NO20015319L - Fremgangsmåte for måling av et kjöretöys hastighet og anlegg til dette - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å måle hastigheten av et kjøretøy utstyrt med en antenne og som reiser på et spor med to skinner i form av spordeler (1,2,3) kjent som blikksystemer som er adskilt av elektriske skjøter hvor hver elektrisk skjøt er laget av to avstemningsblokker TU.F1 og TU.F3)og en forhåndsbestemt spordel plassert derimellom hvor en kraftkobling er tilveiebragt for de nærliggende spordeler som virker som et blokksystem ved hver av avstemningsblokkene (TU.F1 og TU.F3).

Description

Oppfinnelsens hensikt

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å måle hastigheten til et kjøretøy som reiser på et spor av jernbanetype.

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører også anlegget for å utføre denne fremgangsmåten.

Teknisk bakgrunn for oppfinnelsen

Flere systemer for å fastsette hastigheten til et tog som reiser på et spor har allerede vært foreslått. Spesielt har det vært foreslått å anvende en sensor som er tilstede på en akse for å fastsette hastigheten til toget som reiser på sporet. Imidlertid er denne (målte) hastigheten ikke alltid tilstrekkelig nøyaktig, og den kan spesielt ikke ta hensyn til risikoen som oppstår når hjulet skrenser av grunner som værforhold (frost eller sne) eller tilstedeværelse av blader på skinnene.

Det har også vært foreslått å plassere to eller tre sensorer på forskjellige aksler for å oppnå bedre nøyaktighet. Imidlertid er dette fortsatt utilstrekkelig med hensyn til risikostyring.

Det er også kjent å anordne flytende merker langs jernbanespor for å måle hastigheten til kjøretøyet som reiser på disse sporene. I dette tilfellet vil de flytende merkene som er anordnet ved kjente og faste avstander avgi et signal. Kjøretøyet som reiser i nærheten av dette flytende merket vil ved hjelp av en antenne, detektere passering av det første merket og måle tiden opp til passering av det andre merket. Hastigheten er lett avledet fra den kjente avstanden mellom de to merkene og tiden som kjøretøyet trenger for å dekke denne avstanden. Imidlertid er merkene plassert med en relativt lang avstand fra hverandre og dette vil

hovedsakelig være å måle gjennomsnittshastigheter over den dekkede avstanden.

Det har også vært foreslått i dokumentet W097/12796 å anvende et kalibrert flytende merke for å fastsette den nesten øyeblikkelige hastigheten til et kjøretøy som passerer i nærheten av det. Dette merket avgir et magnetisk felt og ved hjelp av en antenne som er plassert under kjøretøyet kan verktøyet detektere innkjøring i og utkjøring fra dette feltet med magnetisk påvirkning. Tiden som det tar for kjøretøyet å krysse feltet med magnetisk påvirkning er avledet derfra og hastigheten til kjøretøyet er således beregnet. Denne metoden har den ulempe at man må plassere merker ved regelmessige avstander langs sporene.

I tillegg er det kjent å organisere et spor i spordeler kjent som blokkdeler, som er adskilt ved elektriske skjøter. En elektrisk skjøt består av to avstemningsblokker som virker som kraftkobling for spordelene som er nærliggende hver avstemningsblokk og for den korte lengden av spor som er plassert mellom disse to avstemningsblokkene (15-30 meter). Vanligvis virker den første avstemningsblokk som sender med en gitt frekvens mens den andre avstemningsblokk virker som mottager med en annen frekvens. Funksjonene til den elektriske skjøten er for det første å hindre spredning av signaler fra en sporkrets til den nærliggende sporkretsen, og for det andre å koble senderen og mottageren til sporet.

Det er allerede kjent å anvende en elektrisk skjøt for å detektere passasjen av et tog. I våre dager vil ved passering av togakslene dannes en kortslutning mellom de to skinnene via togets aksler og således vil man tillate detektering av stillingen til nevnte tog i forhold til senderen ut fra endringer i strømmen i sporet. Nærmere bestemt er det sett at strømmen ved Fl-frekvensen i skinnen foran aksen er høy før akselen passerer ved nivået for senderkoblingen, og underkastes en sterk diskontinuitet ved tidspunktet der akselen passerer.

Dokumentet GB-A-2 153 571 beskriver et eksempel på en sporkretsmontasje som er spesielt egnet for en kort sporkrets med mindre enn 40 meter i lengde, som kan anvendes i systemer for undergrunn-jernbanetrafikk.

Her er det angitt at en elektrisk kortslutning er tilveiebragt mellom skinnene og at en AC-signal-kontrollenhet er koblet omtrent 6 meter lenger frem for å avstemme sløyfen som således formes til resonansen, til frekvensen for det valgte sporsignalet. Kontrollenheten omfatter en kondensator, hvor verdien er valgt slik at man justerer resonansen og en transformator hvor en spole er montert i serie med kondensatoren, og en sporkrets-signalsender eller -mottager som er koblet via en andre spole i transformatoren.

Hensikter med oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen har som hensikt å tilveiebringe en løsning som kan tilby maksimal sikkerhet innenfor jernbanekonteksten av begrepet ved å måle hastigheten til et kjøretøy som reiser på et spor av jernbanetype.

Nærmere bestemt har den foreliggende oppfinnelsen som hensikt å foreslå en metode som tillater at man estimerer gjennomsnittshastigheten uavhengig av feilkilder, som f.eks. er forårsaket av skrensing og inngrep ved akslene og som er basert på detektering, når et tog passerer, av skjøter som atskiller de forskjellige sporkretsene.

Den foreliggende oppfinnelsen har som hensikt å foreslå et system som kan se bort fra installasjonen av flytende merker langs sporene.

Nærmere bestemt har den foreliggende oppfinnelse som hensikt å anvende allerede eksisterende toglokaliseringsutstyr som består av sporkretser med elektriske skjøter.

Viktigste karakteristiske elementer ved oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å måle hastigheten til et kjøretøy som er utstyrt med en antenne og som reiser på et spor med to skinner i form av spordeler, kjent som «blokkdeler» adskilt ved elektriske skjøter, hvor hver elektrisk skjøte består av to avstemningsblokker og av den forhåndsbestemte spordel plassert mellom dem, og hvor hver avstemningsblokk tillater kraftkobling fra den nærliggende spordel som virker som en blokkdel,karakterisert vedat i det minste to diskontinuiteter er detektert i strøm eller spenningen for signalet som ses av en antenne som er tilstede i kjøretøyet som reiser på sporet i umiddelbar nærhet av den første og den andre avstemningsblokk i den samme elektriske skjøt for å måle hastigheten til kjøretøyet som reiser på sporet.

Den første diskontinuiteten oppnås når aksen passerer ved nivået for den første avstemningsblokk for frekvensen i den første avstemningsblokken.

Den andre diskontinuiteten oppnås ved å utøve en elektrisk påvirkning ved frekvensen for den første avstemningsblokken. Den andre diskontinuiteten oppnås ved å danne et elektrisk eller et magnetisk felt i området for den andre avstemningsblokken. Dette elektriske eller magnetiske felt genereres ved hjelp av en strøm som er proporsjonal med strømmen som er sendt av spenningen som injiseres i den første avstemningsblokken. Dette feltet genereres direkte av strømmen som sendes av nevnte spenning.

Ifølge en annen utførelse er den elektriske handlingen en spenning som injiseres i serie med spenningen ved den andre frekvensen i den andre avstemningsblokken. Denne spenningen som er injisert i serie er proporsjonal med den som er injisert i den første avstemningsblokken.

Ifølge en annen utførelse er den elektriske handling injisering av en strøm inn i en spenningsgenerator som er tilstede i den andre avstemningsblokken, og denne strømmen forplanter seg rundt en sløyfe som er anordnet mellom skinnene, og nevnte strøm er proporsjonal med strømmen som er sendt av spenningen som injiseres i den første avstemningsblokken.

Signalet som detekteres av antennen ombord i kjøretøyet som reiser på sporet er filtrert ved frekvensen for spenningen som injiseres i den første avstemningsblokken.

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører også en installasjon for å utføre fremgangsmåten som beskrevet ovenfor hvor sporet er organisert i form av blokkdeler adskilt av elektriske skjøter, hvor hvert elektrisk skjøte består av i det minste to avstemningsblokker og av den korte spordel plassert mellom dem. Denne installasjon omfatter midler for å generere i det minste to strømmer eller spenningsdiskontinuiteter i signalet som sett av antennen som er tilstede i kjøretøyet som reiser på sporet i umiddelbar nærhet av den første og den andre avstemningsblokken i den samme elektriske skjøt.

Kort beskrivelse av figurene

Fig. 1 representerer det elektriske diagram som er ekvivalent for en elektrisk skjøt. Fig. 2 representerer det ekvivalente diagram av en sporkrets mellom to elektriske skjøter som beskrevet i fig. 1. Fig. 3 angir effekten av akslene på strømmen i skinnene foran akslene før akselen passerer. Fig. 4 angir effekten av akslene på strømmen i skinnene, etter at akselen passerer. Fig. 5 representerer diagrammet for strømmen i skinnene foran akslene ifølge den kjente teknikken.

Fig. 6, 7 og 8 representerer flere forskjellige utførelser av oppfinnelsen.

Fig. 9 representerer diagrammet for strømmen i skinnene fra akselen ifølge oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse av flere foretrukkede utførelser av oppfinnelsen

En elektrisk skjøt som representert i fig. 1 omfatter en første avstemningsblokk TU.Fl plassert på en første side (venstre), som vil tjene som sender for å generere en spenning i sporet med frekvens Fl og som tillater kraftkobling av denne første side (venstre) i sporet nærliggende avstemningsblokken. En andre avstemningsblokk TU.F3 plassert med en avstand på 15-30 meter tillater kraftkobling av den andre delen av sporet (høyre) nærliggende denne avstemningsblokken. Denne andre avstemningsblokken tjener som mottager for en frekvens F3. Den kan eventuelt også virke som en sender som ville tillate at en spenning genereres ved frekvensen F3.

Fig. 2 representerer en sporkrets som omfatter flere spordeler organisert til blokkdeler og adskilt av elektriske skjøter hvor hver består av to avstemningsblokker koblet i par. For en frekvens Fl er de to avstemningsblokker TU.Fl og TU.F1' ekvivalente med en kapasitet som utfører avstemningen av spordelen (blokkdel 1) som ligger mellom disse to blokker mens de to avstemningsblokker TU.F3 og TU.F3' er ekvivalent til kortslutningen ved denne samme frekvens (Fl). Ved frekvensén (F3) for de nærliggende sporkretser, er funksjonen til avstemningsblokk ene da omvendt.

Som representert i fig. 3 og 4, dannes en parallell krets eller kortslutning mellom skinnene 1 og 2 når akselen 3 passerer. Nærmere bestemt er oppførselen til strømmen I generert ved frekvensen Fl og tilstede i sporet 1 foran akselen 3 modifisert.

Som vist i fig. 5 kan man se at strømmen I ved frekvensen Fl forblir høy opp til tidspunktet hvor akselen nærmer seg senderen TU.Fl som genererer signalet ved frekvensen Fl. Ved nivået for nevnte sender kan man se at strømmen I ved frekvensen Fl faller plutselig og danner en første diskontinuitet 7 ved dette punktet. Fig. 5 viser i detalj oppførselen av strømmen 1 foran akselen og tar i betraktning stillingen til senderen TU.Fl på x-aksen som tjener som referanse, mens TU.F3 er plassert ved 18 meter.

Den foreliggende oppfinnelse består i å danne en andre diskontinuitet 8 i umiddelbar nærhet av den andre avstemningsblokken TU.F3 og å anvende disse to diskontinuiteter som oppstår ved en kjent avstand for å være i stand til å beregne gjennomsnittshastigheten for toget mellom de to stillingene hvor nevnte diskontinuiteter oppstår;

Med denne hensikt vil man ombord på toget detektere et signal som er resultatet av det magnetiske feltet generert av strømmen I. Nærmere bestemt vil spenningen V oppnådd ved å filtrere antennesignåler på en kjent måte være proporsjonal med strømmen I som er tilstede i skinnene foran akselen 3. Dette signalet er fanget av i det minste en antenne av kjent type som er anordnet oppstrøms for den første akselen 3. Signalet er filtrert ved frekvensen Fl for å tillate detektering av de to diskontinuitetene 7 og 8 i strømmen I. Ett eller flere andre signaler ved frekvensen F3 eller ved andre frekvenser kan også anvendes for å detektere andre par diskontinuiteter som oppstår på andre sporkretser.

Ifølge en første utførelse av den foreliggende oppfinnelse som er nærmere representert i fig. 6 foreslår man å anordne en sløyfe 4 mellom skinnene 1 og 2 i nærheten av blokken TU.F3 som virker som mottager og som er ekvivalent med en kortslutning i frekvensen F3. Denne sløyfen 4 er forsynt med en strøm ved frekvensen Fl som er fortrinnsvis proporsjonal med strømmen i blokken TU.F1. Den er fortrinnsvis koblet i serie med denne blokken. Som en fordel vil det magnetiske feltet generert av sløyfen 4 danne den andre diskontinuiteten 8 som er påkrevd for å utføre fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelsen.

Ifølge en annen foretrukket utførelse av oppfinnelsen som er nærmere bestemt representert i fig. 7 foreslår man å koble en spenningsgenerator 5 ved frekvensen Fl i serie med blokken TU.F3.1 dette tilfellet er blokken TU.F3 ekvivalent med en kortslutning for frekvensen Fl. Generatoren 5 er fortrinnsvis forsynt fra kraftforsyningen for blokken TU.F1.

Den andre diskontinuiteten 8 vil oppnås under passering av blokken TU.F3 (x-akse = 18 meter), og spenningen er proporsjonal med den for blokken TU.Fl (sender ved frekvens Fl).

Ifølge en annen utførelse, representert i fig. 8, er en strømgenerator 6 koblet i parallell med terminalene til blokken TU.F3. Strømmen som genereres på denne

måten forplanter seg rundt sløyfen 9 som er anordnet mellom de to skinnene 1 og 2 og således danner et magnetisk felt som kan detekteres i dette punktet. Generatoren 6 ved frekvensen Fl er fortrinnsvis anordnet i serie med blokken TU.F1 og danner således den andre ønskede diskontinuitet 8.

Fig. 9 viser strømmen I som en funksjon av avstanden kjørt på skinnene ved å plassere blokken TU.F1 som danner den første diskontinuitet ved Om og blokken TU.F3 som danner den andre diskontinuitet ved 18m. Man kan detektere et signal ombord ved å filtrere antennesignalene ved frekvensen Fl og detektere tilstedeværelsen av de td diskontinuitetene 7 og 8 hvor den avtagende helling er koblet til den nøyaktige stillingen av blokkene TU.Fl og TU.F3.

Konvensjonelt vil detektering av disse to detekterte diskontinuiteter prosesseres med anvendelse av en mikroprosessor som gjør det mulig å definere tidsintervallet mellom detektering av nevnte diskontinuiteter. Konvensjonelt vil kunnskap til den nøyaktige avstanden mellom blokken TU.Fl og TU.F3 gjøre det mulig å beregne gjennomsnittshastigheten for kjøretøyet som reiser på nevnte spor mellom de to blokkene TU.F1 og TU.F3.

På en spesielt fordelaktig måte ser man at kostnadene for installasjon av den ytterligere anordningen er relativt lave og gjør det således mulig å oppnå en relativt nøyaktig måling av hastigheten til toget som reiser på et spor. I tillegg er måling av denne hastigheten uavhengig av den nøyaktige posisjonering av flytende merker f.eks. hvor bevegelsen kan oppstå ved vedlikeholdsarbeid på sporet, klimafenomener, glidning av hjulene, osv.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for å måle hastigheten for et kjøretøy utstyrt med en antenne og som kjører på et spor med to skinner i form av spordeler kjent som «blokkdeler» adskilt av elektriske skjøter, hvor hver elektrisk skjøt består av to avstemningsblokker (TU.Fl og TU.F3) og av den forhåndsbestemte spordel plassert mellom dem og hver av avstemningsblokkene tillater kraftkobling for den nærliggende spordel som tjener som blokkdel, karakterisert ved at i det minste to diskontinuiteter er detektert i strøm eller spenning for signalet som ses av en antenne som er tilstede i kjøretøyet som kjører på sporet i umiddelbar nærhet av den første og den andre avstemningsblokk (TU.Fl og TU.F3) i samme elektrisk skjøt for å måle hastigheten til kjøretøyet som reiser på sporet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den første diskontinuitet oppnås når akselen passerer nivået for den første avstemningsblokk, for frekvensen (Fl) i denne første avstemningsblokken (TU.Fl).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den andre diskontinuitet oppnås ved å utøve en elektrisk handling ved frekvensen (Fl) for den første avstemningsblokken (TU.Fl).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at den andre diskontinuitet oppnås ved å danne et elektrisk eller et magnetisk felt i nærheten av den andre avstemningsblokken (TU.F3).

5. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det elektriske eller magnetiske felt genereres ved hjelp av en strøm som er proporsjonal med strømmen som sendes av spenningen som er injisert i den første avstemningsblokken (TU.Fl).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at feltet er generert ved strømmen som sendes av nevnte spenning.

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at den elektriske handling er en spenning som er injisert i serie med spenningen ved den andre frekvens (F3) for den andre avstemningsblokken (TU.F3).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at spenningen injisert i serie er proporsjonal med den injisert i den første avstemningsblokken (TU.F1).

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at den elektriske handling er injisering av en strøm i en spenningsgenerator som er tilstede i den andre avstemningsblokken (TU.F3) og at denne strømmen forplanter seg rundt en sløyfe som er anordnet mellom skinnene.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at nevnte strøm er proporsjonal med strømmen som er sendt av spenningen injisert i den første avstemningsblokken (TU.F1).

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at nevnte signal er filtrert for frekvensen (Fl) for spenningen injisert i den første avstemningsblokken (TU.F1).

12. Installasjon for å;utføre fremgangsmåten ifølge et av de foregående krav hvor sporet er organisert i form av blokkdeler adskilt av elektriske skjøter og hvor hver elektriske skjøt består av i det minste to avstemningsblokker (TU.Fl og TU.F3) og av den korte spordel som er plassert mellom dem, karakterisert ved at midlene er tilveiebragt for å generere i det minste to strøm- eller spenningsdiskontinuiteter i signalet som sett av antennen som er tilstede i kjøretøyer som kjører på sporet i umiddelbar nærhet av den første og den andre avstemningsblokk (TU.Fl og TU.F3) i den samme elektriske skjøt.

13. Installasjon ifølge krav 12, karakterisert ved at nevnte midler består av en sløyfe (4) anordnet i nærheten av den andre avstemningsblokk (TU.F3) og av en kraftforsyning utstyrt med en strøm ved frekvensen (Fl) for den første avstemningsblokk (TU.F1).

14. Installasjon ifølge krav 13, karakterisert ved at sløyfen (4) er anordnet i serie med den første avstemningsblokk (TU.F1).

15. Installasjon ifølge krav 12, karakterisert ved at nevnte midler består av en spenningsgenerator (5) ved frekvensen (Fl) for den første avstemningsblokk (TU.F1) koblet i serie med den andre avstemningsblokk (TU.F3).

16. Installasjon ifølge krav 12, karakterisert ved at nevnte midler består av en strømgenerator (6) koblet i parallell med en andre avstemningsblokk (TU.F3) via en sløyfe anordnet mellom skinnene.

17. Installasjon ifølge et av kravene 12-16, karakterisert ved at en antenne ombord på kjøretøyet er plassert foran den første akselen (3) sammen med en mottagerkrets koblet til antennen og utstyrt med et filter innstilt på frekvensen (Fl).