NL1026709C2 - Systeem en werkwijze voor het overbrengen van signalen aan een rijdend spoorvoertuig. - Google Patents

Description

V *

SYSTEEM EN WERKWIJZE VOOR HET OVERBRENGEN VAN SIGNALEN AAN

EEN RIJDEND SPOORVOERTUIG

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een 5 systeem voor het in een spoorweg overbrengen van signalen aan een rijdend spoorvoertuig alsmede op een werkwijze daarvoor.

Zoals op dit moment bekend is, wordt er gebruik gemaakt van een spanningsverschil tussen twee spoorstaven van een spoorweg voor het detecteren van de aanwezigheid van een 10 spoorvoertuig op de spoorbaan. Hiertoe is de spoorbaan onderverdeeld in secties die onderling van elkaar geïsoleerd zijn. Een as van een assenstel van een treinvoertuig veroorzaakt een kortsluiting tussen de beide spoorstaven waarover het spanningsverschil heerst. Deze kortsluiting laat 15 het lopen van een stroom toe waardoor de aanwezigheid van een trein kan worden gedetecteerd.

Deze stroom wordt voorts gebruikt voor het overbrengen van signalen naar het spoorvoertuig. Deze signalen worden gebruikt voor het op automatische wijze 20 beïnvloeden van bijvoorbeeld de snelheid van het spoorvoertuig.

Hoewel een dergelijk systeem over het algemeen naar genoegen functioneert, is er een aantal nadelen en is het systeem tamelijk onderhoudsgevoelig. Een voorbeeld hiervan is 25 dat de isolatie tussen de secties op relatief eenvoudige wijze te overbruggen is door elementen uit het publiek. Een dergelijke vorm van vandalisme leidt tot een verstoring in het spoorverkeer, aangezien elke vorm van falen leidt tot de meest veilige signalering, waardoor bijvoorbeeld 30 spoorvoertuigen met een lage snelheid gaan rijden. Hierdoor zal de dienstregeling verstoord worden en zullen vertragingen optreden.

1026709 ν„· «» 2

Teneinde een dergelijk nadeel te ondervangen, verschaft de onderhavige uitvinding een systeem voor het in een spoorweg, die is opgedeeld in secties, overbrengen van signalen aan een rijdend spoorvoertuig middels 5 signaalopneemmiddelen aan het spoorvoertuig voor het opnemen van een signaal zoals een magnetisch veld dat wordt opgewekt ter hoogte van de spoorstaven, waarbij het systeem omvat: - geleidingsmiddelen voor het opwekken van een signaal in hoofdzaak ter hoogte van de spoorstaven; 10 - signaaltoevoermiddelen voor het toevoeren van de signalen naar de geleidingsmiddelen middels elektrische energie, en - verbindingsmiddelen voor het elektrisch verbinden van twee spoorstaven die een spoor vormen waarbij de 15 verbindingsmiddelen in hoofdzaak tussen twee aanliggende secties zijn geplaatst.

Een dergelijk systeem heeft als voordeel dat het systeem onafhankelijk functioneert van de aanwezigheid van kwetsbare isolatie-overgangen. Een dergelijk systeem is 20 derhalve onkwetsbaar voor eenvoudig optredende verstoringen of eenvoudig te veroorzaken bewuste sabotage of vandalisme.

In een uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding worden de signalen in hoofdzaak ter plaatse van het midden van een sectie toegevoerd naar de spoorstaven. Een 25 voordeel van een dergelijke uitvoeringsvorm is dat achter een spoorvoertuig geen signaal kan worden gedetecteerd, doordat wielen en assen twee spoorstaven kortsluiten, waardoor in hoofdzaak reeds achter de eerste as maar zeker achter de laatste as van een spoorvoertuig geen signaalresidu meer 30 waarneembaar zal zijn. Hierdoor zal een eventueel per ongeluk in een sectie aanwezige tweede spoorvoertuig geen signaalcode waarnemen, waardoor dit spoorvoertuig zijn weg zal vervolgen of zal stoppen in het hoogste vooraf bepaalde 1026709 V ' 3 veiligheidsniveau. In de huidige Nederlandse praktijk betekent dit dat een trein maximaal 40 km/uur zou mogen rijden op grond van een dergelijk automatisch treinbeïnvloedingssysteem (ATB of ATB-EG). Overigens zijn er 5 verdere veiligheidsmaatregelen beschikbaar om een trein in een dergelijke gevaarlijke situatie op deze gevaarlijke situatie te attenderen, zoals seinen langs de spoorbaan.

Een verdere uitvoeringsvorm betreft een systeem als in het voorgaande, waarbij de signalen middels een eerste 10 elektrische verbinding direct worden toegevoerd aan de ene spoorstaaf en middels een geïsoleerde elektrische verbinding wordt toegevoerd aan de tweede spoorstaf waarbij de tweede elektrische verbinding in hoofdzaak langs de omtrek van de helft van de sectie wordt aangebracht teneinde ten minste een 15 deel van een stroomkring te vormen voor het opwekken van een magnetisch veld. Dit magnetische veld bevindt zich terwijl de stroom loopt in hoofdzaak om de geleider die de spoorstaaf of hier de tweede elektrische verbinding of beide is. Er wordt een evenredige spoorstroom bereikt onder de 20 signaalopneemmiddelen van het spoorvoertuig.

Deze uitvoeringsvorm heeft bijvoorbeeld als voordeel dat een signaal wordt gemeten gedurende in hoofdzaak de gehele lengte van de sectie, aangezien een geïsoleerde winding in stand wordt gehouden zelfs indien een 25 spoorvoertuig zich met een aantal assen voor de eerste en tweede elektrische verbinding bevindt en met een aantal assen achter de eerste en tweede elektrische verbinding bevindt. Door de tweede elektrische verbinding langs de spoorstaaf en de kortsluiting kan een magnetisch veld langs de spoorstaaf 30 in stand worden gehouden. Dit is van belang, aangezien gedurende een gehele sectie een bijvoorbeeld noodremsignaal kan worden aangeleverd aan het spoorvoertuig middels dit systeem. Een dergelijk systeem kan in een sectie enkelvoudig 1026709 V * 4 en dubbel worden uitgevoerd voor enkele en dubbele rijrichtingen.

In een verdere uitvoeringsvorm beslaat het deel van de stroomkring in hoofdzaak een omtreksdeel van een halve 5 sectie en vormen de spoorstaven met de verbindingsmiddelen eveneens aan weerszijden van de toevoerpunten aan de spoorstaven twee stroomvoerende delen. Hierdoor zal het signaal in de eerste helft van de sectie worden opgewekt middels een magnetisch veld dat wordt opgewekt door een 10 stroom ter waarde van de helft van de toegevoerde stroom door de beide spoorstaven van de eerste helft van de sectie en de voorste as van een rijdend spoorvoertuig. In de tweede helft van de sectie zal een signaal worden opgewekt door de winding die geïsoleerd van de spoorstaaf is aangebracht.

15 In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat het systeem een codegenerator voor het genereren van een code voor het doorgeven van gewenste signalen. Hierdoor kan een variëteit aan instructies worden overgebracht middels het systeem. Verschillende signalen kunnen bijvoorbeeld gericht 20 zijn op verschillende toegestane maximumsnelheden.

Bij voorkeur is de codegenerator ingericht met schakelmiddelen voor het in afhankelijkheid van het gewenste signaal onderbreken van de stroom. Hierbij zijn de signalen bij voorkeur in overeenstemming met ATB-signalen.

25 Bij voorkeur omvat het systeem detectiemiddelen voor het detecteren van de aanwezigheid van een spoorvoertuig op een sectie. Een voordeel van een dergelijk systeem kan zijn dat de elektrische stroom voor het overbrengen van de signalen kort voor het oprijden van de sectie door een 30 spoorvoertuig wordt aangeschakeld, zodat een dergelijke stroomloop slechts aanwezig is op momenten dat de signalen daadwerkelijk worden gebruikt. Afhankelijk van de drukte van 1026709 '.y' *· 5 het spoorverkeer op een sectie kan dit een aanzienlijke energiebesparing opleveren.

Verschillende uitvoeringsvormen van dergelijke detectiemiddelen zijn een assenteller, een massadetector of 5 een eenvoudige schakelaar zoals pedalen die gebruikmaken van een mechanisch contact met een wiel van een spoorvoertuig.

Voorts omvat het systeem bij voorkeur middelen voor het omzetten van de signalen in stuursignalen voor apparatuur in het spoorvoertuig. Hierdoor kan een spoorvoertuig op op 10 zich bekende wijze worden beïnvloed.

Een verder aspect van de onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor het genereren van een signaal in een spoorweg, die is ingedeeld in secties waarbij: - een elektrisch signaal middels een eerste 15 verbinding aan een spoorstaaf aan een eerste zijde van het spoor wordt geleid, - het elektrische signaal middels een tweede verbinding aan een spoorstaaf een tweede zijde van een spoorstaaf wordt geleid, 20 - waarbij de eerste en tweede verbinding zich in een sectie van de spoorweg bevinden en in hoofdzaak nabij de uiteinden van de sectie middels een elektrische verbinding het signaal wordt overgebracht tussen de beide zijden van het spoor. Een dergelijke werkwijze verschaft voordelen zoals 25 zijn omschreven aan de hand van uitvoeringsvormen van het hierboven beschreven systeem.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de onderhavige uitvinding zullen worden verduidelijkt aan de hand van de bijgevoegde figuren.

30 - figuur 1 is een schematisch bovenaanzicht van een systeem volgens een eerste uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding; 1026709 V' 6 - figuur 2 is een deels opengewerkt aanzicht in perspectief van een railvoertuig voor gebruik in de uitvoeringsvorm van figuur 1.

Een uitvoeringsvorm (fig. 1) betreft een systeem 1 5 voor het in een spoorweg die is opgedeeld in secties overbrengen van signalen aan een rijdend spoorvoertuig middels signaalopneemmiddelen aan het spoorvoertuig voor het opnemen van een signaal zoals een magnetisch veld dat wordt opgewekt ter hoogte van de spoorstaven. Twee spoorstaven 2, 3 10 maken deel uit van een spoorbaan. De spoorbaan is ingedeeld in secties; één sectie is weergegeven in figuur 1. De secties worden begrensd door elektrische verbindingen ofwel kortsluitingen 4, 5.

Voorts is er een codegenerator 16, die bij voorkeur 15 functioneert als stroombron met een stroomsterkte van bijvoorbeeld 8A, voor het genereren van bijvoorbeeld ATB-codes. ATB-codes zijn codes van systemen voor automatische treinbeïnvloeding die dienen voor het aangeven van een snelheidsbereik ofwel een maximale snelheid waarmee een trein 20 mag rijden. Deze codegenerator 16 is verbonden met spoorstaaf 3 middels een elektrische verbinding 14. De verbinding wordt gemaakt op verbindingspunt 13. Voorts is de codegenerator 16 verbonden middels elektrische verbinding 15, via een lus omvattende delen 6, 7 en 8 teneinde op verbindingspunt 12 een 25 verbinding te maken met spoorstaaf 2. In een niet weergegeven uitvoeringsvorm is het verbindingspunt 12 rechtstreeks verbonden met de codegenerator zonder de omweg van de lus 6,7,8.

De verbindingen 12, 13 bevinden zich in hoofdzaak in 30 het midden van de sectie die wordt bepaald door de kortsluitingen 4 en 5. Op alternatieve wijze is het bijvoorbeeld mogelijk twee van dergelijke lussen 6, 7, 8 aan te leggen binnen de sectie waarbij de tweede lus gerangschikt 1026709 7 zou zijn aan de andere zijde van de sectie naar analogie van de weergegeven lus 6, 7, 8.

Indien de stroom I wordt aangevoerd vanaf de codegenerator 16, zal de volledige stroom I door de lus 6, 7, 5 8 lopen. Vanaf de verbindingspunten 12, 13 zal een stroom van in hoofdzaak 0,5 I via de spoorstaven 2, 3 naar beide zijden lopen via de respectieve kortsluitingen 4, 5. Hierdoor worden magnetische velden opgewekt voor detectie door detectoren op een trein.

10 In de weergegeven uitvoeringsvorm functioneert het overgeven van signalen indien de trein vanaf de kortsluiting 4 de sectie oprijdt. In dit geval detecteren magnetische velddetectoren aan de voorzijde van de trein voor de voorste as het magnetisch veld en met behulp van een codering die 15 wordt opgewekt in de codegenerator 16 kan het opgevangen magnetisch veld worden geïnterpreteerd voor het vormen van een stuursignaal. Vanaf het moment dat de voorste as met wielen de kortsluiting 4 passeert, zal de stroom 0,5 I in hoofdzaak door de voorste as van de trein gaan lopen. Deze 2Ö voorste as van de trein is van geleidend materiaal en de wielen van de trein zijn eveneens van geleidend materiaal, waardoor de combinatie van wielen 23 en as 24 de functie van de kortsluiting 4 tijdens dit proces overneemt. Hierdoor zal achter de voorste as en eveneens achter de gehele trein de 25 code die wordt gegenereerd door de codegenerator 16 niet kunnen worden gedetecteerd. Dit heeft als voordeel dat een eventuele tweede trein die tezamen met de eerste trein in de sectie aanwezig is, geen code zal ontvangen en in de meest veilige modus zijn weg zal vervolgen of zal stoppen.

30 Nadat de voorste as van de trein de verbindingspunten 12 en 13 van de toevoerleidingen van de codegenerator 16 aan de rails passeert, is er door de kortsluiting van de wielen en assen tussen de spoorstaven 2 en 3 geen signaal meer 1026709 8 aanwezig op de spoorstaven dat kan worden gedetecteerd door de detectie-eenheid aan de voorzijde van de trein. Omdat een vereiste van een veiligheidssysteem als het ATB is dat over nagenoeg de gehele rijweg van een trein een signalering dient 5 te worden doorgegeven, maken de signaleringseenheden 21, 22 (fig. 2) aan de voorzijde van de trein gebruik van signaal dat afkomstig is van de lus die gevormd wordt door de geïsoleerde draadeenheden 6, 7, 8. Deze zijn zodanig gerangschikt dat tot in hoofdzaak tegen de kortsluiting 5 aan 10 het eind van de sectie een signaal kan worden opgevangen. Een voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat het resulterende magnetische veld langs de spoorstaven over de gehele lengte van de sectie met in hoofdzaak dezelfde veldsterkte kan worden opgevangen door de magnetische velddetectiemiddelen 15 21, 22 op de trein. De signalen worden voor verdere verwerking doorgeleid naar een besturingseenheid 25.

Met de toepassing van systemen volgens de onderhavige uitvinding wordt een treinbeïnvloeding gerealiseerd die zeer ongevoelig is voor verstoringen, zowel externe als systeem-20 intrinsieke verstoringén.

De beschreven uitvoeringsvormen zijn niet beperkend voor het bepalen van de beschermingsomvang van het octrooi. Verschillende aspecten van verschillende uitvoeringsvormen zoals die in het voorgaande zijn beschreven zijn onderling te 25 combineren. Voorts wordt de beschermingsomvang bepaald door de strekking van de aangehechte conclusies.

1026709

Claims (14)

1. Systeem voor het in een spoorweg, die is opgedeeld in secties, overbrengen van signalen aan een rijdend 5 spoorvoertuig middels signaalopneemmiddelen aan het spoorvoertuig voor het opnemen van een signaal zoals een magnetisch veld dat wordt opgewekt ter hoogte van de spoorstaven, waarbij het systeem omvat: - geleidingsmiddelen voor het opwekken van een 10 signaal in hoofdzaak ter hoogte van de spoorstaven; - signaaltoevoermiddelen voor het toevoeren van de signalen naar de geleidingsmiddelen middels elektrische energie, en - verbindingsmiddelen voor het elektrisch verbinden 15 van twee spoorstaven die een spoor vormen waarbij de verbindingsmiddelen in hoofdzaak tussen twee aanliggende secties zijn geplaatst.

2. Systeem volgens conclusie 1 waarbij de signalen in hoofdzaak ter plaatse van het midden van een sectie worden 20 toegevoerd naar de spoorstaven.

3. Systeem volgens een of meer van de voorgaande conclusies waarbij de signalen middels een eerste elektrische verbinding direct worden toegevoerd aan de ene spoorstaaf en middels een geïsoleerde elektrische verbinding wordt 25 toegevoerd aan de tweede spoorstaf waarbij de tweede elektrische verbinding in hoofdzaak langs de omtrek van de helft van de sectie wordt aangebracht teneinde ten minste een deel van een stroomkring te vormen voor het opwekken van een magnetisch veld.

4. Systeem volgens conclusie 4 waarbij het deel van de stroomkring in hoofdzaak een halve omtreksdeel van de sectie beslaat en de spoorstaven met de verbindingsmiddelen 1026709 eveneens aan weerszijden van de toevoerpunten aan de spoorstaven twee halve stroomkringen vormen.

5. Systeem volgens een of meer van de voorgaande conclusies omvattende een codegenerator voor het genereren 5 van een code voor het vormen van de signalen.

6. Systeem volgens een of meer van de voorgaande conclusies waarbij de signalen worden overgebracht middels een wisselstroom met een vooraf bepaalde frequentie en stroomsterkte.

7. Systeem volgens conclusie 4, 5 of 6 waarbij de codegenerator is ingericht met schakelmiddelen voor het in afhankelijkheid van het signaal onderbreken van de stroom.

8. Systeem volgens een of meer van de voorgaande conclusies waarbij de signalen in overeenstemming zijn met

15 ATB signalen.

9. Systeem volgens een of meer van de voorgaande conclusies omvattende detectiemiddelen voor het detecteren van de aanwezigheid van een spoorvoertuig op een sectie.

10. Systeem volgens een of meer van de voorgaande 20 conclusies omvattende een assenteller voor het bepalen van de hoeveelheid assen die op een sectie rijden of die een sectie op rijdt.

11. Systeem volgens een of meer van de voorgaande conclusies omvattende een massadetector voor het bepalen van 25 de massa van op een sectie aanwezige spoorvoertuigen.

12. Systeem volgens een of meer van de vorige conclusies omvattende middelen voor het omzetten van de signalen in stuursignalen voor apparatuur in het spoorvoertuig.

13. Systeem volgens een of meer van de vorige conclusies waarbij de signaaltoevoermiddelen een stroombron omvatten voor het toevoeren van een stabiele stroom. 1026709 • c

14. Werkwij ze voor het genereren van een signaal in een spoorweg, die is ingedeeld in secties waarbij: - een elektrisch signaal middels een eerste verbinding aan een spoorstaaf aan een eerste zijde van het 5 spoor wordt geleid, - het elektrische signaal middels een tweede verbinding aan een spoorstaaf een tweede zijde van een spoorstaaf wordt geleid, - waarbij de eerste en tweede verbinding zich in een 10 sectie van de spoorweg bevinden en in hoofdzaak nabij de uiteinden van de sectie middels een elektrische verbinding het signaal wordt overgebracht tussen de beide zijden van het spoor. 1026709