DE19628513A1 - Einrichtung zur Eigenortung eines Eisenbahnfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine solche Einrichtung ist beispielsweise aus Signal + Draht 84 (1992) 6, Seiten 158 bis 164 bekannt. Dort wird u. a. über die Eigenortung eines spurgeführten Fahrzeugs berichtet, das zur Ortungs- und/oder Informationsübertragung mit vorzugs­ weise mehreren Antennen an einen in der Fahrspur verlegten Linienleiter angekoppelt ist. Über die Fahrzeugantennen kön­ nen beim Befahren der Linienleiterabschnitte von den Linien­ leitern ausgehende magnetische Felder empfangen werden, die durch in den Linienleiter eingespeiste Signalströme erzeugt worden. Die Ortung geschieht dadurch, daß der Linienleiter in vorgegebenen Abständen mit Markierungsstellen versehen ist, bei deren Passieren sich das von der oder den Fahrzeuganten­ nen detektierte Magnetfeld markant ändert. Wenn die Markie­ rungsstellen in bekannter Weise durch Kreuzungsstellen von Linienleitern definiert sind, kehrt sich beim Passieren die­ ser Kreuzungsstellen die Phasenlage der Empfangsspannungen in den Fahrzeugantennen um, wodurch das Passieren einer Kreu­ zungsstelle für das Fahrzeug erkennbar wird. Das Fahrzeug erkennt das Passieren einer Kreuzungsstelle durch Vergleich der Phasenlage der Empfangsspannung im gerade befahrenen Ab­ schnitt mit der Phasenlage der Empfangsspannung im zurücklie­ genden Abschnitt.

In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung (internes Aktenzeichen GR 96 P 4084 DE) wird über die Eigen­ ortung eines Eisenbahnfahrzeugs berichtet, das über nur eine oder zwei in einer Ebene quer zum Gleis verlaufend angeord­ nete Fahrzeugantennen an einen Linienleiter angekoppelt ist. Hier ist das Fahrzeuggerät dazu eingerichtet, über einen Oszillator auf die Frequenz und Phasenlage des gerade befah­ renen Abschnittes einzurasten und diese für den späteren Ver­ gleich mit der dann gewechselten Phase im folgenden Abschnitt bereitzustellen.

Wenn ein Eisenbahnfahrzeug in einen mit einem Linienleiter ausgerüsteten Streckenbereich einfährt oder wenn die Ortungs­ funktion auf dem Fahrzeug erst aktiviert wird, nachdem das Fahrzeug in den Linienleiter-Streckenabschnitt eingefahren ist, dann kann das Fahrzeug zwar das Passieren von Linienlei­ termarkierungen erkennen; es weiß aber häufig nicht konkret, welche Markierung es jeweils passiert hat und kann daher seinen Fahrort nicht zuverlässig bestimmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Einrichtung nach dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1 so weiterzubilden, daß das Fahrzeug die Möglichkeit erhält, nach dem Eindringen in einen Linienleiter-Streckenbereich oder nach dem Aktivieren seiner Ortungsfunktion erst während des Befahren eines Linienleiter- Streckenbereichs seinen jeweiligen Fahrort zuverlässig zu bestimmen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Durch die Installation von Grobortungsstellen an ihm bekannten Fixpunkten kann das Fahr­ zeug beim Passieren dieser Fixpunkte seinen ungefähren Fahrort bestimmen und anschließend den von ihm detektierten Markierungsstellen eindeutige relative oder absolute Ortspo­ sitionen zuordnen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen angege­ benen.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeich­ nung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Streckenausschnitt mit einem Fahrzeug, das sich einem Linienleiter-Streckenbereich nähert, in

Fig. 2 einen Streckenausschnitt mit einem einen Linienlei­ ter-Streckenbereich befahrenden Fahrzeug, dessen Ortungsfunktion erst noch aktiviert wird und in

Fig. 3 einen Streckenabschnitt mit einem erfindungsgemäß ausgestalteten Linienleiter.

Für einander entsprechende Einrichtungen sind in den Figuren die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.

Der dargestellte Streckenausschnitt wird aus den Schienen 1 und 2 eines Gleises gebildet. Im Gleis ist ein Linienleiter L verlegt, der mit Markierungsstellen M z. B. in Form von Linienleiterkreuzungsstellen versehen ist. Die Strecke wird von einem Fahrzeug F befahren, das beim Befahren des Linien­ leiter-Streckenbereiches über mindestens eine Sende- und/oder Empfangsantenne A mit dem Linienleiter koppelt. Das Fahrzeug kann ferner zur Informationsübertragung mit den Schienen 1 und 2 koppeln.

Für eine optimale Fahrzeugsteuerung ist es erforderlich, daß das Fahrzeug Bescheid weiß über seinen jeweiligen Fahrort. Dies geschieht regelmäßig mittels Wegimpulsgebern, deren Ergebnisse aber schlupfbehaftet sind und daher nach einer gewissen Fahrstrecke zu Fehlergebnissen führen. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, die fahrzeugseitigen Wegmeßein­ richtungen in gewissen Abständen auf die tatsächlichen Fahrorte zu synchronisieren. Dies kann z. B. unter Verwendung eines Linienleiters geschehen, der entweder nur zu Ortungs­ zwecken vorgesehen ist oder zusätzlich auch zur Informations­ übertragung zwischen Fahrzeug und Strecke. Durch Zählen der passierten Kreuzungsstellen weiß das Fahrzeug, an welcher Stelle innerhalb eines Linienleiter-Streckenbereiches es sich gerade befindet. Beim Erkennen einer Kreuzungsstelle synchro­ nisiert das Fahrzeug seinen Wegimpulszähler und bestimmt fortan seinen Feinfahrort nach der augenblicklichen Position seines Wegimpulszählers; an der folgenden Linienleiterkreu­ zungsstelle wird der Wegimpulszähler wieder auf die dann aktuelle Position synchronisiert.

Voraussetzung für das Erkennen seines jeweiligen Fahrortes ist, daß das Fahrzeug weiß, welche Kreuzungsstelle es zuletzt passiert hat. Wenn auf dem Fahrzeug, wie in Fig. 1 angenom­ men, die Ortungsfunktion an einem Fahrort a außerhalb des Linienleiter-Streckenbereiches aktiviert wird, dann mag das Fahrzeug über seinen Wegzähler zwar mehr oder weniger genau über seinen Fahrort Bescheid wissen; eine die Mißweisung des Wegzählers eliminierende Feinortung ist dort aber nicht möglich.

Frühestens beim Passieren des Fahrortes b erkennt das Fahr­ zeug das Eindringen in den Linienleiter-Streckenbereich. Ob dieses Eindringen aber tatsächlich erkannt wird, ist frag­ lich, weil die Empfangsspannung am Fahrort b zwar einen Amplituden- aber keinen Phasensprung macht. Das Erkennen einer Linienleiterkreuzungsstelle schon beim Eindringen eines Fahrzeugs in einen Linienleiter-Streckenbereich ist vielfach davon abhängig, ob dort ein in Fig. 1 schematisch angedeute­ ter Schienenverbinder SV vorhanden ist oder nicht. Das Fahr­ zeug reagiert dann gelegentlich auf den im Schienenverbinder fließenden Triebrückstrom wie auf einen Linienleiterstrom und erkennt durch Phasenänderung beim Eindringen in den Linien­ leiter-Streckenbereich das Passieren einer ersten Kreuzungs­ stelle, obgleich es diese tatsächlich erst sehr viel später passiert. Erst an der folgenden Markierungsstelle, am Fahrort c, ist das Passieren einer Kreuzungsstelle zuverlässig erkennbar. Wenn das Fahrzeug jedoch bereits beim Eindringen in den Linienleiter-Streckenbereich irrtümlich eine Markie­ rung erkannt hat, wähnt es sich bereits am Fahrort c*, obgleich es sich tatsächlich am Fahrort c befindet.

Ganz ähnlich verhält es sich, wenn ein Fahrzeug F seine Ortungsfunktion erst aktiviert, während es einen Linienlei­ ter-Streckenabschnitt befährt. In Fig. 2 ist angenommen, daß dies - veranlaßt durch das Fahrzeug selbst oder eine streckenseitige Anweisung - zu einem beliebigen Zeitpunkt ge­ schieht, zu dem sich das Fahrzeug an dem ihm nicht bekannten Streckenpunkt d befindet. Zwar erkennt das Fahrzeug das Pas­ sieren der am Streckenpunkt e gelegenen folgenden Markie­ rungsstelle zuverlässig; es weiß aber nicht, um welche Kreu­ zungsstelle es sich handelt und kann daher nicht mit der Eigenortung beginnen.

Hier setzt die Erfindung ein. Nach der Lehre der Erfindung ist der zu Ortungszwecken im Gleis verlegte Linienleiter L außerhalb des Einflußbereiches eines etwaigen Schienenverbin­ ders mit vom Fahrzeug F erkennbaren Markierungsstellen verse­ hen, deren Abstand voneinander verschieden ist von dem übli­ cherweise vorhandenen Abstand der Markierungsstellen, vgl. Fig. 3. Der Bereich dieser Markierungsstellen wird nachfol­ gend als Grobortungsstelle GO bezeichnet; seine relative oder absolute Lage im Gleis ist dem Fahrzeug bekannt. Das Fahrzeug beginnt grundsätzlich erst dann mit der Synchronisierung seines Wegzählers, wenn es die Grobortungsstelle GO passiert und erkannt hat.

Für das zuverlässige Erkennen einer Grobortungsstelle GO ist es möglich, den Abstand der Markierungsstellen größer zu machen als auf der übrigen Strecke. Ferner ist es möglich, den Abstand der Markierungsstellen innerhalb der Grobortungs­ stelle in einer vorgegebenen Weise zu variieren, also z. B. stetig enger oder weiter zu machen; vorteilhaft ist die An­ ordnung der Markierungsstellen in jeweils gleichem, kürzerem Abstand als auf der übrigen Strecke, weil dann das Passieren der Grobortungsstelle relativ schnell, einfach und zuverläs­ sig erkannt werden kann.

Es ist auch möglich, innerhalb einer Linienleiterschleife mehrere Grobortungsstellen vorzusehen, insbesondere dann, wenn diese Grobortungsstellen unterschiedlichen Fahrrichtun­ gen von Fahrzeugen zuzuordnen sind. Die eine Grobortungs­ stelle befindet sich dann in der Nähe des einen Endes, die andere in der Nähe des anderen Endes eines Linienleiter- Streckenbereiches. Es ist aber auch möglich, daß alle Fahr­ zeuge unabhängig von ihrer jeweiligen Fahrrichtung die glei­ che Grobortungsstelle erkennen und zur Synchronisierung ihrer fahrzeugseitigen Wegzähler verwenden.

Für die erfindungsgemäße Einrichtung ist es ohne belang, wie die Markierungsstellen des Linienleiters gebildet werden, wo der Linienleiter im Gleis angeordnet ist und ob über ihn auch eine Informationsübertragung stattfinden soll. Ferner spielt es keine Rolle, ob die Fahrzeuge mit jeweils einer einzigen Antenne ausschließlich zu Ortungszwecken oder mit mehreren Antennen versehen sind. Auch spielt es keine Rolle, ob über diese oder anderen Antennen eine Informationsübertragung in der einen oder anderen Richtung oder in beiden Richtungen stattfindet.

Claims (5)

1. Einrichtung zur Eigenortung eines Eisenbahnfahrzeugs auf einer Strecke, auf der mindestens in einem vorgegebenen Bereich eine Ortung über mindestens einen längs der Schienen verlegten, mit elektrischen Markierungsstellen versehenen Linienleiter vorgesehen ist, der mit mindestens einer Sende- und/oder Empfangsantenne des Eisenbahnfahrzeugs koppelt, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Markierungsstellen (M) an vorgegebenen Grobortungsstellen (GO) außerhalb des Einflußbereiches etwai­ ger Schienenverbinder (SV) ein markant anderes Abstandsmuster zueinander aufweisen als außerhalb der Grobortungsstellen und daß das Fahrzeug (F) aus dem Erkennen einer Grobortungsstelle auf den von ihm befahrenen Fahrort schließt und erst im An­ schluß daran den beim Passieren folgender Markierungsstellen ausgelösten Kreuzungsstellen-Meldungen Ortspositionen zuord­ net.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das markante Abstandsmuster durch mehrere in kürzeren oder längeren Abständen als die übrigen Markierungsstellen aufeinanderfolgende Markierungsstellen definiert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Markierungsstellen innerhalb einer Grob­ ortungsstelle konstant ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungsstellen durch Linienleiterkreuzungen dar­ gestellt sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Linienleiter für die fahrzeugseitige Ortung auf ein­ gleisigen Strecken mindestens je eine für die eine und minde­ stens je eine für die andere Fahrrichtung geltende Grob­ ortungsstelle aufweist.