DE3522418A1 - Einrichtung zur meldung des belegungszustandes von gleisabschnitten im bereich eines stellwerks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gleisfreimel­ dung im Bereich eines Stellwerks gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Einstellung von Zug- oder Rangierfahrstraßen in Stell­ werken ist es unumgänglich, den Belegungszustand der Gleis­ abschnitte, über die eine Fahrstraße führen soll, zu prü­ fen. Die Fahrstraße kann erst gestellt werden, wenn alle zu benutzenden Gleisabschnitte freigemeldet sind. Zur Gleisfrei- oder Gleisbesetztmeldung eines Gleisabschnittes finden im wesentlichen zwei nach verschiedenen Verfahren arbeitende Einrichtungen Verwendung, der Achszähler und der Gleisstromkreis. Während der Achszähler mittels soge­ nannter Schienenkontakte die in einen Gleisabschnitt ein- und ausfahrenden Fahrzeugachsen zählt und den Frei- oder Besetztzustand aus der Achszahlbilanz ermittelt, wertet der Gleisstromkreis die Kurzschlußwirkung der Fahrzeug­ achsen aus, indem er mittels sogenannter Gleisstromkreis­ empfänger prüft, ob ein von einem Gleisstromkreissender an einer Einspeisestelle in die Schienen eingespeistes Signal an einer oder mehreren Ausspeisestellen mit einem Mindestpegel ansteht. Bei Fehlen des Signals wird die An­ wesenheit eines Fahrzeuges im Gleisabschnitt, bei Vorhan­ densein des Signals das Freisein des Gleisabschnittes an­ genommen und eine entsprechende Gleisbesetztmeldung oder Gleisfreimeldung ausgegeben. Gleisstromkreise gibt es in sehr einfachen Ausführungen zur Verwendung in durch Iso­ lierstöße begrenzten Gleisabschnitten aber auch als Ton­ frequenz- oder Hochfrequenz-Gleiskreise zur Verwendung in isolierstoßfreien Gleisen oder Weichen.

Verschiedene Arten von Gleisstromkreisanordnungen sind in Signal + Draht 73 (1981) Heft 7/8, Seite 186 beschrie­ ben.

Die Ausgabe der Gleisfreimeldung und der Gleisbesetztmeldung erfolgt hier über Relaiskontakte, die über Signalkabel mit dem Stellwerk verbunden sind. Dabei darf eine Gleisfrei­ meldung aus Sicherheitsgründen nur über Arbeitskontakte abgegeben werden (Ruhestromprinzip). Ausfälle führen immer zu Besetztmeldungen. In vielen Fällen, so auch bei den in der oben genannten Literaturstelle beschriebenen Gleis­ stromkreisen, werden zur Meldungsausgabe zwei getrennte, anti­ valent angesteuerte Relais verwendet, was den Vorteil hat, daß manche Störungen an der fehlenden Antivalenz der Ausgabe erkannt und von re­ gulären Besetztmeldungen unterschieden werden können.

Dennoch haben Gleisstromkreise den Nachteil, daß nicht alle Ausfälle sofort erkannt werden können und erst durch eine Zugfahrt oder eine Überprüfung vor Ort offenbar wer­ den. Beispielsweise läßt sich eine Gleisfreimeldung, die durch einen zu hohen Störpegel im Gleis verursacht ist, nicht in allen Fällen von einer regulären Gleisfreimeldung bei unbesetztem Gleis unterscheiden, wenn nicht aufwendige Codierungsmaß­ nahmen auf der Senderseite und eine entsprechende empfänger­ seitige Auswertung vorgesehen werden. Auch Besetztmeldungen durch Bauelementausfälle werden bis heute nicht sicher er­ kannt und verursachen oft länger andauernde Betriebshem­ mungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Gleisbelegungsmeldung im Bereich eines Stellwerks zu schaffen, die eine regelmäßige automatische Funktionsprü­ fung der eingesetzten Gleisstromkreise gestattet.

Eine Einrichtung, die die Aufgabe der Erfindung löst, wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1an­ gegebenen Merkmale beschrieben.

Durch das Rechnersystem wird hier die Möglichkeit geschaf­ fen, alle mit dem Rechnersystem verbundenen Gleisstrom­ kreise zyklisch zu prüfen ohne den Stellbetrieb zu behin­ dern oder besondere Zugfahrten zu Prüfzwecken vorzunehmen. Fehlmeldungen infolge eines zu hohen, auf die Gleisstrom­ kreisempfänger einwirkenden Störpegels können auch bei ein­ fachen, ohne Codierung betriebenen Gleisstromkreisen er­ kannt werden.

Das Rechnersystem ermöglicht außerdem eine Zusammenfassung und Vorverarbeitung der einzelnen Gleisfrei- und besetzt­ meldungen vieler Gleisstromkreisempfänger, so daß die Über­ tragung an das Stellwerk, wie in einer im Patentanspruch 2 angegebenen Ausgestaltung der Erfindung, über einen se­ riellen Datenbus erfolgen kann, was eine wesentliche Ein­ sparung an Kabel mit sich bringt.

Eine weitere Ausgestaltung der Einrichtung, nach der Er­ findung ist in Anspruch 3 beschrieben. Sie gestattet eine Überprüfung der Empfangsschwellen der einzelnen Gleis­ stromkreisempfänger und damit auch das Erkennen von De­ fekten an den Kabelverbindungen zwischen Rechnersystem und Gleisstromkreisempfängern. Der Gegenstand des Anspruchs 4 sieht die Abschaltung der Gleisstromkreissender und die Prüfung der Gleisstromkreisempfänger in regelmäßigen Zeit­ abständen vor, der Gegenstand des Anspruchs 5 jedoch nur nach einem Wechsel der Gleisbelegungsmeldung von "besetzt" nach "frei". Dadurch kann die Zahl der Prüfungen auf ein notwendiges Minimum beschränkt werden.

Der Anspruch 6 betrifft die Verknüpfung einzelner Gleis­ stromkreisempfänger zur Kaskadierung von Gleisstromkreisen, der Anspruch 7 die Speicherung und Löschung von Fehlfunk­ tionen durch das Rechnersystem.

Maßnahmen zur sicheren Abschaltung des Rechnersystems im Fehlerfalle sowie zur Überwachung der Betriebsspannungen sind Gegenstand der Ansprüche 8 und 9.

Anhand zweier Figuren soll nun ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung ausführlich beschrie­ ben und seine Funktion erklärt werden.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Einrichtung mit 8 Gleiskreisen

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau des Rechnersystems.

In Fig. 1 sind insgesamt acht Gleisstromkreise GK 1, ..., GK 8 mit einem aus zwei Rechnern R 1 und R 2 bestehenden Rechnersystem über mehradrige Kabel verbunden. Die Ka­ bel sind so ausgelegt, daß jeweils 6 Meldungen von jedem Gleisstromkreis an das Rechnersystem und 4 Steuerbefehle vom Rechnersystem an jeden Gleisstromkreis übertragen werden können. Die einzelnen Gleisstromkreise dürfen damit bis zu drei Gleisstromkreisempfänger enthalten. Ausgangsseitig besitzt das Rechnerystem eine serielle Da­ tenverbindung über ein Modem M zum Stellwerk StW über die die Belegungsmeldungen (Gleisfrei- oder Besetztmeldungen) aller acht Gleiskreise zyklisch dem Stellwerk StW gemeldet werden. Eine solche serielle Übertragung bietet sich vor allem in Verbindung mit einem elekronischen Stellwerk an. Bei Relaisstellwerken muß im Stellwerk eine Umwandlung der seriell übertragenen Meldungen in die parallele Form er­ folgen, oder es muß anstelle einer seriellen Übertragung eine parallele Übertragung über ein mehradriges Kabel (GFL, GBL) gewählt werden. Die Rechner verarbeiten alle Meldungen und erarbeiten alle Steuerbefehle parallel und unabhängig voneinander. Sie tauschen ihre Verarbeitungs­ ergebnisse untereinander aus und vergleichen die vom Nach­ barrechner übernommenen Ergebnisse mit den selbst erar­ beiteten. Eine Weiterverarbeitung eines Ergebnisses oder eine Belegungsmeldung an das Stellwerk erfolgt nur bei Übereinstimmung. Wird von einem Rechner die Nichtübereinstim­ mung festgestellt, so wird die Ausgabe an das Stellwerk gesperrt.

In Fig. 2 ist der Aufbau des Rechnersystem mit den Schnitt­ stellen zu den Gleisstromkreisen und zum Stellwerk wieder­ gegeben.

Die beiden Rechner, R 1 und R 2, erhalten die Gleisbelegungs­ meldungen der Gleisstromkreise über eine Eingabebaugruppe PE, die Relais oder Optokoppler zur Potentialtrennung enthält. Die anliegenden Informationen werden über Ein­ gangsbusse 1 und 2 zyklisch mit dem Takt eines der Rech­ ner übernommen. Die Rechner werden dabei von getrennten Span­ nungswandlerschaltungen V 1, V 2 aus über Stromversorgungs­ leitungen 20, 21 mit den zum Betrieb erforderlichen Span­ nungen versorgt. Das Absinken einer Spannung wird von einer Spannungsüberwachungsschaltung VÜ bemerkt. Diese gibt über die Leitungen 22 und 23 an den betroffenen Rechner einen Rücksetzbefehl und an den nicht betroffenen Rechner eine Ausfallmeldung aus. Die beiden Rechner syn­ chronisieren sich gegenseitig nach jedem Programmabschnitt über Interruptleitungen 18 und 19. Der jeweils schnellere Rechner gibt hierzu einen Interruptimpuls aus, wenn er einen Programmabschnitt beendet und sein Ergebnis in einen ihm zugeordneten Ausgabespeicher AS 1, AS 2 eingegeben hat, mit dem er über einen Datenbus 3 und einen nicht darge­ stellten Adreßbus verbunden ist. Er wartet anschließend bis der langsamere Rechner ebenfalls das Ende des Pro­ grammabschnittes signalisiert. Dann erst erfolgt die Ein­ gabe der in den Ausgangsspeichern AS 1 und AS 2 stehenden Daten in die Rechner zum Vergleich. Dies geschieht über­ kreuz über Datenbusse 5 und 6. Den Ausgabespeichern nach­ geschaltet sind zwei Sende- und Empfangsschaltungen SE 1, SE 2, denen die an das Stellwerk auszugebenden Gleisbelegungs­ meldungen und Kontrollinformationen über parallele Daten­ busse 7 und 8 zugeführt werden. Beide Sende- und Empfangs­ schaltungen arbeiten abwechselnd über serielle Datenver­ bindungen 9 und 10 auf das Modem M, welches über einen Übertragungskanal 11 mit dem Stellwerk verbunden ist. Die Übertragung erfolgt in Form von Datentelegrammen, die durch einen zyklischen Code mit Hammingdistanz H=4 ge­ sichert sind. Der Übertragungskanal und die zur Übertra­ gung verwendeten Schaltungen werden vom Stellwerk aus überprüft.

Wird von einem Rechner eine Unstimmigkeit - etwa beim Datenvergleich oder bei der Überprüfung der Versorgungs­ spannungen - festgestellt, so wird die Ausgabe eines Passi­ vierungssignals, das während des ungestörten Betriebes in gleichmäßigen Zeitabständen über Verbindungen 12 und 13 an eine Abschalteinrichtung AE gelangt, unterdrückt und damit die Abschalteinrichtung aktiviert. Damit wird durch Abschaltung des Modems die Ausgabe von Meldungen an das Stellwerk unterbunden. Gleichzeitig wird den Rechnern die Abschaltung über Rückmeldeleitungen 16, 17 mitgeteilt. Letzteres ermöglicht den Rechnern, die Abschalteinrich­ tung, die signaltechnisch sicher sein muß, zyklisch durch absichtliches Unterdrücken des Passivierungssignals zu prüfen. Ist der Übertragungskanal zum Stellwerk länger als z.B. zwei Sekunden unterbrochen, so erfolgt dessen Sperrung im Stellwerk.

Die mit dem Rechnersystem verbundenen Gleisstromkreise sind zusätzlich mit Schaltmitteln ausgestattet, die von den Rechnern über eine Ausgabebaugruppe PA, die wie die Eingabebaugruppe PE mit Relais oder Optokopplern zur Po­ tentialtrennung ausgestattet und über einen Datenbus 14 mit dem Ausgabespeicher AS 1 eines der Rechner verbunden ist, angesteuert werden können. Mit Hilfe dieser Schalt­ mittel (Relais) kann erstens der Gleisstromkreissender abgeschaltet werden oder zweitens die Anschaltung eines definierten Widerstandes an den Eingang des Gleisstrom­ kreisempfängers vorgenommen werden. Mit der Abschaltung des Gleisstromkreissenders ist es dem Rechnersystem mög­ lich, eine auf einem zu hohen Störpegel beruhende Gleis­ freimeldung als solche zu erkennen. Das Rechnersystem schaltet hierzu den Sender des zu prüfenden freigemelde­ ten Gleisstromkreises kurzzeitig ab und prüft, ob während der Abschaltphase alle Gleisstromkreisempfänger eine Be­ setztmeldung abgeben. Ist dies nicht der Fall, wird eine Störungsmeldung an das Stellwerk ausgegeben. Eine solche Prüfung kann routinemäßig in regelmäßigen Zeitabständen vorgenommen werden. Bei häufig befahrenen Gleisabschnit­ ten genügt es, nur einmal während jeder Gleisfreimelde­ phase, unmittelbar nach Beginn der Gleisfreimeldung zu prüfen. Die Anschaltung des definierten Widerstandes an die Eingänge der Gleisstromkreisempfänger dient der Prü­ fung der Empfängerschwelle. Der Widerstand simuliert einen Achswiderstand und ist so bemessen, daß der zuvor eine Gleisfreimeldung abgebende Gleisstromkreisempfänger bei richtig eingestellter Schwelle gerade noch ansprechen und eine Gleisbesetztmeldung abgeben muß. Spricht der Gleisstromkreisempfänger nicht an, so ist dies ein Zei­ chen dafür, daß sich die Empfängerschwelle verändert hat oder daß der betreffende Gleisstromkreisempfänger ganz ausgefallen ist. Mit den beiden vorstehend beschriebenen Prüfungen ist es erstmals möglich, die Funktionsfähigkeit von Gleisstromkreisen zyklisch zu überwachen und auch Ausfälle solcher Art zu erfassen, die bisher nur durch eine Zugfahrt oder eine Inspektion vor Ort erkannt werden konnten. Auch auf wenig befahrenen oder fast ständig be­ setzten Gleisabschnitten (z.B. Abstellgleisen) ist eine solche Prüfung ohne jegliche Zugfahrt möglich.

Claims (9)

1. Einrichtung zur Meldung des Belegungszustandes von Gleisabschnitten im Bereich eines Stellwerks mit Hilfe von den einzelnen Gleisabschnitten zugeordneten Gleisstrom­ kreisen mit je einem Gleisstromkreissender und einem oder mehreren, einen Gleisfreimeldeausgang und einen Gleisbe­ setztmeldeausgang aufweisenden Gleisstromkreisempfängern, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehreren Gleisstromkreisen (GK 1, ..., GK 8) ein Mehr­ rechnersystem mit mindestens zwei voneinander unabhängigen, parallel arbeitenden Rechnern (R 1, R 2) zugeordnet ist, dessen Rechner ihre Verarbeitungsergebnisse untereinander austauschen und auf Übereinstimmung prüfen und eine Stö­ rungsmeldung abgeben, wenn keine Übereinstimmung festge­ stellt wird, daß die Gleisfreimeldeausgänge und Gleisbe­ setztmeldeausgänge aller Gleisstromkreisempfänger mit den Rechnern des Mehrrechnersystems verbunden sind und ihre Belegungsinformationen an die Rechner ausgeben, daß die Gleisstromkreissender von den Rechnern ansteuerbare Schalt­ mittel aufweisen, die eine vorübergehende Abschaltung der einzelnen Gleisstromkreissender zur Überprüfung der Funk­ tion der Gleisstromkreisempfänger ermöglichen, und daß eine Nachrichtenverbindung (11) zwischen Mehrrechnersystem und Stellwerk (StW) besteht, über die der unter Berücksich­ tigung der Funktionsprüfung ermittelte Belegungszustand der einzelnen Gleisstromkreise sowie festgestellte Störungen an das Stellwerk gemeldet werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die zwischen Rechnersystem und Stellwerk bestehen­ de Nachrichtenverbindung als serielle Datenverbindung aus­ gebildet ist, über die die Belegungszustände der mit dem Rechnersystem verbundenen Gleisstromkreise in Form von Datentelegrammen in zyklischer Folge übertragen werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Empfänger der mit dem Rech­ nersystem verbundenen Gleisstromkreise vom Rechnersystem ansteuerbare Schaltmittel enthalten, die die Anschaltung eines Prüfwiderstandes an den jeweiligen Empfängereingang bewirken.

4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorübergehende Abschaltung der Gleisstromkreissender und die Prüfung der Funktion der Gleisstromkreisempfänger zyklisch in bestimmten Zeitab­ ständen erfolgt.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorübergehende Abschaltung der Gleisstromkreissender und die Prüfung der Funktion der Gleisstromkreisempfänger bei den einzelnen Gleisstromkrei­ sen nach jedem Wechsel der Gleisbelegungsmeldung von "besetzt" nach "frei" erfolgt.

6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Empfänger eines Gleis­ stromkreises oder alle Empfänger mehrerer aneinandergren­ zender Gleisstromkreise als zueinandergehörend gekennzeichnet sind, und daß die Belegungsinformationen solcher zusammen­ gehörenden Empfänger miteinander verknüpft und dem Stell­ werk als eine einzige für den vom betreffenden Gleisstrom­ kreis oder der betreffenden Gleisstromkreiskette gedeckten Gleisabschnitt gültige Belegungsmeldung übermittelt werden.

7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß kurzzeitig auftretende Stö­ rungen vom Rechnersystem registriert und erst nach wieder­ holtem Auftreten dem Stellwerk gemeldet, bei weiterem Aus­ bleiben jedoch gelöscht werden.

8. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rechnersystem eine Schal­ tung (VÜ) zur Überwachung seiner Betriebsspannungen zugeordnet ist , welche bei Absinken der Betriebsspannung eines Rechners unter einen vorgegebenen Wert einen Rücksetzim­ puls an diesen Rechner und eine Meldung an die anderen Rechner abgibt.

9. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschalteinrichtung (AE) vorgesehen ist, die eine Abschaltung der Nachrichtenver­ bindung (11) zum Stellwerk vornimmt, wenn sie nicht in re­ gelmäßigen Zeitabständen Lebenssignale zweier Rech­ ner erhält, daß jeder Rechner die Ausgabe seines Lebenssignals einstellt, wenn der Vergleich zwischen dem von einem anderen Rechner übernommenen Verarbeitungs­ ergebnis und dem von ihm selbst erarbeiteten Verarbeitungs­ ergebnis keine Übereinstimmung ergibt oder wenn er eine Störung festgestellt hat, und daß jede Abschaltung durch die Abschalteinrichtung allen Rechnern rückgemeldet wird.