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Verfahren zur Uberwachung des Verkehrs von Zügen
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur tberwachung des Verkehrs
von automatisch oder von Hand gefahrenen Zügen auf einem in Gleisabschnitte unterteilten
Gleis, bei dem Jeder Gleisabschnitt eine Besetztmeldeeinrichtung besitzt, die zur
Steuerung eines in Fahrtrichtung vor diesem Gleisabschnitt liegenden Lichtsignals
dient.
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Es ist bekannt, ein Gleis in Gleisabschnitte zu unterteilen, Jedem
Gleisabschnitt eine Zugbesetztnieldeeinrichtung zuzuordnen, die zur Steuerung eines
in Fahrtrichtung vor diesem Gleisabschnitt liegenden Signals dient. Die Fig. 1 zeigt
ein Beispiel für diese Signalsteuerung: Die Schienen 1 und 2 eines Gleises sind
an den Stellen 3, 4 und 5,6 voneinander isoliert; um bei elektrischen Bahnen eine
Triebstrom-Rückführung zu ermöglichen, sind die einzelnen Abschnitte über Gleisdrosseln
verbunden. Die Regelfahrtrichtung ist mit dem
Richtungspfeil F angedeutet.
Am Ende Jedes Blockabschnitts B1' B2 33 - in Fahrtrichtung gesehen - erfolgt die
Einspeisung einer Wechselspannung mit einer Frequenz f (gebräuchlich f = 50 Hz);
die entsprechenden Generatoren sind mit G1 G2 bezeichnet. Am Anfang der Blockabschnitte
sind Zuleitungen von den Schienen zu Empfangsç Signalsteuerungseinrichtungen E2,
E3 vorhanden. Werden die beiden Schienen eines Gleises in einem Blockabschnitt durch
die Radachsen eines Zuges kurzgeschlossen, so erscheint kein Wechselstromsignal
an den Empfangs- Signalsteuerungseinrichtungen E2 resp. E3. Ist ein Blockabschnitt
dagegen frei, so erscheint ein solches Signal an der entsprechenden Empfangs- Signalsteuerungseinrichtung.
Grundsätzlich liegen die Signale S2, Sf vor den Blockabschnitten B2, 33 in "Rot"-Stellung.
Erst durch den Empfang einer Spannung der Sender G2, G3 (G3 zum Abschnitt 33 gehörend,
in der Figur nicht dargestellt) werden sie - in der Regel durch Drehrelais unter
besonderer Zuhilfenahme einer Hilfsphase, um Störspannungen auszuschließen - in
die 1'Grün"-Stellung gebracht.
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Dieses Blocksystem garantiert zwar die Vbertragung der Besetztmeldung
eines Blockabschnitts an das vor dem Bloekabschnitt liegende Signal, Jedoch nicht,
daß ein Zuführer trotzdem vor einem auf "Halt" stehendes Signal hält.
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Trotz Totmannsknopftechnik ist die Sorge bis heute nicht gewichen,
daß ein auf "Rot" stehendes Signal überfahren wird.
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Die Problematik beginnt hier bereits beim Erkennen eines Signals durch
den Lokomotivfuhrer. Es ist bekannt, daß eine "rote" Signalstellung bei Vereisungserscheinungen
als "grün" erkannt werden kann. Bei einer Häufung von Signalen (Bahnhofseinfahren
z.B.) kann auch eine Signalverwechselung stattfinden. Um diesem menschlichen Versagen
vorzubeugen, wurden Sicherungssysteme entwickelt, die in Uberfahren eines auf "Rot"
stehenden Signals verhindern sollen. Es wurden mechanische Fahrsperren,unmittelbar
am Signal aufgestellt, entwickelt, die beim Uberfahren eines auf "Rot" stehenden
Signals die Bremsleitung schlagartig öffnen und damit eine Zwangsbremsung erzeugen;
diese Fahrsperren sind zum Teil heute noch in Betrieb.
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Es wurden weiter induktive Fahrsperren (Indusi) entwickelt ("2000
Hz-Magnet", unmittelbar am Signal aufgestellt).
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Die streckenfeste Indusi-Einrichtung ist ein passives Element; sie
besteht aus einem Elektromagneten mit parallel geschalteter Kapazität, die zusammen
auf eine bestimmte Frequenz (in diesem Falle 20cit Rz) abgestimmt sind; der Zug
besitzt einen mit einem Kondensator und einem Halterelais in Reihe geschalteten
Elektromagneten, gespeist von einem Generator, abgestimmt auf die gleiche Frequenz.
tberfährt ein Zug den streckenfesten Magneten, so wird seinem Sendekreis Energie
entzogen mit der Folge, daß das Halterelais abfällt und dadurch die Zwangsbremsung
auslöst. Der Einsatz der mechanischen Fahrsperre oder Indusi führt zu
dem
in Fig. 2 dargestellten Blocksystem: Das Gleis ist in Lösch- (oder Schutz-)Abschnitte
L1, L2 und Streckenabschnitte St1, St2 unterteilt; Streckenabschnitte St1 und Löschabschnitt
L1 sowie Streckenabschnitte St2 und Löschabschnitt L2 bilden Je einen Blockabschnitt
(B1, B2).
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Streckenabschnitte und Löschabschnitte sind schienenmäßig gegeneinander
isoliert; in Jeden Abschnitt wird wie in Fig. 1 eine Wechselspannung eingespeist;
das Signal (S2) für den Blockabschnitt B2 steht vor dem Löschabschnitt L1, das Signal
(S3) für den Blockabschnitt 33 vor dem Löschabschnitt L2. Das Signal S2 wird nur
dann auf "Grün" gestellt, wenn an den Jeweiligen Abschnittsanfängen von L1 S2 und
L2 eine Spannung empfangen wird, d.h. die Strecke von einem Signal bis zum Ende
des Löschkreises nach dem nächsten Signal frei ist. Entsprechendes gilt für das
Signal S3. Von besonderen Signalgebungen, insbesondere für das Vorverlegen des nächsten
Signals in ein Haupt signal oder für die Übereinstimmung von Blockabschnitt mit
Löschabschnitt sei hier abgesehen; dazu sei auf den Aufsatz "Der selbsttätige Streckenblock
auf der Berliner Stadtbahn" von L. Schneider, Deutsche Eisenbahntechnik Jg. 8, 1960,
S. 31 - 36 verwiesen.
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Der Löschabschnitt ist so bemessen, daß bei maximal zulässiger Größe
der Fahrgeschwindigkeit der Zug noch in diesem Abschnitt zum Stehen kommt(vergl.
angedeutete Zwangsbremskurve Z am Signal S2)
Die mechanische Fahrsperre
hat gegenüber der induktiven Fahrsperre zweifellos den Nachteil des mechanischen
Verschleißes und der Witterungsabhängigkeit (Temperatureinflüsse und dergleichen
mehr). Sie gestattet aber stets dem Zugführer oder anderem Aufsichtspersonal, zu
prüfen, ob sie vor einem "Rot"-Signal auf Halt-Stellung und vor einem "Grün"-Signal
auf "Fahrt frei"-Stellung liegt. Mit anderen Worten: die mechanischen Fahrsperren
sind laufend auf ihre Funktionstüchtigkeit überwachbar. Die induktiven Fahrsperren
hingegen sind es nicht: ein Lokfuhrer kann beim Uberfahren einer Indusi bei "Grun"-Signal
nur feststellen, daß sie den Zug nicht bremst, jedoch nicht, ob sie im Falle eines
"Rot"-Signals den Zug auch bremsen wird. Betriebsmäßig wird Jedoch nie an roten
Signalen vorbeigefahren, der Lokführer kann also nicht prüfen. Schon ein Abriß des
zum Gleismagneten parallel geschalteten Kondensators macht aber die Indusi völlig
unwirksam. Natürlich kann man periodisch Prüftrupps aus schicken, um derartige Indusi-Einrichtungen
auf ihre Funktionstüchtigkeit zu überprüfen; man kann die Indusi-Einrichtungen mehrfach
aufstellen, man kann auch zusätzlich Einrichtungen schaffen, um von den Stellwerken
aus die Indusi-Einrichtungen zu überprüfen. Alle diese Maßnahmen sind aber wirtschaftlich
sehr aufwendig.
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Die Züge-können von Hand oder mittels einer Linienleiterzugbeeinflussung
gefahren werden1 wobei für letztgenannte
auch die Licht-Signale
maßgebend sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung
des Verkehrs von automatisch oder von Hand gefahrenen Zügen anzugeben, wobei Möglichkeiten
geschaffen werden sollen, vorhandene Schutzeinrichtungen laufend auf ihre Funktionstüchtigkeit
zu überprüfen.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im durch
zulässige Höchstgeschwindigkeit und Bremsverzögerung festgelegten Bremswegabstand
vor einem Lichtsignal eine Signalübertragungseinrichtung vorhanden ist, die entweder
ein Signal entsprechend der Signalstellung "Fahrt frei" oder ein Signal entsprechend
der Signalstellung "Fahrt nicht frei" des vorausliegenden Licht-Signals auf einen
vorbeifahrenden Zug überträgt, das dort gespeichert und angezeigt wird, und daß
auf den Zügen in einer Ges chwindigkeit-Bremsweg-Überwachungs-Einrichtung (GBU)
eine wegabhängige PrfffgeschwindlgkeitRkurve gespeichert ist, deren Werte nach Einspeicherung
eines "Fahrt nicht frei"-Signals laufend mit der Istgeschwindigkeit verglichen werden
wobei für den Fall, daß die Istgeschwindigkeit die Prüfgeschwindigkeit überschreitet,
eine Zwangsbrem-sung eingeleitet wird.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung wird im nachstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
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Das Ausführungsbeispiel (Fig. 3) geht von einer Signalsteuerung aus,
wie sie an Kand der Fig. 1 beschrieben wurde. Es sind die dort verwendeten Bezugszeichen
wieder benutzt. Im durch die zulässige Höchstgeschwindigkeit und Bremsverzögerung
festgelegten Bremswegabstand (BA) vor dem Signal S2 ist eine punktförmige Signal-Ubertragungseinrichtung
UE angebracht. Für eine Stadt-Schnellbahn ergibt sich bei einer einheitlichen Höchstgeschwindigkeit
von 72 km/h und eine Bremsverzögerung von 0,8 ms -2 ein Bremswegabstand von 250
m. Die Bremskurve ist in Fig. 3 mit BR (über BA) dargestellt.
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Die Signal-Übertragungseinrichtung UE wird von einer Steuereinrichtung
5K gesteuert, der die Signal-Stellung-Kommando für das Signal S3 von der Empfangs-Signalsteuerungseinrichtung
E3 zugeleitet werden. Die Signal-Ubertragungseinrichtung UE gibt entweder ein Signal
"GR" für eine "Fahrt frei"-Meldung der Einrichtung E3 oder ein Signal "RT" für eine
"Fahrt nicht frei2'-Meldung ab. Diese Signale werden auf den Zügen eingespeichert
und angezeigt.
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Das Signal "RT" wird auch bei anderen fahrt -eins chränkenden Signalbegriffen
wie "Gelb", 'Gelb-blinken" und "Grun-blinken" abgegeben.
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Die Signalübertragungseinrichtung UE kann in verschiedener Weise aufgebaut
sein. Sie kann aus zwei Indusi-Einrichtungen, abgestimmt auf zwei verschiedene Frequenzen,
bestehen, von denen jeweils eine angeschaltet ist. Es können auch aktive Übertragungseinrichtungen
verwendet werden. Die Züge besitzen geeignete Empfangseinrichtungen; dort wird ein
bei Vorbeifahrt an der Signalübertragungseinrichtung UE empfangenes Signal gespeichert
und angezeigt.
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Auf den Zügen sind Geschwindigkeits-Bremsweg-8berwachungs-Einrichtungen
(GBÜ), in denen wegabhängige Prüfgeschwindigkeitskurven (Bremskurven) für den Bremswegabstand
(EA) gespeichert sind, vorhanden. Deren Werte werden nach Einspeicherung eines "Fahrt
nicht frei"-Signals durch die Signalübertragungseinrichtung UE laufend mit der Istgeschwindigkeit
verglichen. Die Istgeschwindigkeit und der nach dem Einwirkpunkt der Signalübertragungseinrichtung
UE zurückgelegte Weg (woraus sich die entsprechende Prüfgeschwindigkeit bestimmt)
werden mit Hilfe von Radumdrehungs-Impulsgebern oder Dopplerradar bestimmt. Übersteigt
die Istgeschwindigkeit die Prüfgeschwindigkeit, wird - ggf. nach Warnung an den
Fahrer - eine Zwangsbremsung eingeleitet. Die Bremskurve ist so gestaltet, daß die
Prüfgeschwindigkeit am Licht-Signalstandort zu Null geworden ist.
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Die Übertragung des Signals "Fahrt frei" durch die Signalübertragungseinrichtung
UE
führt zur Anzeige eines grünen Fahrerstandsignals und ebenfalls zur Ansteuerung
der Bremskurve. Es wird auch Jetzt die Bremskurve in Abhängigkeit vom zurückgelegten
Weg durchlaufen, Jedoch ohne Vergleich mit der Istgeschwindigkeit. Erreicht die
Bremskurve am Lichtsignal-Standort den Wert Null, so wird das grüne Fahrerstandsignal
wieder ausgeschaltet. Da das genau am Licht-Signal Standort geschieht, kann der
Fahrer die einwandfreie Funktion der Wegerfassung und der Bremskurve an Jedem grünen
Licht-Signal überwachen. Dieser Vergleich kann natürlich auch automatisch mittels
eines Meldegeräts am Licht-Signal erfolgen und bei Nicht-Übereinstimmung des Null-Werdens
der Bremskurve mit der Ortmeldung zu einer Meldung an den Fahrer oder in anderer
Weise führen.
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Für den Fall "Fahrt frei" ist die von der G3Ü vorgegebene Priifgeschwindigkeit
die zulässige Höchstgeschwindigkeit.
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Wechselt, während sich der Zug zwischen einer Signalübertragungseinrichtung
UE und dem nachfolgenden Licht -Signal-Standort befindet, der Signalbegriff des
Lichtsignals von einem einschränkenden ("Fahrt nicht frei") nach grün (Fahrt frei"),
so muß der Fahrer diese Information der GB2-Fahrzeugeinrichtung durch einen Tastendruck
mitteilen (quittieren). Dieser Tastendruck löst den Wechsel des Fahrerstandsignals
von rot nach grün aus. Das Geschwindigkeits-Anzeige gerät zeigt die nunmehr gültige
GBÜ-Prüfgeschwindigkeit;
am>' Licht-Signal-Standort wird das
grüne Fahrerstandsignal ausgeschaltet.
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Alle einschränkenden Licht-Signalbegriffe ("Rot", "Gelb", "Gelb-blinken"
und Grün-blinken") werden, wie bereits erwahnt, durch "Fahrt nicht frein-Beeinflussung
von den GBU-Einrichtungen gleich behandelt. Die Lichtsignale "Rot", "Gelb" und "Gelb-blinken"
darf der Fahrer nicht quittieren. Dagegen kann er das Signal "Grün-blinken" quittieren:
Langsamfahrstellen werden dem Fahrer durch Licht-Signale mit "Grün-Blinken" angezeigt.
Nach dem Überfahren der zugehörigen Signalübertragungseinrichtung wird dem Fahrer
das rote Fahrerstandsignal angezeigt. Die GBU-Prüfgeschwindigkeit wird bremskurvenartig
reduziert. Die Geschwindigkeit wird durch den Fahrer oder die LZB herabgesetzt.
Unterschreitet die Ist-Geschwindigkeit des Zuges die zulässige Höchstgeschwindigkeit
der Langsamfahrstelle, so teilt der Fahrer diese Grenzgeschwindigkeit der GBÜ-Fahrzeugeinrichtung
durch Tastendruck mit> nach erfolgter Eingabe (Quittierung) wird die neue Prüfgeschwindigkeit
(etwa "20 km/h" oder "40 km/h") angezeigt und überwacht. Am Ende der Langsamfahrstelle
betätigt der Fahrer wieder die Rückstellung auf die zulässige Höchstgeschwindigkeit.
Auf diese Weise findet eine/kontinuierliche Überwachung der Jeweils zulässigen Höchstgeschwindigkeit
statt.
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