EP2019771B1 - Verfahren und vorrichtung zur detektion des belegt- oder freizustandes eines gleisabschnittes - Google Patents
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- EP2019771B1 EP2019771B1 EP07729054A EP07729054A EP2019771B1 EP 2019771 B1 EP2019771 B1 EP 2019771B1 EP 07729054 A EP07729054 A EP 07729054A EP 07729054 A EP07729054 A EP 07729054A EP 2019771 B1 EP2019771 B1 EP 2019771B1
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for detecting the occupancy or free state of a track section by means of a track circuit, in the center of which a transmission signal is fed and from the end at least one detection signal is coupled out.
- a transmitter generates a transmission signal, which is transmitted via the track circuit, which represents the track section, to a receiver, wherein the receiver interprets the transmission signal.
- the transmitters are provided approximately in the middle of the track section and receivers are provided at the two ends of the track section.
- a transmission signal is set at the transmitter such that the receiver can recognize the transmission signal generated by the transmitter.
- a significant influence on the setting parameters and the maximum length of the track section has the ballast resistance of the track. This can change during operation in a very large area, for example by a factor of 100.
- the monitoring of larger track areas, which go beyond the maximum lengths is usually realized by the juxtaposition of multiple track circuits or by using other track monitoring devices, such as axle counters.
- the presence of a rail vehicle in the track section is revealed by the fact that the receiver for a defined No or weaker signal from the transmitter is received. So that the transmission signals can be well recognized by the receiver with free track section, a high transmission voltage and thus a high transmission current is desirable. However, an excessively high transmission signal leads to the fact that the receiver could detect correct transmission signals even in the presence of a rail vehicle in the track section and thus would not detect the busy condition of the track section. The maximum length of the track section, in which reliable monitoring of the occupancy state is possible, is therefore limited.
- the invention has for its object to provide a method and an apparatus for detecting the busy or free state of a track section, which allow safe monitoring for longer track sections.
- the object is achieved in that the track circuit is divided over half its length overlapping sections and that the transmission signal is fed centrally into that section into which a rail vehicle enters, coupled from both ends of the subsection detection signals or via adjacent sections be forwarded to the track circuit ends and decoupled there.
- a device for carrying out the method is characterized according to claim 5, characterized in that the track circuit is composed of a plurality of over half its length overlapping sections, which end transmitter / receiver means for coupling the detection signal or forwarding of the detection signals to the track circuit ends and there decoupling in each case the central and an end-side transceiver device are common to the overlapping sections.
- the track circuit can be composed of any number of overlapping subsections, a multiplication of the maximum length of the track section which can be monitored with a single track circuit can be achieved in comparison with the known solution. In this case, the principle of operation relating to free and busy message remain unchanged.
- the evaluation signal to be evaluated can either be decoupled directly from the sections or forwarded via the transmitter / receiver devices to the track circuit end and decoupled there.
- the evaluation of the detection signal namely the determination of whether the track section is free or occupied, usually takes place in a signal box. For each track circuit only an evaluation of the decoupled detection signals must be performed.
- the track sections can be better adapted to signal distances or block lengths, resulting in maintenance and cost benefits.
- the detection signals are used as a switching criterion for the successive activation of the subsections.
- the detection signal according to claim 6 is supplied to a control device, which is preferably located in the interlocking.
- the control device is used for forwarding the transmitter / receiver devices functioning as transmitters in a fixed sequence to each other Places of the track.
- the free and busy information of the two acting as a receiver transmitter / receiver devices of each subsection form the necessary switching criteria.
- FIG. 1 exemplifies three track circuits 1a, 1b, 1c, each consisting of a centrally located transmitter 2 and two end receivers 3.
- the track circuit 4 is divided into over half of its length overlapping sections 6.
- the sections 6 have substantially the same length.
- FIG. 3 illustrates the sequence of a train passage from the entrance of a first axis 7 in the track circuit 4 to the exit of a last axis 8 from the track circuit 4 in a direction indicated by an arrow 7 direction.
- the individual destinations of the first axis 7 are shown in the flowcharts 1) to 12), while the flowcharts 13) and 14) show the last axis 8 and the flowchart 15) represents the idle state.
- the first axis 7 of the rail vehicle is retracted into the track circuit 4. This entrance is detected by the first section 6 active is.
- the first transmitter / receiver device 5 of the track circuit 4 as a receiver E1
- the second transmitter / receiver device 5 as a transmitter S
- the third transmitter / receiver device as a second receiver E2
- the first receiver E1 reports at 1.) and 2.) the busy condition of the track circuit 4 to the interlocking.
- the first axis 7 is not yet in the effective range transmitter S - second receiver E2, so that the second receiver E2 generates a detection signal that characterizes the free state. Symbolically, a free-reporting detection signal is shown by an arrow up and a busy reporting detection signal by an arrow down, these detection signals are assigned to each of the receivers E1 and E2.
- the first axis 7 is so close to the transmitter S, that both receivers E1 and E2 are in the effective range and thus report both receivers E1 and E2 busy.
- This double busy message is the switching criterion for the forwarding of the sections 6.
- a not shown and usually located in a signal box control device switches the transmitter / receiver devices 5 such that the transmitter S according to 3.) to the receiver E1 according to 4.) and the second receiver E2 according to 3) to the transmitter S according to 4).
- the new transmitter S subsequent transmitter / receiver device 5 is switched as a new receiver E2.
- At 4.) reports E1 busy and E2 free.
- FIG. 4 shows a procedure for a check-up of all components of the track circuit 4 during the free state in the same representation as FIG. 3 , In this case, not the busy message of the two receivers E1 and E2 but their free message is used as a washerschaltkriterium. This test is preferably provided at regular intervals, for example once an hour.
- FIG. 5 illustrates the monitoring of the free state of the track circuit 4, which is performed permanently until a next Glas barnfahrt takes place.
- the embodiment according to FIG. 5 only one end of the track circuit 4 is monitored, which is sufficient if the track section can only be passed in one direction or if it is known that the next train passage will take place in the direction indicated by the arrow 9 direction.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnittes mittels eines Gleisstromkreises, in den mittig ein Sendesignal eingespeist und aus dem endseitig mindestens ein Detektionssignal ausgekoppelt wird.
- Das in der
DE 15 30 386 A1 beschriebene Grundprinzip der Detektion des Belegt- oder Freizustandes des Gleisabschnittes besteht darin, dass ein Sender eine Sendesignal generiert, das über den Gleisstromkreis, der den Gleisabschnitt repräsentiert, an einen Empfänger übertragen wird, wobei der Empfänger das Sendesignal interpretiert. Bei Mitteneinspeisung sind ungefähr in der Mitte des Gleisabschnittes der Sender und an den beiden Enden des Gleisabschnittes Empfänger vorgesehen. In Abhängigkeit von der Länge des zu überwachenden Gleisabschnittes wird am Sender ein Sendesignal derart eingestellt, dass der Empfänger das vom Sender erzeugte Sendesignal erkennen kann. Einen erheblichen Einfluss auf die Einstellparameter und die maximale Länge des Gleisabschnittes hat der Bettungswiderstand des Gleises. Dieser kann sich während des Betriebes in einem sehr großen Bereich, beispielsweise um den Faktor 100, ändern. Die Überwachung von größeren Gleisbereichen, die über die Maximallängen hinausgehen, wird üblicherweise durch die Aneinanderreihung mehrerer Gleisstromkreise oder durch Verwendung anderer Gleisüberwachungseinrichtungen, beispielsweise Achszähler, realisiert. - Das Vorhandensein eines Schienenfahrzeugs im Gleisabschnitt wird dadurch offenbart, dass der Empfänger für eine definierte Zeit kein oder ein schwächeres Signal vom Sender empfängt. Damit die Sendesignale vom Empfänger bei freiem Gleisabschnitt gut erkannt werden können, ist eine hohe Sendespannung und damit ein hoher Sendestrom wünschenswert. Ein zu hohes Sendesignal führt jedoch dazu, dass der Empfänger auch bei Vorhandensein eines Schienenfahrzeugs im Gleisabschnitt korrekte Sendesignale erkennen könnte und damit den Belegtzustand des Gleisabschnittes nicht detektieren würde. Die maximale Länge des Gleisabschnittes, bei dem eine sichere Überwachung des Belegungszustandes möglich ist, ist folglich begrenzt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnittes anzugeben, welche auch für längere Gleisabschnitte eine sichere Überwachung ermöglichen.
- Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Gleisstromkreis in sich über ihre halbe Länge überlappende Teilabschnitte aufgeteilt wird und dass das Sendesignal mittig in denjenigen Teilabschnitt eingespeist wird, in den ein Schienenfahrzeug einfährt, wobei von beiden Enden des Teilabschnittes Detektionssignale ausgekoppelt oder über angrenzende Teilabschnitte zu den Gleisstromkreisenden weitergeschaltet und dort ausgekoppelt werden. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gemäß Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Gleisstromkreis aus mehreren sich über ihre halbe Länge überlappenden Teilabschnitten zusammengesetzt ist, welche endseitig Sender-/Empfänger-Einrichtungen zur Auskopplung des Detektionssignals oder Weiterschaltung der Detektionssignale zu den Gleisstromkreisenden und dortiger Auskopplung aufweisen, wobei jeweils die mittige und eine endseitige Sender-/Empfänger-Einrichtung den sich überlappenden Teilabschnitten gemeinsam sind. Auf diese Weise ergeben sich wandernde aktivierte Teilabschnitte, wobei der Wirkbereich Sender-Empfänger aufgrund der geltenden elektrischen Eigenschaften des Gleises bestehen bleibt. Da der Gleisstromkreis aus einer beliebigen Anzahl sich überlappender Teilabschnitte zusammengesetzt werden kann, kann gegenüber der bekannten Lösung eine Vervielfachung der Maximallänge des mit einem einzigen Gleisstromkreis überwachbaren Gleisabschnittes erreicht werden. Dabei kann die prinzipielle Funktionsweise bezügliche Frei- und Belegtmeldung unverändert bestehen bleiben. Das auszuwertende Detektionssignal kann entweder direkt aus den Teilabschnitten ausgekoppelt werden oder über die Sender-/Empfänger-Einrichtungen bis an das Gleisstromkreisende weitergeschaltet und dort ausgekoppelt werden. Die Auswertung des Detektionssignals, nämlich die Feststellung, ob der Gleisabschnitt frei oder belegt ist, erfolgt üblicherweise in einem Stellwerk. Für jeden Gleisstromkreis muss nur eine Auswertung der ausgekoppelten Detektionssignale durchgeführt werden. Wegen der vergrößerten Länge des Gleisstromkreises ergeben sich Einsparungen bezüglich der Anzahl der erforderlichen Auswerteeinrichtungen im Stellwerk, verbunden mit einer Verringerung des Platzbedarfs, Verringerung der Vorhaltung von Ersatzkomponenten und Erhöhung des MTBF (mean time between failure - mittlerer Ausfallabstand). Die Projektierung wird vereinfacht und die Gesamtzahl der Gleisstromkreise pro Projekt wird reduziert. Der Montage- und Prüfaufwand geht zurück. Letztlich können die Gleisabschnitte besser an Signalabstände bzw. Blocklängen angepasst werden, wodurch sich Wartungs- und Kostenvorteile ergeben.
- Gemäß Anspruch 2 werden die Detektionssignale als Umschaltkriterium zur sukzessiven Aktivierung der Teilabschnitte verwendet. Dazu wird das Detektionssignal gemäß Anspruch 6 einer Steuereinrichtung zugeführt, welche sich vorzugsweise im Stellwerk befindet. Die Steuereinrichtung dient der Weiterschaltung der als Sender fungierenden Sender-/Empfänger-Einrichtungen in einer festgelegten Abfolge an sich aneinanderreihende Orte des Gleises. Dabei bilden die Frei- und Belegtinformationen der zwei als Empfänger fungierenden Sender-/Empfänger-Einrichtungen des jeweiligen Teilabschnittes die notwendigen Umschaltkriterien. In dem Moment, wenn ein Schienenfahrzeug die als Sender fungierende Sender-/Empfänger-Einrichtung überfahren hat, werden von beiden Empfängern der Sender-/Empfänger-Einrichtungen keine Belegtsignale mehr erzeugt, wodurch die Steuereinrichtung ein Ansteuersignal erzeugt, welches den gerade überfahrenen Sender in Empfangsmodus umschaltet und die in Fahrtrichtung nächstliegende Sender-/Empfänger-Einrichtung in den Sendemodus sowie die übernächste Einrichtung in den Empfängermodus schaltet. Somit ist der nächste Teilabschnitt aktiviert. Die Ausfahrt aus dem verlängerten Gleisstromkreis erfolgt wie bei der bekannten Mittenspeisung bei kurzen Gleisstromkreisen.
- Nach Ausfahrt der letzten Achse des Schienenfahrzeugs aus dem verlängerten Gleisstromkreis wird der Freizustand gemäß Anspruch 3 durch Überwachung des Detektionssignals an mindestens einem Ende des Gleisstromkreises festgestellt. Bei Gleisen, die nur in einer Richtung befahren werden, genügt die permanente Überwachung des Einfahrendes des Gleisstromkreises, während bei Gleisen, die in beiden Richtungen überfahren werden, an beiden Enden des Gleisstromkreises eine Überwachung erforderlich ist.
- Um das fehlerfreie Funktionieren des Gleisstromkreises sicherzustellen, ist vorzugsweise gemäß Anspruch 4 im Freizustand regelmäßig ein sukzessives Aktivieren aller Teilabschnitte vorgesehen. Diese Funktionsprüfung kann z. B. einmal pro Stunde stattfinden.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand figürlicher Darstellungen näher beschrieben. Es zeigen:
- Figur 1
- eine Prinzipdarstellung aneinander gereihter Gleis- stromkreise bekannter Bauart,
- Figur 2
- Gleisstromkreise der beanspruchten Bauart in gleich- artiger Darstellung wie
Figur 1 , - Figur 3
- einen Ablauf einer Zugdurchfahrt,
- Figur 4
- einen Ablauf einer Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Gleisstromkreises und
- Figur 5
- eine Überwachung des Freizustandes.
- Zur lückenlosen Überwachung eines Gleisbereiches werden Gleisstromkreise 1a, 1b, 1c üblicherweise direkt aneinander gereiht.
Figur 1 veranschaulicht beispielhaft drei Gleisstromkreise 1a, 1b, 1c, die jeweils aus einem mittig angeordneten Sender 2 und zwei endseitigen Empfängern 3 bestehen. - Gegenüber dieser bekannten Bauart ist eine Verlängerung des Gleisstromkreises 4 durch Zwischenschaltung von Sender-/Empfänger-Einrichtungen 5 vorgesehen. Dadurch wird der Gleisstromkreis 4 in sich über die Hälfte ihrer Länge überlappende Teilabschnitte 6 eingeteilt. Die Teilabschnitte 6 weisen dabei im Wesentlichen die gleiche Länge auf.
-
Figur 3 veranschaulicht den Ablauf einer Zugdurchfahrt von der Einfahrt einer ersten Achse 7 in den Gleisstromkreis 4 bis zur Ausfahrt einer letzten Achse 8 aus den Gleisstromkreis 4 in mit einen Pfeil 7 gekennzeichneter Fahrtrichtung. Die einzelnen Fahrorte der ersten Achse 7 sind in den Ablaufschemata 1.) bis 12.) dargestellt, während die Ablaufschemata 13.) und 14.) die letzte Achse 8 zeigen und das Ablaufschema 15.) den Freizustand darstellt. - Aus 1.) ist ersichtlich, dass die erste Achse 7 des Schienenfahrzeugs in den Gleisstromkreis 4 eingefahren ist. Diese Einfahrt wird detektiert, indem der erste Teilabschnitt 6 aktiv ist. Dazu wird von einer Steuereinrichtung im Stellwerk die erste Sender-/Empfänger-Einrichtung 5 des Gleisstromkreises 4 als Empfänger E1, die zweite Sender-/Empfänger-Einrichtung 5 als Sender S und die dritte Sender-/Empfänger-Einrichtung als zweiter Empfänger E2 geschaltet. Der erste Empfänger E1 meldet bei 1.) und 2.) den Besetztzustand des Gleisstromkreises 4 an das Stellwerk. Die erste Achse 7 befindet sich noch nicht im Wirkbereich Sender S - zweiter Empfänger E2, so dass der zweite Empfänger E2 ein Detektionssignal erzeugt, das den Freizustand charakterisiert. Symbolisch wird ein frei meldendes Detektionssignal durch einen Pfeil nach oben und ein besetzt meldendes Detektionssignal durch einen Pfeil nach unten dargestellt, wobei diese Detektionssignale jeweils den Empfängern E1 und E2 zugeordnet sind.
- Bei 3.) ist die erste Achse 7 derart nahe am Sender S, dass beide Empfänger E1 und E2 im Wirkbereich liegen und somit beide Empfänger E1 und E2 besetzt melden. Diese doppelte Besetztmeldung ist das Umschaltkriterium für die Weiterschaltung der Teilabschnitte 6. Eine nicht dargestellte und üblicherweise in einem Stellwerk befindliche Steuereinrichtung schaltet die Sender-/Empfänger-Einrichtungen 5 derart weiter, dass der Sender S gemäß 3.) zum Empfänger E1 gemäß 4.) und der zweite Empfänger E2 gemäß 3.) zum Sender S gemäß 4.) wird. Außerdem wird die dem neuen Sender S nachfolgende Sender-/Empfänger-Einrichtung 5 als neuer Empfänger E2 geschaltet. Bei 4.) meldet E1 besetzt und E2 frei. In der fünften Position der ersten Achse 7 ist diese - wie in der dritten Position - in der Empfangsreichweite beider Empfänger E1 und E2, so dass diese belegt melden und das Kriterium für die Weiterschaltung erfüllt ist. Analoge Weiterschaltung erfolgt bei dem Positionen 3.), 5.), 7.) und 9.), während in den Zwischenpositionen 2.), 4.), 6.), 8.) und 10.) jeweils die als erster Empfänger E1 fungierende Sender-/Empfänger-Einrichtung 5 ein belegt meldendes Detektionssignal erzeugt, so dass der gesamte Gleisstromkreis als besetzt gilt. Die Auskopplung der Detektionssignale E1 und E2 kann dabei entweder direkt erfolgen oder durch Weiterschaltung über die benachbarten Sender-/Empfänger-Einrichtungen 5 bis zu den Gleisstromkreisenden nur an diesen ersten und letzten Sender-/Empfänger-Einrichtungen des Gleisstromkreises 4 erfolgen. Bei letzterer Variante besteht die Möglichkeit einer Vereinfachung hinsichtlich der Verkabelung.
- In den Positionen 12.), 13.), und 14.) bleibt der sukzessive weitergeschaltete Teilabschnitt 6 bestehen, da dieser Teilabschnitt 6 der letzte des Gleisstromkreises 4 ist. Das Detektionssignal des Gleisstromkreises 4 wird so lange auf besetzt gehalten, bis die letzte Achse 8 die letzte Sender-/Empfänger-Einrichtung 5 überfahren hat. Das wird festgestellt, indem diese letzte Sender-/Empfänger-Einrichtung 5 in den Positionen 12.) bis 14.) als Sender S geschaltet wird und somit die vorletzte Sender-/Empfänger-Einrichtung 5 als zweiter Empfänger E2 fungiert. Dieser Empfänger E2 meldet nach Ausfahrt der letzten Achse 8 aus dem Gleisstromkreis 4 den Freizustand, wodurch ein Rückschaltkriterium generiert wird, das von der Steuereinrichtung benutzt wird, um den Gleisstromkreis 4 in die Grundstellung, die bei 15.) dargestellt ist, zurückzuschalten.
- Bei dieser Grundstellung, die dem Freizustand des Gleisstromkreises 4 entspricht, werden bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Figur 3 beide Enden des Gleisstromkreises 4 auf frei oder besetzt überwacht. Es sei angenommen, dass der dargestellte Gleisabschnitt in beiden Fahrtrichtungen durchfahren werden kann, so dass entweder beide Gleisstromkreisenden gleichzeitig überwacht werden müssen oder abhängig von der nächsten erwarteten Zugdurchfahrt nur das jeweilige Einfahrtende des Gleisstromkreises 4 - wie inFigur 5 veranschaulicht. -
Figur 4 zeigt einen Ablauf für ein Durchprüfen sämtlicher Komponenten des Gleisstromkreises 4 während des Freizustandes in gleicher Darstellungsweise wieFigur 3 . Dabei wird als Weiterschaltkriterium nicht die Besetztmeldung der beiden Empfänger E1 und E2 sondern deren Freimeldung verwendet. Diese Prüfung ist vorzugsweise in regelmäßigen Abständen, beispielsweise einmal pro Stunde, vorgesehen. -
Figur 5 veranschaulicht die Überwachung des Freizustandes des Gleisstromkreises 4, die permanent solange durchgeführt wird, bis eine nächste Zugdurchfahrt erfolgt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäßFigur 5 wird nur ein Ende des Gleisstromkreises 4 überwacht, was ausreichend ist, wenn der Gleisabschnitt nur in einer Fahrtrichtung passiert werden kann oder wenn bekannt ist, dass die nächste Zugdurchfahrt in der mit dem Pfeil 9 angedeuteten Fahrtrichtung erfolgen wird.
Claims (6)
- Verfahren zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnittes mittels eines Gleisstromkreises (1a, 1b, 1c; 4), in den mittig ein Sendesignal eingespeist und aus dem endseitig mindestens ein Detektionssignal ausgekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass der Gleisstromkreis (4) in sich über ihre halbe Länge überlappende Teilabschnitte (6) aufgeteilt wird und dass das Sendesignal mittig in denjenigen Teilabschnitt (6) eingespeist wird, in den ein Schienenfahrzeug einfährt, wobei an beiden Enden des Teilabschnittes (6) Detektionssignale ausgekoppelt oder über angrenzende Teilabschnitte (6) zu den Gleisstromkreisenden weitergeschaltet und dort ausgekoppelt werden. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Detektionssignale als Umschaltkriterium zur sukzessiven Aktivierung der Teilabschnitte (6) verwendet werden. - Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Freizustand durch Überwachung des Detektionssignals an mindestens einem Ende des Gleisstromkreises festgestellt wird. - Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Funktionsfähigkeit des Gleisstromkreises (4) im Freizustand durch sukzessives Aktivieren aller Teilabschnitte (6) überprüft wird. - Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gleisstromkreis (4) aus mehreren sich über ihre halbe Länge überlappenden Teilabschnitten (6) zusammengesetzt ist, welche endseitig Sender-/Empfänger-Einrichtungen (5) zur Auskopplung des Detektionssignals oder Weiterschaltung der Detektionssignale zu den Gleisstromkreisenden und dortiger Auskopplung aufweisen, wobei jeweils die mittige und eine endseitige Sende-/Empfänger-Einrichtung (5) den sich überlappenden Teilabschnitten (6) gemeinsam sind. - Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Detektionssignal einer Steuereinrichtung zur Aktivierung der Sender-/Empfänger-Einrichtungen (5) zugeführt ist.
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