DE2655057B1

DE2655057B1 - Einrichtung zur Ortung und Datenübertragung bei Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE2655057B1
Application number: DE2655057A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Uebel
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1976-12-04
Filing date: 1976-12-04
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2655057C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Fahrzeugortung und zur Datenübertragung zwischen Schienenfahrzeugen und streckenseitigen Einrichtungen.

Eine besondere kritische Stelle bei allen automatischen Zugsteuerungssystemen ist die Schnittstelle Strecke —Fahrzeug. Da die Fahrzeuge ihre Position ständig ändern, kann deren Steuerung von der Strecke aus nur dann sicher erfolgen, wenn eine gesicherte Datenübertragung sntlang der gesamten Strecke möglich ist und wenn die Positionen der einzelnen Fahrzeuge jederzeit genau genug bestimmt werden können.

Die sogenannte Linienzugbeeinflussung, im folgenden kurz LZB genannt, wie sie vom Normenausschuß ORE A 46 empfohlen wird, erfüllt diese Voraussetzungen mittels eines in regelmäßigen Abständen gekreuzten Linienleiters, der einerseits die Datenübertragung zu und von fahrzeugseitigen, über Antennen induktiv mit ihm gekoppelten Einrichtungen zuläßt, andererseits durch an seinen Kreuzungsstellen entstehende Phasenkehrpunkte, die von den Fahrzeugen erkannt werden, Bezugspunkte für eine genaue fahrzeugseitige Ortung liefert.

Neben der LZB, die für Fernbahnen entwickelt wurde, gibt es sogenannte »Codierte Gleisstromkreise« (siehe z. B. DT-AS 10 68 744 und DT-OS 15 30 432), die eine Ortung der Fahrzeuge von der Strecke aus und eine Datenübermittelung zu den Fahrzeugen in beschränktem Ausmaß zulassen.

Für viele Anwendungen, vor allem im Nahverkehr, wo zumeist kleinere Fahrzeugeinheiten und dafür kürzere Fahrzeugfolgezeiten angestrebt weiden, ist die LZB zu kompliziert und zu wenig flexibel. Vor allem die Fahrzeugortung, die nicht primär von der Strecke, sondern vom Fahrzeug aus geschieht, erfordert die Übertragung der Fahrzeugstandorte an die Zentrale mittels Datentelegrammen, was bei kurzen Fahrzeugfolgezeiten zu viel Zeit beansprucht.
Codierte Gleisstromkreise, dagegen, sind für viele Anwendungen nicht leistungsfähig genug. Außerdem erlauben sie die Datenübertragung nur bei Einrichtungsbetrieb und benötigen für atomatische Zielbremsungen Zusatzeinrichtungen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Eiririchtung zu schaffen, die Vorteile der codierten Gleisstromkreise mit Vorteilen der LZB so kombiniert, daß eine einfache, auch für Nahverkehrssysteme genügend leistungsfähige automatische Steuerung für Schienenfahrzeuge ermöglicht wird.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Gleisstromkreis und einer mindestens einmal gekreuzten Linienleiterschleife besteht, daß dieser Gleisstromkreis mit der Linienleiterschleife in Reihe geschaltet ist und daß der den Gleisstromkreis und die Linienleiterschleife speisende Sender in der Lage ist, Daten auf fahrzeugseitige, über mindestens eine Antenne mit dem Gleisstromkreis und der Linienleiterschleife induktiv gekoppelte Einrichtungen zu übertragen. Hierdurch wird mit gegenüber dem herkömmlichen codierten Gleisstromkreis nur wenig erhöhtem Aufwand eine Datenübertragung von der Strecke zum Fahrzeug auch bei Falschfahrt ermöglicht. Zudem wird durch die Kreuzungsstelle(n) des Linienleiters im Bereich jedes Gleisstromkreises ein Bexugspunkt für die fahrzeugseitige Ortung geschaffen, der auch genaue Zielbremsungen möglich macht. Dabei ergibt sich gegenüber der LZB eine wesentliche Vereinfachung dadurch, daß die Standortmeldungen der Fahrzeuge an die Zentrale entfallen können, da die Zentrale die Positionen der einzelnen Fahrzeuge von den Gleisstromkreisempfängern direkt erfährt. Damit wird der Rückmeldekanal eingespart. Ein weiterer Vorteil gegenüber einer reinen LZB ist selbstverständlich auch die Tatsache, daß ohne Zusatzeinrichtungen eine sichere Gleisfreiüberwachung erfolgt, die nicht nur mit Sendern und Empfängern ausgestattete Triebwagen erfaßt, sondern auch z. B. von einem Zug abgerissene Waggons, die eine Strecke blockieren.

Eine Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Linienleiterschleife so mit dem Gleisstromkreis in Reihe geschaltet ist, daß der in ihr fließende Strom die induktive Wirkung des Gleisstromes verstärkt und daß der Sender des Gleisstromkreises zur Datenübertragung an die Fahrzeuge frequenzmoduliert wird. Dies ist eine besonders vorteilhafte Anordnung der Linienleiterschleife gegenüber dem Gleisstromkreis, die in beiden Fahrrichtungen eine Datenübertragung gestattet Die Frequenzmodulation hat gegenüber einer Amplitudenmodulation hier vor allem den Vorteil der Unempfindlichkeit gegenüber Störungen, die durch Schwankungen des Kurzschlußwiderstandes der Fahrzeugachsen oder Unterbrechungen des Achskurzschlusses entstehen.
Weitere Ausgestaltungen der Einrichtung nach der

h5 Erfindung sind aus den Unteransprüchen 3 und 4 zu entnehmen.

Anhand einer Figur soll nun ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung näher beschrieben

und seine Funktion erklärt werden:

In der Figur sind dargestellt beide Schienen C eines Gleisstückes, welches als Gleisstromkreis mittig von einem Gleisstromkreissender S gespeist wird und an beiden Enden Gleisstromkreisempfänger Ei, E2 besitzt. Die Speisung erfolgt nicht direkt in einem Punkt P, sondern über eine Linienleiterschleife L, die in Höhe des Senders Sgekreuzt ist. Die Gleisstromkreisemplanger, wie auch der Sender S sind über nicht dargestellte Kabel mit der Zentrale verbunden. Der Gleisstrom fließt in Pfeilrichtung vom Sender 5 über die Linienleiterschleife L zum Punkt P und von dort über beide Gleisstromkreisempfänger Ei, E2 und einen Punkt Q wieder z:im Sender 5.

Durch die Übereinstimmung der Stromflußrichtung im Gleisstromkreis und in der Linienleiterschleife wird die induktive Wirkung auf eine Antenne, ζ Β. eine parallel zur Schienenebene angeordnete Leiterschleife an einem Fahrzeug, verstärkt. Anstatt der in der Figur gezeigten Lage des Linienleiters in der Schienen!·.·'jlilt können natürlich auch andere Verlegungsarten, z. B. Verlegungsart B 2 oder B3 nach ORE A 46 benutzt werden. Wird der in der Figur dargestellte Gleisstromkreis ohne die dargestellte Linienleiterschleife betrieben (Sender 5 direkt an Punkt P angeschlosser,) und von einem Fahrzeug z. B. von links nach rechts überrollt, so schließt die erste Achse dieses Fahrzeuges den Gleisstromkreis kurz. Der Empfänger El bekommt kein Signal mehr und gibt eine Gleisbesetztmeidung ab. Eine vor der ersten Achse des Fahrzeuges am Fahrzeug befestigte Antennenschleife empfängt aber weiterhin Signale des Gleichstromkreissenders, da sie ja bis zum Passieren des Senders S durch das Fahrzeug über der von Strom umflossenen linken Teilfläche des Gleichstromkreises verbleibt. Erst wenn das Fahrzeug den Sender passiert hat, kann die Antenne kein Signal mehl empfangen, weil der Gleisstromkreis auf der Senderseite kurzgeschlossen ist und erst wieder frei wird, wenn die letzte Achse des Fahrzeuges den Empfänger E2 passiert hat. Während der Zeit, in der die Fahrzeugspitze die Strecke vom Sender 5 zum Empfänger E2 zurücklegt, ist also keine Datenübertragung vom und

ίο zum Fahrzeug möglich. Bisher eingesetzte codierte Gleisstromkreise mußten deshalb immer einseitig gespeist werden, d. h., anstatt einer Speisung in der Mitte, wie in der Figur dargestellt, eine Speisung an einem Ende besitzen, und konnten immer nur dann zur Datenübertragung an ein Fahrzeug verwendet werden, wenn dieses vom Empfänger in Richtung des Senders fuhr.

Mit zusätzlich verlegter Linienleiterschleife ist die Datenübertragung immer möglich, da der Linienleiter

JO nicht kurzgeschlossen und ständig vom gesamten Gleisstrom durchflossen wird. Die Funktion des Gleisstromkreises wird durch den Linienleiter nicht beeinflußt, wenn man von der Impedanzerhöhung der Anordnung absieht, die durch eine Anpassung der Senderausgangsspannung unwirksam gemacht werden kann. Eine induktive Beeinflsusurig des kurzgeschlossenen Gleisstromkreises durch die Linienleiterschleife ist nur gering und führt in den Empfängern mit Sicherheit nicht zu einer Gleisfreimeldung. Das Erkennen des Phasenkehrpunktes als Bezugspunkt für die fahrzeugseitige Ortung kann mittels derselben Schaltungen geschehen, die auch bei der LZB verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Fahrzeugortung und zur Datenübertragung zwischen Schienenfahrzeugen und streckenseitigen Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Gleisstromkreis und einer mindestens einmal gekreuzten Linienleiterschleife besteht, daß dieser Gleisstromkreis mit der Linienleiterschleife in Reihe geschaltet ist und daß der den Gleisstromkreis und die Linienleiterschleife speisende Sender in der Lage ist, Daten auf fahrzeugseitige, über mindestens eine Antenne mit dem Gleisstromkreis und der Linienleiterschleife induktiv gekoppelte Einrichtungen zu übertragen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linienleiterschleife so mit dem Gleisstromki eis in Reihe geschaltet ist (F i g. 1), daß der in ihr fließende Strom die induktive Wirkung des Gleisstromes verstärkt bzw. ersetzt und daß der Sender (S) des Gleisstromkreises zur Datenübertragung an die Fahrzeuge frequenzmoduliert wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Gleisstromkreisempfänger in der Lage sind, auch Daten von fahrzeugseitigen Einrichtungen zu empfangen.

4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Linienleiterschleife nicht direkt mit dem Gleisstromkreis in Reihe geschaltet, sondern über einen Übertrager so angekoppelt ist, daß sich die induktiven Wirkungen von Gleisstromkreis und Linienleiterschleife addie-