DE1605421C3 - Einrichtung zur linienförmigen Informationsübertragung zwischen schienengebundenen Fahrzeugen und der Strecke - Google Patents

Description

Bei manchen Bahnen ist es nun erwünscht, bei selbsttätigem Betriebsablauf mit möglichst wenig auf die Züge zu übertragenden Informationen auszukommen, ohne daß die Streckengeräte durch von den Zügen abgegebene und zu verarbeitende Informationen einen teueren und komplizierten Aufbau erhalten müssen. Der Aufwand bleibt gering, wenn von den Streckenzentralen auf die Züge ausschließlich Werte der Zielgeschwindigkeit, Zielentfernung und der Höchstgeschwindigkeit und vom Zug nach der Strecke keine Informationen übertragen werden. Dies gilt allerdings nur für Strecken in der Ebene.

Fährt ein Zug aus der Ebene in einen Streckenteil mit positiven und/oder negativen Neigungen, so muß dies beim Bremsvermögen des Zuges berücksichtigt werden. Im Gefälle werden das Bremsvermögen kleiner und der Bremsweg entsprechend größer, während die Verhältnisse bei Steigungen umgekehrt sind. Diese Tatsachen erfordern auf den Zügen, die selbsttätig mit Hilfe der Linienzugbeeinflussung gesteuert werden, einen Rechner, der unter Berücksichtigung des jeweils bei Neigungen geänderten Bremsvermögens eine der jeweils vorliegenden Strekkenneigung angepaßte Geschwindigkeitskurve errechnet. Die hierzu erforderlichen Informationen müßten zusätzlich von jeder Streckenzentrale ortsselektiv auf die Züge übertragen werden. Dies erfordert jedoch auch laufend eine Standortmeldung der Züge nach der betreffenden Streckenzentrale hin. Außerdem müßten auf jedem Zuge mehrere Speicher für Bremskurvendaten vorgesehen werden. Da derartige Zugsicherungssysteme den größten Aufwand an Geräten ohnehin für die Fahrzeuge benötigen, ist ein weiterer Aufwand an zusätzlichen Baugruppen für derartige Bahnen, bei denen ein einfacheres Signalsystem ausreicht, unerwünscht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das linienförmige Signalsystem zur selbsttätigen Zugsteuerung, bei dem von jeder Streckenzentrale auf den in deren Streckenbereich fahrenden Zug mindestens die Höchstgeschwindigkeit, die Zielgeschwindigkeit und die Zielentfernung übertragen werden, so ohne größeren Aufwand zu verbessern, daß auch auf Strecken mit Neigungen selbsttätig gefahren werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Abstand der Markierungsstellen voneinander in der Ebene einen konstanten Wert hat, der bei Strecken mit Steigung sich um einen Faktor (1 + b/bo)-¹ verringert und bei Strecken mit Gefälle um einen Faktor (1 — blbo)-¹ erhöht, wobei die

Größe bo (-—jj eine vorgegebene Bremsverzögerung der Fahrzeuge darstellt und der Betrag der -^-J durch die jeweilige Streckenneigung

gegeben ist.

Bei dieser Einrichtung zur linienförmigen Informationsübertragung, die insbesondere für Strecken gedacht ist, die von Zügen gleicher Gattung befahren werden, wird der Aufwand in den Streckenzentralen und in den Geräten auf den Zügen besonders gering gehalten, auch wenn es sich ausschließlich um geneigte Strecken handelt.

Wesentlich ist für die Einrichtung, daß die Größe der_; jeweiligen Streckenneigung nach Betrag und Vorzeichen durch die Entfernung zwischen aufeinanderfolgenden Markierungsstellen für die Züge erkennbar vorgegeben wird. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, daß für alle Streckenverhältnisse zur Ausgabe von Soll-Geschwindigkeitswerten lediglich eine einzige Geschwindigkeitskurve im Fahrzeug-

S gerät, z. B. in Form von Digitalwerten, gespeichert zu werden braucht. Die Ausgabe der Digitalwerte erfolgt nach dem Einleiten einer Bremsung jeweils beim Passieren einer Markierungsstelle.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt im oberen Teil ein Diagramm, bei dem die Geschwindigkeit V eines gebremsten Zuges über dem Weg S aufgetragen ist, darunter den Ausschnitt eines Streckenbereichs mit verschiedenen Nei-, gungen, außerdem ist eine Linienleitung mit Markierungsstellen vorgesehen, deren Abstände in Abhängigkeit von der jeweiligen Streckenneigung gewählt sind.
F i g. 2 zeigt eine Fahrzeugeinrichtung zum Auswerten der von der Strecke auf das Fahrzeug übertragenen Informationen.

F i g. 1 zeigt einen in Fahrrichtung Fl befahrenen Ausschnitt eines Streckenbereiches mit Linienzugbeeinflussung. Es ist angenommen, daß die Strecke zwischen den Punkten 1, 2 und 3, 4 eben verläuft, daß zwischen den Punkten 2, 3 eine Steigung von 2% und zwischen den Punkten 4 und 5 ein Gefälle von 2% vorliegt. Zwischen den Schienen (nicht dargestellt) des im' Punkt 1 beginnenden Streckenbereiches ist eine an eine Streckenzentrale 6 angeschlossene Linienleitung 7 angeordnet, die in vorgegebenen Abständen Markierungsstellen 8 aufweist, in der Ebene 1, 2 bzw. 3, 4, z. B. alle 100 m. Nachstehend soll zunächst gezeigt werden, wie die Entfernung sich zwischen Markierungsstellen bei geneigter Strecke berechnet.

Die Beschleunigung b, die ein Zug auf einem geneigten Streckenteil infolge der Erdbeschleunigung erfährt, ist

b = g · sin β ,

wobei der Winkel β der Neigungswinkel ist. Andererseits wird die Neigung als der Tangens desselben Winkels angegeben. Im Beispiel ist also tan β — 2% = 0,02. Bei derartig kleinen Werten kann tan β .= sin β gesetzt werden, und es ergibt sich somit für die Beschleunigung b:

b = 9,81 · 0,02 ?» 0,2

Ijsec²

um diesen Betrag verringert bzw. erhöht sich der Wert der vorgegebenen Bremsverzögerung bo eines Zuges im Gefälle bzw. in der Steigung bei einer Neigung von 2%. Der Werti geht folgendermaßen in den Bremsweg s des Zuges ein:

Es gilt J₀

für die Ebene

bo

bo-b

1
bo + b

(-) für das Gefälle
(+) für die Steigung

5 6

Durch Division folgt: Abweichung entsprechende Steuerbefehle über die

Leitung Ll an die Antriebs- oder Bremsaggregate s _ bo (nicht dargestellt) gegeben.

^ö~ ~ bo T- b Weiterhin ist ein Speicher 17 vorgesehen, der ent-

5 sprechend der für den Zug durch die Bremsverzöge-

_ 1 rung bo = 0,6 vorgegebenen Geschwindigkeitskurve

^s~^so' τ den zum Abbremsen aus der Höchstgeschwindigkeit Vl

1 ¹F bis zum Stillstand erforderlichen Wert des Brems-

bo weges, ausgedrückt durch die entsprechende Anzahl

ίο von Markierungsstellenabständen, enthält. Im vorWenn, wie oben angenommen ist, die Entfernung liegenden Beispiel sind dies 12 Markierungsstellen, zweier Markierungsstellen in der Ebene 100 m ist was einem Bremsweg in der Ebene von 1200 m und diese Entfernung mit dem Weg S₀ definiert wird, entspricht. Der gespeicherte Wert des Bremsweges errechnet sich die Markierungsstellen-Entfernung für wird einem Vergleicher 18 zugeführt, der dann für bo = 0,6 im Gefälle bei 2% ^zu 150 m und in der 15 den Umsetzer 13 über die Leitung L3 einen Start-Steigung bei ebenfalls 2°/o ^zu 75 m. Dieser letzte impuls abgibt, wenn der Zug sich bis auf Bremsweg-Wert gilt für die Linienleitungsanordnung zwischen abstand, also bis auf 12 Markierungsstellen, dem den Punkten 2 und 3. Die Entfernung von 150 m haltzeigenden Signal genähert hat und die Bremsung wird bei der Verlegung der Linienleitung zwischen erfolgen muß.

den Punkten 4 und 5 berücksichtigt. 20 Ferner ist eine Baugruppe 19 vorgesehen, die den

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild mit wesentlichen Wert der Zielentfernung = 17 (Markierungsstellen) Baugruppen einer Fahrzeugeinrichtung. Es wird an- speichert, laufend von diesem Wert das Zählergebnis genommen, daß ein Zug mit konstanter Höchst- des Zählers 12 subtrahiert und den errechneten geschwindigkeit Vl (F i g. 1) in den dargestellten Differenzwert an den Vergleicher 18 abgibt. Sobald Streckenbereich einfährt. Es wird weiter angenommen, 25 der Zug die Markierungsstelle 81 passiert hat, ist das daß das Signal 9 auf »Halt« steht. Dies wird der Zählergebnis des Zählers 12 fünf. Aus diesem Zähl-Streckenzentrale 6 gemeldet. Zur selbsttätigen Fahrt- ergebnis und der Zielentfernung ermittelt die Bausteuerung eines in den Streckenbereich einfahrenden gruppe 19 duroh Differenzbildung den bis zum halt-Zuges werden diesem von der Streckenzentrale 6 zeigenden Signal 9 noch zu durchfahrenden Restweg mit Hilfe der Linienleitung 7 folgende Informationen 30 von 12 Markierungsstellenabständen und leitet diese übermittelt: Zahl an den Vergleicher 18 weiter. Da nun der Restweg gleich dem Bremsweg ist, gibt der Vergleicher 18 Höchstgeschwindigkeit: Vl über die LeitungL3 den Startimpuls an den Um-

Zielgeschwindigkeit: Null f^f" }™· ^V _T°_T ⁿ diesem Zeitpunkt ab wird ein

■■··■■ 35 Zahler 131 des Umsetzers 13 durch über die Lei-

Zielentfernung: 17 (Markierungsstellen) tungL4 vom Empfänger 11 jeweils beim Passieren

von Markierungsstellen zugeführte Markierungskenn-

Diese Angaben besagen also, daß der Zug zunächst zeichen fortgeschaltet.

mit der Höchstgeschwindigkeit Vl fahren darf, je- Die Baugruppe 132 des Umsetzers 13 hat die Auf-

doch nach Passieren von 17 Markierungsstellen, 40 gäbe, gemäß der vorgegebenen Geschwindigkeitsgerechnet vom Streckenbereichsanfang am Punkt 1, kurve nach jedem Markierungskennzeichen unter zum Stehen gekommen sein muß. Diese codiert Berücksichtigung der vorgeschriebenen Höchstgemit Hilfe von Wechselspannungen übertragenen In- schwindigkeit, beginnend mit dem Markierungskennformationen werden von einer mit der Linienleitung 7 zeichen, bei dem der Startimpuls ausgelöst wird, induktiv gekoppelten Empfangsantenne 10 aufgenom- 45 eine um einen durch die Bremsverzögerung bo vormen und einem Empfänger 11 zugeführt. Dieser gegebenen verminderten Wert der Soll-Geschwindig-Empfanger hat einerseits die Aufgabe, die Infor- keit über die Leitung £5 an den Vergleicher 14 ausmationen zu decodieren und andererseits, aus den zugeben. Bis zur Ausgabe des Soll-Geschwindigkeitsan den Markierungsstellen empfangenen Signalen wertes Null werden also zwölf verschiedene Werte sogenannte Markierungskennzeichen abzuleiten. Diese 50 der Soll-Geschwindigkeit im Umsetzer 13 bestimmt, schalten einen Zähler 12 fort, der an jedem Strecken- '" Die Geschwindigkeitskurve nach F i g. 1 setzt sich bereichsanfang, z. B. mit Hilfe einer gesonderten aus je einem anderen Kurvenausschnitt von drei Einrichtung (nicht dargestellt), durch ein auf den Geschwindigkeitskurven für die Steigung, die Ebene Zug übertragenes Kennzeichen in Grundstellung und für das Gefälle zusammen. Es ist zu ersehen, gestellt wird. Der Wert der Höchstgeschwindig- 55 daß der Teil der Kurve, der im Bereich der Streckenkeit Vl wird über die Leitung Ll einem Umsetzer 13 Steigung liegt, stärker abfällt als der für den ebenen zugeführt, der diesen Wert, solange der Zug unge- Streckenteil zwischen den Punkten 3 und 4 geltende bremst mit Höchstgeschwindigkeit fahren darf, in Kurventeil, weil sich hier eine größere Bremsverder Größe unverändert als Soll-Geschwindigkeit über zögerung als in der Ebene auswirkt. Für den letzten die Leitung LS an einen Vergleicher 14 weiterleitet. 60 Kurventeil gilt eine kleinere Bremsverzögerung als An den Vergleicher 14 ist eine Gebereinrichtung 15 in der Ebene, weil die zugeordnete Strecke ein Gefälle für Ist-Geschwindigkeitswerte angeschlossen. Diese hat. Folglich fällt dieser Kurventeil flacher ab, als Gebereinrichtung ermittelt aus der zeitlichen Folge es beim Bremsen bis zum Stillstand auf ebener Strecke von durch einen Wegimpulsgeber 16 ausgelösten der Fall wäre. Da sich die Bremsweglänge auch bei Wegimpulsen, z. B. pro Meter zurückgelegter Strecke 65 den unterschiedlichsten Streckenverhältnissen bei voreinen Wegimpuls, die jeweilige Ist-Geschwindigkeit gegebener Bremsverzögerung bo der Züge durch eine des Zuges. Durch Vergleich von Soll- und Ist- konstante Anzahl von Markierungsstellen vorgeben Geschwindigkeit im Vergleicher 14 werden je nach läßt, wobei die Entfernung zwischen den Markie-

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7 8

rungsstellen, wie gezeigt wurde, entsprechend der Weiterhin ist es zweckmäßig, auf den Zügen eine

jeweiligen Neigung unterschiedlich ist, braucht für Überwachungseinrichtung vorzusehen, die prüft, ob

den Umsetzer 13 lediglich nur eine Geschwindigkeits- alle Markierungsstellen ein Markierungskennzeichen

kurve vorgegeben zu werden, deren Werte für die auf dem Zuge auslösen. Zu diesem Zweck ist an

Verhältnisse bei ebener Strecke berechnet werden. 5 die Gebereinrichtung 15 eine Baugruppe 20 ange-

Durch Abtasten dieser Geschwindigkeitskurve mit schlossen, die von der Gebereinrichtung 15 jeweils

Hilfe der an den Markierungsstellen ausgelösten nach dem Durchfahren einer Strecke, die der größten

Markierungskennzeichen ergibt sich die dargestellte Entfernung zweier Markierungsstellen entspricht, ein

»Treppenkurve«. Kennzeichen erhält, das zur Überwachung der über

Es kann nun vorkommen, daß die Strecke, für die io die Leitung L 6 zugeführten Markierungskennzeichen

die Entfernungen der Markierungsstellen unter Be- dient.

rücksichtigung einer vorgegebenen Bremsverzögerung Die Baugruppe 20 ist so aufgebaut, daß beim bo berechnet wurden, von Fahrzeugen mit anderer Ausfallen eines Markierungskennzeichens oder des Bremsverzögerung befahren werden. In diesen Fällen Kennzeichens von der Gebereinrichtung 15 infolge ist es vorteilhaft, daß alle auf diesen Fahrzeugen 15 einer Störung über die Leitung Ll eine Zwangsausgegebenen Werte der Soll-Geschwindigkeit unter bremsung ausgelöst wird.

Berücksichtigung der anderen Bremsverzögerung durch Weiterhin kann, wenn eine Strecke in beiden

einen konstanten Faktor geändert werden. Dieser Richtungen befahren werden soll, für die andere

konstante Faktor kann in der Baugruppe 132 des Fahrtrichtung eine zweite Linienleitung vorgesehen

Umsetzers 13 mit Hilfe einer zusätzlichen Geber- 20 werden. Je nach Fahrtrichtung wird dann die eine

einrichtung (nicht dargestellt) vorgegeben werden. oder andere Linienleitung angeschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 seit der Einfahrt eines Zuges in einen Streckenbereich Patentansprüche: empfangenen Impulse auf dem Zuge bzw. nach Rückmelden dieser Impulse nach der Streckenzentrale

1. Einrichtung zur linienförmigen Informations- .in dieser der Fahrort des Zuges ermittelt werden kann, übertragung zwischen schienengebundenen Fahr- 5 Mit Hilfe der auf den Zügen empfangenen Impulse zeugen und der Strecke mit einer längs der Strecke kann bei vorgegebenem Markierungsstellenabstand angeordneten wechselstromgespeisten Doppellei- die jeweilige Fahrgeschwindigkeit gemessen werden, tung, die markante, vom Fahrzeug erkennbare, Für die Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit braucht für eine Fahrrichtung im Abstand nach einem lediglich die von einem Impuls bis zum anderen Programm angeordnete Markierungsstellen hat, io abgelaufene Zeit gemessen und auf die als Meßstrecke die bei wirksamer Fahrzeugbremse unter Berück- benutzte festliegende Entfernung zwischen zwei Marsichtigung einer vorgegebenen Geschwindigkeits- kierungsstellen bezogen zu werden. Zur Geschwindigkurve auf dem Fahrzeug die Ausgabe von Soll- keitsbeeinflussung wird die gemessene Ist-Zeit mit Geschwindigkeitswerten veranlassen, dadurch einer vorgeschriebenen Soll-Zeit verglichen und je gekennzeichnet, daß der Abstand der 15 nach Abweichung der Ist- von der Soll-Zeit ein.ent-Markierungsstellen voneinander in der Ebene sprechender Steuerbefehl ausgegeben. Zur selbsteinen konstanten [Wert hat, der bei Strecken mit tätigen Fahrtsteuerung müssen bei diesem System Steigung sich um einen Faktor (1 + bjbo)-¹ ver- also laufend von der Strecke her die Soll-Zeiten ringert und bei Strecken mit Gefälle um einstellbar sein; dies ist jedoch mit Fahrortmeldungen einen Faktor (1 — b/bo)*¹ erhöht, wobei die 20 verbunden.

„ .. _o ,/ m \ . , _π .. Aus der deutschen Patentschrift 1079 670 ist es

Große bo [-^) eme vorgegebene Bremsverzoge- _{bekannt> die Markierungsstellen nicht nur in gleichen} rung der Fahrzeuge darstellt und der Betrag der Abständen voneinander vorzusehen, sondern diese r- -n ul ^m \ j 1. j· · -ι- c, 1 · nach einem Programm zu variieren. Soll die Zug-Große ^-₂-) durch die jeweilige Streckenne,- ^ _{geschwindigke}it in einem bestimmten Streckenbereich

gung gegeben ist. unverändert beibehalten werden, so werden die Ent-

2. Einrichtung nach Anspruch 1 für Strecken, fernungen zwischen den Markierungsstellen gleich die von Fahrzeugen mit einer anderen als für den lang gemacht.

Markierungsstellen-Abstand zugrunde gelegten Soll dagegen' die Fahrgeschwindigkeit der Züge

Bremsverzögerung befahren werden, dadurch ge- 30 vermindert werden, so werden die Entfernungen

kennzeichnet, daß alle auf dem Fahrzeug aus- zwischen aufeinanderfolgenden Markierungsstellen

gegebenen Soll-Geschwindigkeitswerte unter Be- immer kleiner gewählt. Die Soll- und Ist-Zeiten

rücksichtigung der anderen Bremsverzögerung stimmen beim Befahren derartiger Streckenbereiche

durch einen konstanten Faktor veränderbar sind. bei konstanter Soll-Zeit nur dann überein, wenn der

35 Zug laufend seine Fahrgeschwindigkeit herabsetzt.

Die Fahrgeschwindigkeit kann auch aus einer

anderen Weg-Zeitmessung errechnet werden, und zwar dadurch, daß die Radumdrehungen eines Lauf-

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur linien- rades in Wegimpulse umgesetzt werden. Auch hierbei förmigen Informationsübertragung zwischen schienen- 40 wird die von einem Impuls bis zum folgenden abgegebundenen Fahrzeugen und der Strecke mit einer laufene Zeit gemessen und auf eine durch die beiden längs der Strecke angeordneten wechselstromge-^!' Wegimpulse vorgegebene Meßstrecke bezogen,
speisten Doppelleitung, die markante vom Fahrzeug Für eine selbsttätige Zugsteuerung kann von jeder erkennbare, für eine Fahrrichtung im Abstand nach Streckenzentrale auf einen in dem betreffenden einem Programm angeordnete Markierungsstellen 45 Streckenbereich fahrenden Zug ein Wert der Höchsthat, die bei wirksamer Fahrzeugbremse unter Berück- geschwindigkeit übertragen werden. Außerdem sind sichtigung einer vorgegebenen Geschwindigkeitskurve hierbei die Zielgeschwindigkeit und die Zielentferauf dem Fahrzeug die Ausgabe von Soll-Geschwin- nung erforderlich. Die Zielgeschwindigkeit gibt an, digkeitswerten veranlassen.. wie schnell ein Zug an einem fahrteinschränkenden

Aus der deutschen Patentschrift 1106 794 ist eine 50 Streckenpunkt innerhalb des befahrenen Bereiches Zugdeckungseinrichtung bekannt, bei welcher zur fahren darf. Die Zielentfernung gibt die Entfernung Fahrortbestimmung der Züge und zum Informations- vom Streckenbereichsanfang bis zu dem fahrteinaustausch zwischen den Zügen und den Strecken- schränkenden Streckenpunkt an. Da der Standort zentralen längs der Strecke eine Linienleitung mit des Zuges, bezogen auf den Streckenbereichsanfang, Markierungsstellen ausgelegt ist, die mit Wechsel- 55 z. B. durch Zählen der Wegimpulse bekannt ist, kann strom gespeist wird. Diese Linienleitung besteht aus ein elektronischer Rechner mit Hilfe einer voreiner nicht abgeschirmten Doppelleitung, deren einer gegebenen Geschwindigkeitskurve (Geschwindigkeits-Leiter z. B. am Schienenfuß der einen Fahrschiene Weg-Kurve) aus der Zielentfernung und der Ziel- und deren zweiter Leiter am Schienenfuß der anderen geschwindigkeit den Bremseinsatzpunkt bestimmen. Fahrschiene angeordnet ist. An den Markierungs- 60 Außerdem können die Wegimpulse oder auch die stellen, z. B. alle 100 m, tauschen die beiden Leiter an den in gleichen Abständen angeordneten Marmiteinander die Gleisseite. Die dadurch entstehenden kierungsstellen ausgelösten Impulse bei wirksamer Kreuzungsstellen können von den Zügen mit Hilfe Fahrzeugbremse laufend zum Abfragen des Rechners von induktiv gekoppelten Empfangsspulen »elektrisch verwandt werden, der dann gemäß der Geschwindigerkannt« werden. Beim Passieren dieser Kreuzungs- 65 keitskurve jeweils einen Wert der zulässigen Sollstellen werden auf dem betreffenden Zuge Impulse Geschwindigkeit ausgibt. Aus dem Soll-Ist-Geschwinausgelöst. digkeitsvergleich resultieren Steuerbefehle für die

Es ist weiterhin geläufig, daß durch Zählen der Antriebsaggregate der Triebfahrzeuge.