DE3613429A1 - Verfahren und anordnung zum unabhaengigen betreiben mehrerer schienengebundener fahrzeuge, insbesondere modelleisenbahnen - Google Patents
Verfahren und anordnung zum unabhaengigen betreiben mehrerer schienengebundener fahrzeuge, insbesondere modelleisenbahnenInfo
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
- A63H19/00—Model railways
- A63H19/24—Electric toy railways; Systems therefor
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- A63H19/24—Electric toy railways; Systems therefor
- A63H2019/243—Anti-collision systems
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- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem zum unabhän
gigen Betreiben von schienengebundenen Fahrzeugen, ins
besondere Modelleisenbahnen, welches gänzlich ohne Steue
rungselektronik in Triebfahrzeugen arbeitet.
Alle bekannten Verfahren erfordern den Einbau von Empfän
ger- und Decoderschaltungen in selektiv zu steuernde
Triebfahrzeuge. Trotz fortschreitender Miniaturisierung
und digitaler Datenübertragung bleibt der Einbau von
entsprechenden Steuerschaltungen größeren Triebfahrzeugen
mit entsprechendem Raumangebot vorbehalten. Aus der Offen
legungsschrift DE 30 25 035 ist ein Verfahren bekannt,
welches die teilweise Ausstattung von Triebfahrzeugen
mit Empfänger-Decoderschaltungen erlaubt, wobei sämtliche
nicht mit Steuerelektronik ausgerüstete Triebfahrzeuge
gemeinsam gesteuert werden. Der Nachteil dieses Verfahrens
ist, daß mindestens ein Triebfahrzeug mit einem Steuer
baustein ausgestattet werden muß.
Aufgabenstellung der Erfindung ist es, eine Mehrzugsteuerung
zu realisieren, welche gänzlich ohne Einbau von zusätzlichen
Steuerelementen und Umbau von Triebfahrzeugen arbeitet,
und damit auch Mehrzugbetrieb bei der kleinsten serien
mäßig gebauten Spur z ermöglicht. Das erfindungsgemäße
Steuerungssystem soll gleichzeitig in der Lage sein,
vorbildgetreu Sicherungs- und Stellvorgänge zu bewerk
stelligen, ohne daß weitere zusätzliche Geräte erforderlich
sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß
eine Modellbahnanlage durch Gleistrennungen elektrisch
in Abschnitte und Verzweigungen unterteilt wird, und die
Information über den Streckenverlauf digital im Speicher
eines sogenannten Zentralrechners abgespeichert wird.
Sämtliche Bewegungs- und Weichenstellvorgänge werden
über Sensoren oder durch Tasteneingabe erfaßt, digitali
siert und ebenfalls gespeichert. An den Zentralrechner
werden Fahrregler in Form von einfachen Analogstellgliedern
angeschlossen, die per Programm Triebfahrzeugen oder
Streckenabschnitten zugeordnet werden. Auch diese indivi
duelle Information wird gespeichert. Beim erstmaligen
Aufgleisen eines Triebfahrzeuges wird diesem eine beliebige
Nummer zugeordnet und die Aufgleisposition abschnittbe
zogen dem Speicher des Zentralrechners per Tastatur ein
gegeben.
Jeder Gleisabschnitt wird von einem eigenen Stellglied
fahrstrommäßig angesteuert, über Stromsensoren wird die
Bewegung oder das Vorhandensein von Triebfahrzeugen oder
mit Verbrauchern wie Lämpchen oder teilweise leitenden
Achsen ausgerüstete Waggons, erfaßt und Positionsänderun
gen im Speicher des Zentralrechners gespeichert.
Weichenantriebe, oder zu sogenannten Verteilern zusammen
gefaßte, mehrere Weichenantriebe, werden über die Tastatur
des Zentralrechners und zugeordnete Verteilersteuerungen
geschaltet, damit ist auch die Stellung sämtlicher Weichen
bekannt, und kann im Speicher festgehalten werden.
Beim Zweileitergleichstromsystem und den dabei verwendeten
Gleichstromantriebsmotoren der Triebfahrzeuge bedeutet
eine bestimmte Fahrstrompolarität auch immer eine bestimm
te Fahrtrichtung des Triebfahrzeuges. Da die Strecken
führung, die Weichenstellungen und die Aufgleisposition
eines ausgewählten Triebfahrzeuges im Speicher des Zentral
rechners erfaßt sind, ist bei vorgegebener Fahrtrichtung
stets nur ein Fahrweg von einem Abschnitt an einen an
grenzenden Abschnitt möglich. Die am betreffenden, dem
ausgewählten Triebfahrzeug zugeordneten Fahrregler ein
gestellte Fahrspannung wird mit Bewegung des Triebfahr
zeuges an den angrenzenden Abschnitt weitergeleitet.
Während des Überganges von einem zum angrenzenden Abschnitt
wird beiden Abschnitten identische Fahrspannung und po
larität zugeordnet.
Von jedem Abschnitt liegt durch die bereits erwähnten
Stromsensoren eine mögliche Besetztmeldung im Speicher
des Zentralrechners vor. Der Zentralrechner prüft nun
für jeden gerade befahrenen Abschnitt den in Fahrtrichtung
liegenden Abschnitt auf Fahrstrompolarität und Besetzt
meldung. Bei positivem Status wird der Fahrstrom bis zum
Stillstand des betreffenden Fahrzeuges, ungeachtet der
Fahrstromeinstellung am zugeordneten Fahrregler, abgeregelt.
Dadurch wird ein Auffahren oder ein Zusammenstoß zweier
Zuggarnituren verhindert.
Per Tastatur werden nach Bedarf triebfahrzeugspezifische
Daten und abschnittspezifische Daten, sowie Kombinationen
davon in den Speicher des Zentralrechners eingegeben.
Damit wird erreicht, daß beispielsweise eine schwere
Güterzuglok nur verminderte Fahrspannung erhält, oder bei
Steigungen oder Gefällen die Fahrgeschwindigkeit geändert
wird.
Durch die gespeicherten Besetztmeldungen und die vorhan
denen Informationen über Gleisverlauf ermittelt der Zentral
rechner aus möglichen Fahrwegen freie, nicht besetzte
Fahrwege und steuert Weichen in die benötigte Lage.
Da alle Lokpositionen im Speicher abgelegt sind, ist eine
numerische Zugnummernanzeige am Gleisbild ohne zusätzliche
Kennungselemente an der Lok vorbildgetreu zu realisieren.
Fahrstraßen werden vorbildgetreu durch Tastatureingabe
von Verknüpfungspunkten und Eingabe der gewünschten Fahrt
richtung abgerufen. Der Zentralrechner verhindert gleich
zeitig das Verstellen von Weichen innerhalb einer gerade
befahrenen Fahrstraße.
Ein Ausführungsbeispiel erläutert die Funktionsweise der
Erfindung:
Fig. 1 zeigt den Zentralrechner (4) mit Speicher (3),
Tastatur (9) und Display (10). Über die Busleitung (11)
sind die einzelnen Stellglieder (5), die Verteiler
steuerungen (12) zum Stellen von Weichen (13), sowie
Fahrregler (6), Gleisbildsteuerung (14) angeschlossen.
Werden Weichen nicht direkt über die Tastatur des Zentral
rechners und unter Verwendung von Verteilersteuerungen
gestellt, sondern über möglicherweise beim Anwender
bereits vorhandene Weichensteuersysteme wird die Weichen
abfrageschaltung (8) als Interface zum Zentralrechner
benötigt. Fig. 1 zeigt weiters einen Ausschnitt aus einer
Modellbahnanlage mit durch Trennstellen (15) schematisch
gezeichnete Schienen (16).
Fig. 2 zeigt eine Modellbahnanlage, die durch Trenn
stellen (15) in Abschnitte (1) und Verzweigungen (2)
aufgeteilt wurde.
Fig. 3 zeigt die Modellbahnanlage aus Fig. 2, graphisch
zerlegt in Abschnitte (17) und Verzweigungen (18).
Die Verknüpfungspunkte der Abschnitte und Verteiler werden
mit Zahlen bezeichnet, im erfindungsgemäßen Verfahren
wird eine Vorzugsfahrtrichtung festgelegt, die im
gezeigten Beispiel im Uhrzeigersinn verläuft. Durch die
im Beispiel durch in den Verzweigungen und Abschnitten
vergebenen geraden und ungeraden Zahlen werden physikalisch
nicht mögliche Fahrwege, zum Beispiel von geraden auf
gerade Verknüpfungspunkte, deutlich sichtbar.
Endgleise haben nur einen Verknüpfungspunkt, und sind
dadurch einfach als Endgleise (19) zu erkennen.
Beginnend mit einem beliebigen, durch Ziffern gekennzeich
neten Abschnitt oder Verzweigung, wird über die Tastatur
fortschreitend der Streckenverlauf der Modellbahnanlage
in den Speicher des Zentralrechners eingegeben. Dabei
werden alle Abschnitte, Verzweigungen mit ihren Verknüpf
ungspunkten abgespeichert.
Fig. 4 zeigt das Aufgleisen eines Triebfahrzeuges (20)
auf einen definierten Abschnitt (21). Das Triebfahrzeug
erhält per Tasteneingabe eine beliebige Nummer, die Auf
gleisposition wird im Speicher des Zentralrechners ab
gespeichert. Dieses Triebfahrzeug, mit einer beliebigen
Nummer versehen, wird nun per Tasteneingabe einem eben
falls mit beliebiger Nummer versehenen Fahrregler zuge
ordnet. Der Streckenverlauf der Modellbahnanlage und die
Stellungen aller Weichen sind abgespeichert, damit ist
der einzig mögliche Fahrweg bei vorgegebener Fahrtrichtung
des Triebfahrzeuges (20) im Beispiel von b nach a, bei
Stellung der Weiche (22) auf Abschnitt (23) eindeutig
vorgegeben. Die per Fahrregler eingestellte Fahrspannung
wird vom Zentralrechner nun dem Abschnitt (21), und damit
dem Triebfahrzeug (20) zugeordnet, das Triebfahrzeug
kann sich in Bewegung setzen. Beim Überschreiten der
Trennstelle (24) wird die Bewegung des Triebfahrzeuges
über Stromsensoren erfaßt, die Fahrspannung wird nun
gleichzeitig auf Abschnitt (21) und Abschnitt (23) gelegt,
nach Verlassen des Abschnitts (21) erhält nur Abschnitt
(23) die gerade eingestellte Fahrspannung. Die einer,
über Fahrregler eingestellte, einem bestimmten Triebfahr
zeug zugeordnete Fahrspannung, wandert also von Abschnitt
zu Abschnitt mit Bewegung des Triebfahrzeuges mit.
Die im Speicher des Zentralrechners eingegebenen Daten
zeigt in graphischer Form Fig. 4 unten.
Fig. 5 zeigt den unabhängigen Betrieb von zwei Triebfahr
zeugen auf einem Streckenabschnitt.
Im erfindungsgemäßen Beispiel ist Fahrregler (25) dem
Triebfahrzeug (26) zugeordnet, Fahrregler (27) dem Trieb
fahrzeug (28). Die gewünschte Fahrtrichtung beider Trieb
fahrzeuge ist in Pfeilrichtung von rechts nach links
vorgegeben. Durch den Zentralrechner (29) erhält nun
das Stellglied (30) und damit der Fahrabschnitt (31)
die am Fahrregler (25) eingestellte Fahrspannung.
Stellglieder (32) und (33) erhalten die am Fahrregler (27)
eingestellte Fahrspannung. Die Trennstelle (34) ist damit
während des Übergangs des Triebfahrzeuges (28) wirkungs
los. Befindet sich auf einem Abschnitt ein Triebfahrzeug,
wird vom Zentralrechner in Fahrtrichtung der anknüpfende
Abschnitt auf besetzt oder ungleiche Fahrspannungspola
rität geprüft, und gegebenenfalls die Fahrspannung des
rückliegenden Abschnittes abgeregelt, ungeachtet der
Fahrspannungseinstellung am Fahrregler.
Fig. 6 zeigt ein über Daten- und Versorgungsbus angeschlos
senes Stellglied (35) mit integrierten Stromsensoren (36)
und (37). Per Kodierschalter (38) wird dem Stellglied
eine eigene Adresse zugeordnet, welche einer zuvor in
den Speicher des Zentralrechners eingegebenen Abschnitts
nummer entspricht.
Die Signalsteuerung (39) enthält keine eigene Dekodier
einrichtung und wird direkt an das jeweilige Stellglied
angeschlossen, welches im gezeigten Beispiel als Adress
dekoder für Stellglied und Signalsteuerung dient.
Die im Beispiel von der Signalsteuerung (39) angesteuer
ten Signallämpchen (40) können auch durch mechanisch
über Elektromagnete getriebene Signale ersetzt werden.
Fig. 4 zeigt weiters den Anschluß eines Stellgliedes (35)
an die rechte (41) und linke Schiene (42) eines Gleis
abschnittes (43). Durch Einfügen einer weiteren Trenn
stelle (44) innerhalb des Abschnittes wird der Bremspunkt
eines Triebfahrzeuges definiert. Bei nachfolgendem, be
setzten Abschnitt wird nach Überschreiten der zusätzlichen
Trennstelle die Fahrspannung auf Null abgeregelt, nachdem
bereits bei Erreichen des Abschnittes die Fahrspannung
auf verminderte Geschwindigkeit abgeregelt wurde.
Eine ständig am Gleis liegende, hochohmige Überwachungs
spannung detektiert am Abschnitt befindliche Antriebs
motoren (45) oder andere Verbraucher (46).
Fig. 7 zeigt den internen Aufbau des Zentralrechners.
Steuerung (47) und Betriebsprogramm (48) und die durch
Batterie (49) nicht flüchtig gestaltete Speicherebene (50),
aufgeteilt in Weichen- und Fahrstraßenmemory (51),
Verteilermemory (52), welches die Zuordnung der Weichen
innerhalb einer Verzweigung erfaßt, Pult-Lok-Zuordnungs
memory (53), Lok-Positions-Memory (54), Streckenplan
memory (55) mit streckenspezifischen Daten, Lok-Daten-
Memory (56) und Zusatzprogrammen (57) für automatischen
Betrieb, Aufenthaltssteuerung. Eine extern anzuschließende
Speichererweiterung (58) verhindert eine zahlenmäßige
Begrenzung von Abschnitten, Triebfahrzeugen, Weichen.
Auf einem gemeinsamen, nach außen geführten Bus (59)
werden angeschlossen Fahrregler (60), Stellglieder (61),
Verteilersteuerungen (62) als Weichenschalter, die externe
Weichenabfrageschaltung (63) und das Gleisbildinterface (64)
zur Anzeige aller Weichenstellungen und Besetztmeldungen,
sowie abgerufener Fahrstraßen auf einem externen
Gleisbild (65). Tastenabfrage (66), Tasten (67),
Displayinterface (68) und Display (69), akustisches
Interface (70) zur Steuerung des Lautsprechers (71) bei
Fehlbedienung, als Warnsignal, und Fernsteuerinterface (72)
bei Verwendung einer Hochfrequenz- oder Infrarotfern
steuerung (73) sind die wesentlichen Komponenten des
Zentralrechners.
Die Steuerung (47) überprüft ständig die aktuellen
Speicherinhalte und reagiert auf alle Bewegungen und
Stellvorgänge. Da alle, eine Modellbahnanlage betreffenden
Daten, wie Streckenplan, Lokpositionen und Weichenstellungen
vorliegen, wird durch abschnittsweise Zuordnung von
Fahrstrom eine unabhängige Steuerung beliebig vieler
Triebfahrzeuge erreicht. Die Ankopplung von Doppeltraktions
loks erfolgt an den Trennstellen oder zusätzlichen
Trennstellen eines Abschnittes, wobei ein Abschnitt oder
ein Teil eines Abschnittes stromlos geschaltet wird.
Claims (8)
1. Verfahren und Anordnung zur unabhängigen Steuerung
mehrerer gleichstrombetriebener, schienengebundener
Modellfahrzeuge auf einer, elektrisch in Abschnitte
und Verzweigungen unterteilten Modellbahnanlage,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Streckenverlauf einer Modellbahnanlage als
Abschnitte (1) und Verzweigungen (2) in digitaler
Form in den Speicher (3) eines Zentralrechners (4)
über die Tastatur des Zentralrechners eingegeben wird,
daß jeder Abschnitt von einem eigenen Stellglied (5)
mit vom Zentralrechner übermittelten Fahrspannungs
daten mit Fahrspannung angesteuert wird und diese
Fahrspannung mit Bewegung eines Triebfahrzeuges von
Abschnitt zu Abschnitt mitgeführt wird und die Position
jeden Triebfahrzeuges über Stromsensoren laufend er
mittelt und im Speicher des Zentralrechners gespeichert
wird, daß Weichenantriebe als Verzweigungen definiert
sind und über die Tastatur des Zentralrechners betätigt
werden und deren Stellungen ebenfalls im Speicher des
Zentralrechners gespeichert werden und damit die mög
lichen Fahrwege jeden Triebfahrzeuges durch ständige
Speicherabfrage vom Zentralrechner ermittelt werden,
daß jedem Triebfahrzeug per Tastatureingabe ein Fahr
regler (6) zugeordnet wird und dessen eingestellter
Fahrspannungswert und Fahrtrichtungsvorgabe über den
Zentralrechner an das betreffende Stellglied des Ab
schnittes, auf welchem sich das anzusprechende Trieb
fahrzeug (7) gerade befindet, übermittelt wird und daß
damit durch Einsatz mehrerer, bestimmten Triebfahr
zeugen zugeordneten Fahrreglern ein selektives Ansprechen
der Triebfahrzeuge erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die im Speicher (3) vorhandenen Informationen
über Streckenverlauf, Weichenstellungen und Positionen
aller Triebfahrzeuge ständig vom Zentralrechner ab
gefragt werden und der Zentralrechner selektiv für
auf Abschnitten befindliche Triebfahrzeuge über das
Stellglied nur jene maximale Fahrspannung zur Ver
fügung stellt, bei der kein Zusammenstoß von Trieb
fahrzeugen erfolgen kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schalten von Weichenantrieben über beliebige
Schalter oder Fernschalter erfolgt, wobei die Weichen
stellungen über eine gesonderte Abfrageschaltung (8)
ermittelt, und an den Speicher des Zentralrechners
weitergeleitet werden.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß Fahrregler einem oder mehreren Abschnitten zuge
ordnet werden, wobei auf diesen Abschnitten be
findlichen Triebfahrzeugen abschnittselektiv Fahr
spannung über die jeweiligen Stellglieder zugeführt
wird.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2, 3, 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Speicher des Zentralrechners über Tastatur
eingabe strecken- und triebfahrzeugspezifische Daten
eingegeben werden, welche ständig vom Zentralrechner
abgefragt werden und eine strecken- oder triebfahr
zeugspezifische Geschwindigkeitsvorgabe ermöglichen.
6. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei mehreren möglichen Fahrwegen eines Triebfahr
zeuges durch den Zentralrechner jene Abschnitte über
Verzweigungen geschaltet werden, welche nicht bereits
von anderen Triebfahrzeugen oder mit Verbrauchern
ausgestattete Waggons besetzt sind.
7. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf befahrenen Abschnitten in Fahrtrichtung an
knüpfende Weichen ein Verstellen durch Blockierung
der Tastatur durch den Zentralrechner verhindert wird.
8. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die über Stellglieder an die Schienen gelegte
Fahrspannung mit einer Wechselspannung überlagert
wird, um mit Empfänger- oder Steuerungselektronik
ausgerüstete Triebfahrzeuge oder Waggons mit Energie
und Daten zu versorgen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863613429 DE3613429A1 (de) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | Verfahren und anordnung zum unabhaengigen betreiben mehrerer schienengebundener fahrzeuge, insbesondere modelleisenbahnen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863613429 DE3613429A1 (de) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | Verfahren und anordnung zum unabhaengigen betreiben mehrerer schienengebundener fahrzeuge, insbesondere modelleisenbahnen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3613429A1 true DE3613429A1 (de) | 1987-10-22 |
Family
ID=6299160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863613429 Withdrawn DE3613429A1 (de) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | Verfahren und anordnung zum unabhaengigen betreiben mehrerer schienengebundener fahrzeuge, insbesondere modelleisenbahnen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3613429A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT398908B (de) * | 1990-09-13 | 1995-02-27 | Maerklin & Cie Gmbh Geb | Steuerungssystem für schienengeführte modellfahrzeuge |
DE19937648C1 (de) * | 1999-08-12 | 2001-02-15 | Olaf Schulze | Fernsteuerung von Verbrauchern einer Modelleisenbahnanlage |
FR2822391A1 (fr) * | 2001-03-26 | 2002-09-27 | Trouve Paul | Dispositif perfectionne anti-collision pour chemin de fer miniature |
US7023154B1 (en) * | 2004-08-26 | 2006-04-04 | Lionel L.L.C. | Train speed control using current and velocity sensing |
-
1986
- 1986-04-21 DE DE19863613429 patent/DE3613429A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |