DE4403981A1 - System for transferring control data to track-bound vehicles - Google Patents

System for transferring control data to track-bound vehicles

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Helmut Dipl Ing Uebel
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Alcatel Lucent Deutschland AG
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Alcatel SEL AG
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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal
    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61L2205/04—Satellite based navigation systems, e.g. GPS

Description

Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a data transmission system according to the Preamble of claim 1.

Eine Übertragung von Steuerungsdaten auf spurgebundene Fahrzeuge ist dort erforderlich, wo derartige Fahrzeuge ganz oder teilweise automatisch gesteuert werden sollen oder wo an der Strecke verfügbare Signalinformation auf den Führerständen der Fahrzeuge angezeigt werden soll.A transfer of control data to track-bound vehicles is required where such vehicles in whole or in part should be controlled automatically or where on the route available signal information on the driver's cabs of the vehicles should be displayed.

Eine Einrichtung zur induktiven Übertragung von Steuerungsimformation mittels kurzer Linienleiterschleifen ist z. B. aus der DE-OS 41 32 786 bekannt. Anstelle von Linienleiterschleifen sind auch bekannte, kompakte Übertragungseinrichtungen, sogenannte Balisen, zur Datenübertragung einsetzbar.A device for the inductive transmission of Control information using short line conductor loops is e.g. B. known from DE-OS 41 32 786. Instead of line conductor loops are also known, compact transmission devices, so-called Balises, can be used for data transmission.

Da einerseits spurgebundene Fahrzeuge, z. B. Eisenbahnfahrzeuge, auf den meisten Strecken in beiden Richtungen verkehren und dabei an keine bestimmte fahrzeugbezogene Fahrtrichtung (vorwärts oder rückwärts) gebunden sein sollen, andererseits die auf ein Fahrzeug zu übertragenden Steuerungsdaten von der Fahrtrichtung auf der Strecke abhängen, ist es notwendig, die Zuordnung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu einer bestimmten Streckenzählrichtung, die z. B. die Hauptfahrtrichtung sein kann, zu kennen.On the one hand, track-bound vehicles, e.g. B. railway vehicles Most routes run in both directions and on no specific vehicle-related direction of travel (forward or backward), on the other hand, to a vehicle control data to be transmitted from the direction of travel on the  Route depend, it is necessary to assign the direction of travel of the vehicle to a certain distance counting direction, e.g. B. the Main direction of travel can be known.

Um dies sicherzustellen, ist es z. B. aus der o.g. Druckschrift bekannt, die Drehrichtung der Räder eines Fahrzeuges und damit dessen fahrzeugbezogene Fahrtrichtung zu erfassen und diese der auf die Strecke bezogenen, aktuellen Fahrtrichtung zuzuordnen. Letztere ermittelt das Fahrzeug durch Auslesen von hintereinander an der Strecke angeordneten, punktförmig oder linienförmig wirkenden Übertragungseinrichtungen. Diesen sind Kennungen zugeordnet, die auf das Fahrzeug übertragen werden und deren Reihenfolge das Fahrzeug auswertet. So signalisiert z. B. die Reihenfolge A-B der Kennungen zweier Übertragungseinrichtungen dem Fahrzeug, daß dieses sich in Aufwärts-Zählrichtung entlang der Strecke bewegt und somit die der Aufwärts-Zählrichtung zugeordneten Steuerungsdaten gültig sind, während die Kennungsreihenfolge B-A die entgegengesetzte Richtung angibt, bei der die der Abwärts-Zählrichutng zugeordneten Steuerungsdaten gültig sind.To ensure this, it is e.g. B. from the above Publication known the direction of rotation of the wheels of a vehicle and thus to record its vehicle-related direction of travel and this on assign the route-related, current direction of travel. Latter determines the vehicle by reading one after the other on the Line arranged, punctiform or linear acting Transmission facilities. These are assigned identifiers that transferred to the vehicle and their order that Vehicle evaluates. So z. B. the order A-B of Identifiers of two transmission devices the vehicle that this moves in the up-counting direction along the route and thus the control data assigned to the up-count direction is valid are, while the identifier order B-A is the opposite Direction indicates the direction assigned to the down counting direction Control data are valid.

Abgesehen davon, daß die Verwendung jeweils zweier Übertragungseinrichtungen an jedem Datenübertragungspunkt relativ aufwendig ist, hat die Anordnung hintereinander den Nachteil, daß ein Fahrzeug erst dann Kenntnis über seine Fahrtrichtung hat, wenn es beide Übertragungseinrichtungen passiert hat. Bei Stillstand eines Fahrzeuges auf einer Übertragungseinrichtung oder zwischen beiden Übertragungseinrichtungen ist keine sichere Richtungsfeststellung möglich und damit die Auswertung von Steuerungsdaten unzulässig.Apart from the fact that the use of two Transmission facilities at each data transmission point relative is complex, the arrangement one behind the other has the disadvantage that a vehicle only knows its direction of travel if it has passed both transmission facilities. At standstill of a vehicle on a transmission device or between Neither transmission facility is a safe one Direction determination possible and thus the evaluation of Control data not allowed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrtrichtungszuordnung zwischen Fahrzeug und Strecke zu ermöglichen, die keine Doppelverlegung von Übertragungseinrichtungen oder besonderen Kennungsgebern mehr erfordert. The invention has for its object a Direction assignment between vehicle and route too allow that no double laying of Transmission facilities or special identifiers more required.  

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The object is achieved by the features of patent claim 1.

Durch die Übertragung einer geographischen Richtung zusammen mit den für diese Fahrtrichtung geltenden Steuerungsdaten und der Ausstattung der Fahrzeuge mit bordeigenen, einfachen Navigationsmitteln ist es jedem Fahrzeug möglich, seine eigene Fahrtrichtung mit der übertragenen geographischen Richtung zu vergleichen, Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung festzustellen und danach zu entscheiden, welche Steuerungsdaten für die aktuelle Fahrtrichtung gültig sind. Da die aktuelle Fahrtrichtung nicht mehr durch Auswertung der Kennungen hintereinander verlegter Übertragungseinrichtungen ermittelt zu werden braucht, genügt eine Übertragungseinrichtung an jedem Datenübertragungspunkt. Mit dieser einen Übertragungseinrichtung werden Steuerungsdaten für eine oder für beide Fahrtrichtungen übertragen. Die Feststellung welche Steuerungsdaten für eine bestimmte Fahrtrichtung gültig sind, läßt sich auch im Stillstand vornehmen.By transmitting a geographical direction together with the control data applicable for this direction of travel and the Equipping the vehicles with on-board, simple Each vehicle can use its own means of navigation Direction of travel with the transmitted geographic direction compare, match or mismatch determine and then decide which control data for the current direction of travel are valid. Because the current Direction of travel no longer by evaluating the identifiers successively installed transmission facilities determined a transmission device on each is sufficient Data transfer point. With this one transmission device are control data for one or both directions transfer. The determination of which control data for a certain direction of travel are valid, can also be at a standstill make.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

So betreffen die Ansprüche 2 und 3 die auf den Fahrzeugen vorzusehenden Navigationsmittel, die wegen der nur geringen Genauigkeitsanforderungen - es braucht nur zwischen zwei um 180° voneinander verschiedenen Richtungen unterschieden zu werden - sehr einfach ausgebildet sein können.So claims 2 and 3 relate to those on the vehicles provided means of navigation, because of the low Accuracy requirements - it only takes between 180 ° to be differentiated from each other - very can be easily trained.

Die Ansprüche 4, 5 und 6 betreffen eine einfache Möglichkeit, eine geographische Richtungsangabe auf ein Fahrzeug zu übertragen und den Vergleich einer auf dem Fahrzeug ermittelten geographischen Richtung mit der durch die Richtungsangabe übertragenen Richtung mit der erforderlichen, geringen Genauigkeit durchzuführen. Bei Einteilung der Windrose entsprechend Anspruch 5 läßt sich die geographische Richtungsangabe mit Hilfe von nur 3 bit innerhalb eines Datentelegrammes auf ein Fahrzeug übertragen. Claims 4, 5 and 6 relate to a simple possibility of a transfer geographic direction to a vehicle and the comparison of a geographical determined on the vehicle Direction with the direction transmitted by the direction specification with the required low accuracy. At Classification of the compass rose according to claim 5 can geographic direction with the help of only 3 bits within transmit a data telegram to a vehicle.  

Die in Anspruch 7 beschriebene Ausgestaltung des Datenübertragungssystems nach der Erfindung erlaubt die Steuerung von Fahrzeugen auf einer Strecke, unabhängig von ihrer Fahrtrichtung, mit Hilfe jeweils einer Übertragungseinrichtung pro Übertragungsort.The embodiment of the described in claim 7 Data transmission system according to the invention allows control of vehicles on a route regardless of theirs Direction of travel, with the help of one transmission device per Transfer location.

Anspruch 8, schließlich, betrifft eine Maßnahme, die eine Korrektur von Abweichungen der auf den Fahrzeugen befindlichen Navigationsmittel ermöglicht. Kompaßabweichungen infolge magnetischer Einflüsse (Deviation) oder Abweichungen infolge Coriolisbeschleunigung bei hohen Fahrtgeschwindigkeiten lassen sich damit erfassen und, falls gewünscht, korrigieren.Claim 8, finally, relates to a measure requiring a correction of deviations from those on the vehicles Navigation means enabled. Compass deviations as a result magnetic influences (deviation) or deviations as a result Coriolis acceleration at high speeds can be record it and correct it if desired.

Anhand einer Figur soll nun ein Ausführungsbeispiel des Datenübertragungssystems nach der Erfindung beschrieben und seine Funktion erklärt werden.On the basis of a figure, an embodiment of the Data transmission system according to the invention and described Function explained.

Die Figur zeigt schematisch die Anordnung von Datenübertragungseinrichtungen an der Strecke, die Gewinnung und Codierung der jeweils zu übertragenden geographischen Richtungen und ihre Übertragung innerhalb der die Steuerungsdaten enthaltenden Datentelegramme.The figure shows the arrangement of Data transmission facilities along the route, extraction and Coding of the geographic directions to be transmitted in each case and their transmission within that containing the control data Data telegrams.

In der Figur ist ein Gleis GL einer Eisenbahnstrecke mit Signalen S1, S2 und verschiedenen, punktförmig wirkenden Übertragungseinrichtungen, Balisen B1 und B2, und einer kurzen Linienleiterschleife LS dargestellt. Die Übertragungseinrichtungen sind dabei nur für das hier beschriebene Ausführungsbeispiel unterschiedlich gewählt. In der Praxis wird man nur eine Art von Übertragungseinrichtung einsetzen, um nicht mehrere unterschiedliche Empfangseinrichtungen auf den Fahrzeugen vorsehen zu müssen. Das Gleis kann sowohl in seiner Hauptfahrtrichtung HF als auch in Gegenrichtung befahren werden. Die Signalinformation SJ des für die Hauptfahrtrichtung geltenden Signals S1 wird mittels der Balise B1 auf vorüberfahrende Fahrzeuge übertragen. In the figure is a track GL of a railway line with signals S1, S2 and various, point-acting Transmission facilities, balises B1 and B2, and a short one Line conductor loop LS shown. The transmission facilities are only for the embodiment described here chosen differently. In practice you only get one type of Use the transmission device to avoid several Provide different reception facilities on the vehicles to have to. The track can be HF in its main direction of travel as well as in the opposite direction. The signal information SJ of the signal S1 applicable to the main direction of travel is determined by means of transfer the Balise B1 to passing vehicles.  

Die Fahrzeuge nehmen dort Datentelegramme auf, die die Form des in der Figur wiedergegebenen Datentelegrammes DT haben, in dem der enthaltenen Signalinformation SJ eine codierte geographische Richtungsangabe RA vorangestellt ist, die z. B. vermessungstechnisch ermittelt wurde und in der Übertragungseinrichtung signaltechnisch sicher gespeichert ist.The vehicles record data telegrams there, which are in the form of the of the figure reproduced data telegram DT, in which the contained signal information SJ an encoded geographical Directional information RA is preceded, the z. B. measurement technology was determined and signaling in the transmission device is stored securely.

Am Signal S1 ist die Richtungsangabe der Richtung R1 zugeordnet, die hier der Hauptfahrtrichtung HF entspricht und einen bestimmten Winkel mit der geographischen Nord-Richtung (Nordpfeil N) einschließt. Die Richtungsangabe enthält, dual codiert, die Nummer eines Sektors einer in der Figur, oben, dargestellten Windrose. Die Windrose ist hier in 8 Sektoren zu je 45° aufgeteilt. Die Sektoren 1 bis 8 sind mit römischen Ziffern bezeichnet.The direction of signal R1 is assigned to direction R1, which corresponds to the main direction of travel HF and a specific one Angle with the geographical north direction (north arrow N) includes. The directional information contains the number in dual-coded form a sector of a compass rose shown in the figure, above. The Wind rose is divided into 8 sectors with 45 ° each. The sectors 1 to 8 are identified with Roman numerals.

Die von der Balise B1 übertragene Richtungsangabe RA gibt die Sektorennummer VI wieder, somit denjenigen Sektor der Windrose, der die Richtung R1 enthält.The directional information RA transmitted by the Balise B1 gives the Sector number VI again, that is the sector of the wind rose that which contains direction R1.

Die kurze Linienleiterschleife LS ist dem Signal S2 und damit der Richtung R2 zugeordnet. Da die Richtung R2 mit der Nordrichtung einen Winkel von etwas mehr als 45° einschließt, fällt sie in den Sektor II der Windrose. Die Richtungsangabe besteht somit aus einer dual codierten 2. Die Balise B2, schließlich, dient der Übertragung von allgemeiner Streckeninformation (Streckenhöchstgeschwindigkeit, Entfernung zum nächsten Signal etc.). Sie überträgt Information für beide Fahrtrichtungen und gibt, z. B. abwechselnd nacheinander, Datentelegramme für die Richtung R1 und für die Richtung R2 aus. Die Datentelegramme enthalten, je nachdem, für welche Richtung die übertragene Information SJ gültig ist, als Richtungsangabe eine dual codierte 6 oder eine dual codierte 2. The short line conductor loop LS is the signal S2 and thus the Assigned direction R2. Since the direction R2 with the north direction encloses an angle of a little more than 45 °, it falls into the Sector II of the wind rose. The direction is therefore made up of a dual coded 2. The Balise B2, finally, is used for transmission of general route information (maximum route speed, Distance to the next signal etc.). It transmits information for both directions of travel and there, e.g. B. alternately one after the other, Data telegrams for the R1 direction and for the R2 direction. The data messages contain, depending on which direction the transmitted information SJ is valid as a direction dual coded 6 or a dual coded 2.  

Ein Fahrzeug, das die Strecke befährt, stellt mit Hilfe der an Bord befindlichen Navigationsmittel seine aktuelle Fahrtrichtung fest und vergleicht diese mit der jeweils empfangenen Richtungsangabe. Fällt die eigene Fahrtrichtung in den durch die übertragene Richtungsangabe bezeichneten Sektor oder einen der beiden benachbarten Sektoren, so sind die zusammen mit der Richtungsangabe übertragenen Steuerungsdaten für die aktuelle Fahrtrichtung gültig. Fällt die Fahrtrichtung in einen der anderen Sektoren so werden die Steuerungsdaten nicht ausgewertet.A vehicle that drives the route uses the on board navigation means located its current direction of travel and compares this with the direction information received. If your own direction of travel falls in the direction of the transmitted one Direction specified sector or one of the two neighboring sectors, they are together with the direction transmitted control data valid for the current direction of travel. If the direction of travel falls into one of the other sectors, the Control data not evaluated.

Ein von links nach rechts auf dem dargestellten Gleis fahrendes Fahrzeug wird demnach die für die Gegenrichtung gültigen Steuerungsdaten der Balise B1 nicht beachten. An der Balise B2 wird es Steuerungsdaten auswerten, die in Datentelegrammen DT1 mit der Richtungsangabe für die Richtung R2 übertragen werden. An der kurzen Linienleiterschleife LS übertragene Steuerungsdaten, die Signalinformation des Signals S2 enthalten und für die Fahrtrichtung R2 gültig sind, wird es empfangen und auswerten.One moving from left to right on the track shown The vehicle therefore becomes the one valid for the opposite direction Disregard the control data of the Balise B1. At the Balise B2 it evaluate control data, which in data telegrams DT1 with the Direction information for the direction R2 are transmitted. At the short line conductor loop LS transmitted control data that Signal information of the signal S2 included and for the Direction of travel R2 are valid, it will be received and evaluated.

Die Gefahr, daß, z. B. bei Verwendung eines Magnetkompasses auf einem Fahrzeug, Beeinflussungen des Kompasses zu Fehlern führen, ist gering, da ein Fehler bis zu 45° tolerierbar ist und auch noch keine Abschaltung der automatischen Steuerung verursacht. Erst Kompaßabweichungen über 90° können zu unerkannten Fehlern führen. Derart große Abweichungen dürfen aber ausgeschlossen werden, wenn der Kompaß so auf dem Fahrzeug angeordnet wird, daß er während des Fahrbetriebs nicht zugänglich ist und deshalb nicht versehentlich beeinflußt werden kann.The risk that, for. B. when using a magnetic compass a vehicle, influences of the compass lead to errors, is low because an error up to 45 ° is tolerable and also no automatic control shutdown caused. First Compass deviations over 90 ° can lead to undetected errors. Such large deviations may be excluded, however the compass is placed on the vehicle so that during the Is not accessible and therefore not accidentally can be influenced.

Um Kompaßabweichungen, die bei einem Magnetkompaß durch hohe Ströme oder ungleich verteilte, magnetisch wirksame Massen auf dem Fahrzeug bedingt sind, korrigieren zu können, kann anstelle der Sektorenangabe als geographische Richtungsangabe an einzelnen Übertragungseinrichtungen auch die genaue geographische Richtung der Strecke übertragen werden. Das gleiche gilt für die Transportauswanderung bei Verwendung eines Kreiselkompasses.To compass deviations caused by high magnetic compasses Currents or unevenly distributed, magnetically active masses on the Vehicle can be corrected instead of Sector information as a geographical direction on individual Transmission facilities also include the exact geographic direction the route are transmitted. The same goes for the Transport emigration when using a gyrocompass.

Claims (8)

1. System zur Übertragung von fahrtrichtungsbezogenen Steuerungsdaten (SJ) auf spurgebundene Fahrzeuge mit Hilfe punktförmig oder linienförmig wirkender Übertragungseinrichtungen (B1, B2, LS), dadurch gekennzeichnet, daß die von den Übertragungseinrichtungen übertragenen Steuerungsdaten eine Richtungsangabe (RA) enthalten, aus der die geographische Richtung der Fahrt, für die die Steuerungsdaten maßgebend sind, ersichtlich ist, daß auf den Fahrzeugen Navigationsmittel vorgesehen sind, die die geographische Richtung der Fahrt ermitteln und daß Steuerungsdaten nur dann für gültig erachtet und zur Steuerung verwendet werden, wenn die auf dem Fahrzeug ermittelte geographische Richtung mit der aus der übertragenen Richtungsausgabe ersichtlichen geographischen Richtung wenigstens grob übereinstimmt.1. System for the transmission of direction-related control data (SJ) to track-bound vehicles with the aid of point-like or line-shaped transmission devices (B1, B2, LS), characterized in that the control data transmitted by the transmission devices contain a direction (RA) from which the geographical Direction of the trip, for which the control data are decisive, it can be seen that navigation means are provided on the vehicles, which determine the geographic direction of the trip and that control data are only considered valid and used for control if the geographic determined on the vehicle Direction coincides at least roughly with the geographical direction evident from the transmitted direction output. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Navigationsmittel auf den Fahrzeugen Magnetkompasse oder Kreiselkompasse vorgesehen sind. 2. System according to claim 1, characterized in that as Means of navigation on the vehicles Magnetic compasses or Gyrocompasses are provided.   3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Navigationsmittel auf den Fahrzeugen Geräte zur Funknavigation oder Satellitennavigation (GPS) vorgesehen sind.3. System according to claim 1, characterized in that as Means of navigation on the vehicles Devices for radio navigation or Satellite navigation (GPS) are provided. 4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung einer geographischen Richtungsangabe die Windrose in Sektoren (I-VIII) eingeteilt ist und daß die Richtungsangabe denjenigen Sektor kennzeichnet, in den hinein die Strecke, in Fahrtrichtung gesehen, verläuft.4. System according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that to obtain a geographical Directional indication the wind rose is divided into sectors (I-VIII) and that the direction indicates the sector in which into the route, seen in the direction of travel. 5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Windrose in 8 gleichgroße Sektoren aufgeteilt ist.5. System according to claim 4, characterized in that the Windrose is divided into 8 equal sectors. 6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Übereinstimmung der auf dem Fahrzeug ermittelten Richtung mit der zusammen mit den Steuerungsdaten übertragenen Richtung angenommen wird, wenn die auf dem Fahrzeug ermittelte Richtung in den durch die Richtungsangabe (RA) gekennzeichneten Sektor der Windrose oder in dessen rechten oder linken Nachbarsektor weist.6. System according to claim 5, characterized in that Correspondence of the direction determined on the vehicle with the assumed direction along with the control data transmitted if the direction determined on the vehicle is in the direction indicated by the directional (RA) marked sector of the wind rose or points in its right or left neighboring sector. 7. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtungen Steuerungsdaten für beide auf einer Strecke möglichen Fahrtrichtungen übertragen und daß die für die einzelnen Fahrtrichtungen zu übertragenden Steuerungsdaten oder Steuerungsdatenblöcke durch jeweils eine Richtungsangabe einer der Fahrtrichtungen (R1, R2) zugeordnet sind.7. System according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the transmission devices control data transmitted for both possible directions of travel on a route and that those to be transmitted for the individual directions of travel Control data or control data blocks by one each Direction is assigned to one of the directions of travel (R1, R2). 8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Übertragungseinrichtungen anstelle einer einen Sektor der Windrose kennzeichnenden Richtungsangabe, die genaue geographische Richtung der Strecke übertragen.8. System according to claim 7, characterized in that individual Transmission facilities instead of a wind rose sector identifying direction, the exact geographical direction the route.
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