DE2327689C2 - Besetztmeldeeinrichtung für Gleisabschnitte in Eisenbahnanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Besetztmeldeeinrichtung für Gleisabschnitte in Eisenbahnanlagen mit Einrichtungen zum Informationsaustausch zwischen den Fahrzeugen und einem ortsfesten Streckengerät mit Hilfe von in der Frequenz umgetasteter Wechselspannungssignale über je eine in jedem Gleisabschnitt verlegte kurze Leiterschleife, an die an den Fahrzeugen vorhandene Antennen induktiv angekoppelt sind.

Derartige Einrichtungen sind aus der DT-OS 1 530 335 bekannt, in der ein System zur Sicherung und Steuerung spurgebundener Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, beschrieben ist. Die vorzugsweise zwischen den Schienen verlegten kurzen Leiterschleifen können über gesonderte Kabel mit dom ortsfesten Streckengerät verbunden sein. Es ist aber auch möglich, entlang der Strecke fernsteuerbare Schalter vorzusehen, welche die einzelnen Leiterschleifen programmgesteuert mit einem besonderen Kabel verbinden, das an Stelle der Vielzahl von Kabeln an das ortsfeste Strekkengerät angeschlossen ist. Mit Hilfe der bekannten Einrichtung ist es möglich, einen Informationsaustausch zwischen den Schienenfahrzeugen und dem ortsfesten Streckengerät durchzuführen. Zu diesem Zweck werden Informationstelegramme gebildet, die aus einer Anzahl von Binärschritten bestehen und eine Folge von Meldungen und Befehlen beinhalten. Jede Stelle, also jeder Schritt, eines Telegrammes kann je nach Wertigkeit mit logisch 0 oder 1 belegt sein. Praktisch gesehen wird jeweils eine von zwei vorgesehenen Frequenzen gesendet.

Ferner kann in vorteilhafter Weise auch eine Zugortung erfolgen. Zu diesem Zweck wird davon ausgegangen, daß sich die Schienenfahrzeuge regelmäßig melden, also Informationstelegramme an die Strecke absetzen. Da von allen Leiterschleifen nur diejenigen ein von einem Zuge herrührendes Signal führen können, über denen sich ein sendendes Fahrzeug befindet, kann beispielsweise beim zyklischen Anschalten aller Leiterschleifen im ortsfesten Streckengerät die Position der Fahrzeuge ermittelt werden. Dies ist um so genauer möglich, je kürzer die Leiterschleifen entlang der Fahrspur gemacht werden. Die ermittelten Positionsmeldungen können in einen dafür im ortsfesten Streckengerät vorgesehenen Speicher eingegeben und mit Hilfe eines Rechners unter Verwendung weiterer Daten zu Steuerbefehlen verarbeitet werden, die ihrerseits wiederum über das Kurzschleifensystem auf die Fahrzeuge zur Abstandssicherung übertragen werden.

Die beschriebene Positionsermittlung hat den Nachteil, daß sie in dem Moment versagt, wenn ein Schienenfahrzeug auf Grund eines Defektes sich nicht mehr mit Informationstelegrammen für das ortsfeste Strekkengerät melden kann. In dem FaJl scheint der Gleisabschnitt über dessen Leiterschleife sich das Schienenfahrzeug befindet, nicht mehr besetzt zu sein. Ferner versagt die genannte Positionsermittlung bei solchen Kurzschleifensystemen, bei denen nur Einrichtungsdatenverkehr von der Strecke auf die Züge vorgesehen ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Streckeneinrichtungen zu schaffen für die abschnittsweise Positionsermittlung von Schienenfahrzeugen im Bereich von Streckenabschnitten mit kurzen wechselstromgespeisten Leiterschleifen ohne aktive Mitwirkung der Sendeeinrichtungen auf den Schienenfahrzeugen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine kurze Leiterschleife in Abhängigkeit davon, ob sich in ihrem Bereich ein Schienenfahrzeug befindet oder nicht, geänderte elektrische Eigenschaften im Hinblick auf die Induktivität aufweist. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Leiterschleife auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt ist die bei zugehörigem freien Gleisabschnitt bei der höheren Frequenz, dagegen bei besetztem Gleisabschnitt bei der tieferen Frequenz der Wechselspannungssignale liegt, daß vom Speisestrom abhängige elektrische Signale frequenzselektiv in einem Kanal unmittelbar und in einem zweiten Kanal mittelbar über einen Meßwertspeicher einem Vergleicher zugeführt sind, an den ein Speicher für Beset/tn^%.eldungen angeschlossen ist.

Der besondere Vorteil der vorliegenden Gleisbesetztmeldeeinrichtung liegt darin, daß zur Erhöhung der Sicherheit in einer ordnungsgerechten Positionserfassung der Schienenfahrzeuge keine zusätzlichen Gleisstromkreise erforderlich sind und daß die Gleisbesetztmeldeeinrichtung unabhängig von Witterungseinfiüssen und damit vom Bettungswiderstand mit der bei Eisenbahnanlagen üblichen Sicherheit zuverlässig arbeitet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen

F i g. 1 das Blockschaltbild einer Gleisbesetztmeldeeinrichtung in Verbindung mit einer kurzen Leiterschleife und

F i g. 2 ein Diagramm mit Resonanzkurven der Leiterschleife bei freiem bzw. besetztem zugehörigen Gleisabschnitt.

Da es für das Verständnis der vorliegenden Erfindung unerheblich ist, wieviel Leiterschleifen an ein ortsfestes Streckengerät angeschlossen sind, ob die Leiterschleifen über eine Vielzahl von Kabeladern oder über ein Spezialkabel und fernsteuerbare Schalter mit dem ortsfesten Streckengerät verbunden sind, ist im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 lediglich eine einzige Leiterschleife 1 dargestellt im Rahmen eines vereinfachten Blockschaltbildes. Da es ferner für das Verständnis unerheblich ist, wie die Leiterschleife 1 im Gleis verlegt

ist, wurde auf die Darstellung eines Gleises ebenfalls verzichtet

An ein ortsfestes Streckengerät 2, das über Leitungen LX und L2 Informationen erhält zur Erstellung von für den Fährbetrieb nötigen Befehlen und Meldungen über die Leiterschleife 1 auf in diesem Bereich befindliche Fahrzeuge, ist zur Speisung der Lsiterschleife 1 ein Sendeverstärker 3 angeschlossen, der über eine abgeschirmte Leitung 13 einen Transformator 4 speist. Zwischen dem Ausgang des Sendeverstärkers 3 und dem Transformator 4 ist ein Widerstand 5 vorgesehen, an dem beim Betrieb ein Spannungsabfall entsteht, der ausgewertet wird. An Steile des Widerstandes 5 kann auch ein Stromwandler vorgesehen werden. Wesentlich ist, daß ein vom Speisestrom der Leiterschleife 1 abhängiges Signal erzeugt wird. An den Transformator 4 ist über Kondensatoren 6 und 7 die Leiterschleife 1 angeschlossen. Diese bildet mit den Kondensatoren 6 und 7 einen abgestimmten Schwingkreis. Nähere Einzelheiten hierzu werden später an Hand von F i g. 2 näher erläutert An den Widerstand 5 sind zwei Filterschaltungen 8 und 9 angeschlossen, von denen jede eine von zwei Sendefrequenzen, welche zum Aufbau der Informationstelegramme im Streckengerät 2 dienen, passieren läßt Damit werden die vom Speisestrom der Leiterschleife 1 abhängigen elektrischen Signale, also der Spannungsabfall am Widerstand 5, in zwei voneinander unabhängigen Kanälen weitergeleitet. Die Filterschaltung 8 ist ausgangsseitig mittelbar über einen Meßwertspeicher 10 und die Filterschaltung 9 unmittelbar mit einem Vergleicher 11 verbunden. Das Vergleichsergebnis kann mit Hilfe eines über die Leitung LA von dem Streckengerät 2 ausgegebenen Abfragesi gnals in einen Speicher 12 für Besetztmeldungen ausgegeben werden. Die Besetztmeldungen des Speichers 12 stehen dem Streckengerät 2 über die Leitung Ll zur Auswertung zur Verfügung. Entsprechendes gilt für Meldungen weiterer Speicher für Besetztmeldungen anderer Leiterschleifen (nicht dargestellt).

Im Diagramm nach F i g. 2 sind zwei Resonanzkurven der Leiterschleife 1 in Verbindung mit den Kondensatoren 6 und 7 dargestellt, und zwar die strichlierte Kurv* RKF für den Fall, daß sich im Bereich der Leiterschleife 1 kein Schienenfahrzeug befindet. Die strichpunktierte Kurve RKB stellt die Resonanzkurve der abgestimmten Leiterschleife 1 für den Betriebsfall dar, bei dem der zugehörige Gleisab*. hnitt durch ein Schienenfahrzeug besetzt ist. Die beiden zur Erstellung von InformaMonstelegrammen mit Hilfe in der Frequenz umgetasteter Wechselspannungssignale verwendeten Frequenzen sind mit fl und fl bezeichnet, wobei die Frequenz /1 kleiner ist als die Frequenz /2. Die Leiterschleife I ist mit Hilfe der Kondensatoren 6 und 7 so auf Resonanz abgestimmt, daß das Maximum der Resonanzkurve RKF(Ht freien Gleisabschnitt bei der höheren Frequenz fl liegt. Die Resonanzfrequenz hat dabei den Wert frf. Wenn der Gleisabschnitt mit der Leiterschleife 1 durch ein Schienenfahrzeug besetzt wird, ändert sich die Induktivität der Leiterschleife 1 zu höheren Werten hin. Für diesen Fall gilt die Resonanzkurve RKB, deren Maximum bei einer Frequenz frb im Bereich der tieferen Sendefrequenz f\ liegt. Bei unbeeinflußter Leiterschleife 1, also bei freiem Gleisabschnitt, fließt über den Widerstand 5 ein Strom / !/"und bei einem Wechselspannungssignal mit der Frequenz fl ein Strom /2/ Ein Größen vergleich der beiden Stromvektoren /!/"und /2/ergibt, daß bei freiem Gleisabschnitt das Verhältnis I2f: /l/stet, größer als eins ist Bei besetztem Gleisabschnitt gelten für die Sendefrequenzen /Ϊ und ti die Strom vektoren Hb und lib in Verbindung mit der Resonanzkurve RKB. Aus dem Diagramm nach F i g. 2 ist leicht zu ersehen, daß das Verhältnis lib: lib kleiner als eins ist Diese Verhältnisse im freien bzw. besetzten Zustand des fraglichen Gleisabschnittes liegen vcr, unabhängig vom Bettungswiderstand oder sonstigen Umwelteinflüssen.

Wenn angenommen wird, daß jedes Informationstelegramm vom ortsfesten Streckengerät 2 über den Sendeverstärker 3 beispielsweise mit der Frequenz fl beginnt, so wird der diesbezügliche Spannungsabfall am Widerstand 5 über die Filterschaltung 8 in den Meßwertspeicher 10 eingegeben. Dieser enthält also beim bzw. nach dem ersten Schritt jedes Informationstelegrammes einen Analogwert entsprechend dem Strom 11 f bei freiem Gleisabschnitt bzw. entsprechend dem Strom /IZj beim besetzten Gleisabschnitt Dieser Meßwert wird bis zu einer eventuellen Korrektur, also wenn wiederum die Sendefrequenz Λ über den Sendeverstärker 3 ausgegeben wird und sich der Streckenzustand — frei/besetzt — geändert hat, vom Meßwertspeicher 10 gehalten und dem Vergleicher 11 angeboten. Dieser kann beispielsweise als Differenzverstärker in integrierter Schaltung ausgeführt sein. Für die weitere Betrachtung wird angenommen, daß der zweite Schritt des ablaufenden Informationstelegrammes vom Streckengerät 2 auf Grund der zu übertragenden Information die Sendefrequenz fl beinhaltet. Entsprechend dem Strom I2f bei freiem Gleisabschnitt oder dem Strom 12b über den Widerstand 5 bei besetztem Gleisabschnitt im Bereich der Leiterschleife 1 gelangt über die Filterschaltung 9 ein analoger Meßwert frequenzselektiv auf den Vergleicher 11. Das Vergleichsergebnis wird bei einem über die Leitung LA vom Streckengerät 2 ausgegebenen Abfragesignal an den Speicher 12 ausgegeben.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, bei dem zur Erfassung der für die Gleisbesetztmeldung erforderlichen Informationen durch Auswerten des Speisestromes bei den Informationstelegrammen vom Streckengerät auf die betreffende Leiterschleife gewonnen werden. Es ist in besonders vorteilhafter Weise auch möglich, für diejenigen Leiterschleifen, deren Gleisabschnitte auf Grund früherer Meldungen als nicht besetzt gekennzeichnet sind, für eine wiederholte Bestätigung dieser Tatsache keine vollständigen Informationstelegramme zu erstellen und zu senden, sondern nacheinander einmal oder aus Sicherheitsgründen zweimal nur je eine Folge der Sendefrequenzen fl und /2 zu übertragen. Hierdurch wird bei Simultanbetrieb der Leiterschleifen, bei dem also eine Vielzahl von Leiterschleifen nacheinander über Schalter sowie ein und dasselbe Kabel mit Informationen versorgt werden, Übertragungszeit gespart. Sobald für eine Leiterschleife auf diese Art und Weise eine Besetztmeldung ermittelt wird, werden für diese Leiterschleife wieder komplette Informationstelegramme erstellt und zyklisch gesendet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Besetztmeldeeinrichtung für Gleisabschnitte in Eisenbahnanlagen mit Einrichtungen zum Informationsaustausch zwischen den Fahrzeugen und einem ortsfesten Streckengerät mit Hilfe von in der Frequenz umgetasteter Wechselspannungssignale über je eine in jedem Gleisabschnitt verlegte kurze Leiterschleife, an die an den Fahrzeugen vorhandene Antennen induktiv angekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leiterschleife (1) auf eine Resonanzfrequenz (frf) abgestimmt ist. die bei zugehörigem freien Gleisabschnitt bei der höheren Frequenz (ß), dagegen bei besetztem Gleisabschnitt bei der tieferen Frequenz (Λ) der Wechselspannungssignale liegt, daß vom Speisestrom der Leiterschleife (1) abhängige elektrische Signale frequenzselektiv in einem Kanal unmittclbai und in eiaim zweiten Kanal mittelbar über einen Meßwertspeicher (10) einem Vergleicher (11) zugeführt sind, an den ein Speicher (12) für Besetztmeldungen angeschlossen ist.