DE4437128A1 - Verfahren zur Informationsübermittlung von einer Strecke an ein Fahrzeug und streckenseitige Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Informationsübermittlung von einer Strecke an ein Fahrzeug und streckenseitige Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Informationsüber­ mittlung von einer Strecke an ein Fahrzeug, bei dem streckenseitig punktförmig über eine Gleiskoppelspule Da­ tentelegramme mit einem Startteil und einem Restteil an eine fahrzeugseitige Empfangseinrichtung gesendet werden, wenn die Gleiskoppelspule von dem Fahrzeug passiert wird, und bei dem in Fahrtrichtung vor der Gleiskoppelspule fahrzeugposi­ tionsunabhängig periodisch Schleifentelegramme zur Vorabin­ formation über den Inhalt der Datentelegramme ausgesendet werden, und betrifft ferner eine streckenseitige Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Einrichtung sind aus dem Prospekt "PUNKTFÖRMIGE ZUGBEEINFLUSSUNG / DAS ZUGBEEIN- FLUSSUNGSSYSTEM ZUB 100" der Siemens AG, Bestell-Nr. A25090- A543-A116-3 bekannt. Dieser Prospekt beschreibt eine Einrich­ tung, die an entscheidenden Streckenpunkten wie Signal stand­ orten oder vor Langsamfahrstellen, Informationen von der Strecke auf das Fahrzeug überträgt. Diese Informationen kön­ nen zur Überwachung der Zughöchstgeschwindigkeit, Ausgabe op­ tischer oder akustischer Warnsignale, Bremsvorgaben oder Zwangsbremsungen und/oder zur Überwachung des Fahrzeugführers dienen. Die situations- oder signalbegriffsabhängigen Infor­ mationen werden in Form von Datentelegrammen mit festgelegter Datenstruktur von einer streckenseitigen sogenannten Gleis­ koppelspule auf eine korrespondierende sogenannte Fahrzeug­ koppelspule übertragen. Zum Erzeugen des jeweils aktuell gül­ tigen Datentelegramms dient ein Telegrammgenerator. Jedes Da­ tentelegramm beginnt mit einem Startkopf (Startteil), der ein besonderes Zeichen zur Synchronisation enthält. An den Start­ teil schließt sich ein Restteil an, der Nutzdaten (beispielsweise 64 Nutzbits), eine Codeüberwachung und einen Stoppblock umfaßt.
Zur Kommunikation zwischen Strecke und Fahrzeug ist ein mehr­ kanaliges Übertragungssystem vorgesehen, wobei die Gleiskop­ pelspule einen passiven Kontrollkreis (50 kHz), einen Ener­ gieempfangskreis (100 kHz) und eine Sendeeinrichtung (850 kHz) zum Aussenden der Datentelegramme aufweist. Durch Rückwirkung des Kontrollkreises auf einen Überwachungskanal (Resonanz-Sendeschwingkreis mit 50 kHz) der Fahrzeugkoppel­ spule wird das Überfahren der Gleiskoppelspule angezeigt. Beim Passieren der Gleiskoppelspule nimmt der Energieemp­ fangskreis fahrzeugseitig über einen 100-kHz-Schwingkreis abgestrahlte Energie für die Versorgung der Sendeeinrichtung auf. Die gesendeten Datentelegramme werden von einer korre­ spondierenden Empfangseinrichtung in der Fahrzeugkoppelspule empfangen, an die ein Fahrzeuggerät zur weiteren Verarbeitung und Auswertung der Datentelegramme angeschlossen ist.
Um schon frühzeitig vor der Gleiskoppelspule dem Fahrzeug Vorabinformationen z. B. über Situationen (beispielsweise geänderter Signalbegriff) übermitteln zu können, ist eine der Gleiskoppelspule entgegen der Fahrtrichtung vorgeordnete Sendeschleife vorgesehen. Die Sendeschleife ist über eine Ansteuerschaltung ebenfalls von dem Telegrammgenerator be­ aufschlagbar und sendet periodisch spezifisch zu kenn­ zeichnende Schleifentelegramme zur Information über den In­ halt des aktuellen Datentelegramms aus.
Die auch im Hinblick auf eindeutige Positionsinformationen dahingehend, ob sich das Fahrzeug (noch) über der Sende­ schleife oder bereits über der Gleiskoppelspule befindet, wünschenswerte Kennzeichnung der Schleifentelegramme könnte durch eine einzufügende Kennung (Bitgruppe) erfolgen. Dazu müßten jedoch die von dem Telegrammgenerator gelieferten Da­ tentelegramme mit erheblichem schaltungs- und steuerungstech­ nischem Aufwand modifiziert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Informationsübermittlung von einer Strecke an ein Fahr­ zeug zu schaffen, bei dem die periodisch ausgesendeten Schleifentelegramme zuverlässig als solche identifiziert und von den über die Gleiskoppelspule ausgesendeten Datentele­ grammen unterschieden werden können.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Schleifentele­ gramme die Datentelegramme unverändert verwendet werden, daß zu Beginn der jeweiligen Periode vorab zumindest ein unvoll­ ständiges Schleifentelegramm gesendet wird, wobei aber zumin­ dest dessen Startteil gesendet wird, und daß die so erzeugte Aufeinanderfolge mehrerer Startteile von der fahrzeugseitigen Empfangseinrichtung erkannt wird. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zum Erzeugen der Datentelegramme ohnehin vorhandene Schaltungs­ teile auch zum Erzeugen bzw. Kennzeichnen der Schleifentele­ gramme verwendet werden können. Dazu ist lediglich eine ver­ gleichsweise einfache Steuerung erforderlich, die zu Beginn der jeweiligen Periode vorab ein von der fahrzeugseitigen Empfangseinrichtung erkennbares Startsignal (Startschritt) dadurch erzeugt, daß zumindest der Startteil des unveränder­ ten, als Schleifentelegramm ausgesendeten Datentelegramms zumindest zweifach aufeinanderfolgend ausgesendet wird. Die Empfangseinrichtung erhält damit ein zuverlässig erkennbares spezifisches Zeichen zur Identifizierung einer Folge von Schleifentelegrammen, ohne daß die als Schleifentelegramme dienenden Datentelegramme in ihrer Bitstruktur modifiziert werden müssen. Dadurch kann auf bereits vorhandene und be­ währte streckenseitige Einrichtungen zurückgegriffen werden; bereits installierte Zugbeeinflussungssysteme können einfach nachgerüstet werden (Aufwärtskompatibilität).
Eine streckenseitige Einrichtung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens mit einem Telegrammgenerator, der Da­ tentelegramme mit einem Startteil und einem Restteil erzeugt, mit einer Gleiskoppelspule mit einer von dem Telegrammgene­ rator beaufschlagten Sendeeinrichtung zur Abgabe der Datente­ legramme an eine fahrzeugseitige Empfangseinrichtung, wenn das Fahrzeug die Gleiskoppelspule passiert, und mit einer der Gleiskoppelspule entgegen der Fahrtrichtung vorgeordneten, von dem Telegrammgenerator über eine Ansteuerschaltung beaufschlagten Sendeschleife, die von der Fahrzeugposition unabhängig periodisch Schleifentelegramme zur Vorabin­ formation über den Inhalt der Datentelegramme aussendet, sieht erfindungsgemäß vor, daß die Sendeschleife die Datente­ legramme unverändert als Schleifentelegramme aussendet und daß die Sendeschleife vorab zu Beginn der jeweiligen Periode zumindest ein unvollständiges Schleifentelegramm aus sendet und dessen Aussendung nach dem Aussenden seines Startteils abbricht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung weiter erläutert; es zeigen:
Fig. 1 einen Gleisabschnitt mit einer erfindungsgemäßen Ein­ richtung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Einrichtung und
Fig. 3 die Kennzeichnung von Schleifentelegrammen.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Streckenabschnitt STR mit zwei Schienen 1, 2 und ein darauf in Fahrtrichtung A verkeh­ rendes Fahrzeug FZ mit einem Zugbeeinflussungssystem, das grundsätzlich in dem eingangs genannten Prospekt "PUNKTFÖRMIGE ZUGBEEINFLUSSUNG" beschrieben ist. Der Streckenabschnitt STR ist mit einer streckenseitigen Einrichtung 10 ausgerüstet, die mit einer korrespondierenden, fahrzeugseitigen Einrichtung 20 zusammenwirkt. Die Einrichtung 20 umfaßt wie eingangs erläutert einen 50 kHz-Kontrollschwingkreis, einen 100 kHz- Energiesendekreis und eine Empfangseinrichtung, die auf einer Frequenz von 850 kHz arbeitet. Diese Komponenten sind in Fig. 1 zusammenfassend als Fahrzeugkoppelspule FZS bezeich­ net, an die zur Auswertung und zum bedarfsweisen Eingriff in Steuerorgane (z. B. Bremsen) des Fahrzeugs FZ ein Fahrzeug­ rechner FR angeschlossen ist.
Die streckenseitige Einrichtung 10 dient zur Information, Kontrolle und ggf. Beeinflussung (z. B. Bremsung) des Fahr­ zeugs FZ vor einem Signal 25 und umfaßt zur Bildung von Über­ tragungskanälen auf die korrespondierenden fahrzeugseitigen Frequenzen abgestimmte Schwingkreise einer Gleiskoppelspule GKS. Ein passiver 50 kHz-Kontrollkreis bewirkt durch einen Stromabfall in dem fahrzeugseitigen Kontrollschwingkreis eine Positionsmeldung. Ein 100 kHz-Energieempfangskreis nimmt auf dieser Frequenz von dem fahrzeugseitigen Energiesendekreis abgestrahlte Energie auf, um damit einen Telegrammgenerator und eine mit 850 kHz arbeitende Sendeeinrichtung mit einem Sendeverstärker SV und einer Antenne ANT (Fig. 2) zu speisen. Entgegen der Fahrtrichtung A ist der Gleiskoppel­ spule GKS eine Sendeschleife SS vorgeordnet. Zur Abfrage des Signalbegriffs und zur Energieentnahme aus dem Signallam­ penkreis ist die Einrichtung 10 über Leitungen 28, 29 mit dem Signal 25 verbunden.
Gemäß Fig. 2 sind in der Gleiskoppelspule GKS nicht nur die vorgenannten Schwingkreise und ein Spannungsstabilisator 30 angeordnet, sondern auch eine Steuereinrichtung SE und ein Telegrammgenerator 32, der von einer Telegrammsteuerschaltung 34 und einem aus Sicherheitsgründen zweifach (Redundanz) vorgesehenen und alternierend abfragbaren Telegrammspeicher 35 gebildet ist.
Die Sendeschleife SS ist von einem Sendeschleifenverstärker SSV und einer Steuerlogik SL mit Schleifentelegrammen STEL beaufschlagbar. Um die Sendeschleife SS mit einer vorgebbaren Periode pulsartig zu aktivieren, schaltet die Steuereinrich­ tung SE eine dem Signallampenkreis entnommene und über die Leitung 29 der Steuerlogik SL zugeführte Versorgungsspannung U1b zur Telegrammerzeugung als Spannung U1 auch auf den Tele­ grammgenerator 32 durch. Als Schleifentelegramme werden dem Sendeschleifenverstärker SSV über eine Leitung 37 die von dem Telegrammgenerator signalbegriffsabhängig erzeugten Datente­ legramme DTEL unverändert zugeführt. Über eine Steuerleitung 38 erkennt die Steuerlogik SL jeweils das Ende eines Datente­ legramms des Datentelegrammgenerators 32 und kann so nach Er­ reichen der gewünschten Anzahl in der jeweiligen Periode aus­ zugebender Schleifentelegramme deren Abgabe bis zum Beginn der nächsten Periode beenden. Unabhängig davon ist die Gleiskoppelspule GKS vorteilhafterweise zur Kommunikation mit einem passierenden Fahrzeug über die Sendeeinrichtung SEN weiterhin stets betriebsbereit. Wenn ein Fahrzeug mit seiner Fahrzeugkoppelspule FZS (Fig. 1) die Gleiskoppelspule über den Energieempfangskreis mit einer Spannung U1a speist, wird über den Sendeverstärker SV das aktuell von dem Telegrammge­ nerator 32 über eine Ausgangsleitung 40 zugeführte Datentelegramm DTEL über die Antenne ANT gesendet. Der Telegrammgenerator 32 wird über eine Diode D1, die Be­ standteil der Steuereinrichtung SE ist, und einen Span­ nungskonstanthalter gespeist, der die Spannung Ula auf eine Spannung U2 regelt.
Die Steuereinrichtung SE wirkt bedarfsweise wie nachfolgend erläutert über eine Kontrolleitung 42 auf einen Reseteingang der Telegrammsteuerschaltung 34 ein. Über eine Abfrageleitung 43 erkennt die Steuereinrichtung SE an der vorhandenen Span­ nung U1a, wenn ein Fahrzeug die Gleiskoppelspule GKS pas­ siert, und unterbricht oder unterbindet über eine Steuerlei­ tung 44 die weitere Ausgabe von Schleifentelegrammen solange, bis die Vorbeifahrt des Fahrzeugs erkannt oder ein fest­ gelegter Zeitraum abgelaufen ist.
Fig. 3 zeigt schematisch die zeitliche Abgabe von Schleifen­ telegrammen STEL, wobei zum Zeitpunkt to (Sendebeginn) zu­ nächst als Startschritt nur der Kopfabschnitt, d. h. ein un­ vollständiges Schleifentelegramm STELU ausgegeben wird. Dazu wird ein von dem Telegrammgenerator 32 (Fig. 2) dem Sende­ schleifenverstärker SSV zugeführtes unverändert es Datentele­ gramm DTEL nach dem Senden seines Startteils START abgebro­ chen. Dies kann durch kurzzeitige Abschaltung der Versor­ gungsspannung U1b oder (wie in Fig. 2 explizit gezeigt) durch Einwirken auf den Reseteingang der Telegrammsteuer­ schaltung 34 realisiert werden. Nach einer kurzen Sendeun­ terbrechung von 0,15 ms sorgt die Steuereinrichtung SE durch Beaufschlagung des Sendeschleifenverstärkers SV über die Leitung 37 mit einem unveränderten Datentelegramm DTEL für eine nunmehr vollständige Ausgabe eines Schleifentelegramms STEL. Das Schleifentelegramm STEL entspricht in seiner Bitstruktur dem unveränderten Datentelegramm DTEL mit dem schon genannten Startteil START und einem Restteil REST mit einem Kommandoabschnitt KOM, einer Codesicherung CD und einem abschließenden Stoppschritt STOP. Dieses Schleifentelegramm STEL kann mehrfach, vorzugsweise zweifach, ausgesendet werden. Die zu Beginn einer jeden Periode P vorgesehene unvollständige Aussendung eines Schleifentelegramms (unverändertes Datentelegramm), wobei der Abbruch des Aus­ sendens frühestens nach dem Startteil START erfolgt, ergibt eine Telegrammsendung mit zwei aufeinanderfolgenden Start­ teilen START1, START2 (Doppelstartschritt DST). Der Doppel­ startschritt ist eine signifikante, von dem Fahrzeugrechner FR erkennbare Markierung. Um die Zuverlässigkeit des Verfah­ rens weiter zu erhöhen, sind direkt aufeinanderfolgende drei- oder vierfache Startschritte vorteilhaft.

Claims (2)

1. Verfahren zur Informationsübermittlung von einer Strecke an ein Fahrzeug
  • - bei dem streckenseitig punktförmig über eine Gleiskoppel­ spule (GKS) Datentelegramme (DTEL) mit einem Startteil (START) und einem Restteil (REST) an eine fahrzeugseitige Empfangseinrichtung (20) gesendet werden, wenn die Gleis­ koppelspule (GKS) von dem Fahrzeug (FZ) passiert wird, und
  • - bei dem in Fahrtrichtung (A) vor der Gleiskoppelspule (GKS) fahrzeugpositionsunabhängig periodisch Schleifentelegramme (STEL) über eine Sendeschleife zur Vorabinformation über den Inhalt der Datentelegramme (DTEL) ausgesendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Schleifentelegramme (STEL) die Datentelegramme (DTEL) unverändert verwendet werden, daß zu Beginn (to) der jeweiligen Periode (P) vorab zumindest ein unvollständiges Schleifentelegramm (STELU) gesendet wird, wobei aber zumindest dessen Startteil (START) gesendet wird, und daß die so erzeugte Aufeinanderfolge mehrerer Startteile (START1, START2) von der fahrzeugseitigen Empfangseinrichtung (20) erkannt wird.
2. Streckenseitige Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
  • - mit einem Telegrammgenerator (32), der Datentelegramme (DTEL) mit einem Startteil (START) und einem Restteil (REST) erzeugt,
  • - mit einer Gleiskoppelspule (GKS) mit einer von dem Telegrammgenerator (32) beaufschlagten Sendeeinrichtung (SEN) zur Abgabe der Datentelegramme (DTEL) an eine fahrzeugseitige Empfangseinrichtung (20), wenn das Fahrzeug (FZ) die Gleis­ koppelspule (GKS) passiert, und
  • - mit einer der Gleiskoppelspule (GKS) entgegen der Fahrt­ richtung (A) vorgeordneten, von dem Telegrammgenerator (32) über eine Ansteuerschaltung (SSV) beaufschlagten Sendeschleife (55), die von der Fahrzeugposition unabhängig periodisch Schleifentelegramme (STEL) zur Vorabinformation über den Inhalt der Datentelegramme (DTEL) aussendet, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeschleife (SS) die Datentelegramme (DTEL) unverändert als Schleifentelegramme (STEL) aussendet und daß die Sende­ schleife (SS) vorab zu Beginn der jeweiligen Periode (P) zumindest ein unvollständiges Schleifentelegramm (STEL) aussendet und dessen Aussendung frühestens nach dem Aussenden seines Startteils (START) abbricht.
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