DE3124884A1

DE3124884A1 - Verfahren und anordnung zur zug-vollstaendigkeitsueberwachung

Info

Publication number: DE3124884A1
Application number: DE19813124884
Authority: DE
Inventors: Pedro de Dr.-Ing. 7913 Senden La Fuente; Gerhard Dr.-Ing. 7900 Ulm Reinhold
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-07-09
Filing date: 1981-06-25
Publication date: 1982-03-11

Description

Verfahren und Anordnung zur Zug-Vollständigkeits-
überwachung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Zug-Voll ständigkeitsüberwachung.
Die Zug-Vollständigkeitsüberwachung wird gemäß dem Stand der Technik an unzähligen Punkten des Bshnnetzes per Augenschein oder mit Hilfe technischer Einrichtungen, wie z. B. Achszähleinrichtungen, von der Strecke aus durchgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Funktion auf die Fahrzeuge zu verlegen, und damit eine kontinuierliche und unmittelbare Kontrolle zu ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung-, bzw. vorteilhafte Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer vorteilhaften Anordnung näher erläutert. Diese Anordnung ist in der Figur schematisch dargestellt.
Ein Sende-Empfänger, der an der Lokomotive angebracht ist, sendet eine Strahlung zu einem Transponder, der als Funkschlußlicht am letzten Wagon des Zuges angebracht ist. Als Strahlung kommen nicht nur elektromagnetische Wellen, sondern z. 3. auch Ultraschall in Betracht. Der Transponder empfängt diese Strahlung und sendet sie verstärkt wieder ab. Am Sende-Empfänger angelangt wird dieses Signal mit dem Signal des Oszillators gemischt (Eigenmischung). Es liegt dann am Ausgang des Tiefpasses ein sehr niederfrequentes Signal an, dessen Frequenz bei Ausnutzung des Doppler-Effekts proportional zur Relativgeschwindigkeit von Sende-Empfänger und Transponder ist. Im Normalfall ist (bis auf geringe Störungen hauptsächlich beim Anfahren) die Relativgeschwindigkeit zwischen Lok und letztem Wagon null, es liegt also eine Gleichspannung an. Wird das vom Sende-Empfänger ausgesandte Signal dreiecksförmig frequenzmoduliert, so läßt sich aus dem aus der Eigenmischung entstehenden niederfrequenten Signal die Laufzeit zwischen Sender und Empfänger und damit die Entfernung zwischen Lok und letztem Wagon ermitteln (FM-CW-Radar). Eine Aussendung von Impulsen und die Ermittlung ihrer Laufzeit ist ebenfalls möglich. Eine Auswerteschaltung A überwacht die Relativbewegung. Ebenso überwacht sie aus Sicherheitsgründen die Amplitude des empfangenen Signals. Ist diese während einer definierten Zeit nicht ausreichend, dann ist beispielsweise die Stromversorgung im Transponder gestört oder die Funkverbindung zwischen Lok und letztem Wagon unsicher.
Das System reagiert dann zur sicheren Seite, indem es den Verlust eines Wagons anzeigt.
Die günstigste Form des Strahlungsaustauschs ist durch Versuche zu ermitteln. Eine Funkverbindung im VHF/UHF-Bereich ist an Tunneln problematisch. Außerdem können sich bei ungerichteter Abstrahlung verschiedene Uransponder und Sende-Empfänger gegenseitig stören. Eine (gerichtete) mm-Wellen-Abstrahlung über die Dächer des Zuges hinweg kann in Kurven zu Fehlalarmen führen. Eine Ubertragung unter dem Zug, also in dem "Xohlleiter", der aus Wagenboden, Wagenrädern und Gleisbett gebildet wird, stellt eine besonders vorteilhafte Lösung dar, Durch die Wellenführungseigenschaften des Hohlraums unter dem Zug wird eine geringere Ausbreitungsdämpfung herrschen, als die durch die Freiraumdämpfung bestimmte, und es bestehen keine wesentlichen Unterschiede zwischen einer Zugfahrt auf der Geraden und in einer Kurve.
Eine Unterbrechung des "Hohlleiters" bei Auftrennen des Zugverbandes wird hingegen zu einem sehr schnellen Abfall der Empfangsamplitude führen, neben dem plötzlichen Auftreten einer Doppler- bzw. Laufzeitverschiebung in der Auswerteschaltung.
Dieses Ausführungsbeispiel läßt sich in vielfältiger Weise variieren, z. B. indem keine Eigenmischung und keine Transponder verwendet werden, sondern räumlich getrennt ein Sende- und ein Empfangsgerät. Bei einer anderen Ausführungsform kann das vom Transponder zuruckgesandte Signal zusätzlich moduliert werden, um eventuell Störungen durch Signale, die am Gleisbett reflektiert und nicht vom Transponder zurückgesendet werden, zu vermeiden.
Um Falschmeldungen durch ungewollte Funkübertragung zwischen den ttberwachungsgeräten zweier sich begegnender Züge zu vermeiden, erfolgt gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der Strahlungsaustausch über HF-Impulse, deren zeitlicher Abstand (Taktfrequenz) von Gerät zu Gerät verschieden ist. Wenn sich der Sender am Zugende befindet, gibt dieser eine Folge von HF-Impulsen mit quarzstabilisiertem zeitlichen Abstand ab. Im Empfänger am Kopf des Zuges wird diese Taktfrequenz zunächst in einer Eichung ermittelt.
Anschließend werden nur noch solche Impulse ausgewertet, die nach Taktfrequenz und -phase in ein engtoleriertes Fenster fallen. Wenn in dem sich im Takt öffnenden und schließenden Zeitfenster nicht jeweils ein HF-Impuls empfangen wird, muß auf den Verlust eines Wagens geschlossen werden.
Wenn sich am Zugende ein Transponder befindet, und ein Sende-Empfänger am Kopf des Zuges, so kann eine Eichung entfallen, da ja die Taktfrequenz der HF-Impulse im Sende-Empfänger gegeben ist. Als Uberwachungskriterium kann in diesem Fall auch die Laufzeit der Impulse gewahlt werden. Bei einer heute üblichen größten Zuglänge von ca 700 m kann z. B. Alarm gegeben werden sobald eine Laufzeit-ermittelt wird, die einem Abstand zwischen Sende-Empfänger und Transponder von mehr als 750 - 800 m entspricht.
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Claims

Patentansprüche Verfahren zur Zug-Vollständigkeitsüberwachung, adureh gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Zugenden eine Strahlung ausgetauscht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung unter dem Zug ausgetauscht wird, so daß Zugboden, Räder und Gleisbett als!Hohlleite#'wirken.
39 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel der Strahlung überwacht wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung auf ihr Dopplerspektrum hin überwacht wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung auf Laufzeitänderungen oder Laufzeitunterschiede hin überwacht wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung mit einer Modulation versehen wird.
7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Zugende ein Sender zum Aussenden einer Strahlung angebracht ist, und daß am Kopf des Zuges ein Empfänger mit einer Auswerteschaltung zum Uberwachen der Strahlung angebracht ist.
8. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6,- dadurch gekennzeichnet, daß am Kopf des Zuges ein Sende-Empfänger mit einer Auswerteschaltung angebracht ist, welcher eine Strahlung aussendet, daß am Zugende ein Transponder angebracht ist, welcher die Strahlung empfängt und sie verstärkt und, gegebenenfalls frequenzverschoben, wieder zurücksendet, und daß der Sende-Empfänger am Kopf des Zuges die zurückgesendete Strahlung empfängt, und bezüglich Pegel und/oder Dopplerspektrum, und/oder Laufzeitänderungen bzw. Laufzeitunterschieden auswertet.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender und Empfänger bzw. Transponder unter dem Zug angebracht sind.
10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender am Zugende eine Folge von HF-Impulsen mit quarzstabilisiertem zeitlichen Abstand (Taktfrequenz) aussendet, der von Gerät zu Gerät verschieden ist, daß der Empfänger am Kopf des Zuges eine Eicheinrichtung aufweist zur Ermittlung dieser Taktfrequenz, und daß der Empfänger nur solche HF-Impulse auswertet, die nach Taktfrequenz und -phase in ein engtoleriertes Fenster fallen.
11. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Transponder am Zugende laufzeitkonstant ist, daß der Sende-Empfänger am Kopf des Zuges eine Folge von XF-Impulsen mit quarzstabilisiertem zeitlichen Abstand (Taktfrequenz) aussendet, der von Gerät zu Gerät verschieden ist, daß der Transponder die HF-Impulse verstärkt und,gegebenenfalls frequenzversetzt, wieder abstrahlt, und daß der Sende-Empfänger am Kopf des Zuges nur solche HF-Impulse empfängt und auswertet, die nach Taktfrequenz und -phase in ein engtoleriertes Fenster fallen.