EP0816201B1 - Einrichtung zur Eigenortung eines Eisenbahnfahrzeugs - Google Patents

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EP0816201B1
EP0816201B1 EP97250203A EP97250203A EP0816201B1 EP 0816201 B1 EP0816201 B1 EP 0816201B1 EP 97250203 A EP97250203 A EP 97250203A EP 97250203 A EP97250203 A EP 97250203A EP 0816201 B1 EP0816201 B1 EP 0816201B1
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EP
European Patent Office
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vehicle
points
coarse
line conductor
locating
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EP97250203A
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Axel Paulsburg
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Siemens AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/026—Relative localisation, e.g. using odometer

Definitions

  • the invention relates to a device according to Preamble of claim 1.
  • Such a device is made of signal + wire, for example 84 (1992) 6, pages 158 to 164.
  • a track-guided vehicle reports that for location and / or information transmission with preferably several antennas to one laid in the lane Line conductor is coupled. Can via the vehicle antennas when driving on the line conductor sections from the line conductors outgoing magnetic fields are received, the generated by signal currents fed into the line conductor Service.
  • the location happens because the line manager in is provided with marking points at predetermined intervals, when they pass it from the vehicle antenna or antennas detected magnetic field changes significantly.
  • the patent EP 0 424 664 B1 discloses such a device in at the end of the line conductor loop a rough location with a marked change Distance pattern of line crossings is provided.
  • German patent application DE 196 27 343 A1 describes self-location of a railway vehicle that reports only one or two arranged in a plane running across the track Vehicle antennas is coupled to a line conductor.
  • the vehicle device is set up via a Oscillator on the frequency and phase position of the traffic Section and snap this for later comparison with the then changed phase in the following section provide.
  • a railway vehicle in one with a line conductor equipped route area or when the location function is activated on the vehicle only after the Vehicle entered the line section of the line then the vehicle can pass line markings detect; but it often doesn't know which marking it has passed and can therefore not reliably determine his driving location.
  • the object of the invention is the device according to the preamble of claim 1 so that the Vehicle is given the opportunity to enter a vehicle Line conductor route area or after activating its Locating function only while driving on a line section its respective destination reliably determine.
  • the invention solves this problem by Features of claim 1.
  • the vehicle can perform rough location points at known fixed points when passing these fixed points its approximate Determine the location and then the one he has detected Marking locations are clear relative or absolute locations assign.
  • the section of the route shown is made from the rails 1 and 2 of a track formed.
  • a line conductor L in the track relocated with marking points M z. B. in the form of Line crossing points is provided.
  • the route will driven by a vehicle F, which when driving the line section of the line via at least one broadcast and / or Receiving antenna A couples to the line conductor.
  • the vehicle can also be used for information transfer with the rails 1 and pair 2.
  • the vehicle knows its location. This is done regularly by way of pulse generators, whose Results are slippery and therefore after one lead to error results on a certain route.
  • it is necessary to measure the vehicle on the vehicle periodically on the actual To synchronize driving locations. This can e.g. B. using done by a line manager, either for location purposes only is provided or in addition for the transmission of information between vehicle and route.
  • a line manager By counting the The vehicle knows at any crossing points at which Place it within a line section is currently located. Synchronized when it detects an intersection the vehicle determines its distance pulse counter henceforth its fine driving location according to the current position its path pulse counter; at the following line crossing point the travel pulse counter is then back to the current position synchronized.
  • Prerequisite for recognizing his respective driving location is that the vehicle knows which intersection it was last happened. If on the vehicle, as assumed in Figure 1, the location function at a driving location a outside of Line conductor route area is activated, then like that Vehicle with its odometer more or less exactly know about his place of driving; a the refusal of the But Wegzers eliminating fine location is not there possible.
  • the vehicle detects at the earliest when it passes the driving location b penetration into the line section of the line. If this intrusion is actually recognized, is questionable, because the receiving voltage at location b is indeed one Amplitude - but no phase jump.
  • the cognition a line crossing point when an intrusion occurs Vehicle in a line route section is multiple depending on whether there is a schematically indicated in Figure 1 Rail connector SV is present or not.
  • the vehicle then occasionally reacts to that in the rail connector flowing drive reverse current as on a line current and recognizes by phase change when entering the line section passing a first intersection, although this actually happened much later happens. Only at the following marking point, at the driving location c, passing an intersection is reliable recognizable. However, if the vehicle is already entering a mistake in the line section has recognized that it already believes in the driving location c *, although it is actually located at location c.
  • the line conductor L laid in the track for locating purposes outside the sphere of influence of any rail connector Provide marking points recognizable by vehicle F at at least one end and in the interior of the line loop their distance from each other is different from that usually existing distance of the marking points, cf.
  • Figure 3 The area of these marker locations is as follows referred to as a rough location GO; its relative or absolute position in the track is known to the vehicle. The vehicle Basically, it only starts to synchronize its odometer when it passes the rough location GO and has recognized.
  • the distance between the marking points is it is possible to increase the distance between the marking points than on the rest of the route. It is also possible the distance of the marking points within the rough location to vary in a predetermined manner, e.g. B. to make it ever tighter or wider; The arrangement is advantageous of the marking points in the same, shorter Distance than on the rest of the route, because then passing the rough location relatively quickly, easily and reliably can be recognized.
  • the device according to the invention it is irrelevant whether about him too an information transfer is to take place. Furthermore plays it doesn't matter if the vehicles are each with a single one Antenna for location purposes only or with several Antennas are provided. It also doesn't matter whether over this or other antennas transmit information in one way or the other, or both takes place.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine solche Einrichtung ist beispielsweise aus Signal + Draht 84(1992)6, Seiten 158 bis 164 bekannt. Dort wird u. a. über die Eigenortung eines spurgeführten Fahrzeugs berichtet, das zur Ortungs- und/oder Informationsübertragung mit vorzugsweise mehreren Antennen an einen in der Fahrspur verlegten Linienleiter angekoppelt ist. Über die Fahrzeugantennen können beim Befahren der Linienleiterabschnitte von den Linienleitern ausgehende magnetische Felder empfangen werden, die durch in den Linienleiter eingespeiste Signalströme erzeugt worden. Die Ortung geschieht dadurch, daß der Linienleiter in vorgegebenen Abständen mit Markierungsstellen versehen ist, bei deren Passieren sich das von der oder den Fahrzeugantennen detektierte Magnetfeld markant ändert. Wenn die Markierungsstellen in bekannter Weise durch Kreuzungsstellen von Linienleitern definiert sind, kehrt sich beim Passieren dieser Kreuzungsstellen die Phasenlage der Empfangsspannungen in den Fahrzeugantennen um, wodurch das Passieren einer Kreuzungsstelle für das Fahrzeug erkennbar wird. Das Fahrzeug erkennt das Passieren einer Kreuzungsstelle durch Vergleich der Phasenlage der Empfangsspannung im gerade befahrenen Abschnitt mit der Phasenlage der Empfangsspannung im zurückliegenden Abschnitt.
Die Patentschrift EP 0 424 664 B1 offenbart eine derartige Einrichtung, bei der am Ende der Linienleiterschleife eine Grobortungsstelle mit markant verändertem Abstandsmuster der Linienleiterkreuzungen vorgesehen ist.
In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 196 27 343 A1 wird über die Eigenortung eines Eisenbahnfahrzeugs berichtet, das über nur eine oder zwei in einer Ebene quer zum Gleis verlaufend angeordnete Fahrzeugantennen an einen Linienleiter angekoppelt ist. Hier ist das Fahrzeuggerät dazu eingerichtet, über einen Oszillator auf die Frequenz und Phasenlage des gerade befahrenen Abschnittes einzurasten und diese für den späteren Vergleich mit der dann gewechselten Phase im folgenden Abschnitt bereitzustellen.
Wenn ein Eisenbahnfahrzeug in einen mit einem Linienleiter ausgerüsteten Streckenbereich einfährt oder wenn die Ortungsfunktion auf dem Fahrzeug erst aktiviert wird, nachdem das Fahrzeug in den Linienleiter-Streckenabschnitt eingefahren ist, dann kann das Fahrzeug zwar das Passieren von Linienleitermarkierungen erkennen; es weiß aber häufig nicht konkret, welche Markierung es jeweils passiert hat und kann daher seinen Fahrort nicht zuverlässig bestimmen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so weiterzubilden, daß das Fahrzeug die Möglichkeit erhält, nach dem Eindringen in einen Linienleiter-Streckenbereich oder nach dem Aktivieren seiner Ortungsfunktion erst während des Befahren eines Linienleiter-Streckenbereichs seinen jeweiligen Fahrort zuverlässig zu bestimmen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Durch die Installation von Grobortungsstellen an ihm bekannten Fixpunkten kann das Fahrzeug beim Passieren dieser Fixpunkte seinen ungefähren Fahrort bestimmen und anschließend den von ihm detektierten Markierungsstellen eindeutige relative oder absolute Ortspositionen zuordnen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen angegebenen.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
Figur 1
einen Streckenausschnitt mit einem Fahrzeug, das sich einem Linienleiter-Streckenbereich nähert, in
Figur 2
einen Streckenausschnitt mit einem einen Linienleiter-Streckenbereich befahrenden Fahrzeug, dessen Ortungsfunktion erst noch aktiviert wird und in
Figur 3
einen Streckenabschnitt mit einem erfindungsgemäß ausgestalteten Linienleiter.
Für einander entsprechende Einrichtungen sind in den Figuren die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.
Der dargestellte Streckenausschnitt wird aus den Schienen 1 und 2 eines Gleises gebildet. Im Gleis ist ein Linienleiter L verlegt, der mit Markierungsstellen M z. B. in Form von Linienleiterkreuzungsstellen versehen ist. Die Strecke wird von einem Fahrzeug F befahren, das beim Befahren des Linienleiter-Streckenbereiches über mindestens eine Sende- und/oder Empfangsantenne A mit dem Linienleiter koppelt. Das Fahrzeug kann ferner zur Informationsübertragung mit den Schienen 1 und 2 koppeln.
Für eine optimale Fahrzeugsteuerung ist es erforderlich, daß das Fahrzeug Bescheid weiß über seinen jeweiligen Fahrort. Dies geschieht regelmäßig mittels Wegimpulsgebern, deren Ergebnisse aber schlupfbehaftet sind und daher nach einer gewissen Fahrstrecke zu Fehlergebnissen führen. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, die fahrzeugseitigen Wegmeßeinrichtungen in gewissen Abständen auf die tatsächlichen Fahrorte zu synchronisieren. Dies kann z. B. unter Verwendung eines Linienleiters geschehen, der entweder nur zu Ortungszwecken vorgesehen ist oder zusätzlich auch zur Informationsübertragung zwischen Fahrzeug und Strecke. Durch Zählen der passierten Kreuzungsstellen weiß das Fahrzeug, an welcher Stelle innerhalb eines Linienleiter-Streckenbereiches es sich gerade befindet. Beim Erkennen einer Kreuzungsstelle synchronisiert das Fahrzeug seinen Wegimpulszähler und bestimmt fortan seinen Feinfahrort nach der augenblicklichen Position seines Wegimpulszählers; an der folgenden Linienleiterkreuzungsstelle wird der Wegimpulszähler wieder auf die dann aktuelle Position synchronisiert.
Voraussetzung für das Erkennen seines jeweiligen Fahrortes ist, daß das Fahrzeug weiß, welche Kreuzungsstelle es zuletzt passiert hat. Wenn auf dem Fahrzeug, wie in Figur 1 angenommen, die Ortungsfunktion an einem Fahrort a außerhalb des Linienleiter-Streckenbereiches aktiviert wird, dann mag das Fahrzeug über seinen Wegzähler zwar mehr oder weniger genau über seinen Fahrort Bescheid wissen; eine die Mißweisung des Wegzählers eliminierende Feinortung ist dort aber nicht möglich.
Frühestens beim Passieren des Fahrortes b erkennt das Fahrzeug das Eindringen in den Linienleiter-Streckenbereich. Ob dieses Eindringen aber tatsächlich erkannt wird, ist fraglich, weil die Empfangsspannung am Fahrort b zwar einen Amplituden- aber keinen Phasensprung macht. Das Erkennen einer Linienleiterkreuzungsstelle schon beim Eindringen eines Fahrzeugs in einen Linienleiter-Streckenbereich ist vielfach davon abhängig, ob dort ein in Figur 1 schematisch angedeuteter Schienenverbinder SV vorhanden ist oder nicht. Das Fahrzeug reagiert dann gelegentlich auf den im Schienenverbinder fließenden Triebrückstrom wie auf einen Linienleiterstrom und erkennt durch Phasenänderung beim Eindringen in den Linienleiter-Streckenbereich das Passieren einer ersten Kreuzungsstelle, obgleich es diese tatsächlich erst sehr viel später passiert. Erst an der folgenden Markierungsstelle, am Fahrort c, ist das Passieren einer Kreuzungsstelle zuverlässig erkennbar. Wenn das Fahrzeug jedoch bereits beim Eindringen in den Linienleiter-Streckenbereich irrtümlich eine Markierung erkannt hat, wähnt es sich bereits am Fahrort c*, obgleich es sich tatsächlich am Fahrort c befindet.
Ganz ähnlich verhält es sich, wenn ein Fahrzeug F seine Ortungsfunktion erst aktiviert, während es einen Linienleiter-Streckenabschnitt befährt. In Figur 2 ist angenommen, daß dies - veranlaßt durch das Fahrzeug selbst oder eine strekkenseitige Anweisung - zu einem beliebigen Zeitpunkt geschieht, zu dem sich das Fahrzeug an dem ihm nicht bekannten Streckenpunkt d befindet. Zwar erkennt das Fahrzeug das Passieren der am Streckenpunkt e gelegenen folgenden Markierungsstelle zuverlässig; es weiß aber nicht, um welche Kreuzungsstelle es sich handelt und kann daher nicht mit der Eigenortung beginnen.
Hier setzt die Erfindung ein. Nach der Lehre der Erfindung ist der zu Ortungszwecken im Gleis verlegte Linienleiter L außerhalb des Einflußbereiches eines etwaigen Schienenverbinders an mindestens einem Ende und im Innenbereich der Linienleiterschleife mit vom Fahrzeug F erkennbaren Markierungsstellen versehen, deren Abstand voneinander verschieden ist von dem üblicherweise vorhandenen Abstand der Markierungsstellen, vgl. Figur 3. Der Bereich dieser Markierungsstellen wird nachfolgend als Grobortungsstelle GO bezeichnet; seine relative oder absolute Lage im Gleis ist dem Fahrzeug bekannt. Das Fahrzeug beginnt grundsätzlich erst dann mit der Synchronisierung seines Wegzählers, wenn es die Grobortungsstelle GO passiert und erkannt hat.
Für das zuverlässige Erkennen einer Grobortungsstelle GO ist es möglich, den Abstand der Markierungsstellen größer zu machen als auf der übrigen Strecke. Ferner ist es möglich, den Abstand der Markierungsstellen innerhalb der Grobortungsstelle in einer vorgegebenen Weise zu variieren, also z. B. stetig enger oder weiter zu machen; vorteilhaft ist die Anordnung der Markierungsstellen in jeweils gleichem, kürzerem Abstand als auf der übrigen Strecke, weil dann das Passieren der Grobortungsstelle relativ schnell, einfach und zuverlässig erkannt werden kann.
Es ist auch möglich, innerhalb einer Linienleiterschleife mehrere Grobortungsstellen vorzusehen, insbesondere dann, wenn diese Grobortungsstellen unterschiedlichen Fahrrichtungen von Fahrzeugen zuzuordnen sind. Die eine Grobortungsstelle befindet sich dann in der Nähe des einen Endes, die andere in der Nähe des anderen Endes eines Linienleiter-Streckenbereiches. Es ist aber auch möglich, daß alle Fahrzeuge unabhängig von ihrer jeweiligen Fahrrichtung die gleiche Grobortungsstelle erkennen und zur Synchronisierung ihrer fahrzeugseitigen Wegzähler verwenden.
Für die erfindungsgemäße Einrichtung ist es ohne belang, ob über ihn auch eine Informationsübertragung stattfinden soll. Ferner spielt es keine Rolle, ob die Fahrzeuge mit jeweils einer einzigen Antenne ausschließlich zu Ortungszwecken oder mit mehreren Antennen versehen sind. Auch spielt es keine Rolle, ob über diese oder anderen Antennen eine Informationsübertragung in der einen oder anderen Richtung oder in beiden Richtungen stattfindet.

Claims (4)

  1. Einrichtung zur Eigenortung eines Eisenbahnfahrzeugs auf einer Strecke, auf der mindestens in einem vorgegebenen Bereich eine Ortung über mindestens eine längs der Schienen verlegte, mit Linienleiterkreuzungen versehene Linienleiterschleife vorgesehen ist, die mit mindestens einer Empfangsantenne oder einer Sende- und Empfangsantenne des Eisenbahnfahrzeugs koppelt, wobei
    die Linienleiterkreuzungen (M) an vorgegebenen Grobortungsstellen (GO) ein markant anderes Abstandsmuster zueinander aufweisen als außerhalb der Grobortungsstellen und das Fahrzeug (F) aus dem Erkennen einer Grobortungsstelle auf den von ihm befahrenen Fahrort schließt und erst im Anschluß daran den beim Passieren folgender Linienleiterkreuzungen ausgelösten Kreuzungsstellen-Meldungen Ortspositionen zuordnet und wobei
    mindestens eine der Grobortungsstelle (GO) in der Nähe eines der Enden der Linienleiterschleife angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Grobortungsstellen (GO)außerhalb des Einflußbereiches etwaiger Schienenverbinder (SV) angeordnet sind, wobei
    mindestens eine der Grobortungsstellen (GO) im Innenbereich der Linienleiterschleife liegt.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das markante Abstandsmuster durch mehrere in kürzeren oder längeren Abständen als die übrigen Markierungsstellen aufeinanderfolgende Markierungsstellen definiert ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abstand der Markierungsstellen innerhalb einer Grobortungsstelle konstant ist.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Linienleiter für die fahrzeugseitige Ortung auf eingleisigen Strecken mindestens je eine für die eine und mindestens je eine für die andere Fahrrichtung geltende Grobortungsstelle aufweist.
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