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Nachrichtenübertragung zwischen ortsveränderlichen Stationen und einer
ortsfesten Nachrichtenhauptvermittlungsstelle Der Nachrichtenverkehr zwischen Krafterzeugungsstationen,
Umformerwerken und ortsfesten Verbrauchern, wie z. B. im Elektrizitätswerksbetrieb
zwischen den Kraftwerken und den Verteilungsstellen kann entweder getrennt über
besondere Netze oder auf den Energieverteilungsleitungen selbst mittels hochfrequenter
Trägerstromübertragung erfolgen. Dabei ist die Auswahl des richtigen Nachrichtenübertragungsmittels
eine Frage der Wirtschaftlichkeit.
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Bei ortsveränderlichen Verbrauchern, wie z. B. im Zugbetrieb, gibt
es dagegen nur die Möglichkeit, die Nachrichtenübertragung entweder drahtlos durchzuführen,
wenn die ortsveränderlichen Verbraucher nicht aus einer Fahrleitung gespeiste, z.
B. dampfangetriebene Fahrzeuge sind, oder die Übertragung über den Fahrdraht vorzunehmen,
falls es sich um elektrisch angetriebene Fahrzeuge mit Energieentnahme aus einer
Fahrleitung handelt. In letzterem Fall wäre grundsätzlich eine Übertragung entweder
mittels Niederfrequenz oder mittels Hochfrequenz möglich. Jedoch scheidet die niederfrequente
Übertragung wegen des beim elektrischen Bahnbetrieb im allgemeinen besonders hohen
Störpegels aus.
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Von einer Nachrichtenübertragung muB völlige Freizügigkeit des Verkehrs
in jeder Richtung gefordert werden. Bei Erfüllung dieser Forderung
hat
sich bereits im Hochfrequenznachrichtenverkehr zwischen Elektrizitätswerken ein
Mangel an zur Verfügung stehenden Kanälen ergeben. Ein Mittel zur Beseitigung dieses
Mangels ist dort die Wiederver«,endung gleicher Kanäle in örtlich entfernten Bezirken.
Bei dichtem Zugverkehr kann ebenso ein Mangel an Kanälen eintreten, zumal auch hier
Kanäle nur im Wellenbereich von 5o bis 15o kHz für die Übertragung über die Fahrleitung,
die unter Umständen in der Lage ist, frei auszustrahlen, zur Verfügung stehen. Das
vorerwähnte, im Elektrizitätswerksbetrieb übliche Mittel der Wiederholung gleicher
Kanäle reicht aber hier mit Rücksieht auf die Vielzahl einzeln zu erreichender Züge
längs einer zweiadrigen Verbindung (Fahrleitung und Schiene) nicht mehr aus. Als
ein Mittel zur Behebung dieser Schwierigkeit ist jedoch bereits vorgeschlagen worden,
die drahtlose bzw. leitungsgerichtete Hochfrequenzübertragung in dem vorstehend
erwähnten und zugelassenen Frequenzbereich nur zur Überbrückung zwischen einem besonderen
ortsfesten Nachrichtenübertragungsnetz längs der Bahnstrecke und den Fahrzeugen,
also nicht zur Übertragung über größere Entfernungen, zu benutzen. Dadurch kann
die Frage des Kanalmangels zum erheblichen Teil innerhalb des ortsfesten Übertragungsnetzes
mit Mitteln der reinen niederfrequenten Nachrichtenübertragung oder mit Mitteln
der Trägerstromtechnik gelöst werden. Die Lösung ist hier auch einfacher, weil erstens
durch die mögliche Frequenzumsetzung zwischen der fahrleitungsgerichteten Hochfrequenzübertragung
und der daran anschließenden Übertragung im ortsfesten Netz wegen der möglichen
technischen Maßnahmen in diesem Netz, wie Verlegung in gegen die freie Ausstrahlung
abgeschirmten Kabeln mit gegeneinander abgeschirmten Leitern, ein wesentlich größerer
Frequenzbereich zur Verfügung steht. Zweitens wird von einem anderen Mittel Gebrauch
gemacht, nämlich der Verwendung von mehr als einem Adernpaar, wie es z. B. praktisch
im Falle des elektrischen Zugbetriebes die Fahrleitung und die Schiene darstellt.
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Die Erfindung bezieht sich auf Nachrichtenübertragungsanlagen der
vorstehend beschriebenen Art. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine zweckmäßige und
betriebssichere Lösung zu schaffen für die praktische Durchführung des Betriebes
in einer solchen Anlage mit einzelnen, hochfrequenzmäßig gegeneinander abgegrenzten
und mit verschiedener Trägerfrequenz betriebenen Sprechbezirken längs einer Bahnstrecke,
denen je eine ortsfeste Zwischenstation zugeordnet ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß - dadurch gelöst, daß an den Bezirksgrenzen
mechanische, optische Kontakte od. dgl.- vorgesehen sind, die durch den einfahrenden
Zug betätigt «-erden und dazu dienen, daß einerseits eine Hochfrequenzverbindung
zu der diesem Bezirk zugeordneten Zwischenstation hergestellt wird, über die gegebenenfalls
eine niederfrequente Sprechverbindung zu einer Nachrichtenhauptvermittlungsstelle
aufgebaut werden kann, während andererseits in gleicher Weise eine Positionsmeldung
vorzugsweise - zu einem Leuchtschaltbild der Naehrichtenhauptvermittlungstelle gegeben
wird.
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In der beiliegenden Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel derErfindung
schematischdargestellt. Dabei ist angenommen, daß auf der betrachteten Strecke elektrischer
Zugbetrieb vorliegt. Wird die Strecke mit Dampf- oder sonstigenTriebfahrzeugen betrieben,
so ergeben sich gewisse Änderungen, die später gesondert besprochen werden. Unter
der Annahme eines elektrischen Zugbetriebes sind also zwei Fahrdrähte Fi, F2 für
jede Fahrtrichtung vorhanden. Diese Fahrdrähte sind, wie üblich, leitend miteinander
verbunden. Die Schienen sind durch Erdung der entsprechenden Punkte der Anlage angedeutet.
Ferner ist ein Hochspannungsnetz H vorhanden, aus dem über Unterwerke UW die Fahrleitungen
gespeist werden. In den Fahrleitungen befinden sich in gewissen Abständen Streckentrenner
St, durch die gegeneinander abgetrennte Stromspeisungsbezirke geschaffen werden.
Die Bedeutung dieser Bezirke auch für die Nachrichtenübertragung wird später erläutert.
Kurz vor jedem Streckentrenner, in der Fahrtrichtung gesehen, befindet sich ein
Kontakt K, beispielsweise ein optisch beeinflußter oder ein Schienenkontakt, dessen
Betätigung durch den fahrenden Zug die Wirkung hat, daß über ein Relais R eine ortsfeste
hochfrequente Sende- und Empfangsstation S; E (in Fahrtrichtung die nächstfolgende
oder eine entfernter liegende) angeschaltet wird. Die Ankopplung dieser Höchfrequenzgeräte
an die Fahrdrähte erfolgt mittels Ankopplungseinrichtungen A. Auch auf dem Fahrzeug
befinden sich gleichartige Hochfrequenzgeräte; nämlich Sender S und Empfänger E,
die über Ankopplungseinrichtungen A mit dem Fahrdraht in Verbindung stehen. In den
ortsfesten Hochfrequenzstationen befinden sich Wähler W2, die mit einem besonderen
Leitungsnetz in Verbindung stehen, das selbst wieder über Wähler W1 mit der Nachrichtenhauptvermittlungsstelle
:V in Verbindung steht. Die Verbindung zwischen den Wählern W@' Bund W2 kann durch
beliebige niederfrequente Übertragungsmittel oder solche der Trägerstromtechnik,
beispielsweise Fernsprechleitungen, Kabel od. dgl., erfolgen.
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Durch die Streckentrenner ST wird die Bahnstrecke hochfrequenzmäßig
in einzelne Bezirke unterteilt, und es ist dadurch die :Möglichkeit gegeben, mit
der verhältnismäßig geringen Zahl von zur Verfügung stehenden Kanälen auszukommen,
weil diese Kanäle in den einzelnen Bezirken wiederholt werden können. Zum Beispiel
kommen bei dem Ausführungsbeispiel in dem Bezirk, in dem sich der Zug gerade befindet,
die Frequenzen f1 und f2 zur Anwendung, in dem benachbarten Bezirk die Frequenzen
f3 und f4. In dem darauffolgenden Bezirk sind wiederum die Frequenzen f1 und f2
vorgesehen, und sofort. Die hochfrequenzmäßige Unterteilung in eine Reihe von Bezirken
mit besonderer Hochfrequenzzuleitung stellt die eingangs erwähnte Vermehrung verfügbarer
Adern dar. Nimmt man an, daß der eingezeichnete Zug von rechts kommt,
so
hat dieser Zug selbst durch den kurz vorher passierten Kontakt K hochfrequenzseitig
die Welle mit der Frequenz f2 eingeschaltet und gegebenenfalls auch die hochspannungsseitige
Speisung für den in der Fahrtrichtung folgenden Speisebezirk. Dabei ist angenommen,
daß die anderen, für diesen Abschnitt vorgesehene Frequenz f1 bereits durch eine
andere Nachrichtenübertragung in Anspruch genommen ist. Die Nachrichtenübertragung
von dem Zug zu der ortsfesten Zwischenstation wickelt sich dann so ab, daß auf der
ausgewählten Frequenz f2 bestimmte Zeichen, beispielsweise Impulsreihen od. dgl.,
gesandt werden, die der dem betreffenden Bezirk zugeordnete Empfänger E aufnimmt
und seinerseits unter der Wirkung dieser Impulsreihen eine Verstellung der Wähler
W2 und W1 vornimmt, so daß die Verbindung zwischen dem Zug und der Nachrichtenhauptvermittlungsstelle
N hergestellt wird. Soll diese Verbindung aufrechterhalten bleiben, während der
Zug von einem Hochfrequenzabschnitt in den anderen übergeht, so ist ein Wellenwechsel
erforderlich, oder die Anordnung kann so ausgebildet werden, daß beim Übergang eines
Zuges von einem Hochfrequenzbezirk in einen anderen eine selbsttätige Umlegung der
etwa bestehenden Nachrichtenverbindungen erfolgt, vorzugsweise derart, daß die wählende
Station auf der gleichen Welle verbleibt.
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Um von einem beliebigen Punkt des allgemeinen Fernsprechnetzes aus
über die Hauptvermittlungsstelle N eine Verbindung mit einem fahrenden Zug herzustellen,
ist es notwendig, daß in kürzester Zeit festgestellt wird, auf welchem Teil der
Bahnstrecke sich der anzurufende Zug zur Zeit befindet. Zu diesem Zweck kann die
Einrichtung so ausgebildet sein, daß jeder Zug etwa mittels des Kontakts K beim
Einfahren in einen neuen Bezirk selbsttätig eine Positionsmeldung zu einer Anzeigevorrichtung,
vorzugsweise einem Leuchtschaltbild des Bahnnetzes in der Hauptvermittlungsstelle,
gibt. Hier ist dann jederzeit ersichtlich, an welchen Stellen der Bahnstrecke sich
Züge befinden, und danach kann durch entsprechende Einstellung der Wähler W1 und
W2 selbsttätig die niederfrequente Verbindung zu einer der Zwischenstationen hergestellt
werden, die dem Bezirk zugeordnet ist, in dem sich der Zug gerade befindet. Bei
elektrischem Zugbetrieb werden also mehrere Kanäle je Bezirk und Fahrtrichtung verwendet.
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Die Hochfrequenzbezirke können sich dabei mit den Kraftversorgungsbezirken
decken, so daß beide gleichzeitig beim Einfahren in einen dieser Bezirke eingeschaltet
werden. Auch kann die Streckenblockierung mit den Hochfrequenzeinrichtungen verbunden
sein, vorzugsweise derart, daß von der Nachrichtenhauptvermittlungsstelle oder den
einzelnen Zwischenstationen eine für die Blockierung bestimmte Frequenz bei besetztem
Bezirk selbsttätig ausgesandt wird und beim Einfahren eines zweiten Zuges in diesen
Bezirk auf ein Relais dieses Zuges wirkt, so daß dessen Antrieb ausgeschaltet und
die Bremsung eingeleitet wird. Erfolgt auf der Bahnstrecke ein Verkehr mit nichtelektrischen
Fahrzeugen, dann fallen die beiden Fahrdrähte F1, F2, die Unterwerke UW, das Hochspannungsnetz
H und die Ankopplungsvorrichtungen A weg. Die Hochfrequenzzwischenstationen mit
dem Sender S und Empfänger E bleiben dagegen erhalten. Nur werden die verwendeten
Frequenzen von und zum Fahrzeug nicht mehr leitungsgerichtet, sondern drahtlos übertragen,
wobei eventuellgebündelteKurzwellen, aber auch Antennen längs der Bahnstrecke verwendet
werden können. Die Schienenkontakte K bleiben zweckmäßigerweise bestehen, um die
Größe der Hochfrequenzbezirke festzulegen und dafür zu sorgen, daß beim Überfahren
eines solchen Kontakts stets die Hochfrequenzgeräte des darauf folgenden Bezirks
betriebsbereit gemacht werden.