DE1455397C - Einrichtung zum Identifizieren streckengebundener Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Identifizieren streckengebundener Fahrzeuge mittels eines Abfragegerätes, bei der das Abfragegerät Mittel zur drahtlosen Übertragung einer Empfangsleistung auf ein auf den zu identifizierenden Fahrzeugen angeordnetes Antwortgerät enthält, das aus einer Anzahl von von dieser Leistung betriebenen Antwortsendern mit voneinander verschiedenen Antwortfrequenzen und einem Vielfachfeld zum Einschalten oder Ausschalten von verschiedenen Kombinationen von Antwortsendern besteht, womit ein aus einer Anzahl aufeinanderfolgender Kodegruppen von je einer konstanten Anzahl Antwortfrequenzen bestehendes Kodesignal gebildet wird, das auf drahtlosem Wege an das Abfragegerät zurückgeleitet wird, wobei die Übertragung beginnt, wenn das Abfragegerät eine Antwortfrequenz empfängt und darauf ein Abfragesignal zum Inbetriebsetzen des Antwortgerätes überträgt.

Die Anforderungen, die eine Einrichtung zum Identifizieren von Eisenbahnwagen oder Gegenständen auf einem Förderband in der Praxis erfüllen muß, sind besonders streng. Da man eine große Anzahl von Daten zur Verfügung haben möchte, muß die zu erteilende Auskunft aus eine Kodezahl von zehn oder mehreren dezimalen Ziffern bestehen, wobei jede Ziffer oder jede Ziffergruppe eine bestimmte Bedeutung hat, und z. B.

das Herkunftsland, den Standort, die Nummer des Wagens, den Typ des Wagens usw. kennzeichnet. Identifikation muß sowohl bei geringer Fahrgeschwindigkeit oder Stillstand des Zuges als auch bei einer Geschwindigkeit von z. B. 160 km in der Stunde erfolgen können, wobei im letzteren Fall die für die Identifika-

- tion verfügbare Zeit sehr kurz ist. Aus Sicherheitsgründen darf der Abstand von der Abfragevorrichtung zum Zuge nicht kleiner als z. B. 40 cm sein, während andererseits, mit Rücksicht auf die verschiedenen Breiten der Wagen, der Abstand in der Praxis wohl 90 cm betragen kann. Natürlich muß die Einrichtung unter allen Wetterbedingungen, somit auch bei Schnee oder Glatteis, zuverlässig arbeiten. Außerdem ist es erwünscht, daß die Abmessungen der Identifikationsapparatur auf dem Wagen gering sind. Eine besonders strenge Anforderung ist auch, daß Energiequellen auf dem Zuge, wie Akkumulatoren, von den Rädern angetriebene Generatoren, Traktionsenergie usw., nicht verwendet werden können.

Es ist bereits eine Identifikationsvorrichtung bekannt, bei der die Abfragevorrichtung Mittel zur drahtlosen Übertragung von Energie auf einen auf den zu identifizierenden Wagen angeordneten Antwortgeber enthält, der eine Anzahl von Generatoren mit voneinander verschiedenen Kennfrequenzen und einen auf drahtlosem Wege von der Abfragevorrichtung steuerbaren Verteilschalter enthält. Diese Vorrichtungen werden von der eingestrahlten Energie gespeist, während von diesem Verteilschalter nacheinander verschiedene den Gegenstand kennzeichnende Kombination von Generatoren zum Bilden von aus einer Reihenfolge von Kodegruppen bestehenden Kodesignalen eingeschaltet werden können. Diese Kodegruppen bestehen aus je einer konstanten Anzahl von Kennfrequenzen und diese Kodesignale werden auf drahtlosem Wege nach der Abfragevorrichtung zurückgeleitet.

Wenn das Abfragegerät dauernd eine Frequenz aussendet und ein Wagengerät in seinen Koppelbereich kommt, empfängt das Abfragegerät eine Antwortfrequenz und die Übertragung beginnt. Damit ist jedoch nicht sichergestellt, daß der Antwortgeber genügend eingestrahlte Energie empfängt, so daß auch alle Kenngeneratoren zuverlässig arbeiten.

Es ist bekannt, die Antwortsender paarweise bei der Steuerung der verschiedenen Abfragesignale einzuschalten. Um alle Antwortsender zur gleichen Zeit einzuschalten, müssen dabei vor der eigentlichen Übertragung auch sämtliche Abfragefrequenzen einmal zugleich eingeschaltet werden, was jedoch keine Garantie dafür gibt, daß nun auch alle Antwortsender eingeschaltet werden, denn es gibt Kodekombinationen, z. B. die aus denselben Zitfern bestehen, bei denen

nur ein Teil der Antwortsender eingeschaltet zu werden braucht.

Die Energieübertragung ist etwa der dritten Potenz des Abstandes umgekehrt proportional. Wenn ein Wagen sich der Abfragevorrichtung nähert, ist ursprünglich die eingestrahlte Energie noch sehr gering, so daß die Generatoren nur schwach oder hoch gar nicht oszillieren, während andererseits die Übertragung der Signale vom Antwortgeber auf die Abfragevorrichtung noch schwach und somit das Signal-Rausch-Verhältnis ungünstig ist. Dabei ergibt sich das Problem, festzustellen, von welchem Augenblick an die empfangenden Kodesignale als ungestört betrachtet werden können. Das Feststellen des Identifikationskodes muß nämlich mit Rücksicht auf die gegebenenfalls verfügbare sehr kurze Zeit bei großer Fahrgeschwindigkeit des Zuges in einer möglichst frühen Phase erfolgen. Auch ein gegen Störung unempfindlicher Kode, wie z. B. ein 2-aus-5-Kode, ist in einem solchen Fall noch nicht völlig zuverlässig im Zusammenhang "mit den möglichen Stärkeänderungen. Gegebenenfalls muß der Identifikationskode wiederholte Male empfangen und mit dem vorhergehenden verglichen werden, um feststellen zu können, ob ein Fehler auftritt oder nicht. Dies erfordert jedoch eine verhältnismäßig verwickelte Apparatur und ist daher unerwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zuverlässigkeit der Übertragung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Vielfachfeld gesteuert wird von einer selbsttätig fortschreitenden und von der Empfangsleistung gespeisten Verteilschaltung im Antwortgerät mit fester Ruhelage, in der sämtliche Antwortsender eingeschaltet sind, und die vom Abfragesignal des Abfragegerätes in Betrieb gesetzt wird und daß das Abfragegerät eine Vergleichsschaltung enthält, die anspricht, wenn die Antwortfrequenzen zu gleicher Zeit mit einer Stärke oberhalb eines gewissen Schwellenwertes empfangen werden, und die das Abfragesignal überträgt, wobei synchron mit dem Fortschreiten der Verteilschaltung ein Synchronisiersignal vom Antwortgerät auf das Abfragegerät übertragen wird.

Wesentlich ist, daß, weil keine Abfragefrequenzen benutzt werden, der Frequenzbereich nunmehr viel kleiner ist, was insbesondere von Vorteil ist, wenn, wie von den Behörden gefordert, ein Kode von 12 bis 15 Dezimalziffern verwendet werden soll. Eine weiterer Vorteil liegt darin, daß das Antwortgerät keine teuren Bandfilter enthält.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Abfragegerät, das z. B. an einer Eisenbahnstrecke fest angeordnet ist, und

F i g. 2 ein Antwortgerät, das auf dem Wagen angeordnet ist.

Das Abfragegerät nach F i g. 1 enthält einen Generator GR, der über einen Modulator MD und einen Sendeverstärker EA mit einer Sendeantenne TA gekoppelt ist. Die von der Antenne TA ausgestrahlte Energie wird beim Passieren eines Wagens von der Antenne RA des Antwortgerätes nach F i g. 2 aufgenommen, wobei die Antenne durch den Kondensator C₁ auf die Frequenz des Generators GR abgestimmt ist. Die Antenne TA ist vorzugsweise eine Rahmenantenne langgestreckter Form, so daß beim Passieren eines Wagens mit großer Geschwindigkeit dennoch während längerer Zeit eine befriedigende Kopplung zwischen den Antennen TA und RA besteht. Die von der Antenne RA aufgenommene Schwingung wird vom Gleichrichter R₁ gleichgerichtet, so daß über dem Glättungskondensator C₂ eine Speisespannung — V entsteht, mit der die verschiedenen Transistoren des Antwortgerätes gespeist werden.

Das Antwortgerät enthält einen Verteilschalter VS zum Nacheinandereinschalten bestimmter kennzeichnender Kombinationen der Generatoren G₁, G₂, G_:i, G₄, G₅ und GH. Der Verteilschalter KS enthält eine Anzahl von Transistoren T₁, T₂ bis T_n gleich der Anzahl im Identifikationskode vorhandener Ziffern, z. B. zehn oder mehr. Die Emitter der Transistoren sind mit einer Anzapfung am Spannungsteiler AB verbunden, der zwischen den Klemmen — V und der Masse des Kondensators C₂ geschaltet ist. Die Basiselektroden sind über die Parallelschaltung des Widerstandes N₁, N₂ bis N_n und des Gleichrichters P₁, P₂ bis P_n mit Masse verbunden, so daß die Spannung der Basiselektroden normalerweise die der Emitter überschreitet und die Transistoren gesperrt sind. Die Kollektoren der Transistoren sind mit je einem der senkrechten Leiter V₁, V₂ bis V_n und weiter über einen Widerstand W₁, W₂ bis W_n mit dem Speisepunkt — V verbunden. Weiterhin sind die Kollektoren über einen Kondensator K₂, K₃ bis K_n mit der Basis des nächsten Transistors in der Reihe verbunden.

Die Wirkungsweise des Verteilschalters VS, der an sich bekannter Art ist, ist folgende: Wie bereits bemerkt wurde, sind in der Ruhelage sämtliche Transistoren gesperrt. Wenn nun über den Kondensator K₁ ein negativer Impuls auf die Basis des ersten Transistors T₁ übertragen wird, wird dieser Transistor leitend, wobei die Spannung des Kollektors und somit auch des Leiters V₁ einen höheren Wert annimmt. Die Spannung der Basis des Transistors T₂ steigt jedoch nicht, da der über den Kondensator K₂ zugeführte Impuls über den Gleichrichter P₂ abgeführt wird. Dabei wird der Kondensator K₂ geladen. Nach einer gewissen Zeit, die von der durch den Kondensator K₁ und den Widerstand N₁ bestimmten Zeilkonstante abhängig ist, ist der Kondensator K₁ so weit entladen und die Spannung der Basis des Transistors T₁ so weit angestiegen, daß dieser Transistor~wieder gesperrt wird, wobei die Spannung des Kollektors abnimmt und der Kondensator K₂ einen negativen Impuls auf die Basis des Transistors T₂ überträgt. Infolgedessen wird der Transistor T₂ leitend, wobei die Spannung des Leiters V₂ einen höheren Wert annimmt, so lange, bis die Spannung an der Basis des Transistors.T₂ wieder so weit angestiegen ist, daß der Transistor gesperrt wird. Auf diese Weise werden die Transistoren nacheinander während kurzer Zeit leitend und nehmen die Spannungen der Leiter V₁, V₂ bis V_n einen höheren Wert.an. Nachdem der letzte Transistor T_n wieder gesperrt ist, bleiben sämtliche Transistoren wieder in der gesperrten Lage, bis gegebenenfalls über den Kondensator Λ.', wieder ein Impuls zugeführt wird.

Die Generatoren G₁, G₂, G₃, G₄ und G₅, die zum Erzeugen von Kennfrequenzen dienen, und der Generator GH, der zum Erzeugen von Synchronisiersignalen dient, haben verschiedene Eigenfrequenzen, aber sind im übrigen auf gleiche Weise eingerichtet. Der Generator G₁ ist beispielsweise im Detail dargestellt. Er enthält einen Transistor Tr, dessen Kollektor mit dem Schwingkreis L₁, C, verbunden ist, der die Frequenz des Generators bestimmt. Eine Anzapfung an der Induktivität L₁ ist mit dem Speisepunkt - V verbun-

den. Die Basiselektrode ist über eine Rückkopplungswicklung L₂ ^und einen von Kondensator C₄ überbrückten Spannungsteiler DE mit dem Speisepunkt — V verbunden. Die Spulen L₁ und L₂ sind mit dem gleichen Ferritstab FS gekoppelt, der zugleich als Sendeantenne wirkt. Der Emitter, ist mit einem Speisepunkt — V, z. B. einer Anzapfung am Spannungsteiler AB, verbunden. Der Transistor Tr ist normalerweise leitend, so daß der Generator G₁ gleich wie die übrigen Generatoren normalerweise Schwingungen erzeugt, die über die Empfangsantenne MA auf den Empfänger MR des Abfragegerätes der F i g. 1 übertragen wird. Der Ausgang des Empfängers MR ist mit einer Anzahl von Bandfiltern F₁, F₂, F₃, F_A, F₅ und FH, die je eine der Frequenzen der Generatoren durchlassen, verbunden. Die Ausgänge der Filter sind über Detektoren Dl, D2, D3, D4, D5 und DH mit den Ausgangsklemmen CZ₁, CZ₂. ^3. Ui und UH und weiter mit einer Koinzidenzschaltung CC und einer Torschaltung MP verbunden.

Wenn sich nun ein Eisenbahnwagen dem Abfrage-" gerät nähert, wird anfänglich nur eine geringe Energie auf das Antwortgerät übertragen und die Generatoren schwingen nur schwach oder noch gar nicht; und außerdem ist die Übertragung der Schwingungen der Generatoren G₁ bis GH auf die Antenne MA infolge des verhältnismäßig großen Abstandes noch gering. Die Zuverlässigkeit der Übertragung der Information ist denn auch noch nicht gesichert. Je näher der Wagen kommt, je besser wird die Übertragung. Die Koinzidenzschaltung CC prüft die Stärke der eintreffenden Signale und Wenn die Stärke sämtlicher Signale einen gewissen Grenzwert überschritten hat und somit die Zuverlässigkeit der Verbindung als ausreichend betrachtet werden kann,.wird die Koinzidenzschaltung CC erregt und leitet ein Signal an die monostabile Kippschaltung MS weiter, die dann einen kurzen Impuls an den Modulator MD weiterleitet, wodurch das vom Verstärker EA ausgesandte Speisesignal während kurzer Zeit unterbrochen wird.

Das Antwortgerät enthält einen Detektor DT, der mit der Antenne RA verbunden ist und auf die kurzzeitige Unterbrechung der eingestrahlten Energie anspricht und über den Kondensator Kl der Basis des ersten Transistors T₁ des Verteilschalters VS einen negativen Impuls zuführt.

Der Verteilschalter VS schreitet nun in der bereits beschriebenen Weise selbsttätig weiter, wodurch nacheinander die Spannung der vertikalen Leiter V₁, V₂ bis V_n kurzzeitig erhöht und der Identifikationskode erzeugt wird. Die vertikalen Leiter V₁ bis V_n sind je über Gleichrichter stets mit zwei der Kenngeneratoren G₁, G₂, G₃, G₄ und G₅ entsprechend dem gewünschten Kode gekoppelt.

Zum Beispiel ist der Leiter V₁ über den Gleichrichter RIl mit dem waagerechten Leiter Hl gekoppelt, der mit der Anzapfung am Spannungsteiler DE des Generators Gi verbunden ist und weiter ist der Leiter V₁ über den Gleichrichter R13 mit dem waagerechten Leiter H3 verbunden, der den Generator G3 steuert. Auf gleiche Weise ist der Leiter V₂ über die Gleichrichter R22 und R23 mit den horizontalen Leitern Hl und H3 gekoppelt, die mit den Generatoren Gl und G3 verbunden sind, usw. Die Gleichrichter sind normalerweise gesperrt. Wenn die Spannung des Leiters Vl erhöht wird, werden die Gleichrichter RIl und R13 leitend und wird die Spannung der Basiselektroden

ίο der Transistoren in den Generatoren Gl und G3 bis über die Emitterspannung erhöht, so daß diese Generatoren gesperrt werden. Während der folgenden Periode, in der der Leiter V₂ eine höhere Spannung annimmt, sind die Generatoren G2 und G3 gesperrt usw.

Während jeder Kodegruppe sind also stets zwei der Kenngeneratoren gesperrt, während die drei übrigen in Schwingung bleiben. Der Kode wird in diesem Fall somit durch einen 3-aus-5-Kode gebildet. Naturgemäß

ao wäre es auch möglich gewesen, stets drei der Generatoren zu sperren, so daß ein 2- aus 5-Kode entstehen würde. Es wäre dann jedoch ein zusätzlicher Kopp- ^ lungsgleichrichter für jede Kodegruppe erforderlich ν gewesen.

Der Synchronisiergenerator GH ist auf entsprechende Weise über die Gleichrichter RlH, R3H usw. mit allen ungeraden vertikalen Leitern V₁, V₃, V₅' usw. gekoppelt, so daß der Generator GH während der ungeraden Perioden der Kodereihe schwingt. Die übertragenen Identifikationskodesignale erscheinen in der entsprechenden Kombination an den Ausgängen CZl, Ul, U3, UA und CZ5 des Abfragegerätes gemäß F i g. 1 und können mit Hilfe eines Synchronisierkodes, der am Ausgang UH erscheint, auf bekannte nicht näher dargestellte Weise ausgelesen und weiter verarbeitet werden. ■

Die im Ausführungsbeispiel beschriebeneMaßnahme sichert eine Abtastung des Identifikationskodes zu einem Augenblick, in dem zwischen dem Abfragegerät und dem Antwortgerät eine ausreichend starke Kopplung in beiden Richtungen besteht.

Die Stärke der Energieübertragung ist der dritten Potenz des Abstandes etwa umgekehrt proportional. Mit Rücksicht auf die verschiedenen Breiten der Wagen k kann in der Praxis der kürzeste Abstand, in dem ein Antwortgerät das Abfragegerät passiert, zwischen 40 cm und 90 cm liegen. Die Vorrichtung mußte naturgemäß derart bemessen sein, daß auch beim größten Passierabstand noch eine zuverlässige Wirkung gesichert ist. Bei geringem Passierabstand stellt sich dann heraus, daß eine Übersteuerung der Empfangsmittel auftritt. Aus diesem Grunde wird eine selbsttätige Stärkeregelung im Empfänger MR angewandt, der zu diesem Zweck eine Regelspannung vom Tor MP empfängt, das mit den Ausgängen CZl, CZ2 bis UH verbunden ist. Die Regelspannung kann z. B. durch das stärkste der an diesen Ausgängen auftretenden Signale gebildet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Identifizieren streckengebundener Fahrzeuge mittels eines Abfragegerätes, bei der das Abfragegerät Mittel zur drahtlosen Übertragung einer Empfangsleistung auf ein auf den zu identifizierenden Fahrzeugen angeordnetes Antwortgerät enthält, das aus einer Anzahl von von dieser Leistung betriebenen Antwortsendern mit voneinander verschiedenen Antwortfrequenzen und einem Vielfachfeld zum Einschalten oder Ausschalten von verschiedenen Kombinationen von Antwortsendern besteht, womit ein aus einer Anzahl aufeinanderfolgender Kodegruppen von je einer konstanten Anzahl Antwortfrequenzen bestehendes Kodesignal gebildet wird, das auf drahtlosem Wege an das Abfragegerät zurückgeleitet wird, wobei die Übertragung beginnt, wenn das Abfragegerät eine Antwortfrequenz empfängt und darauf ein Abfragesignal zum Inbetriebsetzen des Antwortgerätes überträgt, dadurchgekennze ich η et, daß das Vielfachfeld gesteuert wird von einer selbsttätig fortschreitenden und von der Empfangsleistung gespeisten Verteilschaltung (VS) im Antwortgerät mit fester Ruhelage, in der sämtliche Antwortsender (.G₁ bis C₅) eingeschaltet sind, und die vom Abfragesignal des Abfragegerätes in Betrieb gesetzt wird und daß das Abfragegerät eine Vergleichsschaltung enthält, die anspricht, wenn die Antwortfrequenzen zu gleicher Zeit mit einer Stärke oberhalb eines gewissen Schwellenwertes empfangen werden, und die das Abfragesignal überträgt, wobei synchron mit dem Fortschreiten der Verteilschaltung ein Synchronisiersignal vom Antwortgerät auf das Abfragegerät übertragen wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfragesignal aus einer kurzen Unterbrechung der Übertragung der Empfangsleistung besteht und daß das Antwortgerät einen Detektor (DT) enthält, der auf diese Unterbrechung anspricht und der Verteilschaltung (KS) einen impuls zuführt, durch den diese Schaltung von der Ruhelage in die erste Schaltlage überführt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Synchronisiersignal von einem Hilfsantwortsender (GH) erzeugt wird, der unter Steuerung der Verteilschaltung (VS) während der Dauer einer Kodegruppe ein- und ausgeschaltet wird.