DE102009010907A1

DE102009010907A1 - Vorrichtung zur Detektion des Belegt- und Freizustandes eines Gleisabschnitts sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102009010907A1
Application number: DE102009010907A
Authority: DE
Inventors: Peer Bohlmann; Gerald Lude; Bernd Raschke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2010-09-16
Also published as: WO2010100054A1; US20110309204A1; CN102341289A; EP2403744A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine besonders einfache und zugleich gegenüber Störbeeinflussungen besonders unempfindliche Vorrichtung (V) zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts (G) mit einem Sender (S) zum Einspeisen eines mittels einer Modulation codierten Sende-Signals (SIG) in die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) und zumindest einem Empfänger (E) zum Empfangen eines durch eine Übertragung des Sende-Signals (SIG) über die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) bewirkten Empfangs-Signals (SIG), wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung (V) zum Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals (SIG) mit der Modulation des Sende-Signals (SIG) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (V) zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts (G).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts mit einem Sender zum Einspeisen eines mittels einer Modulation codierten Sende-Signals in die Fahrschienen des Gleisabschnitts und zumindest einem Empfänger zum Empfangen eines durch eine Übertragung des Sende-Signals über die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirkten Empfangs-Signals.
Eine solche Vorrichtung ist in Form einer als Gleisstromkreis ausgebildeten Gleisfreimeldeeinrichtung beispielsweise aus der Firmenveröffentlichung der Siemens AG „FTG S – Gleisfreimeldung mit dem Tonfrequenz-Gleisstromkreis FTG S”, Bestell-Nr. A19100-V100-B607-V2 bekannt. Dabei speist ein Sender eine Wechselspannung in die Fahrschienen eines zu überwachenden Gleisabschnitts ein. Ein Empfänger empfängt ein Empfangs-Signal in Form der ankommenden Spannung und wertet das Empfangs-Signal aus. Dadurch, dass ein den Gleisabschnitt befahrendes Schienenfahrzeug durch seine Achsen einen Kurzschluss zwischen den Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirkt, wird die Übertragung des Sende-Signals an den Empfänger verhindert. Dies ermöglicht es somit, den Belegtzustand des betreffenden Gleisabschnitts zu erkennen.
Um die Zuverlässigkeit gegenüber Störbeeinflussungen zu erhöhen und den Gleisstromkreis insbesondere gegen elektrische Beeinflussungen durch Oberschwingungen im Bahnrückstrom unempfindlich zu machen, erfolgt bei der bekannten Vorrichtung eine Codierung des Sende-Signals mittels einer Modulation.
Hierbei wird kontinuierlich eines von insgesamt 15 zur Verfügung stehenden, fest vorgegebenen Bit-Mustern unterschiedlicher Länge pro Gleisstromgleis-Frequenz als Codierung auf das Sende-Signal aufmoduliert. Empfängerseitig wird die Codierung in Form der Modulation aus dem Empfangs-Signal ausgelesen und mit der für den jeweiligen Gleisstromkreis fest vorgegebenen Codierung verglichen. Dies gewährleistet eine eindeutige und korrekte Zuordnung derart, dass ein von dem Empfänger empfangenes Empfangs-Signal auch tatsächlich von dem Sender desselben Gleichstromkreises herrührt. Hierdurch wird ausgeschlossen, dass etwa aufgrund elektrischer Beeinflussungen, beispielsweise durch eine Berührung der Adern zweier in einem Kabel geführter Leitungen, fälschlicherweise ein Empfangs-Signal eines anderen Gleisstromkreises empfangen und für die Detektion des Belegt- oder Freizustandes des Gleisabschnitts verwendet wird.
Die bekannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass zur Codierung lediglich 15 Bit-Muster zur Verfügung stehen. Auch bei einem tonfrequenten Gleisstromkreis mit Sende-Signalen unterschiedlicher Frequenz kann hierbei häufig nicht ausgeschlossen beziehungsweise vermieden werden, dass Sende-Signale mit sowohl gleicher Frequenz als auch mit gleichem Bit-Muster innerhalb eines Projektes beziehungsweise einer Anlage mehrfach verwendet werden, wodurch erhöhte Störbelastungen auftreten können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache und zugleich gegenüber Störbeeinflussungen besonders unempfindliche Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts mit einem Sender zum Einspeisen eines mittels einer Modulation codierten Sende-Signals in die Fahrschienen des Gleisabschnitts und zumindest einem Empfänger zum Empfangen eines durch eine Übertragung des Sende-Signals über die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirkten Empfangs-Signals, wobei die Vorrichtung zum Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation des Sende-Signals ausgebildet ist.
Die Erfindung zeichnet sich somit dadurch aus, dass eine vollständige Loslösung von dem bekannten Konzept erfolgt, dass ein Empfänger ein durch eine Modulation codiertes Empfangs-Signal empfängt und die Modulation des Empfangs-Signals anhand eines Vergleichs mit einer für die betreffende Vorrichtung fest vorgegebenen, empfängerseitig bekannten Modulation überprüft. Stattdessen erfolgt eine entsprechende Überprüfung erfindungsgemäß dadurch, dass die Vorrichtung zum Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation des Sende-Signals ausgebildet ist. Durch den Vergleich der Modulationen des Empfangs-Signals und des Sende-Signals wird somit die Zusammengehörigkeit der beiden Signale auf besonders einfache Weise verifiziert. Hierbei entfällt vorteilhafterweise die Notwendigkeit, starre, fest vorgegebene Codierungen, etwa in Form von Bit-Mustern, zu verwenden und entsprechende Codierungen der jeweiligen Vorrichtung fest zuzuordnen. Hierdurch entfallen vorteilhafterweise auch entsprechende Aufwände zur Projektierung der einzelnen Vorrichtungen, wodurch sich die Herstellungskosten der Vorrichtung reduzieren. Weiterhin vereinfacht sich auch die Montage, wodurch sich zusätzlich eine Zeit- und damit Kostenersparnis ergibt. Darüber hinaus vereinfacht sich auch die Projektierung einer Eisenbahnüberwachungsanlage, da keine Zuordnungen von Codierungen beziehungsweise Modulationen zu Vorrichtungen vorzusehen sind und daher auch entsprechende Zuordnungen nicht auf Lageplänen und Datenblättern zu hinterlegen und im Folgenden zu beachten sind. Weiterhin entfallen vorteilhafterweise auch jegliche Einschränkungen hinsichtlich der Anzahl und der Art der zur Codierung verwendeten Modulationen, so dass die Voraussetzung dafür geschaffen wird, dass eine Mehrfachverwendung gleicher Modulationen innerhalb einer Anlage ausgeschlossen werden kann.
Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei dem Sende-Signal im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise um ein tonfrequentes Signal handelt. Darüber hinaus besteht jedoch ebenfalls die Möglichkeit, dass ein Sende-Signal mit einer Frequenz unterhalb oder oberhalb des Tonfrequenzbereichs oder auch in Form eines Gleichstrom-Signals verwendet wird.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart ausgeführt, dass, sofern beim Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation des Sende-Signals eine Abweichung der Modulationen festgestellt wird, der der Vorrichtung zugeordnete Gleisabschnitt zwecks Gefährdungsvermeidung umgehend als belegt gemeldet wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen eines mittels einer beliebigen, insbesondere zufallsbasiert generierten, Modulation codierten Sende-Signals ausgebildet. Dies ist vorteilhaft, da durch die Verwendung einer beliebigen, insbesondere zufallsbasiert generierten, Modulation als Codierung eine Beeinflussung zwischen zwei Vorrichtungen einer Überwachungsanlage aufgrund der Verwendung derselben Modulation praktisch ausgeschlossen werden kann. Dabei ist die verwendete Modulation dahingehend beliebig, dass keine feste Zuordnung der verwendeten Codierung zu der jeweiligen Vorrichtung beziehungsweise dem jeweiligen Sender existiert und durch die Art der Erzeugung der Codierung sichergestellt wird, dass mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann, dass innerhalb einer Anlage zwei Vorrichtungen dieselbe Modulation verwenden. Entsprechende Algorithmen mit denen beispielsweise unter Verwendung von Zufallszahlen oder auch Pseudo-Zufallszahlen eine zufallsbasierte Codierung des jeweiligen Sende-Signals vorgenommen werden kann, sind als solche aus der Mathematik beziehungsweise der Informatik bekannt, so dass hierauf im Folgenden nicht näher eingegangen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die Verwendung einer beliebigen, insbesondere auch zufallsbasierten beziehungsweise zufallsbasiert generierten, Modulation erst dadurch ermöglicht wird, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Vergleich der Modulation und damit eine Überprüfung der Zusammengehörigkeit des Sende-Signals und des Empfangs-Signals erlaubt, ohne dass hierfür dem Empfänger vorab die zur Codierung des Sende-Signals verwendete Modulation bekannt zu sein braucht.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen eines mittels einer Frequenzmodulation codierten Sende-Signals ausgebildet. Dies ist vorteilhaft, da bekannte Vorrichtungen zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts, etwa in Form von Gleisstromkreisen, häufig bereits mittels einer Frequenzmodulation codierte Sende-Signale verwenden. Ursache hierfür ist, dass eine Frequenzmodulation gegenüber Störeinflüssen bei der Übertragung besonders unempfindlich ist. Neben der Verwendung einer Frequenzmodulation ist es grundsätzlich jedoch auch möglich, das Sende-Signal mittels einer Amplituden- oder einer Phasenmodulation zu codieren.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch derart ausgeprägt sein, dass sie zum Erzeugen eines mittels einer Modulation in Form einer Bit-Folge codierten Sende-Signals ausgebildet ist. Im Rahmen dieser bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt somit eine Codierung des Sende-Signals mittels einer digitalen Modulation in Form einer Bit-Folge. Dies ist vorteilhaft, da eine entsprechende digitale Modulation besonders robust und gegenüber Störbeeinflussungen unempfindlich ist. Dabei kann die Bit-Folge vorzugsweise beliebiger Länge sein, d. h. insbesondere besteht auch die Möglichkeit, dass die Bit-Folge dahingehend unendlich lang ist, dass sie kontinuierlich generiert wird und aufgrund der Art ihrer Generierung derart beliebig ist, dass es kein festes Bit-Muster in der Form gibt, dass sich ein Teil der Bit-Folge regelmäßig wiederholt.
Grundsätzlich kann der Vergleich der Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation des Sende-Signals auf beliebige Art und Weise erfolgen. Sofern die Vorrichtung zum Erzeugen eines mittels einer Modulation in Form einer Bit-Folge codierten Sende-Signals ausgebildet ist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhafterweise derart ausgestaltet sein, dass sie zum bitweisen Vergleich der Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation des Sende-Signals ausgebildet ist. Insbesondere im Vergleich zur Verwendung von Codierungen mit festen, starren Bit-Mustern ist ein bitweiser Vergleich der Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation des Sende-Signals vorteilhaft, da ein solcher Vergleich sehr schnell ausgeführt werden kann. Darüber hinaus ist im Unterschied zur bekannten Vorgehensweise die Erholungszeit nach einem Störereignis mit Zerstörung eines übertragenen Bits gering, da die Notwendigkeit einer Synchronisation und Auswertung von Bit-Mustern vorgegebener Länge entfällt. Letztlich wird somit die Verfügbarkeit der Vorrichtung aufgrund der stetigen Informationsauswertung durch den bitweisen Vergleich erhöht.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum kontinuierlichen Codieren des Sende-Signals ausgebildet. Dies bedeutet, dass eine kontinuierliche, permanente Codierung des Sende-Signals erfolgt. Dies ist dahingehend vorteilhaft, dass zu jedem Zeitpunkt anhand des Vergleichs der Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation des Sende-Signals die korrekte Zuordnung zwischen Sender und Empfänger, d. h. der Empfang des auf den Sender der Vorrichtung zurückgehenden Empfangs-Signals, verifiziert und damit sichergestellt werden kann. Alternativ zu einer kontinuierlichen Codierung beziehungsweise Modulation des Sende-Signals ist es in Abhängigkeit von der jeweiligen Umständen und Gegebenheiten jedoch auch denkbar, dass lediglich zeitweise eine Codierung des Sende-Signals erfolgt. Dies könnte einerseits beispielsweise derart erfolgen, dass eine Codierung des Sende-Signals mit der Modulation lediglich zu regelmäßigen wiederkehrenden Zeitpunkten, d. h. beispielsweise alle 10 Sekunden, erfolgt. Weiterhin könnte eine entsprechende Modulation grundsätzlich auch lediglich im Rahmen eines vorzugsweise regelmäßigen Funktionstests der Vorrichtung vorgenommen werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Vorrichtung zum signaltechnisch sicheren Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation des Sende-Signals ausgebildet. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch Verfälschungen oder Fehler im Rahmen des Vergleichs der Modulationen zuverlässig ausgeschlossen beziehungsweise vermieden werden. Dies ist somit insbesondere für alle sicherheitskritischen Vorrichtungen zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts von großer Wichtigkeit.
Wie zuvor bereits erwähnt, kann, sofern seitens der Auswerte-Einrichtung beim Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation des Sende-Signals eine Abweichung der Modulationen festgestellt wird, durch die Vorrichtung bezüglich des betreffenden Gleisabschnitts ein Belegtzustand angezeigt werden. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhafterweise derart ausgeprägt sein, dass sie basierend auf dem Vergleich der Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation des Sende-Signals zum Erzeugen eines einen Störzustand anzeigenden Fehler-Signals ausgebildet ist. Durch das Fehler-Signal wird es ermöglicht, die vorliegende Störung unmittelbar und schnell zu erkennen und hierauf aufbauend schnellstmöglich zu beheben.
Grundsätzlich kann das erzeugte Fehler-Signal auf beliebige Art ausgegeben werden. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausgeben des Fehler-Signals in Form einer optischen und/oder akustischen Warnmeldung ausgebildet. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch auf besonders schnelle und zuverlässige Art und Weise Bedienpersonal, beispielsweise eines Stellwerks, auf die vorliegende Störung aufmerksam gemacht werden kann.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin auch derart ausgestaltet sein, dass die Vorrichtung zur Übertragung von Datensignalen über die Fahrschienen des Gleisabschnitts an ein den Gleisabschnitt belegendes Schienenfahrzeug ausgebildet ist. Dies ist vorteilhaft, da die erfindungsgemäße Vorrichtung somit in für sich bekannter Art und Weise zusätzlich zur Übertragung von Datensignalen an ein Schienenfahrzeug verwendet werden kann. Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich zur Gleisfreimeldung auch beispielsweise zur linienförmigen Zugbeeinflussung verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts, wobei ein mittels einer Modulation codiertes Sende-Signal in die Fahrschienen des Gleisabschnitts eingespeist wird und ein durch eine Übertragung des Sende-Signals über die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirktes Empfangs-Signal empfangen wird.
Hinsichtlich des Verfahrens liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein besonders einfaches und zugleich gegenüber Störungen besonders unempfindliches Verfahren der zuvor genannten Art anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts, wobei ein mittels einer Modulation codiertes Sende-Signal in die Fahrschienen des Gleisabschnitts eingespeist wird, ein durch eine Übertragung des Sende-Signals über die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirktes Empfangs-Signal empfangen wird und die Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation des Sende-Signals verglichen wird.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen im Wesentlichen denjenigen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Gleiches gilt hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Hinblick auf die entsprechenden bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, so dass diesbezüglich ebenfalls auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgestaltet sein, dass das Sende-Signal mittels einer beliebigen, insbesondere zufallsbasiert generierten, Modulation codiert wird.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Sende-Signal mittels einer Frequenzmodulation codiert.
Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgeprägt sein, dass das Sende-Signal mittels einer Modulation in Form einer Bit-Folge codiert wird.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ablaufen, dass die Modulation des Empfangs-Signals bitweise mit der Modulation des Sende-Signals verglichen wird.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Sende-Signal kontinuierlich codiert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgeführt, dass die Modulation des Empfangs-Signals signaltechnisch sicher mit der Modulation des Sende-Signals verglichen wird.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird basierend auf dem Vergleich der Modulation des Empfangs-Signals mit der Modulation des Sende-Signals ein einen Störzustand anzeigendes Fehler-Signal erzeugt.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Fehler-Signal in Form einer optischen und/oder akustischen Warnmeldung ausgegeben.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart weitergebildet sein, dass über die Fahrschienen des Gleisabschnitts Datensignale an ein den Gleisabschnitt belegendes Schienenfahrzeug übertragen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierzu zeigt die
Figur zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine schematische Skizze einer Anordnung mit einem Gleisabschnitt sowie einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In der Figur ist eine Vorrichtung V zur Detektion des Belegt- oder Freizustands eines Gleisabschnitts G dargestellt. Die Vorrichtung V weist einen Sender S zum Einspeisen eines Sende-Signals SIG_S in Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen F des Gleisabschnitts G auf. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung V einen Empfänger E zum Empfangen eines durch die Übertragung des Sende-Signals SIG_S über die Fahrschienen F des Gleisabschnitts G bewirkten Empfangs-Signals SIG_S.
Entsprechend der Darstellung in der Figur wird in den Gleisabschnitt G eine Wechselspannung der Frequenz f1 eingespeist. Um eine zuverlässige Unterscheidung der jeweiligen Signale zu ermöglichen, werden die benachbarten Gleisabschnitte mit ei ner Wechselspannung unterschiedlicher Frequenz f5 beziehungsweise f3 betrieben. Im Folgenden sei angenommen, dass es sich bei der in der Figur gezeigten Anordnung um einen Tonfrequenz-Gleisstromkreis mit mehreren Frequenzen handelt, bei dem eine Wechselspannung in Form eines Sende-Signals SIG_S im Tonfrequenzbereich in die Fahrschienen F des Gleisabschnitts G eingespeist wird.
Die Vorrichtung V kann beispielsweise in einem Stellwerk einer Eisenbahnanlage beziehungsweise einer Eisenbahnüberwachungsanlage angeordnet sein. Dies bietet den Vorteil, dass eine besonders hohe Zuverlässigkeit erreicht wird, da sich mechanische Beanspruchung und klimatische Einflüsse bezogen auf die elektronischen Komponenten der Vorrichtung V geringer auswirken, als dies im Falle einer Unterbringung dieser Komponenten in Gleisnähe der Fall wäre. Darüber hinaus ergeben sich hierdurch weitere Vorteile hinsichtlich der Verfügbarkeit und Wartung der Vorrichtung V, d. h. insbesondere des Senders S sowie des Empfängers E. Mittels der waagerechten strichpunktierten Linie ist in der Figur eine entsprechende Trennung zwischen der Innenanlage, der die Vorrichtung V zugeordnet ist, und der Außenanlage, zu der der Gleisabschnitt G gehört, angedeutet.
Entsprechend der Darstellung in der Figur sind gleisseitig Gleisanschlussgehäuse GAG1, GAG2 angeordnet, die zum Einbringen des durch den Sender S eingespeisten beziehungsweise bereitgestellten Sende-Signals SIG_S beziehungsweise zum Auslesen des an den Empfänger E übermitteln Empfangs-Signals SIG_S in beziehungsweise aus den Fahrschienen F dienen. Üblicherweise enthalten die Gleisanschlussgehäuse GAG1, GAG2 hierbei keine aktiven elektronischen Komponenten, sondern im Wesentlichen lediglich einen Schwingkreis zum frequenzselektiven Verstärken der ein- beziehungsweise ausgespeisten Signale vorgegebener Nutzfrequenz, d. h. im Falle des in der Figur dargestellten Gleisabschnitts G des Sende-Signals SIG_S beziehungsweise des Empfangs-Signals SIG_E der Frequenz f1.
Das Sende-Signal SIG_S des Senders S ist mittels einer Modulation codiert. Entsprechende Codierungen werden verwendet, um die Zuverlässigkeit bei Störbeeinflussungen zu erhöhen, d. h. beispielsweise die Wahrscheinlichkeit der Nachbildung eines entsprechend codierten Sende-Signals SIG_S durch Störamplituden zu verringern. Dabei können entsprechende Störungen einerseits durch externe Quellen, andererseits aber auch durch andere Vorrichtungen V, d. h. beispielsweise durch in der Nähe angeordnete Gleisstromkreise, verursacht werden.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Gleisstromkreisen wird üblicherweise senderseitig eine fest vorgegebene, starre Codierung aufmoduliert, gesendet und empfängerseitig die Codierung ausgelesen und mit der fest vorgegebenen, dem jeweiligen Gleisstromkreis zugeordneten Codierung verglichen. Aufgrund der Verwendung starrer Bit-Muster kann hierbei eine Mehrfachverwendung desselben Bit-Musters auch bezüglich der gleichen verwendeten Signalfrequenz nicht völlig ausgeschlossen werden. Hierdurch erhöht sich die Störbelastung der Gleisstromkreise. Aufgrund der in Bezug auf das feste Bit-Muster notwendigen Synchronisation und der hierfür erforderlichen Auswertung von Bit-Folgen vorgegebener Länge ist darüber hinaus die Erholungszeit nach einem Störereignis mit Bitzerstörung vergleichsweise hoch. Dies führt in der Praxis zu einer weiteren Einschränkung der Verfügbarkeit der Vorrichtung.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur werden die zuvor genannten Nachteile dadurch vermieden, dass die Vorrichtung V zum Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signal SIG_E mit der Modulation des Sende-Signals SIG_S ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, zu verifizieren, dass das von dem Empfänger E empfangene Empfangs-Signal SIG_E tatsächlich durch das durch den Sender S eingespeiste Sende-Signal SIG_S bewirkt worden ist.
Durch den Vergleich des Empfangs-Signals SIG_E mit dem Sende-Signals SIG_S wird es vorteilhafterweise ermöglicht, ein mittels einer beliebigen, insbesondere zufallsbasiert generierten, Modulation codiertes Sende-Signal SIG_S zu erzeugen und in die Fahrschienen F des Gleisabschnitts G einzuspeisen. Vorzugsweise handelt es sich dabei bei dem Sende-Signal SIG_S um ein mittels einer Frequenzmodulation codiertes Sende-Signal, wobei vorzugsweise durch die Vorrichtung V ein kontinuierlicher „Bit-Folgen-Strom” per Zufall generiert wird. Dieser Bit-Folgen-Strom wird auf das Sende-Signal SIG_S aufmoduliert und nach erfolgter Übertragung über die Fahrschienen F des Gleisabschnitts G mittels des Empfangs-Signals SIG_E empfängerseitig ausgelesen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur weist die Vorrichtung V neben dem Sender S und dem Empfänger E weiterhin eine Auswerte-Einrichtung AE auf. Die Auswerte-Einrichtung AE dient einerseits zum Erzeugen des Bit-Folgen-Stroms, d. h. der Codierung in Form der kontinuierlichen Bit-Folge. Die erzeugte Bit-Folge übermittelt die Auswerte-Einrichtung AE an den Sender S, der das mittels der Modulation in Form der Bit-Folge codierte Sende-Signal SIG_S zwecks Einspeisung in die Fahrschienen F des Gleisabschnitts G sendet. Andererseits empfängt die Auswerte-Einrichtung AE von dem Empfänger E auch das Empfangs-Signal SIG_E beziehungsweise die aus dem Empfangs-Signal SIG_E ermittelte Codierung in Form der entsprechenden Frequenzmodulation. Dies ermöglicht es der Auswerte-Einrichtung AE, einen bitweisen Vergleich der Modulation des Empfangs-Signals SIG_E mit der Modulation des Sende-Signals SIG_S vorzunehmen. Ein bitweiser Vergleich bietet hierbei den Vorteil, dass dieser schnell ausgeführt werden kann. Vorzugsweise ist die Auswerte-Einrichtung AE zum signaltechnischer sicheren Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals SIG_E mit der Modulation des Sende-Signals SIG_S ausgebildet. Die signaltechnische Sicherheit der Auswerte-Einrichtung AE kann hierbei durch für sich bekannte, zum Erreichen der im Bereich der Bahntechnik üblicherweise geforderten Sicherheitslevel erforderliche Architekturmaßnahmen gewährleistet werden. Entsprechende Maßnahmen können beispielsweise eine durchgehende Zweikanaligkeit der Auswerte-Einrichtung sowie den Einsatz sicherer Rechner umfassen.
Entsprechend den vorstehenden Ausführungen kann im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhafterweise auf starre, vorab festgelegte Bit-Muster verzichtet werden. Hierdurch und insbesondere durch eine Codierung des Sende-Signals mittels einer beliebigen, insbesondere zufallsbasiert generierten, Modulation kann eine Beeinflussung zwischen zwei Vorrichtungen, d. h. beispielsweise Gleisstromkreisen, aufgrund gleicher Codierungen beziehungsweise Bit-Informationen praktisch ausgeschlossen werden.
Insgesamt ergeben sich somit durch die vorliegende Erfindung erhebliche Vorteile hinsichtlich der Verringerung des Störaufkommens innerhalb eines Projektes beziehungsweise einer Anlage. Aufgrund der stetigen Informationsauswertung, d. h. des bitweisen Vergleichs, erhöht sich darüber hinaus die Verfügbarkeit der Vorrichtung V, wobei aufwändige Synchronisationen in Abhängigkeit von der Länge eines verwendeten starren Bit-Musters, etwa im Falle einer Bit-Zerstörung, entfallen.
Vorteilhafterweise ist es weiterhin nicht erforderlich, durch eine entsprechende Projektierung beziehungsweise Konfiguration, etwa durch Verwendung so genannter Bit-Muster-Stecker, sender- sowie empfängerseitig ein dem jeweiligen Gleisabschnitt G beziehungsweise der jeweiligen Vorrichtung V des Gleisabschnitts G jeweils fest zugeordnetes Bit-Muster einzustellen. Hierdurch wird die Anzahl der für die Vorrichtung V erforderlichen Komponenten reduziert und Zeit bei der Montage der Vorrichtung V eingespart. Darüber hinaus vereinfacht sich auch die Projektierung dadurch, dass eine Zuordnung von Bit-Mustern zu Gleisstromkreisen in Lageplänen und Datenblättern nicht erforderlich ist. Des Weiteren führt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung dazu, dass Einschränkungen bezüglich der Leitungs- beziehungsweise Kabelführung nahezu vollständig entfallen können, da eine überaus zuverlässige Überprüfung dahingehend möglich ist, ob sich ein von dem Empfänger E empfangenes Empfangs-Signal SIG_S tatsächlich auf den betreffenden Gleisabschnitt G bezieht. Einzige Ausnahme hierbei ist, dass weiterhin die Leitungen des Senders S und des zugehörigen Empfängers E desselben Gleisabschnitts G beziehungsweise derselben Vorrichtung V voneinander getrennt geführt werden sollten, um ein Einkoppeln beziehungsweise Übersprechen des Sende-Signals SIG_S in die Leitung des Empfängers E zu vermeiden. Entsprechend den vorstehenden Ausführungen besteht ein wichtiger Grund dafür, dass die Einschränkungen bezüglich der Kabelführung entfallen können, darin, dass insbesondere auch im Falle einer zufallsbasierten Generierung der Bit-Folge zur Codierung des Sende-Signals SIG_S identische Bit-Folgen für verschiedene Vorrichtungen V praktisch ausgeschlossen werden können.
Zusammenfassend ist somit zu sagen, dass die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung V gemäß der Figur eine Er höhung der Störunempfindlichkeit der Vorrichtung V zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes des Gleisabschnitts G ermöglicht, wobei gleichzeitig eine Vereinfachung und damit verbunden eine Kostenreduktion erzielt wird.

Claims

Vorrichtung (V) zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts (G) mit – einem Sender (S) zum Einspeisen eines mittels einer Modulation codierten Sende-Signals (SIG_S) in die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) und – zumindest einem Empfänger (E) zum Empfangen eines durch eine Übertragung des Sende-Signals (SIG_S) über die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) bewirkten Empfangs-Signals (SIG_S), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) zum Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals (SIG_S) mit der Modulation des Sende-Signals (SIG_S) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) zum Erzeugen eines mittels einer beliebigen, insbesondere zufallsbasiert generierten, Modulation codierten Sende-Signals (SIG_S) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) zum Erzeugen eines mittels einer Frequenzmodulation codierten Sende-Signals (SIG_S) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) zum Erzeugen eines mittels einer Modulation in Form einer Bit-Folge codierten Sende-Signals (SIG_S) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) zum bitweisen Vergleich der Modulation des Empfangs-Signals (SIG_E) mit der Modulation des Sende-Signals (SIG_S) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) zum kontinuierlichen Codieren des Sende-Signals (SIG_S) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) zum signaltechnisch sicheren Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals (SIG_E) mit der Modulation des Sende-Signals (SIG_S) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) basierend auf dem Vergleich der Modulation des Empfangs-Signals (SIG_E) mit der Modulation des Sende-Signals (SIG_S) zum Erzeugen eines einen Störzustand anzeigenden Fehler-Signals ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) zum Ausgeben des Fehler-Signals in Form einer optischen und/oder akustischen Warnmeldung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) zur Übertragung von Datensignalen über die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) an ein den Gleisabschnitt (G) belegendes Schienenfahrzeug ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (V) zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts (G), wobei – ein mittels einer Modulation codiertes Sende-Signal (SIG_S) in die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) eingespeist wird und – ein durch eine Übertragung des Sende-Signals (SIG_S) über die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) bewirktes Empfangs-Signal (SIG_S) empfangen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation des Empfangs-Signals (SIG_S) mit der Modulation des Sende-Signals (SIG_S) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sende-Signal (SIG_S) mittels einer beliebigen, insbesondere zufallsbasiert generierten, Modulation codiert wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sende-Signal (SIG_S) mittels einer Modulation in Form einer Frequenzmodulation codiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Sende-Signal (SIG_S) mittels einer Modulation in Form einer Bit-Folge codiert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation des Empfangs-Signals (SIG_E) bitweise mit der Modulation des Sende-Signals (SIG_S) verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Sende-Signal (SIG_S) kontinuierlich codiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation des Empfangs-Signals (SIG_E) signaltechnisch sicher mit der Modulation des Sende-Signals (SIG_S) verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf dem Vergleich der Modulation des Empfangs-Signals (SIG_E) mit der Modulation des Sende-Signals (SIG_S) ein einen Störzustand anzeigendes Fehler-Signal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehler-Signal in Form einer optischen und/oder akustischen Warnmeldung ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass über die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) Datensignale an ein den Gleisabschnitt (G) belegendes Schienenfahrzeug übertragen werden.