WO2001045995A1 - Device for transmitting information to an electrically driven vehicle - Google Patents

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WO2001045995A1
WO2001045995A1 PCT/EP2000/012912 EP0012912W WO0145995A1 WO 2001045995 A1 WO2001045995 A1 WO 2001045995A1 EP 0012912 W EP0012912 W EP 0012912W WO 0145995 A1 WO0145995 A1 WO 0145995A1
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WO
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signal
information
transmitted
power
power network
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Application number
PCT/EP2000/012912
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French (fr)
Inventor
Ulrich Barnewitz
Kai Hölter
Original Assignee
Ulrich Barnewitz
Hoelter Kai
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Publication date
Application filed by Ulrich Barnewitz, Hoelter Kai filed Critical Ulrich Barnewitz
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B61L3/16—Continuous control along the route
    • B61L3/18—Continuous control along the route using electric current passing between devices along the route and devices on the vehicle or vehicle train
    • B61L3/20—Continuous control along the route using electric current passing between devices along the route and devices on the vehicle or vehicle train employing different frequencies or coded pulse groups, e.g. using currents carried by traction current

Definitions

  • the present invention relates to a device for transmitting information to a powered vehicle, such as. B. a trolleybus, a tram, a subway or a locomotive.
  • a powered vehicle such as. B. a trolleybus, a tram, a subway or a locomotive.
  • the control center may have to inform the driver of any obstacles on the route ahead. Conversely, feedback from the vehicle driver to the head office is required.
  • Radio communication is not a suitable means of transmitting information that requires a continuously functional communication option, such as. B. an automatic control of the engine from the outside.
  • DE 4319347 AI relates to a communication system for a crane system, as is used in a container station for reloading containers from railroad cars to road vehicles.
  • the crane system consists of a crane runway, a crane that can be moved on the same, and a stationary system part.
  • a first conductor line is required to supply the crane with System provided that is operated with a voltage of several thousand volts.
  • a second conductor line system is provided, with which a TFH device of the crane and a TFH device of the fixed system part are connected, and into which an operating voltage of 220V for the TFH devices is coupled.
  • DE 196 496 82 AI relates to a device for energy or signal transmission between mutually movable units.
  • the communication and energy transmission of the mutually movable units takes place via a reflection-free, closed line.
  • Decoupling is carried out by means of an inductive coupling device which can induce currents in the line and can tap flowing currents.
  • the object of the present invention is to provide a device for transmitting information to a powered vehicle, which is easy to install in any existing traffic network for powered vehicles and allows uninterrupted communication at high data transfer rates.
  • the present invention provides a device for transmitting information to a power-operated vehicle, which is connected to a power network via a pantograph device, the device having the following features:
  • a device for receiving the transmitted signal is arranged and is coupled to the power grid via the pantograph device.
  • an existing power network to which the power-operated vehicle is connected via a current collector device, is used as a transmission link between the device for insertion, which is accommodated in a power supply device for the power network, and the power-operated vehicle, the signal introduced being a digital signal is a modulated voltage signal with a carrier frequency, and the means for receiving comprises a bandpass filter whose pass frequency range has the carrier frequency in order to improve the signal / noise ratio.
  • the device according to the invention uses existing facilities of a traffic network, so that the installation of the device according to the invention in an existing traffic network is facilitated and thus becomes less complex and less expensive.
  • a possibly existing radio device can be dispensed with completely or at least partially, since these oral communications can also be transmitted via the power network. This can save a frequency band in the radio frequency range.
  • the device according to the invention enables data transmission with a high bandwidth, so that, in contrast to the possible systems known from the prior art, which were mentioned above, regardless of shadows, such as, for. B. through tunnels, for the driver or other people on board the vehicle, such as. B. the passengers, applications are possible that require high data transmission without interruption, such. B. Internet applications, telephone applications or Fax transmissions.
  • the present invention is applicable to subways.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the preferred embodiment, in which the data to be transmitted are coupled into the power network of an overhead line bus
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the preferred exemplary embodiment of the present invention, in which an overhead line bus 10 is coupled to the overhead line cable 30 of a power network 35 via a current collector arm 20.
  • the overhead line cable 30 is connected to a power supply device 40, which has a power supply 42 and a device 44 for introducing a signal, which contains the information to be transmitted, into the power network 30.
  • a power-operated motor 12 and a receiving device 14 are arranged in the trolleybus 10, both of which are coupled to the power supply system 30 via the current collector arm 20.
  • the receiving device 14 and the device 44 for introducing or coupling in the signal containing the information to be transmitted have been added to an existing traffic network, which is composed of the trolleybus 10, the trolley cable 30 and the power supply device 40.
  • the electric motor 12 of the trolleybus 10 is supplied with a high voltage via the current collector arm 20 and the power supply system 30 in order to drive the trolleybus.
  • the coupling device 44 couples a digitally modulated voltage signal to a suitable carrier frequency into the power network 35, which is received via the transfer line 30 or the current collector arm 20 by the receiving device 14 in the trolleybus 10.
  • the already existing supply route which is composed of the overhead line 30 and the current collector arm 20, is used as the transmission route between the coupling device 44 and the receiving device 14, as a result of which the installation of the device according to the invention in the existing traffic network is inexpensive.
  • the receiving device 14 and the electric motor 12 receive a voltage that is composed of the high supply voltage of the power supply 42 and the information-containing voltage signal of the coupling device 44.
  • the operation of the electric motor 12 is not disturbed by the coupled information-containing voltage signal, since its depth of modulation is low.
  • a frequency range is selected for the carrier frequency of the information-containing voltage signal in the exemplary embodiment from FIG make any other trolleybuses just starting (not shown) or other connected and connectable consumers not noticeable, ie do not exceed a certain limit.
  • the receiving device 15 has a bandpass filter, which fades out a suitable frequency range around the carrier frequency of the information-containing signal in order to improve the signal / noise ratio.
  • the transmitted data can be supplied in digitized form to special end devices (not shown) within the trolleybus 10.
  • Such end devices include, for example, the steering control of the bus 10, route-related messages to the bus driver, oral communications between passengers Ren of the trolleybus and external people and other messages such.
  • the coupling device 44 can furthermore have a receiving part, and the receiving device 14 furthermore can have a transmitting part.
  • information could then be transmitted from the trolleybus 10 to the receiving part in the coupling device 44.
  • a central processing unit (not shown) in order, for example, to track the locations of all trolleybuses coupled to the power grid 30 and to use these location data to search for traffic lights, signals and barriers according to certain criteria, such as B. a minimal energy consumption or the fastest possible transport of people to switch.
  • the device according to the invention can also be used on a tram, a subway or a subway or a locomotive of a rail network.
  • pantograph arm 20 is shown in the previous embodiment, other pantograph devices are also possible.
  • an additional power supply rail is provided instead of the overhead line 30, and the current collector 20 is formed as a wiper.
  • the carrier frequency of the information-containing signal it is pointed out that it is advantageous to select the carrier frequency of the information-containing signal as high as possible in order to increase the bandwidth.
  • a digitally modulated voltage signal was used in the present exemplary embodiment, an analogously modulated signal can also be used, for example for the transmission of audio data.
  • the coupling device can, for example, be coupled to the public electricity network, a telephone network or a local network.
  • repeater posts may be coupled to the power network at a certain distance from each other to amplify the information signals to be transmitted at these post positions so as to compensate for attenuation caused by long distances and losses in the overhead line cable.
  • the amplifier items can consist of a receiving circuit of the type described above, an amplifier circuit and a coupling circuit of the type described above.
  • the coupling device does not have to be accommodated in the power supply device, but can be connected to any position in the power network.

Abstract

The invention relates to a device for transmitting information to an electrically driven vehicle (10), which is connected to an electric network (35) via a current collector device (20). Said device has a unit (44) for introducing a signal containing the information to be transmitted into the electric network (35) and a unit (14) for receiving the transmitted signal, the latter (14) being located in the electrically driven vehicle (10) and coupled to the electric network (35) via the current collector device (20).

Description

Vorrichtung zum Übertragen von Informationen an ein strombetriebenes Fahrzeug Device for transmitting information to a powered vehicle
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Übertragen von Informationen an ein strombetriebenes Fahrzeug, wie z. B. einen Oberleitungsbus, eine Straßenbahn, eine Untergrundbahn oder eine Lok.The present invention relates to a device for transmitting information to a powered vehicle, such as. B. a trolleybus, a tram, a subway or a locomotive.
Beim öffentlichen Personennahverkehr oder dem Güterverkehr ist es notwendig, daß der Fahrzeugführer mit einer Zentrale in Verbindung steht. Es kann beispielsweise vorkommen, daß die Zentrale den Fahrzeugführer über eventuelle Hindernisse auf der bevorstehenden Strecke in Kenntnis setzen muß. Umgekehrt sind Rückmeldungen von dem Fahrzeugführer an die Zentrale erforderlich.In local public transport or freight transport, it is necessary for the driver to be connected to a central office. For example, the control center may have to inform the driver of any obstacles on the route ahead. Conversely, feedback from the vehicle driver to the head office is required.
Im öffentlichen Nahverkehr und dem Güterverkehr werden herkömmlicherweise unterschiedliche Vorrichtungen verwendet, um einen Informationsaustausch zwischen dem strombetriebenen Fahrzeug und der Außenwelt zu ermöglichen. Bisher besitzt der Fahrzeugführer über ein Funkgerät die Möglichkeit, Informationen zu empfangen und zu senden. Aufgrund von wetterbedingten Störungen und Abschattungen durch Tunnel, Häuser und Täler bildet der Funkverkehr jedoch kein geeignetes Mittel zur Übertragung von Informationen, die eine durchgängig funktionsfähige Kommunikationsmöglichkeit erfordern, wie z. B. eine automatische Steuerung der Antriebsmaschine von außen.Different devices are conventionally used in local public transport and freight transport in order to enable an information exchange between the powered vehicle and the outside world. So far, the vehicle driver has been able to receive and send information via a radio. However, due to weather-related interference and shadowing from tunnels, houses and valleys, radio communication is not a suitable means of transmitting information that requires a continuously functional communication option, such as. B. an automatic control of the engine from the outside.
In neuerer Zeit eröffnet die Satellitentechnik eine neue Möglichkeit zur Übertragung von Informationen, wobei die Bandbreite ausreichend und die Störsicherheit groß genug ist, um ferner digitale Daten, wie z. B. Antriebssteuerungssignale an die Antriebsmaschine, Streckeninformationen für den Fahrzeugführer, Wettervorhersagen und Nachrichten für die Passagiere, zu übertragen. Auch dieses System ist jedoch auf Abschattungen durch Tunnel anfällig, und kann somit bei einem Straßenbahnnetz nicht verwendet werden. Ferner sind die beiden im vorhergehenden erwähnten Systeme bei einer Untergrundbahn nicht anwendbar.In recent times, satellite technology has opened up a new possibility for the transmission of information, the bandwidth being sufficient and the interference immunity being large enough to further transmit digital data, such as, for. B. drive control signals to the prime mover, route information for the driver, weather forecasts and messages for to transfer the passengers. However, this system is also susceptible to shadowing from tunnels and cannot therefore be used in a tram network. Furthermore, the two systems mentioned above are not applicable to a subway.
Weitere im Stand der Technik bekannte Systeme ziehen einen Nutzen aus dem Umstand, daß Schienenfahrzeuge eine vorbestimmte und definierte Fahrstrecke aufweisen. Aus der US-A- 4,456,997 ist beispielsweise ein System bekannt, über das mittels Streckenpostendatenübertragungseinrichtungen an bestimmten Positionen entlang der Fahrstrecke Informationen an das strombetriebene Fahrzeug übermittelt werden können. Auf diese Weise können an das strombetriebene Fahrzeug Informationen in bestimmten Zeitabständen übermittelt werden, so daß diese Anwendung insbesondere für streckenbezogene Informationen, wie z. B. Streckenhöchstgeschwindigkeiten, geeignet ist. Datenübertragungen, die eine durchgehende Kommunikationsverbindung erfordern, sind bei diesem System ebenfalls nicht möglich.Other systems known in the prior art take advantage of the fact that rail vehicles have a predetermined and defined route. From US-A-4,456,997, for example, a system is known by means of which route item data transmission devices can be used to transmit information to the powered vehicle at certain positions along the route. In this way, information can be transmitted to the power-operated vehicle at certain time intervals, so that this application in particular for route-related information, such as. B. line speeds, is suitable. Data transfers that require a continuous communication connection are also not possible with this system.
Aus der US-A-5,711,497 ist ein weiteres System bekannt, durch das Schienenfahrzeuge mit Informationen versorgt werden können. Bei diesem System werden die Daten in das Schienenstreckennetz eingekoppelt und bei den jeweiligen Schienenfahrzeugen mittels induktiven Spulen ausgelesen. Obwohl dieses System bei Schienenfahrzeugen, wie z. B. Straßenbahnen, Untergrundbahnen und Loks, anwendbar ist, ist dieses System nicht auf Oberleitungsbusse anwendbar, da diese kein Schienennetz verwenden.Another system is known from US-A-5,711,497, by means of which rail vehicles can be supplied with information. In this system, the data is coupled into the rail network and read out by inductive coils in the respective rail vehicles. Although this system is used in rail vehicles such. B. trams, subways and locomotives, this system is not applicable to trolleybuses, since they do not use a rail network.
Die DE 4319347 AI betrifft eine Nachrichtenübertragungsanlage für eine Krananlage, wie sie bei einem Container-Bahnhof zum Umladen von Containern von Eisenbahnwagen auf Straßenfahrzeuge zum Einsatz kommt. Die Krananlage besteht aus einer Kranbahn, einem Kran, der auf derselben fahrbar angeordnet ist sowie einem ortsfesten Anlagenteil. Zur Energieversorgung des Kranes ist ein erstes Schleifleitungs- System vorgesehen, das mit einer Spannung von mehreren tausend Volt betrieben wird. Zur Nachrichtenübertragung zwischen dem ortsfesten Anlagenteil und dem beweglichen Kran ist ein zweites Schleifleitungssystem vorgesehen, mit dem ein TFH-Gerät des Kranes und ein TFH-Gerät des ortsfesten Anlagenteils verbunden sind, und in das eine Betriebsspannung von 220V für die TFH-Geräte eingekoppelt wird.DE 4319347 AI relates to a communication system for a crane system, as is used in a container station for reloading containers from railroad cars to road vehicles. The crane system consists of a crane runway, a crane that can be moved on the same, and a stationary system part. A first conductor line is required to supply the crane with System provided that is operated with a voltage of several thousand volts. For the transmission of messages between the fixed system part and the movable crane, a second conductor line system is provided, with which a TFH device of the crane and a TFH device of the fixed system part are connected, and into which an operating voltage of 220V for the TFH devices is coupled.
Die DE 196 496 82 AI bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Energie- bzw. Signalübertragung zwischen gegeneinander beweglichen Einheiten. Die Kommunikation und Energieübertragung der gegeneinander beweglichen Einheiten erfolgt über eine reflexionsfrei abgeschlossene Leitung, wobei die Einbzw. Auskopplung mittels einer induktiven Koppeleinrichtung durchgeführt wird, die in der Leitung Ströme induzieren und fließende Ströme abgreifen kann.DE 196 496 82 AI relates to a device for energy or signal transmission between mutually movable units. The communication and energy transmission of the mutually movable units takes place via a reflection-free, closed line. Decoupling is carried out by means of an inductive coupling device which can induce currents in the line and can tap flowing currents.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Übertragen von Informationen an ein strombetriebenes Fahrzeug zu schaffen, die in jedes existierende Verkehrsnetz für strombetriebene Fahrzeuge einfach einzubauen ist und eine ununterbrochene Kommunikation mit hohen Datenübertragungsraten zuläßt.The object of the present invention is to provide a device for transmitting information to a powered vehicle, which is easy to install in any existing traffic network for powered vehicles and allows uninterrupted communication at high data transfer rates.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a device according to claim 1.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Übertragen von Informationen an ein strombetriebenes Fahrzeug, das über eine Stromabnehmereinrichtung mit einem Stromnetz verbunden ist, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:The present invention provides a device for transmitting information to a power-operated vehicle, which is connected to a power network via a pantograph device, the device having the following features:
eine Einrichtung zum Einbringen eines die zu übertragenden Informationen enthaltenden Signals in das Stromnetz; undmeans for introducing a signal containing the information to be transmitted into the power grid; and
eine Einrichtung zum Empfangen des übertragenen Signals, wobei die Einrichtung in dem strombetriebenen Fahrzeug ange- ordnet ist und über die Stromabnehmereinrichtung mit dem Stromnetz gekoppelt ist.a device for receiving the transmitted signal, the device being indicated in the powered vehicle is arranged and is coupled to the power grid via the pantograph device.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein existierendes Stromnetz, mit dem das strombetriebene Fahrzeug über eine Stromabnehmereinrichtung verbunden ist, als Übertragungsstrecke zwischen der Einrichtung zum Einbringen, die in einer Stromversorgungseinrichtung für das Stromnetz untergebracht ist, und dem strombetriebenen Fahrzeug verwendet, wobei das eingebrachte Signal ein digital moduliertes Spannungssignal mit einer Trägerfrequenz ist, und die Einrichtung zum Empfangen ein Bandpaßfilter aufweist, dessen Durchlaßfrequenzbereich die Trägerfrequenz aufweist, um das Signal/Rausch-Verhältnis zu verbessern.According to a preferred embodiment, an existing power network, to which the power-operated vehicle is connected via a current collector device, is used as a transmission link between the device for insertion, which is accommodated in a power supply device for the power network, and the power-operated vehicle, the signal introduced being a digital signal is a modulated voltage signal with a carrier frequency, and the means for receiving comprises a bandpass filter whose pass frequency range has the carrier frequency in order to improve the signal / noise ratio.
Durch Verwendung des Stromnetzes als Übertragungsstrecke greift die erfindungsgemäße Vorrichtung auf bereits vorhandene Einrichtungen eines Verkehrsnetzes zurück, so daß der Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ein existierendes Verkehrsnetz erleichtert und somit unaufwendiger und kostengünstiger wird.By using the power network as a transmission link, the device according to the invention uses existing facilities of a traffic network, so that the installation of the device according to the invention in an existing traffic network is facilitated and thus becomes less complex and less expensive.
Ferner kann durch Verwendung der vorliegenden Vorrichtung auf eine eventuell existierende Funkeinrichtung vollständig oder zumindest teilweise verzichtet werden, da diese mündlichen Kommunikationen ebenfalls über das Stromnetz übertragen werden können. Hierdurch kann ein Frequenzband im Funkfrequenzbereich eingespart werden.Furthermore, by using the present device, a possibly existing radio device can be dispensed with completely or at least partially, since these oral communications can also be transmitted via the power network. This can save a frequency band in the radio frequency range.
Zusätzlich ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Datenübertragung mit einer hohen Bandbreite, so daß im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten möglichen Systemen, die im vorhergehenden erwähnt wurden, unabhängig von Abschattungen, wie z. B. durch Tunnel, für den Fahrzeugführer oder andere Personen an Bord des Fahrzeuges, wie z. B. den Fahrgästen, Anwendungen möglich sind, die eine hohe Datenübertragung ohne eine Störungsunterbrechung erfordern, wie z. B. Internetanwendungen, Telefonanwendungen oder Faxübertragungen. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung bei U-Bahnen anwendbar.In addition, the device according to the invention enables data transmission with a high bandwidth, so that, in contrast to the possible systems known from the prior art, which were mentioned above, regardless of shadows, such as, for. B. through tunnels, for the driver or other people on board the vehicle, such as. B. the passengers, applications are possible that require high data transmission without interruption, such. B. Internet applications, telephone applications or Fax transmissions. In particular, the present invention is applicable to subways.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:Preferred exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawing. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstlelung des bevorzugten Ausführungsbeispieles, bei dem die zu übertragenden Daten in das Stromnetz eines Oberleitungsbus eingekoppelt werdenFig. 1 is a schematic representation of the preferred embodiment, in which the data to be transmitted are coupled into the power network of an overhead line bus
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des bevorzugten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Oberleitungsbus 10 über einen Stromabnehmerarm 20 mit dem Oberleitungskabel 30 eines Stromnetzes 35 gekoppelt ist. Das Oberleitungskabel 30 ist mit einer Stromversorgungseinrichtung 40 verbunden, die eine Stromversorgung 42 und eine Einrichtung 44 zum Einbringen eines Signals, das die zu übertragenden Informationen enthält, in das Stromnetz 30 aufweist. In dem Oberleitungsbus 10 sind ein strombetriebener Motor 12 und eine Empfangseinrichtung 14 angeordnet, die beide über den Stromabnehmerarm 20 mit dem Stromnetz 30 gekoppelt sind.1 shows a schematic representation of the preferred exemplary embodiment of the present invention, in which an overhead line bus 10 is coupled to the overhead line cable 30 of a power network 35 via a current collector arm 20. The overhead line cable 30 is connected to a power supply device 40, which has a power supply 42 and a device 44 for introducing a signal, which contains the information to be transmitted, into the power network 30. A power-operated motor 12 and a receiving device 14 are arranged in the trolleybus 10, both of which are coupled to the power supply system 30 via the current collector arm 20.
Anhand der Fig. 1 wird nun die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht. Im wesentlichen sind einem bestehenden Verkehrsnetz, das sich aus dem Oberleitungsbus 10, dem Oberleitungskabel 30 und der Stromversorgungseinrichtung 40 zusammensetzt, lediglich die Empfangseinrichtung 14 und die Einrichtung 44 zum Einbringen bzw. Einkoppeln des die zu übertragenden Informationen enthaltenden Signals hinzugefügt worden. Der Elektromotor 12 des Oberleitungsbusses 10 wird über den Stromabnehmerarm 20 und das Stromnetz 30 mit einer hohen Spannung versorgt, um den Oberleitungsbus anzutreiben. Die Einkopplungseinrichtung 44 koppelt zusätzlich zu der hohen Spannung ein digital moduliertes Spannungssignal mit einer geeigneten Träger- frequenz in das Stromnetz 35 ein, das über die Überleitung 30 bzw. den Stromabnehmerarm 20 von der Empfangseinrichtung 14 in dem Oberleitungsbus 10 empfangen wird. Folglich wird als Übertragungsstrecke zwischen der Einkopplungseinrichtung 44 und der Empfangseinrichtung 14 die bereits existierende Versorgungsstrecke verwendet, die sich aus der Oberleitung 30 und dem Stromabnehmerarm 20 zusammensetzt, wodurch der Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in das bestehende Verkehrsnetz unaufwendig wird.The operation of the device according to the invention will now be illustrated with reference to FIG. 1. Essentially, only the receiving device 14 and the device 44 for introducing or coupling in the signal containing the information to be transmitted have been added to an existing traffic network, which is composed of the trolleybus 10, the trolley cable 30 and the power supply device 40. The electric motor 12 of the trolleybus 10 is supplied with a high voltage via the current collector arm 20 and the power supply system 30 in order to drive the trolleybus. In addition to the high voltage, the coupling device 44 couples a digitally modulated voltage signal to a suitable carrier frequency into the power network 35, which is received via the transfer line 30 or the current collector arm 20 by the receiving device 14 in the trolleybus 10. As a result, the already existing supply route, which is composed of the overhead line 30 and the current collector arm 20, is used as the transmission route between the coupling device 44 and the receiving device 14, as a result of which the installation of the device according to the invention in the existing traffic network is inexpensive.
Folglich empfangen die Empfangseinrichtung 14 und der Elektromotor 12 eine Spannung, die sich aus der hohen Versorgungsspannung der Stromversorgung 42 und dem Informationsenthaltenden Spannungssignal der Einkopplungseinrichtung 44 zusammensetzt. Der Betrieb des Elektromotors 12 wird durch das eingekoppelte Informations-enthaltende Spannungssignal nicht gestört, da dessen Modulationstiefe niedrig ist.Consequently, the receiving device 14 and the electric motor 12 receive a voltage that is composed of the high supply voltage of the power supply 42 and the information-containing voltage signal of the coupling device 44. The operation of the electric motor 12 is not disturbed by the coupled information-containing voltage signal, since its depth of modulation is low.
Um beim Empfangen der Spannung an der Empfangseinrichtung 14 die hohe Versorgungsspannung von dem Informations-enthalten- den Spannungssignal zu trennen, wird bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 für die Trägerfrequenz des Informationsenthaltenden Spannungssignals ein Frequenzbereich ausgewählt, in dem sich die Spannungsschwankungen des Stromnetzes 35 aufgrund weiterer, soeben anfahrender Oberleitungsbusse (nicht gezeigt) oder sonstiger angeschlossener und zuschaltbarer Verbraucher, nicht bemerkbar machen, d. h. einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten. Zu diesem Zweck weist die Empfangseinrichtung 15 ein Bandpaßfilter auf, das einen geeigneten Frequenzbereich um die Trägerfrequenz des Informations-enthaltenden Signales herum ausblendet, um das Signal/Rausch-Verhältnis zu verbessern. Mittels eines De- modulators und eines Analog/Digital-Wandlers können die übertragenen Daten in digitalisierter Form speziellen Endgeräten (nicht gezeigt) innerhalb des Oberleitungsbusses 10 zugeführt werden. Solche Endgeräte umfassen beispielsweise die Lenksteuerung des Bus 10, streckenbezogene Meldungen an den Busführer, mündliche Kommunikationen zwischen Passagie- ren des Oberleitungsbusses und externen Personen und sonstige Nachrichten, wie z. B. Internetdaten.In order to separate the high supply voltage from the information-containing voltage signal when receiving the voltage at the receiving device 14, a frequency range is selected for the carrier frequency of the information-containing voltage signal in the exemplary embodiment from FIG make any other trolleybuses just starting (not shown) or other connected and connectable consumers not noticeable, ie do not exceed a certain limit. For this purpose, the receiving device 15 has a bandpass filter, which fades out a suitable frequency range around the carrier frequency of the information-containing signal in order to improve the signal / noise ratio. Using a demodulator and an analog / digital converter, the transmitted data can be supplied in digitized form to special end devices (not shown) within the trolleybus 10. Such end devices include, for example, the steering control of the bus 10, route-related messages to the bus driver, oral communications between passengers Ren of the trolleybus and external people and other messages such. B. Internet data.
Die Einkopplungseinrichtung 44 kann ferner einen Empfangsteil aufweisen, und die Empfangseinrichtung 14 ferner einen Sendeteil aufweisen. Auf die gleiche Weise könnten dann Informationen von dem Oberleitungsbus 10 zu dem Empfangsteil in der Einkopplungseinrichtung 44 übertragen werden. Diese könnten dann beispielsweise einer Zentralverarbeitungsein- heit (nicht gezeigt) zugeführt werden, um beispielsweise die Standorte aller an das Stromnetz 30 angekoppelten Oberleitungsbusse nachzuverfolgen und diese Standortendaten zu verwenden, um Ampeln, Signale und Schranken nach bestimmten Kriterien, wie z. B. einem minimalen Energieverbrauch oder einem möglichst zügigen Personentransport, zu schalten.The coupling device 44 can furthermore have a receiving part, and the receiving device 14 furthermore can have a transmitting part. In the same way, information could then be transmitted from the trolleybus 10 to the receiving part in the coupling device 44. These could then be fed, for example, to a central processing unit (not shown) in order, for example, to track the locations of all trolleybuses coupled to the power grid 30 and to use these location data to search for traffic lights, signals and barriers according to certain criteria, such as B. a minimal energy consumption or the fastest possible transport of people to switch.
Es wird darauf hingewiesen, daß, obwohl bei dem im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einem Oberleitungsbus 10 verwendet wurde, die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner bei einer Straßenbahn, einer Untergrundbahn bzw. U-Bahn oder einer Lok eines Bahnnetzes verwendet werden kann.It is pointed out that, although in the exemplary embodiment described above the device according to the invention was used on a trolley bus 10, the device according to the invention can also be used on a tram, a subway or a subway or a locomotive of a rail network.
Es wird ferner darauf hingewiesen, daß, obwohl bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ein Stromabnehmerarm 20 gezeigt ist, ferner andere Stromabnehmereinrichtungen möglich sind. Bei einer U-Bahn könnte es beispielsweise vorgesehen sein, daß anstatt der Oberleitung 30 eine zusätzliche Stromversorgungsschiene vorgesehen ist, und der Stromabnehmer 20 als ein Schleifer gebildet ist.It is also noted that although a pantograph arm 20 is shown in the previous embodiment, other pantograph devices are also possible. In the case of a subway, it could be provided, for example, that an additional power supply rail is provided instead of the overhead line 30, and the current collector 20 is formed as a wiper.
Zudem wird darauf hingewiesen, daß es vorteilhaft ist, die Trägerfrequenz des Informations-enthaltenden Signales möglichst hoch zu wählen, um die Bandbreite zu erhöhen. Zudem kann es möglich sein, lediglich ein Hochpaßfilter in der Empfangseinrichtung 14 zu verwenden, falls der Rauschanteil im Hochfrequenzspektrum, d. h. den Frequenzen oberhalb der Trägerfrequenz, niedrig genug ist. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß, obwohl bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein digital moduliertes Spannungssignal verwendet wurde, ferner ein analog moduliertes Signal verwendet werden kann, beispielsweise zur Übertragung von Audiodaten.In addition, it is pointed out that it is advantageous to select the carrier frequency of the information-containing signal as high as possible in order to increase the bandwidth. In addition, it may be possible to use only a high-pass filter in the receiving device 14 if the noise component in the high-frequency spectrum, ie the frequencies above the carrier frequency, is low enough. It is further pointed out that although a digitally modulated voltage signal was used in the present exemplary embodiment, an analogously modulated signal can also be used, for example for the transmission of audio data.
Es wird ferner darauf hingewiesen, daß es für die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht wesentlich ist, woher die zu übertragenden Daten erhalten werden. Die Einkopplungseinrichtung kann beispielsweise mit dem öffentlichen Stromnetz, einem Telefonnetz oder einem Lokalen Netzwerk gekoppelt sein.It is further pointed out that it is not essential for the device according to the invention from where the data to be transmitted are obtained. The coupling device can, for example, be coupled to the public electricity network, a telephone network or a local network.
Bei Stromnetzen mit einer großen Ausdehnung können Verstärkerposten in einer bestimmten Entfernung voneinander mit dem Stromnetz gekoppelt sein, um die zu übertragenden Informationssignale an diesen Postenpositionen zu verstärken, so daß Dämpfungen, die aufgrund langer Entfernungen und Verlusten in dem Oberleitungskabel auftreten, ausgeglichen werden. Zu diesem Zweck können die Verstärkerposten aus einer Empfangsschaltung der im vorhergehenden beschriebenden Art, einer Verstärkerschaltung und einer Einkopplungsschaltung der im vorhergehenden beschriebenen Art bestehen.In the case of large-scale power networks, repeater posts may be coupled to the power network at a certain distance from each other to amplify the information signals to be transmitted at these post positions so as to compensate for attenuation caused by long distances and losses in the overhead line cable. For this purpose, the amplifier items can consist of a receiving circuit of the type described above, an amplifier circuit and a coupling circuit of the type described above.
Abschließend wird ferner darauf hingewiesen, daß die Einkopplungseinrichtung nicht in der Stromversorgungseinrichtung untergebracht sein muß, sondern an jeder beliebigen Position des Stromnetzes angeschlossen sein kann. Finally, it is further pointed out that the coupling device does not have to be accommodated in the power supply device, but can be connected to any position in the power network.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Übertragen von Informationen an ein strombetriebenes Fahrzeug (10), das über eine Stromabnehmereinrichtung (20) mit einem Stromnetz (35) verbunden ist und über dasselbe mit einer Antriebsspannung versorgt wird, mit folgenden Merkmalen:1. Device for transmitting information to a power-operated vehicle (10), which is connected to a power network (35) via a current collector device (20) and is supplied with a drive voltage via the same, with the following features:
einer Einrichtung (44) zum Einbringen eines die zu übertragenden Informationen enthaltenden Signals in das Stromnetz (35), unda device (44) for introducing a signal containing the information to be transmitted into the power network (35), and
einer Einrichtung (14) zum Empfangen des übertragenen Signals, wobei die Einrichtung (14) in dem strombetriebenen Fahrzeug (10) angeordnet ist und über die Stromabnehmereinrichtung (20) mit dem Stromnetz (35) gekoppelt ist.a device (14) for receiving the transmitted signal, the device (14) being arranged in the power-operated vehicle (10) and being coupled to the power network (35) via the current collector device (20).
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , bei der das strombetriebene Fahrzeug (10) ein Oberleitungsbus, eine Straßenbahn, eine Untergrundbahn oder eine Lok ist.2. The apparatus of claim 1, wherein the powered vehicle (10) is a trolleybus, tram, subway, or locomotive.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2 , bei der das eingebrachte Signal ein Spannungssignal ist.3. Device according to claim 1 or 2, wherein the introduced signal is a voltage signal.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der das Spannungssignal ein digital moduliertes Signal mit einer Trägerfrequenz ist.4. The device according to claim 3, wherein the voltage signal is a digitally modulated signal with a carrier frequency.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 4, bei der die Einrichtung (14) zum Empfangen ein Hochpaßfilter aufweist, um das die zu übertragenden Informationen enthaltende Signal von Spannungsschwankungen im Stromnetz zu trennen.5. The device according to claim 1 to 4, wherein the means (14) for receiving comprises a high-pass filter in order to separate the signal containing the information to be transmitted from voltage fluctuations in the power network.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 4 , bei der die Einrichtung (14) zum Empfangen ein Bandpaßfilter aufweist, - 10 -6. The device according to claim 1 to 4, wherein the means (14) for receiving comprises a bandpass filter, - 10 -
dessen Durchlaßfrequenzbereich die Trägerfrequenz enthält, um das Signal/Rausch-Verhältnis zu verbessern.whose pass frequency range contains the carrier frequency in order to improve the signal / noise ratio.
7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die zu übertragenden Informationen Informationen über die Höchstgeschwindigkeiten entlang der Route des strombetriebenen Fahrzeuges (10), Warnungen für einen Fahrzeugführer, Internetdaten, Telefondaten oder Streckenführungssignale umfaßen.7. Device according to one of claims 1 to 6, wherein the information to be transmitted includes information about the maximum speeds along the route of the powered vehicle (10), warnings for a driver, internet data, telephone data or route guidance signals.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Einrichtung (44) zum Einbringen in einer Stromversorgungseinrichtung (40) für das Stromnetz (35) untergebracht ist. 8. Device according to one of claims 1 to 7, in which the device (44) for introduction into a power supply device (40) for the power network (35) is housed.
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