EP2708439A1 - Verfahren und System zum Extrahieren eines Signalbegriffs aus einem Magnetkreis - Google Patents

Verfahren und System zum Extrahieren eines Signalbegriffs aus einem Magnetkreis Download PDF

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EP2708439A1
EP2708439A1 EP12184070.6A EP12184070A EP2708439A1 EP 2708439 A1 EP2708439 A1 EP 2708439A1 EP 12184070 A EP12184070 A EP 12184070A EP 2708439 A1 EP2708439 A1 EP 2708439A1
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signal
track
trackside
control unit
term
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    • B61L2003/123—French standard for inductive train protection, called "Contrôle de vitesse par balises" [KVB]
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    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • B61L2027/202—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]

Definitions

  • the present invention relates to a method and a system for processing a transmitted by means of track-side and vehicle-side magnetic coupling circuits signal concept for its transmission to a rail vehicle by means of a track-side arranged point-shaped data transmission device.
  • ETCS Europe-wide uniform train control system
  • This train protection system has three different levels, which differ in the way the train and the control center communicate and locate trains.
  • ETCS Level 1 The information to be deflected from transparent and fixed balises and / or line conductors and / or loop cables is transmitted to the driver's cab and contains, among other things, instructions for speed control and monitoring of the train.
  • Level 2 the information to be deflected is transmitted via a mobile network from so-called Radio Block Centers to the driver's cab and in Level 3 the integrity check and self-locating of the train by navigation system such as GPS or Galilei (currently under construction) is used.
  • the aim of such migration projects is usually to upgrade the track to the new standard and the parallel existence of the old systems.
  • the INDUSI legacy system uses three track-side and vehicle-side magnetic (inductive) coupling circuits with operating frequencies of 500, 1000 and 2000 Hz.
  • the associated vehicle-side coupling circuit is thus detuned during the passage of the train and thus the underlying driving information is transmitted.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method and a system for processing a transmitted by means of trackside and vehicle-side magnetic coupling circuits signal concept, which greatly simplify the effort associated with the use of balises in connection with the establishment of ETCS and allow a cheaper connection of the balises indirectly via a legacy system to centralized units such as signal boxes and control centers, even in less populated areas.
  • the track-side and vehicle-side magnetic coupling circuits components of an INDUSI train control system be.
  • the point-shaped data transmission unit may be an ETCS transparent data beacon.
  • test signal with a duty cycle of about 1: 500.
  • a duty cycle of about 1: 500.
  • an average additional power consumption of only 2 mW can be achieved, which can also be applied by solar panel operated electronic control units.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the basic structure for a tap of the signal term within an INDUSI train protection system 2, called Indusi 2 short.
  • the Indusi 2 comprises a vehicle-side coupling circuit 4 and a corresponding track-side coupling circuit 6.
  • a transmitted from a signal box not shown here signal term is displayed optically.
  • the control device 10 couples this signal concept via a switch S1 into the trackside coupling circuit 6.
  • the coupling consists primarily in the closing of the track-side coupling circuit 6 with the switch S1. It follows inevitably that a corresponding coupling circuit (resonant circuit) exists for each signal concept, which differ in their driving frequency (500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz, see explanation above).
  • the vehicle-side coupling circuit 4 shows a detuning of in FIG. 3 shown type with a complete breakdown of the vibration in the vehicle-side coupling circuit. 4
  • leg system Indusi 2 is in a track 12 and an ETCS Transparent Data Beautyse 14 - hereafter called Balise 14 - arranged, whose job is u.a.
  • an ETCS Transparent Data Beautyse 14 - hereafter called Balise 14 - arranged, whose job is u.a.
  • the so-called balis telegrams allow to transmit dedicated information to the vehicle, e.g. Speed profiles, route profiles, braking curves and the like.
  • the control of the balise 14 takes place by means of an electronic control unit 16 - hereinafter called LEU (Lineside Electronic Equipment) 16.
  • LEU Lineside Electronic Equipment
  • the LEU 16 receives the signal to be transmitted either from the interlocking or from the RBC (Radio Block Controller). Here, however, should be dispensed with the connection to the interlocking, but a parasitic coupling to the Indusi 2 done.
  • the LEU 16 comprises a signal pick-up module 18, two channels A, B with two redundant coupling-in points 20, 22.
  • a test signal Ps is alternately coupled into the trackside coupling circuit 6 virtually without feedback effect.
  • the Indusi useful signal has a thickness of about 200 mA in the track-side coupling circuit 6.
  • an inductive coupling of the test signal Ps with about 1 to 2 mA.
  • this test signal Ps passes more or less unadulterated to the respective other channel and is also decoupled there by means of the feed point 20, 22 as a modified response signal.
  • This modified response signal can in turn be evaluated by the signal pick-up module 18 and closed on the corresponding signal signal applied to the signal 8.
  • the signal term associated telegram T is determined for transmission and radiated at agreement of the telegram T in both channels A and B also to a vehicle antenna not shown here. Both channels A and B are required to achieve a safety level of SIL 4 according to DIN EN 50129.
  • the test signal Ts can be coupled in only for a few ms, but repeatedly.
  • a duty cycle of 1: 500 and a power consumption of 0.5 W / 250 an average power consumption of only 2 mW is achieved.
  • the present system for determining the signal term requires no contact doubling and is sufficiently free of feedback.
  • This system comes along a power consumption, which can also be applied by autonomously operated LEU 16 (so-called MiniLEU). It is further only a tap for the evaluation of 1 or 2/3 signal terms required.
  • this connection also offers the possibility to test the functionality of the Indusi 2, because based on the received modified response signal and a statement about the quality of the resonant circuit, so the trackside coupling circuit 6, can be made.
  • FIG. 4 For the sake of completeness, it now shows possible coupling-in points for the different coupling circuits of the Indusi 2.
  • the drawn ellipse stands for the Einkoppelstelle. These examples show the concept of combined attenuation measurement and reflection measurement in the present case.
  • the indusi signal circuit (trackside coupling circuit) is measured with a voltage pulse in the ms range on the basis of the response at two different locations with a current transformer path. The pulse response is only needed with timely evaluation without amplitude accuracy.
  • FIG. 6 schematically shows a path for a signal tap in a pure coupling loss measurement. It is measured with two voltage pulses in the ms range of Indusi coupling circuit based on the response signal at three different locations with a current transformer path. This measurement principle is easy to implement because the pulse response (the response signal) is needed only with timely evaluation, but without amplitude accuracy.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Erfindungsgemäss sind ein Verfahren und ein System zur Aufbereitung eines mittels gleisseitigen und fahrzeugseitigen magnetischen Koppelkreisen übertragenen Signalbegriffs zu dessen Übertragung auf ein Schienenfahrzeug mittels einer gleisseitig angeordneten punktförmigen Datenübertragungseinrichtung vorgesehen, wobei: a) der Signalbegriff an dem gleisseitigen Koppelkreis angelegt wird; b) die punktförmige Datenübertragungseinrichtung von einer gleisseitig angeordneten elektronischen Steuerungseinheit betrieben wird; c) mittels induktiver Kopplung durch die gleisseitig angeordnete elektronische Steuerungseinheit ein Prüfsignal in den gleisseitigen Koppelkreis eingespeist wird; d) mittels induktiver Kopplung durch die gleisseitig angeordnete elektronische Steuerungseinheit das in Abhängigkeit von angelegten Signalbegriff gegenüber dem Prüfsignal modifiziertes Antwortsignal gelesen wird; e) aus dem modifizierten Antwortsignal der anliegende Signalbegriff extrahiert wird, und f) ein dem extrahierten Signalbegriff entsprechendes Telegramm aufbereitet und mittels der punktförmigen Datenübertragungseinheit ausgesendet wird. Auf diese Weise ist es möglich, den in den Koppelkreisen anliegenden Signalbegriff mit geringem zusätzlichen Installationsaufwand mittels der elektronischen Steuereinheit (LEU) zu ermitteln und ein diesem Signalbegriff entsprechendes Telegramm zur Aussendung mittels der punktförmigen Datenübertragungseinheit aufzubereiten. Dieses Verfahren zeichnet sich zudem durch seine Robustheit und seinen geringen Energieverbrauch aus, sodass auch eine autark betriebene elektronischen Steuereinheit mit der ihr zur Verfügung stehenden elektrischen Energie diese Aufgabe wahrnehmen kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur Aufbereitung eines mittels gleisseitigen und fahrzeugseitigen magnetischen Koppelkreisen übertragenen Signalbegriffs zu dessen Übertragung auf ein Schienenfahrzeug mittels einer gleisseitig angeordneten punktförmigen Datenübertragungseinrichtung.
  • Auf dem Gebiet des schienengebundenen Verkehrs werden moderne Zugsicherungssysteme eingesetzt, mit denen zentral erstellte Daten zur Steuerung des Zugverkehrs an dezentrale Einheiten übertragen werden respektive von diesen dezentralen Einheiten angefordert und zentral verarbeitet werden. Typische Einheiten für die zentrale Datenerstellung und -anforderung sind Stellwerke und Leitstellen. Für die dezentralen Einheiten können beispielhaft gleisseitig angeordnete Kontrolleinheiten, wie Einrichtungen zur Signal- und Weichensteuerung/-überwachung, Einrichtungen zur Steuerung und Überwachung von Gleisfreimeldeeinrichtungen, Balisen, Linienleitern und Loop-Kabeln genannt werden. Selbst die modernen Zugsicherungssysteme sind jedoch auch heute noch aufgrund der nationalen Aufstellung der Bahnunternehmungen, wie Schweizerische Bundesbahnen SBB, Österreichische Bundesbahnen ÖBB, Deutsche Bahn DB, nationale Zugsicherungssysteme, die beim Übertritt von Land zu Land fahrzeugseitig gewechselt werden müssen, was auf den Fahrzeugen einen erheblichen Aufwand hinsichtlich des Einsatzes im grenzüberschreitenden Verkehr bedeutet.
  • Aus diesem Grunde hat beispielsweise die Europäische Union beschlossen, ein europaweit einheitliches Zugsicherungssystem einzuführen, das unter dem Namen ETCS (European Train Control System) in der Fachwelt bekannt ist. Dieses Zugsicherungssystem verfügt über drei verschiedene Level, die sich in der Art der Kommunikation von Zug und Leitstelle und der Ortung von Zügen unterscheiden. Im ETCS Level 1 werden die zuglenkenden Informationen von Transparent- und Fix-Balisen und/oder Linienleitern und/oder Loop-Kabeln auf den Führerstand übertragen und beinhalten u.a. Anweisungen zur Geschwindigkeitssteuerung und Überwachung des Zuges. Im Level 2 werden die zuglenkenden Informationen über ein Mobilfunknetz aus sogenannten Radio Block Centern auf den Führerstand übertragen und im Level 3 kommt dann noch die Integritätsprüfung sowie Eigenortung des Zuges mittels Navigationssystem, wie GPS oder Galilei (aktuell im Aufbau) zum Einsatz.
  • Besonders die Umrüstung des Bahnstrecken hinsichtlich der Balisen stellt für die Bahnunternehmen einen erheblichen Investitionsaufwand in ihre Infrastruktur dar. Im Rahmen dieser Umsetzung von ETCS-Projekten werden daher vermehrt Migrationsprojekt bei den europäischen Bahnbetrieben durchgeführt. In Deutschland beispielsweise soll in den kommenden Jahren das Zugsicherungssystem INDUSI (PZB-Gleismagnete) an eine Steuerungseinheit - kurz LEU (Lineside Electronic Unit) genannt - mit Balise angeschlossen werden.
  • Das Ziel derartiger Migrationsprojekte sind dabei in der Regel die Aufrüstung der Strecke auf den neuen Standard sowie der parallele Fortbestand der alten Systeme. Beim Altsystem INDUSI werden drei gleisseitige und fahrzeugseitige magnetische (induktive) Koppelkreise mit Arbeitsfrequenzen von 500, 1000 und 2000 Hz eingesetzt.
  • Die Informationen der einzelnen Schwingkreisfrequenzen zu den anliegenden Fahrbegriffen (Leuchtende Signallampen am Signal) sind wie folgt zugeordnet:
    • ● 1000 Hz - Vor Langsamfahrstellen, Vorsignalen, Überwachungssignalen (Schaltung ab Vziel < 100 km/h); Langsam fahren bzw. Halt zeigendes Signal wird in ca. 1000 m erreicht;
    • ● 500 Hz - Vor Langsamfahrstellen / 250 m vor den Hauptsignalen (Schaltung ab Vziel ≤ 30 km/h); Langsam fahren mit bis zu 30 km/h bzw. Halt zeigendes Signal wird in ca. 250 m erreicht;
    • ● 2000 Hz - Fahrsperre, an Hauptsignalen in Haltstellung (Hp0); Sofortige Zwangsbremsung bei Überfahren.
  • Entsprechend des eingestellten Fahrbegriffs wird so bei der Überfahrt des Zuges der zugehörige fahrzeugseitige Koppelkreis verstimmt und somit die zugrundeliegende Fahrinformation übertragen.
  • Zur Anschaltung dieses Altsystems an ETCS werden daher derzeit Überlegungen gemacht. Alle Hardware-seitigen Lösungen sind mit einem hohen Aufwand und Kosten verbunden, z.B. für die Erstellung von Doppelkontakten, Herbeiführung von elektrischer Energie und allgemeiner Verdrahtungsaufwand. Eine besondere Komplexität liegt daher auch noch in der Abwesenheit von elektrischen Speiseeinrichtungen in der Nähe der INDUSI-Gleismagnete begründet, sodass besonders bei der Verwendung von weitgehend energieautarken Mini-LEU's zur Steuerung einer ETCS-Balise sehr energiesparende Konzepte zum Tragen kommen müssten. Aus diesen Gründen wurde vorliegend bisher kein geeigneter Lösungsansatz für die Anschaltung von INDUSI an ETCS gefunden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zum Aufbereitung eines mittels gleisseitigen und fahrzeugseitigen magnetischen Koppelkreisen übertragenen Signalbegriffs anzugeben, welche den Aufwand, der mit dem Einsatz von Balisen im Zusammenhang mit der Einrichtung von ETCS verbunden ist, erheblich vereinfachen und es erlauben, eine preiswertere Anbindung der Balisen in indirekter Weise über ein Altsystem an zentrale Einheiten, wie Stellwerke und Leitstellen, auch in weniger dicht besiedelten Gebieten, zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäss durch ein Verfahren zum Aufbereitung eines mittels gleisseitigen und fahrzeugseitigen magnetischen Koppelkreisen übertragenen Signalbegriffs zu dessen Übertragung auf ein Schienenfahrzeug mittels einer gleisseitig angeordneten punktförmigen Datenübertragungseinrichtung gelöst, wobei:
    1. a) der Signalbegriff an dem gleisseitigen Koppelkreis angelegt wird;
    2. b) die punktförmige Datenübertragungseinrichtung von einer gleisseitig angeordneten elektronischen Steuerungseinheit betrieben wird;
    3. c) mittels induktiver Kopplung durch die gleisseitig angeordnete elektronische Steuerungseinheit ein Prüfsignal in den gleisseitigen Koppelkreis eingespeist wird;
    4. d) mittels induktiver Kopplung durch die gleisseitig angeordnete elektronische Steuerungseinheit das in Abhängigkeit von angelegten Signalbegriff gegenüber dem Prüfsignal modifiziertes Antwortsignal gelesen wird;
    5. e) aus dem modifizierten Antwortsignal der anliegende Signalbegriff extrahiert wird, und
    6. f) ein dem extrahierten Signalbegriff entsprechendes Telegramm aufbereitet und mittels der punktförmigen Datenübertragungseinheit ausgesendet wird.
  • Auf diese Weise ist es möglich, den in den Koppelkreisen anliegenden Signalbegriff mit geringem zusätzlichen Installationsaufwand mittels der elektronischen Steuereinheit (LEU) zu ermitteln und ein diesem Signalbegriff entsprechendes Telegramm zur Aussendung mittels der punktförmigen Datenübertragungseinheit aufzubereiten. Dieses Verfahren zeichnet sich zudem durch seine Robustheit und seinen geringen Energieverbrauch aus, sodass auch eine autark betriebene elektronischen Steuereinheit mit der ihr zur Verfügung stehenden elektrischen Energie diese Aufgabe wahrnehmen kann.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können die gleisseitigen und fahrzeugseitigen magnetischen Koppelkreise Bestandteile eines INDUSI-Zugsicherungssystems sein. Entsprechend kann die punktförmige Datenübertragungseinheit eine ETCS-Transparentdaten-Balise sein.
  • Zur Erzielung eines besonders geringen Energieverbrauchs auf der elektronischen Steuereinheit kann es vorgesehen sein, das Prüfsignal mit einem Tastverhältnis von etwa 1:500 auszugestalten. Bei einem derartigen Tastverhältnis und einer angenommenen Leistungsaufnahme von 0,5 W pro Prüfsignalaussendung kann eine mittlere zusätzliche Leistungsaufnahme von nur 2 mW erzielt werden, die auch von mit Solarpanels betriebenen elektronischen Steuereinheiten aufgebracht werden kann.
  • Zur Erreichung des geforderten Sicherheitslevels von SIL 4 gemäss EN 50129 kann es vorgesehen sein, die Einspeisung des Prüfsignals und die Auslesung des Antwortsignals jeweils redundant auszuführen. Es ergibt sich so die geforderte zweikanalige Ermittlung des in den magnetischen Koppelkreisen anliegenden Signalbegriffs.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den übrigen Unteransprüchen entnommen werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    in schematischer Darstellung den prinzipiellen Aufbau für einen Abgriff des Signalbegriffs innerhalb eines INDUSI-Zugsicherungssystems;
    Figur 2
    in schematischer Darstellung das Signal im Empfängerkreis in Abhängigkeit von der Schalterstellung S1 in Figur 1;
    Figur 3
    in schematischer Darstellung die Schwingkreisgüte der induktiven INDUSI-Koppelkreise in Abhängigkeit von der Schalterstellung in Figur 2;
    Figur 4
    in schematischer Darstellung einen Pfad für den Signalabgriff für mehrere Signalbegriffe im INDUSI-Zugsicherungssystem;
    Figur 5
    in schematischer Darstellung einen Pfad für den Signalabgriff als reine Reflexionsmessung;
    Figur 6
    in schematischer Darstellung einen Pfad für den Signalabgriff als reine Kopplungsdämpfungsmessung; und
    Figur 5
    ein Datenblatt zur Spezifikation der INDUSI-Magnete.
  • Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung den prinzipiellen Aufbau für einen Abgriff des Signalbegriffs innerhalb eines INDUSI-Zugsicherungssystems 2, kurz Indusi 2 genannt. Das Indusi 2 umfasst einen fahrzeugseitigen Koppelkreis 4 und einen dazu korrespondierenden gleisseitigen Koppelkreis 6. An einem Signal 8 wird mittels einer Steuerungseinrichtung 10 ein von einem hier nicht weiter dargestellten Stellwerk übermittelter Signalbegriff optisch dargestellt. Die Steuerungseinrichtung 10 koppelt diesen Signalbegriff über einen Schalter S1 in den gleisseitigen Koppelkreis 6 ein. Die Einkopplung besteht dabei vorrangig im Schliessen des gleisseitigen Koppelkreises 6 mit dem Schalter S1. Hieraus folgt zwangsläufig, dass für jeden Signalbegriff ein entsprechender Koppelkreis (Schwingkreis) besteht, die sich in ihrer Ansteuerfrequenz (500 Hz, 1000 Hz, 2000Hz, Erklärung hierzu siehe weiter oben) unterscheiden. Fährt nun ein Fahrzeug mit seinem (Treiber-)Koppelkreis über einen derartig beschalteten gleisseitigen Koppelkreis 6, zeigt der fahrzeugseitige Koppelkreis 4 eine Verstimmung der in Figur 3 gezeigten Art mit einem vollständigen Zusammenbruch der Schwingung im fahrzeugseitigen Koppelkreis 4.
  • Neben diesem sogenannten Altsystem Indusi 2 ist in einem Gleis 12 auch eine ETCS-Transparentdaten-Balise 14 - nachfolgend kurz Balise 14 genannt - angeordnet, deren Aufgabe es ist u.a. auch den am Signal 8 angezeigten Signalbegriff in Telegrammform auf das hier nicht weiter dargestellte Fahrzeug bzw. dessen Fahrzeugrechner zu übertragen. Während mit Indusi 2 nur der reine Signalbegriff auf das Fahrzeug übertragbar war, gestatten es die sogenannten Balisentelegramme dezidierte Informationen an das Fahrzeug zu übermitteln, wie z.B. Geschwindigkeitsprofile, Streckenprofile, Bremskurven und dergleichen. Die Ansteuerung der Balise 14 erfolgt dabei mittels einer elektronischen Steuereinheit 16 - nachfolgend kurz LEU (Lineside Electronic Equipment) 16 genannt. Die LEU 16 erhält den zu übermittelnden Signalbegriff je nach Level des ETCS entweder aus dem Stellwerk oder vom RBC (Radio Block Controller). Hier vorliegend soll jedoch auf die Anbindung an das Stellwerk verzichtet werden, sondern eine parasitäre Ankopplung an die Indusi 2 erfolgen. Hierzu umfasst die LEU 16 ein Signalabgriffsmodul 18 zwei Kanäle A, B mit zwei redundant ausgeführten Einkoppelstellen 20, 22.
  • An diesen Einkoppelstellen 20, 22 wird alternierend ein Prüfsignal Ps in den gleisseitigen Koppelkreis 6 quasi rückwirkungsfrei eingekoppelt. Aus Gründen der Energieeinsparung ist dabei das Tastverhältnis sehr klein gegen 1, wie z.B. 1:500. Das Indusi-Nutzsignal hat im gleisseitigen Koppelkreis 6 eine Stärke von etwa 200 mA. Demgegenüber erfolgt mit den Einkoppelstellen 20, 22 eine induktive Einkopplung des Prüfsignals Ps mit etwa 1 bis 2 mA. Je nach Stellung des Schalters S1 gelangt dieses Prüfsignal Ps mehr oder weniger unverfälscht zu dem jeweils anderen Kanal und wird dort mittels der Einspeisestelle 20, 22 als modifiziertes Antwortsignal auch ausgekoppelt. Ist also der Schalter S1 offen, d.h. der diesen Signalbegriff repräsentierten gleisseitige Koppelkreis ist offen, kann im gleisseitigen Koppelkreis 6 kein Strom fliessen und das modifizierte Antwortsignal ist daher wie in Figur 2 gezeigt praktisch nicht vorhanden. Mathematisch würde man von einer leeren Menge sprechen. Ist hingegen der Schalter S1 geschlossen, weil der entsprechende Signalbegriff am Signal 8 anliegt, kann auch das Prüfsignal Ps in Form eines modifizierten Antwortsignal ausgekoppelt werden, wobei sich die Modifikation des Prüfsignals Ps im wesentlichen auf die Wechselwirkung des Prüfsignals Ps mit den Leitungsparametern (R-, L- und C-Belag) des gleisseitigen Koppelkreises 6 beschränkt. Dieses modifizierte Antwortsignal kann wiederum mit dem Signalabgriffsmodul 18 ausgewertet und auf den entsprechend am Signal 8 anliegenden Signalbegriff geschlossen werden. In der LEU 16 wird das dem ermittelten Signalbegriff zugehörige Telegramm T zur Aussendung bestimmt und bei Übereinstimmung des Telegramms T in beiden Kanälen A und B auch an eine hier nicht weiter dargestellt Fahrzeugantenne abgestrahlt. Die beiden Kanäle A und B sind dabei erforderlich um einen Sicherheitslevel von SIL 4 nach DIN EN 50129 zu erreichen.
  • Bei einer geeigneten Optimierung kann das Testsignal Ts nur für einige ms, jedoch wiederholt, eingekoppelt werden. Mit einem Tastverhältnis von 1:500 und einer Leistungsaufnahme von 0,5 W / 250 wird eine gemittelte Leistungsaufnahme von nur 2 mW erreicht. Das Einfügen der Einkoppelstellen 20, 22 selbst von etwa 4 µH in den gleisseitigen Koppelkreis 6 ist dabei rückwirkungsfrei und daher vernachlässigbar, da dieser Wert äquivalent einer Kabellänge von etwa 5 m bzw. etwa 50 mΩ (Z = iωL) bei der höchsten Arbeitsfrequenz (2 kHz) der Indusi 2 entspricht.
  • Auf diese Weise benötigt das vorliegende System zur Ermittlung des Signalbegriffs keine Kontaktverdoppelung und ist genügend rückwirkungsfrei. Dabei kommt dieses System mit einer Leistungsaufnahme aus, die auch von autark betriebenen LEU 16 (sogenannte MiniLEU) aufgebracht werden kann. Es ist weiter nur ein Abgriff für die Auswertung von 1 bzw. 2/3 Signalbegriffen erforderlich. Weiter bietet diese Anschaltung auch die Möglichkeit zur Prüfung der Funktionalität der Indusi 2, weil anhand des empfangenen modifizierten Antwortsignals auch eine Aussage über die Güte des Schwingkreises, also des gleisseitigen Koppelkreises 6, getroffen werden kann.
  • Figur 4 zeigt nun der Vollständigkeithalber noch mögliche Einkoppelstellen für die verschiedenen Koppelkreise des Indusi 2 an. Die eingezeichnete Ellipse steht dabei für die Einkoppelstelle. Diese Beispiele zeigen vorliegend das Konzept der kombinierten Dämpfungsmessung und Reflexionsmessung. Hierbei wird mit einem Spannungspuls im ms Bereich der Indusi-Signalschaltkreis (gleisseitiger Koppelkreis) anhand der Antwort an zwei verschiedenen Orten mit einem Stromwandlerpfad ausgemessen. Die Pulsantwort wird dabei nur mit zeitgerechter Auswertung ohne Amplitudengenauigkeit benötigt.
  • Figur 5 zeigt schematisch eine Pfad P1 für einen Signalabgriff bei einer reinen Reflexionsmessung. Dabei wird mit einem Spannungsimpuls im Bereich einiger ms im Indusi-Signalkoppelkreis anhand des Antwortsignals im gleichen Stromwandlerpfad ausgemessen. Hierbei ist eine Auswertung des Antwortsignals zeitgerecht und mit einer Amplitudengenauigkeit von ca. 20% erforderlich. Im unteren Teil der Figur 5 zeigen die Kurven 1, 2 und 3 die folgenden Verläufe:
    • Kurve 1: Schalter S1 und S2 sind geöffnet; daher ist der Schwingkreis offen und die Impedanz, die auf der Y-Achse logarithmisch abgetragen ist, ist für alle Frequenz gleich hochohmig.
    • Kurve 2: Hier ist nur der Schalter S1 geöffnet und der Schalter S2 geschlossen, sodass nur ein Kondensator C1 im Schwingkreis eingebunden ist. Der Impedanzverlauf zeigt daher nur bei der Frequenz eines der drei Magnetkreise ein Maximum, hier bei 2000 Hz; und
    • Kurve 3: Beide Schalter S1 und S2 sind geschlossen. Nun sind beide Kondensatoren C1 und C2 im Schwingkreis eingebunden, der nun ein Impedanzminimum bei einem der drei Magnetkreise zeigt, hier bei 1000 Hz.
  • Figur 6 zeigt schematisch einen Pfad für einen Signalabgriff bei einer reinen Kopplungsdämpfungsmessung. Dabei wird mit zwei Spannungsimpulses im ms-Bereich der Indusi-Koppelkreis anhand des Antwortsignals an drei verschiedenen Orten mit einem Stromwandlerpfad ausgemessen. Dieses Messprinzip ist einfach realisierbar, weil die Pulsantwort (das Antwortsignal) nur mit zeitgerechter Auswertung, aber ohne Amplitudengenauigkeit benötigt wird.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Aufbereitung eines mittels gleisseitigen und fahrzeugseitigen magnetischen Koppelkreisen übertragenen Signalbegriffs zu dessen Übertragung auf ein Schienenfahrzeug mittels einer gleisseitig angeordneten punktförmigen Datenübertragungseinrichtung, wobei:
    a) der Signalbegriff an dem gleisseitigen Koppelkreis angelegt wird;
    b) die punktförmige Datenübertragungseinrichtung von einer gleisseitig angeordneten elektronischen Steuerungseinheit betrieben wird;
    c) mittels induktiver Kopplung durch die gleisseitig angeordnete elektronische Steuerungseinheit ein Prüfsignal in den gleisseitigen Koppelkreis eingespeist wird;
    d) mittels induktiver Kopplung durch die gleisseitig angeordnete elektronische Steuerungseinheit das in Abhängigkeit von angelegten Signalbegriff gegenüber dem Prüfsignal modifiziertes Antwortsignal gelesen wird;
    e) aus dem modifizierten Antwortsignal der anliegende Signalbegriff extrahiert wird, und
    f) ein dem extrahierten Signalbegriff entsprechendes Telegramm aufbereitet und mittels der punktförmigen Datenübertragungseinheit ausgesendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die gleisseitigen und fahrzeugseitigen magnetischen Koppelkreise Bestandteile eines INDUSI-Zugsicherungssystems sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die punktförmige Datenübertragungseinheit eine ETCS-Transparentdaten-Balise ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Prüfsignal mit einem Tastverhältnis von etwa 1:500 vorgesehen ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einspeisung des Prüfsignals und die Auslesung des Antwortsignals jeweils redundant ausgeführt sind.
  6. System zur Aufbereitung eines mittels gleisseitigen und fahrzeugseitigen magnetischen Koppelkreisen übertragenen Signalbegriffs zu dessen Übertragung auf ein Schienenfahrzeug mittels einer gleisseitig angeordneten punktförmigen Datenübertragungseinrichtung, wobei:
    a) der Signalbegriff an dem gleisseitigen Koppelkreis durch Schliessen eines Schalters (S1), insbesondere eines Relaiskontakts, anlegbar ist;
    b) die punktförmige Datenübertragungseinrichtung von einer gleisseitig angeordneten elektronischen Steuerungseinheit betreibbar ist;
    c) mittels induktiver Kopplung durch die gleisseitig angeordnete elektronische Steuerungseinheit ein Prüfsignal in den gleisseitigen Koppelkreis einspeisbar ist;
    d) mittels induktiver Kopplung durch die gleisseitig angeordnete elektronische Steuerungseinheit das in Abhängigkeit von angelegten Signalbegriff gegenüber dem Prüfsignal modifiziertes Antwortsignal lesbar ist;
    e) aus dem modifizierten Antwortsignal der anliegende Signalbegriff extrahierbar ist, und
    f) ein dem extrahierten Signalbegriff entsprechendes Telegramm aufbereitbar und mittels der punktförmigen Datenübertragungseinheit aussendbar ist.
  7. System nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die gleisseitigen und fahrzeugseitigen magnetischen Koppelkreise Bestandteile eines INDUSI-Zugsicherungssystems sind.
  8. System nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die punktförmige Datenübertragungseinheit eine ETCS-Transparentdaten-Balise ist.
  9. System nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Prüfsignal mit einem Tastverhältnis von etwa 1:500 vorgesehen ist.
  10. System nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einspeisung des Prüfsignals und die Auslesung des Antwortsignals jeweils redundant ausgeführt sind.
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