DE10240272A1

DE10240272A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Informationsuebertagung durch Eisenbahnschienen und/oder Oberleitung

Info

Publication number: DE10240272A1
Application number: DE10240272A
Authority: DE
Inventors: Joerg Schreiber
Original assignee: Individual
Current assignee: SCHREIBER, JOERG, 73447 OBERKOCHEN, DE
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2002-08-31
Publication date: 2003-05-15
Also published as: DE20114284U1; DE10240272A9

Abstract

Zur Investitionskostenersparnis sollen mit dem neuen Verfahren die ohnehin vorhandenen Eisenbahnschienen und/oder Oberleitung zusätzlich zum eigentlichen Zweck für die Telekommunikation, Daten- und Signalübertragung genutzt werden. DOLLAR A Zur Informationsübertragung kann die elektrische Leitfähigkeit oder die Schall-Leitfähigkeit der metallischen Schienen und Drähte genutzt werden. DOLLAR A Hierfür sollen Schallstationen mit den Schienen und/oder der Oberleitung verbunden werden. DOLLAR A Die zu übermittelnden elektrischen Signale sollen mit den in der Telekommunikationstechnik üblichen Methoden auf Schiene bzw. Fahrdraht übertragen werden. DOLLAR A Schallsignale können durch gezielten mechanischen Kontakt mit der Schiene, durch die Berührung zwischen Rad und Schiene oder durch Lautsprecher erzeugt werden. Der Empfang ist durch Mikrophone und geeignete Verstärker möglich. DOLLAR A Sender und Empfänger können feste Stationen und/oder Schienenfahrzeuge sein. Aus der Laufzeit des Signals kann auch die Entfernung bestimmt werden. DOLLAR A Das Verfahren kann beispielsweise das Telefonnetz erweitern oder für die Signaltechnik des Schienenverkehrs genutzt werden.

Description

Für die Telekommunikation werden normalerweise eigens dafür errichtete Leitungsnetze bzw. Funkeinrichtungen verwendet. Durch den zunehmenden Informationsaustausch besteht Bedarf an Erweiterungen der Infrastruktur, was mit erheblichen Investitionskosten verbunden ist. Daher wurde ein Verfahren für die Nutzung des ohnehin vorhandenen Stromnetzes für die Informationsübertragung entwickelt.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ähnlich wie beim Stromnetz auch das Eisenbahnschienennetz sowie das Oberleitungsnetz zusätzlich zum eigentlichen Bestimmungszweck zur Informationsübertragung zu nutzen.
Hierfür kann zum einen die elektrische Leitfähigkeit der metallischen Schienen und Drähte genutzt werden, zum anderen auch für kürzere Entfernungen die Übertragung von Schallwellen.
Hierfür sollen an geeigneten Orten Schaltstationen mit den Schienen und/oder der Oberleitung verbunden werden.
Die zu übermittelnden elektrischen Signale sollen mit den in der Telekommunikationstechnik üblichen Methoden auf Schiene bzw. Fahrdraht übertragen werden. Hierbei ist eine Filterung zur Unterscheidung von anderen Signalen nötig. Ggf soll die Zeit des Sendens und Empfangens sehr genau bestimmt werden um, ähnlich wie bei der LIDAR-Technik, aus der Laufzeit die Entfernung zu bestimmen.
Schallsignale können durch eine Vorrichtung zur Beaufschlagung der Schiene, durch den mechanischen Kontakt zwischen rollendem Rad und Schiene oder durch Lautsprecher erzeugt werden. Der Empfang ist durch Mikrophone und geeignete Verstärker möglich.
Die Vorrichtungen zum Senden und Empfangen können feste Stationen, z. B. bei Stellwerken, sein und/oder auch an Schienenfahrzeugen angebracht werden.

Vorteilhafte Wirkungen

Mit der Erfindung bietet sich die Möglichkeit, die Infrastruktur zur Telekommunikation zu erweitern. Es bietet sich die Chance geringer Investitionskosten, da das eigentliche Netz vorhanden ist und nur noch Empfangs- und Sendeeinrichtungen eingebaut werden müssten, die die Signale in die Eisenbahnschienen bzw. Fahrdraht ein- und auskoppeln. Ausserdem bietet es viele Möglichkeiten zur Kommunikation mit den Schienenfahrzeugen durch den Betreiber des Bahnverkehrs, zum Zweck der Überwachung der Verkehrssicherheit auf den Schienen. Insbesondere besteht die Möglichkeit, die momentane Position der Schienenfahrzeuge zu bestimmen. Dies kann beispielsweise durch Anbringung einer Sendevorrichtung oder einer charakteristischen Schieneneinkerbung an einem bestimmten Ort, oder durch Messung der Laufzeit und Bestimmung bzw. Kenntnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals geschehen. Daraus ergeben sich Nutzungsmöglichkeiten innerhalb eines Signaltechniksystems zur Organisation und Überwachung des Schienenverkehrs. Dies kann die Sicherheit und Leistungsfähigkeit des Streckennetzes erhöhen.

Claims

1. Vorrichtung zur Informationsübertragung bestehend aus einem Sendegerät und einem Empfangsgerät, die beide Kontakt zu einer Eisenbahnschiene besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender elektrische Signale auf die Eisenbahnschiene überträgt, und der Empfänger an einem anderen Ort das Signal nach der Ausbreitung in der Schiene empfängt.

2. Vorrichtung zur Informationsübertragung, bestehend aus einer Sendegerät und einem Empfangsgerät, die beide Kontakt zu einer Eisenbahnoberleitung besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender elektrische Signale auf die Eisenbahnoberleitung überträgt, und der Empfänger an einem anderen Ort das Signal nach der Ausbreitung in der Oberleitung empfängt.

3. Vorrichtung zur akustischen Informationsübertragung, bestehend aus einer Sendevorrichtung und einem Empfangsgerät, die beide Kontakt zu einer Eisenbahnschiene besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender Schallsignale auf die Schiene überträgt, beispielsweise durch einen Lautsprecher oder die Beaufschlagung der Schiene mit einem harten Gegenstand, und der Empfänger, beispielsweise ein Mikrophon, an einem anderen Ort das Signal nach der Ausbreitung in der Schiene empfängt.
Die Schallwellen können z. B. durch Modulation der Amplitude oder Frequenz oder durch eine definierte Abfolge von Schallsignalen Informationen weiterleiten.

4. Vorrichtung zur Informationsübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger eine immobile Station ist und der Sender sich in oder an einem Schienenfahrzeug befindet.

5. Vorrichtung zur Informationsübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger und der Sender sich jeweils in oder an einem Schienenfahrzeug befinden.

6. Vorrichtung zur Informationsübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender eine immobile Station ist und der Empfänger sich in oder an einem Schienenfahrzeug befindet.

7. Vorrichtung zur Informationsübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass Sender und Empfänger immobile Stationen sind.

8. Schienenfahrzeug, das mit Empfänger und/oder Sender zur Informationsübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3 ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es Informationen mit immobilen Stationen und/oder anderen Schienenfahrzeugen mit entsprechender Ausrüstung austauschen kann.

9. Vorrichtung zur Informationsübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass Empfänger und Sender mit einer Uhr ausgestattet sind, die den Sendezeitpunkt definiert bzw. den Empfangszeitpunkt misst und somit die Messung der Laufzeit des Signals vom Sender zum Empfänger ermöglicht und auch die Berechnung des Abstands zwischen Empfänger und Sender.

10. Vorrichtung zur Informationsübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass Empfänger und der Sender mit einer Uhr ausgestattet sind, die den zeitlichen Abstand zwischen den Sendezeitpunkten der einzelnen Elemente einer definierten Signalfolge kontrolliert bzw. die Empfangszeitpunkte misst und somit die Messung der Änderung der zeitlichen Abstände der einzelnen Signale ermöglicht und auch die Berechnung des Geschwindigkeitsunterschieds zwischen Empfänger und Sender.

11. Vorrichtung zur Informationsübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schiene an wenigstens einer Stelle eine definierte Oberflächenstruktur besitzt, durch deren Unebenheit beim Darüberfahren eines Rades eine charakteristische Schallinformation ausgelöst wird, woraus ein Empfänger Anzahl, Geschwindigkeit und Fahrtrichtung der Räder bestimmen kann. Die Oberflächenstruktur soll aus mindestens 3 Vertiefungen oder Erhebungen bestehen, die asymmetrisch angeordnet sind und deren Abstand voneinander gross genug ist, dass die ausgelösten Schallsignale beim Empfänger unterscheidbar sind.

12. Vorrichtung zur Informationsübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass eine definierte Oberflächenstruktur mindestens eines Rads eines Eisenbahnzugs, z. B. der vordersten und hintersten Achse, beim Kontakt mit der Schiene ein Schallsignal auslöst, woraus ein Empfänger Geschwindigkeit und Richtung bestimmen kann, sowie aus der Signalstärke die Entfernung abschätzen kann. Die Oberflächenstruktur soll aus mindestens 3 Vertiefungen oder Erhebungen bestehen, die asymmetrisch angeordnet sind und deren Abstand voneinander gross genug ist, dass die ausgelösten Schallsignale beim Empfänger unterscheidbar sind.

13. Vorrichtung zur Informationsübertragung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger sich stationär an einer Schiene befindet und der Sender stationär an der anderen Schiene des gleichen Gleises, was beim Heranfahren eines Schienenfahrzeugs die Übertragung eines Signals über die leitende Verbindung durch Räder und Achsen von einer Schiene zur anderen ermöglicht, wobei das empfangene Signal von Geschwindigkeit, Anzahl und Abstand der Achsen vom Signalempfänger abhängt.

14. Vorrichtung zur Informationsübertragung nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schienenfahrzeug beim Bremsen ein Signal mit Hilfe eines Senders auf die Schienen oder den Fahrdraht überträgt, das ein Empfänger eines anderen Fahrzeugs oder eine feste Station empfangen kann, sowie aus der Signalstärke die Entfernung abschätzen kann.

15. Vorrichtung zur Informationsübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Bremsen eines Schienenfahrzeugs entstehenden Geräusche, die sich als Schallwellen durch die Schienen ausbreiten, von einem Empfänger wie in mindestens einem der Ansprüche 3-5 detektiert werden, und somit aus der Signalstärke die Entfernung der bremsenden Räder und die Stärke des Bremsvorgangs abgeschätzt werden kann.

16. Vorrichtung zur Informationsübertragung und zur Steuerung der Sicherungsanlagen eines Bahnübergangs nach mindestens einem der Ansprüche 3-5 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine definierte Oberflächenstruktur an wenigstens einer Stelle einer Schiene in der Nähe eines Bahnübergangs beim Darüberfahren eines Rades eine charakteristische Schallinformation ausgelöst wird, die ein Empfänger am Bahnübergang messen kann, der mit einem Regler verbunden ist, der die Signal- und/oder Schrankenanlage zur Sicherung der Übergangs steuert.

17. Vorrichtung zur Steuerung der Sicherungsanlagen eines Bahnübergangs nach mindestens einem der Ansprüche 3-5 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Empfänger an einem Bahnübergang angebracht ist, der mit einem Regler verbunden ist, der die Signal- und/oder Schrankenanlage zur Sicherung der Übergangs steuert, und der die durch die Rollbewegung von Rädern auf den Schienen in der Nähe des Übergangs entstehenden Schallemissionen detektieren kann.

18. Vorrichtung zur Informationsübertragung und zur Steuerung der Sicherungsanlagen eines Bahnübergangs nach mindestens einem der Ansprüche 1, 4-5, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Stelle einer Schiene in der Nähe eines Bahnübergangs eine Sendestation angebracht ist, die beim Vorbeifahren eines Rades ein charakteristisches elektrisches Signal aussendet, die ein Empfänger am Bahnübergang messen kann, der mit einem Regler verbunden ist, der die Signal- und/oder Schrankenanlage zur Sicherung der Übergangs steuert.