DE1455382B2 - Schaltungsanordnung zum automatischen Überwachen des Verkehrs von Unterpflaster- und Straßenbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum automatischen Überwachen des Verkehrs von Unterpflaster- und Straßenbahnen für das Fahren auf sogenannte elektrische Sicht oder für das vollautomatische Fahren, bei dem für die Überwachung ein ortsfestes Streckengerät vorgesehen ist, und dieses Streckengerät mit an der Strecke sich befindlichen Signalübertragungseinrichtungen, die mit Sende- und Empfangseinrichtungen in den Fahrzeugen (Fahrzeuggeräten) gekoppelt sind, verbunden ist.
Für Fernbahnen und Stadt-Schnellbahnen sind zur

Automatisierung des Verkehrs Verfahren bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 106 794), bei denen längs der Strecke eine gekreuzte Doppelleitung verlegt wird, deren Kreuzungspunkte zur Positionsfeststellung der Fahrzeuge dienen, während über die Leitung zu und von den Fahrzeugen zu einer der Strecke zugeordneten Zentrale Signale gegeben werden. Bei einem dieser Verfahren haben alle Fahrzeuge ihnen eigene Adressen und teilen auf Anruf von der Zentrale ihren mit Hilfe der Kreuzungsstellen ermittelten Ort der Zentrale mit; diese vergleicht die Ortspositionen aller Fahrzeuge und ermittelt den jeweils kürzesten Abstand zum nächsten Streckenhindernis für jedes Fahrzeug, wobei noch Korrekturwerte für die jeweils gerade gefahrenen Geschwindigkeiten berücksichtigt werden können. Ein anderes, bekanntes Verfahren (deutsche Auslegeschrift 1 090 704) beruht darauf, daß von der Zentrale die Strecke entsprechend der vorhandenen Anzahl der Kreuzungsstellen in der Leitung abgefragt und die Koinzidenz mit vorhandenen Ortspositionen von Fahrzeugen festgestellt wird; diese zeitlich nacheinander folgenden Koinzidenzen sind ein Maß für die Streckenbesetzung und können von den Fahrzeugen ausgewertet werden.

Der Aufwand, der bei diesen Verfahren besonders in den Fahrzeugen notwendig ist, ist sehr groß, da Vorrichtungen zur Markierungszählung und zur Auswertung von Informationen in jedem Fall und entweder Adressenaufrufeinrichtungen im erstgenannten Verfahren oder Koinzidenzbestimmungseinrichtungen im zweiten Verfahren notwendig sind.

Die geschilderten Verfahren sind vorteilhaft auf Bahnanlagen einsetzbar, bei denen große Strecken bzw. ein größeres Streckennetz und eine nicht zu große Anzahl von mit Fahrzeuggeräten auszurüstenden Triebfahrzeugen vorhanden sind, also insbesondere bei Fernbahnen und Stadt-Schnellbahnen.

Ganz anders liegen die Verhältnisse, wenn nur kurze Streckenabschnitte automatisiert werden sollen und die Anzahl der Triebfahrzeuge, die diesen Strekkenabschnitt passieren sollen, sehr groß ist. Solche Verhältnisse sind etwa bei Unterpflasterbahnen, d. h. Straßenbahnen, bei denen ein Teil der Streckenführung in Tunneln verläuft, anzutreffen. Bei diesen Unterpflasterbahnen ist man bemüht, in den Tunnelabschnitten auf elektrische Sicht oder vollautomatisch zu fahren. Man will möglichst viele Straßenbahnlinien durch solche Tunnelabschnitte leiten, um den Oberflächenverkehr zu entlasten. Das bedeutet aber, daß bei Anwendung der obengenannten" Verfahren sehr viele Straßenbahnwagen mit teuren Fahrzeuggeräten ausgestattet werden müßten, die auf einem großen Teil der Streckenführung gar nicht benutzt werden könnten.

Es ist bekannt, kurze Linienleiterschleif en zwischen den Schienen von z. B. 50 m Länge zu verlegen und auf diesen dasselbe Programm zu übertragen, wie bei den vorher beschriebenen durchgehenden Linienleitersystemen. Deshalb ist - wie bereits erwähnt - auch bei diesen Verfahren der Aufwand in den Fahrzeugen sehr groß (Signal u. Draht, 1964, H.2, S. 22)

Die deutsche Patentschrift 961095 beschreibt eine Anordnung zur Beeinflussung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, bei der von einem Wechselstrom diirchflosscne Kabelabschnitte in Richtung der Fahrbahn ausgelegt sind. Die Länge eines jeden Abschnittes isi dabei proportional der gewünschten Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Hin Nachrichtenverkehr, wie er bei den bisher beschriebenen Verfahren erfolgt, findet dabei jedoch nicht statt.

Gemäß einem nicht vorveröffentlichten, älteren Vorschlag (deutsche Patentschrift 1 182 687) werden bei einem elektrischen Kennzeichnungssystem zum Überprüfen aufeinanderfolgender Gleisabschnitte in zyklischer Reihenfolge die Schaltzustände einer Vielzahl über ein gemeinsames Leitungspaar parallel angeschlossener Einrichtungen von einer Zentralstation

ίο aus festgestellt. Dabei ist jedem zu überwachenden Gleisabschnitt je eine Meldeeinheit zugeordnet, die wiederum je einen Abfrageempfänger und je einen Rückmeldesender enthält. Die Zentrale umfaßt u. a. eine der Anzahl der zu überwachenden Gleisabschnitte zugeordnete Anzahl von Abfragesendern mit unterschiedlichen Frequenzen und eine der Anzahl der Rückmeldesender entsprechende Anzahl von Rückmeldeempfängern. Daraus ergibt sich ein beträchtlicher Aufwand sowohl in der Zentrale als auch

zn an der Strecke.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die den Aufwand auf den Fahrzeugen gering hält. Wegen der gewünschten Zusammenfassung 'verschiedener Linien in den Tunnelabschnitten besteht dabei die Forderung, diese Schaltungsanordnung so auszubilden, daß Fahrzeuge schnell und ohne große Abstände verkehren können. Dabei darf selbstverständlich das notwendige Maß an Sicherheit nicht unterschritten werden.

Gemäß der Erfindung wird die genannte Aufgabe durch die Kombination der Merkmale gelöst, daß als Signalübertragungseinrichtungen einzelne, aufeinanderfolgende, getrennte Signalübertragungselemente, deren Längenausdehnung in Fahrtrichtung Strekken-Unterabschnitten entsprechend, durch das Auflösungsvermögen (zur Fahrzeugpositionserfassung) bedingt ist, vorgesehen sind, daß in die Verbindung zu jedem Signalübertragungselement ein Durchschaltgerät eingefügt ist und daß in jedem Streckengerät ein Steuergerät angeordnet ist, das die Durchschaltgeräte derart steuert, daß jedes der Signalübertragungselemente in beliebig gestaffelter zeitlicher Folge vom Ende eines Streckenabsthnittes ausgehend entgegen der Fahrtrichtung zyklisch mit dem Strekkengerät verbunden wird und dabei ein Anrufsignal aussendet, welches bei bestehender Nachrichtenkopplung mit einem Fahrzeug ein von diesem gesendetes und im Streckengerät empfangenes Anrufquittungssignal als Besetztkriterium zur Folge hat.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung sind in den einzelnen Streckenabschnitten, die eine Länge von 500 bis 2000 m haben können, die Positionen durch Unterabschnitte gekennzeichnet, die eine Länge von z. B. 20 bis 30 m besitzen. Jeder Unterabschnitt kann eine zwischen den Gleisen oder in der Nähe des Bahnkörpers verlegte induktive Schleife (als Sende- und Empfangsorgan) oder eine kapazitive Elektrode zur Nachrichtenkopplung zwischen Strecke und Fahrzeug erhalten. Dabei können die übertragenen Informationen einem hoch- oder mittelfrequenten Trägersignal auf moduliert sein. Es ist vorgesehen, daß der Nachrichtenverkehr in beiden Richtungen also zwischen der Strecke und dem Fahrzeug bzw. umgekehrt - erfolgt. Den induktiven Senderschleifen oder kapazitiven Sende-Elektroden auf der Strecke stehen entsprechende Antennensysteme am Fahrzeug gegenüber, so daß ein zweiseitig gerichteter Nachrich-

tcnverkehr möglich ist. Die Länge der Unterabschnitte wird z. B. so gewählt, daß bei maximaler Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem Abfragezyklus eune Strecke durchfahren werden kann, die maximal der Länge eines Unterabschnitts entspricht.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung steht ein ortsfestes Streckengerät in laufender zweiseitig wirkender Nachrichtenkopplung mit dem Fahrzeug. Die Erfindung geht davon aus, daß die Positionen der Fahrzeuge unterabschnittsweise durch schnell nacheinander erfolgenden Aufruf der einzelnen Unterabschnitte bzw. der darauf befindlichen Fahrzeuge bestimmt werden. Durch die gewählte Länge der Unterabschnitte wird erreicht, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abrufen von einem Fahrzeug nicht mehr als ein einziger Abschnitt durchfahren werden kann. Bei Anruf oder Abfrage eines Unterabschnitts wird ein darauf befindlicher Triebwagen angerufen (nur ein einziges Fahrzeug kann sich wegen der Kürze des Unterabschnitts darauf befinden), und er antwortet durch ein Quittungssignal. Durch zyklische Abfrage aller Unterabschnitte wird dem ortsfesten Strekkengerät auf diese Weise eine vollständige Nachbildung der Gleisbelegung mitgeteilt, so daß es möglich ist, jedem Zug den Abstand eines vor ihm liegenden Hindernisses direkt mitzuteilen, oder unter Umrechnung mit der maximalen-Bremsbeschleunigung die zulässige Maximalgeschwindigkeit mitzuteilen. Diese Informationsübermittlung, bei der also die maximal zulässige Geschwindigkeit oder der Abstand vom nächsten Hindernis an das Fahrzeug zu übertragen ist, schließt sich dann jeweils an den zu einem Unterabschnitt gehörenden Aufruf an, wenn Antwort auf diesen Aufruf vom Fahrzeug gekommen ist. Die Information wird dabei entweder durch Doppelübertragung oder durch Einfügen von Prüfzeichen in das zu übertragende Informationstelegramm hochgradig sichergestellt, entsprechend den Anforderungen an die Betriebssicherheit. Die richtige Übertragung der Information wird durch ein Quittungssignal mit entsprechender Sicherstellung vom Fahrzeug an das Strekkengerät quittiert. Für den Fall, daß die Quittung ausbleibt, wird die Information vom Streckengerät zum Fahrzeug wiederholt.

Um die Abstandsermittlung zum vorher fahrenden Fahrzeug oder sonstwie davorliegendem Hindernis in ein und demselben Abfragezyklus sicherzustellen, wird diese Abfrage zweckmäßig zyklisch yom Ende, des Streckenabschnittes ausgehend, in Fahrtrichtung gesehen, also entgegen der Fahrtrichtung ausgeführt, und zwar in der Reihenfolge der Unterabschnitte. Die ZaI der Leerschritte zwischen zwei benachbarten antwortenden Fahrzeugen entspricht dann dem Abstand dieser Fahrzeuge, ausgedrückt in Längen der Unterabschnitte.

Durch die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist es möglich, dem nachfolgenden Fahrzeug unmittelbar im gleichen Zyklus den Abstand von dem vor ihm liegenden mitzuteilen.

In Sonderfällen, wenn die Strecke nicht nur in einer, sondern in zwei Richtungen befahren wird, kann die Abfrage z.B. nacheinander in zwei gegensinnigen Zyklen erfolgen, wobei die Abstandsermittlung jeweils entsprechend den vom Fahrzeug her übermittelten Fahrtrichtungen erfolgen muß.

In der Nachbarschaft des Überganges von einem Unterabschnitt in den nächsten kann von beiden Unterabschnitten her eine Nachrichtenkopplung mit dem Fahrzeug auftreten. Dieser Zustand wird bei der Auslegung der Logik des Streckengerätes berücksichtigt. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigt

Fig. 1 einen Streckenabschnitt mit den zugehörigen Signal Übermittlungsabschnitten und das zugehörige Streckengerät,

ίο F i g. 2 das sich im Fahrzeug befindende Fahrzeuggerät,

Fig. 3 Impulstelegramme, und

F i g. 4 die Ausführung eines Streckengerätes.

In der F i g. 1 sind mit la, Ib, lc Unterabschnitte eines Streckenabschnitts gekennzeichnet. In jedem dieser Unterabschnitte befinden sich induktive Sendeschleifen 2a, 2b, 2c. Diese Schleifen sind mit Signalträgerleitungen 5a, 5& verbunden. Sie werden durch Schalterpaare 11a, lla', 12a, 12a', 13a, 13a' an die

2" Signalleitungen Sa, Sb angeschlossen. Die Betätigung dieser Kontakte ist von Relais 11, 12, 13 abhängig gemacht, wobei das Relais 11 das Schalterpaar lla, lla' beeinflußt usw. Mit 14 ist ein ortsfestes Streckengerät bezeichnet. In diesem Streckengerät befindet sich ein Sender 6, ein Empfänger 7, ein Sendeumschalter 8 und ein Empfangsumschalter 9. Der gemeinsame Ausgang dieser beiden Schalter 8 und 9 führt auf die Signalträgerleitungen Sa, Sb. In dem Streckengerät 14 ist ferner ein Steuerwerk 10 vorhanden. Die Ausgangsleitungen 4α, Ab, 4c. ..An führen auf die Relais 11,12,13 und auf entsprechende Relais weiterer Unterabschnitte des Streckenabschnitts.

" Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:

Als Signalträger wird eine Trägerfrequenz benutzt, die auf den Leitungen 5a und 56 vom Streckengerät 14 her eingespeist wird. Je ein Signal auf den Steuerleitungen 4a, Ab... An betätigt je eines der Relais 11, 12, 13 in den Durchschaltgeräten 3a, 3b, 3c, um die beiden Kontakte je eines der Kontaktpaare lla, lla', 12a, 12a', 13a, 13a' zum Zwecke der Durchschaltung der Sende- oder Empfangsschleife 2a, 2b, 2c zu schließen. Je nachdem, ob der Kontakt des Sendeumschalters 8 oder des Empfangsumschalters 9 geschlossen ist (auch diese Kontakte sind wechselweise geöffnet und geschlossen), ist das Streckengerät 14 auf Senden oder Empfang eingestellt.

Die Steuerleitungen können auch, anstatt die Steuerbefehle — wie hier gezeigt - im Code 1 aus η zu übertragen, zum Zwecke der Leitungsersparnis in be-

so kannter Weise in anderer Codierung übertragen werden, wodurch dann jeweils nur eine einzige Abfrage gleichzeitig erfolgen kann.

Die Relais 11,12,13 bleiben jeweils während der gesamten Verbindung mit dem betreffenden Unterabschnitt geschlossen, also während aller während dieser Verbindung ablaufenden Sende- bzw. Empfangsvorgänge. In den Leitungszügen des Signalträgers 5a, Sb oder in jedem Durchschaltegerät 3a, 3b, 3c können Signalverstärkungsmittel oder Abgleichmittel für den Amplitudenabgleich vorgesehen werden.

Die Gesamstrecke eines Tunnelabschnittes, die mit der beschriebenen Schaltungsanordnung ausgerüstet ist, kann in mehrere Streckenabschnitte aufgeteilt sein, die unabhängig voneinander abfragen. Die Abfragezyklen benachbarter Streckenabschnitte oder sämtlicher Streckenabschnitte können derartig synchronisiert werden, daß angenähert ein fortlaufender

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Abfragezyklus entsteht. Eine andere Möglichkeit der Synchronisation besteht darin, daß alle Streckenabschnitte im gleichen Moment mit ihrer Abfrage beginnen.

Im allgemeinen sind Abfragezyklen mit Zykluszeiten um 1 see herum zweckmäßig bei entsprechenden Unterabschnittslängen von 25 m für maximal 70 bis 80 km Fahrzeuggeschwindigkeit.

In der Fig. 2 ist mit 21 eine Empfangsantenne, mit 22 eine Sendeantenne, mit 23 eine Empfängeranordnung und mit 24 eine Sendeanordnung mit einem besonders dargestellten Modulator 25 für den Sender 24 bezeichnet, mit 26 ist ein Diskriminator zur Auswertung des Anrufsignals dargestellt. Mit 27 ist eine Anordnung zur Erzeugung des Anruf quittungssignals, das im Anschluß an das Ende des Anrufsignals ausgesandt wird, bezeichnet und mit 28 eine Anordnung zum Auswerten der Informationsübertragung, enthaltend Angaben über den Abstand des vorab befindlichen Hindernisses bzw. Angaben über die zulässige 2" Maximalgeschwindigkeit mit zugehöriger Zeichenprüfung des redundanten Signals (durch Wiederholung oder in bekannter Weise durch zusätzliche Prüfzeichen). Mit 29 ist eine Anordnung zur Erzeugung der Informationsquittung bezeichnet. 30 stellt ein =5 Sichtgerät, das von dem zugehörigen Steuergerät 30a die Soll-Fahrwerte erhält, zur Anzeige des Abstandes des im Streckengerät ermittelten davorfahrenden Fahrzeugs oder des davorliegenden Hindernisses bzw. zur Anzeige der maximal zulässigen Geschwindigkeit im Vergleich zur vorhandenen Istgeschwindigkeit dar. Die Ist-Geschwindigkeit wird mittels des Tachos 35 festgestellt. Mit 32 ist ein wechselweise betätigter Sendeumschalter bezeichnet, mit 31 ein entsprechender Empfangsumschalter. 33 ist ein Kopplungskontrollgerät für die Kontrolle der Kontinuität der Nachrichtenkopplung zwischen Streckengerät und Fahrzeug. (Überwacht wird der Einsekundenzyklus der Informationsübertragung.) Bei einem Ansprechen des Kopplungskontrollgerätes 33 entsteht an der Klemme 33a das Nothaltekommando bzw. ein Kommando für unmittelbare Langsamfahrt. Mit 34 ist ein Steuergerät für die Durchführung der beschriebenen Funktionen des Fahrzeuggerätes bezeichnet.

Die Empfängeranordnung 23 nimmt das Anrufsignal ihres Unterabschnittes über die Empfangsantenne 21 auf, wobei gewährleistet ist, daß im Ruhezustand der Empfängerumschalter 31 durchgeschaltet hat. In den Pausen, während die Empfängeranordnung einen neuen Anruf erwartet, ist durch eine hin- 5" reichende Ansprechschwelle dafür gesorgt, daß die Empfängeranordnung 23 auf Störsignale nicht anspricht. Für den Fall, daß Störsignale durchkommen, kann durch eine entsprechende Kennung des Anrufsignals dafür gesorgt werden, daß diese im Anrufdiskriminator 26 unterdrückt werden. Auch kann durch Zwischenträger eine weitere Sicherstellung gegen Störeinflüsse während dieser Wartezeit des Empfängers erreicht werden. Die anschließenden Signalübertragungen können dann im Anschluß an den Anruf mit Mitteln zur Störsicherung der Signalübertragung, z. B. auch durch Wahl von Frequenzmodulation und Impulsen bestimmter Länge, erfolgen.

Fig. 3 gibt einen Überblick über die Impulstelegramme, die /wischen dem Streckengerät und dem Fahrzeug gewechselt werden. In der F i g. 3 ist der Telegranimverkehr für fünf aufeinanderfolgende Unterabschnitte entgegen der Fahrtrichtung mit den Reihen I, II, III, IV und V bezeichnet; der Verkehr ist in zeitlicher Folge über der Zeit dargestellt. Nichtschraffierte Impulse sind Zeichen, die das Streckengerät aussendet, schraffierte, welche vom Fahrzeuggerät ausgehen. Es sei in dem vorliegenden Beispiel der dritte Unterabschnitt (Reihe III) besetzt, die anderen Unterabschnitte nicht. Bei den nicht belegten Unterabschnitten 1 und Il wird vom Streckengerät nur das Anrufsignal (Impuls-Reihe I und II mit zeitlicher Verschiebung) ausgesendet, ohne daß von den Unterabschnitten her eine Antwort erfolgt. Bei dem belegten Unterabschnitt III erfolgt vom Fahrzeuggerät her eine Anrufquittung (schraffierter Impuls), und anschließend sendet das Streckengerät selektiv für den gleichen Abschnitt zeitlich folgend das Informationssignal, das vom Fahrzeuggerät nach richtigem Empfang durch die Informationsquittung (wieder schraffiert) betätigt wird. Danach erfolgt die weitere Abfrage der Unterabschnitte Reihe IV und V.

Ein Ausbleiben der Nachrichtenkopplung zwischen Fahrzeug und Streckengerät veranlaßt verschiedene Maßnahmen:

1. Im Fahrzeug spricht die Kopplungskontrolle an (langer als 1 see keine Informationsübertragung). Auf Grund des Ansprechens dieser Kopplungskontrolle wird dem Fahrzeug das Signal Nothalt oder unmittelbares Übergehen auf Langsamfahrt gegeben.

2. Im Streckengerät erscheint das Signal »Ein Fahrzeug verlorengegangen«. Das Signal entsteht dadurch, daß an einer Stelle, an der auf Grund des Speicherzustandes ein Fahrzeug hätte sein müssen, keine Abrufquittung mehr erfolgt. In diesem Falle erfolgt im Streckengerät an der Stelle, ander das Fahrzeug verlorengegangen ist. und zwar in der Position, die das Fahrzeug eingenommen hatte, bevor die Verbindung abriß, das Setzen eines Hindernisses. Für das nachfolgende Fahrzeug erscheint die Stelle, an der die Nachrichtenkopplung gerissen ist, dann als Hindernis, und dieses Fahrzeug kann nur in Langsamfahrt aufrücken.

Die Informationsübertragung wird im Falle des Ausbleibens der Informationsquittung - für den Fall, daß keine Antwort auf -den Abruf erfolgte - zwei- oder mehrmals wiederholt und dann aufgegeben. Das Fahrzeug wird dann also unmittelbar auf Langsamfahrt gehen, kann aber bei dem folgenden Wiederaufruf möglicherweise die Information wieder richtig übernehmen.

In der Fig. 4 ist das Streckengerät näher dargestellt. Es ist mit einem Sendegerät 41, einem Empfangsgerät 42, mit dem zum Sendegerät gehörenden Modulator 41a und einem dem Empfangsgerät 42 nachgeschalteten Demodulator 42a ausgestattet. Nach- bzw. vorgeschaltet ist der Sendeumschalter 43 und der Empfangsumschalter 44. Ferner ist ein zyklisches Abfrageschaltwerk 45 vorgesehen, das über eine Anordnung 46 zur Erzeugung des Anrufsignals des Unterabschnitts mit dem Modulator 41a verbunden ist. Das Abfrageschaltwerk 45 besitzt eine Stufenzahl, die der Zahl der Unterabschnitte entspricht. Es ist weiter ein Primärspeicher 47 für die im Signalbereich aufgenommenen Fahrzeuge sowie ein Sekundärspeieher 48 vorgesehen, in den die Speicherwerte des vergangenen Zyklus eingespeichert werden. Zur Übertragung der Speicherworte dienen die Speicherwertübertragungseinrichtungcn 49 und 50. Das Abfrage-

schaltwerk 45 und die Speicherwertübertragungseinnchtungen 49 und 50 sind eingangsseitig noch mit einem Steuerwerk 57 verbunden.

Es ist ferner ein Anrufverteiler 51, eingangsseitig verbunden mit dem Abfrageschaltwerk 45, für die Erregung der Steuerleitungen (für die Durchschaltung der Unterabschnitte) vorhanden sowie eine mit 52 bezeichnete, ebenfalls dem Abfrageschaitwerk 45 nachgeschaltete Anordnung zur Bildung des Abstandskriteriums durch Auszählen der freien Schritte zwischen den belegten Unterabschnitten (unter Berücksichtigung der. freien Schritte am Ende des in Fahrtrichtung nachfolgenden benachbarten Streckenabschnitts über eine Übertragungseinrichtung 53 bzw. Weitermeldung der bis Ende der Abfrage beim Streckengerät anfallenden freien Impulse an das in Fahrtrichtung davorliegende Streckengerät über ein Kopplungsglied 54.

Die Eingabe der Abstandskriterien in die Information, die an das nachfolgende Fahrzeug überfragen wird, erfolgt in dem Informationssignalbildungsglied 55, das der Anordnung zur Bildung der Abstandskriterien 52 nachgeschaltet ist. Schließlich ist eine Kontrollschaltung 56 zur Kontrolle des Vorhandenseins der im Signalbereich übernommenen Fahrzeuge auf Grund des Vergleichs von Speicherbelegung 48 mit den Antwortimpulsen derauf der Strecke befindlichen Fahrzeuge bei der zyklischen Abfrage vorgesehen. Das Umsetzen eines Störsignals (Fahrsignal eines Fahrzeugs) der Kontrollschaltung 56 in ein Informationssignal für das ausgefallene Fahrzeug (als Hindernismarkierung) erfolgt durch ein Signal, ausgehend von der Kontrollschaltung 56, welches eine Simulierung des Signals eines Qutittungsdiskriminators 58 bewirkt, welches vom Empfänger 42 über den Demodulator 42a kommt und durch welches das Fahrzeug regulär auf den Abruf geantwortet hätte. Der Quittungsdiskriminator 58 ist ausgangsseitig mit dem Steuerwerk 57 verbunden. Es sind noch eine in der Fig. 4 nicht näher dargestellte Übernahmeschaltung in den Eingangsstreckenabschnitt bei Einfahrt in den Tunnel und eine Abgabeschaltung für den Ausgang aus dem letzten Streckenabschnitt der beschriebenen Schaltungsanordnung vorgesehen.

Die Wirkungsweise des Streckengerätes gemäß Fig. 4 ist im folgenden näher dargestellt; dabei sind die auf den einzelnen Verbindungsleitungen laufenden Signale zur Vereinfachung mit zusätzlichen Bezugszeichen Γ, 2', 3' usw. bezeichnet:

Das Abfrageschaltwerk 45, dessen Stufenzahl der Zahl der Unterabschnitte entspricht, wird durch das Zyklus-Anfangssignal 8' gestartet, in Abständen von etwa 1 see entsprechend der Zykluszeit. Es erhält seine weiteren Schaltimpulse 1Γ von dem Steuergerät 57. Diese Fortschaltimpulse erscheinen in stetiger Folge mit der vorgesehenen Abfragefrequenz der Anordnung (10 bis 40 Hz). Bei jedem neuen Schritt des Abfrageschaltwerks45 (Signal 6') wird im Abfragesignalerzeuger 46 ein Abfragesignal 4' erzeugt, das über den Modulator 41« den Sender 41 (Signal 3') moduliert, und das das modulierte Signal 2' des Senders 41 über den vom Steuerwerk 57 geschalteten Sendeumschalter 43, der vom Steuerwerk 57 das Umstellsignal 26' erhält, auf die Sammelleitung (Signal Γ) der Unterabschnitte (5a, 5b in Fig. I) schaltet. Im Anschluß an die so erfolgte Aussendung jedes einzelnen Abiragesignals wird der Empfangsumschalter 44 vom Steuergerät 57 her so erregt, daß er geschlossen wird (Signal 25'), während der Sendeumschalter 43 gleichzeitig geöffnet wird.

Der Empfänger 42 gibt ein von der Sammelleitung Sa₁ 5b kommendes Signal 35' (falls ein solches bei besetztem Unterabschnitt erscheint) - Signal 24' über den Demodulator 42« (Signal 27') und den Quittungsdiskriminator 58 als Signal 28' an das Steuergerät 57. Das zugehörige Ausgangs-Signal des Quittungsdiskriminators 58 ist mit 29' bezeichnet. Bei Eintref-

¹⁽¹ fen eines Quittungssignals (Markierungssignal 29') unterbricht das Steuergerät 57 die Aussendung des Fortschaltsignals 1Γ für das Schaltwerk 45 und veranlaßt durch Signal 18' das Informationssignalbildungsglied 55 zur Aussendung des Informationstelegramms

.'s 5' über den Modulator 41a. Das Informationssignalbildungsglied 55 enthält als Information die Anzahl der durch den Leerstellenzähler 52 durchgezählten leeren Unterabschnitte. Der Leerstellenzähler 52 erhält dabei, Signal 16' des Fortschaltwerks 45, bei je-

²" dem neuen angerufenen Unterabschnitt einen Impuls. Die Rückstellung erfolgt vom Steuerwerk 57 her durch das Signal 19' im Anschluß an jedes Quittungsoder Markierungssignal 29' bzw. das simulierte Markierungssignal 36' vom Kontrollgerät 56, nachdem der Leerstellenzähler 52 seine Information T zuvor an das Infonnationssignalbilduiigsglied 55 abgegeben hat.

Das Abfrageschaltwerk 45 betätigt über Signale 9' den Anrufverteiler 51 für die Fortschaltung der Steuerleitungen (4a, 46,4c... in Fig. 1) für die aufeinanderfolgend einzuschaltenden Unterabschnitte (Signale 10').

Außerdem werden bei Ansprechen des Quittungsdiskriminators 58 die dabei vorhandenen Stellungen des Abfrageschaltwerks 45 als Zeichen für die Belegung des betreffenden Unterabschnitts durch ein Fahrzeug in dem Primärspeicher 47 eingespeichert, und zwar mittels des Speicherübertragungsgerätes 49 unter Vermittlung des Signals 17', das auf Grund des Markierungssignals (29' bzw. 36') vom Steuergerät 57 ausgesandt wird.

Bei Beendigung des Abfragezyklus wird der Inhalt des Primärspeichers 47 in den Sekundärspeicher 50 umgespeichert. Diese Umspeicherung erfolgt auf Grund eines vom Steuergerät ausgesandten Signals 12'. Der Primärspeicher 47 ist somit für einen neuen Zyklus frei. Während des Durchschaltens des Abfrageschaltwerks 45 im Laufe eines Zyklus prüft die Kontrollschaltung 56 laufend bei jedem Schritt, ob

5" die Speichermarkierung für einen betreffenden Unterabschnitt noch vorhanden ist bzw. um eine Stelle vorgerückt ist. Bei Fehlanzeige geht ein Impuls als Signal 36' an das Steuerwerk 57, das eine Belegung des betreffenden Unterabschnitts simuliert, und dar-

.'■>s über hinaus noch das zugehörige Informationstelegramm 5'mit der Abstandsmeldung an das nicht mehr angetroffene Fahrzeug aussendet. Außerdem beginnt der Leerstellenzähler 52 infolge eines ausgelösten Rückstellungssignals 19' neu zu zählen. Das verlorene

⁶" Fahrzeug ist dabei an seiner zuletzt beobachteten Position im Zähler markiert. Bei späterem Wiederfinden des Fahrzeugs kann diese Markierung aufgelöst werden. Mit 30' und 31' sind Steuersignale des Steuerwerks 57 an die Kontrolleinrichtung 56 und den Sekundärspeicher 48 angedeutet. Das Signal 2072Γ übermittelt die von dem in Fahrtrichtung vorwärts befindlichen Streckengerät ankommenden Impulse aus dem Anfang dieser Strecke, die dort nicht in Informa-

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tionen umgesetzt werden konnten, und die vom Ende der letzten Abtastperiode dieses benachbarten Strekkcnabschnittes in der Übertragungseinrichtung 53 gespeichert waren. In gleicher Weise gibt das Signal 22723' die Impulse des hier betrachteten Streckenabschnittes vom Ende der letzten Abtastperiode, die der Zahl der Unterabschnitte zwischen dein Anfang dieses Streckenabschnittes und dem ersten darauf befindlichen Fahrzeug entsprechen, an das in Fahrtrichtung rückwärts liegende Streckengerät. Das Übergabegerät 54 ist die zugehörige Übertragungseinrichtung für die betreffende Information. Mit 32' und 33' sind Steuersignale des Steuerwerks an die Übertragungseinrichtungen 53 und 54 angedeutet. Das Speicherkontrollgerät 56 kann auch mit dem Sekundärspeicher 48 ¹S zusammengefaßt werden. Beim Durchlaufen des Schaltwerkes 49 im nächsten Zyklus wird aus der Koinzidenz der Markierungen im Speicherkontrollgerät 56 mit dem Stufensignal 34' aus dem Schaltwerk 45 ein Hüfsmarkierungssignal 36' vorbereitet, das aber ²⁽⁾ erst zur Ausführung gelangt, wenn dieses nicht durch ein Quittierungssignal 29' auf derselben oder der davorliegenden Abfragestufe rückgestellt wird. Da das simulierte Markierungssignal 36' genauso wirkt wie ein echtes Markierungssignal 29', wird auch der Spei- ²S eher 47 entsprechend gesetzt, und alle Maßnahmen des Streckengerätes werden so getroffen, als ob auf dieser Stelle, an der-das Signal von einem verlorenen Zuge ausgeblieben ist, ein Antwortsignal des Zuges eingelaufen wäre.

Es erfolgt noch eine zusätzliche Speicherüberwachung im Streckengerät durch Auszählen der Markierungen im Anschluß an jeden Zyklus unter Berücksichtigung der Zu- und Abgänge.

Für den Eingang in die automatische Signalstrecke ist eine Überwachungsschaltung vorgesehen: Durch einen Schienenkontakt wird die Einfahrt eines Fahrzeuges in die Signalstrecke signalisiert, wobei das Fahrzeug bereits im Bereich der Informationsübertragung liegt, der sich bis vor den Tunnel ausstrecken kann. In diesem Vorbereich bestätigt der Fahrer den Übergang und schaltet dabei das Fahrzeuggerät ein.

Ferner wird die Geschwindigkeit durch einen zweiten Schienenkontakt oder mit fotoelektrischen Mitteln gemessen und damit eine Abstandskontrolle im Strekkengerät durch Vergleich der Istgeschwindigkeit mit der zulässigen Geschwindigkeit auf Grund des Abstandskriteriums bis zum nächsten Zug durchgeführt. 1st das Fahrzeug vom Streckengerät normal erfaßt, und die Geschwindigkeit erfüllt die erforderlichen Bedingungen, so wird ein Sperrsignal am Tunneleingang ausgelöst, und der Zug kann in die Signalstrecke normal einfahren.

Am Tunnelausgang endet auch die Signalstrecke und damit die Signal kopplung zwischen dem Strekkengerät und dem Fahrzeug. Um zu verhindern, daß dabei Nothalt eintritt, wird, sofern das Fahrzeuggerät vom Fahrer nicht selbst ausgeschaltet wird, das Fahrzeuggerät über ein Kriterium in der letzten Schleife automatisch ausgeschaltet. Ein solches Kriterium besteht in dem Aussenden einer besonderen Frequenz oder eines besonderen Informationstelegramms im Rahmen der normalerweise übersandten Informationstelegramme.

Es sind ferner Rottengeräte vorgesehen, welche im Streckengerät den Abstandswert zum zeitlich nachfolgenden Zuge feststellen, im Gegensatz zu den Fahrzeugen, bei denen der Abstandswert zu den in Fahrtrichtung davorliegenden Fahrzeugen ermittelt wird. Das Rottengerät erhält außerdem ein besonderes Quittungssignal, auf Grund dessen der Rotte der in einem besonderen Informationsspeicher abgespeicherte Abstandswert zum nächsten eintreffenden Zug mitgeteilt wird. Diese Mitteilung erfolgt jeweils bei dem auf die Abstandsmessung folgenden Zyklus.

Eine Geschwindigkeitsbegrenzung (Langsamfahrstellen) erfolgt durch Setzen von Phantomhindernissen in entsprechendem Abstand vor dem Fahrzeug. Diese Geschwindigkeitsbegrenzungen sind mit der Strecke verbunden, sind also gewissen Partien des Streckengerätes zugeordnet.

Für die Patentansprüche 2 bis 37 wird Patentschutz nur im Zusammenhang mit dem Patentanspruch 1 beansprucht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (37)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum automatischen Überwachen des Verkehrs von Unterpflaster- und Straßenbahnen für das Fahren auf sogenannte elektrische Sicht oder für das vollautomatische Fahren, bei dem für die Überwachung ein ortsfestes Streckengerät vorgesehen ist, und dieses Streckengerät mit an der Strecke sich befindlichen »ο Signalübertragungseinrichtungen, die mit Sende- und Empfangseinrichtungen in den Fahrzeugen (Fahrzeuggeräten) gekoppelt sind, verbunden ist, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß als Signalüberti agungseinrich- »5 tungen einzelne, aufeinanderfolgende, getrennte Signalübertragungselemente, deren Längenausdehnung in Fahrtrichtung Strecken-Unterabschnitten entsprechend, durch das Auflösungsvermögen (zur Fahrzeugpositionserfassung) bedingt *° ist, vorgesehen sind, daß in die Verbindung zu jedem Signalübertragungselement ein Durchschaltgerät eingefügt ist und daß in jedem Streckengerät ein Steuergerät angeordnet ist, das die Durchschaltgeräte derart steuert, daß jedes der Signalübertragungselemente in beliebig gestaffelter zeitlicher Folge vom Ende eines Streckenabschnittes ausgehend entgegen der Fahrtrichtung zyklisch mit dem Streckengerät verbunden wird und dabei ein Anrufsignal aussendet, welches bei bestehender Nachrichtenkopplung mit einem Fahrzeug ein von diesem gesendetes und im Strekkengerät empfangenes Anrufquittungssignal als Besetztkriterium zur Folge hat.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungselemente aus induktiven Sendeschleifen bestehen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungselemente aus kapazitiven Sende-Elektroden bestehen.

4. Schaltungsanordung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Anrufquittung vom Streckengerät eine Informationsübertragung zum Fahrzeug stattfindet und gegebenenfalls auch zurück, und daß zum Abschluß einer jeden Informationsübertragung eine Informationsquittung in umgekehrter Richtung ausgesandt wird.

5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die erfolgte Informationsquittung der nächste Unterabschnitt mit abgefragt wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Unterabschnitte in ihrer natürlichen Reihenfolge längs der Bahnstrecke abgerufen werden.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder Position, in der in einem Unterabschnitt ein Fahrzeug auf einen Abruf antwortet, in einem Speicher des ortsfesten Streckengerätes eine Markierung gesetzt wird.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Unterabschnitte zu einem Streckenabschnitt zusammengefaßt sind, und daß jeder Streckenabschnitt von

einem Streckengerät überwacht wird.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichtenkopplung über eine Trägerfrequenz erfolgt mit gleichen Frequenzen für beide Signalrichtungen, wobei die Umschaltung der Signalrichtungen durch besondere Steuereinrichtungen im Fahrzeuggerät und im Streckengerät erfolgt.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachrichtenkanal in beiden Signalrichtungen verschiedene Trägerfrequenzen besitzt.

11. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägermodulation für den Verkehr vom Strekkengerät zum Fahrzeuggerät im Streckengerät selbst erfolgt, und daß der so modulierte Träger an Durchschaltgeräte der Unterabschnitte herangeführt wird.

12. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1,9,10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschaltung in den Durchschaltgeräten über Relais oder durch kontaktlose Schaltereinrichtungen erfolgt, die durch die S'teuerleitungen vom Streckengerät her erregt werden.

13. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1,9,10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß stets nur jeweils ein zu einem Unterabschnitt gehöriges Durchschaltgerät betätigt wird.

14. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Durchschaltgeräten zu jedem Unterabschnitt Verstärker oder Abgleichelemente zum Abgleich der Signalamplitude vorgesehen werden.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fahrzeug die Kontinuität der Nachrichtenkopplung überwacht wird, indem die Zyklusdauer der Informationsübertragung kontrolliert wird, und daß bei Ausbleiben der Information über eine längere Zeit ein Signal für Nothalt oder unmittelbare Langsamfahrt gegeben wird.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand, der dem nachfolgenden Fahrzeug vom Streckengerät mitgeteilt wird, durch Auszählung der Leerstellen ermittelt wird, die bei der Fortschaltung der Erregung der Unterabschnitte zwischen zwei Besetztstellen festgestellt wird.

17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zweier aufeinanderfolgender Fahrzeuge durch Differenzbildung der Nummern der Unterabschnitte für die auf der Strecke befindlichen Fahrzeuge gebildet wird, die beim Abfragevorgang in einem Speicher festgehalten wurden.

18. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Markierungsspeicher zum Markieren der einzelnen Fahrzeuge auf der Strecke bei jedem Abfragevorgang neu gesetzt wird.

19. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1, 7 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Markierungsspeicher bei Beendigung des Abfragezyklus in einen Zustandsspeicher übertragen wird, der einen Vergleich zwischen dem alten und neuen Zustand bei zwei aufeinanderfolgenden Abfragezyklen ermöglicht.

20. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1,7, 18 und 19. dadurch gekennzeichnet, daß der Markierungsspeicher nach Beendigung des Abfragezyklus gelöscht wird und damit für einen neuen Zyklus freigemacht wird.

21. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen I, 7 und 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustandsspeicher vor Übernahme der Werte aus dem Markierungsspeicher gelöscht wird.

22. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen I, 7 und 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die gestatten, das Vorhandensein aller übernommenen Züge durch Vergleich des Zustandsspeichers mit den Antworten beim stufenweisen Abruf der Unterabschnitte zu kontrollieren, wobei Mittel vorgesehen sind, die berücksichtigen, daß der Markierungsspeicher während eines Zyklus sich um einen Unterabschnitt verschieben kann.

23. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Unterabschnitts so gewählt wird, daß in einem Abfragezyklus bei Maximalgeschwindigkeit nicht mehr als die Länge eines Unterabschnitts überfahren werden kann.

24. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckengeräte benachbarter Streckenabschnitte untereinander verkoppelt sind, indem das Strekkengerät der in Fahrtrichtung zurückliegenden Strecke die Zahl der Unterabschnitte mitgeteilt erhält, die zwischen dem Anfang der nachfolgenden Strecke und dem ersten auf der Strecke befindlichen Fahrzeug liegen, und daß andererseits die Zahl der freien Unterabschnitte zur Ermittlung des freien Weges für das letzte Fahrzeug der in Fahrtrichtung zurückliegenden Strecke dem Streckengerät der davorliegenden benachbarten Strecke mitgeteilt wird.

25. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1, 8 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß alle Streckengeräte durch einen generellen Zyklusimpuls synchronisiert sind, und daß ihre Abfragezyklen alle zum gleichen Moment beginnen.

26. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1,8,24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß der neue Zyklusimpuls dann entsteht,, wenn alle Streckengeräte ihren Zyklus durchlaufen haben.

27. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übernahme eines Fahrzeugs in das beschriebene Signalsystem eine Übergabequittung mit Hilfe einer Quittungstaste gegeben werden muß.

28. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 27, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Quittungstaste des Fahrzeugs das Fahrzeuggerät eingeschaltet wird und damit das Fahrzeug auf Abruf antwortet und in das Signalsystem aufgenommen wird.

29. Schaltunganordnung nach den Ansprüchen 1, 27 und 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit bei der Übernahme in den Signalbereich kontrolliert wird, daß der zugeordnete Bremsweg mit dem Abstand des davorliegenden Fahrzeugs verglichen wird, und daß bei hinreichendem Abstand von dem Übernahmegerät ein Sperrsignal am Eingang der Signalstrecke frei-

gegeben wird.

30. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Signalstrecke eine besondere Information übermittelt wird, welche die Abgabe eines entsprechenden Warnsignals an den Fahrer bewirkt.

31. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausfahren aus der Signalstrecke das Fahrzeuggerät über ein besonderes Informations-Kriterium in der letzten Schleife ausgeschaltet wird.

32. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Übergang zwischen zwei Unterabschnitten die Antenne Signale von zwei Unterabschnitten aufnimmt, und die zweite (doppelte) Markierung im Markierungsspeicher automatisch gelöscht wird.

33. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationskopplung des Unterabschnitts für Sprechfunkübertragung ausgenutzt wird mit Hilfe einer getrennten Frequenz, wobei die Durchschalteinrichtungen mit Hilfe von Weichen in allen Unterabschnitten überbrückt werden.

34. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Langsamfahrstellen durch Setzen von Phantommarkierungen im Zustandsspeicher bewirkt werden, die Langsamfahrt erzeugen.

35. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rottengeräte angekoppelt werden können, die Arbeitsrotten vor dem Herannahen eines Fahrzeugs warnen.

36. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der auf dem Streckenabschnitt befindlichen Fahrzeuge überwacht wird unter Berücksichtigung der Zu- und Abgänge in die betreffende Signalstrecke.

37. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zusammenrückenden Fahrzeugen eine auf zwei benachbarte Unterabschnitte beschränkte örtliche Summenkontrolle vorgesehen wird, und daß bei zusammenfallenden Unterabschnitten für beide Fahrzeuge eine Zusatzmarkierung in einem getrennten Zustandsspeicher vorgesehen wird, die auf Grund der vorhergehenden benachbarten Summenwirkung und der auftretenden Störung der Gesamtsumme zu einer Zusatzmarkierung führt, die so lange bestehen bleibt und bei der Gesamtsumme mitgezählt wird, bis die Gesamtsummenkontrolle die Auflösung des Knotens anzeigt.