DE3337183A1

DE3337183A1 - Anordnung zur signalisierung an bahnstrecken

Info

Publication number: DE3337183A1
Application number: DE19833337183
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 7910 Neu-Ulm Fischer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1983-10-13
Filing date: 1983-10-13
Publication date: 1985-04-25

Description

Beschreibung
Anordnung zur Signalisierung an Bahnstrecken Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Signalisierung an Bahnstrecken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im In- und Ausland gibt es zahlreiche ein- oder doppelgleisige Strecken, die täglich von bis zu 30 Reise- und Güterzügen mit Geschwindigkeiten bis zu 140 km/h befahren werden. Weltweit und auch bei der Deutschen Bundesbahn sind solche Strecken (dort als Fernnebenstrecken, NFS bezeichnet) vielfach noch teilweise oder ganz mit mechanischen Formsignal- oder sogar den noch älteren Stafettensystemen ausgerüstet. Diese gewährleisten zwar nach wie vor die Sicherheit der Zugfahrten, sie stehen aber vielfach wegen ihres hohen Personalbedarfs für Betrieb und Wartung sowie der durch ihre geringe Anpassungsmöglichkeit begrenzten Ausnutzung der Gleisanlagen zum Ersatz an. Die für hochbelastete Hauptstrecken bemessenen HV-Lichtsignalsysteme sind jedoch angesichts der 30 täglichen Züge nicht wirtschaftlich wegen der hohen Kosten der Signalkabel und insbesondere deren Verlegung sowie der Wartung der umfangreichen Außenanlagen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, für die beschriebenen Nebenstrecken eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, welche vorhandene Funkeinrichtungen nutzt, billig und signaltechnisch sicher ist.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Ausführungen der Erfindung.
Im Bereich der Bahnverwaltungen, die das Zugfunksystem mit Datenübertragung wie die Deutsche Bundesbahn verwenden, bietet sich die Möglichkeit an, dasselbe zur Führerstandsignalübertragung und damit zum Zugsignalfunk zu erweitern. Nach den gut zehnjährigen Erfahrungen mit dem Zugfunk kann davon ausgegangen werden, daß bei einem derartig erweiterten System der Nachweis der signaltechnischen Sicherheit erbracht werden kann. Die mittlere ausfallfreie Betriebszeit einer Fahrzeugfunkanlage des Zugfunks liegt weit über 20 000 Stunden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
Wie in FIG. 1 dargestellt, stehen an den Stellen der Vor-und Hauptsignale recht (oder links) der Strecke unbeleuchtete Merktafeln, z.B. Ne2 und Ne4. An denselben Stellen, bzw. 100-300 m vor der Vorsignalmerktafel Ne2 befinden sich weiterhin stromzuführungslose Ortscodesender, ausgerüstet als Millimeterwellen-Doppeltransponder mit zwei stark bündelnden Richtantennen, die beide schräg nach oben auf die rechte (bzw. linke) Seite eines heranfahrenden Triebfahrzeugs gerichtet sind. Die Antennenkeulen der beiden Richtantennen überlappen sich nicht. Dadurch und durch die Ausbildung der Ortscodesender als Doppeltransponder, ist auf dem Triebfahrzeug eine Richtungserkennung möglich.
In der Ebene senkrecht zum Bahnkörper strahlt eine der beiden Antennen (a) dem Triebfahrzeug schräg entgegen, die andere (b) fast senkrecht nach oben. Das Gegengerät auf dem Triebfahrzeug (Millimeterwellensender und -empfänger) strahlt dauernd und so in Fahrtrichtung etwas schräg nach rechts (bzw. links) gebündelt, daß etwa 5-10 m vor dem Doppeltransponder die Antenne a und anschließend Antenne b getroffen wird. Sobald die abgestrahlte Energie vom gemeinsamen Empfangsteil des Doppeltransponders empfangen wird, vgl. FIG. 2, senden dessen beide Teile ihren Ortscode (z.B. eine fünfstellige Zahl mit Fehlerkorrektur) aus, zusammen mit einer Unterscheidungskennung der beiden Transponder (a) und (b).
Durch den Datenaustausch mit dem Doppeltransponder gelangen Ortscode und Fahrtrichtungsprüfung zum Triebfahrzeug, werden dort durch Hinzufügen der am Zugfunk -Bediengerät eingestellten Zugnummer zu einer codierten Meldung aufgebaut, gemäß der Zugfunk-Prozedur zur zentralen Betriebs- stelle (ZBST) abgesetzt und quittiert oder wiederholt. An der ZBST werden diese Signaldatenblöcke ausgeschieden und anhand des Orts codes über eine p-Prozessorlogik festgestellt, ob an dem dem Ortscode entsprechenden Ausgang eines den Überwachungsbereich der ZBST erfassenden Streckenstellwerks eingeführter Bauart eines der Signalkriterien Hauptsignal HpO, Hpl/2, HpOO und Vorsignal VrO, Vor1, Vr2 ansteht. Das Ergebnis wird durch einen codierten Befehl über Zugfunk zurück zum Triebfahrzeug übertragen und dort durch Führerstandsignale optisch angezeigt, zusammen mit einem Aufmerksamkeitston. Anstelle des letzteren kann eine synthetische Sprachausgabe treten, die durch Sprache des Triebfahrzeugführers über eine Spracherkennung zu quittieren ist. Bei Nichtübereinstimmung von Signalkriterium und Quittung gibt das Stellwerk über Zugfunk den Befehl t'Nothalt". Funktion und Verantwortung des Triebfahrzeugführers sind dieselben wie bei einem HV-Lichtsignalsystem.
Die über Zugfunk zu übermittelnden Signaldatenblöcke werden gegenüber laufenden Gesprächen bevorzugt. Die dazu notwendigen Maßnahmen oder Einrichtungen, z.B. zum Ausblenden der Sprache oder Einblenden der Datenblöcke in Sprachpausen, sind an sich bekannt.
Das Gegengerät auf dem Triebfahrzeug mit seiner eingebauten Millimeterwellenrichtantenne wird nicht größer als 20 x 20 x 20 cm sein. Es wird daher vorzugsweise hinter der Fensterscheibe an einer die Sicht des Triebfahrzeugführers nicht behindernden Stelle auf dem Bedientisch aufgebaut. Die mechanischen Toleranzen beim Einbau sind unkritisch. Das Gerät braucht nur dann in eine vorgerüste- te Halterung auf dem jeweils vorderen Führerstand eingesteckt zu werden, wenn das Triebfahrzeug auf einer Zugsignalfunkstrecke eingesetzt wird. Die Vorrüstungen auf den Triebfahrzeugen sind gering und das Gerät ist den Witterungseinflüssen entzogen.
FIG. 2 zeigt ein Blockbild eines Gegengeräts im Zusammenwirken mit einem Doppeltransponder. Das Fahrzeuggerät weist das übliche UHF-Funkgerät für den Zugfunk auf, an dessen Datenein-/ausgang das Millimeterwellen-Gegengerät angeschlossen ist. Der Doppeltransponder weist eine gemeinsamen Empfänger E auf und zwei Sender S, die mit den beiden in unterschiedlichen Winkeln ausgerichteten Richtantennen verbunden sind. Der gemeinsame Ortscode ist in einem Speicher abgelegt und wird beim Aussenden durch eine Unterscheidungskennung a bzw. b ergänzt.
In FIG. 2 weist der Ortscodesender zusätzlich einen Dekoder für das vom Stellwerk übermittelte Signalkriterium auf. Eine zusätzliche und unabhängige Überwachung der Vorbeifahrt an den Merktafeln erfolgt in Weiterbildung der Erfindung durch die auf den Triebfahrzeugen und auf vielen Strecken vorhandene Indusi. Dazu wird der von der Stellwerk-Innenanlage über den Zugfunk zurückkommende codierte Befehl Vor1/2 oder Bp1/2 (das Signalkriterium, welches die Signalanzeige auf dem Triebfahrzeug erzeugt) dem Millimeterwellensender des Gegengerätes aufmoduliert. Der Empfänger des Millimeterwellen-Transponders empfängt den Befehl und schaltet den Indusi-Magneten nach Erkennen der Vor 1/2 bzw. Hpl/2-Befehle im Vr- oder Hp-Dekoder unwirksam.
Wenn keine Indusi vorhanden ist, kann es wirtschaftlich sein, auf dem Triebfahrzeug (im Gegengerät) ein unabhängiges Millimeterwellenradargerät unterzubringen und die Merktafeln mit Radarreflektoren auszurüsten, so daß ebenfalls zwei unabhängige Pfade im sicherheitstechnischen Sinn zur Verfügung stehen.
Viele der hier einschlägigen Strecken sind mit Gleisstromkreisen oder Achszählern ausgerüstet, so daß die Gleisfreiprüfung in bekannter Weise erfolgen kann. Wo das nicht der Fall ist, kann man durch Speichern der codierten Ortscode-Meldungen belegte Streckenabschnitte in einer der Achszählmethode ähnlichen Art erkennen. Diese codierten Meldungen können dispositiv zur Eingabe der Zugnummern in die Zugnummernmeldeanlage verwendet werden.
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Claims

Patentansprüche Anordnung zur Signalisierung an Bahnstrecken, welche W Zu Zugfunk zur Datenübertragung zwischen auf der Bahnstrecke verkehrenden Triebfahrzeugen und einer zentralen Betriebsstelle über ortsfeste Streckenfunkstellen ausgerüstet sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - anstelle von Signalen sind in Fahrtrichtung rechts oder links neben der Bahnstrecke Ortscodesender angebracht, welche bei Vorbeifahrt eines Triebfahrzeuges ihren Ortscode an dieses senden; - das Triebfahrzeug übermittelt den empfangenen Ortscode über Zugfunk an die zentrale Betriebsstelle; - die zentrale Betriebsstelle weist eine Logikschaltung auf, welche über eine Schnittstelle mit einem die Bahnstrecke erfassenden Streckenstellwerk verbunden ist; sie stellt fest, welches Signalkriterium an einem dem empfangenen Ortscode entsprechenden Signalausgang des Streckenstellwerks ansteht; - die zentrale Betriebsstelle übermittelt das Signalkriterium über Zugfunk an das Triebfahrzeug; dieses weist im Führerstand ein Anzeigegerät zur Anzeige des Signalkriteriums auf.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich unbeleuchtete Merktafeln an der Bahnstrecke angebracht sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortscodesender stromzuführungslose Transponder sind, welche durch ein Gegengerät auf dem Triebfahrzeug abgefragt werden.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortscodesender im Millimeterwellenbereich arbeiten mit stark bündelnden Richtantennen.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortscodesender Doppeltransponder sind mit zwei Richtantennen, deren Antennenkeulen sich nicht überlappen und in unterschiedlichen Winkeln schräg gegen die Fahrtrichtung eines Triebfahrzeugs zeigen, und daß der Ortscode eines Doppeltransponders eine Unterscheidungskennung der beiden Transponder enthält.
6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengerät über eine Richtantenne dauernd schräg nach rechts bzw. links strahlt.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengerät im Führerstand des Triebfahrzeugs hinter der Fensterscheibe angebracht ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengerät steckbar in einer Halterung angebracht ist.
9. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Triebfahrzeug anhand der Unterscheidungskennungen der beiden Transponder eine Kahrtrichtungsprüfung durchgeführt wird.
10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Triebfahrzeug die Zugnummer zum empfangenen Ortes code hinzugefügt und an die zentrale Betriebs stelle übermittelt wird.
11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Eintreffen des Signalkriteriums auf dem Führerstand des Triebfahrzeugs ein Aufmerksamkeitston erzeugt wird.
12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalkriterium mittels synthetischer Sprache auf dem Führerstand des Triebfahrzeugs angezeigt wird.
13. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebfahrzeug eine Einrichtung zur manuell oder durch Spracherkennung ausgelösten Quittierung des empfangenen Signalkriteriums aufweist.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Streckenstellwerk bei Nichtübereinstimmen von übermitteltem Signalkrit-erium und Quittung einen Nothalt-Befehl an das Triebfahrzeug auslöst.
15. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die über Zugfunk übertragenen Daten wie'Signalkriterium, Quittung etc. bevorzugt gegenüber laufenden Gesprächen übermittelt und ausgewertet werden.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, mit Einrichtungen zur induktiven Zugsicherung (Indusi), dadurch gekennzeichnet, daß das zum Triebfahrzeug übermittelte Signalkriterium dem Gegengerät aufmoduliert und von diesem an die Ortscodesender abgestrahlt wird, daß die Ortscodesender zusätzlich einen Dekodierer zum Erkennen des Signalkriteriums aufweisen und daß die Ortscodesender mit den entsprechenden Indusi-Magneten an der Strecke verbunden sind und diese bei Anliegen bestimmter Signalkriterien am Dekodierer unwirksam schalten.
17. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Merktafeln mit Radarreflektoren ausgerüstet sind und daß die Triebfahrzeuge zusätzliche Millimeterwellenradargeräte aufweisen zur Abtastung der Merktafeln.
18. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in der zentralen Betriebsstelle eintreffenden Ortscode-Meldungen gespeichert werden zur Ermittlung belegter bzw. freier Streckenabschnitte.