WO1998004447A2 - System zur semikontinuierlichen steuerung von spurgeführten fahrzeugen - Google Patents

System zur semikontinuierlichen steuerung von spurgeführten fahrzeugen Download PDF

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WO1998004447A2
WO1998004447A2 PCT/EP1997/004395 EP9704395W WO9804447A2 WO 1998004447 A2 WO1998004447 A2 WO 1998004447A2 EP 9704395 W EP9704395 W EP 9704395W WO 9804447 A2 WO9804447 A2 WO 9804447A2
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Helmut Uebel
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Alcatel Alsthom Compagnie Generale D'electricite
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    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal
    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/121—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using magnetic induction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or vehicle train, e.g. braking curve calculation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/125—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using short-range radio transmission

Definitions

  • the invention relates to a system for the semi-continuous control of track-bound vehicles according to the preamble of claim 1.
  • a route control center cyclically sends data telegrams with control information to all vehicles in their area via radio. Since the control is related to the current driving location of a particular vehicle, it must be ensured that the vehicle always only evaluates and takes into account the information that is relevant for its respective driving location. For this purpose, the vehicles are informed of fixed, point-shaped transmission devices on the route which are valid for the respective route location, with the aid of which they can sort out and evaluate the data telegrams relevant to them from the telegram sequence sent out by the control center.
  • a radio-based signal and traffic control system in which beacons arranged on the route transmit information to the passing train in a signal-safe manner, from which a computer in the locomotive calculates the current location. The location is then communicated to a central station by radio. The signal position for the following section of the route is determined from the desired destinations and the location of the trains.
  • DE-A-30 25 930 discloses a radio system in which message telegrams are exchanged between trains and transceiver stations arranged along a railway line. It is proposed there that the central transceiver calculates the route of the train in advance and only switches on those transceiver stations that are at the respective location of the train. In addition, it is provided to combine several transceiver stations into transmission sections and to transmit different transmission sections for adjacent transmission sections. To use receiving frequencies. The frequency used in the transmission section is communicated to the train at the beginning of each transmission section via a reporting point.
  • This radio system is suitable for exchanging messages along a linear route. For route areas with a large number of path elements such as B. a train station, however, this system is not suitable, since the combination of several transceiver stations into larger transmission sections of the same frequency means that a message cannot be specifically assigned to a specific location.
  • the assignment of own message channels also enables the information components intended for the individual vehicles to be securely separated from one another without complex data security measures which reduce the transmission capacity.
  • the restriction of the validity of the transmitted selection criteria on the transmission following predetermined travel intervals ensures that travel-related information can only be received in the travel section provided for this purpose. The case that a vehicle receives route information for a route location that it has long since left cannot therefore occur.
  • the assignment of separate message channels to individual route locations also enables a completely or partially decentralized arrangement of the route-side Channel.
  • a supply from the light signal circuit and the direct transfer of the signal information to the signal can be set up without difficulty and enables the transmission of the current signal term to the vehicles on track signals despite ignorance of the current signal term in the control center.
  • Claim 2 relates to the inclusion of signal locations in the set of predetermined route locations provided for the assignment of route information and the transmission of the current signal term together with the other route information.
  • Claims 3 to 7 relate to the implementation of the message channels individually assigned to the route locations. These can, according to claim 3, be designed as radio channels with different carrier frequencies, according to claim 4, as channels of a time-multiplexed or frequency-multiplexed data transmission system or, according to claim 5, as channels within a spread frequency band, the latter technique being available in two variants, namely frequency hopping coded (claim 6) or psoido noise - coded (claim 7) can be carried out and by far the most efficient use of the available frequency band.
  • Claim 8 provides for route locations that are signal locations at the same time, the additional transmission of a signal identifier and the signal distance.
  • the subject of claim 9 is the arrangement of a further punctiform transmission device at a signal location or shortly thereafter and thus enables the location-dependent deletion of the last valid selection criterion and / or the output of a new selection criterion assigned to the next predetermined route location.
  • Claim 10 relates to the deletion of the valid selection criterion depending on the distance traveled by the vehicle, measured on the vehicle.
  • a further development of the invention reproduced in claim 1 provides that the point-like transmission devices which follow one another on the route are provided with indicators which change in a predetermined sequence assigned to a direction of travel, which are picked up by the vehicles and with the aid of which the vehicles determine and check their direction of travel can. Failures of punctiform transmission devices can then also be easily recognized by the vehicles.
  • Claim 12 finally, relates to the establishment of a communication link in the direction from the vehicle to the route center or another route device. This enables a transfer of
  • Vehicle characteristics e.g. train number
  • the issuance of control commands to trackside facilities such as level crossings or switches.
  • FIG. 1 shows the principle of the invention on a single-track line equipped with a light signal.
  • FIG. 2 schematically shows a possible solution variant in the area of a train station with many signal locations, some of which are far apart, and other route locations selected for outputting route information.
  • Fig. 1 is a track GL with a light signal S and two point transmission devices, for. B.
  • Transponders TR1 and TR2 shown. Instead of transponders, short line conductor loops can also be used.
  • the transponder TR2 is so far away from the signal S that a vehicle FZ, also shown in the figure, which has just passed the transponder TR2 in the direction of the signal, can be brought to a standstill before the signal with service braking.
  • the vehicle is equipped with a control device SG, a receiver ET for transponder signals and a receiver EF for radio signals, which a radio transmitter FS connected to the light signal continuously emits along the route in the direction of the transponder TR2.
  • the radio signals are coded, for example, with a high-bit-rate pseudo noise code (PN code) and can only be received and evaluated by a receiver who knows the exact code or can reproduce it using the educational law known to him.
  • PN code pseudo noise code
  • a frequency-jump-coded, band-spread radio signal can also be sent.
  • the use of a dedicated radio channel with a frequency communicated to the vehicle via the transponder TR2 is also possible if the frequency used is available and is not disturbed.
  • the transponder TR1 arranged in the immediate vicinity of the signal has the task of transmitting deletion information to the vehicle which prevents further evaluation of the radio signals from the transmitter FS as soon as the vehicle has passed the transponder TRl. However, it can also be programmed so that it replaces the selection criterion transmitted on the transponder TR2, the PN code or its formation law for receiving the signals from the transmitter FS, by the information required for receiving the transmitter assigned to the next signal location. Both transponders also transmit an individually assigned license plate so that the direction of travel can be inferred from the sequence of the license plates recorded by a vehicle and received information transmitted by the radio transmitter for the opposite direction of travel can be recognized as invalid.
  • the information emitted by the transmitter FS is selectively assigned to the signal location and contains the current signal term and, in addition, route data such as route inclination, maximum route speed and the distance to the next signal.
  • route data can also be transmitted via the transponders.
  • Figure 2 shows a station system with two continuous tracks GL1, GL2 and two branching tracks GL3 and GL4 and various side and siding tracks.
  • Specified route locations which are usually also the location of signals S1 to S14, are each assigned certain route information and are transmitted by radio to approaching vehicles within a track section located in the direction of travel before the respective route location.
  • the radio transmitters for this purpose are located partly at a central point, for example in a signal box Z, partly arranged decentrally, on the light signals S1 and S14 and transmit a message channel individually assigned to this for each predetermined route location.
  • the selection criteria required to receive the respective news channel such as B.
  • transponders TI to T9 These transponders can work inductively in a known manner or can be designed as microwave transponders or short line conductor loops.
  • the set signal term is transmitted here, together with other route information to be transmitted, by a transmitter placed on the signal in the direction of the subsequent route track.
  • the vehicle coming from there has already passed a transponder (not shown in FIG. 2) well in front of the signal S1 and has received the selection criterion for receiving the information associated with the route location of the signal S1.
  • the vehicle was able to record its signal term and to take it into account when calculating its path-speed curve.
  • the vehicle passes the transponder T1. This is assigned to a next predetermined route location, at which the signal S6 is present, and transmits a selection criterion to the vehicle for receiving the message channel assigned to this next route location. At the same time, a delete command is transmitted which deletes the previously valid selection criterion in the memory of the vehicle radio receiver. Furthermore, the identifier of the signal S6 and the distance to this signal can be transmitted via the transponder TI. If, via the transponder TI and the subsequent transponders, transponder identifiers that change along the route in a predetermined sequence, for example consecutive numbers, are output, then the vehicle can recognize its respective direction of travel from its sequence and ignore information output for the opposite direction of travel.
  • the message channels assigned to the predetermined route locations are broadcast centrally.
  • a collective transmission device with several transmitters arranged in the signal box or in its immediate vicinity receives the signal terms known in the signal box, assigned to the signals located in the station area at predetermined route locations, and any further route data to be transmitted is transmitted via a data line and sends them via the respectively assigned route locations News channels. This is done with the lowest possible transmission power via antennas which generally radiate into the relevant route area.
  • the vehicle thus experiences the signal term of the signal S6 by receiving the corresponding message channel emitted by the transmitter of the signal box Z.
  • the transponder T2 has the same function as the transponder TI.
  • the vehicle receives the selection criterion for the reception of the messages ka na I assigned to the route location at which the signal S13 is located and can record the signal term set on the signal S1 3 via this message channel also emitted by the signal box transmitter.
  • the transponder T3 located at the location of the signal S13 is no longer assigned to a predetermined route location and therefore only transmits the delete command for the last valid selection criterion and e.g. a maximum line speed applicable for the onward journey.
  • Specified route locations do not necessarily have to be signal locations.
  • a message channel can be assigned to a slow speed point or a switch to be driven in the branch direction only with limited speed and a selection criterion can be transmitted by means of a transponder that has been laid a sufficient distance in front of it. May, for example, in Fig.2 Turnouts at the junction of track GL4 from track GL2 in the direction of track GL4 can only be driven at a limited speed, so the respective turnout position and thus the prescribed speed restriction can be communicated on track GL2 from right to left vehicles via a message channel broadcast by the signal box transmitter, whereby the selection criterion is transferred to the vehicle via the T5 transponder.

Abstract

Es wird ein System zur semikontinuierlichen Steuerung einer Vielzahl von mit Funkempfängern (EF) und Fahrzeugsteuereinrichtungen (SG) ausgestatteten, spurgebundenen Fahrzeugen (FZ) angegeben, das sowohl im Bahnhofsbereich als auch auf der freien Strecke wirtschaftlich eingesetzt werden kann und einerseits keine zusätzlichen Streckenkabel, andererseits keine mit großer Reichweite ausgestatteten Funksender benötigt. Streckenorten, an denen Fahrzeuge Steuerungsinformation erhalten sollen, werden punktförmig wirkende Übertragungseinrichtungen (TR1, TR2) und gleichzeitig Funksender (FS) geringer Reichweite zugeordnet. Die Übertragungseinrichtungen übertragen Selektionskriterien auf die Fahrzeuge, mit deren Hilfe diese den jeweils zugeordneten Sender empfangen können. Dieser Sender ist z.B. am Ort eines Streckensignals (S) angeordnet und übermittelt dessen aktuellen Signalbegriff auf das Fahrzeug. Die Sendeenergie wie auch die Signalinformation wird den Signalstromkreisen entnommen. Ein Ausfall der punktförmigen Übertragungseinrichtung oder des Senders wird vom Fahrzeug bemerkt. Sender können auch gesammelt in der Nähe eines Stellwerks angeordnet sein und ihre auszusendende Information über eine Datenverbindung von dort erhalten. Die Sender arbeiten vorzugsweise in einem gespreizten Trägerfrequenzband. Die den einzelnen Sendern zugeordneten Nachrichtenkanäle werden durch Frequenzsprung- oder Pseudo-Noise-Codierung gebildet.

Description

System zur semikontinuierlichen Steuerung von spurgeführten Fahrzeugen
Die Erfindung betrifft ein System zur semikontinuierlichen Steuerung von spurgebundenen Fahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Ein derartiges System ist z.B. aus der DE 26 57 71 9 AI bekannt und dort im Zusammenhang mit Fig.2 beschrieben. Eine Streckenzentrale sendet über Funk zyklisch Datentelegramme mit Steuerungsinformation an alle in ihrem Bereich befindlichen Fahrzeuge. Da die Steuerung auf den aktuellen Fahrort eines jeweiligen Fahrzeuges bezogen ist, muß sichergestellt sein, daß das Fahrzeug immer nur die Information auswertet und berücksichtigt, die für seinen jeweiligen Fahrort maßgeblich ist. Hierzu werden den Fahrzeugen über ortsfeste, punktförmige Übertragungseinrichtungen an der Strecke für den jeweiligen Streckenort gültige Kennungen mitgeteilt, mit deren Hilfe sie die für sie jeweils relevanten Datentelegramme aus der von der Zentrale ausgesendeten Telegrammfolge aussortieren und auswerten können.
Die Verwendung eines einzigen Datenkanals zur Übertragung von Steuerungsinformation auf eine Vielzahl von Fahrzeugen stellt für Strecken mit wenigen Wegelementen und geringem, allenfalls mittlerem Verkehrsaufkommen möglicherweise eine brauchbare Lösung dar, um einerseits einen entlang der gesamten Strecke verlegten Linienleiter, andererseits die Übertragung zeitveränderlicher Daten über punktförmige Übertragungseinrichtungen und hierzu erforderliche Kabelverbindungen zu den Übertragungseinrichtungen zu vermeiden. Bei höherem Verkehrsaufkommen und in vielgleisigen, weitverzweigten Anlagen wird der Sendezyklus jedoch so lang, daß der notwendige dichte Fluß von Steuerungsinformation für die einzelnen Fahrzeuge nicht mehr garantiert werden kann. Wenn dann, z.B infolge von Übertragungsstörungen, einzelne empfangene Datentelegramme verfälscht sind und verworfen werden müssen, kann es zu sicherheitsbedingten Zwangsbremsungen kommen, die den Betrieb stören.
Außerdem sind die aktuellen Signalbegriffe von weiter entfernten Streckensignalen an zentraler Stelle oft nicht bekannt, so daß diese Informationen in die zyklische Datenausgabe nicht mit einbezogen werden können.
Aus der US-4 71 1 418 ist ein funkbasiertes Signal- und Verkehrssteuerungssystem bekannt, bei dem an der Strecke angeordnete Baken dem vorbeifahrenden Zug auf signaltechnisch sichere Weise Informationen übermitteln, aus denen ein Rechner im Triebfahrzeug den momentanen Aufenthaltsort berechnet. Der Aufenthaltsort wird dann über Funk einer Zentrale mitgeteilt. Dort wird aus den Zielwünschen und den Aufenthaltsorten der Züge die Siganlstellung für den jeweils folgenden Streckenabschnitt ermittelt.
Ferner ist aus der DE-A-30 25 930 ein Funksystem bekannt, bei dem Nachrichtentelegramme zwischen Zügen und entlang einer Eisenbahnstrecke angeordneten Sende-Empfangsstationen ausgetauscht werden. Dort wird vorgeschlagen, daß die zentrale Sende- Empfangsstation den Weg des Zuges vorausberechnet und immer nur diejenigen Sende-Empfangsstationen eingeschaltet, die sich am jeweiligen Ort des Zuges befinden. Darüberhinaus ist vorgesehen, mehrere Sende-Empfangsstationen zu Übertragungsabschnitten zusammenzufassen und für aneinandergrenzende Übertragungsabschnitte unterschiedliche Sende- Empfαngsfrequenzen zu verwenden. Die im Übertrαgungsαbschnitt verwendete Frequenz wird dem Zug zu Beginn eines jeden Übertrαgungsαbschnittes über einen Meldepunkt mitgeteilt. Dieses Funksystem ist geeignet für den Nachrichtenaustausch entlang einer linienförmigen Strecke. Für Streckenbereiche mit einer großen Zahl von Wegelementen wie z. B. einem Bahnhof eignet sich dieses System jedoch nicht, da durch die Zusammenfassung von mehreren Sende-Empfangsstationen zu größeren Übertragungsabschnitten gleicher Frequenz eine Nachricht nicht einem bestimmten Orten gezielt zugeordnet werden kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Steuerungssystem der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem in einem eine große Zahl von Wegelementen enthaltenden Streckenbereich wie z.B. einem Bahnhof mit anschließenden Streckenabschnitten eine große Zahl von Fahrzeugen gleichzeitig gesteuert werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die Zuordnung eines eigenen Nachrichtenkanals zu jedem vorgegebenen Streckenort kann eine große Zahl von Fahrzeugen gleichzeitig mit zur Steuerung benötigter Information versorgt werden. Durch Übertragungsstörungen hervorgerufene Lücken im Informationsfluss sind deshalb schmal und wirken sich auf die Kontinuität der Steuerung nicht aus. Die Zuordnung eigener Nachrichtenkanäle ermöglicht auch eine sichere Trennung der für die einzelnen Fahrzeuge bestimmten Informationsanteile voneinander ohne aufwendige, die Übertragungskapazität herabsetzende Datensicherungsmaßnahmen. Die Einschränkung der Gültigkeit der übertragenen Selektionskriterien auf der Übertragung folgende, vorgegebene Wegintervalle stellt sicher, daß eine fahrortbezogene Information nur in dem hierfür vorgesehenen Wegabschnitt empfangen werden kann. Der Fall, daß ein Fahrzeug Streckeninformation für einen Streckenort empfängt, den es längst verlassen hat, kann somit nicht eintreten. Die Zuordnung separater Nachrichtenkanäle zu einzelnen Streckenorten ermöglicht außerdem eine ganz oder teilweise dezentrale Anordnung der streckenseitigen Sender. Diese können dann in der Nähe der ihnen zugeordneten Streckenorte, an Signalstandorten z.B. auf den Lichtsignalen, untergebracht werden, was den Betrieb mit geringer Leistung ermöglicht und Reichweitenprobleme, die bei Einsatz eines zentralen Senders in ausgedehnten Strecken bereichen auftreten können, vermeidet. Eine Speisung aus dem Lichtsignalstromkreis sowie die direkte Übernahme der Signalinformation am Signal läßt sich ohne Schwierigkeiten einrichten und ermöglicht die Übertragung des aktuellen Signalbegriffs auf die Fahrzeuge an Streckensignalen trotz Unkenntnis des aktuellen Signalbegriffs in der Zentrale.
Ausgestaltungen des Steuerungssystems nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben:
So betrifft Patentanspruch 2 den Einbezug von Signalstandorten in die Menge der vorgegebenen, für die Zuordnung von Streckeninformation vorgesehenen Streckenorte und die Übertragung des aktuellen Signalbegriffs zusammen mit der sonstigen Streckeninformation.
Die Patentansprüche 3 bis 7 betreffen die Realisierung der den Streckenorten individuell zugeordneten Nachrichtenkanäle. Diese können, gemäß Anspruch 3, als Funkkanäle mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen, gemäß Anspruch 4, als Kanäle eines zeitmultiplex oder frequenzmultiplex betriebenen Datenübertragungssystems oder, gemäß Anspruch 5, als Kanäle innerhalb eines gespreizten Frequenzbandes ausgebildet sein, wobei die zuletzt genannte Technik in zwei Varianten, nämlich frequenzsprungcodiert (Anspruch 6) oder psoido noise - codiert (Anspruch 7) ausgeführt sein kann und die bei weitem rationellste Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Frequenzbandes ermöglicht.
Die Vorteile der Verwendung eines bandgespreizten Frequenzbandes gegenüber diskreten Frequenzkanälen werden z.B. bei Mobilfunksystemen genutzt und sind in dem Fachbuch "Digital Cellular Radio" von George Calhoun, erschienen 1988 bei Artech House, Inc., 685 Cαnton Street, Norwood, MA 02062 , auf den Seiten 343 bis 357 beschrieben.
Anspruch 8 sieht für Streckenorte, die gleichzeitig Signalstandorte sind, die zusätzliche Übertragung einer Signalkennung und der Signalentfernung vor.
Gegenstand des Patentanspruchs 9 ist die Anordnung einer weiteren punktförmigen Übertragungseinrichtung an einem Signalstandort oder kurz danach und ermöglicht damit die ortsabhängige Löschung des zuletzt gültigen Selektionskriteriums und/oder die Ausgabe eines neuen, dem nächsten vorgegebenen Streckenort zugeordneten Selektionskriteriums.
Patentanspruch 10 betrifft die Löschung des gültigen Selektionskriteriums abhängig von der vom Fahrzeug zurückgelegten, auf dem Fahrzeug gemessenen Wegstrecke.
Eine in Patentanspruch 1 1 wiedergegebene Weiterbildung der Erfindung sieht vor, die an der Strecke aufeinanderfolgenden punktförmigen Übertragungseinrichtungen mit sich in vorgegebener, einer Fahrtrichtung zugeordneter Reihenfolge ändernden Kennzeichen zu versehen, die von den Fahrzeugen aufgenommen werden und mit deren Hilfe die Fahrzeuge ihre Fahrtrichtung bestimmen und überprüfen können. Auch Ausfälle von punktförmigen Übertragungseinrichtungen können dann von den Fahrzeugen leicht erkannt werden.
Patentanspruch 12, schließlich, betrifft die Einrichtung einer Nachrichtenverbindung in Richtung vom Fahrzeug zur Streckenzentrale oder einer anderen Streckeneinrichtung. Dies ermöglicht eine Übertragung von
Fahrzeugcharakteristiken (z.B. Zugnummer) oder die Ausgabe von Steuerbefehlen an streckenseitige Einrichtungen wie Bahnübergänge oder Weichen.
Anhand von 2 Figuren sollen nun Ausführungsbeispiele des Steuerungssystems nach der Erfindung ausführlich beschrieben und ihre Funktion erklärt werden. Fig 1 zeigt das Prinzip der Erfindung an einer eingleisigen, mit einem Lichtsignal ausgestatteten Strecke.
Fig 2 zeigt schematisch eine mögliche Lösungsvariante im Bereich eines Bahnhofes mit vielen, zum Teil weit auseinanderliegenden Signalstandorten und anderweitigen, zur Ausgabe von Streckeninformation ausgewählten Streckenorten.
In Fig. 1 ist ein Gleis GL mit einem Lichtsignal S und zwei punktförmigen Übertragungseinrichtungen, z. B. Transpondern TR1 und TR2 dargestellt. Anstelle von Transpondern können auch kurze, punktförmig wirkende Linienleiterschleifen Verwendung finden. Der Transponder TR2 ist so weit vom Signal S entfernt, daß ein ebenfalls in der Figur dargestelltes Fahrzeug FZ, das den Transponder TR2 gerade in Richtung auf das Signal zu passiert hat, noch vor dem Signal mit einer Betriebsbremsung zum Stillstand gebracht werden kann.
Das Fahrzeug ist mit einer Steuerungseinrichtung SG, einem Empfänger ET für Transpondersignale und einem Empfänger EF für Funksignale ausgestattet, die ein mit dem Lichtsignal verbundener Funksender FS ständig entlang der Strecke, in Richtung des Transponders TR2 ausstrahlt. Die Funksignale sind z.B. mit einem hochbitratigen Pseudo Noise Code (PN-Code) codiert und können nur von einem Empfänger aufgenommen und ausgewertet werden, der den genauen Code kennt oder mit Hilfe des ihm bekannten Bildungsgesetzes nachbilden kann. Dieser Code oder dessen Bildungsgesetz wird vom Transponder TR2 auf jedes vorüberfahrende Fahrzeug übertragen, so daß ein Fahrzeug, sobald es den Transponder TR2 passiert hat, die Funksignale des mit dem Signal S verbundenen Senders FS empfangen und auswerten kann. Anstelle eines PN-codierten kann auch ein frequenzspruπgcodiertes, bandgespreiztes Funksignal gesendet werden. Auch die Benutzung eines eigens zugeordneten Funkkanals mit über den Transponder TR2 dem Fahrzeug mitgeteilter Frequenz ist möglich, wenn die verwendete Frequenz zur Verfügung steht und nicht gestört wird. Der in unmittelbarer Nähe des Signals angeordnete Transponder TRl hat die Aufgabe, eine Löschinformation auf das Fahrzeug zu übertragen, die eine weitere Auswertung der Funksignale des Senders FS unterbindet, sobald das Fahrzeug den Transponder TRl passiert hat. Er kann aber auch so programmiert sein, daß er das am Transponder TR2 übertragene Selektionskriterium, den PN -Code oder dessen Bildungsgesetz zum Empfang der Signale des Senders FS, durch die zum Empfang des dem nächsten Signalstandort zugeordneten Senders erforderlichen derartigen Angaben ersetzt. Beide Transponder übertragen außerdem je ein individuell zugeordnetes Kennzeichen, so daß aus der Reihenfolge der von einem Fahrzeug aufgenommenen Kennzeichen auf die Fahrtrichtung geschlossen werden und empfangene, vom Funksender für die Gegenfahrtrichtung ausgesendete Information als ungültig erkannt werden kann.
Die vom Sender FS abgestrahlte Information ist dem Signalstandort selektiv zugeordnet und enthält den aktuellen Signalbegriff und daneben Streckendaten wie Streckenneigung, Streckenhöchstgeschwindigkeit und den Abstand zum nächsten Signal. Selbstverständlich kann eine Übertragung von Streckendaten auch über die Transponder erfolgen.
In Bild 2 ist eine Bahnhofsanlage mit zwei durchgehenden Gleisen GL1 , GL2 und zwei abzweigenden Gleisen GL3 und GL4 und verschiedenen Neben- und Abstellgleisen wiedergegeben. Vorgegebenen Streckenorten, die meist auch Standort von Signalen Sl bis S14 sind, ist jeweils bestimmte Streckeninformation zugeordnet und wird innerhalb eines in Fahrtrichtung vor dem jeweiligen Streckenort gelegenen Gleisabschnittes auf sich nähernde Fahrzeuge mittels Funk übertragen. Die Funksender hierzu befinden sich teils an zentraler Stelle, z.B. in einem Stellwerk Z, teils dezentral angeordnet, auf den Lichtsignalen Sl und S14 und übertragen für jeden vorgegebenen Streckenort einen diesem individuell zugeordneten Nachrichtenkanal. Die zum Empfang des jeweiligen Nachrichtenkanals erforderlichen Selektionskriterien wie z. B. die Empfangsfrequenz oder, im Falle der Übertragung bandgespreizter Signale, den dem jeweiligen Nachrichtenkanal zugeordneten Code oder dessen Bildungsvorschrift, werden durch punktförmige streckenseitige Übertragungseinrichtungen, Transponder TI bis T9 , auf die Fahrzeuge übertragen. Diese Transponder können in bekannter Weise induktiv arbeiten oder als Mikrowellentransponder oder kurze Linienleiterschleifen ausgebildet sein.
Ein beispielsweise in Fig 2 auf Gleis GLl von links nach rechts fahrendes Fahrzeug erreicht zunächst das Signal Sl , dessen Standort ein vorgegebener Streckenort mit zugeordnetem Nachrichtenkanal ist. Der eingestellte Signalbegriff wird hier zusammen mit anderer zu übertragender Streckeninformation von einem auf dem Signal plazierten Sender in Richtung des anschließenden Streckengleises ausgestrahlt. Das von dorther kommende Fahrzeug hat bereits weit vor dem Signal Sl einen in Fig.2 nicht dargestellten Transponder passiert und von diesem das zum Empfang der dem Streckenort des Signales Sl zugeordneten Information notwendige Selektionskriterium übertragen bekommen. Somit war das Fahrzeug schon weit vor dem Signal Sl in der Lage, dessen Signalbegriff aufzunehmen und bei der Berechnung seiner Weg-Geschwindigkeitskurve zu berücksichtigen.
Bei Erreichen des Signals Sl passiert das Fahrzeug den Transponder Tl . Dieser ist einem nächsten vorgegebenen Streckenort, dem, an dem das Signal S6 steht, zugeordnet und überträgt ein Selektionskriterium zum Empfang des diesem nächsten Streckenort zugeordneten Nachrichtenkanals auf das Fahrzeug. Gleichzeitig wird ein Löschbefehl übertragen, der das zuvor gültige Selektionskriterium im Speicher des Fahrzeugfunkempfäπgers löscht. Des weiteren kann über den Transponder TI die Kennung des Signals S6 und die Entfernung zu diesem Signal übertragen werden. Werden über den Transponder TI und die nachfolgenden Transponder sich in vorgegebener Reihenfolge entlang der Strecke ändernde Transponderkennzeichen, z.B. fortlaufende Nummern ausgegeben, so kann das Fahrzeug seine jeweilige Fahrtrichtung aus deren Reihenfolge erkennen und für die Gegenfahrtrichtung ausgegebene Information unberücksichtigt lassen.
Im Bahnhofsbereich, in dem sich hier das Signal S6 befindet, werden die den vorgegebenen Streckenorten zugeordneten Nachrichtenkanäle zentral ausgestrahlt. Eine im Stellwerk oder in dessen unmittelbarer Nähe angeordnete Sammel- Sendeeinrichtung mit mehreren Sendern bekommt die im Stellwerk bekannten, den im Bahnhofsbereich an vorgegebenen Streckenorten befindlichen Signalen zugeordneten Signalbegriffe und eventuelle weitere zu übertragende Streckendaten über eine Datenleitung zugeführt und sendet sie über die den Streckenorten jeweils zugeordneten Nachrichtenkanäle aus. Dies erfolgt mit möglichst geringer Sendeleistung über im allgemeinen gerichtet in den jeweils relevanten Streckenbereich abstrahlende Antennen.
Das Fahrzeug erfährt somit, sobald es den Transponder TI passiert hat, den Signalbegriff des Signals S6 durch Empfang des entsprechenden, vom Sender des Stellwerks Z abgestrahlten Nachrichtenkanals. Die gleiche Funktion wie der Transponder TI hat der Transponder T2. Bei dessen Passieren erhält das Fahrzeug das Selektionskriterium für den Empfang des dem Streckenort, an dem sich das Signal S13 befindet, zugeordneten Nachrichten ka na I und kann den am Signal S1 3 eingestellten Signalbegriff über diesen ebenfalls vom Stellwerksender abgestrahlten Nachrichtenkanal aufnehmen. Der am Ort des Signals S13 befindliche Transponder T3 ist keinem vorgegebenen Streckenort mehr zugeordnet und überträgt deshalb nur noch den Löschbefehl für das zuletzt gültige Selektionskriterium und z.B. eine für die Weiterfahrt geltende Streckenhöchstgeschwindigkeit.
Vorgegebene Streckenorte brauchen nicht notwendig Signalstandorte zu sein. So kann z.B. einer Langsamfahrstelle oder einer in Abzweig richtung nur mit eingeschränkter Geschwindigkeit zu befahrenden Weiche ein Nachrichtenkanal zugeordnet werden und ein Selektionskriterium mittels eines eine ausreichende Strecke davor verlegten Transponders übertragen werden. Darf z.B. in Fig.2 die Weiche an der Abzweigung des Gleises GL4 vom Gleis GL2 in Richtung Gleis GL4 nur mit eingeschränkter Geschwindigkeit befahren werden, so kann auf Gleis GL2 von rechts nach links fahrenden Fahrzeugen die jeweilige Weichenlage und damit die vorgeschriebene Geschwindigkeitseinschränkung über einen vom Stellwerkssender ausgestrahlten Nachrichtenkanal mitgeteilt werden, wobei das Selektionskriterium über den Transponder T5 auf das Fahrzeug übertragen wird.
Ausfälle von Teilen des Steuerungssystems werden von den Fahrzeugen erkannt, da sowohl die ausgegebenen Sendesignale als auch die punktförmigen Übertragungseinrichtungen durch die jeweils vorausgehenden Einrichtungen ortsbezogen vorangekündigt werden und die Fahrzeuge mit Hilfe ihrer Wegmeßeinrichtungen den Ort kennen an dem Information empfangen werden soll. Wenn keine Information empfangen wird, z.B. ein zu erwartendes Sendesignal verfälscht oder überhaupt nicht empfangen wird oder eine Übertragungseinrichtung nicht erkannt wird, nimmt das Fahrzeug den Ausfall des Senders bzw. der Übertragungseinrichtung an und leitet eine Betriebsbremsung ein, die bei weiterem Ausbleiben von Steuerungsinformation bis zum Stillstand des Fahrzeuges oder, bei Langsamfahrstellen, zu einer vorgegebenen niedrigen Geschwindigkeit am vorgegebenen Streckenort führt. Ist das Fahrzeug mit einem Fahrzeugfϋhrer besetzt, so kann nach dem optisch angezeigten Signalaspekt weitergefahren werden.

Claims

Patentansprüche
System zur semikontinuierlichen Steuerung einer Vielzahl von mit
Funkempfängern und Fahrzeugsteuerungseinrichtungen ausgestatteten, spurgebundenen Fahrzeugen, die zur Steuerung benötigte, einzelnen vorgegebenen Streckenorten zugeordnete Information über Funk aufnehmen, und mit diesen Streckenorten zugeordneten, punktförmigen Übertragungseinrichtungen an der Strecke, die Selektionskriterien an vorüberfahrende Fahrzeuge übertragen, mit deren Hilfe diese die dem jeweiligen vorgegebenen Streckenort zugeordnete Information erkennen und auswerten können, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die den vorgegebenen Streckenorten jeweils zugeordnete Information mit Hilfe zentral und/oder dezentral angeordneter Sender ständig gleichzeitig über viele, den einzelnen vorgegebenen Streckenorten individuell zugeordnete Nachrichtenkanäle ausgegeben wird, und daß ein einem Streckenort zugeordneter Nachrichtenkanal nur von einem Fahrzeug empfangen werden kann, das ein hierzu erforderliches Selektionskriterium, das nur von der diesem Streckenort zugeordneten punktförmigen Übertragungseinrichtung übertragen wird, innerhalb eines vorausgegangenen vorgegebenen Wegintervalles übertragen bekommen hat.
2. System nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der vorgegebenen Streckenorte Signalstandorte sind und die über einen einem Signalstandort zugeordneten Nachrichtenkanal ausgegebene Information den aktuell eingestellten Signalbegriff enthält.
3. System nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichtenkanäle als Funkkanäle mit unterschiedlichen Sendefrequenzen ausgebildet sind, und daß die Fahrzeuge von den punktförmigen Übertragungseinrichtungen als Selektionskriterium eine die Frequenz des dem jeweiligen Streckenort individuell zugeordneten Funkkanals enthaltende Kennung übertragen bekommen.
4. System nach Patentanspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle oder jeweils ein Teil der Nachrichtenkanäle dieselbe Trägerfrequenz benutzen und durch Zeitmultiplexbetrieb oder durch Frequenzmultiplexbetrieb unter Verwendung unterschiedlicher Modulationsfrequenzen voneinander getrennt sind, und daß die Fahrzeuge von den punktförmigen Übertragungseinrichtungen als Selektionskriterium neben der jeweils zu empfangenden Trägerfrequenz die Zeitlagen der den zugeordneten Nachrichtenkanal tragenden Zeitschlitze bzw. die den zugeordneten Nachrichtenkanal tragenden Modulationsfrequenzen übertragen bekommen.
5. System nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichtenkanäle innerhalb eines Trägerfrequenzbandes durch Codemultiplexbetrieb voneinander getrennt sind und von zentral oder dezentral angeordneten Sendern benutzt werden und daß die Fahrzeuge von den punktförmigen Übertragungseinrichtungen als Selektionskriterium den zur Codierung des zugeordneten Nachrichtenkanals verwendeten Code oder dessen Bildungsgesetz übertragen bekommen.
6. System nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung der Nachrichtenkanäle eine Bandspreizung durch Frequenzsprünge erzeugt.
7. System nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung der Nachrichtenkanäle mit Hilfe eines Pseudo Noise Codes erfolgt und eine Bandspreizung aufgrund der Zumischung des hochbitratigen Pseudo Noise Signals zu dem jeweils zu übertragenden Nutzsignal erzeugt.
8. System nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle , daß ein vorgegebener Streckenort ein Signalstandort ist, von der zugeordneten punktförmigen Übertragungseinrichtung zusätzlich zu einem Selektionskriterium eine Signalkennung und/oder die Entfernung zu dem jeweiligen Signal und/oder weitere, fest vorgegebene Streckeninformation übertragen wird.
9. System nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere punktförmige Übertragungseinrichtung vorgesehen ist, die sich an oder, in Fahrtrichtung gesehen, unmittelbar hinter dem vorgegebenen Streckenort befindet, und die einen Befehl zur Löschung des bis dahin gültigen, an der vorhergehenden punktförmigen Übertragungseinrichtung übertragenen Selektionskriteriums oder ein neues, dem nächsten vorgegebenen Streckenort zugeordnetes Selektionskriterium, ggf einschließlich einer Signalkennung, einer Signalentfernung und weiterer fester Streckeninformation, auf ein vorüberfahrendes Fahrzeug überträgt.
10. System nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Befehl zur Löschung des bis dahin gültigen, an der vorhergehenden punktförmigen Ü bertrag ungseinrichtung übertragenen Selektionskriteriums in Abhängigkeit des vom Fahrzeug zurückgelegten Weges auf dem Fahrzeug generiert wird.
1 1 . System nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Strecke angeordnete, punktförmige Übertragungseinrichtungen zusätzlich individuelle Kennzeichen übertragen, die bezogen auf eine Fahrtrichtung geordnet sind und es den Fahrzeugen ermöglichen, ihre jeweilige Fahrtrichtung zu erkennen und Daten, die die Gegenfahrtrichtung betreffen, zu verwerfen.
12. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß die Fahrzeuge zusätzlich mit Funksendeeinrichtungen ausgestattet sind und Information an eine Empfangseinrichtung einer Streckenzentrale oder einer anderen Streckeneinrichtung senden können, wobei jeweils das einem Fahrzeug übermittelte, gültige Selektionskriterium oder eine andere fahrortbezogene Kennung mitübertragen wird und der Streckenzentrale oder anderen Streckeneinrichtung zur Überprüfung der Herkunft der jeweils empfangenen Information dient.
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