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Fahrzeugeinrichtung für die linienförmige Zugbeein-
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flussung Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugeinrichtung für
die linienförmige Zugbeeinflussung mit mindestens zwei in Längsrichtung des Fahrzeugs
beabstandet angeordneten Empfangs- sowie ggfl. auch Sendeantennen auf jedem Fahrzeug,
die mit längs der Strecke verlegten Linienleitern gekoppelt sind, welche von ortsfesten
Sende- und Empfangseinrichtungen gespeist bzw. überwacht werden und mit örtlich
begrenzten Kreuzungsstellen versehen sind, bei deren Passieren die Empfangsspannungen
der Empfangsantennen des Fahrzeugs eine Amplitudenänderung und e.4 nen Phasensprung
erfahren und bei der auf dem Fahrzeug eine von den Empfangs antennen gespeiste Phasenvergleichsschaltung
zum Erkennen von Linienleiter-Kreuzungsstellen vorgesehen ist.
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Für die zentrale Steuerung und Überwachung des Betriebsgeschehens
in Eisenbahnanlagen ist es erforderlich, von Zeit zu Zeit Informationen, z.B. Fahranweisungen,
an
die die Strecke befahrenden Züge abzusetzen und von den Zügen
Informationen mindestens hinsichtlich ihres jeweiligen Fahrortes zu erhalten. Als
Mittel für die Kommunikation zwischen Strecke und Fahrzeug dient in modernen Bahnanlagen
üblicherweise ein sogenannter Linienleiter: Dies ist eine im Gleis verlegte Doppelleitung,
die von einer Zentrale aus über ein zugehöriges Streckengerät gespeist wird und
an die die im zugehörigen Streckenbereich verkehrenden Züge induktiv angekoppelt
sind. Damit die Fahrzeuge nicht nur Informationen aufnehmen können, sondern auch
ihren jeweiligen Fahrort selbsttätig ermitteln können, sind die Linienleiter in
vorgegebenen Abständen mit elektrischen Markierungen versehen, die beim Passieren
der Fahrzeuge durch die Empfangs antennen der Fahrzeuge erkannt werden. Üblicherweise
wird jede derartige elektrische Markierung durch Überkreuzen von Hin- und Rückleiter
der Linienleiterschleife dargestellt. Die yon dem im Linienleiter fließenden Signalstrom
in einem Fahrzeugempfänger induzierte Empfangs spannung wird beim Vorbeibewegen
des Empfängers an einer Kreuzungsstelle zu Null, um dann gegenphasig wieder auf
den Nennwert anzusteigen.
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Da im Augenblick des Passierens einer Kreuzungsstelle eine einwandfreie
Informationsübertragung von der Strecke zum Fahrzeug und umgekehrt nicht ohne weiteres
möglich ist, sind die Fahrzeuge üblicherweise mit mindestens zwei Empfangs- und
ggfl. Sendeantennen ausgerüstet, die an den Linienleiter in Längsrichtung des Fahrzeugs
beabstandet angekoppelt sind (Signal und Draht 57 (1965) 2, S. 21). Durch diese
Anordnung wird erreicht, daß dann, wenn die Empfangsspannung eines der Fahrzeugempfänger
zu Null wird, die Empfangsspannung des Jeweils anderen Empfängers auf Nennpegel
steht, so daß eine lückenlose Informationsübertragung gesfährleistet ist.
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Die Verwendung von zwei in Fahrrichtung beabstandet angekoppelten
Empfangsantennen auf einem Fahrzeug hat darüberhinaus den Vorteil, daß das Überfahren
einer Kreuzungsstelle durch das zeitlich nacheinander veranlaßte Umschwingen der
Eingangsspannungen der beiden Empfangs antennen in die jeweils andere Phasenlage
festgestellt werden kann. Die Aussage Kreuzungsstelle wird damit nicht mehr vom
Absinken der Empfangs sp annungen der Fahrzeugempfänger abgeleitet, wie sie beispielsweise
auch bei Empfangsstörungen auftreten könnten, sondern von der zeitlich länger anstehenden
Aussage der Gleich- bzw. Gegenphasigkeit der Empfangsspannungen.
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Die Verwendung von mehreren beabstandet angekoppelten Empfangsantennen
auf einem Fahrzeug bringt jedoch auch gewisse Probleme mit sich. Da für die streckenseitige
Fahrzeugortung stets der Fahrort der Zugspitze eines Zuges von Interesse ist, sind
bei der aus Signal und Draht bekannten Fahrzeugeinrichtung an beiden Fahrzeugköpfen
des mit einer Strecke kommunizierenden Zuges je zwei Empfangs- und ggfl. auch Sendespule
anzubringen; eine derartig ausgebildete Fahrzeugeinrichtung zur linienförmigen Zugbeeinflussung
ist naturgemäß kostenintensiver und auch störanfälliger als wenn jeweils nur ein
Antennenpaar je Fahrzeugkopf vorgesehen wäre.
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Außerdem treten Schwierigkeiten hinsichtlich der Informationsverarbeitung
auf dem Fahrzeug auf, wenn die beiden beabstandeten Empfangs antennen eines Fahrzeugs
an verschiedene Linienleiterschleifen angekoppelt sind.
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Dies ist vorübergehend dann der Fall, wenn das Fahrzeug aus dem von
einem Streckengerät versorgten Streckenbereich in den durch ein anderes Streckengerät
versorgten angrenzenden Streckenbereich einfährt; man spricht hier von einer sogenannten
Verwirrungszone9 in der eine In-
formationsverarbeitung infolge
gleichzeitiger Beaufschlagung durch unterschiedliche Streckengeräte kaum möglich
ist. Entsprechenden gilt dann, wenn die beiden Sendeantennen eines Fahrzeugs gleichzeitig
auf verschiedene Linienleiter wirken; auch dann kann es Störungen im Telegrammverkehr
anderer Fahrzeuge mit ihren Streckengeräten geben.
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Es ist auch bereits eine Fahrzeugeinrichtung für die linienförmige
Zugbeeinflussung bekannt (DE-AS 20 36 426), das an jedem Fahrzeugkopf jeweils mit
nur einer einzigen Empfangsantenne auskommt. Zur einwandfreien Informationsauswertung
der gleichzeitig über beide Empfangsantennen aufgenommenen Signale ist es erforderlich,
beim Passieren jeder Kreuzungsstelle die Phase der jeweils vorn liegenden Empfangsantenne
und anschließend auch die der jeweils hinten liegenden Empfangsantenne 0 um 180
zu drehen. Dies erfordert im Sinne der Eisenbahnsignaltechnik sichere Einrichtungen
zur Phasenumkehr der Empfangssignale, wobei anzumerken ist, daß die Phasendrehung
nach der DE-AS erst vorgenommen wird, nachdem die Gegenphasigkeit der Empfangssignale
festgestellt worden ist: es gibt - wenn auch nur kurze -Störungen des fahrzeugseitigen
Signalempfangs. Die den Empfangs antennen nachgeschalteten Empfangsverstärker müssen
beim Einfahren in einen neuen Linienleiterabschnitt zeitlich nacheinander umschwingen;
hierbei können Schwebungen auftreten, die die Informationsauswertung stören können.
Die Anwendung der aus dieser DE-AS bekannten Lehre für die Anordnung und den Betrieb
von Fahrzeug-Empfangs antennen auf die Anordnung und den Betrieb von Fahrzeug-Sendeantennen
bringt keine Vorteile hinsichtlich der Vermeidung von Ubertragungsstörungen beim
gleichzeitigen Einspeisen in die Linienleiter verschiedener Streckenbereiche beim
Wechsel aus
einem Streckenbereich in einen angrenzenden Streckenbereich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugeinrichtung
für die linienförmige Zugbeeinflussung anzugeben, die so ausgebildet ist, daß sie
mit nur einer Empfangs- und ggfl. Sendeantenne an jedem Fahrzeugkopf eines Fahrzeugs
auskommt ohne Mittel zur Phasendrehung der aufgenommenen Signale beim Passieren
7Die F von Linienleiter-Kreuzungsstellen. Fahrzeugeinrichtung ist so auszubilden,
daß eine ständige ungestörte Informationsübertragung von der Strecke zum Fahrzeug
und umgekehrt möglich ist, ohne daß beim Passieren einer KreuzungssteBe irgendwelche
betriebsbedingten Störungen bei der Informationsübertragung in der einen oder anderen
Richtung in Kauf genommen werden müssen; diese Forderung gilt auch beim Wechsel
von einem Strekkenbereich in einen anderen Streckenbereich. Die Fahrzeugeinrichtung
soll in bekannter Weise das Kennzeichen "Kreuzungsstelle" aus dem Merkmal der Phasengleichheit
bzw. Gegenphasigkeit der Empfangsspannungen seiner Empfangsantennen herleiten.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß auf dem
Fahrzeug über einen Fahrrichtungsgeber außerhalb eines Linienleiter-Kreuzungsbereiches
stets eine in Fahrrichtung rüc"wärtige Empfangsantenne auf den Informationskanal
der fahrzeugseitigen Verarbeitungseinrichtung geschaltet ist, daß die Phasenvergleichsschaltung
beim Erkennen einer Kreuzungsstelle eine vordere Empfangsantenne an- und die bisher
aufgeschaltete Empfangsantenne abschaltet und daß eine Schalteinrichtung vorgesehen
ist, welche nach dem Vorüberfahren der hinteren Antenne an der Kreuzungsstelle die
zuvor aufgeschaltete vordere Empfangsantenne ab-
und die hintere
Empfangsantenne wieder auf den Informationskanal aufschaltet. Das flückschalten
auf die jeweils hintere Empfangsantenne soll in besonders vorteilhafter Weise über
eine Wegmeßeinrichtung erfolgen, die frühestens nach dem Zurücklegen einer dem Abstand
der jeweils geschalteten Empfangs antennen entsprechenden Mindestwegstrecke ein
entsprechendes Schaltsignal liefert. Der Vorgang des Umschaltens von einer vorderen
auf eine hintere Antenne bzw. umgekehrt ist in besonders vorteilhafter Weise außer
vom Ansprechen der Phasenvergleichsschaltung bzw. dem Umschaltsignal der Wegmeßeinrichtung
abhängig zu machen vom Ende eines ollständigen Informationstelegrammes an das Fahrzeug
bzw. an die Strecke; hierdurch sollen Informationsverfälschungen durch abruptes
Umschalten innerhalb eines Telegrammes verhindert werden. Auf Fahrzeugen, die außer
mit Empfangs antennen auch mit Sende antennen für den Informationsaustausch mit
der Strecke versehen sind, sieht die Erfindung vor, mindestens zwei in Längsrichtung
des Fahrzeugs beabstandete Sende antenne in der Nähe der Empfangsantennen jeweils
auf der dem zugehörigen Fahrzeugkopf zugewandten Seite anzuordnen und auf dem Fahrzeug
ein Schaltwerk vorzusehen, das stets die der jeweils wirksamen Empfangsantenne zugeordnete
Sende antenne an- und die übrigen Sendeantennen des Fahrzeugs abschaltet. Die Umschaltung
erfolgt hier ebenfalls außerhalb der Sendung.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Figur 1 zeigt die zur Realisierung der der Erfindung zugrundeliegenden
Aufgabe erforderlichen Schaltmittel und die Figur 2 Diagramme, aus denen die Umschaltzeitpunkte
für die Sende- und Empfangsantennen erkennbar sind.
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In Figur 1 sind in einem Blockschaltbild diejenigen Schaltmittel angegeben,
die für das erfindungsgemäße Umschalten der Sende- und Empfangs antennen eines Fahrzeugs
erforderlich sind. Es ist angenommen, daß das Fahrzeug mit zwei Sende antennen SAl
und SA2 sowie zwei Empfangsantennen EA1 und EA2 ausgerüstet ist. Mindestens die
Empfangs antennen sollen auf der gleichen Fahrzeugseite angebracht sein. Für die
Kreuzungsstellenermittlung sind beide Empfangs antennen wirksam. Sie geben hierzu
ihre Ausgangs signale über zugeordnete Empfangsverstärker VE1 und VE2 auf einen
Kreuzungsstellendiskriminator KD. Der Kreuzungsstellen-Diskriminator ist in bekannter
Weise so aufgebaut und geschaltet, daß er an seinem Ausgang dann Potential abgibt,
wenn sich zwischen den ihn speisenden Empfangs antennen eine Kreuzungsstelle befindet.
Bei der gewählten Anordnung der Empfangs antennen auf der gleichen Seite eines Fahrzeugs
ist dies bei Gegenphasigkeit der Empfangsspannungen, bei Anordnung der Empfangs
antennen auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten ist dies bei Gleichphasigkeit der
Empfangsspannungen der Fall. Die Ausgangssignale der Empfangsverstärker sind auf
Schwellwertschalter SS1 bzw. SS2 und nachgeschaltete Demodulatoren DEI bzw. DE2
geschaltet. An den Ausgängen dieser Schaltmittel liegen die über die Empfangs antennen
aufgenommene Streckeninformationen ständig an.
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Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß außerhalb eines Linienleiter-Kreuzungsbereiches
stets nur eine rückwärtige Empfangsantenne auf den Informationskanal der fahrzeugseitigen
Verarbeitungseinrichtung geschaltet ist. Bei der durch einen Pfeil angedeuteten
Fahrrichtung FR ist daher die Empfangsantenne EA2 auf die fahrzeugseitige Verarbeitungseinrichtung
geschaltet. Zu diesem Zweck ist das dem Demodulator DE2 nachgeschaltete
UND-Glied
U13 durchlässig und das dem Demodulator DE1 nachgeschaltete UND-Glied U23 hochohmig
zu schalten.
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Diese beiden UND-Glieder werden gesteuert durch das Ausgangspotential
vorgeschalteter UND-Glieder U11 bzw.
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U21, die ihrerseits vom Schaltzustand zweier Kippstufen K1 und K2
gesteuert werden. An der Kippstufe K1 wird durch einen Fahrrichtungsgeber FG vorgegeben,
welcher der beiden Fahrzeugköpfe des Fahrzeugs die Spitze und welcher das Fahrzeugende
darstellt. Die Kippstufe K1 kann beispielsweise durch Umlegen eines Schaltkontaktes
von Hand eingestellt werden; das Einstellen der Kippstufe Kl kann aber auch selbsttätig,
beispielsweise durch Abruf eines Linien- oder Streckenkennzeichens unter Berücksichtigung
einer fahrzeugeigenen Fahrrichtungszuordnung erfolgen. Bei der dargestellten Schaltstellung
des Fahrrichtungsgebers FG legt die Kippstufe K1 Steuerpotential an den einen Eingang
des UND-Gliedes U11. Der Sperreingang dieses UND-Gliedes ist an den einen Ausgang
der Kippstufe K2 angeschlossen. Dieser Ausgang der Kippstufe K2 ist solange nicht
beaufschlagt, solange beide Empfangs antennen EA1 und EA2 an die gleiche Linienleiterschleife
angekoppelt sind und damit gleichphasige Signale aufnehmen. In der dargestellten
Schaltstellung der Kippstufen K1 und K2 ist damit das UND-Glied Ull durchgeschaltet;
das am Ausgang dieses UND-Gliedes abgreifbare Steuerpotential schaltet das UND-Glied
U13 durch und die vom Demodulator DE2 abgegebenen Signale gelangen über dieses UND-Glied
und ein nachgeschaltetes Mischglied M1 auf die fahrzeugseitige Verarbeitungseinrichtung.
Diese Verarbeitungseinrichtung ist in der Zeichnung als sicheres Schaltwerk SSW
bezeichnet. Das Schaltwerk kann beispielsweise in der sogenannten Drei-Phasen-MT-Technik
oder in URTL-Technik aufgebaut sein; es kann auch durch ein sicheres Mikrocomputersystem
realisiert sein. Das sichere Schaltwerk ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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Im folgenden ist angenommen, daß das Fahrzeug mit beispielsweise konstanter
Fahrgeschwindigkeit sich einer Linienleiterkreuzungsstelle KS nähert und diese passiert.
Dabei gelangt wie in Figur 2 zu erkennen ist zunächst die am Fahrzeug vornliegende
Empfangsantenne EA1 in den Bereich der Linienleiterkreuzung; dies möge zum Zeitpunkt
t1 der Fall sein. Die Empfangs spannung dieser Antenne geht dabei auf den Wert Null,
um sich nach dem Passieren der Kreuzungsstelle gegenphasig wieder auf den Nennwert
aufzubauen. Sobald dies geschehen ist, spricht der Kreuzungsstellen-Diskriminator
KD an, weil eine der ihm von den beiden Empfangsantennen EA1 und EA2 über die nachgeschalteten
Verstärker VEI und VE2 angebotenen Spannungen ihre Phasenlage wechselt. Am Ausgang
des Kreuzungsstellen-Diskriminators KD liegt damit Steuerpotential an, das dem einen
Eingang eines nachgeschalteten WVD-Gliedes UT1 zugeführt wird. Der zweite Steuereingang
dieses UND-Gliedes wird vom sicheren Schaltwerk SSW aus über eine Steuerleitung
X immer dann beaufschlagt, wenn das über die gerade wirksame Empfangsantenne aufgenommene
Datentelegramm beendet ist. Durch diese dem UND-Glied UT1 zugeführten Zeittaktsignale
wird erreicht9 daß die nachfolgend beschriebenen Schaltvorgänge telegrammsynchron
ablaufen und nicht etwa mitten in einem Datentelegramm beginnen. Nach Ablauf der
durch den Synchronisiervorgang beanspruchten Zeitspanne A tTE schaltet das UND-Glied
UT1 durch und steuert dabei die Kippstufe K2 aus der dargestellten Grundstellung
in die Wirkstellung. Dadurch gelangt Sperrpotential an den Sperreingang des UND-Gliedes
U11, das daraufhin das UND-Glied U13 sperrt. Dieses UND-Glied unterbricht dabei
die Verbindung zwischen dem sicheren Schaltwerk und der bislang auf den Informationskanal
dieses Schaltwerkes geschalteten hinteren Empfangsantenne EA2. Das
den
Sperreingang des UND-Gliedes Ull beaufschlagende Ausgangspotential der wirksamgeschalteten
Kippstufe K2 beaufschlaft ferner den Steuereingang eines weiteren UND-Gliedes U12,
an dessen zweitem Steuereingang die Ausgangsspannung der Kippstufe K1 anliegt. Das
UND-Glied U12 wird dabei niederohmig und beaufschlagt den einen Eingang eines nachgeschalteten
UND-Gliedes U14.
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Am anderen Eingang dieses UND-Gliedes liegen die über die im Fahrzeug
vornliegende Empfangsantenne EA1 aufgenommenen, verstärkten und demodulierten Signale
an.
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Damit ist nunmehr die im Fahrzeug vornliegende Empfangsantenne EA1
über das Mischglied Mi auf den Informationskanal der Verarbeitungseinrichtung aufgeschaltet.
Diese Empfangsantenne hatte bereits die Kreuzungsstelle KS passiert, irgendwelche
Pegelabsenkungen der Empfangsspannung oder Störungen durch Umschwingen des Empfangsverstärkers
VEI in eine andere Phasenlage sind erst wieder zu erwarten, wenn sich das Fahrzeug
beim weiteren Vorrücken der nächsten Kreuzungsstelle des Linienleiters nähert. Bevor
dies jedoch geschehen kann, wird die im Fahrzeug jeweils hintenliegende Empfangsantenne
EA2 wieder auf den Informationskanal der Datenverarbeitungseinrichtung aufgeschaltet.
Dies darf frühestens zum Zeitpunkt t2 geschehen, wenn die hintere Empfangsantenne
des Fahrzeugs die Kreuzungsstelle KS bereits passiert hat. Bei Fahrzeugeinrichtungen
mit mehreren ebenfalls umschaltbaren Empfangs antennen gelten für die Bestimmung
des Umschaltzeitpunktes t2 etwas andere Bedingungen;hierauf wird an andere Stelle
noch hingewiesen. Das Rückschalten auf die hintere Empfangsantenne könnte beispielsweise
auch vom erneuten Umschwingen der Phaseniage einer der von den beiden Empfangsantennen
EA1 und EA2 aufgenommenen Signale abhängig gemacht sein; dieses Schaltkriterium
könnte jedoch mit Störungen behaftet sein und gilt überdies nur für solche
Fahrzeugeinrichtungen,
die nicht mit umschaltbaren Sendeantennen ausgerüstet sind; im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist deshalb in besonders vorteilhafter Weise auf eine wegabhängige Umschaltung der
Empfangsantenne abgestellt. Wenn der Abstand der Empfangsantennen auf dem Fahrzeug
beispielsweise 20 m beträgt, dann ist als gesichert anzunehmen, daß ein Rückschalten
auf die jeweils hintere Empfangsantenne dann zulässig ist, wenn das Fahrzeug seit
dem Umschalten auf die vornliegende Empfangsantenne z.B. 30 m zurückgelegt hat.
Dieser Zeitpunkt wird durch einen Zähler Z festgelegt. Der Zähleingang dieses Zählers
ist auf ein vorgeschaltetes UND-Glied UJ gefuhrt, an dessen einem Eingang (gegebenenfalls
nach Umformung) Radimpulse eines fahrzeugseitigen Radimpulsgebers RJG anliegen und
dessen anderer Eingang durch den Schaltzustand der Kippstufe K2 gesteuert ist. Wenn
der Zähler Z nach dem Umschalten auf eine im Fahrzeug vorn liegende Empfangsantenne
eine vorgegebene Zählstellung erreicht hat, z.B. die Zählstellung "30", schaltet
er Potential auf den einen Eingang eines nachgeschalteten UND-Gliedes UT2. Der andere
Eingang dieses UND-Gliedes wird über die Steuerleitung X vom Zeittakt des sicheren
Schaltwerkes beaufschlagt und stellt damit sicher, daß das Rückschalten von der
vorderen auf die hintere Empfangsantenne des Fahrzeugs telegrammsynchron geschieht.
Sobald das UND-Glied UT2 durchschaltet, gelangt die Kippstufe K2 wieder in die dargestellte
Ausgangsstellung. Dadurch gelangt das zuvor durchgeschaltete UND-Glied U12 wieder
in den hochohmigen Schaltzustand und sperrt das UND-Glied U14, wodurch die bislang
über dieses UND-Glied wirksame vordere Empfangsantenne EA1 wieder von der Datenverarbeitungsanlage
abgeschaltet wird.
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Das UND-Glied Ull wird wegen des fehlenden Sperrpotentials an seinem
Sperreingang durchlässig und schaltet
über das UND-Glied U13 die
über die hintenliegende Empfangsantenne EA2 aufgenommenen Signale auf die Verarbeitungseinrichtung.
Damit ist der Ausgangszustand der Fahrzeugeinrichtung wieder hergestellt, in der
die in Fahrrichtung hintenliegende Empfangsantenne für die Informationsverarbeitung
wirksam ist.
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Entsprechende Schaltvorgänge laufen ab, wenn die über den Fahrrichtungsgeber
FG vorgegebene Fahrrichtung der angenommenen Fahrrichtung FR entgegenläuft. Dann
nämlich wäre die Empfangsantenne EA1 die hintenliegende Antenne und die Empfangsantenne
EA2 die vornliegende Antenne. In diesem Falle wäre über die Ausgangssignale der
Kippstufen K1 und K2 das UND-Glied U21 durchgeschaltet, das dabei Steuerpotential
auf den einen Eingang eines UND-Gliedes U23 schaltet und damit dafür sorgt, daß
die Ausgangs signale des von der Empfangsantennne EA1 gespeisten Demodulators DE1
über das Mischglied M2 auf die Verarbeitungseinrichtung gelangen. Sobald die vordere
Empfangsantenne EA2 eine Kreuzungsstelle passiert hat, spricht der Kreuzungsstellen-Diskriminator
KD an und steuert die Kippstufe K2 telegrammsynchron aus der Grundstellung in die
Wirkstellung.
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Dabei wird das UND-Glied U21 hochohmig und trennt über das nachgeschaltete
UND-Glied U23 die Verbindung zwischen dem Demodulator DE1 und der Datenverarbeitungsanlage
des Fahrzeugs auf. Gleichzeitig wird das UND-Glied U22 durchlässig und beaufschlagt
dabei ein nachgeschaltetes UND-Glied 24. Dieses UND-Glied ist eingangsseitig mit
dem Ausgang des an die vornliegende Fahrzeugantenne EA2 angeschlossenen Demodulators
DE2 verbunden und schaltet nach dem Abschalten der hintenliegenden Empfangsantenne
EA1 nunmehr die vornliegende Empfangsantenne EA2 über das Mischglied M2 auf die
Verarbeitungseinrichtung.
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Nach dem Zurücklegen der für das vorliegende Ausführungsbeispiel angenommenen
Wegstrecke von 30 m wird die Kippstufe K2 telegrammsynchron wieder in die dargestellte
Grundstellung geschaltet. Damit wird das UND-Glied U22 wieder hochohmig und trennt
über das UND-Glied U24 die Verbindung zwischen der vornliegenden Empfangsantenne
EA2 und dem Informationskanal der Datenverarbeitungseinrichtung auf. Gleichzeitig
wird das UND-Glied U21 wieder niederohmig und schaltet die hintenliegende Empfangsantenne
EA1 über das UND-Glied U27 auf die Verarbeitungseinrichtung.
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Die Überlegungen, die zum wechselweisen An- und Abschalten der Empfangsantennen
eines Fahrzeugs auf die Datenverarbeitungsanlage des Fahrzeugs geführt haben, haben
in entsprechender Weise auch Geltung für Fahrzeuge mit mehreren, in der Nähe der
jeweiligen Empfangsantennen angeordneten Sendeantennen. Zur Informationsübertragung
zwischen Fahrzeug und Strecke ist stets nur eine einzige Sendeantenne wirksam geschaltet.
Das Umschalten von der einen auf die andere Sendeantenne wird zweckmäßigerweise
durch die gleichen Kriterien bewirkt wie das Umschalten der Empfangsantennen des
Fahrzeugs, allerdings setzt dies eine besondere Anordnung der Sende an tennen in
bezug auf die Empfangs antennen voraus und bedingt auch eine geringfügige Anderung
hinsichtlich der Bestimmung der Umschaltzeitpunkte von einer vorderen auf eine hintere
Antenne und umgekehrt. Die Sondeantennen sind auf dem Fahrzeug so anzuordnen und
so zu schaltern, daß die Sende antennen beim Passieren von Linienleiterkreuzungsstellen
jeweils abgeschaltet sind; dies bedeutet, daß außerhalb der Kreuzungstellenbereiche
eine jeweils hintere Sendeantenne wirksam sein muß, von der beim Erkennen einer
Kreuzungsstelle durch die Empfangs antennen des Fahrzeugs auf eine vordere Sende-
antenne
umzuschalten ist. Damit nun von dieser Antenne aus der Informationsfluß zum Streckengerät
unterbrechungsfrei aufrechterhalten werden kann, darf der Abstand der vorderen Sende
antenne zur Fahrzeugmitte nicht kleiner sein als der Abstand der zugehörigen Empfangsantenne
zur Fahrzeugmitte; andernfalls könnte der Fall eintreten, daß zum Umschaltzeitpunkt
zwar eine vordere Empfangsantenne, nicht jedoch auch eine zugehörige Sendeantenne
den Linienleiterkreuzungsbereich passiert hat. Die Sende- und Empfangsantennen sind
also entweder nebeneinander anzuordnen oder wie in Figur 1 dargestellt sodaß die
Sendeantennen zum betreffenden Fahrzeugkopf hin jeweils vor den zugehörigen Empfangsantennen
liegen. Der frühestmögliche Umschaltzeitpunkt zum Rückschalten auf eine hintere
Sende antenne ist abhängig vom Abstand der im Fahrzeug jeweils vorn liegenden Empfangsantenne
zur jeweils hintenliegenden Sendeantenne; er liegt damit etwas später als der in
Figur 2 dargestellte Umschaltzeitpunkt t2. Durch entsprechende Vorgabe der Zählstellung
des Zählers Z für die wegabhängige Umschaltung der Antennen läßt sich der Zeitpunkt
für eine problemlose Umschaltung der Sendeantennen bestimmen. Auch hier muß aber
Sorge dafür getroffen werden, daß die Umschaltung der Sendeantennen ebenfalls telegrammsynchron
erfolgt. Vereinfachend ist bei dem gewählten Ausführungsbeispiel angenommen worden,
daß Sende- und Empfangstelegramme zeitlich synchronisiert sind.
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Bei der in Figur 1 dargestellten Fahrrichtung FR des Fahrzeugs, bei
der außerhalb des Kreuzungsbereiches eines Linienleiters stets die hintere Empfangsantenne
EA2 auf die Verarbeitungseinrichtung geschaltet ist, soll also auch die hintere
Sende antenne SA2 wirksam sein. In den Zeitspannen t t (30 m)btTE, in denen
die
hintere Empfangsantenne EA2 auf die Verarbeitungseinrichtung geschaltet ist, sind
entweder das UND-Glied U13 oder das UND-Glied U24 durchgeschaltet. Für die Anschaltung
des der Sende antenne SA2 zugeordneten Senders S2 genügt es deshalb, die Ausgänge
dieser beiden UND-Glieder in einem Mischglied M3 zu vereinigen und auf den Steuereingang
eines UND-Gliedes U15 zu schalten, dessen anderer Eingang durch das sichere Schaltwerk
SSW beaufschlagt ist. Über das durchgeschaltete UND-Glied U15 gelangen die vom Fahrzeug
an die Strecke abzusetzenden Informationen auf den Sender S2, werden dort aufbereitet
und umgesetzt, in einem Sendeverstärker VS2 verstärkt und über die Sende antenne
SA2 auf den Linienleiter gegeben. Sobald von der rUckwärtigen Empfangsantenne auf
die vordere Empfangsantenne umgeschaltet wird, geht das UND-Glied U15 in den hochohmigen
Zustand und schaltet damit die hintere Sende antenne SA2 ab. Gleichzeitig wird der
Sender S1 für die im Fahrzeug vornliegende Sendeantenne SA1 angeschaltet.
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Zu diesem Zweck sind die Ausgänge der UND-Glieder U23 und U14 auf
ein Mischglied M4 geführt, das an seinem Ausgang solange Potential abgibt wie die
Empfangsantenne EA1 wirksam ist. Über ein nachgeschaltetes UND-Glied U25 schaltet
das Mischglied M4 die vom sicheren Schaltwerk 55W gelieferten Informationen auf
den Sender S1, in dem sie umgesetzt und aufbereitet werden und nach Verstärkung
in einem zugeordneten Sendeverstärker VS1 auf die vordere Sendeantenne SA1 gelangen.
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Bei dem vorstehend näher erläuterten Ausführungsbeispiel war angenommen,
daß sich die Sende- und Empfangseinrichtungen jeweils an den Fahrzeugköpfen befinden
sollen Diese Anordnung ist jedoch nicht zwingend notwendig; vielmehr können die
Sende- und Empfangseinrichtungen unter Berücksichtigung eines bestimmten Mindestabstandes
zueinander auch in der Mitte eines Fahrzeugs
oder zu beiden Seiten
eines Drehgestelles angeordnet sein. Der Mindestabstand zwischen den Empfangsantennen
bestimmt sich aus der Wegstrecke, die das Fahrzeug unter Berücksichtigung der höchsten
Fahrgeschwindigkeit in einer für eine vollständige Telegrammübertragung erforderlichen
Zeitspanne zurückzulegen vermag. Unter praktischen Betriebsbedingungen liegt der
Mindestabstand zwischen den Antennenpaaren bei etwa 6 Meter.
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Die Zählkapazität des Zählers Z, die im Beispiel mit "30" angenommen
war, richtet sich ausschließlich nach dem tatsächlichen Abstand der Sende antenne
des einen Antennenpaares von der Empfangsantenne des anderen Antennenpaares. Bei
einem tatsächlichen äußeren Abstand von nur 6 m könnte beispielsweise ein Zähler
mit einer Zählkapazität entsprechend 10 m Fahrweg eingesetzt sein; die Zählkapazität
von z.B. t30" könnte aber auch beim tatsächlichen Abstand der Sende- und Empfangsantennen
der beiden Antennenpaare von 6 m beibehalten sein.
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Die nach der Erfindung ausgebildete Fahrzeugeinrichtung macht nicht
nur eine kontinuierliche Informationsübertragung von der Strecke zum Fahrzeug und
umgekehrt, gerade auch im Bereich einer Linienleiter-Kreuzungsstelle, möglich, sondern
stellt auch sicher, daß bei gleichzeitiger Ankopplung der Empfangs antennen an die
von verschiedenen Streckengeräten gespeisten Linienleiterschleifen eine ständige
gesicherte Informationsübertragung möglich ist. Nachdem nämlich zunächst nur die
im Fahrzeug jeweils hintenliegende Empfangsantenne und die zugehörige Sendeantenne
wirksam waren, wird beim Ansprechen des Kreuzungsstellen-Diskriminators (Einfahren
in den folgenden Streckenbereich) telegrammsynchron auf eine vordere Empfangsantenne
und telegramm-
synchron auf die zugehörige Sendeantenne umgeschaltet,
so daß stets nur ein Verbindung zwischen einem einzigen Linienleiter und dem Fahrzeug
gegeben ist. Auf dem Fahrzeug ist ein Umpolen der aufgenommenen Linienleitersignale
nicht erforderlich; irgendwelche Hf-Probleme treten daher nicht auf.
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Wenn bei einem Fahrzeug mit insgesamt zwei Empfangsantennen aus irgendeinem
Grunde eine der Empfangsantennen ausfallen sollte, dann kann der Kreuzungsstellen-Diskriminator
auch nicht mehr arbeiten, weil einem seiner Eingänge keine Signale zugeführt werden.
Aus dem Ausbleiben der Kreuzungsstellensignale über eine vorgesehene Wegstrecke,
z.B. eine Wegstrecke von 300 m, ließe sich ein Störungskennzeichen ableiten, welches
zur Aussonderung des Fahrzeugs zu Reparaturzvecken führen könnte. Hierzu ist es
erforderlich, das Fahrzeug mit der gestörten Fahrzeugeinrichtung zu erfassen und
aus dem Verkehrsverbund auszusondern; um dies zu erreichen, ist es wünschenswert,
wenn nach dem Ausfall einer Empfangsantenne über die andere Empfangsantenne eine
Verbindung zum betreffenden Fahrzeug bestehen bleibt bzw. wieder aufgebaut werden
kann Tritt der angenommene Defekt an der vorderen Fahrzeugantenne zu einem Zeitpunkt
auf, an dem die hintere Empfangsantenne wirksam ist, dann bleibt die Verbindung
Strecke/Fahrzeug bestehen, weil der Kreuzungsstellen-Diskriminator die Umschaltung
auf die vordere gestörte Empfangsantenne nicht veranlassen kann. Tritt der angenommene
Defekt an der vorderen Empfangsantenne zu einem Zeitpunkt auf, an dem diese Antenne
wirksam geschaltet war, dann ist die Verbindung Strecke/Fahrzeug unterbrochen und
ein automatisches Umschalten auf die hintere Antenne nicht ohne weiteres möglich,
weil die dann fehlenden Zeittaktsignale auf der Steuerleitung X ein wegabhängiges
Umschalten
auf die hintere Antenne verhindern. Das gleiche gilt wenn die hintere Empfangsantenne
defekt wird, und zwar unabhängig davon, wann dieser Defekt auftritt. War zum Zeitpunkt
des Auftretens eines Defektes an der hinteren Empfangsantenne die vordere Empfangsantenne
wirksam, dann wird wegabhängig auf die hintere Empfangsantenne umgeschaltet, so
daß infolge der angenommenen Störung die Informationsübertragung zum Fahrzeug hin
abbricht.
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Um bei den geschilderten Störungsfällen dennoch ein Ansprechen der
Fahrzeuge zu ermöglichen, wird nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung
dann, wenn die Informationstelegramme über eine bestimmte Mindestzeit ausgeblieben
sind, ein Hilfssignal ausgegeben, mit dessen Hilfe die jeweils noch intakte Empfangsantenne
angeschaltet werden kann. Dies geschieht im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 unter
Verwendung zweier UND-Glieder U16 und U26, an deren Steuereingänge über eine Steuerleitung
Y das Hilfssignal und an dessen Informationseingänge die beiden Demodulatoren DE1
bzw.
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DE2 angeschlossen sind. Ist eine länger anhaltende Empfangsstörung
erkannt, gibt das sichere Schaltwerk das Hilfssignal aus und hält es so lange aufrecht
bis - beispielsweise nach Behebung des Defektes - beide Empfangsantennen gleichzeitig
ansprechen. Dann wird durch Hochohmigschalten der UND-Glieder U16 und U26 die über
diese UND-Glieder geschaltete Verbindung der beiden Empfangsantennen zum sicheren
Schaltarerk telegrammsynchron aufgetrennt und die Kippstufe K2 erhält einen Grundstellungsimpuls,
der dafür sorgt, daß das im Fahrzeug jeweils hintenliegende Antennenpaar wirksam
geschaltet wird.
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In Figur 1 sind die Schaltmittel für das Umschalten der Empfangs-
und der Sende antennen als diskrete Bauelemente dargestellt. Diese Bauelemente sind
im Sinne der Eisenbahnsignaltechnik signaltechnisch sicher auszuführen, d.h. irgendwelche
Defekte dürfen niemals dazu führen, daß gefahrbringende Zustände auftreten, etwa
durch gleichzeitiges Abschalten aller Empfangsantennen eines Fahrzeugs. Die für
die Realisierung der vorliegenden Erfindung erforderlichen Schaltmittel mit Ausnahme
der eigentlichen Sende- und Empfangsschaltmittel brauchen aber nicht als diskrete
Bauelemente ausgeführt sein. Vielmehr können sie zu einem eigenen sicheren Schaltwerk
SSW1 zusammengefaßt sein, das seinerseits in das sichere Schaltwerk 55W der Verarbeitungseinrichtung
integriert sein kann.