DE19809086A1 - Einrichtung zum Unterscheiden von Radbefahrungen und sonstigen Beeinflussungen von Schienenkontakten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Einrich­ tung ist in der nicht vorveröffentlichten DE 197 09 840 A be­ schrieben. Dort wird über einen nach dem Sender/Empfänger­ prinzip arbeitenden Doppelschienenkontakt berichtet, bei dem vom Zählpunkt aus zum Zählwerk über gemeinsame Übertragungs­ leitungen verschiedenfrequente Signalspannungen übermittelt werden, deren Frequenz und Amplitude am Zählwerk bewertet werden. Dabei wird aus der Amplitudenbewertung das Ansprechen eines Schienenkontaktes erkannt und aus der Frequenz die Art der Schienenkontaktbeeinflussung. Die vorgenannte DE-OS macht sich dabei die Erkenntnis zu Nutze, daß die Schienenkontakte auf eine Radbefahrung anders reagieren als auf eine Bremsen­ beeinflussung. Bei der Radbefahrung erhöht sich die Kopplung zwischen den Sende- und Empfangsspulen der Schienenkontakte mit der Folge, daß die Frequenz der auf die Übertragungslei­ tungen zum Zählwerk geschalteten Signalspannungen ansteigt, während bei einer Bremsenbeeinflussung durch Feldverdrängung die Kopplung abnimmt und demzufolge auch die Frequenz der Si­ gnalspannungen abnimmt. Das Auswandern der Signalfrequenzen aus einem vorgegebenen Frequenzbereich wird dabei mittels Filterschaltungen zur frequenzabhängigen Bedämpfung der Si­ gnalspannungen und mittels nachgeschalteter Trigger zur Amplitudenbewertung der die Filter durchlaufenden Signalspan­ nungen festgestellt; für die zählwerkseitige Frequenzbewer­ tung dienen Frequenz/Spannungsumsetzer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, mit der es möglich ist, den Aufwand für die Zustandsüberwachung von Schienenkontakten und die Klassifizierung von Schienen­ kontaktbeeinflussungen nach Radbefahrungen und Bremsenbeein­ flussungen zu vermindern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß die Schie­ nenkontakte eines Zählpunktes nicht nur hinsichtlich ihrer Beeinflussung, sondern auch in ihrem Ruhezustand überwacht werden und daß die erfindungsgemäße Einrichtung darüber hin­ aus auch den Ausfall eines oder beider Schienenkontakte, bei­ spielsweise bei Leitungsunterbrechungen, zu erkennen vermag. Anstelle aufwendiger Bandpässe zum Erkennen des Auswanderns einer Signalfrequenz aus einem vorgegebenen Frequenzspektrum werden erfindungsgemäß lediglich Hoch- und Tiefpässe verwen­ det; auf den Vorhalt weiterer frequenzbewertender Einrichtun­ gen auf der Zählwerkseite kann ganz verzichtet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen angege­ ben.

So beinhalten die Merkmale des Anspruches 2 eine vorteilhafte Ausgestaltung der Zählpunktseite, die das ungewollte Einkop­ peln von Störspannungen in die Übertragungsleitungen zur Zählstelle weitgehend verhindert.

Gemäß Anspruch 3 sind den Filterschaltungen der Zählstelle lediglich noch Gleichrichter und Trigger nachzuschalten, an deren Ausgängen die Signale anliegen, die die Zustandsüberwa­ chung des Zählpunktes ermöglichen.

In vorteilhafter Weise sehen die Merkmale des Anspruches 4 vor, die Bewertungsergebnisse erst anzuerkennen, wenn die entsprechenden Meldungen stabil sind. Damit soll verhindert werden, daß etwaige kurzzeitig wirksame Störsignale in der Zählstelle Zählpunktzustände vortäuschen, die tatsächlich nicht vorhanden sind.

Anspruch 5 benennt die Ableitung der Zählpunkt-Zustandsmel­ dungen aus den Triggerausgangssignalen, wobei zum eindeutigen Beschreiben einzelner Zustände nicht nur die Triggermeldungen als solche sondern auch ihr zeitlicher Versatz eine Rolle spielt.

Um zu verhindern, daß das Ansprechen eines einzigen Schienen­ kontaktes bereits zu einem Auszählimpuls und damit möglicher­ weise zu einer Freimeldung führen kann, wird nach der Lehre des Anspruches 6 das Ableiten eines solchen Auszählimpulses vom zeitlich versetzten Ansprechen der beiden Schienenkontak­ te eines Zählpunktes abhängig gemacht; damit wird eine tat­ sächlich nicht beabsichtigte Freimeldung eines Gleisabschnit­ tes beim Anfahren eines Schienenkontaktes zuverlässig vermie­ den.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 die erfindungsgemäße Einrichtung in Form eines Blockschaltbildes, in

Fig. 2 die Kennlinien von nach der Erfindung vorgesehenen Hoch- und Tiefpässen und in

Fig. 3 eine Tabelle, aus der sich der Zusammenhang zwischen den Triggerausgangssignalen und den verschiedenen Betriebszuständen eines Zählpunktes ergibt.

Die technische Ausgestaltung eines Zählpunktes mit zwei nach dem Sender/Empfängerprinzip arbeitenden Schienenkontakten ist ausführlich in der DE 197 09 840 A offenbart; insofern wird darauf Bezug genommen. Anstelle der dort vorgesehenen Band­ pässe zum Ein- und Auskoppeln der verschiedenfrequenten Si­ gnalspannungen in bzw. aus den gemeinsamen Übertragungslei­ tungen vom Zählpunkt zum Zählwerk weist die erfindungsgemäße Einrichtung auf der Zählpunktseite optional lediglich einen Tiefpaß F1T und einen Hochpaß F2H auf, über die die von den beiden Schienenkontakten S1, S2 stammenden verschiedenfre­ quenten Signalspannungen auf die gemeinsamen Übertragungslei­ tungen SK gelegt werden. Der Tiefpaß F1T ist dabei dem Schie­ nenkontakt S1 für die Bereitstellung der jeweils niederfre­ quenteren Signalspannung zugeordnet, während der Hochpaß F2H dem Schienenkontakt S2 für die höherfrequentere Signalspan­ nung zugeordnet ist. Die Grenzfrequenz des Tiefpasses F1T ist gleich oder höher als die obere Arbeitsfrequenz f10 des Schienenkontaktes S1; die Grenzfrequenz des Hochpasses F2H ist gleich oder niedriger als die untere Arbeitsfrequenz f2u des Schienenkontaktes S2. Die Durchlaß- bzw. Sperrbereiche der Filter sind in Fig. 2 zusammen mit den Arbeitsfrequenzen f1o, f1u, f2o, f2u der von den Schienenkontakten S1 und S2 erzeugten Signalspannungen dargestellt. Diese Arbeitsfrequen­ zen sind zum einen die Frequenzen f1o und f2o, die beim Vor­ überlaufen eines Fahrzeugrades an dem einen bzw. an dem ande­ ren Schienenkontakt nach oben hin durchlaufen werden und zum anderen die Frequenzen f1u und f2u, die beim Passieren einer wirksam geschalteten Fahrzeugbremse nach unten hin durchlau­ fen werden können. Die den zählpunktseitigen Hoch- bzw. Tief­ paß F2H bzw. F1T durchlaufenden Signalspannungen werden über eine zählpunktseitige Entkopplungseinrichtung EK auf die Übertragungsleitungen SK zum Zählwerk geschaltet und dort über eine entsprechende Entkopplungseinrichtung EK aus den Übertragungsleitungen wieder ausgekoppelt. Sie werden dann am Zählwerk zwei den beiden Schienenkontakten zugeordneten Hoch­ pässen F11H und F21H zugeführt. Die Grenzfrequenzen dieser beiden Hochpässe sind verschieden voneinander. Sie entspre­ chen der unteren Grenzfrequenz f1u bzw. f2u des Schienenkon­ taktes, dessen Signalspannung in dem betreffenden Auswerteka­ nal des Zählwerks zu bewerten ist. Die Ausgänge der zählwerk­ seitigen Hochpässe F11H und F21H sind zum einen über Gleich­ richter auf Trigger T11 bzw. T21 geführt und zum anderen auf die Eingänge von Tiefpässen F12T bzw. F22T. Die Grenzfrequen­ zen dieser Tiefpässe sind ebenfalls verschieden voneinander und werden durch die obere Arbeitsfrequenz f1o bzw. f2o des einen bzw. des anderen Schienenkontaktes bestimmt. Den Tief­ pässen nachgeschaltet sind ebenfalls Gleichrichter und zuge­ hörige Trigger T12 bzw. T22.

Solange die Schienenkontakte des Zählpunktes ZP unbeeinflußt sind, durchlaufen die von ihnen erzeugten Signalspannungen mit den Frequenzen f1 bzw. f2 im wesentlichen unbedämpft sowohl die zählpunktseitigen Filter F1T bzw. F2H als auch die zähl­ werkseitigen Filter F11H und F12T bzw. F21H und F22T. Den Triggern T11 bis T22 werden dabei auf HIGH-Pegel liegende Eingangssignale zugeführt. Als Folge davon liegen die Trig­ ger-Ausgangssignale S11 bis S22 auf LOW-Potential. Dieses LOW-Potential an den Triggerausgängen kennzeichnet den unbe­ einflußten Zustand der zu überwachenden Schienenkontakte.

Durchläuft ein Fahrzeugrad den Beeinflussungsbereich der bei­ den Schienenkontakte, so reagieren diese aufeinanderfolgend mit einer Frequenzanhebung ihrer Signalspannungen; der Grund liegt in der vorübergehend stärkeren Kopplung zwischen den Sende/Empfangsspulen der einzelnen Schienenkontakte. Sobald dabei die obere Arbeitsfrequenz f1o bzw. f2o des einen bzw. anderen Schienenkontaktes durchlaufen wird, werden ihre Si­ gnalspannungen von den zählwerkseitigen Tiefpässen bedämpft und zwar in der Weise, daß der Tiefpaß F12T die Signalspan­ nung des Schienenkontaktes S1 und der Tiefpaß F22T die Si­ gnalspannung des Schienenkontaktes S2 in ihrer Amplitude ver­ mindert. Als Folge davon legen die diesen Tiefpässen nachge­ schalteten Trigger T12 und T22 ihre Ausgänge S12 bzw. S22 auf HIGH. Dies geschieht zeitlich versetzt entsprechend dem Vor­ rücken des Fahrzeugrades im Bereich der beiden Schienenkon­ takte.

Während der alleinigen Beeinflussung z. B. des Schienenkon­ taktes S1 bedämpft zwar auch der dem anderen Schienenkontakt zählwerkseitig zugeordnete Hochpaß F21H die ihm vom Schienen­ kontakt S1 zugeführte Signalspannung; dieses Filter wird ein­ gangsseitig aber noch durch die Signalspannung des annahmege­ mäß noch unbeeinflußten oder zumindest noch nicht voll be­ einflußten Schienenkontaktes S2 gespeist, so daß an seinem Ausgang weiterhin hoher Signalpegel anliegt und dafür sorgt, daß die Ausgangsspannungen S21 und S22 der beiden Trigger T21 und T22 auf LOW liegen. Erst wenn auch der zweite Schienen­ kontakt S2 durch ein Fahrzeugrad beeinflußt wird, wird durch Bedämpfung der zugehörigen Signalspannung im Tiefpaß F22T auch der Ausgang des Triggers T22 auf HIGH gesetzt. Beim Wei­ tervorrücken des Fahrzeug bleibt dieser Zustand erhalten (Signalspannungen S12 und S22 liegen auf HIGH) bis das be­ treffende Fahrzeugrad nur noch den Schienenkontakt S2 beein­ flußt. Dann wird die vom Schienenkontakt S2 erzeugte Si­ gnalspannung zwar auch durch den Tiefpaß F12T bedämpft; am Ausgang dieses Filters ist jedoch weiterhin hoher Signalpegel abgreifbar, weil dem Filter F12 von dem annahmegemäßen nun nicht mehr beeinflußten Schienenkontakt S1 eine ausreichend hohe Signalspannung mit einer Frequenz unterhalb der kriti­ schen Grenzfrequenz f1o zugeführt wird. Damit drückt sich die Vorbeifahrt eines Fahrzeugrades durch das zeitlich versetzte Ansprechen der beiden Trigger T12 und T22 aus.

In besonders vorteilhafter Weise kann bereits das Ansprechen eines einzigen Schienenkontaktes zu einem Einzählimpuls füh­ ren; das Entstehen eines Auszählimpulses sollte aber vom zeitgerechten Ansprechen beider Schienenkontakte abhängig ge­ macht sein. So wird zuverlässig vermieden, daß bereits beim Anfahren eines Schienenkontaktes eine Freimeldung für einen tatsächlich noch besetzten Abschnitt ausgelöst werden kann.

Passiert ein Fahrzeug mit eingeschalteten und abgesenkten Ma­ gnetschienenbremsen die Schienenkontakte des Zählpunktes, so vermindert sich durch Feldverdrängung die Kopplung zwischen den Sende- und Empfangsspulen der Schienenkontakte. Dadurch sinken die Frequenzen der zugehörigen Signalspannungen mitun­ ter so stark ab, daß die untere Grenzfrequenz f1u bzw. f2u unterschritten wird. Als Folge davon kommt es zu einer Be­ dämpfung der dem Zählwerk zugeführten Signalspannungen durch den Hochpaß F11H und/oder den Hochpaß F21H. Der Ausgang des betreffenden Filters schaltet dann LOW-Potential und führt dieses dem ihm jeweils nachgeschalteten Tiefpaß F12T bzw. SF22T zu. Als Folge hiervon werden den Eingängen der Trigger T11 und T12 bzw. T21 und T22 aus den bedämpften Signalspan­ nungen abgeleitete Gleichspannungen mit niedrigem Pegel zuge­ führt. Die Ausgangsspannungen S11 bis S22 der Trigger wech­ seln dabei auf HIGH. Werden beide Schienenkontakte durch eine Fahrzeugbremse so stark beeinflußt, daß die jeweils zugehöri­ ge untere Grenzfrequenz der Signalspannung unterschritten wird, dann sprechen die Trigger T11 und T12 bzw. T21 und T22 aufeinanderfolgend entsprechend dem Vorrücken des Fahrzeugs im Zählpunktbereich zeitlich versetzt an. Aus diesem zeitli­ chen Versatz läßt sich eindeutig auf eine Bremsenbeeinflus­ sung schließen. Vielfach ist es aber so, daß eine Fahrzeug­ bremse überhaupt keinen Schienenkontakt oder nur einen der Schienenkontakte so stark beeinflußt, daß dessen Signalfre­ quenz die zugehörige untere Grenzfrequenz unterschreitet. Der erste Fall ist unkritisch, weil dann zuverlässig kein Radim­ puls ausgelöst wird; der zweite Fall ist auch eindeutig, weil das gleichzeitige Ansprechen der Trigger T11 und T12 oder T21 und T22 verschieden ist vom Meldebild eine Radbeeinflussung.

Das vorgenannte Störungsmeldebild stellt sich auch ein, wenn einer der Schienenkontakte vollständig ausfällt, so daß die Generierung seiner Signalfrequenz entweder überhaupt nicht stattfindet oder aber diese Signalfrequenz der zählpunktsei­ tigen Entkopplungsschaltung nicht zugeführt wird. Gleiches gilt, wenn die zählwerkseitige Entkopplungsschaltung z. B. durch Leitungsbruch nicht mehr auf den einen oder anderen nachgeschalteten Hochpaß speist. Bei einer Unterbrechung der Übertragungsleitungen SK zwischen Zählpunkt und Zählwerk wer­ den den zählwerkseitigen Filtern keine Signalspannungen mehr zugeführt und die den Filtern nachgeschalteten Trigger legen ihren Ausgang jeweils auf HIGH. Dieses Anschalten von HIGH- Potential geschieht an allen Triggern gleichzeitig, so daß auf die eingetretene Störung eindeutig rückgeschlossen werden kann. Das Ausgeben von den Betriebszustand eines Zählpunktes charakterisierenden Meldungen sollte in jedem Fall davon ab­ hängig gemacht sein, daß die betreffenden Zustandsmeldungen über eine vorgegebene Zeitspanne stabil bleiben; auf diese Weise werden sporadische Störsignale für die Zustandsüberwa­ chung des Zählpunktes ausgeblendet.

Bei dem vorstehend näher beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die frequenzmäßige Bewertung der von den Schienenkontakten erzeugten Signalspannungen ausschließ­ lich auf der Zählwerkseite in dafür vorgesehenen Filtern mit Hoch- und Tiefpaßverhalten. Die zählpunktseitig vorgesehenen Filter dienen ausschließlich dazu, die von den Generatoren der Schienenkontakte neben den Signalfrequenzen erzeugte Oberwellen von den Übertragungsleitungen fernzuhalten. Diese Filter werden insbesondere dann benötigt, wenn die Generato­ ren als Rechteckgeneratoren ausgeführt sind; bei Verwendung von Sinusgeneratoren kann auf die zählpunktseitigen Filter verzichtet werden.

Claims (6)

1. Einrichtung zum Unterscheiden zwischen Radbefahrungen und anderen Beeinflussungen, die an den nach dem Sender-/Empfän­ gerprinzip arbeitenden beiden Schienenkontakten eines Zähl­ punktes Signalspannungen unterschiedlicher Signalfrequenz entstehen lassen, welche Signalspannungen über gemeinsame Übertragungsleitungen zu einem Zählwerk übertragen und dort nach Durchlaufen von Filtern hinsichtlich ihrer Amplitude und ihrer Frequenz bewertet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die an den beiden Schienenkontakten (S1, S2) eines Zähl­ punktes (ZP) entstehenden Signalspannungen an der Zählstelle (ZW) zwei Hochpässen (F11H, F21H) mit je einem nachgeordneten Tiefpaß (F12T, F22T) zugeführt wird,
wobei die Grenzfrequenzen (f1u, f1o; f2u, f2o) dieser Filter­ anordnungen aus je einem Hoch- und einem Tiefpaß (F11H, F12T; F21H, F22T) durch die Ansprechgrenzen des einen bzw. anderen Schienenkontaktes definiert sind
und daß eine Bewertung der an den Ausgängen der Filteranord­ nungen anstehenden Signale hinsichtlich ihrer Amplitude und ihrer zeitlichen Folge stattfindet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die an den beiden Schienenkontakten (S1, S2) eines Zähl­ punktes (ZP) entstehenden Signalspannungen am Zählpunkt ge­ trennt voneinander über einen Hochpaß (F2H) bzw. einen Tief­ paß (F1T) mit sich nicht überschneidenden Grenzfrequenzen (f1o, f2u) auf die gemeinsamen Übertragungsleitungen (SK) zur Zählstelle geführt sind,
wobei die Grenzfrequenz des Tiefpasses (F1T) gleich oder hö­ her ist als die Signalfrequenz (f1o), die sich bei einer Rad­ befahrung am Schienenkontakt (S1) mit der jeweils niedrigeren Signalfrequenz (f1) einstellt und daß die Grenzfrequenz des Hochpasses (F2H) gleich oder niedriger ist als die Signalfre­ quenz (f2u), die sich bei einer sonstigen Beeinflussung am anderen Schienenkontakt (S2) einstellt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den zählstellenseitigen Filterausgängen über Gleichrich­ ter Trigger (T11, T12; T21, T22) nachgeschaltet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe und/oder Bewertung von Ausgangssignalen (S11 bis S22) der Trigger (T11, T12; T21, T22) davon abhängig ge­ macht ist, daß diese Ausgangssignale oder die sie veranlas­ senden Eingangssignale über eine vorgegebene Mindestzeitspan­ ne vorhanden sind, die mindestens gleich einer zulässigen Störbeeinflussungszeit ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine gemeinsame Bewertung aller Triggerausgangssignale stattfindet, wobei
das alleinige Ansprechen mindestens eines der an einen Tief­ paß (F12T, F22T) angeschlossenen Trigger (T12, T22) eine Rad­ befahrung,
das Ansprechen mindestens eines an einen Hochpaß (F11H, F21H) angeschlossenen Triggers (T11, T21) zusammen mit dem an den in Reihe geschalteten Tiefpaß (F12T, F22T) angeschlossenen Trigger (T12, T22) eine Bremsenbeeinflussung,
das Nichtansprechen der einem Schienenkontakt (z. B. S1) zu­ geordneten Trigger (T11, T12) den unbeeinflußten Zustand die­ ses Schienenkontaktes und
das gleichzeitige Ansprechen der einem oder beiden Schienen­ kontakten zugeordneten Trigger den Ausfall des betreffenden Schienenkontaktes bzw. beider Schienenkontakte oder eine Lei­ tungsunterbrechung zwischen Zählpunkt und Zählwerk anzeigt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ableiten eines Auszählimpulses aus den Radbeeinflus­ sungssignalen eines Zählpunktes davon abhängig gemacht ist, daß die an die zählstellenseitigen Tiefpässe (F12T, F22T) an­ geschlossenen Trigger (T12, T22) zeitlich versetzt angespro­ chen haben.