CH617628A5 - Device for transmitting data, and measuring the distance, between rail vehicles and a fixed station - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Datenübertragung und Entfernungsmessung zwischen Schienenfahrzeugen und einer ortsfesten Station, die in regelmässig vorgegebenen Zeitlagen über einen durch seine Laufzeiteigenschaften charakterisierten Datenkanal Impulse an die Schienenfahrzeuge sendet, und diese zu anderen Zeitlagen Impulse an die Station rücksenden, wobei die Impulslaufzeit über den Datenkanal zur Entfernungsmessung ausgewertet wird. The invention relates to a device for data transmission and distance measurement between rail vehicles and a stationary station, which sends pulses to the rail vehicles in regularly predetermined time slots via a data channel characterized by its transit time properties, and sends them back to the station at other time slots, the pulse transit time is evaluated via the data channel for distance measurement.
Eine derartige Einrichtung ist in der DT-PS 912 584 beschrieben. Hieraus ist es bekannt, zur Ermöglichung eines getrennten Nachrichtenverkehrs mit mehreren auf derselben F requenz arbeitenden, räumlich an verschiedenen Stellen liegenden Teilnehmern von einer ortsfesten Station aus eine mit modulierten Pulsen derart getastete Schwingung der genannten Frequenz zu verwenden, dass die in der ortsfesten Station ankommenden Pulse jedes Teilnehmers zeitlich gegen die dort ankommenden Pulse der übrigen Teilnehmer versetzt sind. Als Mass für die Entfernung der Schienenfahrzeuge von der ortsfesten Station wird die Laufzeit des Pulses bzw. bestimmter, sich periodisch wiederholender Impulse des Pulses ausgewertet. Zu dem Zweck wird vom Sender der ortsfesten Station ständig ein Taktpuls für alle Schienenfahrzeuge ausgesandt, die sich im Bereich der Station befinden. Der Taktpuls wird von den Fahrzeugempfängern aufgenommen und bewirkt die Aussendung von Impulsen mit für jedes Schienenfahrzeug derart verschiedener zeitlicher Verzögerung, dass die Impulse aller Schienenfahrzeugsender bei allen, im Rahmen des durch die ortsfeste Station betreuten Streckenbereiches möglichen Entfernungen der Schienenfahrzeuge von der ortsfesten Station immer nacheinander in vorgegebener Reihenfolge eintreffen. Die Abtastfrequenz des Taktpulses wird dabei so niedrig gewählt, dass zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen alle Fahrzeugmeldungen in der ortsfesten Station empfangen werden können. Such a device is described in DT-PS 912 584. From this it is known to enable a separate message traffic with a plurality of subscribers working on the same frequency and located at different locations from a fixed station to use a vibration of the abovementioned frequency that is keyed with modulated pulses such that the pulses arriving in the fixed station are used each participant is offset in time from the pulses of the other participants arriving there. The transit time of the pulse or certain, periodically repeating pulses of the pulse is evaluated as a measure of the distance of the rail vehicles from the stationary station. For this purpose, the transmitter of the stationary station continuously sends a clock pulse for all rail vehicles that are in the area of the station. The clock pulse is picked up by the vehicle receivers and causes the transmission of pulses with a time delay that is so different for each rail vehicle that the pulses of all rail vehicle transmitters always occur one after the other at all distances of the rail vehicles possible within the range of the route covered by the stationary station in the specified order. The sampling frequency of the clock pulse is chosen so low that all vehicle messages can be received in the fixed station between two successive pulses.
Durch diese bekannte Einrichtung ist es möglich, alle Fahrzeugbewegungen und die jeweiligen Standortverhältnisse der einzelnen Schienenfahrzeuge in der ortsfesten Station zu ermitteln und kenntlich zu machen. Die Station hat dabei die Möglichkeit, den einzelnen Schienenfahrzeugen Befehle und andere Nachrichten zu übermitteln. Ebenso können aber auch die Schienenfahrzeuge selbst zur ortsfesten Station Nachrichten übermitteln. This known device makes it possible to ascertain and identify all vehicle movements and the respective location conditions of the individual rail vehicles in the fixed station. The station has the option of transmitting commands and other messages to the individual rail vehicles. However, the rail vehicles themselves can also transmit messages to the stationary station.
Nachteilig ist bei dieser bekannten Einrichtung, dass eine Eigenortung auf den Schienenfahrzeugen, also eine Ermittlung des Abstandes des jeweiligen Schienenfahrzeuges von der ortsfesten Station oder aber auch von anderen Schienenfahrzeugen nicht ohne weiteres möglich ist. The disadvantage of this known device is that it is not readily possible to locate it on the rail vehicles, that is to say to determine the distance of the respective rail vehicle from the fixed station or from other rail vehicles.
Aus der DT-PS 1 106 794 ist eine Zugdeckungseinrichtung bekannt, bei welcher zur Fahrortbestimmung auf den Zügen und zur Informationsübertragung zwischen den Zügen und einer ortsfesten Station längs der Strecke eine Doppelleitung mit Markierungsstellen verlegt ist, die an eine ortsfeste Station angeschlossen ist, und von dieser mit Wechselstrom gespeist wird. Der eine Leiter der Doppelleitung ist am Schienenfuss der einen Fahrschiene, der zweite Leiter ist am Schienenfuss der anderen Fahrschiene angeordnet. An den Markierungsstellen, z.B. alle 100 Meter, tauschen die beiden Leiter miteinander die Gleisseite. Die dadurch entstehenden Kreuzungsstellen können von den Schienenfahrzeugen mit Hilfe von induktiv gekoppelten Empfangsspulen «elektrisch erkannt» werden. Beim Passieren der genannten Kreuzungsstellen werden auf den betreffenden Schienenfahrzeugen Impulse ausgelöst. Durch das Zählen der seit dem Einfahren des Schienenfahrzeuges in den der Station zugeordneten Streckenbereich empfangenen Impulse kann auf dem Schienenfahrzeug der jeweilige Fahrort ermittelt werden. Diesbezügliche Informationen From DT-PS 1 106 794 a train covering device is known in which a double line with marking points is connected along the route for determining the location of the trains on the trains and for information transfer between the trains and a fixed station, and is connected by a fixed station this is fed with alternating current. One conductor of the double line is on the rail foot of the one rail, the second conductor is arranged on the rail foot of the other rail. At the marking points, e.g. every 100 meters, the two conductors exchange the track side with each other. The resulting crossing points can be “electrically recognized” by the rail vehicles with the aid of inductively coupled receiving coils. When passing the aforementioned intersections, impulses are triggered on the rail vehicles concerned. By counting the impulses received since the rail vehicle entered the route area assigned to the station, the respective driving location can be determined on the rail vehicle. Related information
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können über die Linienleitung der ortsfesten Station mitgeteilt werden. can be communicated to the fixed station via the line.
Es ist ohne weiteres klar, dass eine Fahrortermittlung nach einem derartigen Zählverfahren nicht ganz unproblematisch ist. Einerseits können unerwünschte Störimpulse ein zur Wegmessung auf den Schienenfahrzeugen vorgesehenes Zählwerk in unzulässiger Weise fortschalten. Auf der anderen Seite hat ein Defekt der Linienleitung, bei welchem eine Kreuzungsstellenauswertung nicht mehr möglich ist, zur Folge, dass auf den Schienenfahrzeugen zwar eine Zwangsbremsung ausgelöst wird, jedoch ein Fortschalten des Wegzählers nicht erfolgen kann, da die hierzu erforderlichen Wegimpulse fehlen. It is immediately clear that a journey determination using such a counting method is not entirely unproblematic. On the one hand, undesired interference pulses can inadmissibly advance a counter provided for measuring the distance on the rail vehicles. On the other hand, a defect in the line line, in which an intersection evaluation is no longer possible, means that the rail vehicles are subject to emergency braking, but the odometer cannot be advanced because the required path impulses are missing.
Auf der anderen Seite ist es möglich, das genannte Zählwerk zur Fahrortbestimmung mit Hilfe von Impulsen fortzuschalten, die durch eine mit einem Fahrzeugrad in Verbindung stehende Einrichtung ausgelöst werden. Damit wäre zwar eine Unabhängigkeit von der Linienleitung gegeben, jedoch entstehen möglicherweise immer dann wieder fehlerhafte Wegmessungen, wenn das Fahrzeugrad gleitet oder schleudert. On the other hand, it is possible to advance said counter for determining the driving location with the aid of pulses which are triggered by a device connected to a vehicle wheel. Indeed, this would provide independence from the line management, but incorrect distance measurements may always occur if the vehicle wheel slides or throws.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der obengenannten Arten dahingehend weiter auszubilden, dass zur Sicherung und Steuerung von Schienenfahrzeugen eine Eigenortung der Schienenfahrzeuge ermöglicht wird, die unabhängig vom Zählen markanter Streckenpunkte sowie unabhängig von Einrichtungen ist, die mit den Fahrzeugrädern in Verbindung stehen, so dass eine Fehlerintegration ausgeschlossen ist. The invention has for its object to further develop a device of the above types in such a way that a self-location of the rail vehicles is made possible for the safety and control of rail vehicles, which is independent of the counting of distinctive route points and independent of devices which are connected to the vehicle wheels, so that error integration is excluded.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass der bekannte Linienleiter in Verbindung mit den Sende- und Empfangseinrichtungen der Schienenfahrzeuge und der ortsfesten Station als Übertragungskanal zwischen den Schienenfahrzeugen und der ortsfesten Station Anwendung finden kann, da ein derartiger Übertragungskanal günstige Eigenschaften im Hinblick auf die Laufzeitauswertung von Impulsen aufweist. Die im allgemeinen bei der Linienleitung vorgesehenen Kreuzungsstellen dienen im wesentlichen zur Entkopplung der Doppelleitung vom Gleiskörper und werden für die allgemeine Ortung nicht mehr verwendet. Sie können schliesslich dazu dienen, den kleinen Regelkreis auf den Schienenfahrzeugen zu bedienen, also direkt die Fahr-Bremsregelung zu steuern. Die Anwendung kann beispielsweise dahingehend erfolgen, dass bei der Übertragung einer Führungsgrösse von der ortsfesten Station auf das Schienenfahrzeug, beispielsweise einen bestimmten Weg noch zu fahren oder mit einer bestimmten Geschwindigkeit weiterzufahren, seine Ist-Grösse selbst zu messen. The invention is based on the knowledge that the known line conductor can be used in connection with the transmitting and receiving devices of the rail vehicles and the stationary station as a transmission channel between the rail vehicles and the stationary station, since such a transmission channel has favorable properties with regard to the runtime evaluation of impulses. The crossing points generally provided for the line are essentially used to decouple the double line from the track body and are no longer used for general location. Finally, they can be used to operate the small control loop on the rail vehicles, i.e. to control the drive-brake control directly. It can be used, for example, in such a way that, when a guide variable is transferred from the fixed station to the rail vehicle, for example to travel a certain distance or to continue at a certain speed, to measure its actual size itself.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in der Station zum Vorgeben der Zeitlagen ein Taktimpulsgeber mit einer Periodendauer vorgesehen ist, die zusammengesetzt ist aus mindestens der Dauer eines an ein Schienenfahrzeug zu übertragendes Adresstelegramm einschliesslich dessen maximaler Laufzeit bei maximalem Abstand, der Dauer eines durch das ausgewählte Schienenfahrzeug abgegebenen und durch dieselbe Adresse gekennzeichneten Teilnehmerpulses einschliesslich dessen maximaler Laufzeit bis zur Station bei maximalem Abstand sowie der Dauer eines aufgrund des genannten Teilnehmerpulses in der Station anschliessend ausgelösten Antwortpulses einschliesslich dessen doppelter Laufzeit bei maximalem Abstand, und dass auf jedem Schienenfahrzeug ebenfalls ein Taktimpulsgeber mit der Periodendauer des Taktimpulsgebers in der Station vorhanden ist in Verbindung mit Schaltmitteln zur Synchronisierung. According to the invention, the object is achieved in that a clock pulse generator with a period duration is provided in the station for specifying the time positions, which is composed of at least the duration of an address telegram to be transmitted to a rail vehicle, including its maximum transit time at maximum distance, the duration of a by the selected rail vehicle delivered and identified by the same address, including its maximum transit time to the station at maximum distance and the duration of a response pulse subsequently triggered in the station based on the specified subscriber pulse, including its double transit time at maximum distance, and that a clock pulse generator is also included on each rail vehicle the period of the clock pulse generator is present in the station in connection with switching means for synchronization.
Bei einer derartigen Einrichtung zur Datenübertragung und Entfernungsmessung sind nicht wie beim bekannten zeitsynchronen System den einzelnen mit der ortsfesten Station im Informationsaustausch stehenden Schienenfahrzeugen feste Zeitlagen zugeordnet. Der besondere Vorteil liegt darin, In such a device for data transmission and distance measurement, fixed time positions are not assigned to the individual rail vehicles standing with the stationary station in the exchange of information, as in the known time-synchronous system. The particular advantage is
dass sich auf diese Art und Weise keine Probleme im Hinblick auf die Aquisition ergeben. Wenn nämlich beim bekannten zeitsynchronen System - das sei an dieser Stelle kurz noch näher erläutert - die mit der ortsfesten Station im Informationsaustausch stehenden Schienenfahrzeuge im Hinblick auf deren Reihenfolge und fahrdynamischen Eigenschaften erfasst sind, so dürften sich keine Schwierigkeiten mehr ergeben. Bevor dies jedoch so weit ist, ergeben sich ausserordentlich schwierige Probleme. Wenn beispielsweise aus dem der ortsfesten Station zugeordneten Streckenbereich Schienenfahrzeuge ausfahren, und es kommen neue Schienenfahrzeuge in den genannten Streckenbereich hinein, dann ist unter Umständen beim bekannten zeitsynchronen System bereits eine falsche Zuordnung gegeben. Je länger die Streckenbereiche werden, desto wahrscheinlicher ist es, dass es Zuführungswege und Abzweigungen gibt, wodurch die zunächst in der ortsfesten Station als gegeben anzusehende Reihenfolge der Schienenfahrzeuge und damit deren aufeinanderfolgende Antworten durcheinanderkommen können. Um diesen Nachteil zu vermeiden, müssten rein theoretisch Schienenfahrzeuge berücksichtigt werden, die eigentlich nicht mehr im betrachteten Streckenbereich existent sind. So ist es bei dem bekannten System auch denkbar, dass innerhalb der Zeitlagen zweier von der ortsfesten Station ausgegebener Pulse Zeitlagen existieren, die zunächst mit einem Schienenfahrzeug belegt gewesen sind und danach frei wurden. Trotzdem können diese Zeitlagen nicht neu vergeben werden, weil sonst die Zuordnung der in der ortsfesten Station nacheinander empfangenen Impulse der Schienenfahrzeuge nicht mehr gegeben ist. Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. that there are no problems with acquisition in this way. If the known time-synchronous system - which will be briefly explained in more detail here - that the rail vehicles which are in the information exchange with the fixed station are recorded with regard to their sequence and driving dynamics properties, then there should no longer be any difficulties. Before this happens, however, there are extremely difficult problems. If, for example, rail vehicles leave the route area assigned to the stationary station and new rail vehicles come into the route area mentioned, then under the known time-synchronous system there may already be an incorrect assignment. The longer the route areas become, the more likely it is that there will be feed paths and branches, as a result of which the sequence of the rail vehicles initially seen as given in the fixed station and thus their successive answers can get mixed up. In order to avoid this disadvantage, rail vehicles that actually no longer exist in the route area under consideration would have to be taken into account purely theoretically. It is also conceivable in the known system that there are time slots within the time slots of two pulses output by the fixed station, which were initially occupied by a rail vehicle and then became free. Nevertheless, these time slots cannot be reassigned, because otherwise the assignment of the impulses of the rail vehicles received one after the other in the fixed station is no longer possible. These disadvantages are avoided by the invention.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Hinblick auf die Synchronisierung der auf den Schienenfahrzeugen vorgesehenen Taktimpulsgebern ist dadurch gekennzeichnet, dass den Taktimpulsgebern Schaltmittel zum Auslösen eines Referenzimpulses nach jedem Taktimpuls zugeordnet sind mit einer Bemessung der Schaltmittel, dass der zeitliche Abstand der Referenzimpulse durch die Dauer eines Teilnehmerpulses eines Schienenfahrzeuges vermehrt um die doppelte maximale Laufzeit eines Signals zwischen der Station und einem davon in maximaler Entfernung befindlichen Schienenfahrzeug gegeben ist, und dass in der Station ein Auswerter zum Ermitteln der Zeitdifferenz aus der zeitlichen Lage eines Taktimpulses zum Ankunftzeitpunkt eines von einem synchronisierten Schienenfahrzeug beim zeitlich gleichen Taktimpuls abgegebenen Teilnehmerpulses und eine Auslöseschaltung für einen sich zeitlich dem Teilnehmerpuls anschliessenden Antwortpuls der Station vorgesehen ist, wobei der Auslösezeitpunkt um die gemessene Zeitdifferenz vor dem dem Taktimpuls folgenden Referenzimpuls der Station liegt, und dass auf den Schienenfahrzeugen zur Synchronisation des jeweiligen Taktimpulsgebers ein Rechner zum Ermitteln der halben Zeitdifferenz aus der zeitlichen Lage des Referenzimpulses des Schienenfahrzeuges zum Ankunftzeitpunkt des genannten Antwortpulses der Station vorgesehen ist. A preferred embodiment of the invention with regard to the synchronization of the clock pulse generators provided on the rail vehicles is characterized in that switching means for triggering a reference pulse after each clock pulse are assigned to the clock pulse generators with a dimensioning of the switching means that the time interval of the reference pulses by the duration of a subscriber pulse of a rail vehicle is increased by twice the maximum transit time of a signal between the station and a rail vehicle located at a maximum distance from it, and that in the station an evaluator for determining the time difference from the timing of a clock pulse at the time of arrival of a synchronized rail vehicle at the time same clock pulse delivered subscriber pulse and a trigger circuit is provided for a response pulse of the station following the subscriber pulse, the triggering time being around measured time difference lies before the reference pulse of the station following the clock pulse, and that a computer is provided on the rail vehicles for synchronizing the respective clock pulse generator to determine half the time difference from the temporal position of the reference pulse of the rail vehicle at the time of arrival of the said response pulse of the station.
Mit Hilfe dieser Einrichtung ist es in vorteilhafter Weise möglich, den Taktimpulsgeber auf einem noch zu synchronisierenden Schienenfahrzeug innerhalb eines speziellen Informationsaustausches zwischen der ortsfesten Station und dem Schienenfahrzeug dadurch zu synchronisieren, dass die ortsfeste Station das Schienenfahrzeug zunächst mit dessen fest zugeordneter Adresse aufruft, wonach das Schienenfahrzeug an die ortsfeste Station einen dieselbe Adresse beinhaltenden Teilnehmerpuls absetzt, nach dessen Auswerten in der ortsfesten Station diese wiederum einen Antwortpuls an das betreffende, allein auf Empfang stehende Schienenfahrzeug sendet, dessen speziell errechnete Zeitlage als Sollwert zur Synchronisierung des auf dem Schienenfahrzeug vorhandenen Taktimpulsgebers dient. Da dieser Synchronisationsvorgang bei je5 With the help of this device, it is advantageously possible to synchronize the clock pulse generator on a rail vehicle that is still to be synchronized within a special information exchange between the fixed station and the rail vehicle, in that the stationary station first calls the rail vehicle with its permanently assigned address, after which the Sends a rail vehicle to the stationary station with a subscriber pulse containing the same address, after evaluating it in the stationary station, this in turn sends a response pulse to the rail vehicle in question, which is solely on reception, the specially calculated time position of which serves as a setpoint for synchronizing the clock pulse generator present on the rail vehicle. Since this synchronization process occurs every 5
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dem Datenaustausch zwischen der ortsfesten Station und einem Schienenfahrzeug betriebsmässig selbsttätig erfolgt, ist nicht nur eine einmalige Synchronisation gegeben, sondern in einem Langzeitvorgang eine stets wiederkehrende im Sinne einer Optimierung. The data exchange between the stationary station and a rail vehicle takes place automatically, not only is there a one-time synchronization, but in a long-term process it is always recurring in the sense of optimization.
Für die gewünschte Entfernungsmessung entweder in der Station im Hinblick auf ein entferntes Schienenfahrzeug oder aber auf einem Schienenfahrzeug selbst mit Hilfe der eingangs erwähnten Laufzeitmessung von Impulsen kann die erste Vorderflanke im erstgenannten Fall des Teilnehmerpulses eines Schienenfahrzeuges und im zweiten Fall die erste Vorderflanke eines Antwortpulses der ortsfesten Station ausgewertet werden. Hierzu ist es erforderlich, den Empfangszeitpunkt der Vorderflanke des auszuwertenden Pulses genau zu ermitteln. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass bei vorgegebener Bandbreite des durch die Linienleitung vorgegebenen Übertragungskanal keine anzustrebende unendlich kleine Anstiegszeit der Vorderflanke gegeben ist. Ferner ist zu berücksichtigen, dass die für die genannten Messzwecke auszuwertenden Pulse einen endlichen Störabstand aufweisen, der ebenfalls das Messergebnis in unerwünschter Weise beeinträchtigt. Aus diesen Gegebenheiten resultiert, dass die mit einfachen Auswerteeinrichtungen erzielbare Messgenauigkeit bezüglich der Entfernungsmessung nur bei 250 Metern liegt. Dieser Wert ist im Hinblick auf eine dichte Folge von Schienenfahrzeugen und unter der Annahme einer hohen Fahrgeschwindigkeit als zu gross anzusehen. Um nun die Entfernungsmessung genauer machen zu können, müsste ein Datenübertragungskanal geschaffen werden, der eine Bandbreite von weit über 100 kHz aufweist. Das wäre aber zu aufwendig. For the desired distance measurement either in the station with regard to a remote rail vehicle or on a rail vehicle itself with the aid of the transit time measurement of pulses mentioned at the beginning, the first leading edge in the former case of the subscriber pulse of a rail vehicle and in the second case the first leading edge of a response pulse of the stationary one Station can be evaluated. To do this, it is necessary to precisely determine the time of reception of the leading edge of the pulse to be evaluated. It must be taken into account here that, given the bandwidth of the transmission channel specified by the line, there is no infinitely small rise time to be sought for the leading edge. It should also be taken into account that the pulses to be evaluated for the measurement purposes mentioned have a finite signal-to-noise ratio, which likewise undesirably impairs the measurement result. As a result of these circumstances, the measurement accuracy that can be achieved with simple evaluation devices with respect to the distance measurement is only 250 meters. In view of a dense sequence of rail vehicles and assuming a high driving speed, this value is to be regarded as too great. In order to make the distance measurement more precise, a data transmission channel would have to be created that has a bandwidth of well over 100 kHz. But that would be too expensive.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung erfordert zur Verbesserung der Laufzeitmessung keinen breitbandi-gen Datenübertragungskanal und ist dadurch gekennzeichnet, dass auf den Schienenfahrzeugen und in der ortsfesten Station für den jeweils abzugebenden Puls ein Senderegister vorgesehen ist, dass ausser den für die jeweilige Empfangsseite vorgesehenen Nachrichten erforderlichen Informationssignalen eine vorgegebene Anzahl von keine Information darstellenden Messimpulsen zuschaltet, dass ferner auf den Schienenfahrzeugen und in der Station zur Entfernungsmessung je eine Laufzeitauswerteeinrichtung vorgesehen ist, die auf den Schienenfahrzeugen und in der Station mit dem jeweiligen Taktimpulsgeber verbunden ist und andererseits zur Aufnahme der vorgegebenen Anzahl von Messimpulsen an einen Ausgang des betreffenden Empfängers für die empfangenen Pulse angeschlossen ist. An advantageous embodiment of the invention does not require a broadband data transmission channel to improve the transit time measurement and is characterized in that a transmission register is provided on the rail vehicles and in the fixed station for the pulse to be emitted in each case, and that the information signals required for the respective reception side are required in addition to the messages a predetermined number of measuring pulses that do not represent information is switched on, that a time-of-flight evaluation device is also provided on the rail vehicles and in the station for distance measurement, which is connected to the respective clock pulse generator on the rail vehicles and in the station and on the other hand for recording the predetermined number of measuring pulses is connected to an output of the relevant receiver for the received pulses.
Die vorgegebene Anzahl von Messimpulsen, die keine Information darstellen, bilden eine Art Präambel, sofern diese Messimpulse am Anfang des Teilnehmerpulses eines Schienenfahrzeuges oder am Anfang eines Antwortspulses der ortsfesten Station zugeschaltet werden. So ist es beispielsweise möglich, dass die Präambel stets aus 25 hintereinander gesendeten einzelnen Impulsen im Abstand von jeweils 10 jxs bestehen. Wenn nun ferner damit gerechnet werden kannr dass voneinander unabhängige, also durch den Störabstand oder Rauschen, Verfälschungen der Anstiegsflanken der 25 Einzelimpulse im Rahmen jeder Präambel stattfinden, bedeutet das, dass bei der Laufzeitauswertung die Anstiegszeiten von 25 Einzelimpulsen gemessen werden. Dadurch verringert sich der Effektivfehler um die Wurzel aus der Anzahl der Messungen. Auf diese Art und Weise wird der oben für die Entfernungsmessung angegebene Fehler von 250 Metern auf 50 Meter herabgesetzt. The predetermined number of measuring pulses, which do not represent any information, form a kind of preamble, provided that these measuring pulses are switched on at the beginning of the subscriber pulse of a rail vehicle or at the beginning of a response pulse of the stationary station. It is possible, for example, that the preamble always consist of 25 individual pulses that are transmitted in succession at intervals of 10 jxs. If it can also be expected that the rising edges of the 25 individual pulses will be falsified independently of one another, i.e. by the signal-to-noise ratio or noise, within the framework of each preamble, this means that the rise times of 25 individual pulses are measured during the runtime evaluation. This reduces the effective error by the root of the number of measurements. In this way, the error specified above for the distance measurement is reduced from 250 meters to 50 meters.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 das Blockschaltbild einer ortsfesten Station zur Datenübertragung und Entfernungsmessung zwischen dieser Station und Schienenfahrzeugen; 1 shows the block diagram of a fixed station for data transmission and distance measurement between this station and rail vehicles;
Fig. 2 einen Pulsplan für einen Informationsaustausch zwischen der Station und einem nicht synchronisierten Schienenfahrzeug, 2 shows a pulse schedule for an information exchange between the station and a non-synchronized rail vehicle,
Fig. 3 den Pulsplan für den Informationsaustausch zwischen der Station und einem synchronisierten Schienenfahrzeug, 3 shows the pulse schedule for the exchange of information between the station and a synchronized rail vehicle,
Fig. 4 den Pulsplan mit im wesentlichen einer informa- " tionslosen Impulsfolge der Station für Messzwecke auf den Schienenfahrzeugen und 4 shows the pulse schedule with essentially an information-free pulse train of the station for measuring purposes on the rail vehicles and
Fig. 5 das Blockschaltbild von Einrichtungen auf den Schienenfahrzeugen zum Datenaustausch mit der ortsfesten Station und zur Entfernungsmessung. Fig. 5 shows the block diagram of devices on the rail vehicles for data exchange with the fixed station and for distance measurement.
Das Blockschaltbild nach Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zur Datenübertragung und Entfernungsmessung in einer ortsfesten Station, die über einen Datenkanal DL in Form einer gekreuzten Linienleitung mit den im zugehörigen Streckenbereich fahrenden Schienenfahrzeugen korrespondiert. Zu dem Zweck sind die Schienenfahrzeuge mit Antennen ausgerüstet, die mit der Linienleitung induktiv gekoppelt sind. Da die elektrischen Eigenschaften des Datenkanals DL bekannt sind und somit auch die Laufzeiteigenschaften, ist es möglich, The block diagram according to FIG. 1 shows a device for data transmission and distance measurement in a stationary station, which corresponds via a data channel DL in the form of a crossed line with the rail vehicles traveling in the associated route area. For this purpose, the rail vehicles are equipped with antennas that are inductively coupled to the line. Since the electrical properties of the data channel DL are known and thus also the runtime properties, it is possible to
durch Auswerten von Impulsen, die entweder von der Station oder von den Schienenfahrzeugen abgegeben werden, auf den Schienenfahrzeugen oder in der Station durch Bewerten der jeweiligen Impulslaufzeiten eine Entfernungsmessung durchzuführen. Im ersten Fall kann also in der Station festgestellt werden, wie weit von dieser sich ein Schienenfahrzeug befindet. Im zweiten Fall kann auf dem Schienenfahrzeug selbst der jeweilige Fahrort, also die Entfernung von der Zentrale errechnet werden. Neben Einrichtungen zur Durchführung dieser Ortsbestimmung sind Einrichtungen vorgesehen, die mittelbar zum Synchronisieren von für die Messzwecke auf den Schienenfahrzeugen vorgesehenen Einrichtungen vorgesehen sind. to carry out a distance measurement on the rail vehicles or in the station by evaluating impulses that are emitted either by the station or by the rail vehicles by evaluating the respective pulse transit times. In the first case, the station can determine how far away a rail vehicle is. In the second case, the respective place of travel, i.e. the distance from the head office, can be calculated on the rail vehicle itself. In addition to devices for carrying out this location determination, devices are provided which are provided indirectly for synchronizing devices provided for the measurement purposes on the rail vehicles.
Andere wesentliche Baugruppen in der Station dienen zum Ermitteln einer auf das jeweilige Schienenfahrzeug zu übertragenden Führungsgrösse, die eine auf den Schienenfahrzeugen vorgesehene Fahr- und Bremsregelung führt. Other essential assemblies in the station serve to determine a command variable to be transmitted to the respective rail vehicle, which controls a driving and braking control provided on the rail vehicles.
Ein Taktimpulsgeber TGRS, dessen Taktimpulse T1, T2, Fig. 2, durch bekannte Stabilisierungsmassnahmen über einen langen Zeitraum frequenz- und phasenkonstant erzeugt werden, dienen zum Vorgeben von Zeitlagen, sogenannten Zeitschlitzen. Auf jedem der mit der ortsfesten Station nach Fig. 1 über den Datenkanal DL am Informationsaustausch beteiligten Schienenfahrzeug ist ebenfalls ein Taktimpulsgeber TGRZ, Fig. 5, vorgesehen, der nach erfolgter Synchronisation Taktimpulse abgibt, welche dieselbe Folgefrequenz und dieselbe Phasenlage derjenigen Taktimpulse aufweisen, die vom Taktimpulsgeber TGRS der Station ausgelöst werden. An den Taktimpulsgeber TGRS ist ein Steuertaktgeber STRS angeschlossen, der die Aufgabe hat, zu vorgegebenen Zeitpunkten ein Senderegister SRRS zu steuern. Dabei erfolgt die jeweilige Freigabe des Steuertaktgebers STRS durch ein ODER-Glied Ol. A clock pulse generator TGRS, the clock pulses T1, T2, FIG. 2 of which are generated by known stabilization measures over a long period of time and in a constant frequency, are used to specify time positions, so-called time slots. On each of the rail vehicles involved in the information exchange with the stationary station according to FIG. 1 via the data channel DL, a clock pulse generator TGRZ, FIG. 5, is also provided which, after synchronization, emits clock pulses which have the same repetition frequency and the same phase position of those clock pulses from Clock pulse generator TGRS of the station are triggered. A control clock generator STRS is connected to the clock pulse generator TGRS, which has the task of controlling a transmission register SRRS at predetermined times. The respective control clock STRS is released by an OR gate oil.
An den Taktimpulsgeber TGRS ist ferner ein Verzögerungsglied VD angeschlossen, das die Aufgabe hat, eine vorgegebene Zeit nach jedem Taktimpuls Tl, Fig. 2, einen Referenzimpuls REF auszulösen, der im Zusammenhang mit Syn-chronisierungsaufgaben benötigt wird. Das Verzögerungsglied VD ist so bemessen, dass der zeitliche Abstand eines Referenzimpulses REF, Fig. 2, gegeben ist durch die Dauer eines von einem Schienenfahrzeug an die Station gesendeten Teilnehmerpulses MP, Fig. 2, vermehrt um die doppelte maximale Laufzeit LZ1, Fig. 2, eines von der Station sich in maximaler Entfernung befindlichen Schienenfahrzeuges. Also connected to the clock pulse generator TGRS is a delay element VD, which has the task of triggering a reference pulse REF a predetermined time after each clock pulse T1, FIG. 2, which is required in connection with synchronization tasks. The delay element VD is dimensioned such that the time interval of a reference pulse REF, FIG. 2, is given by the duration of a subscriber pulse MP, FIG. 2 sent from a rail vehicle, increased by twice the maximum transit time LZ1, FIG. 2 , a rail vehicle located at a maximum distance from the station.
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An den Taktimpulsgeber TGRS ist ferner ein Auswerter AR angeschlossen, der zusätzlich mit einem in der Station befindlichen Empfänger ES verbunden ist. Der Auswerter AR hat die Aufgabe, den Empfangszeitpunkt des Beginns eines von einem Schienenfahrzeug abgegebenen Teilnehmerpulses MP, Fig. 2, gegenüber dem zeitlich davorliegenden Taktimpuls Tl, Fig. 2, festzustellen. Eine auf diese Art und Weise ermittelte Zeitdifferenz AT wird als Korrekturwert zusammen mit den Referenzimpulsen REF einer Auslöseschaltung AS G zugeführt, deren Aufgabe und Wirkungsweise noch näher erläutert wird. An evaluator AR is also connected to the clock pulse generator TGRS and is additionally connected to a receiver ES located in the station. The evaluator AR has the task of determining the time of reception of the start of a subscriber pulse MP, FIG. 2, emitted by a rail vehicle, in relation to the clock pulse Tl, FIG. A time difference AT determined in this way is fed as a correction value together with the reference pulses REF to a trigger circuit AS G, the task and mode of operation of which will be explained in more detail.
Für die Bestimmung des Fahrortes eines mit der Station im Datenaustausch stehenden Schienenfahrzeuges dient ein Lauf-zeitauswerter LARS. Dieser ist einerseits mit dem Empfänger ES und andererseits mit dem Taktimpulsgeber TGRS verbunden. Für die Laufzeitauswertung in der Station wird vorausgesetzt, dass der Taktimpulsgeber auf einem Schienenfahrzeug, dessen Entfernung von der Station in dieser ermittelt werden soll, synchronisiert ist, so dass die Taktimpulse auf dem betreffenden Schienenfahrzeug synchron ausgelöst werden mit denjenigen in der Station. Da ferner die Einrichtungen auf dem Schienenfahrzeug - wie noch näher erläutert wird - so konzipiert sind, dass die Teilnehmerpulse MP, Fig. 2, des Schienenfahrzeuges jeweils zum Zeitpunkt eines Taktimpulses, z.B. T1, Fig. 2, abgegeben werden, kann mit Hilfe des Laufzeitauswer-ters LARS aus dem Ankunftzeitpunkt des Teilnehmerpulses MP, Fig. 2, bezüglich des Taktimpulses Tl, Fig. 2, die Laufzeit des Teilnehmerpulses MP vom aussendenden Schienenfahrzeug bis zur Station ermittelt und unter Berücksichtigung der bekannten Laufzeiteigenschaften des Datenkanals DL die Entfernung des Schienenfahrzeuges von der Station berechnet werden. Der so ermittelte Entfernungswert wird in einen Vergleicher VGOS gegeben. A runtime evaluator LARS is used to determine the location of a rail vehicle in data exchange with the station. This is connected on the one hand to the receiver ES and on the other hand to the clock pulse generator TGRS. For the runtime evaluation in the station, it is assumed that the clock pulse generator on a rail vehicle, the distance from which the station is to be determined, is synchronized, so that the clock pulses on the rail vehicle in question are triggered synchronously with those in the station. Furthermore, since the devices on the rail vehicle - as will be explained in more detail below - are designed in such a way that the subscriber pulses MP, FIG. 2, of the rail vehicle each occur at the time of a clock pulse, e.g. T1, Fig. 2, can be determined with the help of the transit time evaluator LARS from the arrival time of the subscriber pulse MP, Fig. 2, with respect to the clock pulse T1, Fig. 2, the transit time of the subscriber pulse MP from the transmitting rail vehicle to the station and taking into account the known runtime properties of the data channel DL, the distance of the rail vehicle from the station can be calculated. The distance value determined in this way is put into a comparator VGOS.
Zur Steigerung der Genauigkeit der Wegmessung aus einer Laufzeitmessung wird im Laufzeitauswerter LARS nicht nur die eine erste Vorderflanke des jeweils einlaufenden Teilnehmerpulses MP, Fig. 2, ausgewertet, sondern eine Vielzahl von Messimpulsen. Diese bilden den informationslosen Anfang in Form einer Präambel PF jedes Teilnehmerpulses MP, Fig. 2. Der vom Laufzeitauswerter LARS ermittelte Wert ist somit ein Mittelwert, der unter Zugrundelegung von z.B. 25 Messimpulsen im Rahmen der Präambel PF, Fig. 2, aufgrund von 25 Einzelergebnissen durch Mittelwertbildung errechnet wurde. To increase the accuracy of the displacement measurement from a transit time measurement, not only the first leading edge of the incoming subscriber pulse MP, FIG. 2, is evaluated in the transit time evaluator LARS, but a large number of measurement pulses. These form the information-free beginning in the form of a preamble PF of each subscriber pulse MP, Fig. 2. The value determined by the runtime evaluator LARS is thus an average value, which is based on e.g. 25 measuring pulses within the preamble PF, Fig. 2, was calculated on the basis of 25 individual results by averaging.
An den Taktimpulsgeber TGRS ist über gesonderte Leitungen ferner eine Adressenauswahleinrichtung AWG angeschlossen; sie hat die Aufgabe, alle in einem zugeordneten Adressenspeicher ASRS enthaltenen Adressen vom im Strek-kenbereich der Station befindlichen Schienenfahrzeugen nach einer vorgegebenen Reihenfolge abzufragen. Ferner ist im Schaltungszusammenhang mit dem Adressenspeicher ASRS ein Kennungsspeicher KSR vorgesehen, der im Wechsel mit dem Adressenspeicher ASRS durch die Adressenauswahleinrichtung AWG abgefragt werden kann. Der genaue Zeitpunkt, zu dem eine durch die Adressenauswahleinrichtung AWG bestimmte Adresse im Adressenspeicher ASRS abgefragt wird, ist durch den Taktimpulsgeber TGRS festgelegt und zwar dahingehend, dass zeitlich gesehen das Ende eines Adresstelegramms AMI bzw. AM2, Fig. 2, zuzüglich der maximalen Laufzeit des betreffenden Adresstelegramms bis zu einem am Ende des Streckenbereiches in maximaler Entfernung fahrenden Schienenfahrzeuges noch vor dem Auslösezeitpunkt des zeitlich folgenden Taktimpulses TÌ bzw. T2, Fig. 2, liegt. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird das Adresstelegramm AMI durch Vorgabe einer bestimmten Adresse aus dem Adressenspeicher ASRS so zeitig vorgenommen, dass unter der Annahme einer maximalen Laufzeit LZ1, Fig. 2, das erwähnte Adresstelegramm vor dem Taktimpuls Tl auf dem Schienenfahrzeug empfangen werden kann, das sich von der Station in maximaler Entfernung befindet. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass sich die Pulspläne nach Fig. 2 bis 4 auf Vorgänge des Aussendens von Telegrammen seitens der Station an ein durch seine Adresse ausgewähltes Schienenfahrzeug sowie den Empfang von Telegrammen dieses Schienenfahrzeuges in der Station bezieht. An address selection device AWG is also connected to the clock pulse generator TGRS via separate lines; Its task is to query all the addresses contained in an assigned address memory ASRS from the rail vehicles located in the route area of the station in a predetermined sequence. Furthermore, in connection with the address memory ASRS, an identifier memory KSR is provided, which can be queried alternately with the address memory ASRS by the address selection device AWG. The exact time at which an address determined by the address selection device AWG is queried in the address memory ASRS is determined by the clock pulse generator TGRS, specifically in that, in terms of time, the end of an address telegram AMI or AM2, FIG. 2, plus the maximum runtime of the relevant address telegram to a rail vehicle traveling at the maximum distance at the end of the route area before the triggering time of the following clock pulse TÌ or T2, FIG. 2. In other words, the address telegram AMI is made by specifying a specific address from the address memory ASRS in such a time that, assuming a maximum runtime LZ1, Fig. 2, the mentioned address telegram can be received on the rail vehicle before the clock pulse Tl, which is at a maximum distance from the station. In this context, it should be pointed out that the pulse plans according to FIGS. 2 to 4 relate to processes of sending telegrams on the part of the station to a rail vehicle selected by its address and the reception of telegrams of this rail vehicle in the station.
Der Kennungsspeicher KSR enthält praktisch gesehen eine Spezialadresse, aufgrund derer alle im Bereich der Station sich befindenden Schienenfahrzeuge eine Datenverarbeitung vornehmen, wogegen bei einer Adresse aus dem Adressenspeicher ASRS nur ein ganz bestimmtes Schienenfahrzeug zur Abgabe seines Teilnehmerpulses MP, Fig. 2, angeregt wird. Der Zeitpunkt zur Abgabe der Sonderadresse aus dem Kennungsspeicher KSR ist durch den Taktimpulsgeber TGRS jeweils bei einem seiner Taktimpulse Tl bzw. T2, Fig. 2, festgelegt. In practical terms, the identifier memory KSR contains a special address on the basis of which all rail vehicles located in the area of the station carry out data processing, whereas an address from the address memory ASRS only stimulates a specific rail vehicle to emit its subscriber pulse MP, FIG. 2. The timing for the delivery of the special address from the identifier memory KSR is determined by the clock pulse generator TGRS in each case at one of its clock pulses T1 or T2, FIG. 2.
Für die mittelbare Synchronisation der auf den Schienenfahrzeugen vorgesehenen Taktimpulsgebern ist in der Station ausser dem Auswerter AR die Auslöseschaltung ASG vorgesehen, welche die Aufgabe hat, in der Station einen Antwortpuls AP, Fig. 2, auszulösen für das den vorangegangenen Teilnehmerpuls MP, Fig. 2, abgebende Schienenfahrzeug. Der Antwortpuls AP erhält durch die Auslöseschaltung ASG für eine erforderliche Synchronisation des Taktimpulsgebers auf dem betreffenden Schienenfahrzeug eine noch näher zu erläuternde zeitliche Lage zum Referenzimpuls REF, Fig. 2. For the indirect synchronization of the clock pulse generators provided on the rail vehicles, in addition to the evaluator AR, the trigger circuit ASG is provided in the station, which has the task of triggering a response pulse AP, FIG. 2, in the station for the preceding subscriber pulse MP, FIG. 2 , delivering rail vehicle. The response pulse AP receives a time position to be explained in more detail with respect to the reference pulse REF, FIG. 2, by the trigger circuit ASG for a necessary synchronization of the clock pulse generator on the rail vehicle in question.
Der Auslösezeitpunkt für einen Antwortpuls AP, Fig. 2, The trigger time for a response pulse AP, FIG. 2,
liegt jeweils um den Betrag der durch den Auswerter AR ermittelten Zeitdifferenz AT vor dem Referenzimpuls REF, Fig. 2, der wiederum zeitlich gesehen unmittelbar hinter dem Teilnehmerpuls MP, Fig. 2, liegt. Das nach jedem in der Station empfangenen und ausgewerteten Teilnehmerpulses MP, Fig. 2, durch die Auslöseschaltung ASG abgegebene Auslösesignal ALL gelangt einerseits auf das ODER-Glied 01 und andererseits auf einen Führungsrechner FRR, der die Aufgabe hat, lies in each case by the amount of the time difference AT determined by the evaluator AR before the reference pulse REF, FIG. 2, which in turn is immediately behind the subscriber pulse MP, FIG. 2 in terms of time. The trigger signal ALL emitted by the trigger circuit ASG after each participant pulse MP, FIG. 2 received and evaluated in the station reaches the OR gate 01 on the one hand and a control computer FRR on the other hand, which has the task
eine Führungsgrösse, z.B. einen Soll-Geschwindigkeitswert, zu errechnen, der im Rahmen des auf den empfangenen Teilnehmerpulses MP von der Station an das betreffende Schienenfahrzeug auszugebenden Antwortpuls AP, Fig. 2, übermittelt wird. a command variable, e.g. to calculate a target speed value which is transmitted as part of the response pulse AP, FIG. 2, to be output by the station to the rail vehicle in question on the received subscriber pulse MP.
Bisher ist erläutert worden, dass die ortsfeste Station jeweils vor einem durch je zwei Taktimpulse Tl bzw. T2, Fig. 2, gebildeten Zeitschlitz ein Adresstelegramm AM 1 an ein im betreffenden Streckenbereich befindliches Schienenfahrzeug sendet und innerhalb des durch die'beiden Taktimpulse Tl und T2, Fig. 2, vorgegebenen Zeitschlitzes auf einen durch das angerufene Schienenfahrzeug abgegebenen Teilnehmerpuls MP einen Antwortpuls AP, Fig. 2, aussendet. Ausserdem wird in regelmässigen Abständen, z.B. nach jedem zehnten Zeitschlitz, anstelle des Adresstelegramms, vgl. Fig. 4 links, zu Beginn des Zeitschlitzes beim Taktimpuls T3 ein Sonderpuls SP für alle im Streckenbereich der betrachteten Station befindlichen Schienenfahrzeuge abgegeben. Dieser Sonderpuls SP setzt sich zusammen aus einer vorgegebenen Anzahl von Messimpulsen, z.B. 25, die als Präambel PSM den Telegrammkopf des Sonderpulses SP bilden. Die Präambel PSM dient auf allen angesprochenen Schienenfahrzeugen zur genauen Eigenortung, also zur Bestimmung des jeweiligen Abstandes von der ortsfesten Station. Der Sonderpuls SP ist ferner gekennzeichnet durch die Sonderadresse SAE, die im Kennungsspeicher KSR durch die Adressenauswahleinrichtung AWG abfragbar ist. So far, it has been explained that the stationary station sends an address telegram AM 1 to a rail vehicle located in the relevant route area before and within the time slot formed by two clock pulses T1 and T2, FIG. 2, and within that by the two clock pulses T1 and T2 , FIG. 2, predetermined time slot for a subscriber pulse MP given by the called rail vehicle sends out a response pulse AP, FIG. 2. In addition, at regular intervals, e.g. after every tenth time slot, instead of the address telegram, cf. Fig. 4 left, at the beginning of the time slot at the clock pulse T3, a special pulse SP for all rail vehicles located in the route area of the station under consideration. This special pulse SP is composed of a predetermined number of measuring pulses, e.g. 25, which form the telegram header of the special pulse SP as preamble PSM. The preamble PSM is used on all mentioned rail vehicles for precise self-location, i.e. for determining the respective distance from the fixed station. The special pulse SP is also characterized by the special address SAE, which can be queried in the identifier memory KSR by the address selection device AWG.
Zur Bildung des Adresstelegramms AM 1 oder des Antwortpulses AP, Fig. 2, oder des Sonderpulses SP, Fig. 4, dient das bereits kurz erwähnte Senderegister SRRS in Verbindung mit einem Speicher für Messimpulse SMES. Dieser Speicher wird über ein ODER-Glied 02 entweder durch den Kennungsspeicher KSR oder aufgrund der vom Führungsgrössen-rechner FRR ermittelten und auf ein Schienenfahrzeug zu The SRRS transmission register, which has already been mentioned briefly, is used in conjunction with a memory for measurement pulses SMES to form the address telegram AM 1 or the response pulse AP, FIG. 2, or the special pulse SP, FIG. 4. This memory is accessed via an OR gate 02 either by the identifier memory KSR or on the basis of those determined by the reference variable computer FRR and towards a rail vehicle
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übertragenden Führungsgrösse FE aktiviert. Im ersten Fall handelt es sich um die Bildung des Sonderpulses SP, Fig. 4; im zweiten Fall wird der Antwortpuls AP, Fig. 2, erstellt. Aus-gangsseitig ist das Senderegister SRRS und der Speicher für Messimpulse SMES mit dem Sender SS verbunden, der über eine Sende-Empfangsweiche SES an den Datenkanal DL angeschlossen ist. transferring command variable FE activated. In the first case, the special pulse SP is formed, FIG. 4; in the second case, the response pulse AP, FIG. 2, is created. On the output side, the transmit register SRRS and the memory for measuring pulses SMES are connected to the transmitter SS, which is connected to the data channel DL via a transmit / receive switch SES.
Von der Empfangsseite her gesehen ist zum Blockschaltbild nach Fig. 1 folgendes zu sagen. Der an die Sende-Emp-fangsweiche SES angeschlossene Empfänger ES speist ausser dem bereits in seiner Funktion beschriebenen Auswerter AR und den ebenfalls erläuterten Laufzeitauswerter LARS ein Empfangsregister ERS. Während der Auswerter AR und der Laufzeitauswerter LARS jeweils zeitlich gesehen die Flanke des ersten bzw. die Flanken aller in der Präambel PF befindlichen Messimpulse auswerten, nimmt das Empfangsregister ERS die im Rahmen des Teilnehmerpulses MP vom Schienenfahrzeug übermittelten Informationen im Hinblick auf die betreffende Adresse AEZ im Speicherplatz ERA den auf dem jeweiligen Fahrzeug ermittelten Fahrort FOT im Speicherplatz ERO, die Zuglänge ZLE im Speicherplatz ERZ, sowie die Ist-Geschwindigkeit GT im Speicherplatz ERG auf. Der Rest des Teilnehmerpulses MP beinhaltet eine Reserve RE, Fig. 2, für die der Speicherplatz ERR vorgesehen ist. Die Speicherplätze ERO, ERZ und ERG sind mit dem Führungsgrössenrechner FRR verbunden, der über eine Leitung LI weitere betriebliche Informationen aufnehmen kann, die zur Bildung der für ein Schienenfahrzeug erforderlichen Führungsgrösse herangezogen werden kann. From the reception side, the following can be said about the block diagram according to FIG. 1. In addition to the evaluator AR already described in its function and the runtime evaluator LARS also explained, the receiver ES connected to the transmit / receive switch SES feeds a receive register ERS. While the evaluator AR and the runtime evaluator LARS each evaluate the flank of the first or the flanks of all the measurement pulses located in the preamble PF, the reception register ERS takes the information transmitted by the rail vehicle as part of the subscriber pulse MP with regard to the address AEZ in question Storage location ERA shows the location FOT determined on the respective vehicle in storage location ERO, the train length ZLE in storage location ERZ, and the actual speed GT in storage location ERG. The rest of the subscriber pulse MP contains a reserve RE, FIG. 2, for which the storage space ERR is provided. The memory locations ERO, ERZ and ERG are connected to the reference variable calculator FRR, which can receive further operational information via a line LI, which can be used to form the reference variable required for a rail vehicle.
Der Speicherplatz ERA des Empfangsregisters ERS ist mit einem Vergleicher VGA verbunden, der zusätzlich an den Ausgang des Adressenspeichers ASRS angeschlossen ist. Der Vergleicher VGA hat die Aufgabe festzustellen, ob bei der in dem Adresstelegramm AMI, Fig. 2 enthaltenen Adresse als Aufruf für das im Streckenbereich der ortsfesten Station befindliche Schienenfahrzeug sich dieses im Rahmen seines Teilnehmerpulses MP, Fig. 2, mit derselben Adresse AEZ meldet. Der Vergleicher VGA gibt über dessen Ausgangsleitung nur dann ein Zulässigkeitskennzeichen an die Auslöseschaltung ASG ab, wenn eine Übereinstimmung im Hinblick auf die erwähnten Adressen erkannt werden konnte. Nur in dem Fall wird also von der Auslöseschaltung ASG das Auslösesignal ALL für einen Antwortpuls AP, Fig. 2, gegeben. The memory location ERA of the reception register ERS is connected to a comparator VGA, which is additionally connected to the output of the address memory ASRS. The comparator VGA has the task of determining whether at the address contained in the address telegram AMI, FIG. 2, as a call for the rail vehicle located in the route area of the stationary station, the rail vehicle reports this with the same address AEZ as part of its subscriber pulse MP, FIG. 2. The comparator VGA only outputs an admissibility indicator to the trigger circuit ASG via its output line if a match with regard to the addresses mentioned could be recognized. Only in this case does the trigger circuit ASG give the trigger signal ALL for a response pulse AP, FIG. 2.
Der Speicherplatz ERO des Empfangsregisters ERS ist mit dem Vergleicher VGOS verbunden, der ausserdem an den Laufzeitauswerter LARS angeschlossen ist. Der Vergleicher VGOS ist somit in der Lage zu prüfen, ob der in der ortsfesten Station ermittelte Entfernungswert für ein bestimmtes Schienenfahrzeug mit demjenigen Entfernungswert übereinstimmt, der auf dem genannten Schienenfahrzeug selbst ermittelt wurde und im Rahmen des von diesem Schienenfahrzeug zur Station übertragenen Teilnehmerpulses MP, Fig. 2, übermittelt wurde. Bei fehlender Übereinstimmung kann vom Vergleicher VGOS über die Leitung L2 an den Führungsgrössenrechner FRR ein Alarmsignal gegeben werden, das bei der Ermittlung der Führungsgrösse für das Schienenfahrzeug, für welches der Fahrortvergleich negativ verlief, berücksichtigt wird. Als Soll-Geschwindigkeitswert wird in dem Fall auf das Schienenfahrzeug der Wert Null übertragen. The memory location ERO of the reception register ERS is connected to the comparator VGOS, which is also connected to the runtime evaluator LARS. The comparator VGOS is thus able to check whether the distance value determined in the fixed station for a particular rail vehicle corresponds to the distance value that was determined on the rail vehicle itself and within the scope of the subscriber pulse MP, fig . 2, was transmitted. If there is a mismatch, the comparator VGOS can send an alarm signal to the reference variable calculator FRR via the line L2, which is taken into account when determining the reference variable for the rail vehicle for which the comparison of the travel locations was negative. In this case, the value zero is transferred to the rail vehicle as the target speed value.
Zur weiteren Erläuterung des Blockschaltbildes nach Fig. 1 werden nachfolgend drei charakteristische Arbeitsbeispiele gebracht, wodurch die einzelnen Baugruppen des Blockschaltbildes nach Fig. 1 im Zusammenhang mit den Pulsplänen nach Fig. 2, Fig. 3 bzw. Fig. 4 näher erläutert werden. For further explanation of the block diagram according to FIG. 1, three characteristic working examples are brought up below, whereby the individual assemblies of the block diagram according to FIG. 1 are explained in more detail in connection with the pulse diagrams according to FIGS. 2, 3 and 4.
Für das erste Arbeitsbeispiel wird vorausgesetzt, dass sich im Streckenbereich der ortsfesten Station nach Fig. 1 mehrere Schienenfahrzeuge in verschiedenem Abstand voneinander befinden. Bei der Einfahrt eines Schienenfahrzeuges in den genannten Streckenbereich erfolgt über die Leitung L3 die Eingabe der diesem Schienenfahrzeug fest zugeordneten Fahrzeugadresse in den Adressenspeicher ASRS. Für jedes der im zugeordneten Streckenbereich fahrende Schienenfahrzeug ist somit im Adressenspeicher ASRS die betreffende Adresse gespeichert. Mit Hilfe der Adressenauswahleinrichtung AWG werden die im Adressenspeicher ASRS befindlichen Adressen nach festgelegten Gesichtspunkten zyklisch abgefragt, derart, dass jeweils vor dem Beginn eines Zeitschlitzes, der bekanntlich durch zwei Taktimpulse Tl, T2, Fig. 2, definiert ist, ein Adresstelegramm AMI, Fig. 2, an das die betreffende Adresse tragende Schienenfahrzeug übertragen werden kann. Für die weitere Betrachtung wird ferner festgelegt, dass das durch das Adresstelegramm AMI, Fig. 2, aufgerufene Schienenfahrzeug noch nicht synchronisiert ist, dass also dessen Taktimpulsgeber TGRZ, Fig. 5 im Hinblick auf die Frequenz und Phasenlage noch nicht an den Taktimpulsgeber TGRS der ortsfesten Station nach Fig. 1 angepasst ist. For the first working example, it is assumed that several rail vehicles are located at different distances from one another in the route area of the stationary station according to FIG. 1. When a rail vehicle enters the route area mentioned, line L3 is used to enter the vehicle address permanently assigned to this rail vehicle into the address memory ASRS. The address in question is thus stored in the address memory ASRS for each of the rail vehicles traveling in the assigned route area. With the help of the address selection device AWG, the addresses located in the address memory ASRS are queried cyclically according to defined criteria, such that an address telegram AMI, Fig. 2, to which the rail vehicle carrying the relevant address can be transferred. For further consideration, it is also determined that the rail vehicle called up by the address telegram AMI, FIG. 2, has not yet been synchronized, that is to say its clock pulse generator TGRZ, FIG. 5, with regard to the frequency and phase position, has not yet been transmitted to the clock pulse generator TGRS of the stationary one 1 is adapted station.
Sobald die Adresse für das zu bildende Adresstelegramm AMI, Fig. 2, aus dem Adressenspeicher ASRS ausgelesen ist und sich im Senderegister SRRS befindet, wird durch das ODER-Glied 01 der Steuertaktgeber STRS aktiviert und das Senderegister SRRS ausgelesen. Dabei bleibt der Speicher für Messimpulse SMES unberührt, da eine Vorbereitung mit Hilfe des ODER-Gliedes 02 noch nicht vorlag. Nach einer Laufzeit LZ1, Fig. 2, wird das Adresstelegramm AM 1 vom Schienenfahrzeug empfangen, worauf dieses unmittelbar danach seinen Teilnehmerpuls MP an die ortsfeste Station rücksendet. Der Auslösezeitpunkt des Teilnehmerpulses MP, Fig. 2, liegt auf dem Schienenfahrzeug am Beginn des durch den Taktimpulsgeber TGRZ des Schienenfahrzeuges definierten Zeitschlitz fest. Infolge nicht vorhandener Synchronisation werden die Taktimpulse des Schienenfahrzeuges beispielsweise vorzeitig ausgelöst, so dass auch der Teilnehmerpuls MP nicht zum Zeitpunkt des TaktimpulsesTl (Stationszeit) ausgesandt wird, sondern bereits früher. Aus dem Grunde Vermittelt der Pulsplan nach Fig. 2 keinen genauen Hinweis über die Laufzeit des Teilnehmerpulses MP von dessen Aussenden bis zum Empfang in der Station. Die Laufzeit ist jedenfalls grösser als die Zeitdauer vom Taktimpuls Tl bis zum Anfang der Präambel PF. As soon as the address for the address telegram AMI to be formed, FIG. 2, has been read out of the address memory ASRS and is in the transmission register SRRS, the control clock STRS is activated by the OR gate 01 and the transmission register SRRS is read out. The memory for measuring pulses SMES remains unaffected, since preparation with the help of the OR gate 02 was not yet available. After a running time LZ1, FIG. 2, the address telegram AM 1 is received by the rail vehicle, whereupon the latter immediately sends its subscriber pulse MP back to the stationary station. The triggering time of the subscriber pulse MP, FIG. 2, is fixed on the rail vehicle at the beginning of the time slot defined by the clock pulse generator TGRZ of the rail vehicle. As a result of the lack of synchronization, the clock pulses of the rail vehicle are triggered prematurely, for example, so that the subscriber pulse MP is not sent out at the time of the clock pulse T1 (station time), but rather earlier. For this reason, the pulse plan according to FIG. 2 does not convey any precise information about the transit time of the subscriber pulse MP from its transmission until it is received in the station. The runtime is in any case greater than the time period from the clock pulse T1 to the beginning of the preamble PF.
Der vom Schienenfahrzeug ausgesandte Teilnehmerpuls MP gelangt über den Datenkanal DL und die Sende-Emp-fangsweiche SES in den Empfänger ES der ortsfesten Station. Der Anfang des Teilnehmerpulses MP wird im Auswerter AR unter Zuhilfenahme des Auslösezeitpunktes des Taktimpulses Tl dazu verwendet, die Zeitdifferenz AT zu ermitteln. Die durch 25 Messimpulse gebildete Präambel PF des Teilnehmerpulses MP wird im Laufzeitauswerter LARS ebenfalls unter Zugrundelegung des Auslösezeitpunktes vom Taktimpuls Tl zur Bestimmung der Entfernung des betrachteten Schienenfahrzeuges verwendet. Die mit dem Teilnehmerpuls MP übertragene Adresse AEZ wird im Speicherplatz ERA des Empfangsregisters ERS zwischengespeichert und steht zu Vergleichszwecke im Vergleicher VGA zusammen mit der vorher im Adressenspeicher ASRS ausgelesenen Adresse zur Verfügung. Der Fahrort FOT, die Zuglänge ZLE und die Ist-Geschwindigkeit GT werden in die dafür im Empfangsregister ERS speziell vorgesehenen Speicherplätze ERO, ERZ bzw. ERG eingegeben. Für den im Anschluss an den Teilnehmerpuls MP im selben Zeitschlitz zwischen den Taktimpulsen Tl und T2 von der ortsfesten Station an das durch das Adresstelegramm AMI aufgerufene Schienenfahrzeug zu sendenden Antwortpuls AP, Fig. 2, bildet der Führungsgrössenrechner FRR die spezielle Führungsgrösse FE. Ausser dieser Führungsgrösse besteht der Antwortpuls AP wiederum aus einer als Telegrammkopf vorgesehenen Präambel PSA, die wie beim Teilnehmerpuls MP 25 einzelne Messimpulse enthält, de5 The subscriber pulse MP emitted by the rail vehicle arrives via the data channel DL and the transceiver switch SES in the receiver ES of the fixed station. The beginning of the subscriber pulse MP is used in the evaluator AR with the aid of the triggering time of the clock pulse Tl to determine the time difference AT. The preamble PF of the subscriber pulse MP formed by 25 measurement pulses is also used in the runtime evaluator LARS, on the basis of the triggering time from the clock pulse Tl, to determine the distance of the rail vehicle under consideration. The address AEZ transmitted with the subscriber pulse MP is buffered in the memory space ERA of the reception register ERS and is available for comparison purposes in the comparator VGA together with the address previously read out in the address memory ASRS. The travel location FOT, the train length ZLE and the actual speed GT are entered into the memory locations ERO, ERZ and ERG, which are specially provided for this purpose in the reception register ERS. For the response pulse AP to be sent from the fixed station to the rail vehicle called up by the address telegram AMI following the subscriber pulse MP in the same time slot between the clock pulses T1 and T2, the reference variable computer FRR forms the special reference variable FE. In addition to this command variable, the response pulse AP in turn consists of a preamble PSA, which is provided as a telegram header and which, like the subscriber pulse MP, contains 25 individual measurement pulses, de5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
7 7
ren Flanken fur eine genaue Synchronisierung des Taktimpulsgebers TGRZ, Fig. 5, ausgewertet werden. Ren edges for an exact synchronization of the clock pulse generator TGRZ, Fig. 5, are evaluated.
Nachdem die Auslöseschaltung ASG, Fig. 1, die zur Bestimmung des bereits erwähnten Auslösesignals ALL erforderlichen Informationen erhalten hat, bewirkt das Auslösesignal 5 ALL einerseits im Führungsgrössenrechner FRR die Abgabe der Führungsgrösse FE, die in das Senderegister SRRS gelangt. Gleichzeitig wird aufgrund des Vorhandenseins der Führungsgrösse FE mit Hilfe des ODER-Gliedes 02 der Speicher für Messimpulse SMES aktiviert, so dass ferner beim zu- 10 sätzlich über das ODER-Glied 01 an den Steuertaktgeber STRS gegebenen Auslösesignal ALL die Abgabe des nunmehr fertig zusammengesetzten Antwortpulses AP, Fig. 2, an den Sender SS erfolgt. Nähere Einzelheiten der Verarbeitung auf dem Schienenfahrzeug werden später anhand von Fig. 5 noch 15 näher erläutert. Am Ende des betrachteten Zeitschlitzes, der durch die Zeitlagen der Taktimpulse T1 und T2 des Taktim-pulsgebers TGRS gegeben ist, wird das nächste Adresstelegramm AM2 mit derselben oder einer anderen Adresse eines im Streckenbereich der Station nach Fig. 1 fahrenden Schie- 20 nenfahrzeuges ausgelöst. Dies erfolgt dann wieder mit Hilfe der Adressenauswahleinrichtung AWG. After the trigger circuit ASG, FIG. 1, which has received the information required to determine the already mentioned trigger signal ALL, the trigger signal 5 ALL effects, on the one hand, the command variable computer FRR which outputs the command variable FE, which reaches the transmission register SRRS. At the same time, due to the presence of the command variable FE, the memory for measuring pulses SMES is activated with the aid of the OR gate 02, so that, in addition, when the trigger signal ALL is additionally sent to the control clock generator STRS via the OR gate 01, the output of the now completely assembled response pulse AP, Fig. 2, to the transmitter SS. Further details of the processing on the rail vehicle will be explained in more detail later with reference to FIG. 5. At the end of the time slot under consideration, which is given by the timing of the clock pulses T1 and T2 of the clock pulse generator TGRS, the next address telegram AM2 is triggered with the same or a different address of a rail vehicle traveling in the route area of the station according to FIG. 1. This is then done again with the help of the address selection device AWG.
Aus der zeitlichen Lage des Antwortpulses AP, Fig. 2, zum Referenzimpuls REF ist zu erkennen, dass der Beginn des Antwortpulses AP vor dem Referenzimpuls REF liegt. In die- 25 ser zeitlichen Lage steckt für die Auswerteschaltung ARG, Fig. 5, auf dem Schienenfahrzeug mittelbar eine Information, im Hinblick auf die erforderliche Korrekturgrösse zur Synchronisation des auf dem Schienenfahrzeug befindlichen, gemäss betrachtetem Arbeitsbeispiel noch nicht synchronisierten 30 Taktimpulsgebers TGRZ, Fig. 5. From the temporal position of the response pulse AP, FIG. 2, with respect to the reference pulse REF, it can be seen that the start of the response pulse AP lies before the reference pulse REF. In this time position for the evaluation circuit ARG, FIG. 5, there is indirectly information on the rail vehicle with regard to the correction quantity required for synchronization of the 30 clock pulse generator TGRZ, which is not yet synchronized according to the working example considered, FIG. 5.
Bei vorhandener Synchronisation wird der Antwortpuls AP durch die Auslöseschaltung ASG, Fig. 1, zu einem Zeitpunkt ausgelöst, wonach aufgrund der Laufzeit des Antwortpulses AP bis zum Empfang auf dem Schienenfahrzeug die 35 Vorderflanke des ersten Messimpulses der Präambel PSA zeitlich zusammenfällt mit dem auf dem Schienenfahrzeug ausgelösten Referenzimpuls. If synchronization is present, the response pulse AP is triggered by the trigger circuit ASG, FIG. 1, at a time after which the 35 leading edge of the first measurement pulse of the preamble PSA coincides with that on the rail vehicle due to the duration of the response pulse AP until reception on the rail vehicle triggered reference pulse.
Der Pulsplan nach Fig. 3 zeigt im Rahmen eines weiteren Arbeitsbeispieles die zeitlichen Gegebenheiten beim Aufruf 40 desselben Schienenfahrzeuges, von dem zu dem Zeitpunkt jedoch vorausgesetzt wird, dass Synchronismus besteht. Die Vorgänge, die dabei im Blockschaltbild nach Fig. 1 ablaufen, In the context of a further working example, the pulse schedule according to FIG. 3 shows the temporal conditions when calling 40 the same rail vehicle, from which it is however assumed at the time that synchronism exists. The processes that take place in the block diagram according to FIG. 1
sind bis auf zwei zeitliche Änderungen dieselben, wie sie für den Pulsplan nach Fig. 2 beschrieben wurden. Beim Vergleich 45 von Fig. 3 mit Fig. 2 ist zu erkennen, dass die Adresstelegramme AMI in beiden Pulsplänen eine zeitlich übereinstimmende Lage aufweisen. Der Teilnehmerpuls MP nach Fig. 3 liegt zeitlich später gegenüber dem Teilnehmerpuls MP nach Fig. 2, da aufgrund der erfolgten Synchronisation des Taktimpulsgebers 50 TGRZ, Fig. 5, die Ausgabe des Teilnehmerpulses MP nunmehr etwas später erfolgt, und zwar exakt zum Zeitpunkt Tl. Es sei an dieser Stelle noch einmal besonders daraufhingewiesen, dass auch der Pulsplan nach Fig. 3 sich auf die zeitlichen Ereignisse in der ortsfesten Station bezieht. Bei einer Darstel- 55 lungsweise, die sich auf die zeitlichen Vorgänge auf dem Schienenfahrzeug beziehen würde, würde der Teilnehmerpuls MP nach Fig. 3 direkt beim Taktimpuls TI ausgélôst werden. Bei der vorliegenden Darstellungsweise geht für MP die Laufzeit At Schienenfahrzeug/Station mit ein. 60 are the same except for two changes over time as described for the pulse plan according to FIG. When comparing 45 from FIG. 3 with FIG. 2, it can be seen that the address telegrams AMI in both pulse plans have a temporally matching position. The subscriber pulse MP according to FIG. 3 is later than the subscriber pulse MP according to FIG. 2, since due to the synchronization of the clock pulse generator 50 TGRZ, FIG. 5, the subscriber pulse MP is now output a little later, exactly at the time T1. At this point it should be pointed out once again that the pulse schedule according to FIG. 3 also relates to the temporal events in the fixed station. In a representation 55 that would relate to the temporal processes on the rail vehicle, the subscriber pulse MP according to FIG. 3 would be triggered directly at the clock pulse TI. In the present representation, the running time At rail vehicle / station is included for MP. 60
Der Anfang des Antwortpulses AP im Pulsplan nach Fig. 3 liegt um die Laufzeit At vor dem Referenzzeitpunkt REF, so dass dieser nach der bis zum Erreichen des Schienenfahrzeuges erforderlichen Laufzeit genau zum Zeitpunkt des Referenzimpulses REF auf dem Schienenfahrzeug ankommt. Hier- 65 aus resultiert, dass der Synchronisationsvorgang abgeschlossen ist. The start of the response pulse AP in the pulse plan according to FIG. 3 is around the running time At before the reference time REF, so that it arrives on the rail vehicle exactly at the time of the reference pulse REF after the running time required to reach the rail vehicle. This results in the synchronization process being completed.
Wie bereits oben kurz anhand des Pulsplanes nach Fig. 4 As already briefly above using the pulse plan according to FIG. 4
617 628 617 628
erläutert wurde, dient der Sonderpuls SP zu Messzwecken im Hinblick auf eine Eigenortung auf den Schienenfahrzeugen. Dabei wird auf jedem Schienenfahrzeug der jeweilige Abstand zur ortsfesten Station ermittelt. Den jeweiligen Zeitpunkt für diese Ortung bestimmt die Adressenauswahleinrichtung AWG, Fig. 1. Zu dem Zweck entfällt ein sonst vor dem Taktimpuls T3 übliches Adresstelegramm; diese Tatsache ist in dem Fall durch eine gestrichelte Darstellung angedeutet. Die Adressenauswahleinrichtung AWG, Fig. 1, gibt zum Zeitpunkt des Taktimpulses T3 an den Kennungsspeicher KSR, Fig. 1, ein Abfragesignal für die Sonderadresse SAE, Fig. 4, die daraufhin in das Senderegister SRRS eingegeben wird. Ferner wird dabei mit Hilfe des ODER-Gliedes 02 der Speicher für Messimpulse SMES aktiviert. Mit der Abfrage des Kennungs-speichers KSR wird über das ODER-Glied 01 der Steuertaktgeber STRS angeschaltet, der schliesslich das Auslesen des im Senderegister SRRS und Speicher für Messimpulse SMES gebildeten Sonderpulses SP, Fig. 4, bewirkt. Die im Rahmen der Präambel PSM vorgesehenen 25 Messimpulse dienen auf allen im Streckenbereich der sendenden Station befindlichen Schienenfahrzeuge dazu, eine genaue Eigenortung durchzuführen. Diese Eigenortung wird auf den Schienenfahrzeugen dadurch möglich, dass der Auslösezeitpunkt des Taktimpulses T3 und damit der Absendezeitpunkt des Sonderpulses SP bei Synchronismus nicht nur in der Station, sondern auch auf allen Schienenfahrzeugen als vorhanden vorausgesetzt werden kann. Nähere Einzelheiten zur Auswertung des Sonderpulses SP werden anhand von Fig. 5 noch näher erläutert. has been explained, the special pulse SP is used for measurement purposes with a view to localization on the rail vehicles. The respective distance to the fixed station is determined on each rail vehicle. The address selection device AWG determines the respective point in time for this location, FIG. in this case this fact is indicated by a dashed representation. The address selection device AWG, Fig. 1, at the time of the clock pulse T3 to the identifier memory KSR, Fig. 1, a query signal for the special address SAE, Fig. 4, which is then input into the transmission register SRRS. Furthermore, the memory for measuring pulses SMES is activated with the aid of the OR gate 02. When the identifier memory KSR is queried, the control clock STRS is switched on via the OR gate 01, which finally reads out the special pulse SP, FIG. 4, formed in the transmitter register SRRS and memory for measuring pulses SMES. The 25 measuring pulses provided in the PSM preamble are used on all rail vehicles in the route area of the transmitting station to carry out an exact localization. This self-location is possible on the rail vehicles in that the triggering time of the clock pulse T3 and thus the sending time of the special pulse SP can be assumed to be present not only in the station but also on all rail vehicles in the case of synchronism. Further details on the evaluation of the special pulse SP are explained in more detail with reference to FIG. 5.
Der Pulsplan nach Fig. 4 unterscheidet sich von denjenigen nach Fig. 2 und Fig. 3 insbesondere dadurch, dass kein Teilnehmerpuls MP, wie in Fig. 2/3, und damit auch kein Antwortpuls AP, wie in Fig. 2/3, vorhanden sind. Lediglich wird zeitlich gesehen im letzten Teil des durch die beiden Taktimpulse T3 und T4 vorgegebenen Zeitschlitzes ein Adresstelegramm AM3 durch die Adressenauswahleinrichtung AWG, Fig. 1, ausgelöst als Aufruf eines durch die betreffende Adresse gekennzeichneten Schienenfahrzeuges im fraglichen Strek-kenbereich für einen Informationsaustausch gemäss dem Blockschaltbild nach Fig. 3. The pulse plan according to FIG. 4 differs from that according to FIGS. 2 and 3 in particular in that there is no subscriber pulse MP, as in FIG. 2/3, and therefore also no response pulse AP, as in FIG. 2/3 are. Only in terms of time, in the last part of the time slot predetermined by the two clock pulses T3 and T4, an address telegram AM3 is triggered by the address selection device AWG, FIG. 1, as a call to a rail vehicle identified by the address in question in the route area in question for an information exchange according to the block diagram according to Fig. 3.
Das Blockschaltbild nach Fig. 5 zeigt Einrichtungen auf einem Schienenfahrzeug zum Bilden und Auswerten von Informationspulsen, die zur Datenübertragung und Entfernungsmessung zwischen diesem Schienenfahrzeug und der beschriebenen ortsfesten Station nach Fig. 1 ausgetauscht werden. Das Schaltbild umfasst Einrichtungen zum Empfang und Auswerten der von der Station ausgegebenen Adresstelegramme AMI, Fig. 2, der Antwortpulse AP, Fig. 2/3, sowie der Sonderpulse SP, Fig. 4. Andere Einrichtungen dienen zum Bilden des von dem Schienenfahrzeug nach der Station zu übertragenden Teilnehmerpulses MP, Fig. 2/3. 5 shows devices on a rail vehicle for forming and evaluating information pulses which are exchanged for data transmission and distance measurement between this rail vehicle and the fixed station described according to FIG. 1. The circuit diagram includes devices for receiving and evaluating the address telegrams AMI, FIG. 2, which are output by the station, the response pulses AP, FIG. 2/3, and the special pulses SP, FIG. 4. Other devices are used to form the information from the rail vehicle according to FIG Station to be transmitted subscriber pulse MP, Fig. 2/3.
Eine wesentliche Baugruppe stellt der bereits weiter oben erwähnte Taktimpulsgeber TGRZ dar, der aufgrund der von der ortsfesten Station gezielt ausgegebenen Information in der Frequenz- und Phasenlage synchronisiert wird, so dass dessen Taktimpulse synchron ausgegeben werden mit denjenigen des Taktimpulsgebers TGRS, Fig. 1, der Station. An den Taktimpulsgeber TGRZ ist über eine Leitung L4 ein Laufzeitauswerter LARZ angeschlossen, der einerseits die Taktimpulse des Taktimpulsgebers TGRZ und andererseits aus einem Messim-pulsdecodierer EAPR die Messimpulse der Präambel PSM des Sonderpulses SP, Fig. 4, erhält. Eine Auswerteschaltung ARG erhält über die mit dem Taktimpulsgeber TGRZ verbundene Leitung L5 die bereits in ihrer zeitlichen Lage definierten Referenzimpulse, vgl. REF im Pulsplan nach Fig. 3. Ferner werden aus einem ersten Messimpulsdecodierer EAPS der Auswerteschaltung ARG die im Rahmen der Präambel PSA der Antwortpulse AP, Fig. 2/3, vorgesehenen Messimpulse zugeführt. Die Auswerteschaltung ARG hat damit die Aufgabe, An essential assembly is the clock pulse generator TGRZ mentioned above, which is synchronized in terms of frequency and phase on the basis of the information specifically output by the fixed station, so that its clock pulses are output synchronously with those of the clock pulse generator TGRS, FIG. 1 Station. A runtime evaluator LARZ is connected to the clock pulse generator TGRZ via a line L4, which receives the clock pulses of the clock pulse generator TGRZ on the one hand and the measuring pulses of the preamble PSM of the special pulse SP, FIG. 4, on the other hand from a measurement pulse decoder EAPR. An evaluation circuit ARG receives the reference pulses already defined in their temporal position via the line L5 connected to the clock pulse generator TGRZ, cf. REF in the pulse map according to FIG. 3. Furthermore, the measurement pulses provided in the preamble PSA of the response pulses AP, FIG. 2/3, are fed from a first measurement pulse decoder EAPS to the evaluation circuit ARG. The ARG evaluation circuit therefore has the task
617628 617628
i i
8 8th
aus der zeitlichen Lage der Messimpulse der Präambel PSA zum jeweiligen Referenzimpuls REF eine Korrekturgrösse zur Synchronisation des Taktimpulsgebers TGRZ abzuleiten. Die Korrekturgrösse zur Frequenzsynchroriisation wird dabei über die Leitung L6 und die Korrekturgrösse zur Phasensynchronisation über die Leitung L7 an den Taktimpulsgeber TGRZ abgegeben. Der Wert zur Phasensynchronisation errechnet sich aus dem zunächst selbst definierten Zeitpunkt eines Referenzimpulses aus dem Taktimpulsgeber TGRZ bis zum jeweiligen Beginn der einzelnen Messimpulse der Präambel PSA, Fig. 2. N ach einer Mittelwertbildung wird der Rechenwert halbiert und dient als Korrekturgrösse. Aufgrund dieser Korrekturgrösse werden die Taktimpulse und damit die fest diesen zugeordneten Referenzimpulse im Sinne einer Phasenkorrektur zeitlich so weit verschoben, wie es die Korrekturgrösse angibt. derive a correction quantity for the synchronization of the clock pulse generator TGRZ from the temporal position of the measuring pulses of the preamble PSA to the respective reference pulse REF. The correction quantity for frequency synchronization is delivered via line L6 and the correction quantity for phase synchronization via line L7 to the clock pulse generator TGRZ. The value for phase synchronization is calculated from the initially self-defined point in time of a reference pulse from the clock pulse generator TGRZ up to the respective start of the individual measuring pulses of the preamble PSA, Fig. 2. After averaging, the calculated value is halved and serves as a correction variable. On the basis of this correction variable, the clock pulses and thus the reference pulses permanently assigned to them are shifted in time in the sense of a phase correction as far as the correction variable indicates.
Über die Leitung L8 bzw. L9 ist an den Taktimpulsgeber TGRZ eine Messschaltung MG bzw. ein Steuertaktgeber STRZ angeschlossen zur genauen Zeitvorgabe bzw. Synchronisation. A measuring circuit MG or a control clock generator STRZ is connected to the clock pulse generator TGRZ via the line L8 or L9 for precise timing or synchronization.
Zur Bildung des Teilnehmerpulses MP, Fig. 2, ist ein Senderegister SSRZ vorgesehen, das durch den Steuertaktgeber STRZ zu gegebener Zeit ausgelesen wird. Im einzelnen besteht das Senderegister aus einem Speicher für Messimpulse SMEZ zur Bildung der Präambel PF, Fig. 2. Femer beinhaltet das Senderegister SSRZ einen Adressspeicher ASRZ, der die im Schienenfahrzeug auf Dauer fest zugeordnete Adresse beinhaltet. Weiterhin ist ein Fahrortspeicher FSR vorgesehen, der seine Information vom Laufzeitauswerter LARZ erhält. Ein Zuglängenspeicher ist mit ZSR bezeichnet. Die jeweilige Ist-Geschwindigkeit wird von der Messschaltung MG in einen Geschwindigkeitswertspeicher GSR des Senderegisters SSRZ eingegeben. Schliesslich ist noch ein Prüfbitspeicher PSR zur Aufnahme einer Kontrollinformation zur sicheren Übertragung der im Teilnehmerpuls MP, Fig. 2/3, enthaltenen Informationen vorgesehen. To form the subscriber pulse MP, FIG. 2, a transmission register SSRZ is provided, which is read out by the control clock generator STRZ at a given time. In detail, the transmission register consists of a memory for measuring pulses SMEZ to form the preamble PF, FIG. 2. The transmission register SSRZ also contains an address memory ASRZ, which contains the permanently assigned address in the rail vehicle. A location memory FSR is also provided, which receives its information from the runtime evaluator LARZ. A train length memory is designated ZSR. The respective actual speed is entered by the measuring circuit MG into a speed value memory GSR of the transmission register SSRZ. Finally, a test bit memory PSR is also provided to hold control information for the secure transmission of the information contained in the subscriber pulse MP, Fig. 2/3.
Die Ausgabe und Aufnahme von Informationen aus dem durch die in regelmässigen Abständen gekreuzte Linienleitung gebildeten Datenkanal DL, Fig. 1, erfolgt über eine Antenne AE, die an eine Sende- und Empfangsweiche SEZ angeschlossen ist. The output and recording of information from the data channel DL, FIG. 1, formed by the line line crossed at regular intervals, takes place via an antenna AE, which is connected to a transmission and reception switch SEZ.
Das Senderegister SSRZ ist über einen Sender SZ, ein Empfangsauswerter EAZ über einen Empfänger EZ mit der Sende- und Empfangsweiche SEZ verbunden. Zu den einzelnen Bausteinen des Empfangsauswerters EAZ ist folgendes zu sagen: The transmission register SSRZ is connected via a transmitter SZ, a reception evaluator EAZ via a receiver EZ to the transmission and reception switch SEZ. The following can be said about the individual components of the EAZ reception evaluator:
Zur Bestimmung der Ist-Geschwindigkeit bzw. zur Messung von relativ kurzen Wegstrecken ist ein Kreuzungsstellen-auswerter EAKE vorgesehen, der aus den charakteristischen To determine the actual speed or to measure relatively short distances, an intersection evaluator EAKE is provided, which consists of the characteristic
Pegelverhältnissen an den Kreuzungsstellen KN, Fig. 1, der Linienleitung Kennzeichen ableitet zum Steuern der Messschaltung MG. Sowohl die Ist-Geschwindigkeitswerte als auch die Wegwerte werden einer Fahr- und Bremsregelung FBR 5 zugeführt. Diese erhält zusätzlich aus einer Decodierschaltung SAVI die vom Führungsgrössenrechner FRR der ortsfesten Station, Fig. 1, ermittelte Führungsgrösse FE, Fig. 1/2, in Form eines Soll-Geschwindigkeitswertes. Wie bereits erläutert wurde, wird diese Führungsgrösse FE im Rahmen des Ant-10 wortpulses AP, Fig. 2, der Station an das Schienenfahrzeug übertragen. Ferner kann der Fahr- und Bremsregelung FBR mit Hilfe eines Geschwindigkeitsdecodierers EAV2 die Geschwindigkeit anderer, im selben Streckenbereich fahrender Schienenfahrzeuge mitgeteilt werden. An einen Fahrortdeco-i5 dierer EAO, der die Fahrorte anderer im Streckenbereich befindlicher Fahrzeuge ausgibt, ist ein Vergleicher VGOZ angeschlossen, der andererseits noch mit dem Laufzeitauswerter LARZ verbunden ist und einen Vergleich des fahrzeugeigenen Fahrortes mit demjenigen der anderen Fahrzeuge vornimmt. 2o Aus dem jeweiligen Abstand ermittelt ein an den Vergleicher VGOZ angeschlossener Umsetzer UR den aus dem Abstand resultierenden zulässigen Geschwindigkeitswert für das Schienenfahrzeug. Dieser Geschwindigkeitswert wird ebenfalls der Fahr- und Bremsregelung FBR zugeführt. In dieser werden 25 die zugeführten Werte durch Steuerung des Schienenfahrzeuges dahingehend ausgewertet, dass der jeweils kleinste zugeführte Wert im Hinblick auf eine zulässige Geschwindigkeit gilt. Level relationships at the intersections KN, Fig. 1, derives the line line identifier for controlling the measuring circuit MG. Both the actual speed values and the distance values are fed to a driving and braking control FBR 5. This additionally receives from a decoding circuit SAVI the reference variable FE, Fig. 1/2, determined by the reference variable computer FRR of the fixed station, FIG. 1, in the form of a target speed value. As has already been explained, this command variable FE is transmitted to the rail vehicle as part of the response word pulse AP, FIG. 2, of the station. Furthermore, the driving and braking control FBR can be informed of the speed of other rail vehicles traveling in the same route area with the aid of a speed decoder EAV2. A VGOZ comparator is connected to a travel location decoder EAO, which outputs the travel locations of other vehicles in the route area, which is also connected to the runtime evaluator LARZ and compares the vehicle's own location with that of the other vehicles. 2o A converter UR connected to the comparator VGOZ determines the permissible speed value for the rail vehicle resulting from the distance. This speed value is also fed to the driving and braking control FBR. In this, the supplied values are evaluated by controlling the rail vehicle in such a way that the smallest supplied value applies with regard to a permissible speed.
Im Rahmen des an den Empfänger EZ angeschlossenen 30 Empfangsauswerters EAZ ist ferner der bereits kurz erwähnte erste Messimpulsdecodierer EAPS angeschlossen, der die Aufgabe hat, die im Rahmen der Präambel PSA, Fig. 2, übertragenen Messimpulse der Auswerteschaltung ARG zuzuführen. Der zweite Messimpulsdecodierer trägt das Bezugszeichen 35 EAPR. Dieser leitet die Messimpulse im Rahmen der Präambel PSM des Sonderpulses SP, Fig. 4, an den Laufzeitauswerter LARZ weiter. Schliesslich ist noch ein Adressdecodie-rer EAA vorgesehen, der die betreffende Fahrzeugadresse bzw. die Sonderadresse SAE erkennt und dabei sowohl den er-40 sten Messimpulsdecodierer EAPS als auch die Decodierschaltung für die Führungsgrösse EAV1 freigibt. Beim Empfang der Sonderadresse SAE, Fig. 4, wird nur der zweite Messimpulsdecodierer EAPR aktiviert, jeweils für den Zeitraum des betreffenden Zeitschlitzes. Ferner wird nach dem Empfang 45 der eigenen Fahrzeugadresse der Steuertaktgeber STRZ betätigt, damit im Anschluss an das Adresstelegramm AMI, Fig. 2, das die besagte Adresse als Aufruf beinhaltet, der fällige Teilnehmerpuls MP synchronisiert vom Taktimpulsgeber TGRZ abgegeben werden kann. Within the scope of the 30 receive evaluator EAZ connected to the receiver EZ, the already briefly mentioned first measurement pulse decoder EAPS is connected, which has the task of supplying the measurement pulses transmitted within the preamble PSA, FIG. 2, to the evaluation circuit ARG. The second measuring pulse decoder bears the reference number 35 EAPR. This forwards the measuring impulses within the preamble PSM of the special pulse SP, FIG. 4, to the runtime evaluator LARZ. Finally, an address decoder EAA is also provided, which recognizes the relevant vehicle address or the special address SAE and thereby enables both the first-40 measurement pulse decoder EAPS and the decoding circuit for the command variable EAV1. Upon receipt of the special address SAE, FIG. 4, only the second measuring pulse decoder EAPR is activated, in each case for the period of the time slot in question. Furthermore, after receiving the own vehicle address 45, the control clock generator STRZ is actuated so that, following the address telegram AMI, FIG. 2, which contains the said address as a call, the due subscriber pulse MP can be output synchronized by the clock pulse generator TGRZ.
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| DE3043461A1 (en) * | 1980-11-18 | 1982-07-08 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Distance measuring system between train and station - uses phase shift between transmitted and response data telegrams |
| CA1258314A (en) * | 1986-06-04 | 1989-08-08 | Willard Elliott | Apparatus for detecting the distance between a rail vehicle and a remote obstacle on the rail |
| DE102012213499A1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | vehicle tracking |
-
1977
- 1977-01-31 DE DE19772703931 patent/DE2703931A1/en not_active Withdrawn
- 1977-08-22 CH CH1024977A patent/CH617628A5/en not_active IP Right Cessation
-
1978
- 1978-01-25 FR FR7802051A patent/FR2378663A1/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2703931A1 (en) | 1978-08-03 |
| FR2378663B1 (en) | 1982-08-06 |
| FR2378663A1 (en) | 1978-08-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |