DE3732159C2 - - Google Patents
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- DE3732159C2 DE3732159C2 DE19873732159 DE3732159A DE3732159C2 DE 3732159 C2 DE3732159 C2 DE 3732159C2 DE 19873732159 DE19873732159 DE 19873732159 DE 3732159 A DE3732159 A DE 3732159A DE 3732159 C2 DE3732159 C2 DE 3732159C2
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von Gleisabschnitten in Eisenbahnanlagen mit den im Oberbegriff gemäß Patentanspruch 1 (Verfahren) bzw. den im Oberbegriff gemäß nebengeordneter Patentansprüche 2 und 3 (Schaltungsanordnung) beschriebenen Merkmalen.The invention relates to a method and a circuit arrangement for monitoring track sections in Railway systems with the preamble according to claim 1 (procedure) or those in the generic term in accordance with independent claims 2 and 3 (circuit arrangement) features described.
Bei solchen, z. B. aus dem Aufsatz von Schulmeyer "Höherfrequenter isolierstoßfreier Gleisstromkreis FMEL 20/80" in "Signal + Draht, 73 (1981)", H 7/8, S. 186 bis 190, bekannte Verfahren und Schaltungsanordnungen wird zur Ermittlung des Frei- oder Besetztzustandes die am Ende des zu überwachenden Gleisabschnittes noch vorliegende Amplitude der Spannung gemessen, die mit wachsender Länge des Gleisabschnittes infolge der durch das Gleis und die Bettung gegebenen Längs- und Querdämpfung im Freizustand des Gleisabschnittes kontinuierlich abnimmt. Im Besetztzustand führen die in den Gleisabschnitt einlaufenden Achsen näherungsweise zu einem Kurzschluß, so daß am Ende des Gleisabschnittes praktisch keine oder nur noch eine geringe Gleisspannung vorhanden ist.In such, z. B. from the article by Schulmeyer "Higher Frequent Insulated joint-free track circuit FMEL 20/80 "in" Signal + Draht, 73 (1981) ", H 7/8, p. 186 to 190, known methods and circuit arrangements is used to determine the free or busy status those at the end of the track section to be monitored the voltage amplitude still present measured, which as a result of the increasing length of the track section the lengthways given by the track and the bedding and lateral attenuation in the free state of the track section continuously decreases. Lead when busy the axes entering the track section approximated to a short circuit, so that in the end of the track section practically none or only the track voltage is low.
Im Freizustand des Gleisabschnittes ist die am Ende meßbare Spannung abhängig von dem Bettungszustand des Gleisabschnittes. Bei schlechter Bettung ergibt sich im Freizustand am Ende des Gleisabschnittes die kleinste Gleisspannung. Bei bester Bettung tritt am Ende des Gleisabschnittes im Freizustand die größte Gleisspannung auf. Im Besetztzustand führen die in den Gleisabschnitt einlaufenden Achsen nicht zu einem vollständigen Kurzschluß, so daß am Ende des Gleisabschnittes die Gleisspannung nicht gleich Null wird.When the track section is in the free state, it is at the end measurable stress depending on the bedding condition of the track section. If the bedding is poor, the result is in the free state at the end of the track section the smallest track voltage. With the best bedding occurs on End of the track section in the free state the largest Track voltage on. When busy, the in axes entering the track section do not become one complete short circuit, so that at the end of the track section the track voltage does not become zero.
Um am Ende des Gleisabschnittes durch die Spannungsmessung feststellen zu können, ob der Gleisabschnitt frei oder besetzt ist, müssen die ungünstigsten Verhältnisse berücksichtigt werden. Es muß also noch eine hinreichende Differenz zwischen den im Frei- bzw. Besetztzustand auftretenden geringsten Spannungswerten feststellbar sein. Der hierdurch bestimmte spannungsmäßige Arbeitsbereich setzt voraus, daß die im Freizustand bei schlechtester Bettung meßbare Gleisspannung hinreichend größer ist als die Gleisspannung im Besetztzustand bei guter Bettung.To at the end of the track section through the voltage measurement to be able to determine whether the track section vacant or occupied must have the most unfavorable conditions must be taken into account. So there has to be one more sufficient difference between the Occupied state occurring lowest voltage values be detectable. The tension-wise determined by this Work area assumes that the in free state with the worst bedding, measurable track tension is sufficient is greater than the track voltage when occupied with good bedding.
Die noch auswertbaren Spannungsdifferenzen bzw. die Vergleichswerte der meßbaren Spannung mit einer im Arbeitsbereich liegenden Vergleichsspannung bestimmen die Länge des Gleisabschnittes, über die noch eine sichere Messung möglich ist.The voltage differences that can still be evaluated or the Comparison values of the measurable voltage with an im Determine the equivalent stress lying in the working area the length of the track section over which another safe measurement is possible.
Um die Länge der zu überwachenden Gleisabschnitte zu vergrößern, ist es bekannt, z. B. aus der DE-OS 22 24 056, in Abständen von etwa 100 m Kondensatoren parallel zu dem Gleis zu schalten, um den Dämpfungskoeffizienten des als Leitung wirkenden Gleises zu verringern und mit möglichst niedrigen Frequenzen zu arbeiten. Neben dem zusätzlichen Aufwand wird eine zuverlässige Arbeitsweise dieser Anordnung nur erreicht, wenn keine Unterbrechung in den Zuleitungen und Anschlüssen der Kondensatoren auftreten.About the length of the track sections to be monitored to enlarge it is known e.g. B. from the DE-OS 22 24 056, capacitors at intervals of about 100 m parallel to the track to switch to the damping coefficient of the track acting as a line and with the lowest possible frequencies to work. In addition to the additional effort, a reliable operation of this arrangement can only be achieved if there is no interruption in the supply lines and connections of the capacitors occur.
Es ist weiterhin aus der EP 02 17 297 A2 bekanntgeworden, die überwachbare Länge von Gleisabschnitten zu vergrößern, indem die am Ende des Gleisabschnittes auftretende Gleisspannung mittels einer zwischen den Gleisen vorgesehenen Schaltungsanordnung, bestehend aus einer Reihenschaltung eines niederohmigen Widerstandes und eines periodisch betätigbaren Schalters, mit einer im Vergleich zur Wechselspannung geringeren Frequenz moduliert wird. Durch diese Modulation erfahren die am Ende des Gleisabschnittes abgreifbaren Absolutwerte der Wechselspannung unterschiedliche Amplitudenänderungen, so daß ein Vergleich dieser unterschiedlichen Amplitudenänderungen als Kriterium für die Feststellung des Frei- oder Besetztzustandes des Gleisabschnittes auswertbar istIt is also known from EP 02 17 297 A2, the monitorable length of track sections enlarge by the at the end of the track section occurring track voltage by means of a between the Circuit arrangement provided for the tracks from a series connection of a low-ohmic resistor and a periodically operated switch, with a lower voltage compared to the AC voltage Frequency is modulated. Experienced through this modulation the absolute values that can be tapped at the end of the track section different amplitude changes of the alternating voltage, so that a comparison of these different Changes in amplitude as a criterion for the determination of the free or occupied state of the Track section can be evaluated
Bei den bekannten Verfahren bzw. Schaltungsanordnungen spielt die Größe des witterungsabhängigen Bettungsleitwertes eine entscheidende Rolle und bestimmt die jeweilige Länge des überwachbaren Gleisabschnittes. Bei der letztgenannten Ausbildung, bei welcher durch die Amplitudenmodulation ein dynamisches Signal am Ende des Gleisabschnittes erzeugt wird, ändert sich im Besetztzustand des Gleisabschnittes mit der Lage der Achse innerhalb des Gleisstromkreises auch das Auswertekriterium.In the known methods or circuit arrangements plays the size of the weather-dependent bedding conductance plays a crucial role and determines the respective Length of the track section that can be monitored. In the the latter training, in which by the amplitude modulation a dynamic signal at the end of the Track section is generated changes in the occupied state of the track section with the position of the axis within the track circuit also the evaluation criterion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend genannten Art so weiterzubilden, daß über größere Längen des Gleisabschnittes als beim Stande der Technik Zustandskriterien über den Frei- oder Besetztzustand weitestgehend unabhängig von Bettungsschwankungen und ohne den bisher erforderlichen spannungsmäßigen Arbeitsbereich und somit ohne einen Vergleich mit einer konstanten Bezugsspannung gewonnen werden.The invention is based on the object of a method of the type mentioned in the introduction so that over longer lengths of the track section than with State of the art Condition criteria for the free or occupied status largely independent of bedding fluctuations and without the previously required tension-wise work area and thus without one Comparison obtained with a constant reference voltage will.
Die Lösung vorstehender Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Ansprüche 1 (Verfahren) bzw. jeweils 2 und 3 (Schaltungsanordnung).The solution to the above problem results from the Characteristic of claim 1 (method) or respectively 2 and 3 (circuit arrangement).
Abweichend von dem bekannten Stand der Technik geht die Erfindung einen anderen Weg, indem die durch das Einlaufen und Auslaufen einer Achse in den Gleisabschnitt zwangsläufig auftretenden stufenförmigen Änderungen der Gleisspannungen bzw. deren Steilheit gemessen und als Zustandskriterien des zu überwachenden Gleisabschnittes ausgewertet werden.Deviating from the known state of the art goes the invention a different way, by the by the Entry and exit of an axle in the track section inevitably occurring step-like changes the track voltages and their steepness measured and as condition criteria of the track section to be monitored be evaluated.
Durch das Einlaufen der Achse in einen Gleisabschnitt mit oder ohne Isolierstöße erfolgt ein zeitlich signifikantes stufenförmiges Absinken der Gleisspannung mit negativen Werten dU G /dt und ein Absinken der Gleisspannung um Δ U G gesamt, während beim Auslaufen der Achse umgekehrt ein Wiederanstieg, also positive Werte dU G /dt bzw. ein entsprechender Anstieg der Gleisspannung auftreten. Die Messung der Steilheit und Änderung der Gleisspannung liefern unter Berücksichtigung der positiven oder negativen Änderung ein Kriterium für das Frei- oder Besetztwerden des Gleisabschnittes unabhängig von seiner Länge. Die Erfindung geht dabei von der Voraussetzung und der Erfahrung aus, daß die witterungsbedingten Änderungen des Bettungsleitwertes zeitlich sehr viel langsamer verlaufen als die bei der Zugfahrt von der Geschwindigkeit des Zuges abhängigen Änderungen der Gleisspannung.When the axis runs into a track section with or without insulating joints, there is a significant, gradual decrease in the track voltage over time with negative values d U G / d t and a decrease in the track voltage by Δ U G total , while, conversely, when the axis comes to a stop, it rises again, that is positive values d U G / d t or a corresponding increase in track voltage occur. The measurement of the slope and the change in the track voltage, taking into account the positive or negative change, provide a criterion for whether the track section is free or occupied, regardless of its length. The invention is based on the assumption and experience that the weather-related changes in the bedding conductance take place much more slowly than the changes in the track voltage that depend on the speed of the train during the train journey.
Um eine möglichst große Wirklänge des zu überwachenden Gleisabschnittes zu erreichen und auch eine ungewollte Zugtrennung innerhalb des zu überwachenden Gleisabschnittes zu erfassen, wird der Gleisabschnitt als Gleisstromkreis aufgebaut und mit einer möglichst niedrigen Frequenz evtl. mit Gleichstrom betrieben.In order to achieve the greatest possible impact of the sound to be monitored To reach the track section and also an unwanted one Train separation within the track section to be monitored the track section is recorded as a Track circuit built up and with one if possible low frequency possibly operated with direct current.
Dadurch, daß im Besetztzustand des Gleisabschnittes diese Besetztanzeige gespeichert und aufrechterhalten wird, bis nach einer positiven Stufe auch die Konstanz des durch die Stufe erhöhten und mindestens 20% oberhalb des vor der Stufe gemessenen Spannungswertes festgestellt wird, erreicht man auch eine Zugschlußüberwachung und unabhängig von Bettungsschwankungen auch eine sichere Zustandsanzeige während eines längeren Zughalts im zu überwachenden Gleisabschnitt. Außerdem führen Störimpulse nicht zu einer Änderung der Anzeige, da nach ihrem Abklingen ein bleibender erhöhter Spannungswert nicht auftritt.Because the track section is occupied this busy display is saved and maintained becomes, until after a positive step also the constancy des increased by the stage and at least 20% above of the voltage value measured in front of the stage train tail monitoring can also be achieved and regardless of bedding fluctuations too a safe status display for a longer period of time Train stop in the track section to be monitored. aside from that interfering impulses do not lead to a change in the display, there is a permanent increased tension value after it has subsided does not occur.
Bei Gleisspannungen mit einer Frequenz bis zu 1000 Hz und Achswiderständen von 0,5 Ω lassen sich ohne zusätzliche Kondensatoren in dem Gleisabschnitt Wirklängen von 2000 m und mehr erreichen. Bei isolierstoßlosen Gleisabschnitten müssen bei entsprechend niedrigen Frequenzen anstelle des S-Verbinders aus diskreten Bauelementen aufgebaute Schwingkreise eingesetzt werden.For track voltages with a frequency of up to 1000 Hz and axle resistances of 0.5 Ω can be added without additional Capacitors in the track section Wirklängen of 2000 m and more. With insulated jointless Track sections must be at appropriately low Frequencies instead of the S-connector from discrete Components constructed resonant circuits are used.
Bei dem neuen Verfahren kann entweder eine periodische Abtastung oder aber eine kontinuierliche Messung der Gleisspannung erfolgen. With the new method, either a periodic Sampling or a continuous measurement of the Track voltage take place.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung unter Bezugnahme auf den Stand der Technik näher erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are based on the attached drawing with reference to the state the technology explained in more detail. It shows
Fig. 1 in rein schematischer Darstellung einen aus dem Stand der Technik bekannten Gleisabschnitt, welcher über Isolierstöße von benachbarten Gleisabschnitten getrennt ist, Fig. 1 shows a known prior art track section, which is separated by insulated joints of adjacent track sections in a purely schematic representation,
Fig. 2 den Verlauf der Gleisspannungen U G am Ende des Gleisstromkreises nach Fig. 1 beim Durchlaufen einer Achse, FIG. 2 shows the course of the track voltages U G at the end of the track circuit according to FIG. 1 when passing through an axis,
Fig. 3 in rein schematischer Darstellung einen aus dem Stand der Technik bekannten isolierstoßlosen Gleisabschnitt, welcher über elektronische Trennstöße von benachbarten Gleisabschnitten getrennt ist, Fig. 3 in a purely schematic illustration of a known from the prior art isolierstoßlosen track section, which is separated via separation electronic shocks of adjacent track sections,
Fig. 4 den Verlauf der Gleisspannungen U G am Ende des isolierstoßlosen Gleisstromkreises nach Fig. 3 beim Durchlaufen einer Achse, FIG. 4 shows the course of the track voltages U G at the end of the track circuit without insulation bumps according to FIG. 3 when passing through an axis,
Fig. 5 den zeitlichen Verlauf der Steilheit der Gleisspannung U G nach Fig. 4, FIG. 5 shows the time profile of the slope of the track voltage U G according to FIG. 4,
Fig. 6 den zeitlichen Verlauf der Gleisspannung U G gemäß Fig. 4 mit angedeuteten periodischen Abtastimpulsen, Fig. 6 shows the time course of the track voltage U G in FIG. 4 with indicated periodic sampling pulses,
Fig. 7 die prinzipielle erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen Erfassung der Gleisspannung U G zur Ermittlung des Besetzt- oder Freizustandes des Gleises, Fig. 7 shows the basic circuit arrangement according to the invention for the continuous detection of the track voltage U G for determining the busy or free state of the track,
Fig. 8 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gemäß Fig. 7 zur periodischen Abtastung der Gleisspannung U G und deren Auswertung für die Besetzt- bzw. Freianzeige. FIG. 8 shows a circuit arrangement according to the invention according to FIG. 7 for periodic sampling of the track voltage U G and its evaluation for the occupied or vacant display.
Der in Fig. 1 wiedergegebene Gleisabschnitt weist eine Länge l GK auf. Die Schienen 1 und 2 dieses Gleisabschnittes erstrecken sich von den Isolierstößen 3 bis zu den Isolierstößen 4. Am Anfang des Gleisabschnittes ist zwischen den Schienen 1 und 2 eine Wechselspannungsquelle 5 vorgesehen, welche eine Wechselspannung in die als stromführende Leiter ausgebildeten Schienen 1 und 2 einspeist. Zwischen den am Ende des Gleisabschnittes vorgesehenen Meßpunkten 6 und 7 wird die Gleisspannung U G gemessen, deren zeitlicher Verlauf in der Fig. 2 für unterschiedliche Zustände des Gleisabschnittes nach Fig. 1 wiedergegeben ist.The track section shown in Fig. 1 has a length l GK . The rails 1 and 2 of this track section extend from the insulating joints 3 to the insulating joints 4 . At the beginning of the track section, an AC voltage source 5 is provided between the rails 1 and 2, which feeds an alternating voltage in the current-carrying conductor formed as rails 1 and 2. FIG. Between provided at the end of the track section measuring points 6 and 7, the track voltage U G is measured, the time course is shown in FIG. 2 for different states of the track section of FIG. 1.
In der Fig. 1 ist ferner eine in den Gleisabschnitt in Richtung des Pfeiles x einlaufende Achse 8 angedeutet, welche mit der Geschwindigkeit y=dx/dt den Gleisabschnitt durchläuft, den sie beim Überrollen der Isolierstöße 4 wieder verläßt.In Fig. 1 a x running into the track section in direction of the arrow shaft 8 is further indicated that t with the speed y = d x / d passes through the track section, the leaves it again at the rollover of the insulated joints. 4
In der Fig. 2 ist der idealisierte zeitliche Verlauf der an den Meßpunkten 6 und 7 in Fig. 1 auftretenden Spannung U G beim Durchlaufen der Achse 8 durch den Gleisabschnitt nach Fig. 1 für einen Gleisabschnitt mit guter Bettung durch den Kurvenverlauf U GBg und bei schlechter Bettung durch den Kurvenverlauf U GBs wiedergegeben. Die Abszissenachse gilt entsprechend der Beziehung y=dx/dt sowohl für die Lage x als auch für die Zeit t. Die in Fig. 2 erkennbaren Stufen St 1, St 1 a, St 2 und St 2a sind in der Praxis nicht unendlich steil, sondern in ihrer Steilheit durchaus meßbar.In FIG. 2, the idealized time curve of the voltage occurring at the measuring points 6 and 7 in Fig. 1 U G when passing through the axis 8 through the track section of FIG. 1 for a section of track with good bedding by the curve U GBG and poor bedding represented by the curve U GBs . The abscissa axis applies in accordance with the relationship y = d x / d t both for position x and for time t . The steps St 1 , St 1 a, St 2 and St 2 a recognizable in FIG. 2 are not infinitely steep in practice, but their steepness can be measured.
Die Fig. 3 gibt entsprechend Fig. 1 einen isolierstoßlosen Gleisabschnitt der Länge l GK mit den Schienen 1 und 2 mit elektronischen Trennstößen T 3 und T 4 wieder, die in bekannter Weise mit Schwingkreisen oder S-Verbindern aufgebaut sind. Die mit der Fig. 1 übereinstimmenden Teile sind in Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. FIG. 3 shows, corresponding to FIG. 1, a section of track without insulating joints of length l GK with rails 1 and 2 with electronic separating joints T 3 and T 4 , which are constructed in a known manner with resonant circuits or S-connectors. The parts that correspond to FIG. 1 are provided with the same reference numerals in FIG. 3.
Die Fig. 4 zeigt entsprechend der Fig. 2 den zeitlichen Verlauf der Spannung U G beim Durchlaufen der Achse 8 durch den Gleisabschnitt nach Fig. 3. Die ausgezogenen Linien zeigen den Kurvenverlauf U GBg für einen Gleisabschnitt mit guter Bettung und den Kurvenverlauf U GBs bei schlechter Bettung, wie er an den Meßpunkten 6 und 7 der Fig. 3 zu ermitteln ist. Die Abszissenachse gilt auch hier entsprechend der Beziehung v=dx/dt sowohl für die Lage x als auch für die Zeit t. FIG. 4 shows corresponding to Fig. 2 shows the time course of the voltage U G when passing through the axis 8 through the track section of FIG. 3. The solid lines show the curve U GBG for a section of track with good bedding and the curve U GB wherein poor bedding, as can be determined at measuring points 6 and 7 in FIG. The abscissa axis also applies here in accordance with the relationship v = d x / d t both for position x and for time t .
Man erkennt, daß beim Einlaufen der Achse 8 in den Gleisabschnitt durch die nahezu kurzschlußartige Verbindung der Schienen 1 und 2 eine zeitlich stufenförmige Veränderung der Gleisspannung durch relativ steiles Absinken der Spannungswerte erfolgt, wobei die Stufe St 1=Δ U G gesamt 1 bei guter Bettung wesentlich größer ist als die Stufe St 2=Δ U G gesamt 2 bei schlechter Bettung.It can be seen that when the axis 8 runs into the track section due to the almost short-circuit-like connection of the rails 1 and 2, the track voltage changes gradually over time due to a relatively steep drop in the voltage values, the level St 1 = Δ U G total 1 with good bedding is significantly greater than the level St 2 = Δ U G total 2 with poor bedding.
Während die Achse 8 den Gleisabschnitt durchläuft, bleiben die Gleisspannungen etwa auf den niedrigeren Werten konstant, um beim Auslaufen der Achse aus dem Gleisabschnitt gemäß den dargestellten Stufen St 1 a bzw. St 2 a wieder auf den höheren Ausgangswert vor den Stufen St 1 bzw. St 2 anzusteigen.While the axis 8 passes through the section of track, the track voltages remain approximately constant to the lower values in order to leak the axle from the track section in accordance with the steps shown St 1 a or St 2 a return to the higher output value before the steps St 1 and St 2 to climb.
In der Praxis kann eine geringfügige witterungsbedingte Änderung der Gleisspannung auch während des Durchlaufens der Achse 8 durch den Gleisabschnitt auftreten, welche jedoch im Vergleich zu den stufenförmigen Änderungen der Gleisspannung außerordentlich gering ist. In practice, a slight weather-related change in the track voltage can also occur while the axis 8 is running through the track section, but this change is extremely small compared to the stepped changes in the track voltage.
In der Fig. 4 ist strichpunktiert der Verlauf der Gleisspannung U GW dargestellt, wie er sich durch Änderung des Bettungsleitwertes ergeben kann, wobei angenommen ist, daß bis zu der Stufe St 2 infolge eines Gewitterschauers eine Verschlechterung des Bettungsleitwertes aufgetreten ist, während zwischen den Stufen St 2 und St 2 a eine relativ schnelle Trocknung des Gleisbettes angenommen wurde, wodurch sich der Bettungsleitwert entsprechend verbessert. Trotz dieser in der Fig. 4 angenommenen relativ kurzfristigen Änderung des Bettungsleitwertes bleiben die signifikanten stufenförmigen Änderungen der Gleisspannung erhalten, wobei die Änderung beim Auslaufen der Achse 8 aus dem Gleisabschnitt für den strichpunktierten Verlauf der Gleisspannung mit St′ 2a bezeichnet ist.In Fig. 4, the course of the track voltage U GW is shown in dash-dotted lines, as it can result from changing the bedding conductance, it being assumed that up to stage St 2 a worsening of the bedding conductance has occurred as a result of a thunderstorm, while between the stages St 2 and St 2 a, a relatively quick drying of the track bed was assumed, which improves the bedding conductance accordingly. Despite this relatively short-term change in the bedding conductance assumed in FIG. 4, the significant step-like changes in the track voltage are retained, the change when the axis 8 runs out of the track section for the dash-dotted course of the track voltage is denoted by St ' 2 a .
Die Änderung der Steilheit der Gleisspannung nach Fig. 4 ist in Fig. 5 wiedergegeben. Im Bereich der Stufe St 1 bzw. St 2 ergeben sich negative Werte U′ 1 bzw. U′ 2, während im Bereich der Stufen St 1a bzw. St 2a positive Werte U′ 1a bzw. U′ 2a zu verzeichnen sind.The change in the slope of the track voltage according to FIG. 4 is shown in FIG . In the area of the step St 1 and St 2 , negative values U ' 1 and U' 2 result , while in the area of the steps St 1 a and St 2 a positive values U ' 1 a and U' 2 a are recorded are.
Die Steilheitsänderung des in Fig. 4 strichpunktiert wiedergegebenen Spannungsverlaufes erkennt man aus der Fig. 5 durch die ebenfalls strichpunktierte Darstellung.The change in slope of the voltage curve shown in phantom in FIG. 4 can be seen from FIG. 5 by the illustration which is also shown in phantom.
Die Messung der Werte liefert unter Berücksichtigung der positiven und negativen Änderung bzw. der Amplitudenänderung Δ U G gesamt somit unabhängig von der Länge des zu überwachenden Gleisabschnittes ein Kriterium für das Besetztwerden und das Freiwerden, also für das Einlaufen und Auslaufen der Achse in den jeweiligen Gleisabschnitt. Taking into account the positive and negative change or the change in amplitude Δ U G total, the measurement of the values provides a criterion for the occupancy and clearance, i.e. for the entry and exit of the axis in the respective track section, regardless of the length of the track section to be monitored .
Bei der Auswertung der zeitlich stufenförmigen Änderungen der Gleisspannung U G zur Ermittlung des Besetzt- bzw. Freizustandes ist es von wesentlicher Bedeutung, daß nach einer positiven stufenförmigen Änderung der Gleisspannung U G zusätzlich überprüft bzw. festgestellt wird, daß der nach dieser Stufe auftretende höhere Wert der Gleisspannung U G auch bestehen bleibt und mindestens 20% oberhalb der vor der Stufe gemessenen Gleisspannung liegt. Hierdurch werden nicht nur während des Besetztzustandes auftretende Störimpulse eliminiert, d. h., diese können nicht zu einer Freianzeige für den Gleisabschnitt führen, sondern es erfolgt damit auch die Zugschlußüberwachung. Wenn nämlich in dem Gleisabschnitt eine Zugtrennung erfolgen sollte, so ergibt sich durch den aus dem Abschnitt ausfahrenden Zugteil eine nur geringe, d. h. kleine Spannungsstufe, da die leitende Verbindung der Gleise 1 und 2 bei geringer Widerstandserhöhung infolge des auslaufenden Zugteiles erhalten bleibt.When evaluating the changes in the track voltage U G over time to determine the occupied or idle state, it is essential that, after a positive step change in the track voltage U G, it is additionally checked or determined that the higher value occurring after this step the track voltage U G also remains and is at least 20% above the track voltage measured in front of the step. This not only eliminates interfering impulses that occur during the occupied state, ie these cannot lead to a clear indication for the track section, but also the train end monitoring is carried out. If, in fact, a train separation should occur in the track section, the train part exiting the section results in only a low, ie small voltage level, since the conductive connection of tracks 1 and 2 is maintained with a slight increase in resistance due to the exiting train part.
In den Fig. 4 und 5 ist gestrichelt der Verlauf der Kurven I und I′ für einen Störimpuls wiedergegeben.In Figs. 4 and 5, the shape of the curves is shown in broken I and I represented 'for a glitch.
In der Praxis wird das Zustandskriterium für den Gleisabschnitt dadurch gewonnen, daß der Besetztimpuls gespeichert wird und der Speicher erst beim Auftreten des Freiimpulses und nachfolgendem bleibendem höherem Wert der Gleisspannung U G gelöscht wird.In practice, the condition criterion for the track section is obtained in that the occupancy pulse is stored and the memory is only cleared when the free pulse occurs and the track voltage U G subsequently remains higher.
Statt der in den Fig. 4 und 5 wiedergegebenen kontinuierlichen Erfassung der Gleisspannung U G ist auch gemäß Fig. 6 eine periodische Abtastung dieser Gleisspannungen möglich. In der Fig. 6 ist nur der Verlauf der Gleisspannung bei guter Bettung U GBg wiedergegeben, wobei durch die eingetragenen Pfeile die einzelnen Takte des Abtastens angedeutet sind. Man erkennt, daß im Bereich der Stufe St 1 negative Werte Δ U G zwischen den Abtastungen auftreten, während die Δ U G - Werte bei der Stufe St 2 positiv sind. Die Δ U G -Werte können bei der Abtastung auch zu Δ U G gesamt summiert und gespeichert werden. Auch hier gilt, daß nach einer Folge von negativen Δ U G -Werten der Besetztzustand so lange erhalten bleibt, bis eine Folge von positiven Δ U G -Werten ermittelt und nachfolgend die Aufrechterhaltung des höheren Gleisspannungswertes festgestellt wird.Instead of the continuous detection of the track voltage U G shown in FIGS. 4 and 5, periodic scanning of these track voltages is also possible in accordance with FIG. 6. In FIG. 6, only the course of the track voltage with good bedding U GBg is shown , the individual cycles of the scanning being indicated by the arrows. It can be seen that in the area of stage St 1 negative values Δ U G occur between the scans, while the Δ U G values in stage St 2 are positive. The Δ U G values can also be totaled and stored to give Δ U G in total during the scan. Here, too, it applies that after a sequence of negative Δ U G values, the occupied state is maintained until a sequence of positive Δ U G values is determined and the maintenance of the higher track voltage value is subsequently established.
Änderungen der Abtastwerte, wie sie sich durch den gestrichelt in Fig. 4 wiedergegebenen Störimpuls I ergeben, führen somit nicht zu einer Aufhebung der Besetztanzeige.Changes in the sampled values, as they result from the interference pulse I shown in dashed lines in FIG. 4, therefore do not lead to a cancellation of the busy display.
Die Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen Messung der Gleisspannung U G ist in Fig. 7 in Verbindung mit einem Gleisabschnitt gemäß der Fig. 1 oder der Fig. 3 wiedergegeben.The circuit arrangement for the continuous measurement of the track voltage U G is shown in FIG. 7 in connection with a track section according to FIG. 1 or FIG .
An die Meßpunkte 6 und 7 der Gleise 1 und 2 in Fig. 1, also unmittelbar vor den Isolierstößen 4 und in Fig. 3 am Ort des elektronischen Trennstoßes T 4, ist ein Meßwertaufnehmer 9 angeschlossen, welcher mit einer Schaltung zur Differenzierung des Spannungsverlaufes der Gleisspannung in Abhängigkeit von der Zeit, also der Steilheit S= ausgerüstet ist.At the measuring points 6 and 7 of the tracks 1 and 2 in Fig. 1, so immediately before the insulating joints 4 and in Fig. 3 at the location of the electronic separating joint T 4 , a transducer 9 is connected, which with a circuit for differentiating the voltage curve of the Track voltage as a function of time, i.e. the steepness S =.
Der Meßwertaufnehmer 9 ist weiter mit einem Speicher 9 a für die laufende Registrierung eines einstellbaren, jeweils zeitlich letzten Abschnittes des gemessenen Spannungsverlaufes und mit einer Einrichtung zum Vergleich der jeweilig ersten und letztregistrierten Werte ausgerüstet. Er spricht bei positiven Änderungen der Vergleichswerte von mehr als 20% an, um für die Freianzeige notwendige Signale weiterzuleiten.The transducer 9 is further equipped with a memory 9, a for the current registration of an adjustable, each time the last portion of the measured voltage curve and means for comparing the respective first and last registered values. It responds to positive changes in the comparison values of more than 20% in order to pass on the signals necessary for the free display.
An den Meßwertaufnehmer 9 ist außerdem eine Vergleichseinrichtung 10 angeschlossen, in welcher die positiven sowie negativen Steilheitswerte erfaßt sowie mit einem vorgegebenen von der maximal möglichen Bettungsänderung abhängigen Steilheitswert verglichen werden. Die Meßeinrichtung 10 a für negative Steilheitswerte sowie die Meßeinrichtung 10 b für positive Steilheitswerte sind über Schalter 11 und 12 mit einem Speicher 13 verbunden, welcher die jeweils übertragenen Meßwerte getrennt speichert. A comparison device 10 is also connected to the measured value sensor 9 , in which the positive and negative slope values are recorded and compared with a predetermined slope value dependent on the maximum possible change in bedding. The measuring device 10 a for negative slope values and the measuring device 10 b for positive slope values are connected via switches 11 and 12 to a memory 13 which stores the respective measured values transmitted separately.
Die Schalter 11 und 12 werden über die eigentliche Vergleichseinrichtung 10 c und eine hiermit verbundene Betätigungseinrichtung 14 nur dann in die Schließstellung überführt, wenn die gemessenen Steilheitswerte größer sind als der vorgegebene Minimalwert.The switches 11 and 12 are only transferred through the actual comparison means 10 c and connected thereto actuating device 14 into the closed position if the measured slope values are greater than the predetermined minimum value.
Die aus der Meßeinrichtung 10 a übertragenen Werte negativer Steigung bleiben in dem Speicher 13 so lange gespeichert, bis über die Meßeinrichtung 10 b positive Werte der Steigung in den Speicher übertragen werden.From the measuring means 10 a negative slope values transmitted will be stored so long in the memory 13 until on the measuring means 10 b are positive values of the slope are transmitted to the memory.
Um den Einfluß von Störimpulsen mit positiver Steigung und den Einfluß positiver Stufen geringerer Höhe als 20% des Ausgangswertes zu vermeiden, ist zwischen der Meßeinrichtung 10 b und dem Speicher 13 eine auch mit dem Vergleichsspeicher 9 a verbundene Verzögerungsschaltung 15 vorgesehen, welche die Weiterleitung positiver Steilheitswerte unterdrückt, wenn diese Werte nicht über eine einstellbare Mindestdauer bestehen bleiben und wenn die Stufenhöhe unterhalb obengenannter Werte liegt. Die einstellbare Mindestdauer muß kürzer sein als die Dauer der Steilheitsänderung der Gleisspannung U G , welche bei der höchstmöglichen Geschwindigkeit einer den Gleisabschnitt einlaufenden Achse in der Praxis auftritt.In order to avoid the influence of interference pulses with a positive slope and the influence of positive steps a lower level than 20% of the initial value, is connected between the measuring device 10 b and the memory 13 a also with reference memory 9 is provided a connected delay circuit 15, which the forwarding positive slope values suppressed if these values do not persist for an adjustable minimum period and if the level is below the above values. The adjustable minimum duration must be shorter than the duration of the change in slope of the track voltage U G , which occurs in practice at the highest possible speed of an axis entering the track section.
Der Speicher 13 ist mit einer Besetzt- und einer Freianzeige 16 bzw. 17 verbunden. Die Besetztanzeige 16 bleibt so lange erhalten, wie in dem Speicher 13 negative Steilheitswerte gespeichert sind. Diese Werte werden erst gelöscht, wenn über die Verzögerungsschaltung 15 positive Steilheitswerte in den Speicher 13 eingespeist werden.The memory 13 is connected to an occupied and a vacant display 16 and 17 , respectively. The busy display 16 is retained as long as negative slope values are stored in the memory 13. These values are only deleted when positive slope values are fed into the memory 13 via the delay circuit 15.
Ähnlich wie die Schaltung nach Fig. 7 arbeitet die Schaltung nach Fig. 8, in welcher wiederum für die jeweils gleichen Teile auch die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.The circuit according to FIG. 8 operates in a similar way to the circuit according to FIG. 7, in which the same reference numerals are again used for the same parts in each case.
Bei der Schaltung nach Fig. 8 erfolgt eine periodische Abtastung der Gleisspannung U G . Zu diesem Zweck ist der Meßwertaufnehmer 9 mit einem Taktgenerator 18 verbunden, um in periodischen einstellbaren Abständen jeweils die Gleisspannung U G an den Meßpunkten 6 und 7 abzutasten. Der Meßwertaufnehmer 9 ist wie in Fig. 7 und aus den dort beschriebenen Gründen mit dem Speicher 9 a mit Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der jeweils ersten und letzten registrierten Werte und mit einem weiteren Speicher 19 verbunden, der die Folge einer einstellbaren Anzahl der letzten aufeinanderfolgenden Meßwerte registriert und einer Vergleichseinrichtung 20 zuleitet. In der Vergleichseinrichtung werden die Spannungsdifferenzen der aufeinanderfolgenden abgetasteten Werte mit einem einstellbaren Mindestwert verglichen, wobei dieser Mindestwert von der maximal möglichen Bettungsänderung des Gleisabschnittes abhängig ist. Übersteigen die Differenzwerte aufeinanderfolgender Meßwerte der Gleisspannung U G den eingestellten Vergleichswert, so werden diese bei negativen Änderungen dem Speicher 21 und bei positiven Änderungen dem Speicher 22 zugeleitet. Die Speicher 21 und 22 sind mit einem weiteren Speicher 13 entsprechend dem Speicher 13 der Fig. 7 verbunden, in welchem die aus dem Speicher 21 übertragenen Werte so lange gespeichert bleiben, bis diesem aus dem Speicher 22 positive Werte zugeleitet werden.In the circuit according to FIG. 8, the track voltage U G is periodically sampled. For this purpose, the transducer 9 is connected to a clock generator 18 in order to sample the track voltage U G at the measuring points 6 and 7 at periodic adjustable intervals. The transducer 9 is connected as in Fig. 7, and from the described therein reasons with the memory 9 a with comparison means for comparing the first and last registered values and a further memory 19 which records the result of an adjustable number of the last successive measurements and a comparison device 20. In the comparison device, the voltage differences of the successive scanned values are compared with an adjustable minimum value, this minimum value being dependent on the maximum possible change in bedding of the track section. If the difference values of successive measured values of the track voltage U G exceed the set comparison value, they are fed to the memory 21 in the case of negative changes and to the memory 22 in the case of positive changes. The memories 21 and 22 are connected to a further memory 13 corresponding to the memory 13 of FIG. 7, in which the values transferred from the memory 21 remain stored until positive values are fed to it from the memory 22.
Zwischen dem Speicher 22 und dem Speicher 13 ist wiederum eine Verzögerungsschaltung 15 vorgesehen, welche die in dem Speicher 22 gespeicherten positiven Werte nur dann an den Speicher 13 weiterleitet, wenn nach einer Folge positiver Werte eine weitere Spannungsänderung nicht auftritt, d. h., daß die Gleisspannung auf dem nach der Folge positiver Werte höheren Spannungswert bleibt und der Vergleichsspeicher 9 a einen Spannungsanstieg von mehr als 20% des Ausgangswertes registriert.Between the memory 22 and the memory 13 there is again a delay circuit 15 which forwards the positive values stored in the memory 22 to the memory 13 only if, after a sequence of positive values, no further voltage change occurs, ie the track voltage is on the voltage value remains higher after the sequence of positive values and the comparison memory 9 a registers a voltage increase of more than 20% of the initial value.
Der Speicher 13 ist analog der Schaltung 7 mit einer Besetztanzeige 16 bzw. Freianzeige 17 verbunden, wobei die Besetztanzeige wiederum so lange erhalten bleibt, wie negative Steilheitswerte in dem Speicher 13 gespeichert sind.The memory 13 is connected to a busy display 16 or vacant display 17 in a similar manner to the circuit 7 , the busy display again being retained as long as negative slope values are stored in the memory 13.
Bei dem beschriebenen Verfahren bzw. bei der Erfassung der stufenweisen Änderung der Gleisspannung ist ohne Probleme eine Spannungsverstärkung am Ende des Gleisabschnittes möglich, da zur Erfassung der Stufen kein Vergleich mit einer Bezugsspannung vorgenommen werden muß. Durch eine Spannungsverstärkung am Ende des Gleisabschnittes ist es möglich, einen entsprechend längeren Gleisabschnitt zu überwachen.With the described method or with the acquisition the gradual change of the track voltage is without Problems with increasing the tension at the end of the track section possible, as there is no Comparison can be made with a reference voltage got to. By increasing the tension at the end of the track section it is possible to have a correspondingly longer one Monitor track section.
Claims (5)
- - daß die Steilheit (dU G /dt) zeitlich stufenförmiger Änderungen der Gleisspannung (U G ) am Ende des jeweiligen Abschnittes gemessen und mit einer vorgegebenen, durch die Bettungsänderung maximal möglichen Spannungsänderung pro Zeiteinheit verglichen wird, und bei negativer Stufe mit größerer Steilheit als bei maximaler Bettungsänderung der Besetztzustand angezeigt, und
- - daß der Wert der Amplitude im Besetztzustand gemessen und die Anzeige gespeichert wird und erst nach einer positiven Stufe größerer Steilheit als bei maximaler Bettungsänderung und einer Amplitudenänderung größer als 20% der Amplitude im Besetztzustand und bei Konstanz des durch die Stufe erhöhten Spannungswertes der Freizustand angezeigt wird.
- - that the steepness (d U G / d t ) of temporally gradual changes in the track voltage (U G ) is measured at the end of the respective section and compared with a predetermined, maximum possible voltage change per unit of time due to the bedding change, and with a negative level with greater steepness than when the bedding was changed to the maximum, the occupied status is displayed, and
- - that the value of the amplitude is measured in the occupied state and the display is saved and that the free state is only displayed after a positive step greater than the maximum bedding change and an amplitude change greater than 20% of the amplitude in the occupied state and when the voltage value increased by the step remains constant .
- - mit durch Gleisstromkreise mit oder ohne Isolierstöße gebildete Gleisabschnitte bestimmter Länge (l GK),
- - mit einer Gleich- oder Wechselspannungseinspeisung am Abschnittsanfang,
- - mit einem Meßwertaufnehmer (9) am Ende eines Abschnittes,
- - mit einer Anzeige zur Frei- oder Besetztmeldung (17, 16),
- - with track sections of a certain length (l GK ) formed by track circuits with or without insulating joints,
- - with a DC or AC voltage supply at the beginning of the section,
- - with a transducer ( 9 ) at the end of a section,
- - with a display for free or occupied messages ( 17, 16 ),
- - daß die Gleisspannung (U G ) von dem Meßwertaufnehmer (9) periodisch abgetastet wird,
- - daß der Meßwertaufnehmer (9) die Meßwerte einem Speicher (19) zuführt,
- - daß der Speicher (19) die Folge einer Mehrzahl der jeweils letzten aufeinanderfolgenden Meßwerte registriert,
- - daß der Speicher (19) ausgangsseitig an eine Vergleichseinrichtung (20) angeschlossen ist, welche die gespeicherten aufeianderfolgenden Meßwerte mit einem vorgegebenen von der maximal möglichen Bettungsänderung abhängigen Wert vergleicht,
- - daß die Vergleichseinrichtung (20) mit einem weiteren Speicher (21; 22) verbunden ist, der die jeweiligen Folgen sich positiv sowie negativ ändernder oberhalb des Vergleichswertes liegender und auch der konstant bleibenden Meßwerte getrennt registriert,
- - daß der weitere Speicher (21; 22) mit einer Frei- und Besetztanzeige (17; 16) verbunden ist,
- - daß die Besetztanzeige (16) bei einer Folge sich negativ ändernder Meßwerte anspricht und erhalten bleibt und
- - daß die Freianzeige (17) nach einer Folge sich positiv ändernder Meßwerte und anschließenden etwa gleichbleibenden und mindestens 20% oberhalb der Meßwerte vor der positiven Folge liegenden Spannungswerten anspricht.
- - that the track voltage (U G ) is scanned periodically by the transducer ( 9),
- - that the transducer ( 9 ) feeds the measured values to a memory ( 19 ),
- - That the memory ( 19 ) registers the sequence of a plurality of the respectively last successive measured values,
- - That the memory ( 19 ) is connected on the output side to a comparison device (20 ) which compares the stored successive measured values with a predetermined value dependent on the maximum possible change in bedding,
- - That the comparison device (20 ) is connected to a further memory ( 21; 22 ) which separately registers the respective consequences of positively and negatively changing measured values above the comparison value and also those that remain constant,
- - That the further memory ( 21; 22 ) is connected to a free and occupied display ( 17; 16 ),
- - That the busy indicator ( 16 ) responds to a sequence of negatively changing measured values and is retained and
- - That the free display ( 17 ) responds after a sequence of positively changing measured values and subsequent approximately constant voltage values that are at least 20% above the measured values before the positive sequence.
- - mit durch Gleisstromkreise mit oder ohne Isolierstöße gebildete Gleisabschnitte bestimmter Länge (l GK ),
- - mit einer Gleich- oder Wechselspannungseinspeisung am Abschnittsanfang,
- - mit einem Meßwertaufnehmer (9) am Ende eines Abschnittes,
- - mit einer Anzeige zur Frei- oder Besetztmeldung (17, 16),
- - with track sections of a certain length (l GK ) formed by track circuits with or without insulating joints,
- - with a DC or AC voltage supply at the beginning of the section,
- - with a transducer ( 9 ) at the end of a section,
- - with a display for free or occupied messages ( 17, 16 ),
- - daß die Gleisspannung (U G ) von dem Meßwertaufnehmer (9) kontinuierlich erfaßt wird,
- - daß der Meßwertaufnehmer (9) die Meßwerte einem Speicher (9 a) zuführt,
- - daß der Speicher (9 a) die Werte des jeweils letzten Verlaufabschnittes der Gleisspannung registriert,
- - daß der Speicher (9 a) mit einer Einrichtung zum Vergleich der jeweils ersten und letztregistrierten Werte ausgerüstet ist,
- - daß der Meßwertaufnehmer (9) außerdem mit einer Schaltung zur Differenzierung des gemessenen Spannungsverlaufes verbunden ist,
- - daß sich an die Schaltung zum Differenzieren eine Vergleichseinrichtung (10) anschließt, welche die Werte der Diffrenzierung mit vorgegebenen von der maximal möglichen Bettungsänderung abhängigen Werten vergleicht,
- - daß die Vergleichseinrichtung (10) mit einem weiteren Speicher (13) verbunden ist, der die oberhalb der Vergleichswerte liegenden positiven und negativen Werte der Differenzierung getrennt registriert,
- - daß der weitere Speicher (13) mit einer Frei- und Besetztanzeige (17; 16) verbunden ist,
- - daß die Besetztanzeige (16) bei negativen Werten der Differenzierung größer als die Vergleichswerte anspricht und erhalten bleibt und
- - daß die Freianzeige (17) nach sich positiv ändernden Werten der Differenzierung oberhalb der Vergleichswerte und einem nachfolgenden etwa gleichbleibenden oberen Spannungswert anspricht, der mindestens 20% oberhalb der Gleisspannung liegt, welche vor den sich positiv ändernden Werten der Differenzierung gemessen wurde.
- - that the track voltage (U G ) is continuously recorded by the transducer ( 9),
- - That the transducer ( 9 ) feeds the measured values to a memory ( 9 a) ,
- - that the memory ( 9 a) registers the values of the last section of the track voltage,
- - That the memory ( 9 a) is equipped with a device for comparing the respective first and last registered values,
- - That the transducer ( 9 ) is also connected to a circuit for differentiating the measured voltage curve,
- - that the circuit for differentiation is followed by a comparison device (10 ) which compares the values of the differentiation with predetermined values dependent on the maximum possible change in bedding,
- - That the comparison device (10 ) is connected to a further memory ( 13 ) which separately registers the positive and negative values of the differentiation above the comparison values,
- - That the further memory ( 13 ) is connected to a free and occupied display ( 17; 16 ),
- - that the busy indicator ( 16 ) responds to negative values of the differentiation greater than the comparison values and is retained and
- - That the free display ( 17 ) responds to positively changing values of the differentiation above the comparison values and a subsequent approximately constant upper voltage value which is at least 20% above the track voltage, which was measured before the positively changing values of the differentiation.
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| DE19873732159 DE3732159A1 (en) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | Method and circuit arrangement for monitoring track sections in railway systems |
Applications Claiming Priority (1)
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