DE2918230A1 - Verfahren und anordnung zur selbsttaetigen, abstandsgesicherten brems- und fahrsteuerung von auf derselben bahn oder spur befindlichen objekten - Google Patents

Description

Verfahren und Anordnung zur selbsttätigen, abstandsgesicherten Brems- und Fahrsteuerung von auf derselben Bahn oder Spur befindlichen Objekten.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige Anordnung zur selbsttätigen, abstandsgesicherten Brems- und Fahrsteuerung von auf derselben Bahn oder Spur befindlichen Objekten (Fahrzeugen) unter Verwendung von durch die Objekte gesendeten und empfangenen Signalen, bei dem die Geschwindigkeit eines jeden nachfolgenden Objekts von dem jeweils unmittelbar vorausbefindlichen Objekt gesteuert wird.

Um den erhöhten Anforderungen bezüglich Beförderungsleistung und hohen Reisegeschwindigkeit bei modernen, spurgebundenen öffentlichen Verkehrsmitteln gerecht werden zu können, ist es erforderlich, die Belegungsdichte der einzelnen Streckenabschnitte zu erhöhen. Dabei kommt der Folgesicherung der einzelnen Fahrzeuge eine erhöhte" Bedeutung zu.

Zu diesem Zweck wurden zunehmend sogenannte linienförmige Beeinflussungssysteme entwickelt, die neben den Aufgaben der Sicherung durch kontinuierliche Geschwindigkeitsüberwachung auch eine selbsttätige Brems- und Fahrsteuerung der einzelnen Fahrzeuge übernehmen. Zwischen Strecke und Fahrzeug werden Werte für die jeweils zulässige Höchstgeschwindigkeit als Fahrbefehle übertragen und die Tendenz dieser Geschwindigkeiten für die vorausliegende Strecke angegeben. Die Einrichtungen zur Fahrbefehlsbildung befinden sich dabei jteweils zentralisiert an solchen Stellen, an denen für einen größeren Bereich Informationen zur Verfügung stehen. Wenn jedoch die Abstände zwischen den einzelnen Fahrzeugen noch weiter verkürzt werden sollen, muß jedes Fahrzeug im wesentlichen unabhängig von bestimmten Bezugspunkten der Strecke seine Geschwindigkeit und seinen Abstand zu einem vorausbefindlichen Fahrzeug selbst regeln. Zu diesem Zweck

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schlägt die US-Patentschrift 2 7 02 342 eine Einrichtung zur Abstandssicherung von Zügen vor, bei der beim nachfolgenden. Zug eine mit dessen Geschwindigkeit sich ändernde Spannung (geschwindigkeitsabhängiger Sollwert) mit einem den Abstand vom vorausbefindlichen Zug bestimmenden Signal verglichen wird. Dieses Signal wird vom nachfolgenden Zug ausgesendet, vom vorausbefindlichen Zug reflektiert und schließlich vom nachfolgenden Zug wieder empfangen (Reflexionsverfahren). Auf diese Weise erzielt man eine vom Abstand zwischen den beiden Zügen abhängige Signaländerung. Bei der bekannten Einrichtung wird beim nachfolgenden Zug ferner immer dann ein Warnsignal erzeugt und gegebenenfalls eine Bremsung ausgelöst, wenn der bei der gefahrenen Geschwindigkeit des nachfolgenden Zuges für eine Bremsung erforderliche Weg unterschritten wird.

Ferner ist aus der DE-AS 21 14 621 ein Verfahren und eine Anordnung zur selbsttätigen, abstandsgesicherten Brems- und Fahrsteuerung bekannt, wobei das vorausbefindliche Fahrzeug ein Signal aussendet, dessen Nachrichteninhalt sich mit der Geschwindigkeit dieses sendenden Objekts (Fahrzeug) ändert, und das nachfolgende Fahrzeug dieses Signal in Abhängigkeit von einer eigenen Geschwindigkeit empfängt. Die Intensität des Signals des sendenden .Fahrzeugs erreicht im Stillstand ein Maximum und bei Höchstgeschwindigkeit ein Minimum. Bei diesem Verfahren ist weiter erforderlich, daß die Empfindlichkeit der Empfangseinrichtungen in den Fahrzeugen beim Fahren der Höchstgeschwindigkeit maximal ist.

Bei automatischem spurgeführten Personenverkehr mit sehr kurzer Zugfolge und hoher Geschwindigkeit ist es zur Vermeidung von Unfällen unbedingt erforderlich, defekte Fahrzeuge auf dem Fahrweg rechtzeitig zu erkennen, um durch Schnellbremsung ein Auffahren zu verhindern. Alle bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen zur selbsttätig abstandsgesicherten Brems- und Fahr-

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steuerung eignen sich infolge ihren hohen Störanfälligkeiten nicht zur schnellen und eigensicheren Erkennung von defekten Fahrzeugen. Verfahren, bei denen ein mit der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs sich änderndes Signal benötigt wird, dessen Nachrichteninhalt - gegebenenfalls erst nach mehrfacher Reflexion zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fahrzeugen - vom nachfolgenden Fahrzeug ausgewertet wird, sind störanfällig und können deshalb ein Auffahren bei kurzer Fahrzeugfolge und hohen Geschwindigkeiten nicht mit genügend hoher Sicherheit verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und die dazugehörige Anordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei spurgebundenen Fahrzeugen mit sehr kurzer Zugfolge und hoher Geschwindigkeit ein in der Spur befindliches Fahrzeug auf einfache Weise rechtzeitig mit hoher Sicherheit erkannt und eine wirksame Schnellbremsung eingeleitet wird.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem linienförmig entlang der Bahn oder Spur geführten Ubertragungsmedium entgegen der Bewegungsrichtung Signale übertragen werden, die von jedem Objekt (Fahrzeug) empfangen, passiv unterdrückt und aktiv regeneriert an das nachfolgende Objekt (Fahrzeug) weitergeleitet werden, und daß gleichzeitig die Geschwindigkeit des nachfolgenden Objekts (Fahrzeugs) durch das aktiv regenerierte Signal des jeweils unmittelbar vorausbefindlichen Objekts (Fahrzeugs) gesteuert wird.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist aus den Unteransprüchen ersichtlich.

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Bei diesem Verfahren wird somit beim Ausfall eines Signals, unabhängig von der Geschwindigkeit und dem Abstand der Fahrzeuge, eine Schnellbremsung sämtlicher nachfolgender Fahrzeugs veranlaßt. Eine weitere Erhöhung der Sicherheit tritt noch dadurch ein, daß auch beim Ausfall des das Signal abgebenden Senders in einem Fahrzeug sofort eine Schnellbremsung sämtlicher nachfolgender Fahrzeuge erfolgt. Zusätzlich kann noch eine Ortsinformation übertragen werden, die in Verbindung mit der eigenen Ortsinformation des jeweils nachfolgenden Fahrzeugs zur Abstandsmessung und zur Steuerung der Geschwindigkeit des letzteren dient.

Die vorgenannte Aufgabe wird bezüglich der Anordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Objekt (Fahrzeug) an seiner in Bewegungsrichtung weisenden Seite einen an das Ubertragungsmedium angekoppelten Empfänger aufweist, daß ferner jedes Objekt (Fahrzeug) an der entgegengesetzten Seite einen an das Ubertragungsmedium angekoppelten Sender enthält, und .daß zwischen den beiden Koppelstellen eine in das Ubertragungsmedium einkoppelbare, fest mit dem Objekt (Fahrzeug) verbundene, passive Signalflußsperre angeordnet ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ubertragungsmedium als Schlitzhohlleiter ausgebildet, wobei die Ankopplung von Sender und Empfänger durch in den Schlitzhohlleiter hineinragende Koppelsonden erfolgt. Die zwischen den beiden Koppelstellen angeordnete Signalflußsperre besteht in vorteilhafter Weise aus einer in den Schlitzhohlleiter hineintauchenden Platte, die vorzugsweise aus Materialien aufgebaut ist, die eine hohe Dämpfung im Betriebsfrequenzbereich des Schlitzhohlleiters aufweisen.

Die Ausbildung des Übergangsmediums als Schlitzhohlleiter gewährleistet eine sichere, störungsfreie Übertragung bei gleich-

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zeitig guter Übertragungsqualität der Signale. Außerdem dringt nur eine vernachlässigbar kleine Störstrahlung nach außen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht drei auf einer Bahn hintereinander angeordnete Fahrzeuge;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch ein Fahrzeug mit darunter angeordnetem Schlitzhohlleiter;

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt (in Fahrtrichtung) durch ein Fahrzeug mit darunter angeordnetem Schlitzhohlleiter.

Bei den Fahrzeugen 1,2,3 in Fig. 1 handelt es sich z.B. um sogenannte Individual-Verkehrsmittel eines Nahverkehrssystems, wobei jedes Fahrzeug vorwiegend ohne Halt automatisch zwischen einem Abfahrts- und Zielort verkehren soll. Wenn diese Fahrzeuge 1, 2, 3 sowie weitere, nicht dargestellte auf derselben Bahn jeweils mit derselben Geschwindigkeit verkehren, wäre ein Auffahren unmöglich. Der Abstand zwischen den einzelnen Fahrzeugen könnte dann sehr klein, z.B. kleiner als der absolute Bremsweg gewählt werden. In aller Regel wird jedoch dieselbe Geschwindigkeit nicht bei sämtlichen Fahrzeugen einzuhalten sein, so kann z.B. ein ausgefallenes Fahrzeug die Bahn blockieren. Deshalb müssen sämtliche Fahrzeuge 1,2,3 usw. über eine schnell wirksame, selbsttätige Brems- und Fahrsteuerung verfügen.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist jedes Fahrzeug 1,2,3 an seiner in Bewegungsrichtung b zeigenden Seite einen zu einer

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Koppelstelle 8 über eine Koppelsonde 11 an das Übertragungsmedium 4 angekoppelten Empfänger 6 auf. Ebenfalls über eine Koppelsonde 12 ist an der Koppelstelle 9 am entgegengesetzten Ende des Fahrzeuges ein Sender 7 an das Übertragungsmedium angekoppelt. Zwischen den beiden Koppelstellen 8,9 befindet sich eine in das Übertragungsmedium 4 einkoppelbare, passive Signalflußsperre Io, die jeweils fest mit dem Fahrzeug 1,2 oder 3 verbunden ist.

Als vorteilhafte Ausgestaltung des Übertragungsmediums 4 hat sich ein Schlitzhohlleiter erwiesen, wie in Fig. 2 in einem senkrecht zur Bewegungsrichtung der Fahrzeuge gelegten Querschnitt dargestellt ist. Vorzugsweise findet ein Schlitzhohlleiter mit rechteckförmigem oder trapezförmigem Querschnitt Verwendung.

Es kann jedoch auch ein Schlitzhohlleiter mit elliptischem oder kreisförmigem Querschnitt verwendet werden. In diesen Schlitzhohlleiter 4 tauchen die mit dem Empfänger 6 bzw. dem Sender 7 verbundenen Koppelsonden 11 und 12 im Ausführungsbei— spiel von oben hinein. Ein seitliches Eintauchen oder ein Eintauchen von unten zum Schutz des Schlitzhohlleiters 4 gegen Regenwasser und Schmutz wäre ebenfalls möglich. Die in den Schlitzhohlleiter eintauchbare Signalflußsperre besteht im Ausführungsbeispiel aus einer Platte, die vorzugsweise aus Materialien aufgebaut ist, die eine hohe Dämpfung im Betriebsfrequenzbereich des Schlitzhohlleiters aufweisen.

Die Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung einen Längsschnitt (in Fahrtrichtung) durch ein Fahrzeug 1,2 oder 3. Aus diesem Schnitt ist zu ersehen, daß die beiden Koppelsonden 11, 12 als Schleifenantennen ausgeführt und an das elektromagnetische Feld des Schlitzhohlleiters 4 angekoppelt sind. Da-

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zwischen erstreckt sich die Signalflußsperre Io in Form einer rechteckigen Platte, deren Länge ungefähr gleich der zweibis dreifachen Länge der Betriebswellenlänge des Schlitzhohlleiters 4 ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur selbsttätigen, abstandsgesicherten Brems- und Fahrsteuerung funktioniert folgendermaßen: Im ungestörten Betriebszustand werden in dem linienförmig entlang der Bahn geführten Ubertragungsmedium 4 Signale entgegen der Bewegungsrichtung übertragen, die von jedem Fahrzeug 1, 2,3 usw. über Koppelsonden 11 und Empfänger 6 passiv mit Hilfe der Signalflußsperre Io unterdrückt und über die Sender 7 und Koppelsonden 12 aktiv regeneriert an das nachfolgende Fahrzeug, z.B. Fahrzeug 2 weitergeleitet werden. Dabei wird die Geschwindigkeit des nachfolgenden Fahrzeugs durch das aktiv regenerierte Signal des jeweils unmittelbar vorausbefindlichen Fahrzeugs gesteuert.

Damit die Signalübertragung an das nachfolgende Fahrzeug nur über den Sender 7 und die Koppelsonde 12 und nicht auch unmittelbar durch das Überfragungsmedium 4 erfolgt, taucht zwischen den beiden Koppelstellen 8,9 eine Signalflußsperre Io in das Übertragungsmedium 4 ein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel taucht eine rechteckförmige Platte am Ort der maximalen elektrischen Feldstärke in einen Schlitzhohlleiter ein. Falls es sich um eine Platte aus leitendem Material handelt, bewirkt sie einen Kurzschluß, sofern ein absorbierendes Material verwendet wird, erfolgt eine Absorption der elektrischen Feldlinien. Bleibt ein Fahrzeug, z.B. Fahrzeug 1, infolge eines ■ technischen Defektes liegen oder wird es in sonstiger 'Weise angehalten, sendet es kein aktiv regeneriertes Signal mehr an das nachfolgende Fahrzeug, z.B. Fahrzeug 2. Dadurch

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wird dieses nachfolgende Fahrzeug automatisch durch Schnellbremsung gestoppt. Das schnell gebremste Fahrzeug sendet ebenfalls kein aktiv regeneriertes Signal mehr aus, wodurch eine Art Kettenreaktion ausgelöst wird. Sämtliche dem defekten Fahrzeug, z.B. Fahrzeug 1, nachfolgenden Fahrzeuge 2, 3 usw. werden nacheinander schnellgebremst. Ist die Störung behoben und hat sich das liegengebliebene Fahrzeug wieder in Bewegung gesetzt, so sendet es ein aktiv regeneriertes Signal an das nachfolgende Fahrzeug, wodurch nach einer Art Kettenreaktion sämtliche nachfolgenden Fahrzeuge wieder anfahren. Wird das aktiv regenerierte Signal jeweils noch mit einer Ortsinformation des aussendenden Fahrzeugs versehen, so können in Verbindung mit der eigenen Ortsinformation der nachfolgenden Fahrzeuge Abstandsmessungen vorgenommen werden, die zur Steuerung der Geschwindigkeit der einzelnen Fahrzeuge herangezogen werden können. Bei dieser Ausbildung kann die zwangsweise Schnellbremsung auf da*s dem defekten Fahrzeug folgende Fahrzeug beschränkt bleiben, da die übrigen nachfolgenden Fahrzeuge über die normale Abstandsmessung angehalten werden können.

Das erfxndungsgemäße Verfahren und die dazugehörige Anordnung zur selbsttätigen, abstandsgesicherten Brems- und Fahrsteuerung von auf derselben Bahn oder Spur befindlichen Objekten eignet sich nicht nur besonders gut für den automatischen spurgeführten Personenverkehr, sondern kann auch vorteilhaft bei Werkzeugmaschinen, Förderanlagen usw. eingesetzt werden.

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Claims (6)

P atentansprüche

1. Verfahren zur selbsttätigen, abstandsgesicherten Brems- und Fahrsteuerung von auf derselben Bahn oder Spur befindlichen Objekten (Fahrzeugen) unter Verwendung von durch die Objekte gesendeten und empfangenen Signalen, bei dem die Geschwindigkeit eines jeden nachfolgenden Objekts von dem jeweils unmittelbar vorausbefindlichen Objekt gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet , daß in einem linienförmig entlang der Bahn oder Spur geführten Ubertragungsmedium (4) entgegen der Bewegungsrichtung (5) Signale übertragen werden, die von jedem

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Objekt (Fahrzeug 1,2,3...) empfangen, passiv unterdrückt und aktiv regeneriert an das nachfolgende Objekt (Fahrzeug 2,3) weitergeleitet werden, und daß gleichzeitig die Geschwindigkeit des nachfolgenden Objekts (Fahrzeug 2,3) durch das aktiv regenerierte Signal des jeweils unmittelbar vorausbefindlichen Objekts (Fahrzeug 1,2) gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein infolge eines technischen Defektes liegengebliebenes oder in sonstiger Weise angehaltenes Objekt (Fahrzeug 1) kein aktiv regeneriertes Signal an das nachfolgende Objekt (Fahrzeug 2) weiterleitet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß beim Ausbleiben eines aktiv regenerierten Signals das nachfolgende Objekt (Fahrzeug 2) durch Schnellbremsung angehalten und beim Wiedereinsetzen desselben seine Bewegung fortsetzt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das aktiv regenerierte Signal mit einer Ortsinformation des aussendenden Objekts (Fahrzeug 1) versehen wird, die zusammen mit der eigenen Ortsinformaticn des jeweils nachfolgenden Objekts (Fahrzeug 2) zur Abstandsmessung und zur Steuerung der Geschwindigkeit des letzteren dient.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Objekt (Fahrzeug 1,2) an seiner in Bewegungsrichtung (b) weisenden Seite einen an das Ubertragungsmedxum ange-

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■ koppelten Empfänger (6) aufweist, daß ferner jedes Objekt (Fahrzeug 1,2) an der entgegengesetzten Seite einen an das Ubertragungsmedium (4) angekoppelten Sender (7) enthält, und daß zwischen den beiden Koppelstellen (8,9) eine in das Ubertragungsmedium (4) einkoppelbare, fest mit dem Objekt (Fahrzeug 1,2) verbundene passive Signalflußsperre (lo) angeordnet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Übertragungsmedium■(4) ein Schlitzhohlleiter ist, daß die Ankopplung von Sender (7) und Empfänger (6) durch in den Schlitzhohlleiter hineinragende Koppelsonden (11,12) erfolgt, und daß die zwischen den beiden Koppelstellen (8,9) angeordnete Signalflußsperre (lo) aus einer in den Schlitzhohlleiter hineintauchenden Platte besteht, die vorzugsweise aus Materialien aufgebaut ist, die eine hohe Dämpfung im Betriebsfrequenzbereich des Schlitzhohlleiters aufweisen.

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