EP2279107B1

EP2279107B1 - Vorrichtung zur detektion des belegt- oder freizustandes eines gleisabschnittes

Info

Publication number: EP2279107B1
Application number: EP09749741A
Authority: EP
Inventors: Uwe Kaluscha
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2029-05-13
Also published as: EP2279107A1; AU2009249806A1; US8469318B2; AU2009249806B2; DE102008025188A1; WO2009141251A1; US20110127388A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnittes (1) mit mindestens einem fahrzeugseitigen Sender (S1, S2) und streckenseitigen Empfängerpaaren, die an den Enden (2, 3) des Gleisabschnittes (1) angeordnet sind und jeweils in Gleisrichtung beabstandete erste und zweite Empfänger (E1, E2) aufweisen, wobei die Empfänger (E1, E2) bei Passage des Fahrzeuges (4) Signale des Senders (S1, S2) empfangen und mit einer Auswerteeinrichtung verbunden sind. Um eine exakte Zuordnung zwischen den Gleisabschnittsenden (2, 3) und der aktuellen Fahrzeugposition zu garantieren, ist vorgesehen, dass ein Ansprechen der Empfänger (E1, E2) während der Passage bei einer Kopplungsreichweite (D₁, D₂) zwischen dem Sender (S1, S2) und dem Empfänger (E1, E2) zuzüglich einer maximalen Fahrtstrecke (D₀), die sich aus einer minimalen Impulsdauer (t₀) der Empfänger (E1, E2) und einer Streckenhöchstgeschwindigkeit (v_max) ergibt, derart voreingestellt ist, dass bei fehlerbedingter Erhöhung der Kopplungsreichweite (D₁, D₂) eine Überschneidung des Ansprechens der Empfänger (E1, E2) des Empfängerpaares resultiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnittes mit mindestens einem fahrzeugseitigen Sender und streckenseitigen Empfängerpaaren, die an den Enden des Gleisabschnittes angeordnet sind und jeweils in Gleisrichtung beabstandete erste und zweite Empfänger aufweisen, wobei die Empfänger bei Passage des Fahrzeuges Signale des Senders empfangen und mit einer Auswerteeinrichtung verbunden sind. Die EP1501663 A1 offenbart eine derartige Vorrichtung.
Die Gleisfreimeldung stellt ein wesentliches Entscheidungskriterium für die Steuerung von Weichen und Signalen dar. Anhand des Belegungszustandes der Gleisabschnitte wird die Entscheidung getroffen, ob ein Schienenfahrzeug in diesen Gleisabschnitt einfahren darf oder nicht. Ziel ist prinzipiell die Verhinderung von Kollisionen der Fahrzeuge durch Auffahren oder Flankenfahrt. Dazu muss sichergestellt werden, dass sich jeweils nur ein Fahrzeug in einem definierten Abschnitt der Strecke befindet. Anderen Fahrzeugen ist die Einfahrt in diesen durch ein Fahrzeug besetzten Gleisabschnitt zu verwehren. Dies ist die klassische Aufgabe für ein Stellwerk. Das Stellwerk benötigt dazu eine sicherungstechnische Information, welche Gleisabschnitte besetzt und welche frei sind.
Zur Feststellung der Präsenz eines, insbesondere gummibereiften, Fahrzeuges in einem Gleisabschnitt wird gemäß der unveröffentlichten 2008P04438DE vorgeschlagen, fahrzeugseitig Sendemittel und streckenseitig am Anfang und am Ende des Gleisabschnittes Empfangsmittel anzuordnen, wobei die Empfangsmittel bei Passage des Fahrzeuges Signale der Sendemittel empfangen und einer Auswerteeinrichtung zuführen. Auf diese Weise lässt sich ein Gleisfreimeldesystem konzipieren, welches im Gegensatz zu Achszählern oder Gleisstromkreisen nicht auf das Vorhandensein von metallischen Fahrzeugrädern bzw. - achsen angewiesen ist. Problematisch bei diesem Gleisfreimeldesystem ist jedoch, zu garantieren, dass sich der definierte Sende- bzw. Empfangsbereich, das heißt die Kopplungsreichweite zwischen Sender und Empfänger nicht unbemerkt verändert. Kritisch ist hier vor allem eine Vergrößerung der Kopplungsreichweite. Dadurch ist nicht auszuschließen, dass sich ein Fahrzeug bereits aus einem Gleisabschnitt abmeldet, obwohl es sich weit vor der angenommenen Position am Ende des Gleisabschnittes befindet und folglich diesen Gleisabschnitt noch belegt. Eine gefährliche Erhöhung der Kopplungsreichweite kann sowohl durch Abdriften des Sendepegels des Senders als auch der Empfindlichkeit der Empfänger aus den definierten Grenzen verursacht sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Gleisfreimeldeeinrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der eine Erhöhung der Kopplungsreichweite zeitnah feststellbar ist, sodass verfrühte Freimeldung eines noch besetzten Gleisabschnittes vermieden werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Ansprechen der Empfänger während der Passage bei einer Kopplungsreichweite zwischen dem Sender und dem Empfänger zuzüglich einer maximalen Fahrtstrecke, die sich aus einer minimalen Impulsdauer der Empfänger und einer Streckenhöchstgeschwindigkeit ergibt, derart voreingestellt ist, dass bei fehlerbedingter Erhöhung der Kopplungsreichweite eine Überschneidung des Ansprechens der Empfänger des Empfängerpaares resultiert. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass bei jeder Fahrzeugpassage eine Prüfung der Gleisfreimeldeeinrichtung auf kritische Vergrößerung der Kopplungsreichweite durchgeführt wird. Ein Zusatzaufwand für regelmäßige Vorortmessung der aktuellen Kopplungsreichweite entfällt. Wartungsmaßnahmen dieser Art sind nicht erforderlich, wobei ein besonderer Vorteil der beanspruchten Lösung darin besteht, dass eine zeitnahe Fehleroffenbarung möglich ist. Letztlich ist damit ein höherer Sicherheitslevel erreichbar als bei einer Überprüfung der Kopplungsreichweite in großen Zeitabständen. Vorteilhaft ist darüber hinaus, dass sowohl Fahrzeug- als auch Streckenkomponenten quasi in ihrem Zusammenwirken geprüft werden. Die Systemtoleranz entspricht lediglich der Fahrtstrecke, die im Anschluss an das Ansprechen der Empfänger als minimale Impulsdauer voreingestellt ist. Die Impulsdauer und die daraus bei Streckenhöchstgeschwindigkeit resultierende Fahrtstrecke sollten so gering wie möglich gewählt werden, da dann eine Überschneidung der Empfangsbereitschaften der benachbarten Empfänger bereits bei geringfügiger Erhöhung der Kopplungsreichweite detektierbar ist. Im Endeffekt kann damit die Strecke besser auf Fahrzeugdurchsatz optimiert werden. Bereits bei beginnender Überschneidung des Ansprechens der Empfänger, das heißt bei gleichzeitigem Empfang von Sendesignalen durch beide Empfänger des Empfängerpaares, können Gegenmaßnahmen zur Zurückführung der Kopplungsreichweite in die vorgesehene Größenordnung vorgesehen werden. Dabei ist es leicht möglich, zu unterscheiden, ob sich die Kopplungsreichweite durch erhöhten Sendepegel des fahrzeugseitigen Senders oder durch erhöhte Empfindlichkeit eines streckenseitigen Empfängers ergeben hat, indem mehrere Passagen unterschiedlicher Fahrzeuge ausgewertet werden.
Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass nicht nur die Empfänger, sondern auch die Sender paarweise angeordnet werden. Durch diese redundante Ausbildung der Sender und der Empfänger ist eine ausreichende Sicherheit der Erzeugung der auszuwertenden Gleisfreimeldesignale auch dann gegeben, wenn die Sender und/oder die Empfänger signaltechnisch nicht sicher ausgebildet sind.
Um den hohen Anforderungen an die Systemsicherheit zu entsprechen, sind die Empfänger gemäß Anspruch 3 mit einer signaltechnisch sicheren Auswerteeinrichtung eins Stellwerkes verbunden, wobei eine UND-Verknüpfung bezüglich des Ansprechens der beiden Empfänger eines Empfängerpaares vorgesehen ist. Vorzugsweise erhält das Stellwerk redundante Informationen, die durch die üblicherweise signaltechnisch sichere Auswertung innerhalb des Stellwerkes die erforderliche sehr hohe Sicherheit bei der Gleisfreimeldung erfüllen. Durch die UND-Verknüpfung ist auf einfache Weise feststellbar, ob beide Empfänger gleichzeitig eine Ausgabeinformation erzeugen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlicher Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: die wichtigsten Komponenten eines erfindungsgemäßen Gleisfreimeldesystems,
Figur 2: die Kopplungsreichweite zwischen Sender und Empfänger und
Figur 3: ein Verlegeschema der Empfänger und deren Aktivierung.

In Figur 1 ist ein Gleisabschnitt 1 dargestellt, an dessen Enden 2 und 3 jeweils ein Empfängerpaar mit Empfängern E1 und E2 angeordnet ist. Bei Überfahrt durch ein Fahrzeug 4 (Figuren 2 und 3) erzeugen die Empfänger E1 und E2 Ausgangssignale, die einem Stellwerk 5 zur Auswertung zugeführt sind.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist das Fahrzeug 4 mit einem Sender S1 ausgestattet, der kontinuierlich Sendetelegramme abstrahlt, die von dem streckenseitigen Empfänger E1 im Bereich einer Kopplungsreichweite D₁ empfangen werden. Dabei wird vereinfachend angenommen, dass die Kopplung symmetrisch erfolgt, d. h. dass die Kopplung beginnt, wenn sich der Sender S1 auf halber Kopplungsreichweite D₁/2 an den Empfänger E1 angenähert hat, und endet, wenn der Sender S1 sich um mehr als die halbe Kopplungsreichweite D₁/2 hinter dem Empfänger E1 befindet.
Das Ansprechen des Empfängers E1, d. h. die Ausgabedauer des Ausgangssignals entspricht der Dauer der Kopplung zuzüglich einer Zeit t₀, wobei während dieser Zeit t₀ maximal eine Fahrtstrecke D₀ zurückgelegt werden kann, für die gilt D₀ = t₀ · v_max mit v_max als maximal zulässiger Geschwindigkeit für diesen Streckenteil. Dieser Zusammenhang ist in Figur 3 veranschaulicht. Figur 3 zeigt eine Konstellation mit redundanten Sendern S1 und S2, wobei beide Sender S1 und S2 auf dem Fahrzeug 4 in Fahrtrichtung gesehen nebeneinander angeordnet sind. Die Empfänger E1 und E2 sind in der Lage, Sendetelegramme von den Sendern S1 und S2 zu unterscheiden. Die Datentelegramme von dem ersten Sender S1 sind nur von dem ersten Empfänger E1 und die Datentelegramme vom zweiten Sender S2 sind nur von dem zweiten Empfänger E2 auswertbar. Es wird weiterhin vorausgesetzt, dass einzelne Ausfälle in der Datenübertragung zwischen S1 und E1 sowie zwischen S2 und E2 im System erkannt und sicherungstechnisch so behandelt werden, dass nur beide Übertragungen zusammen eine Gleisfreimeldung ermöglichen. Die beiden Empfänger E1 und E2 sind in einem Mindestabstand x = D₁/2 + D₀ + D₂/2 zu verlegen. Bei dieser Anordnung ist das Ansprechen der Empfänger E1 und E2, d. h. die Aktivierung des Empfängers E1 bzw. E2 nur für eine Überfahrstrecke D₁ + D₀ bzw. D₂ + D₀ voreingestellt. Bei korrekter Funktion ist der Ausgang des Empfängers E1 bei Überfahrt der Strecke D₂ + D₀ inaktiv, während der Ausgang des zweiten Empfängers E2 bei Überfahrt der Strecke D₁ + D₀ inaktiv ist. Sollte sich eine Erhöhung der Kopplungsreichweite D₁ ergeben, führt diese zu einer Verlängerung der Aktivierungsphase D₁ + D₀, wodurch eine Überschneidung des Ansprechens resultiert. Beide Empfänger E1 und E2 erzeugen dann während dieser Überschneidung gleichzeitig eine Ausgabeinformation. Die Ausgänge der beiden Empfänger E1 und E2 sind daher lediglich logisch zu verunden, damit eine entsprechende Information über die Erhöhung der Kopplungsreichweite D₁ bzw. D₂ erkannt und sicherungstechnisch weiter genutzt werden kann. Die beschriebene Anordnung offenbart dabei sowohl Erhöhungen der Senderleistung auf dem Fahrzeug 4 als auch eine Erhöhung der Empfindlichkeit der Empfänger E1 und E2.

Claims

Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnittes (1) mit mindestens einem fahrzeugseitigen Sender (S1, S2) und streckenseitigen Empfängerpaaren, die an den Enden (2, 3) des Gleisabschnittes (1) angeordnet sind und jeweils in Gleisrichtung beabstandete erste und zweite Empfänger (E1, E2) aufweisen, wobei die Empfänger (E1, E2) bei Passage des Fahrzeuges (5) Signale des Senders (S1, S2) empfangen und mit einer Auswerteeinrichtung verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Ansprechen der Empfänger (E1, E2) während der Passage bei einer Kopplungsreichweite (D₁, D₂) zwischen dem Sender (S1, S2) und dem Empfänger (E1, E2) zuzüglich einer maximalen Fahrtstrecke (D₀), die sich aus einer minimalen Impulsdauer (t₀) der Empfänger (E1, E2) und einer Streckenhöchstgeschwindigkeit (v_max) ergibt, derart voreingestellt ist, dass bei fehlerbedingter Erhöhung der Kopplungsreichweite (D₁, D₂) eine Überschneidung des Ansprechens der Empfänger (E1, E2) des Empfängerpaares resultiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass Senderpaare vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Empfänger (E1, E2) mit einer signaltechnisch sicheren Auswerteeinrichtung eines Stellwerkes (5) verbunden sind, wobei eine UND-Verknüpfung bezüglich des Ansprechens der beiden Empfänger (E1, E2) des Empfängerpaares vorgesehen ist.