DEVICE FOR TRACK-FREE SIGNALLING, TRAIN LOCATION AND VELOCITY MEASUREMENT

Abstract: The invention relates to a device for train location and track-free signalling in the field of an electronic actuator, the actuating groups of which contain microcomputers and are connected to one another via geographic data lines arranged according to the route of the track. Axle counter results acquired at counting points arranged between the actuating elements are passed on along the set routes from actuating group to actuating group. The track-free signalling and the train location occur, using the microcomputer of the actuating groups, by comparing the axle counts registered at the individual counting points. If the distances between the individual counting points are stored, the speed of the vehicles can be determined by means of a real-time determination of the passage of the first axles of the vehicles.

Description: Einrichtung zur Gleisfreimeldung, Zugortung und Geschwin digkeitsmessung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gleisfreimeldung, Zugortung und Geschwindigkeitsmessung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Zur Gleisfreimeldung werden heute neben Gleisstromkreisen in bestimmten Fällen (lange Gleisabschnitte, Stahischwellen) Achszählkreise eingesetzt. Hierzu wird ein auf seinen Besetztzustand hin zu überwachender Gleisabschnitt durch sogenannte Zählpunkte begrenzt. Die Zählpunkte bestehen meist aus zwei gegeneinander versetzt an den Schienen eines Gleises angebrachten Achsdetektoren und sind in der Lage, die Achsen eines den Zählpunkt passierenden Zuges einzeln zu erfassen und zusätzlich deren Durchgangsrichtung festzustellen. Der Gleisabschnitt wird dann freigemeldet, wenn die Zahl der in den Abschnitt eingefahrenen Achsen der Zahl der aus dem Abschnitt ausgefahrenen Achsen entspricht. Der hierzu notwendige Achszahlvergleich wird im Stellwerk in einer besonderen Achszähleinrichtung durchgeführt, welcher Achsimpulse der den Gleisabschnitt begrenzenden Zählpunkte zugeführt werden. Die heute eingesetzten Achszähleinrichtungen sind empfindlich gegen Störungen durch elektromagnetische Einstreuungen und gegen Beeinflussung durch betätigte Magnetschienenbremsen. Bereits ein einziger Fehlimpuls kann einen an sich freigefahrenen Gleisabschnitt besetzt gemeldet halten und damit blockieren, wenn nicht aufwendige Korrekturmassnahmen vorgesehen werden. Im Blockierungsfalle muss die Störung nach eingehender Prüfung des Sachverhaltes durch den Fahrdi enst leiter beseitigt werden. In einem elektronischen Stellwerk, in dem die einzelnen Stellgruppen Mikrorechner enthalten und über geographische Datenleitungen miteinander in Verbindung stehen, (siehe z.B. ältere Anmeldung P 32 32 308.5), sind die Mikrorechner meist nur zeitweise, z.B. während des Einstellens einer Fahrstrasse voll ausgelastet. Während der anderen Zeiten könnten sie für andere Aufgaben z.B. für die Achszählung mit ausgenützt werden. Gegenstand der Erfindung ist deshalb eine Einrichtung, die eine Achszählung und die auf der Achszählung basierenden Funktionen Gleisfreimeldung und Zugortung mit Hilfe der in einem elektronischen Stellwerk der o.g. Art ohnehin vorhandenen Stellgruppenrechner ermöglicht und gesonderte Achszähleinrichtungen im Stellwerk überflüssig macht. Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Mit der Verlagerung der Achszählung in die durch Datenleitungen miteinander verbundenen Stellgruppenrechner wird von der abschnittsorientierten Achszählung, bei der für jeden Gleisabschnitt die Achszahlbilanz in einer separaten Achszähleinrichtung aufgestellt wird, zur punkt orientierten Achszählung mit Weitergabe der Zählergebnisse entlang dem Fahrweg übergegangen. Damit werden nicht nur Baugruppen eingespart, sondern es wird auch ohne jeden zusätzlichen Schaltungsaufwand eine Korrektur von Zählfehlern durch Vergleich von an mehreren aufeinanderfolgenden Zählpunkten gewonnenen Zählergebnissen miteinander möglich. Von grossem Vorteil ist auch, dass die Zählergebnisse und damit auch die Gleisfreimeldung und Zugortungsmeldungen gleich dort anstehen, wo sie gebraucht werden, in den Stellgruppen der Fahrwegelemente und den Start- und Zielgruppen der Fahrstrassen. Eine Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung ist im Patentanspruch 2 beschrieben. Sie ermöglicht zusätzlich eine Messung der zwischen jeweils zwei Achszählpunkten durchschnittlich gefahrenen Geschwindigkeit. Anhand einer Figur soll nun ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung beschrieben werden. Die Figur zeigt einen Teil des Gleisbildes einer Eisenbahnanlage. Zwischen einzelnen Stellelementen zugeordneten, durch gestrichelte Linien voneinander abgegrenzten Stellgruppen, - Signalgruppen S, SG und Z, Weichengruppen W1, W2, Kreuzungsgruppe K -, sind Achszähipunkte ZP1...ZP5 angeordnet. In jeder Stellgruppe, die, wie hier im Falle der Signalgruppen S, Z und SG, auch zwei Stellelementen (Streckenelemente + Signal oder 2 Signale) zugeordnet sein kann, befindet sich ein Mikrorechner oder ein aus mehreren parallel arbeitenden Mikrorechnern bestehendes Mehrrechnersystem. Jeder Zählpunkt,der,wie in der Figur angedeutet, von zwei gegeneinander versetzt angeordneten Achsdetektoren gebildet wird, ist mit den beiden ihm benachbarten Stellgruppen durch Signalleitungen verbunden. Bei Durchgang einer Achse am Zählpunkt anfallende Achszähl-Doppelimpulse (zwei verschiedene Impulsformen für die zwei möglichen Durchgangsrichtungen) werden über diese Signalleitungen an die Stellgruppen weitergegeben. Die Mikrorechner der Stellgruppen zählen die Achszählimpulse je nach Fahrtrichtung als Vorwärts- oder Rückwärtsimpulse und geben das Ergebnis zusammen mit einem Herkunftskennzeichen, welches den Zähipunkt, von dem die Achszählimpulse stammen, bezeichnet, an die jeweils nächstfolgende Stellgruppe weiter. Diese Weitergabe erfolgt über dem Gleisverlauf nachgebildete geographische Datenverbindungen, ausschliesslich entlang einer gestellten Fahrstrasse. In Stellgruppen, die der Fahrstrasse nicht angehören, erfolgt nur die Verarbeitung der Zähl1mpulse der unmittelbar zugeordneten Achszähipunkte. Nach Durchfahrt eines Zuges liegen dann in jeder Stellgruppe der benutzten Fahrstrasse die an den beiden in Fahrtrichtung zurückliegenden Zählpunkten gewonnenen Achszahlen vor und können miteinander verglichen werden. Wird keine Abweichung der Achszahlen voneinander festgestellt, wird der Abschnitt zwischen den Zähipunkten als freigefahren markiert. Zur Korrektur eventueller Zählfehler genügt es nicht, die an den Achszählpunkten gewonnenen Zählergebnisse zur nächsten Stellgruppe weiterzugeben, sie werden deshalb über mehrere Stellgruppen hinweg bis zur Fahrstrassenzielgruppe weiterübermittelt. Wird eine Abweichung zwischen den an zwei Zählpunkten gewonnenen Zählergebnissen festgestellt, so lässt sich durch Vergleich mit Ergebnissen von weiter vorausliegenden Zählpunkten überprüfen, ob diese Abweichung auf einem Zählfehler beruht oder ob sie auf eine echte Besetzung des Gleisabschnitts zurückzuführen ist. Eine Korrektur des Zählfehlers kann dann ohne ein Sicherheitsrisiko vorgenommen werden. Fährt ein Zug beispielsweise von links nach rechts über die in der Figur dargestellte Strecke, wobei die Signal- gruppe S die Startgruppe und die Signalgruppe Z die Zielgruppe einer yestellten Fahrstrasse sein soll, so überfährt er zunächst den Zählpunkt ZP1. Die von den dort installierten Achsdetektoren abgegebenen Achszählimpulse gelangen in die Stellgruppen S und W1. Die Mikrorechner dieser Stellgruppen zählen die Achsimpulse und speichern das Ergebnis zusammen mit einer den Zählpunkt ZP1 kennzeichnenden und einer die Achsdurchgangsrichtung kennzeichnenden Information ab. Eine vorgegebene Zeit nach Durchgang der letzten Achse wird das Zählergebnis zusammen mit der Zählpunkt- und Achsdurchgangsrichtung kennzeichnenden Information von der Weichengruppe W1 an die Kreuzungsgruppe K und von der Signalgruppe S entgegen der Fahrtrichtung an die nicht dargestellte Zielgruppe der zurückliegenden Fahrstrasse weitergegeben. Die Weitergabe entgegen der Fahrtrichtung ist dabei deshalb erforderlich, damit eine Gleisfreimeldung des zurückliegenden Gleisabschnittes auch dann in der oben beschriebenen Weise möglich ist, wenn der Zug die Fahrtrichtung wechselt. überfährt der Zug den Zählpunkt ZP2, so werden die dort gewonnenen Achszählimpulse in den Stellgruppen W1 und K gezählt und gespeichert, und nach Durchgang der letzten Achse von der Kreuzungsgruppe K zur Signalgruppe SG und entgegen der Fahrtrichtung von der Weichengruppe W1 zur Signalgruppe S weitergege- ben. Kurz nach Verlassen des Zählpunktes ZP2 durch den Zug kann in den drei Stellgruppen S, W1 und K ein Vergleich der an den Zählpunkten ZP1 und ZP2 festgestellten Achszahlen vorgenommen werden, da diese Achszahlen dort gespeichert sind. Die Verarbeitung der an den weiteren Zählpunkten ZP3 ... ZP5 gezählten Achsen geschieht auf gleiche Art und Weise wie die Verarbeitung der an den Zählpunkten ZP1 und ZP2 gezählten. Werden die Zählergebnisse nicht nur bis zur übernächsten Stellgruppe sondern zu allen weitere in der Fahrstrasse liegenden Steligruppen bis hin zur Zielgruppe weitergegeben, so ist es möglich, beispielsweise die am Zählpunkt ZP1 gewonnene Achszahl mit der am Zählpunkt ZP3 oder ZP4 gewonnenen zu vergleichen. Stimmen die Achszahlen bei diesen Vergleichen überein, so kann davon ausgegangen werden, dass ein Unterschied zwischen der am Zählpunkt ZP1 gewonnenen und der am Zählpunkt ZP2 gewonnenen Achszahl auf einem Zählfehler beruht, denn es ist entlang einer eingestellten Fahrstasse nicht möglich, dass Achsen eines Zuges verloren gehen und im nächsten Abschnitt wieder erscheinen. Hält ein Zug innerhalb einer Fahrstrasse an, so ist im allgemeinen die folgende Fahrstrasse noch nicht gestellt, so dass eine Weitergabe von Achszahlen über die Zielgruppe hinaus nicht möglich ist. In diesem Falle speichert der Mikrorechner der Zielgruppe die an den beiden zurückliegenden Zählpunkten gewonnenen Achszahlen ab und gibt sie erst nachdem die folgende Fahrstrasse gestellt ist an die nächste Gruppe dieser Fahrstrasse weiter. Wird ein Zug neu zusammengestellt, so kann seine Achszahl manuell oder von einem übergeordneten Rechner in die Startgruppe einer Fahrstrasse eingegeben werden. Die Einrichtung nach der Erfindung kann auch zur Geschwindigkeitsmessung benutzt werden. Es sind hierzu in den Steligruppen die Längen der vor den zugehörigen Zählpunkten liegenden Gleisabschnitte gespeichert. Ausserdem enthalten die Stellgruppen Messschaltungen, welche die zwischen zwei Achsdurchgängen an aufeinanderfolgenden Zähipunkten vergangene Zeit erfassen und zusätzliche Zeitschaltungen, die ein Erkennen einer bestimmten Achse (z.B. der 1. Achse) eines Zuges gestatten, indem sie z.B. Achsen ausscheiden, die innerhalb eines bestimmten Zeitraumes nach einer zuvor registrierten Achse erfasst werden. Im allgemeinen lassen sich sowohl die ZeitmeRschaltungen als auch die Zeitschaltungen zur Identifizierung der 1.Achse durch Routinen der in den Stellgruppen befindlichen Mikrorechner realisieren, wobei als Zeitnormal der Rechnertakt verwendet wird. Die gewünschte Durchschnittsgeschwindig keit eines Zuges innerhalb eines Gleisabschnittes ergibt sich durch eine von den Stellgruppenrechnern durchgeführte Division der gespeicherten Gleisabschnittslängen durch die von der Zeitmessschaltung gemessene, vom Zug für den Gleisabschnitt benötigte Zeit. Soll z.B. die Geschwindigkeit eines Zuges auf dem in der Figur dargestell.en Gleisabschnitt zwischen den Zählpunkten ZP2 und ZP3 gemessen werden, so muss dies der Rechner der Kreuzungsgruppe K durchführen. Ein nach vorausgehender Längerer Zählpause an der Zählstelle ZP2 registrierter Achszählimpuls startet die Zeitmessung, die z.B. in einer Zählung der Rechnertaktimpulse besteht. Die Zählung wird gestoppt, wenn eine Achse im Zählpunkt ZP3 festgestellt wird. Die Anzahl der gezählten Rechnertakte (deren Zeitabstand konstant und bekannt ist) entspricht der vom Zug für die durch die Zählpunkte begrenzte Strecke benötigten Zeit. Eine Division der gespeicherten Wegstrecke durch diese ermittelte Zeitspanne ergibt schliesslich die Durschnittsgeschwindigkeit des Zuges auf dem von den Zählpunkten ZP2 und ZP3 begrenzten Gleisabschnitt.

Claims: Facility for determining the position of a train and indicating track occupancy by means of pairs of staggered axle sensors fixed to the rails of a track and each limiting a track section in the area of a solid-state interlocking whose setting groups (S5, W1, W2, K, SG, Z) include microcomputers and are interconnected by geographical data lines (GD) arranged in accordance with the track layout, characterized by the combination of the following features: a) Pairs of staggered axle sensors are arranged as detection points (ZP1...ZP5) between every two route elements of a route and connected by a signal line to at least one of the setting groups (S, W1) associated with these route elements; b) the microcomputers of these setting groups count axle pulses provided by the axle sensors, store the count, and transfer it, together with a detectionpoint identification, over the geographical data lines (GD) to the microcomputers of at least one of the adjacent setting groups lying within the route; c) setting groups (SG) belonging to the route, after storing counts received from adjacent setting groups (K) and stemming from detection points (ZP1, ZP2) located up to a predetermined number of track sections back, pass said counts along the route to the next setting group (W2), and d) required track unoccupancy or occupancy indication criteria are derived in the microcomputers of the setting groups by comparing the stored counts from two or more successive detection points. A facility as claimed in claim 1, characterized by the combination of the following features: a) In the setting groups, the distances from the associated detection point to the adjacent detection points or, if two detection points are associated with a setting group, the distance between these two detection points are stored; b) each setting group having a detection point associated with it sends a real-time message to the setting group associated with the next detection point in the direction of travel if an axle pulse is registered after a prolonged counting pause, and contains for this purpose a timing circuit or a corresponding computer routine which prevents the output of real-time messages for a given time after receipt of an axle pulse; c) each setting group contains a time-measuring circuit or a corresponding computer routine which measures the time between the receipt of a real-time message and the receipt of the first axle pulse following the real-time message, and d) the microcomputer or the microcomputer system of each setting group divides the stored length of a track section by the time needed to traverse said track section and stores the result for a given time or until the receipt of the next real-time message.

Inventors: WALTER, HEINRICH
Applicants: ALCATEL N.V., STANDARD ELEKTRIK LORENZ AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: B61L1
IPC codes: B61L1, B61L21, B61L25