichert.

4. Zugsicherungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ortssignalsender (41) einen Impulsgeber (42) enthält, dessen jeweils abgegebene Impulse über eine Ortsantenne (43) ausgesendet und mittels einer Zugempfangsantenne (45) aufgenommen werden, und daß die von der jeweiligen Zugempfangsantenne (45) aufgenommenen Impulse des Impulsgebers (42) des jeweiligen Ortssignalsenders (41) dem Standortempfänger (46) zugeführt werden, welchem ein Standortspeicher (47) nachgeschaltet ist, der kurzzeitig das für den jeweiligen Impulsgeber (42) charakteristische elektrische Kodierungssignal für die anschließende Weitergabe an den für die Feststellung des vom Zuganfang zurückgelegten Weges zuständigen Binärspeicher (31) speichert.

5. Zugspeichersystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zug (1, 2, 3) einen Zugkennzeichner (33), der ein für den betreffenden Zug (1, 2, 3) charakteristisches elektrisches Signal erzeugt, einen Signalbegriffspeicher (32), der neben der Steuerung eines Führerstandsignals (21) in dem betreffenden Zug (1, 2, 3) im Bedarfsfall die Signalbegriffe als elektrische Kodierungssignale an eine selbsttätige Fahrsteuereinrichtung (22) weiterleitet und einen Folgemelder (39) enthält, der nacheinander die von dem Zugkennzeichner (33), die von den Binärspeichern (31, 31'), die von dem Signalbegriffspeicher (32) und die von dem Standortspeicher (47) des betreffenden Zuges (1, 2, 3) abgegebenen elektrischen Kodierungssignale dem Zugdatensender (34) zuführt und diesen zum Senden der genannten Signale erregt.

6. Zugsicherungssystem nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugdatenempfänger (35) mit dem zugehörigen Signalbegriffspeicher (32) verbunden ist und diesem die von der Zentrale (10) übertragenen Steuersignale, die jeweils das Zugkennzeichen, das Führerstandssignal und die Fahranweisungen enthalten, als binär verschlüsselte Daten zuführt und daß der Signalbegriffspeicher den Folgemelder (39) steuert.

7. Zugspeicherungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen ist, die eine Verringerung der Geschwindigkeit des jeweiligen Zuges (1, 2, 3) bewirkt, wenn bei dem Signalbegriffspeicher (32) die Aufnahme von Steuersignalen von dem Zugdatenempfänger (35) unterbleibt.

8. Zugsicherungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Zentrale (10) enthaltene Rechner (53) so ausgelegt ist, daß er aus den ihm von dem jeweiligen Zug (1, 2, 3) zugeführten Signalen den jeweiligen Zugradschlupf sowie Änderungen im Zugraddurchmesser und die Zugfolge ermittelt.

9. Zugsicherungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrale (10) für jeden Zug (1, 2, 3) ein Zugspeicherplatz (52) zwischen einem Zentralempfänger (50 a) und -sender (50 b) und dem Rechner (53) vorgesehen ist, daß der jeweilige Zugspeicherplatz (52) so ausgebildet ist, daß er von dem jeweiligen Zug (1, 2, 3) und von dem Rechner (53) abgegebene, den jeweiligen Zug betreffenden Melde- und Steuersignale aufnimmt und speichert, wobei die Meldesignale dem Rechner (53) und die Steuersignale dem Zentralsender (50 b) zugeführt werden.

10. Zugsicherungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zugspeicherplatz (52) einen Istwertspeicher (62) zur Speicherung des von dem jeweiligen Zug (1, 2, 3) zuletzt gemeldeten Meldesignals und einen Sollwertspei-

eher (64) enthält, welcher das jeweils letzte von dem Rechner (53) gelieferte und für den jeweiligen Zug (1,2,3) bestimmte Steuersignal speichert, und daß eine Fehlerermittlungseinrichtung, bestehend aus einem von dem Ist- und Sollwertspeicher parallel gespeisten Halbaddierer (65) und einem diesem nachgeschalteten Fehlerzähler (66) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Meldesignal und dem Steuersignal ein entsprechendes Fehlersignal ermittelt und dem Rechner (53) zuführt.

11. Zugsicherungssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (53) so ausgelegt ist, daß er unter Zugrundelegung sämtlicher Meldesignale und Steuersignale ein Zustandsbild erzeugt und dieses Zustandsbild mit einem gewünschten Betriebsbild vergleicht, und daß die über die entsprechenden Zugspeicherplätze (52) geleiteten Steuersignale derart geändert werden, daß Differenzen zwischen dem Zustandsbild und dem gewünschten Betriebsbild ausgeglichen werden.

12. Zugsicherungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zugspeicherplatz (52) einen Frequenzvergleieher (63) enthält, der nach Aufnahme einer bestimmten Anzahl von Kodierungssignalen von dem jeweiligen Zug (1, 2, 3) diesen Signalen entsprechende Daten an den Rechner (53) abgibt und der über den betreffenden Zugspeicherplatz (52) ein Steuersignal an den Folgemelder (39) des betreffenden Zuges (1, 2, 3) abgibt.