CZ287266B6 - Process and apparatus for transmission of messages through the mediation of semaphore - Google Patents

Description

Způsob a zařízení pro přenos zpráv prostřednictvím návěstidla

Oblast techniky

Vynález se týká automatických systémů, instalovaných na zemi a na palubě vozidla, pro řízení dopravy na obecně městských sítích a vztahuje se zejména na způsob a zařízení pro přenosy zpráv prostřednictvím návěstidla, přičemž tyto zprávy se přenášejí z návěstidla na anténu uloženou na vozidle, přičemž zprávy jsou přepínány mezi zprávami Mn a zprávami Mn+1 podle potřeby informování a/nebo ovládání jedoucích vozidel.

Dosavadní stav techniky

Zařízení pro přenos informací podle známého stavu techniky používají jednotlivých bodových návěstidel. Jedná se o pasivní návěstidla uložená na zemi. Zařízení pro přenos informace, jak bude podrobněji ještě jednou vysvětleno s odvoláním na obr. 1 a 2, obsahuje jednak část instalovanou na zemi a jednak vybavení na kolejovém vozidle. Část instalovaná na zemi obsahuje návěstidlo a jeho řídicí jednotku, připojenou přenosovým vedením. Návěstidlo je připojené k pražcům v ose kolejové dráhy. Vybavení osazené na vozidle obsahuje anténu a vyhodnocovací jednotku. Vyhodnocovací jednotka, kterou může být počítač, je energeticky napájena vlastním převodníkem a je připojena k anténě. Anténa je zespodu na kolejovém vozidle, s výhodou na přední straně vozidla.

Návěstidla použitá v systémech při sledování například rychlosti vlaku vysílají informaci o stavu signalizace před místem jejich uložení. Tato informace je snímána anténou pod vlakem. Návěstidlo vysílá sériově bity při bitové rychlosti například 50 kilobitů za sekundu, prostřednictvím elektronického řídicího vybavení pro vytváření zprávy.

Návěstidla mají pevnou délku, která vymezuje prostorovou oblast, v níž může anténa na palubě vozidla snímat vysílanou zprávu. Tato snímací délka, rovněž nazývaná kontaktní délka, umožňuje vysílat určitý počet bitů přenášené zprávy. Čtení binární zprávy se provádí mezi řídicí jednotkou a vlakem přes návěstidlo. Synchronizace se provádí mezi začátkem zprávy a příjezdem vlaku na návěstidlo a tedy začátkem čtení návěstidla.

Anténa na vozidle má předem určené čtecí okno, které je funkcí její konstrukce. Binární zpráva, čtená anténou na vozidle, nemusí odpovídat úplné zprávě Mn, ale nejčastěji odpovídá položení dvou doplňkových částí dvou po sobě následujících zpráv vedle sebe. Při vysokých rychlostech nedovoluje snímací délka antény přijmout více než jednu zprávu.

Jedním důsledkem výše uvedených skutečností je, že je možné na základě čtení jediné vysílané zprávy rekonstituovat tuto vysílanou zprávu pouze pod jedinou podmínkou, a to že obě části zpráv, které jsou k dispozici, náležejí po sobě vysílaným zprávám s totožným obsahem. Z toho vyplývají obtíže, když zařízení určené pro vytváření vysílaných zpráv změní obsah těchto zpráv, například pro zohlednění změny ve stavu signalizace. Důsledkem této změny obsahu vysílaných zpráv je, že zprávy vysílané před a po této změně mají odlišný obsah. Zpráva rekonstituovaná ve vozidle tedy není koherentní, protože je složena z části první a části druhé vysílané zprávy s různými obsahem.

Jedním cílem vynálezu je vytvořit způsob a zařízení pro přenos informací prostřednictvím návěstidla, které by nemělo tento nedostatek. Dalším cílem je vytvořit způsob a zařízení pro přenos informací prostřednictvím návěstidla, umožňující v každém okamžiku rekonstituovat souvislé zprávy.

-1 CZ 287266 B6

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo způsobem přenosu zpráv Mn, Mn+1 prostřednictvím návěstidla, přičemž tyto zprávy se přenášejí z návěstidla na anténu uloženou na vozidle, přičemž zprávy jsou přepínány mezi zprávami Mn a zprávami Mn+1 podle potřeby informování a/nebo ovládání jedoucích vozidel, jehož podstatou je, že při přítomnosti uvedeného vozidla v blízkosti uvedeného návěstidla se v odezvě na detekci jeho blízkosti zpozdí přepínání mezi uvedenými zprávami Mn a Mn+1 vysíláním jedné nebo více přídavných zpráv Mns s obsahem totožným se zprávami Mn, takže je anténou přijata kompletní zpráva Mn.

S výhodou se návěstidlo napájí signálem střídavého napětí, odpovídajícím vysílaným zprávám Mn, Mn+1, obsahujícím kromě toho stejnosměrnou složku, přičemž se v odezvě na detekci blízkosti vozidla zkratuje napájecí vstup do návěstidla pouze pro stejnosměrnou složku, toto zkratování se detekuje jako detekce zkratového stejnosměrného proudu na napájecí straně návěstidla, a na základě této detekce zkratování se zpozdí přepínání mezi zprávami Mn a Mn+1, až je přijata úplná zpráva Mn anténou vozidla.

Vynález dále navrhuje zařízení pro provádění výše uvedeného způsobu, obsahující řídicí jednotku s vysílacím prostředkem zpráv a přepínacím prostředkem pro přepínání mezi vysíláním po sobě následujících zpráv, a návěstidlo, připojené přenosovým vedením k řídicí jednotce a opatřené vysílačem zpráv k anténám projíždějících vozidel, jehož podstatou je, že na přenosové vedení, napájené napětím obsahujícím stejnosměrnou složku a střídavou složku od řídicí jednotky (přičemž tato střídavá složka je reprezentací vysílaných zpráv) je zapojen zkratovací prostředek přenosového vedení pouze pro stejnosměrnou složku, přičemž návěstidlo obsahuje první rozhraní, citlivé pouze na signály střídavého proudu, s přijímacím vstupem zpráv vysílaných uvedenou řídicí jednotkou a vysílacím výstupem zpráv k anténě na vozidle, a druhé rozhraní citlivé pouze na stejnosměrný proud, s přijímacím vstupem signálu přítomnosti vozidla v blízkosti návěstidla, a zkratovacím spínačem zkratovacího prostředku přenosového vedení pouze pro stejnosměrný proud v odezvě na příjem signálu blízkosti vozidla na přijímacím vstupu, přičemž řídicí jednotka je opatřena detekčním prostředkem zkratování pro stejnosměrný proud a zpožďovacím prostředkem přepínání přepínacího prostředku v odezvě na detekci zkratování.

Přijímací vstup zařízení podle vynálezu je s výhodou orientován pro příjem signálu blízkosti vozidla shora, přejezdem vozidla nad návěstidlem.

Uvedené řešení umožňuje, že zpráva rekonstituovaná ve vozidle je koherentní a v každém okamžiku je tak možné rekonstituovat souvislé zprávy.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 schéma zařízení pro přenos informací podle známého stavu techniky, obsahující vybavení osazené na železničním vozidle a instalaci na zemi, obr. 2 grafické znázornění způsobu podle stavu techniky, kde konkrétně obr. 2A ukazuje vysílání zpráv Mn prostřednictvím návěstidla, obr. 2B čtení zprávy prostřednictvím antény osazené na vozidla podle stavu techniky a obr. 2C rekonstituování vysílané zprávy na podkladě čtené zprávy, obr. 3 grafické znázornění způsobu podle vynálezu, kde konkrétně obr. 3A ukazuje vysílání zpráv Mn prostřednictvím návěstidla podle stavu techniky, obr. 3B signál udávající přítomnosti vozidla, obr. 3C opožděné vysílání přepnutí mezi zprávami Mn a zprávami Mn+1 “prostřednictvím návěstidla podle vynálezu, obr. 3D čtení zprávy prostřednictvím antény osazené na vozidle a obr. 3E rekonstituování vysílané zprávy na podkladě čtené zprávy, a obr. 4 blokové schéma výhodného provedení návěstidla použitého v zařízení pro přenos informací prostřednictvím návěstidel podle vynálezu.

-2CZ 287266 B6

Příklad provedení vynálezu

Obr. 1 ukazuje známé zařízení pro přenos informací, obsahující vybavení v kolejovém vozidle a pevně zabudovanou instalaci na zemi. Zařízení pro přenos informace, znázorněné na obr. 1, obsahuje části instalované na zemi a vybavení 3, 4, osazené na kolejovém vozidle 5. Části zařízení, osazené na zemi, obsahují návěstidlo 1 a jeho řídicí jednotku 2, připojenou přenosovým vedením 7. Návěstidlo 1 je připojené k pražcům v ose kolejové dráhy 6. Části zařízení, osazené na vozidle, obsahují anténu 3 a vyhodnocovací jednotku 4. Vyhodnocovací jednotka 4, kterou může být počítač, je energeticky napájena vlastním převodníkem a je připojena k anténě 3. Anténa 3 je pod kolejovým vozidlem, s výhodou na přední straně vozidla.

Obr. 2A až 2C znázorňují schéma postupu vysílání zpráv Mn prostřednictvím návěstidla podle známého stavu techniky, čtení zprávy prostřednictvím antény osazené na vozidle a po té rekonstituování vysílané zprávy na základě čtené zprávy. Obr. 2A ukazuje sled totožných zpráv Mn, vysílaných řídicím zařízením a přenášeným přes návěstidlo na anténu na vozidle. Anténa na vozidle má předem určené čtecí okno, které je funkcí její konstrukce. Binární zpráva čtená anténou na vozidle nemusí odpovídat úplné zprávě Mn, ale nejčastěji odpovídá položení dvou doplňkových částí dvou po sobě následujících zpráv vedle sebe.

Obr. 2B znázorňuje binární zprávu ve formě, jak je čtená anténou na vozidle. Obr. 2C znázorňuje binární zprávu, rekonstituovanou na vozidle. Při vysoké rychlosti tedy snímací délka antény již nedovoluje příjem více než jedné zprávy.

Další podrobnosti týkající se nevýhod znázorněného stavu techniky byly vysvětleny v úvodu popisu.

Obr. 3A až 3E se vztahují na zpožděné vysílání přepnutí C mezi zprávami Mn a zprávami Mn+1 prostřednictvím návěstidla podle principu vynálezu. Aby se zabránilo, že rekonstituovaná zpráva bude nekoherentní, umožňuje navrhované řešení, že řídicí jednotka je informována o přítomnosti vlaku v místě návěstidla. Tato indikace o přítomnosti vlaku zavádí časové zpoždění do přepínání C obsahu zpráv.

Když vlak přijede nad návěstidlo, předává toto návěstidlo řídicí jednotce informaci o přítomnosti vlaku, která dovoluje řídicímu ústrojí zpozdit přepnutí C obsahu vysílaných zpráv. Pro tento účel vysílá řídicí jednotka jednu nebo více přídavných zpráv MnS do návěstidla, takže dochází ke zpoždění přepnutí C mezi zprávami Mn a Mn+1. Z toho vyplývá, že obě poloviční zprávy, čtené anténou, uloženou na vozidle, jsou koherentní a dovolí tedy rekonstituování rovněž koherentní zprávy.

Obr. 4 znázorňuje přehledné schéma přednostního provedení návěstidla použitého v zařízení pro přenos informací pomocí návěstidel podle vynálezu. Návěstidlo 1, použité v zařízení pro přenos informací, je pasivní zařízení, tj. nemá žádný trvalý vlastní zdroj energie. Do návěstidla 1 jsou pouze dálkově přiváděny signály v případě, že vozidlo 5 vlaku je přítomno nad návěstidlem 1. Dálkové zavádění signálů do návěstidla se provádí způsobem, který je sám o sobě znám, a to vazbou mezi anténou 3 vlaku a návěstidlem 1. Návěstidlo 1 není tedy schopné poskytovat energii pro napájení přenosového elektrického vedení 7 k řídicí jednotce 2.

Informace o přítomnosti vlaku se vytváří podle vynálezu superponováním dvou signálů na přenosovém vedení 7 k návěstidlu 1 řídicí jednotkou 2. Tyto superponované signály jsou tvořeny střídavým napětím, odpovídajícím vysílaným zprávám Mn, a stejnosměrným proudem vyplývajícím z proudové polarizace přenosového vedení, odpovídající informaci o přítomnosti vozidla vlaku. V přítomnosti vozidla 5 návěstidlo 1 zkratuje přenosové vedení 7 od řídicí jednotky 2 pouze pro stejnosměrný proud.

-3CZ 287266 B6

Návěstidlo 1 obsahuje ve smyslu definice předmětu vynálezu první rozhraní 8, citlivé pouze na signály střídavého proudu, s přijímacím vstupem zpráv vysílaných uvedenou řídicí jednotkou 2 a vysílacím výstupem zpráv k anténě 3 na vozidle, a druhé rozhraní 9 citlivé pouze na stejnosměrný proud, s přijímacím vstupem 10 signálu přítomnosti vozidla 5 v blízkosti návěstidla 1, a zkratovacím spínačem 9b zkratovacího prostředku 9a přenosového vedení 7 pouze pro stejnosměrný proud v odezvě na příjem signálu blízkosti vozidla na přijímacím vstupu 10, přičemž řídicí jednotka 2 je opatřena detekčním prostředkem zkratování pro stejnosměrný proud a zpožďovacím prostředkem přepínání přepínacího prostředku v odezvě na detekci zkratování.

V přítomnosti vozidla 5 v blízkosti návěstidla se v odezvě na detekci blízkosti vozidla 5 zkratuje napájecí vstup do návěstidla 1 od řídicí jednotky 2 pouze pro stejnosměrnou složku. Řídicí jednotka 2 tedy detekuje zkratování na přenosovém vedení 7 pouze pro stejnosměrný proud a odvozuje zněj informaci týkající se přítomnosti vlaku 5 nad návěstidlem 1 připojeným ke zkratovanému vedení. Jelikož střídavé napětí, odpovídající vysílaným zprávám, není návěstidlem 1 zkratováno, mohou být řídicí jednotkou 2 vysílány prostřednictvím návěstidla 1 zprávy k anténě 3, nacházející se na vozidle.

První rozhraní 8, citlivé pouze na střídavé signály, slouží k přijímání zpráv vysílaných řídicí jednotkou 2 a určených ke čtení anténou 3 uloženou na vozidle. Druhé rozhraní 9, citlivé pouze na stejnosměrný proud, je určeno ke zkratování přenosového vedení 7 pouze pro stejnosměrný proud.

Výše popsaný systém umožňuje realizovat způsob přenášení informace Mn prostřednictvím návěstidla 1 řízeného řídicí jednotkou 2. Způsob přenášení informací Mn obsahuje první krok, spočívající v tom, že se na přenosovém vedení 7 spojujícím návěstidlo 1 a řídicí jednotku 2 superponuje řídicí jednotkou 2 střídavé napětí, odpovídající vysílaným zprávám, a stejnosměrný proud. Druhý krok spočívá v tom, že se na základě příjmu informace 10 o přítomnosti vozidla 5 v blízkosti návěstidla 1 zkracuje přenosové vedení 7 prostřednictvím druhého rozhraní 9 pouze pro stejnosměrný proud. Následující krok spočívá v detekci zkratu prostřednictvím řídicí jednotky 2. Čtvrtý krok spočívá v tom, že se prostřednictvím řídicí jednotky 2 zpožďuje přepínání mezi zprávami Mn a Mn+1 vysíláním jedné nebo více přídavných zpráv Mns. s obsahem totožným se zprávami Mn.

Claims (4)

1. Způsob přenosu zpráv prostřednictvím návěstidla (1), přičemž tyto zprávy se přenášejí z návěstidla (1) na anténu (3), uloženou na vozidle (5), přičemž zprávy jsou přepínány mezi zprávami Mn a zprávami Mn+1 podle potřeby informování a/nebo ovládání projíždějících vozidel (5), vyznačený tím, že při přítomnosti vozidla (5) v blízkosti návěstidla (1) se v odezvě na detekci jeho blízkosti zpozdí přepínání mezi uvedenými zprávami Mn a Mn+1 vysíláním jedné nebo více přídavných zpráv Mns s obsahem totožným se zprávami Mn, takže je anténou (3) přijata kompletní zpráva Mn.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se návěstidlo (1) napájí signálem střídavého napětí, odpovídajícím vysílaným zprávám Mn, Mn+1, obsahujícím kromě toho stejnosměrnou složku, přičemž se v odezvě na detekci blízkosti vozidla (5) zkratuje napájecí vstup do návěstidla (1) pouze pro stejnosměrnou složku, toto zkratování se detekuje jako detekce zkratového stejnosměrného proudu na napájecí straně návěstidla (1), a na základě této detekce se zpozdí přepínání mezi zprávami Mn a Mn+1, až je přijata úplná zpráva Mn anténou (3) vozidla (5).

-4CZ 287266 B6

3. Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 1 nebo 2, obsahující řídicí jednotku (2) s vysílacím prostředkem zpráv Mn, Mn+1 a přepínacím prostředkem pro přepínání mezi vysíláním po sobě následujících zpráv Mn, Mn+1, a návěstidlo (1), připojené přenosovým vedením (7) k řídicí jednotce (2) a opatřené vysílačem zpráv Mn, Mn+1 k anténám (3) projíždějících vozidel (5), vyznačené tím, že na přenosové vedení (7), napájené napětím obsahujícím stejnosměrnou složku a dále střídavou složku od řídicí jednotky, přičemž střídavá složka je reprezentací vysílaných zpráv Mn, Mn+1, je zapojen zkratovací prostředek (9a) přenosového vedení (7) pouze pro stejnosměrnou složku, přičemž návěstidlo (1) obsahuje první rozhraní (8), citlivé pouze na signály střídavého proudu, s přijímacím vstupem zpráv vysílaných řídicí jednotkou (2) a vysílacím výstupem zpráv k anténě (3) na vozidle, a druhé rozhraní (9), citlivé pouze na stejnosměrný proud, s přijímacím vstupem (10) signálu přítomnosti vozidla (5) v blízkosti návěstidla (1), a zkratovacím spínačem (9b) zkratovacího prostředku (9a) přenosového vedení (7) pouze pro stejnosměrný proud v odezvě na příjem signálu blízkosti vozidla na přijímacím vstupu (10), přičemž řídicí jednotka (2) je opatřena detekčním prostředkem zkratování pro stejnosměrný proud a zpožďovacím prostředkem přepínání přepínacího prostředku v odezvě na detekci zkratování.

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačené tím, že přijímací vstup (10) je orientován pro příjem signálu o blízkosti vozidla (5) shora, kde tento signál vzniká přejezdem vozidla nad návěstidlem (1).