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Zugsicherungssystem mit linienförmiger Signalübertragung zwischen
Zug und Strecke Die Erfindung betrifft ein Zugsicherungssystem mit linsenförmiger
Signalübertragung zwischen Zug und Strecke über einen entlang der Strecke verlegten
Linienleiter, bei dem jeder Zug beim Passieren von längs der Strecke angeordneten
Übertragungseinrichtungen Zusatzsignale abgibt und/oder empfängt.
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Hei einem nach diesem Prinzip arbeitenden Zugsicherungssyetem ist
die Strecke in einzelne Abschnitte unterteilt, von denen jeweils eine bestimmte
Anzahl zu einem Streckenbereich
zusammengefaßt und einer Zentrale
zugeordnet 'ist. Am Anfang eines jeden Abschnittes sind Übertragungseinrichtungen
angeordnet, die beim Passieren eines Zuges gesonderte, den betreffenden Abschnitt
kennzeichnende Zusatzsignale auf den Zug übertragen und ihm so das Erkennen des
soeben von ihm besetzten Abschnittes ermöglichen. Beim Empfang eines solchen Zusatzsignals
auf dem Zug wird ein Quittungssignal ausgelöst? das in der zugehörigen Streckenzentrale
als Besetztmeldung für den befahrenen Abschnitt eingespeichert wird. Die Zentralc
ihrerseits ruft über einen durch alle ihr zugeordneten Abschnitte geführten Linienleiter
die einzelnen besetzt gemeldeten Abschnitte oder die Züge nacheinander auf und teilt
ihnen die in den betreffenden Abschnitten höchstzulässigen-Geschwindigkeiten mit.
Mit Hilfe der zuletzt aufgenommenen Zusatzsignale erkennen die Züge, welche der
über den Liniegl.eiter empfangenen Signale für sie bestimmt sind. Ein derartiges
bekanntes Zugsicherungssystem hat den Nachteil, daß beim Ausfallen einer ortsfesten
Übartragungseinrichtung Betriebsgefährdungen auftreten können. So kann ein Zug beispielsweise
mit unverminderter Geschwindigkeit in ei;s&en noch nicht geräumten Abschnitt
eiifahren, weil. er entsprechend der zuletzt von ihm empfangemen, für
den befahreilen nächsten Abschnitt jedoch nicht best%T@-aten Abscbnit-tskennung
(Zusatzsignal) einen Signalbegriff aus dem Liniensignal auN,#"ählt, der für den
schon freigefahrenen Streckenabschnitt gilt.
Möglicherweise kann
er dann auf einen in dem nächsten Abschnitt haltenden Zug auffahren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zugsicherungssystem'zu
schaffen, das die aufgezeigten Nachteile vermeidet. Dies geschieht in einfacher
Weise durch Überwachen des ordnungsgerechten Betriebszustandes der Übertragungseinrichtungen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, ds,ß die Übertragungseinrichtungen in
den Liniealeiter einbezogen sind und daß Überwachungseinrichtungen vorgesehen sind,
die das Vorhandensein einer über den Linierleiter und. die Übertragungseinrichtungen
geführten, ven den übertragenen Signalen unterschiedlichen elektrischen Größe überwachen.
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Die Erfindung und weitere Erfindungsmerkmale sind anhand der Zeichnung
nachstehend näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen mit dem We.lem"uidersterid Ra abgeschlaisenen
Linienleiter L, der über einen in der Streckenzentrale Z angeordneten Transformator
Ts mit hochfrequenten Signalströmen gespeist wird. An vorgegebenen Markierungsstellen
längs der Strecke, beispielsweise am Anfang jedes Streckenabschnittes, ist eine
Übertragungseinrichtung A- bzw. P angeordnet. Alle Übertragunöseinrichtwingeri
sind als passive Bauelemente ausgebil.det. -Die LTi@ertr@,@gur@g der den einzeIHEvs
1Iarißigrrngsste@#3.en zugeordneten Zusatzsignale erfolgt in bekannter Weise beispieiswtise
nach einem elektremagnetischen oder optischen Rsflexicnsverfahren, durch Radioisotope
Oder direktes Lesen mittels Fernsehkameras.
Jeder Übertragungseinrichtung
ist ein gesondertes Zusatzsignal zugeordnet. Hiermit ist sichergestellt, daß jeder
Zug, der ein solches Zusatzsignal empfängt, den von ihm befahrenen Abschnitt ermitteln
und das diesem Abschnitt zugeordnete Signal aus dem Liniensignal auswählen kann.
Um die obengenannten Betriebsgefährdungen zu vermeiden, muß sichergestellt sein,
daß im- Störungsfall, d. h. beim Ausfallen einer der ortsfesten Übertragungseinrichtungen.,
die Signalübertragung zwischen dem Linienleiter und den den betreffenden Streckenabschnitt
befahrenden Zügen-unterbrochen ist. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die
Übertragungseinrichtungen in den Linienleiter einzubeziehen, so daß sie zusammen
mit diesem eine geschlossene Leiterschleife bilden und bei ihrem Ausfallen den Linienleiter
auftrennen. Schließt man durch konstruktive Maßnahmen die Möglichkeit eines Kurzschlusses
zwischen den Anschlußklemmen der Übertragungseinrichtungen aus, so ist die oben
gestellte Forderung nach Einstellung der Liniensignale im Störungsfall erfüllt.
Sorgt man außerdem - beispielsweise durch Verwendung sehr spröder Werkstoffe - dafür,
daß die Übertragungseinrichtungen schon bei geringer Deformatiin zeretört werden,
so ist auch die Auswertung verfälschter Zusatzsignale, wie sie beispielsweise leicht
bei Verformung Fron HF-Reflektoran auftreten könnten, unmöglich gemacht.
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Da sich bei den zur Übertragung der Liniensignale benutzten
hohen
Frequenzen schon bei relativ kurzen Linienleiterlängen ein Unterbrechen des Linienleiters
in der Zentrale nicht mehr durch Absinken des Strompegels bemerkbar machen würde,
benutzt man zur Überwachung des ordnungsgerechten Betriebszustandes der Übertragungseinrichtungen
einen Überwachungsstrom J, der einer gesonderten Gleichspannungsquelle UB wie sie
in Fig. 1 gezeigt ist oder einer niederfrequenten Spannungsquelle entnommen wird.
Ein in den Linienleiter geschalteter Kondensator C verhindert hierbei ein Kurzschließen
der Batteriespannung über die Sekundärwicklung des Transformators Ts. Um im Störungsfall
ein Übersprechen der Liniensignale an einer gestörten. Übertragungseinrichtung auf
den in durch einen Pfeil angedeuteten Fahrrichtung eines Zuges folgenden Teil des
Linienleiters unmöglich zu machen, ist es zweckmäßig, den Linienleiter an der Einspeisestelle
stromlos zu schalten. Hierzu dienen die Kontakte U11 und U12 eines in den aus Linienleiter
Z, Übertragungseinrichtungen A und B und Spannungsquelle UB gebildeten Übertragungsstromkreis
geschalteten Überwacherrelais g1 , die im Störungefall den fiJberwachungsetromkreis
auftrennen. Hiermit wird sichergestellt, daß kein in dem der Zentrale Z zugeordneten
Streckenbereich befindlicher 'Lug über den Linienleiter Signale mehr aufnehmen kann,
die zu den obzngenannten Betriebsgefährdungen führen könnten.
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In Pig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt,
bei dem der Linienleiter Lyon der Streckenzentrale Z
her ständig
mit hochfrequenten Signalströmen gespeist wird. Die ortsfesten Übertragungseinrichtungen
sind als Leiterschleifen L1 und L2 ausgebildet, die mit elektrischen Markierungen
- beispielsweise in Form gekreuzt und mäanderförmig verlegter Leiter - versehen
und ähnlich den passiven Bauelementen A und B in Fig. 1 mit dem Linienleiter in
Reihe geschaltet sind. Die Überwachung der Übertragungseinrichtungen erfolgt
wie in Pig. 1 über ein beispielsweise gleichspannungsgespeistes Überwacherrelais
U2. Wie bei den passiven Übertragungseins richtengen A und.B in Fig. 1 lassen
sich durch konstruktive Maßnahmen auch hier Kurzschlüsse zwischen den Eingangsklemmen
der Leiterschleifen L1 und L2 ohne Schwierigkeiten vermeiden. Die Schleifen brauchen
daher lediglich gegen Auftrennen, d. h. Zerstörung überwacht werden. Fällt eine
Übertragungseinrichtung auf Grund eines solchen Fehlers aus, so wird für den gesamten'
der Streckenzentrale Z zugeordneten Streckenbereich beim Abfallen des betreffenden
Überwacherrelais U2 über dessen Kontakte U21 und U22 der Signalstrom des Linienleiters
abgeschaltet. Wie bei einem Zugsicherungssystem nach Fig. 1 können dann auch hier
keine betriebsgefährdenden Fehlzuordnungen von Linienleitersignalen zustandekommen.
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Es ist zweckmäßig, die Auswerteeinrichtungen der Züge mit zwei getrennten
Spulen zum Empfang der Signalströme des Linienleiters und der Übertragungseinrichtungen
auszurüsten.
Beide Aufnahmespulen sind auf die Signalfrequenzen
des Linienleiters abgestimmt, jedoch ist die eine an den Linienleiter L und die
andere an die Leiterschleifen L1 und L2 der Übertragungseinrichtungen angekoppelt.
Die Leiterschleifen L1 und L2 sind dabei durch geeignete Anbringung an der Strecke
neben oder zwischen den Gleisen gegen den Linienleiter L magnetisch entkoppelt oder
derart abgeschirmt, daß jede der Aufnahmespulen eines Zuges nur die ihr zugeordneten
Signale empfangen kann. Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem die Überwachung des ordnungsgerechten Betriebszustandes der Übertragungseinrichtungen
jedoch nicht in der Zentrale sondern an den Übertragungseinrichtungen selbst erfolgt.
Die Einspeisung des Linienleiters L mit hochfrequenten Signalströmen und einem Überwachungsstrom
J erfolgt wie bei den Zugsicherungssystemen nach Fig. 1 und Fig. 2 in der Zentrale
Z. Ein Teil der von der Spannungsquelle UB über eine Drossel Dran den Linienleiter
L angelegten Gleichspannung wird an den Übertragungseinrichtungen zugeordneten Reihenschwingkreisen
Rs ausgekoppelt und auf den Eingang von Frecuenzumsetzern F3 und F4 gegeben. Ausgangsseitig
liefert jeder diese2 Frequenzumsetzer eine Spannung von einer Frequenz, die
von der anderer Übertragungseiz:ric_=tungen verschieden ist. Die Ausgangsspannungen
daar Frequenzumsetzer gelangen über die Primärwicklungen von
Transformatoren
T3 und T4 auf die als Leiterschleifen h3 und h4 ausgebildeten Übertragungseinrichtungen.
Fällt eine der Übertragungseinrichtungen aus, so wird das in den Ausgangskreis der
Sekundärwicklung T3 bzw. T4 der betreffenden Übertragungseinrichtung geschaltete
Überwacherrelais U3 bzw. U4 stromlos geschaltet. Sein Kontakt U31 bzw. U41 wechselt
dabei in die Arbeitsstellung und schaltet den Signalstrom an der ausgefallenen Übertragungseinrichtung
für den in durch einen Pfeil angedeuteten Fahrtrichtung folgenden Teil des Linienleiters
ab. Hierbei wird der Linienleiter.zum. Schleifenende hin aufgetrennt und zur Speiseseite
hin über einen Widerstand R3 bzw. R4 leitend verbunden, dessen Größe sich aus Gründen
des Überspannungsschutzes an den Eingängen der Frequenzumsetzer nach der Anzahl
der zwischen Störungsstelle und Schleifenende angeordneten Übertragungseinrichtungen
richtet. Soll dagegen der ordnungsgerechte Betriebszustand der Übertragungseinrichtung
nicht an der Strecke sondern in der Zentrale überwacht werden, so müssen dort mindestens
je ein Kontakt der Überwacherrelais U3 und U4 direkt in den Linienleiter geschaltet
sein und ihn dort beim Abfallen eines Überwacherrelais auftrennen.
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Im folgenden soll anhand der in Fig. 4 dargestellten Übertragungseinrichtung
U ein weiteres erfindungsgemäßes Zugsicherungssystem erläutert werden. Wie bei den
zuvor erläuterten Zugsicherungssystem erfolgt die Einspeisung
des
Linienleiters Z mit hochfrequenten Signalströmen über einen ill der Streckenzentrale
angeordneten TransforLiator Ts. Eine Gleichspannungsquelle U$ liefert einen zur
Überwachung des ordnungsgerechten Betriebszustandes aller dem betreffenden Streckenbereich
zugeordneten Übertragungseinrichtungen dienenden Überwachungsstrom J, der über eine
Drossel Dr und einen Vorwiderstand Rv abanfa? 12 auf den Linienleiter Z gelangt.
Die Trennung Diesel^ Ströme erfolgt inrieil-_alb der Übertragungseinrichtungen an
der Reihenschaltung eines Widerstandes R mit einem Kondensator C1. Am Kondensator
C1 wird eine zur Stromversorgung der Bauteile der Übertragungseinrichtung dienende
Gleichspannung und am Widerstand. R eine den Signalströmen entsprechende Signalspannung
abgegriffen. Jede Übertragungseinrichtung besitzt einen oder mehrere über eine Zenerdiode
Ze spanziungsstabilisierte Oszillatoren 0, deren Ausgangsfrequenz fz bzw. -frequenzen
den Zusatzfrequenzen der Fig. 3 entsprechen und innerhalb eines Streckenbereiches
nur dieser einen Übertragungseinrichtung zugeordnet sind. In einem dem Oszillator
0 nachgeschalteten Modulator M i4ird die Frequenz fz, im folgenden ebenfalls als
Zusatzfrequenz bez#,icht-.et, mit der am Widerstand R abgegriffenen Ssgnalspannung
gemischt. Ein nachgeschaltetes Filter F ist be%spie13weiae so ausgelegt, d.aß es
nur ein Sei teriband des empfangenen Frequenztandes durchläßt und den Träger und
das andere Seitenband unterdrückt. Die
Ausgangssignale dieses Filters
gelangen auf einen. nach-geschalteten Demodulator D, dessen Ausgangsklammen -äamit
bei ordnungsgerechtem Betriebszustand der Übertracungseinrichtung Signale abgeben,
die den über den Linienleiter L empfangenen Signalströmen entsprechen. Die Liniensignale
werden mit der ortseigenen Zusatzfrequenz fz gemischt und in einem selektiven Vers'
tä--kF@' V tl@rtij@ @. Der iic;r, diesem @t@_='-3i-dri%er abgegebene Signaistrom.
der Zusatzfrequenz fz gelangt über en auf die Zusatzfrequenz abgestimmten Reihpnresonanzkreis
d 3
Rz auf die Leiterschleife L5. Die ebenfalls vom selektiven Verstärker
abgegebenen Liniensignalströme gelangen über die Leiterschleife L5 und den Koppelkondensator
C2 zusammen mit dem Überwachungsstrom J auf den Eingang der in Richtung auf das
Schleifenend e folgenden Übertragungseinrichtung ' Fällt das einer ortsfesten Übertragungseinrichtung
zugeordnete Kenrizei ehe...#, die Zusatzfrequenz des Oszillators 0, aus, so kann
die über den Linienleiter L empfangene Signalfrequenz nicht mit ihr moduliert werden.
Da der Demodulator D dann auch kein Ausgangssignal an der Verstärker abgibt, kann
dieser die Leitar;-chlezre L; weder mit einem dem Liniensignal noch eWLÜ@ der fz
er_tprecheri.::in Signalatrom spei--e-i-; heiiersctil.ife h#q :ind der der ausgefallenenbartra.gurgsirir%chtuxic
in Pichtim- auf das Schleifenen:7e folgende 'Eil des Linienleiters L werden damit
stromlos geschaltet. Hi-rbei verhindert eine dem Oszillator 0 parallelgeschaltete
Zenerdiode Zag. daß Oszillator 0 und Verstärker 'i' erhalten.
Die Erfindung ist nicht auf die erläuterten Zugsicherungssysteme
beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, die einzelnen Übertragungseinrichtungen
von der Streckenzentrale aus mit Signalströmen unterschiedlicher Frequenz zu betreiben*
Jeder Übertragungaeinrichtung ist dann eine gesonderte Frequenz oder Frequenzkombination
zugeordnet, die über den Linienleiter übertragen, aa den ÜLertragungseir.richtungen
aus dem Linienleiter außgekoppelt und beispielsweise in der Zentrale durch gesonderte
Überwacherrelais überwacht werden kann.
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.Es ist aber auch möglich, die Erfindung auf beliebige andere Zugsicherungssysteme
anzuwenden.