-
Verfahren zur Überwachung von Zügen auf der Strecke mittels Hochfrequenz
Das übliche Verfahren zur Überwachung von Zügen auf der Strecke besteht noch heute
in der Regel darin, daß am Schienenweg im Blockabstand Signalmittel vorgesehen sind,
die auf optischem Wege dem Fahrpersonal den Belegungszustand des jeweils vor dem
Zuge liegenden Streckenabschnittes anzeigen. Die richtige Auswertung dieser Signale
ist also allein von der Aufmerksamkeit des Fahrpersonals abhängig. Es ist bekannt,
daß dieses Verfahren der Signalgebung keine absolute Sicherheit bietet, so daß,
z. B. bei starkem Nebel, ein Überfahren eines Sperrsignals durchaus möglich ist.
Um dies zu verhindern, sind Mittel bekanntgeworden, die beim Vorbeifahren an einem
Signal auf optischem oder induktivem Wege unmittelbar ein Zeichen auf eine für diese
Zeichen empfindliche Empfangseinrichtung auf dem Führerstand des Triebfahrzeuges
übertragen und dort neben einem insbesondere akustischen Signal gegebenenfalls auch
Eine Zwangsbremsung auslösen.
-
Es ist ferner eine Einrichtung zur Überwachung des Zuglaufes mittels
Hochfrequenz bekannt, bei der sowohl vom Zug als auch von einer Zugüberwachungsstelle
eine geschwindigkeitsbeeinflußte Hochfrequenz ausgesendet und empfangen wird. Dabei
wird die vom Zug ausgesendete Hochfrequenz durch den Istwert der Geschwindigkeit,
die von der Überwachungsstelle ausgesendete Hochfrequenz vorn Sollwert der Geschwindigkeit
beeinflußt und der Unterschied zwischen beiden
Frequenzen in der
Überwachungsstelle zur Überwachung der Zuggeschwindigkeit, auf dem Zug dagegen bei
Überschreiten eines bestimmten Grenzwertes zur selbsttätigen Auslösung einer Zwangsbremsung
ausgenutzt. Diese Einrichtung ist ebenfalls geeignet, das Überfahren eines Haltesignals
zu verhindern, indem man die der Sollgeschwindigkeit entsprechende Frequenz vom
Augenblick .der Vorbeifahrt am gesperrten Vorsignal an nach einer Kurve ändert,
die dem normalen Bremsrdiagr.amm <des Zuges zwischen Vor-und Hauptsignal entspricht.
Folgt der Zug dieser vorgeschriebenen Geschwindigkeitskurve nicht, so entsteht zwangsläufig
eine den Grenzwert überschreitende Frequenzdifferenz, und die Zwangsbremsung wird
ausgelöst. Alle diese bekannten Mittel zur Zugbeeinflussung haben aber den Nachteil,
daß sie nur an einem Punkt oder auf einem beschränkten Streckenabschnitt auf den
Zug einwirken, wobei insbesondere die mit punktmäßiger Einwirkung arbeitenden Systeme
nicht das erforderliche Maß an Betriebssicherheit gewähren.
-
Es ist noch ein weiteres Signalsystem bekannt, das zur Ermittlung
des Abstandes. zwischen zwei fahrenden Zügen dient; bei diesem System erfolgt die
Übertragung mittels Kurzwellen über die Schienen, und als Kriterium für die Auslösung
eines Signals dient die Reichweite des Senders des voranfahrenden Zuges, d. h. der
Energieinhalt der vom Empfänger des nachfolgenden Zuges aufgenommenen Schwingungen.
Die Signalauslösung erfolgt dabei bei Überschreiten eines bestimmten Schwellwertes
der Empfangsenergie. Da jedoch bei einer derartigen Übertragungsweise die Reichweite
sehr starken Schwankungen unterliegt, kann die Empfangsenergie keinen zuverlässigen
Maßstab für die Entfernung beider Züge bilden, so daß also dieses System praktisch
unbrauchbar ist.
-
Die Erfindung gibt ein Verfahren zur Überwachung von Zügen auf der
Strecke an, das die Nachteile der bisher bekannten Verfahren vermeidet und außerdem
umfassendere Überwachungsmöglichkeiten bietet. Das Verfahren bedient sich. zur Signalübertragung
ebenfalls der Hochfrequenz, die bei elektrifizierten Strecken leitungsgerichtet,
insbesondere über die Fahrdrahtleitung, bei Dampfbetrieb drahtlos, und zwar vorzugsweise
mittels Kurzwellen, übertragen wind. Erfindungsgemäß besteht dieses Verfahren darin,
daß über eine aus mehreren Blockabschnitten bestehende Strecke eine feste Trägerfrequenz,
z. B. von einem Bahnhof aus, dauernd übertragen wird, der in jedem Blockabschnitt
ein für diesen Abschnitt charakteristisches Zeichen zugeordnet ist, mit dem sie
moduliert werden kann, daß die Modulation der Trägerfrequenz durch auf den T'rie'bfahrzeugen
angeordnete Sendeeinrichtungen erfolgt, die beim Eintritt in den Blockabschnitt
zwangsläufig so eingestellt werden, daß sie die Trägerfrequenz in der für diesen
Abschnitt charakteristischen Weise modulieren, daß ferner an einer festen Überwachungsstelle
sowie auf allen Triebfahrzeugen Empfangseinrichtungen vorgesehen sind wobei der
Empfänger der -Überwachungsstelle gleichzeitig alle von den verschiedenen Blockstellen
aus-' gesendeten charakteristischen Zeichen aufzunehmen vermag und damit die Streckenbelegung
feststellt, während die Empfänger auf den Triebfahrzeugen gleichzeitig mit der Einstellung
ihres Senders auf selektiven Empfang des dem in der Fahrtrichtung vorangehenden
Blockabschnitt zugeordneten charakteristischen Zeichens eingestellt werden und bei
Aufnahme eines solchen Zeichens einen Alarm bzw. die Zwangsbremsung auslösen.
-
Als charakteristische Zeichen werden dabei für die einzelnen Blockabschnitte
zweckmäßig bestimmte Impulsfolgen oder verschiedene Frequenzen oder Kombinationen
von beiden Merkmalen verwendet. Die zwangsläufige Sender- und Empfängereinstellung
erfolgt von der Strecke aus, vorzugsweise auf mechanischem Wege, und zwar jeweils
an der Grenze zwischen zwei Blockabschnitten. Die Übertragung selbst kann bei leitungsgerichtetem
Verkehr nach dem Zweiseitenband- oder besiser nach dem Einseitenband prinizip erfolgen.
Bei .drahtlo,ser Übertragung wird man zweckmäßig mit Frequenzmodulation arbeiten.
Auf diese Weise wird ein einfaches und betriebssicheres Blocksystem geschaffen,
das in der Regel allein von den auf der Strecke befindlichen Zügen gesteuert wird
und infolgedessen gegenüber den von Stellwerken aus bedienten Signaleinrichtungen
den Vorteil einer verlustzeitfreien Signalgabe aufweist, was sich besonders bei
dichter Zugfolge sehr günstig auswirkt. Darüber hinaus gestattet das Verfahren gemäß
der Erfindung auch eine ständige Überwachung der Streckenbelegung von einer Überwachungsstelle
aus, z. B. vom Anfangsbahnhof, indem man dort einen Empfänger vorsieht, der gleichzeitig
alle den einzelnen Blockabschnitten zugeordneten Signale aufzunehmen vermag. An
der gleichen Stelle wird zweckmäßig ein gleicher Sender wie auf den Triebfahrzeugen
aufgestellt, der wahlweise auf die verschiedenen Blocksignale einstellbar ist und-
mit dessen Hilfe im Falle des Auftretens. einer Störung in der Signalaussendung
eines Zuges von der ortsfesten Überwachungsstelle aus der Zuglauf beliebig beeinflußt
werden kann. Die Art und Weise, wie diese Überwachung durchgeführt werden kann,
soll bei der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispielen behandelt werden.
Die Durchführung der Speisung des überwachten Streckenabschnittes mit Hochfrequenz
sowie die Ankopplung und Ausbildung .der Sende-und Empfangseinrichtung kann auf
beliebige, an sich bekannte Weise erfolgen.
-
Angenommen sei eine größere Strecke, die von zwei Bahnhöfen
A und B begrenzt werde. Diese Strecke ist in eine Anzahl von Blockabschnitten,
z. B. ro Blockstellen, aufgeteilt, die den bereits vorhandenen Streckenblocks entsprechen
können. Zur Übertragung diene eine Trägerfrequenzeinrichtung, die nach denn Eins
eitenbandpri.nzip arbeite und die Fahrleitung der als. elektrifiziert angenommenen
Strecke als Übertragungsmedium benutze. Beide Bahnhöfe sowie alle Triebfahrzeuge
der
auf der Strecke befindlichen Züge besitzen eine aus Sender und Empfänger bestehende
Hochfrequenzeinrichtuslg. Die Trägerfrequenz selbst, die von einer festen Endstation
aus gesendet wird, ist für alle Sender und Empfänger gleich. Den einzelnen Blockabschnitten
sind nun, wie oben bereits erwähnt, charakteristische Impulsfolgen zugeordnet, die
von jedem Sender ausgesendet und ebenso von jedem Empfänger aufgenommen werden können.
Bei Annahme eines Einseit-uband;prinzips befindet sich dann auf der Leitung eine
mit einer fest eingestellten Modulationsfrequenz f modulierte Trägerfrequenz F,
.die in den einzelnen Blockstellen -mit der ihnen charakteristischen Impulsfolge
getastet wird. An jeder Blockgrenze befindet sich noch eine Einrichtung, die ein
Signal auf das Triehfahrzeug überträgt, mit dessen Hilfe die Sender- und Empfängereinstellung
erfolgt. Diese Einrichtung kann beispielsweise wie folgt ausgebildet sein: Am Anfang
eines jeden Streckenblocks, also an der Stelle, an der sich normalerweise das Hauptsignal
befindet, ist zwischen den Gleisen ein Nocken eingebaut, der an allen Einbaustellen
die gleiche Ausbildung aufweist. Dieser Nocken betätigt auf mechanischem Wege eine
Schaltvorrichtung an dem vorbeifahrenden Triebfahrzeug, die ihrerseits eine kurzzeitige
Schließung bzw. Unterbrechung eines Stromkreises bewirkt. Dieser Impuls veranlaßt,
beispielsweise über ein Schrittschaltwerk, die Weiterschaltung der Impulsfolgen
für Sender und Empfänger, die jeweils selektiv auf eine bestimmte Sende- und eine
andere Impulsfolge eingestellt sind. Die Zuordnung der Impulsfolgen zur Sende- und
Empfangseinrichtung erfolgt dabei auf folgende Weise: Bei Eintritt eines Zuges in
die aus zehn Blockabschnitten bestehend;. Strecke wird (der Sender des Triebfahrzeuges
auf die dem ersten Streckenblock zugeordnete Impulsfolge J1 eingestellt. Gleichzeitig
damit wird der Empfänger auf dem gleichen Fahrzeug auf Empfang der Impulsfolge J"
abgestimmt, die dem in der Fahrtrichtung davorliegenden Streckenblock zugeordnet
ist. Befindet sich in diesem Abschnitt noch ein Zug, so wird im ersten Block auch
diese Impulsfolge empfangen. Dieses Empfangssignal wird zunächst dazu benutzt, an
das Fahrpersonal ein Warnsignal zu geben. Weiterhin kann sofort oder nach einer
festgesetzten Verzögerungszeit eine Zwangsbremsung ausgelöst werden, wenn nach Ablauf
dieser Zeit noch immer die Impulsfolge J., empfangen wird. Die Zwangsbremsung wird
erst aufgehoben, wenn der Empfang der Impulsfolge J" aussetzt, ,der voranfahrende
Zug also in den Streckenblock 3 eingetreten ist. Bei Überschreiten der Grenze zwischen
Block i und Block a werden in der bereits beschriebenen Weise Sender und Empfänger
so umgeschaltet, daß der Sender die Impulsfolge J2 aussendet, der Empfänger dagegen
auf Empfang der Impulsfolge J3 eingestellt wird. In gleicher Weise erfolgt die Weiterschaltung
beim Übergang auf die folgenden Blockabschnitte. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit
sind auch in den die Gesamtstrecke begrenzenden Bahnhöfen Sende- und Empfangseinrichtungen
vorgesehen. Im Gegensatz zu den selektiv auf eine Impulsfolge eingestellten Fahrzeugempfängern
ist der ortsfeste Empfänger so eingerichtet, daß er alle zehn Impulsfolgen gleichzeitig
aufnehmen. und auswerten kann. Auf diese Weise ist zunächst eine Überwachung sämtlicher
auf der Strecke befindlicher Züge möglich, da durch den Empfang bestimmter Impulsfolgen
unmittelbar die Lage der die betreffenden Impulsfolgen aussendenden Züge gekennzeichnet
ist. Werden nun gleichzeitig zwei Impulsfolgen empfangen, die einander benachbart
sind, so wird ein Alarmsignal ausgelöst. Es kann dann vom Bahnhof aus mittels des
wahlweise einstellbaren Senders die T_mpulsfolge -des entsprechenden Blochs. ausgesendet
und damitauchvondieseerStelle aus der nachfolgende Zug zum Stehen gebracht werden.
Das gleiche kann geschehen, wenn festgestellt wird, daß die Aussendung der Impulsfolgen
von einem unterwegs befindlichen Zug, z. B. infolge einer Störung, aussetzt. In
diesem Falle kann von der ortsfesten Überwachungsstelle eine Impulsfolge ausgesendet
werden, die demjenigen Streckenblock entspricht, in dem der Zug zuletzt festgestellt
worden ist. -Die der Einstellung von Empfänger und Sender, d. h. ihrer Weiterschaltung
beim Übergang in den nächstfolgenden Blockabschnitt dienenden Nocken hörnen auch
so ausgebildet bzw. angeordnet sein, daß sie an Stelle einer schrittweisen Weiterschaltung
unmittelbar die richtige Sender- und Empfängereinstellung veranlassen. Die Herstellung
der Impulsfolgen selbst kann beispielsweise so erfol,gen, daß eine rotierende Walze
Nockenbahnen in der Anzahl der höchsten vorkommenden Blockstellen.zahl trägt. Von
diesen Nockenbahnen werden dann jeweils zwei benachbarte zur Einwirkung auf zwei
Kontakte gebracht, von denen der eine den Sender, der andere den Empfänger steuert.
-
Zweckmäßig werden die Führerstände der Triebfahrzeuge und ebenso die
festen Überwachungsstellen mit einer Leuchttafel ausgerüstet, die z. B. die Gestalt
einer Streckennachbildung haben kann. Der gerade befahrene Block wird durch Leuchtzeichen
angezeigt, die auf den Fahrzeugen ebenfalls von dem Gleisnocken eingeschaltet werden.
Das Leuchtzeichen kann ferner von der Betriebsfähigkeit der Hochfrequenzeinrichtung
selbst abhängig gemacht sein und auf diese Weise dem Fahrpersonal als Überwachungszeichen
für die Hochfrequenzanlage dienen.
-
An Stelle der mechanischen Signalübertragung auf die Fahrzeuge zur
Einstellung der Hochfrequenzeinrichtung kann auch irgendeine andere bekannte Einrichtung,
z. B. eine induktiv wirkende Einrichtung, verwendet werden. Ferner können die Empfänger
auf den Fahrzeugen auch so ausgebildet sein, daß sie zwei benachbarte Impulsfolgen
bzw. Frequenzen gleichzeitig aufnehmen können, von denen die eine dem übernächsten
Streckenblock zugeordnet ist, die zweite dem unmittelbar vor dem
Zug
liegenden Block, wobei der E?mpfang der ersteren nur ein Aufmerksamkeitszeichen,
der der zweiten sofort die Zwangsbremsung auslöst.