DE2704143C2

DE2704143C2 - Einrichtung zur Steuerung und Sicherung von trassengebundenen Fahrzeugen

Info

Publication number: DE2704143C2
Application number: DE19772704143
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. 7141 Neckarweihingen Jakob
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1977-02-02
Filing date: 1977-02-02
Publication date: 1984-05-17
Also published as: ES466569A1; CH625753A5; DE2704143A1; FR2416149A1; FR2416149B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Einrichtung zur automatischen Zugsteuerung stellt z. B. die vom Normenausschuß ORE A 46 empfohlene Linienzugbeeinflussung, im folgenden kurz LZB genannt, dar. Bei der LZB geschieht der Datenaustausch zwischen Strecke und Fahrzeugen über zwischen den Schienen verlegte, in regelmäßigen Abständen gekreuzte Linienleiterschleifen, weiche mit fahrzeugseitigen Antennen induktiv gekoppelt &ind.

Der Linienleiter stellt aber nicht nur die Datenübertragung sicher, sondern er liefert durch seine Kreuzungsstellen, welche Phasenkehrpunkte der Empfangsspannung darstellen, auch Ortungsbezugspunkte, mit deren Hilfe die fehlerbehaftete Wegmessung der einzelnen Fahrzeuge korrigiert wird, was wiederum eine Voraussetzung für genaue Zielbremsungen ist.

Dennoch hai der Linienleiter auch Nachteile. Neben den Kosten für die Linienleiterverlegung sind dies: seine Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Einwirkungen und die Tatsache, daß er für Instandhaltungsarbeiten an der Strecke hinderlich ist. Vor allem der Einsatz von Gleisbaumaschinen wird erschwert, wenn nicht gar ganz unmöglich gemacht.
Es ist in der DE-AS 16 05411 auch bereits eine Einrichtung bekanntgeworden, weiche die automatische Steuerung von Schienenfahrzeugen auch auf Strecken ermöglichen soll, auf denen, wie z. B. in Strossenbereichen von Abraumgebieten, keine Linienleiterverlegung möglich ist. Hier wird die durch den Linienleiter gegebene Ortungsmöglichkeit durch passive Streckenmarken mit abwechselnd unterschiedlicher Signalgabe, z. B. Streckenmagnete mit abwechselnd unterschiedlicher Polung, ersetzt. Die Datenübertragung selbst erfolgt hier z. B. durch UKW-Funk.

Dieses offensichtlich für Indutriebahnen gedachte System ist für den Personenverkehr nicht geeignet, da es z. B. keine Möglichkeit bietet, einen Funkkanalwechsel, eine Voraussetzung für das Befahren längerer Strecken

unter Funksteuerung, sicher durchzuführen. Außerdem ist hier nichts darüber ausgesagt, ob überhaupt ein Kanalwechsel stattfinden soll oder ob jedem Fahrzeug ein Funkkanal fest zugeteilt ist

Zur Steuerung von Schienenfahrzeugen ohne die Verwendung eines Linienleiters ist ferner das Prinzip der punktförmigen Zugbeeinflussung bekannt. Bei der punktförmigen Zugbeeinflussung werden meist passive Antworteinrichtungen an der Strecke angeordnet, die durch Umsetzung und Rücksendung einer von den Fahrzeugen eingestrahlten Frequenz Informationen auf die Fahrzeuge übertragen. In der DE-OS 21 24 089 ist eine Einrichtung beschrieben, in der die Antwortgeräte auch über eine Linienleitung ferngesteuert werden können. Zur Übertragung der Fahrorte an die Zentrale wird auch Funk erwähnt Ein direkter Datenaustausch zwischen Ltnienleiter und Fahrzeugen ist mit dieser Einrichtung nicht möglich, auch dient der Funkkanal nur zur Übertragung in einer Richtung. Eine Übertragung von Steuerbefehlen an die Fahrzeuge über Funk ist nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist eine Einrichtung, die eine sichere kontinuierliche Steuerung von trassengebundenen Fahrzeugen sowohl auf mit Linienleiter ausgerüsteten Strecken, unter Verwendung dieses Linienleiters zur Datenübertragung und zur fahrzeugseitigen Ortung, als auch auf linienleiterfreien Strecken gestattet Insbesondere soll ein sicherer Übergang von der Datenübertragung unter Verwendung des Linienleiters zur Datenübertragung ohne Linienleiter ermöglicht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.

Damit wird die bei der Linienzugbeeinflussung bisher übliche Linienleiterübertragung fahrzeugseitig durch eine Funkübertragung überlagert Dies macht die Ausstattung der Strecken mit Linienleitern entbehrlich. Dabei erfordert eine zusätzlich installierte Funkübertragung nur wenig Mehraufwand, da sie außer besonderen Sende- und Empfangseinrichtungen nur für die LZB bereits vorhandene Einrichtungen benutzt.

Die Übertragung der Datentelegramme durch Funk wird dabei durch punktförmige streckenseitige Übertragungseinrichtungen, wie sie z. B. in der DE-OS 21 24 089 beschrieben sind, ein- oder ausgeschaltet. Damit ist sichergestellt, daß nicht ein Fahrzeug, etwa aufgrund eines Ortungsfehlers über das Ende einer mit Linienleiter ausgerüsteten Strecke hinwegfährt, ohne auf Funkübertragung umzuschalten, was eine Zwangsbremsung zur Folge hätte.

Eine Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezirk mehrere Bereiche umfaßt, wobei jeder Bereich aus mehreren parallelen Gleisen bestehen kann, daß an den Bereichsgrenzen punktförmige Übertragungseinrichtungen vorgesehen sind, durch die die Fahrzeuge bei Einfahrt in einen Bereich eine fahrzeugspezifische Verarbeitungsnummer, eine Bereichskennung, eine Gleiskennung, eine Fahrtrichtungskennung und eine Kennung für den örtlich maßgebenden Funkkanal mitgeteilt bekommen und daß Verarbeitungsnummer, Bereichskennung, Fahrtrichtungskennung und Gleiskennung einem Fahrzeug in der Regel bis zum Verlassen des Bereichs fest zugeteilt bleiben. Damit ist gewährleistet, daß in einen nicht mit Linienleiter ausgerüsteten Bereich eingefahrene Fahrzeuge über Funk jederzeit einzeln ansprechbar sind.

Eine andere Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezirk mehrere Bereiche umfaßt, wobei jeder Bereich aus mehreren parallelen Gleisen bestehen kann, daß an den Bereichsgrenzen punktförmige Übertragungseinrichtungen vorgesehen sind, durch die die Fahrzeuge bei Einfahrt in einen Bereich eine Fahrtrichtungskennung, eine Kennung für den örtlich maßgebenden Funkkanal und, falls dieser Funkkanal mehreren Gleisen zugeordnet ist, eine Gleiskennung übertragen bekommen und daß mit der Übertragung dieser Kennungen das Fahrzeug auf

ίο einen unmittelbar bevorstehenden Taufvorgang vorbereitet wird, bei welcher das Fahrzeug über den örtlich maßgebenden Funkkanal eine fahrzeugspezifische Verarbeitungsnummer und eine Bereichskennung mitgeteilt bekommt Dadurch wird die an einer punktförmi-

gen Übertragungseinrichtung zu übertragende Informationsmenge klein gehalten, was besonders bei hohen Fahrgeschwindigkeiten und den deshalb sehr kurzen zur Verfügung stehenden Übertragungszeiten von Vorteil ist

Eine Weiterbildung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bereiche in Teilbereiche aufgeteilt sind, innerhalb derer zum Datenaustausch zwischen Strecke und Fahrzeugen unterschiedliche Funkkanäle benützt werden und daß der Kaiialwechsel den Fahrzeugen mittels punktförmiger Übertragungseinrichtungen durch Übermittlung einer anderen Kanalkennung mitgeteilt wird. Damit wird die Datenübertragung durch Funk noch zuverlässiger gemacht, da die maximalen Entfernungen zwischen Sendem und Empfängern kleiner sind. Auch kann die Leistung der ortsfesten Sender sowie der Bordsender reduziert und es können einfachere Empfänger verwendet werden.

Ein Nachteil von linienieiterlosen Bezirken gegenüber mit Linienleitern ausgerüsteten Bezirken ist, daß die durch die Kreuzungen der Linienleiterschleifen gebildeten Ortungsbezugspunkte entfallen. Die fahrzeugeigene Wegmessung kann demnach nur noch an den Bezirksgrenzen korrigiert werden, was größere Meßfeh!°r bei der Wegmessung als bisher möglich macht.

Eine weitere Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung bezweckt deshalb die Verbesserung der Ortung auf linienleiterlosen Strecken und ist dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Fahrzeug eine berührungsfrei arbeitende oder die Zahl der Radumdrehungen auswertende Weg- und Geschwindigkeitsmeßeinrichtung vorhanden ist, und daß auf linienleiterfreien Strecken den Fahrzeugen durch die an den Bereichsgrenzen und Teilbereichsgrenzen befindlichen, sowie durch weitere, bei Bedarf zu installierende punktförmige Übertragungseinrichtungen zusätzlich Ortungsinformationen übermittelt werden, mit deren Hilfe der durch die Weg- und Geüchwindigkeitsmeßeinrichtung gemessene, vom Fahrzeug zurückgelegte Weg korrigiert wird.

Eine andere Weiterbildung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung zwischen den drei Übertragungsarten auch auf Anforderung d';r Fahrzeuge und/oder auf Anforderung der ortsfesten Einrichtungen hin möglich ist und daß bei Ausfall einer Einrichtung, deren einwandfreie Funktion für die gerade angewendete Überti agungsart unerläßlich ist, eine Umschaltung auf eine andere Übertragungsart automatisch erfolgt. Damit wird es möglich, in mit Linienleiter u.i^ Funkübertragung ausgerüsteten

f5 Bezirken, z. B. bei Geräteausfall, der die Fortsetzung einer Übertragungsart nicht mehr gestattet, auf eine andere Übertragungsart umzuschalten. Dies kann automatisch erfolgen und erhöht die Betriebszuverlässigkeit

der Fahrzeugsteuerung ganz erheblich. Außerdem kann, wenn alle Fahi «:euge mit den für die Funkübertragung von Datentelegrammen notwendigen Zusatzeinrichtungen ausgestattet sind, z. B. an einer Baustelle der Linienleiter während der Bauzeit entfernt oder elektrisch abgeschaltet werden, ohne daß der Zugverkehr beeinträchtigt wird. Die Funküberlagerung der Linienleiterübertragung kann dort auch nur provisorisch für die Dauer der Bauarbeiten eingerichtet werden.

Mit einer derart zuverlässigen Einrichtung wie sie durch die Parallelübertragung über Linienleiter und Funk möglich wird, könnte man auch auf ein streckenseitiges Sichtsignalsystem verzichten.

Eine weitere Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung ermöglicht eine einfache Ermittlung der Fahrrichtung eines Fahrzeuges und ist dadurch gekennzeichnet, daß die punktförmigen Übertragungseinrichtungen aus je einem Paar von Beeinflussungseinrichtungen bestehen und daß die Reihenfolge der Beeinflussung der beiden Teileinrichtungen zur Fahrrichtungsbe-Stimmung eines vorüberfahrenden Fahrzeuges ausgewertet wird.

Anhand einer Figur soll nun ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung ausführlich beschrieben und seine Funktion erklärt werden.

Die Figur zeigt eine Trasse T, die zwischen zwei Bezirksgrenzen BZG 1, BZG 2 einen linienleiterfreien Bezirk BZ aufweist. In diesem Bezirk geschieht die Übertragung der Datentelegramme von und zu den Fahrzeugen über Funk. Dazu ist der Bezirk BZ in Bereiche B 1 ... S3 und diese wiederum in Teilbereiche TBi ...TB 9 unterteilt Die Grenzen dieser Bereiche und Teilbereiche sind durch punktförmige Übertragungseinrichtungen Pi ... PiO markiert. Jedem Teilbereich ist eine ortsfeste Sende- und Empfangseinrichtung 51 ... S9 zugeordnet. Diese werden von einer ebenfalls ortsfesten Steuerstcüe 0PS "ssisüsrt. Die ortsfeste Stsusrstsüs OFS ist über ein Streckenkabel SK mit benachbarten Steuerstellen verbunden.

In der Figur ist außerdem schematisch ein Fahrzeug FZG dargestellt, mit einer Antriebs- und Bremssteuerung ABS, die durch eine Fahrzeug-Logik L kontrolliert wird. Der Datenaustausch dieser Logik mit der Strecke kann sowohl über eine Übertragungseinrichtung UE und den Linienleiter LL erfolgen, als auch mittels einer Bord-Sende- und Empfangseinrichtung BS über Funk. Die Umschaltung zwischen Linienleiterübertragung und Funkübertragung wird durch punktförmige Übertragungseinrichtungen Pi ... PlO veranlaßt, die das Fahrzeug über eine Abfrageeinrichtung APabfragt.

Bewegt sich ein Fahrzeug entlang der Trasse T von links nach rechts, so erfolgt der Datenaustausch mit der Strecke zunächst über Linienleiter. Die fahrzeugeigene Wegmessung geschieht beispielsweise über die Auswertung der Zahl der Radumdrehungen. Da diese Messung aber wegen gelegentlich auftretenden Schlupfes und wegen der Änderung des Raddurchmessers mit der Betriebsdauer fehlerbehaftet ist, wird deren Ergebnis an jeder Kreuzungsstelle des Linienleiters korrigiert Erreicht das Fahrzeug das Ende der mit Linienleiter ausgerüsteten Strecke, so wird ihm über die punktförmige Übertragungseinrichtung P1 neben einer Ortungsinformation eine Bereichskennung, eine Gleiskennung, eine Fahrtrichtungskennung und eine fahrzeugspezifische Verarbeiturigsnurnmer mitgeteilt, außerdem aber noch ein UmschaJtbefehl, aus dem das Fahrzeug erkennt, daß der weitere Datenaustausch über Funk erfolgen soll, und eine Kanalkennung, die dem Fahrzeug angibt, auf welchem Kanal die maßgebende ortsfeste Sende- und Empfangseinrichtung S 1 arbeitet. Im Prinzip ist es auch möglich, die o. g. Kennungen bis auf Um&chaltbefehl, Kanalkennung. Fahrrichtungskennung und Gleiskennung nicht über die punktförmige Übertragungseinrichtung sondern erst später über Funk zu übertragen. Mit dem Empfang der Kanalkennung wird das Fahrzeug dann auf die bevorstehende Übertragung der anderen Kennungen auf dem mitgeteilten Funkkanal vorbereitet. Nach Überschreiten der Bezirksgrenze SZG 1 ist die Korrektur der fahrzeugeigenen Wegmessung nur noch an den punktförmigen Übertragungseinrichtungen Pi ... PiO möglich. Erreicht das Fahrzeug die punktförmige Übertragungseinrichtung P2, so erhält es neben einer Ortungsinformation und einer Fahrtrichtungskennung eine neue Kanalkennung und schaltet auf die Frequenz der Sende- und Empfangseinrichtung 52 um. Dasselbe geschieht an den punktförmigen Übertragungseiiirieiiiuiigeti r3, F5, ro, Fo üi'id r*3. An den punktförmigen Übertragungseinrichtungen P4 und P7 gelangt das Fahrzeug jeweils in einen anderen Bereich und erhält deshalb neben der Ortungsinformation, der Fahrtrichtungskennung und dor neuen Kanalkennung eine neue Bereichskennung, eine neue Gleiskennung und eine neue Verarbeitungsnummer. Erst an der Bezirksgrenze BZG 2 bekommt das Fahrzeug von der punktförmigen Übertragungseinrichtung PtO den Befehl zuri, Umschalten auf Linienleiterübertragung zusammen mit einer neuen Verarbeitungsnummer, Bereichskennung, Fahrtrichtungskennung und Gleiskennung.

Die Ermittelung der Fahrtrichtung eines Fahrzeuges, eine Voraussetzung für die Ausgabe der Fahrtrichtungskennung, ist mit einer einzelnen punktförmigen Detektoreinrichtung nicht möglich. Die punktförmigen Übertragungseinrichtungen sind deshalb in der Regel a!s Paar ausgeführt und die Reihenfolge der Beeinflussung beider Teile liefert das Richtungskriterium.

Wird eine Strecke, die bereits mit Linienleiter ausgerüstet ist, noch zusätzlich für Funkübertragung ausgerüstet, so kann auch ohne punktförmige Übertragungseinrichlungen während der Fahrt auf eine andere Übertragungsart umgeschaltet werden. Insbesondere läßt sich der Datenaustausch auch über Linienleiter und Funk gleichzeitig durchführen, was eine besonders zuverlässige Übertragung darstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

27 143 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur kontinuierlichen Steuerung von trassehgebundenen Fahrzeugen, die mit streckenseitigen Einrichtungen Daten austauschen und Fahrbefehle, die von ortsfesten Einrichtungen aus Informationen über die Streckentopographie und die Fahrorte und Geschwindigkeiten anderer Fahrzeuge erarbeitet werden, übermittelt bekommen, wobei die Strecke in Bezirke unterteilt ist, weiche mit unterschiedlichen Einrichtungen zur Datenübertragung ausgerüstet sein können, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragung in den einzelnen Bezirken in bekannter Weise über Funk oder Linienleiter,* oder aber über Funk und Linienleiter gleichzeitig erfolgt und daß die fahrzeugseitige Umschaltung zwischen diesen drei Übertragungsarten von aktiv oder passiv arbeitenden punktförmigen streckenseytigen Übertragungseinrichtungen (Pi... P10) veranlaßt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezirk (BZ) mehrere Bereiche (B 1 ... 53) umfaßt, wobei jeder Bereich aus mehreren parallelen Gleisen bestehen kann, daß an den Bereichsgrenzen punktförmige Obertragungseinrichtungen (P 1, PA, PT, P10) vergesehen sind, durch die die Fahrzeuge bei Einfahrt in einen Bereich eine fahrzeugspezifische Verarbeitungsnummer, eine Bereichskennung, eine Gleiskennung, eine Fahrtrichtungskennur.j, und eine Kennung für den örtlich maßgebenden Funkkanal mitgeteilt bekommen und daß Verarbeitungsnummer, Bereichskennung, Fahrtrichtungskennung und G'^iskennung einem Fahrzeug in der Regel bis zum Verlassen des Bereichs fest zugeteilt bleiben.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezirk (BZ) mehrere Bereiche (B 1 ... 53) umfaßt, wobei jeder Bereich aus mehreren parallelen Gleisen bestehen kann, daß an den Bereichsgrenzen punktförmige Übertragungseinrichtungen (P 1, P4.P7, P10) vorgesehen sind, durch die die Fahrzeuge bei Einfahrt in einen Bereich eine Fahrtrichtungskennung, eine Kennung für den örtlich maßgebenden Funkkanal und, falls dieser Funkkanal mehreren Gleisen zugeordnet ist, eine Gleiskennung übertragen bekommen und daß mit der Übertragung dieser Kennungen das Fahrzeug auf einen unmittelbar bevorstehenden Taufvorgang verarbeitet wird, bei welchem das Fahrzeug über den örtlich maßgebenden Funkkanal eine fahrzeugspezifische Verarbeitungsnummer und eine Bereichskennung mitgeteilt bekommt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bereiche (Bi ... 53) in Teilbereiche (TBi ... TB9) aufgeteilt sind, innerhalb derer zum Datenaustausch zwischen Strecke und Fahrzeugen unterschiedliche Funkkanäle benützt werden und daß der Kanalwechsel den Fahrzeugen mittels punktförmiger Übertragungseinrichtungen (P 1... P10) durch Übermittelung einer anderen Kanalkennung mitgeteilt wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Fahrzeug eine berührungsfrei arbeitende oder die Zahl der Radumdrehungen auswertende Weg- und Geschwindigkeitsmeßeinrichtung (W) vorhanden ist, und daß auf linienleiterfreien Strecken den Fahrzeugen durch

die an den Bereichsgrenzen und Teilbereichsgrenzen befindlichen, sowie durch weitere bei Bedarf zu installierende punktförmige Übertragungseiiirichtungen (Pi ...P10) zusätzlich Ortungsinformationen übermittelt werden, mit deren Hilfe der durch die Weg- und Geschwindigkeitsmeßeinrichtung gemessene, vom Fahrzeug zurückgelegte Weg korrigiert wird. ^:

6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung zwischen den drei Übertragungsarten auch auf Anforderung der Fahrzeuge, und/oder der ortsfesten Einrichtungen hin möglich ist und daß bei Ausfall einer Einrichtung, deren einwandfreie Funktion für die gesamte angewandte Übertragungsart unerläßlich ist, eine Umschaltung auf eine andere Übertragungsart automatisch erfolgt

7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die punktförmigen Übertragungseinrichtungen (Pi ... P10) aus je einem Paar von Beeinflussungseinrichtungen bestehen und daß die Reihenfolge der Beeinflussung der beiden Teileinrichtungen zur Fahrrichtungsbestimmung eines vorüberfahrenden Fahrzeuges ausgewertet wird.