DE19822114C1

DE19822114C1 - Anordnung zum Übertragen eines Sendesignals von einem Sender zu einem Schienenfahrzeug zur Ortung und Informationsübermittlung

Info

Publication number: DE19822114C1
Application number: DE19822114A
Authority: DE
Inventors: Kersten Beer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-05-08
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 1999-12-30
Anticipated expiration: 2018-05-09
Also published as: EP1077859B1; KR20010071225A; EP1077859A2; CN1151938C; DE59901017D1; US6402094B1; KR100634638B1; WO1999058388A2; WO1999058388A3; ATE214671T1; CN1299324A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Übertragen eines Sendesignals (S) von einem Sender zu einem auf einem Gleisabschnitt (6) eines Gleises (9) befindlichen Schienenfahrzeug (12) zur Ortung und Informationsübermittlung, bei der der Sender (15) mit einem in dem Gleisabschnitt (6) angebrachten, Kreuzungspunkte (K) aufweisenden Linienleiter (18) verbunden ist, und das Schienenfahrzeug (12) eine Empfangseinheit (21) enthält, die das Sendesignal (S) empfängt und zur Ortung des Schienenfahrzeugs (12) auf beim Überfahren der Kreuzungspunkte (K) des Linienleiters (18) auftretende Phasensprünge hin überwacht. DOLLAR A Um eine besonders störungsarme Ortsbestimmung zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß an einer Einfahrtstelle des Gleisabschnitts (6) ein Belegungssensor (33) angebracht ist, der das Einfahren des Schienenfahrzeugs (12) in den Gleisabschnitt (6) feststellt und ein die Belegung des Gleisabschnitts (6) angegebenes Belegungssignal (B) erzeugt, und daß mit dem Belegungssensor (33) eine dem Sender (15) zugeordnete Umschalteinrichtung (36) verbunden ist, die den Sender (15) derart ansteuert, daß dieser nach Empfang des Belegungssignals (B) ein unmoduliertes Sendesignal und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer danach ein moduliertes Sendesignal abgibt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Übertragen eines Sendesignals von einem Sender zu einem auf einem Gleis abschnitt eines Gleises befindlichen Schienenfahrzeug zur Or tung und Informationsübermittlung, bei der der Sender mit einem in dem Gleisabschnitt angebrachten, Kreuzungspunkte aufweisenden Linienleiter verbunden ist, und das Schienen fahrzeug eine Empfangseinheit enthält, die das Sendesignal empfängt und zur Ortung des Schienenfahrzeugs auf beim Über fahren der Kreuzungspunkte des Linienleiters auftretende Pha sensprünge hin überwacht.

Eine Anordnung dieser Art läßt sich der Offenlegungsschrift DE 196 27 343 A1 entnehmen. Bei dieser Anordnung ist in bzw. an einem Schienenfahrzeug eine Empfangseinheit vorgesehen, die ein in einen gekreuzt verlegten Linienleiter eingespei stes Sendesignal einer Leitstelle empfängt. In der Empfangs einheit ist ein Schwungradoszillator enthalten, der aus dem Empfangssignal ein Vergleichssignal erzeugt, das die gleiche Frequenz wie das Empfangssignal aufweist und mit dem Emp fangssignal phasenmäßig synchronisiert ist. In der Empfangs einheit wird das Empfangssignal mit dem Vergleichssignal hin sichtlich seiner Phasenlage verglichen, sobald das Empfangs signal einen unteren Schwellenwert unterschritten und an schließend einen oberen Schwellenwert überschritten hat; in einem solchen Fall wird nämlich davon ausgegangen, daß das Empfangssignals amplitudenmäßig einen Nulldurchgang durchlau fen hat und das Schienenfahrzeug einen Kreuzungspunkt des Li nienleiters passiert hat. Wird bei diesem Phasenvergleich zwischen Empfangs- und Vergleichssignal festgestellt, daß ein Phasensprung zwischen den beiden Signalen von 180° aufgetre ten ist, so wird ein Kreuzungsstellenkennzeichen erzeugt, das zur Eigenortung des Schienenfahrzeugs herangezogen wird.

Aus dem Aufsatz "Der Ortungsrechner für die LZB 80-Fahr geräte" (E. Murr, Signal und Draht 83 (1991), 7/8, S. 190- 193) ist eine schienenfahrzeugseitige Antennenanordnung zum fahrzeugseitigen Detektieren von Linienleiterkreuzungspunkten und damit zum Orten des Schienenfahrzeugs bekannt. Diese Antennenanordnung weist zwei Antennenpaare auf, die jeweils zwei in einem Abstand von 9,90 m zueinander angeordnete Einzelantennen aufweisen. Das Überfahren eines Kreuzungs punktes kann mit jedem der beiden Antennenpaare fahrzeug seitig erfaßt werden, indem die Ausgangssignale der beiden Einzelantennen des jeweiligen Antennenpaares auf einen Phasensprung hin überwacht werden.

Die schienenfahrzeugseitige Anordnung von zwei Antennenpaaren ist ebenfalls aus dem Aufsatz "Zugsicherungs- und Zugsteu erungssysteme bei der RGB Düsseldorf" (W. Braun, S. Mura, Signal und Draht 81 (1989), H. 7/8, S. 135-141) bekannt; bei dieser Antennenanordnung ist jeweils ein Antennenpaar am ersten Drehgestell und ein Antennenpaar am letzten Drehge stell angebracht.

Aus der österreichischen Patentschrift Nr. 267 602 ist insbesondere bekannt, daß zum Messen von Wegstrecken fahr zeugseitig ein Zähler vorgesehen sein kann, mit dem das Überfahren von Kreuzungsstellen gezählt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung an zugeben, mit der eine besonders störungsarme Ortsbestimmung möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs angegebe nen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an einer Einfahrt stelle des Gleisabschnitts ein Belegungssensor angebracht ist, der das Einfahren des Schienenfahrzeugs in den Gleisab schnitt feststellt und ein die Belegung des Gleisabschnitts angebendes Belegungssignal erzeugt, und daß mit dem Belegungssensor eine dem Sender zugeordnete Umschalt einrichtung verbunden ist, die den Sender derart ansteuert, daß dieser nach Empfang des Belegungssignals ein unmodulier tes Sendesignal und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer danach ein moduliertes Sendesignal abgibt, wobei die vorgegebene Zeitdauer derart bemessen ist, daß sie zur schienenfahrzeugseitigen Ortung ausreichend groß ist.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung be steht darin, daß eine besonders störungsarme Ortung des Schienenfahrzeugs erreicht wird, weil nämlich beim Einfahren des Schienenfahrzeugs in den der Leitstelle zugeordneten Gleisabschnitt - durch die Umschaltvorrichtung initiiert - von dem Sender zunächst ein unmoduliertes Sendesignal erzeugt und in den Linienleiter eingespeist wird. Dieses unmodulierte Sendesignal wird von der Empfangseinheit empfangen, woraus diese ein phasenmäßig synchronisiertes Vergleichssignal ge winnt, das hinsichtlich seiner Synchronisierung zum Empfangs signal eine besonders hohe Qualität aufweist, weil das Sende signal nämlich kurz nach dem Einfahren des Schienenfahrzeugs in den Gleisabschnitt - also noch vor Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer - noch unmoduliert ist und deshalb keine signalmo ulationsbedingten Synchronisierungsfehler im Vergleichs signal auftreten können. Da das Vergleichssignal damit einen besonders hohen Grad an Synchronisierung zum Empfangssignal aufweist, also hinsichtlich seiner Phasenlage sehr genau an das Empfangssignal angepaßt ist, ist ein besonders exaktes Detektieren der Kreuzungspunkte des Linienleiters und somit eine besonders präzise Ortung des Schienenfahrzeugs möglich. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer, die im Hinblick auf die zur Ortung des Schienenfahrzeugs erforderliche Zeitspanne zu bemessen ist, ist die Ortung des Schienenfahrzeugs abge schlossen, und es kann mit der Informationsübermittlung zwi schen Leitstelle und Schienenfahrzeug begonnen werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich in sehr vorteilhaf ter Weise im Bahnhofsbereich anwenden, da dort ein sehr exak tes Positionieren des Schienenfahrzeugs am Bahnsteig und so mit eine hochgenaue Ortung des Schienenfahrzeugs erforderlich ist. Nachdem das Schienenfahrzeug im Bahnhofsbereich dann zum Stillstand gekommen ist, beispielsweise also nach Ablauf der entsprechend vorzugebenden Zeitdauer oder nach Feststellung des Fahrzeugsstillstands durch einen oder mehrere Sensoren, wird dann die Informationsübermittlung von der Leitstelle zum stillstehenden Schienenfahrzeug bzw. in umgekehrter Richtung vorgenommen.

Besonders einfach und damit kostengünstig läßt sich die er findungsgemäße Anordnung herstellen, wenn der Belegungssensor ein Schienenkontakt ist oder durch einen Gleisstromkreis ge bildet ist. Die Funktionsweise von Gleisstromkreisen ist bei spielsweise in der Patentschrift EP 0 573 131 B1 beschrieben.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Übertragen eines Sendesignals zu einem auf einem Gleisab schnitt eines Gleises befindlichen Schienenfahrzeug zur Or tung und Informationsübermittlung, bei dem mit einem Sender das Sendesignal in einen in dem Gleisabschnitt angebrachten, Kreuzungspunkte aufweisenden Linienleiter eingespeist wird und das Sendesignal mit einer Empfangseinheit des Schienen fahrzeugs empfangen und zur Ortung des Schienenfahrzeugs auf beim Überfahren der Kreuzungspunkte des Linienleiters auftre tende Phasensprünge hin überwacht wird.

Ein solches Verfahren läßt sich ebenfalls der eingangs er wähnten Offenlegungsschrift entnehmen.

Um bei einem solchen Verfahren eine besonders fehlerfreie Or tung des Schienenfahrzeugs zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Belegung des Gleisabschnitts durch das Schienenfahrzeug ermittelt wird und daß der Sender derart an gesteuert wird, daß dieser nach Ermittlung der Belegung ein unmoduliertes Sendesignal zur Ortung und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer danach ein moduliertes Sendesignal zur Informationsübermittlung abgibt, wobei die vorgegebene Zeit dauer derart bemessen ist, daß sie zur schienenfahrzeugsei tigen Ortung ausreichend groß ist.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen weitgehend den bereits ausführlich erläuterten Vorteilen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung.

Besonders kostengünstig und damit vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen, wenn zum Ermitteln der Belegung ein Gleisstromkreis oder ein Schienenkontakt verwendet wird.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in einer Figur ein Ausfüh rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt, mit der sich ebenfalls das erfindungsgemäße Verfahren durch führen läßt.

Die Figur zeigt eine Anordnung zur Übertragung eines Sendesi gnals S von einer Leitstelle 3 zu einem auf einem der Leit stelle 3 zugeordneten Gleisabschnitt 6 eines Gleises 9 be findlichen Schienenfahrzeug 12 zur Ortung und Informa tionsübermittlung. Die Leitstelle 3 weist einen Sender 15 auf, der das Sendesignal S in einen in dem Gleisabschnitt 6 angebrachten, Kreuzungspunkte K aufweisenden Linienleiter 18 einspeist. In bzw. an dem Schienenfahrzeug 12 ist eine Emp fangseinheit 21 vorgesehen, die das Sendesignal S des Senders in der Leitstelle 3 empfängt und zur Ortung des Schienen fahrzeugs 12 im Gleisabschnitt 6 auswertet. Konkret überwacht die Empfangseinheit 21 das Empfangssignal auf beim Überfahren der Kreuzungspunkte K des Linienleiters 18 auftretende Pha sensprünge, indem sie das empfangene Sendesignal mit einem in der Empfangseinheit 21 aus dem Empfangssignal gebildeten Ver gleichssignal phasenmäßig vergleicht. Die Empfangseinheit 21 im Schienenfahrzeug 12 kann dabei in der Art und Weise ausge führt sein, wie es in der eingangs erwähnten deutschen Offen legungsschrift DE 196 27 343 A1, insbesondere der Fig. 2 mit der zugehörigen Figurenbeschreibung, ausführlich beschrieben ist. An einer Einfahrtsstelle 30 des Gleisabschnitts 6 ist ein Belegungssensor 33 angebracht, der das Einfahren des Schienenfahrzeugs 12 in den Gleisabschnitt 6 feststellt und ein die Belegung des Gleisabschnitts angebendes Belegungs signal B zur Leitstelle 3 übermittelt. Hierzu ist der Bele gungssensor 33 mit einer Umschalteinrichtung 36 in der Leit stelle 3 verbunden, die ihrerseits an den Sender 15 in der Leitstelle 3 angeschlossen ist. Die Umschalteinrichtung 36 steuert über entsprechende Steuersignale ST den Sender 15 in der Leitstelle 3 in der Weise an, daß der Sender 15 nach Emp fang des Belegungssignals B ein unmoduliertes Sendesignal S in den Linienleiter 18 des Gleisabschnitts 6 einspeist. In der Umschalteinrichtung 36 ist außerdem ein nicht dargestell tes Verzögerungsglied enthalten, das nach Ablauf einer vorge gebenen Zeitdauer, die sich an den Empfang des Belegungssig nals B von dem Belegungssensor 33 anschließt, den Sender 15 über eine entsprechende Ansteuerung mittels des Steuersignals ST auf einen modulierten Sendebetrieb und damit auf eine Abgabe eines modulierten Sendesignals S umschaltet. Bei dem Belegungssensor 33 kann es sich um einen Schienenkontakt oder um einen Gleisstromkreis handeln, mit dem das Befahren des Gleisabschnitts 6 durch das Schienenfahrzeug 12 festgestellt wird. Die Umschalteinrichtung 36 mit ihrem Verzögerungsglied kann beispielsweise durch einen entsprechend programmierten Rechner gebildet sein, der mit dem Sender 15 verbunden ist und diesen ansteuert.

Zusammengefaßt wird mit der beschriebenen Anordnung die Or tung des Schienenfahrzeugs und die Informationsübermittlung wie folgt durchgeführt: Bei der Einfahrt des Schienenfahr zeugs 12 in den Gleisabschnitt 6 entlang dem Pfeil 40, die mit dem Belegungssensor 33 festgestellt wird, wird mittels der Umschalteinrichtung 36 der Sender 15 der Leitstelle 3 auf einen unmodulierten Sendebetrieb geschaltet. Das unmodulierte Sendesignal S wird von der Empfangseinheit 21 des Schienen fahrzeugs 12 empfangen. In der Empfangseinheit 21 wird aus dem Empfangssignal ein Vergleichssignal generiert, das pha senmäßig mit dem Empfangssignal synchronisiert ist. Unter schreitet das Empfangssignal dann anschließend amplituden mäßig einen unteren Schwellenwert und anschließend wieder einen oberen Schwellenwert, so wird in der Empfangseinheit 21 davon ausgegangen, daß das Empfangssignal einen Nulldurchgang durchlaufen hat, was auf das Passieren einer Kreuzungsstelle K des Linienleiters 18 zurückzuführen wäre. Da bei einem sol chen Passieren eines der Kreuzungspunkte K des Linienleiters 18 auch ein Phasensprung von 180° auftreten muß, wird - um sicherzugehen, daß wirklich ein Kreuzungspunkt passiert wurde, und um eine präzise Ortung des Schienenfahrzeugs 12 zu erreichen - das Vergleichssignal mit dem Empfangssignal ver glichen; wird dabei festgestellt, daß der erwartete Phasen sprung von 180° aufgetreten ist, so wird in der Empfangsein heit 21 im Schienenfahrzeug 12 ein das Passieren eines Kreu zungspunktes K des Linienleiters 18 angebendes Kreuzungs punktsignal erzeugt, das im Schienenfahrzeug 12 zur Schie nenortung verwendet wird. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer, die in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern wie dem Abstand der Kreuzungspunkte des Linienleiters 18 un tereinander oder der durchschnittlichen Einfahrtgeschwindig keit des Schienenfahrzeugs 12 in den Gleisabschnitt 6 vorzu geben ist, wird die Umschalteinrichtung 36 vom unmodulierten Sendebetrieb auf modulierten Sendebetrieb umgeschaltet. Mit dem modulierten Sendebetrieb ist dann eine Informationsüber mittlung zwischen der Leitstelle 3 und dem Schienenfahrzeug 12 möglich. Besonders vorteilhaft läßt sich die in der Figur dargestellte Anordnung beispielsweise im Bahnhofsbereich nut zen, wenn nämlich der Belegungssensor 33 mit seiner Ein fahrtsstelle 30 in Fahrtrichtung gesehen vor dem Bahnhofsbe reich angebracht ist, so daß das Einfahren des Schienenfahr zeugs 12 in den Bahnhofsbereich frühzeitig festgestellt wird. In diesem Fall wird der Sender 15 der Leitstelle 3 auf unmo dulierten Sendebetrieb geschaltet, um ein hochpräzises Orten des Schienenfahrzeugs 12 im Gleisabschnitt 6 zu erreichen. Hat das Schienenfahrzeug 12 seine endgültige Position im Bahnhof erreicht, was insbesondere beim modernen Nahverkehrs zügen erforderlich ist, so wird anschließend auf moduliertem Sendebetrieb umgeschaltet, wodurch dann eine Informa tionsübermittlung zwischen Leitstelle 3 und Schienenfahrzeug 12 möglich ist.

Claims

1. Anordnung zum Übertragen eines Sendesignals (S) von einem Sender (15) zu einem auf einem Gleisabschnitt (6) eines Glei ses (9) befindlichen Schienenfahrzeug (12) zur Ortung und In formationsübermittlung, bei der

1. der Sender (15) mit einem in dem Gleisabschnitt (6) ange brachten, Kreuzungspunkte (U) aufweisenden Linienleiter (18) verbunden ist, und
2. das Schienenfahrzeug (12) eine Empfangseinheit (21) ent hält, die das Sendesignal (S) empfängt und zur Ortung des Schienenfahrzeugs (12) auf beim Überfahren der Kreuzungs punkte (K) des Linienleiters (18) auftretende Phasensprünge hin überwacht,

dadurch gekennzeichnet, daß

1. an einer Einfahrtstelle (30) des Gleisabschnitts (6) ein Belegungssensor (33) angebracht ist, der das Einfahren des Schienenfahrzeugs (12) in den Gleisabschnitt (6) feststellt und ein die Belegung des Gleisabschnitts (6) angebendes Be legungssignal (B) erzeugt, und daß
2. mit dem Belegungssensor (33) eine dem Sender (15) zugeord nete Umschalteinrichtung (36) verbunden ist, die den Sender (15) derart ansteuert, daß dieser nach Empfang des Bele gungssignals (B) ein unmoduliertes Sendesignal (S) und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer danach ein moduliertes Sendesignal (S) abgibt, wobei die vorgegebene Zeitdauer derart bemessen ist, daß sie zur schienenfahrzeugseitigen Ortung ausreichend groß ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

1. der Belegungssensor (33)ein Schienenkontakt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

1. der Belegungssensor (33) durch einen Gleisstromkreis gebil det ist.

4. Verfahren zum Übertragen eines Sendesignals (5) zu einem auf einem Gleisabschnitt (6) eines Gleises (9) befindlichen Schienenfahrzeug (12) zur Ortung und Informationsübermitt lung, bei dem

1. mit einem Sender (15) das Sendesignal in einen in dem Gleisabschnitt (6) angebrachten, Kreuzungspunkte (K) auf weisenden Linienleiter (18) eingespeist wird und
2. das Sendesignal (S) mit einer Empfangseinheit (21) des Schienenfahrzeugs (12) empfangen und zur Ortung des Schie nenfahrzeugs (12) auf beim Überfahren der Kreuzungspunkte (K) des Linienleiters (18) auftretende Phasensprünge hin überwacht wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

1. die Belegung des Gleisabschnitts (6) durch das Schienen fahrzeug (12) ermittelt wird und daß
2. der Sender (15) derart angesteuert wird, daß dieser nach Ermittlung der Belegung (B) ein unmoduliertes Sendesignal (S) zur Ortung und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer danach ein moduliertes Sendesignal (S) zur Informations übermittlung abgibt, wobei die vorgegebene Zeitdauer derart bemessen ist, daß sie zur schienenfahrzeugseitigen Ortung ausreichend groß ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

1. zum Ermitteln der Belegung ein Schienenkontakt verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

1. zum Ermitteln der Belegung ein Gleisstromkreis verwendet wird.