DE69503200T2

DE69503200T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Übertragung von Informationen durch Baken und Bake zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE69503200T2
Application number: DE69503200T
Authority: DE
Inventors: Didier F-94600 Choisy Le Roi Riffaud
Original assignee: GEC Alsthom Transport SA
Current assignee: Alstom Transport SA
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1995-08-25
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2015-08-26
Also published as: RO114431B1; BG62867B1; NO953399L; PL310230A1; BR9503850A; FR2724075B1; FI107793B; NO310799B1; NO953399D0; PL178868B1; SK108095A3; BG99891A; CZ221695A3; HU221080B1; CZ287266B6; FR2724075A1; CN1127714A; KR960008648A; ZA957274B; KR100344604B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Informationsübertragung durch eine Bake sowie eine Bake und eine Steuervorrichtung für eine Informationsübertragungsvorrichtung.
Die Informationsübertragungsvorrichtungen des Standes der Technik setzen punktuelle Baken ein (siehe beispielsweise den Artikel in Ericsson Review, Nr. 1, 1981, Seiten 22-29 von A. Sjöberg, mit dem Titel "Automatic Train Control"). Diese Baken sind passive Baken und am Boden angeordnet.
Die Fig. 1 stellt eine Informationsübertragungsvorrichtung nach dem Stand der Technik dar, die eine in einem Eisenbahnfahrzeug mitgeführte Ausrüstung und eine Anlage am Boden umfaßt.
Die in Fig. 1 dargestellte Informationsübertragungsvorrichtung umfaßt Anlagen am Boden 1, 2 und in einem Eisenbahnfahrzeug 5 mitgeführte Ausrüstungen 3, 4.
Die Anlagen am Boden setzen sich aus einer Bake 1 und ihrer Steuervorrichtung 2 zusammen, wobei das Ganze mittels einer Übertragungsleitung 7 verbunden ist.
Die Bake 1 ist auf Schwellen in der Achse eines Eisenbahngleises 6 befestigt.
Die mitgeführten Ausrüstungen setzen sich hauptsächlich aus einer Antenne 3 und einer Auswertungseinheit 4 zusammen.
Die Auswertungseinheit 4, die eine Datenverarbeitungsanlage sein kann, wird durch ihren eigenen Wandler versorgt und ist mit der Antenne 3 verbunden.
Die Antenne 3 ist unter dem Eisenbahnfahrzeug 5 angeordnet, vorzugsweise im vorderen Bereich desselben.
Die Baken, die in den Steuerungssystemen, beispielsweise der Geschwindigkeit eines Zuges, verwendet werden, erlauben die Übertragung von Informationen über den Signalisierungszustand stromabwärts ihrer geographischen Position.
Der Empfang dieser Information wird mit Hilfe einer unter dem Zug angeordneten Antenne verwirklicht.
Die Bake sendet eine Folge von seriellen Bits, beispielsweise bei einer Bitrate von 50 kbits/s, mittels einer elektronischen Steuereinrichtung, die dazu beauftragt ist, eine Nachricht auszuarbeiten.
Diese Baken haben eine feste Länge, was eine Raumregion definiert, in der die an Bord eines Zuges mitgeführte Antenne fähig ist, die gesendete Nachricht zu empfangen.
Diese Auffanglänge, auch als Kontaktlänge bezeichnet, erlaubt, eine bestimmte Anzahl von Bits einer zu übertragenden Nachricht zu übertragen.
Das Lesen einer binären Nachricht wird zwischen einer Steuervorrichtung und dem Zug über eine Bake ausgeführt. Eine Synchronisation wird zwischen dem Anfang der Nachricht und dem Ankommen des Zuges an der Bake und folglich zu Beginn des Lesens der Bake ausgeführt.
Die Fig. 2A bis 2C veranschaulichen jeweils das Senden von Nachrichten Mn mittels einer Bake nach dem Stand der Technik, das Lesen der Nachricht mittels der mitgeführten Antenne, danach die Wiederherstellung der gesendeten Nachricht aus der gelesenen Nachricht.
Die Fig. 2A zeigt eine Folge von identischen, von einer Steuervorrichtung gesendeten und über eine Bake zu einer mitgeführten Antenne übertragenen Nachrichten Mn.
Die mitgeführte Antenne verfügt über ein vorbestimmtes Lesefenster, das von ihrem Aufbau abhängig ist.
Die durch die mitgeführte Antenne gelesene binäre Nachricht muß nicht der vollständigen Nachricht M1 entsprechen, aber entspricht meistens einer Nebeneinanderstellung von zwei komplementären Teilen von zwei aufeinanderfolgenden Nachrichten Mn.
Die Fig. 2B veranschaulicht die von der mitgeführten Antenne gelesene binäre Nachricht.
Die Fig. 2C veranschaulicht die binäre Nachricht, die an Bord des Zuges wiederhergestellt worden ist.
Bei höher Geschwindigkeit erlaubt die Auffanglänge der Antenne folglich nicht den Empfang von mehr als einer Nachricht.
Eine Konsequenz des Vorhergehenden ist es, daß es möglich ist, aus dem Lesen einer einzigen gesendeten Nachricht diese gesendete Nachricht wiederherzustellen, sofern nur die zwei verfügbaren Teile von Nachrichten zu aufeinanderfolgend gesendeten Nachrichten mit gleichem Inhalt gehören.
Es tritt folglich eine Schwierigkeit auf, wenn die mit der Ausarbeitung der gesendeten Nachrichten beauftragte Vorrichtung den Inhalt dieser Nachrichten umschaltet, beispielsweise um eine Änderung des Signalisierungszustandes zu berücksichtigen.
Eine Konsequenz dieses Umschaltens des Inhaltes der gesendeten Nachricht ist, daß die vor und nach diesem Umschalten gesendeten Nachrichten einen unterschiedlichen Inhalt haben.
Die an Bord des Zuges wiederhergestellte Nachricht ist nun inkohärent, denn sie setzt sich aus zwei Teilen einer ersten und einer zweiten gesendeten Nachricht mit verschiedenen Inhalten zusammen.
Ziel der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Informationsübertragung durch Baken, die nicht diesen Nachteil aufweist.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Informationsübertragung durch Baken, die jederzeit die Wiederherstellung von kohärenten Nachrichten ermöglicht.
Erfindungsgemäß hat die Übertragungsvorrichtung die Merkmale nach Anspruch 1.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Bake und eine Steuervorrichtung für eine Vorrichtung zur Übertragung von Nachrichten, die die Merkmale gemäß Anspruch 5 hat.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Übertragung von Nachrichten, das die Merkmale gemäß Anspruch 6 hat.
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Informationsübertragung durch Baken, wobei die Beschreibung Bezug auf die Zeichnungen nimmt, von denen:
- die Fig. 1 eine Vorrichtung zur Informationsübertragung nach dem Stand der Technik darstellt, die eine in einem Eisenbahnfahrzeug mitgeführte Ausrüstung und eine Anlage am Boden umfaßt,
- die Fig. 2A bis 2C jeweils das Senden von Nachrichten Mn mittels einer Bake nach dem Stand der Technik, das Lesen der Nachricht mittels einer mitgeführten Antenne, danach die Wiederherstellung der gesendeten Nachricht aus der gelesenen Nachricht, nach einem aus dem Stand der Technik bekannten Prinzip veranschaulichen,
- die Fig. 3A bis 3E jeweils das Senden von Nachrichten Mn mittels einer Bake nach dem Stand der Technik, das Erscheinen einer Zuganwesenheitsinformation, das verzögerte Senden des Umschaltens zwischen den Nachrichten Mn und Mn + 1 mittels einer Bake gemäß dem Prinzip der Erfindung, das Lesen der Nachricht mittels einer mitgeführten Antenne, danach die Wiederherstellung der gesendeten Nachricht aus der gelesenen Nachricht veranschaulichen,
- die Fig. 4 ein synoptisches Schema eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer in der Vorrichtung zur Informationsübertragung durch Baken gemäß der Erfindung verwendeten Bake darstellt.
Die Fig. 3A bis 3E veranschaulichen das verzögerte Senden des Umschaltens C zwischen den Nachrichten Mn und den Nachrichten Mn + 1 mittels einer Bake gemäß dem Prinzip der Erfindung.
Um zu vermeiden, daß die wiederhergestellte Nachricht inkohärent ist, ist es möglich, die Steuervorrichtung über die Anwesenheit eines Zuges senkrecht über der Bake informiert zu halten.
Diese Information bezüglich der Anwesenheit eines Zuges erlaubt es, eine Verzögerung bei dem Umschalten C des Inhaltes der Nachrichten zu erzeugen.
Wenn ein Zug senkrecht über einer Bake ankommt, überträgt diese an die Steuervorrichtung eine Information bezüglich der Anwesenheit des Zuges, die es der Steuervorrichtung erlaubt, das Umschalten C des Inhaltes der gesendeten Nachrichten zu verzögern.
Zu diesem Zweck sendet die Steuervorrichtung eine oder mehrere zusätzliche Mn-Nachrichten Mns durch die Bake so, daß das Umschalten C zwischen den Nachrichten Mn und den Nachrichten Mn + 1 verzögert wird.
Aus dem Vorhergehenden resultiert, daß die zwei von der mitgeführten Antenne gelesenen Halbnachrichten kohärent sind und folglich die Wiederherstellung einer ebenfalls kohärenten Nachricht erlauben.
Die Fig. 4 stellt ein synoptisches Schema eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Bake dar, die in der Vorrichtung zur Informationsübertragung durch Baken gemäß der Erfindung verwendet wird.
Die in dem Informationsübertragungssystem verwendete Bake 1 ist eine passive Einrichtung, das heißt sie hat keine eigene dauerhafte elektrische Energiequelle.
Darüber hinaus wird die Bake 1 nur fernversorgt, wenn ein Zug 5 sich senkrecht über der Bake 1 befindet. Die Fernversorgung wird in bekannter Weise durch Kopplung zwischen der Antenne 3 des Zuges und der Bake 1 verwirklicht.
Die Bake 1 ist folglich nicht fähig, Energie zu liefern, um eine elektrische Übertragungsleitung 7 zu der Steuervorrichtung 2 zu versorgen.
Die Information bezüglich der Anwesenheit eines Zuges wird gemäß der Erfindung erzeugt durch die Überlagerung von zwei Signalen auf der Übertragungsleitung 7 zu der Bake 1 durch die Steuervorrichtung 2.
Diese überlagerten Signale bestehen aus einer Wechselspannung, die den gesendeten Nachrichten Mn entspricht, und aus einer Gleichstrompolarisierung der Übertragungsleitung, die der Information bezüglich der Anwesenheit eines Zuges entspricht.
Bei Anwesenheit eines Zuges 5 schließt die Bake 1 das äußerste Ende der von der Steuervorrichtung 2 kommenden Übertragungsleitung nur für den Gleichstrom kurz.
Die Steuervorrichtung 2 erfaßt nun einen Kurzschluß auf der Übertragungsleitung 7 nur für den Gleichstrom und leitet davon eine Information bezüglich der Anwesenheit eines Zuges 5 senkrecht über der Bake 1 ab, die mit der kurzgeschlossenen Leitung verbunden ist.
Da die Wechselspannung, die den gesendeten Nachrichten entspricht, nicht durch die Bake 1 kurzgeschlossen ist, können die Nachrichten von der Steuervorrichtung 2 zu der mitgeführten Antenne 3 mittels der Bake 1 gesendet werden.
Die Bake 1 ist daher mit der Steuervorrichtung 2 über eine Übertragungsleitung 7 verbunden und setzt sich zusammen aus
- einer ersten Schnittstelle 8, die nur für die Wechselsignale empfindlich ist,
- einer zweiten Schnittstelle 9, die nur für den Gleichstrom empfindlich ist.
Die erste Schnittstelle 8, die nur für die Wechselsignale empfindlich ist, hat zur Aufgabe, Nachrichten zu empfangen, die von der Steuervorrichtung 2 gesendet wurden und dazu bestimmt sind, von der mitgeführten Antenne 3 gelesen zu werden.
Die zweite Schnittstelle 9, die nur für den Gleichstrom empfindlich ist, hat zur Aufgabe, die Übertragungsleitung 7 nur für den Gleichstrom kurzzuschließen.
Es resultiert aus dem Vorhergehenden ein Verfahren zur Übertragung von Informationen Mn mittels einer Bake 1, die durch eine Steuervorrichtung 2 gesteuert wird.
Das Verfahren zur Übertragung von Informationen Mn umfaßt einen ersten Schritt, der darin besteht, auf der Übertragungsleitung 7, die die Bake 1 mit der Übertragungsvorrichtung 2 verbindet, mittels der Steuervorrichtung 2 eine Wechselspannung, die den gesendeten Nachrichten entspricht, und einen Gleichstrom zu überlagern.
Ein zweiter Schritt besteht darin, mittels der zweiten Schnittstelle 9 einen Kurzschluß der Übertragungsleitung 7 nur für den Gleichstrom herbeizuführen, wenn mittels der zweiten Schnittstelle 9, eine Information 10 bezüglich der Anwesenheit des Fahrzeuges 5 in der Nähe der Bake 1 empfangen wird.
Der folgende Schritt besteht darin, den Kurzschluß mittels der Steuervorrichtung 2 zu erfassen.
Ein vierter Schritt besteht darin, mittels der Steuervorrichtung 2 das Umschalten C zwischen den Nachrichten Mn und den Nachrichten Mn + 1 durch die Übertragung, mittels der Steuervorrichtung 2, von einer oder mehreren zusätzlichen Mn-Nachrichten Mns zu verzögern.

Claims

1. Vorrichtung zur Übertragung von Nachrichten (Mn, Mn + 1, Mns), die eine Bake (1), eine Steuervorrichtung (2), eine Antenne (3) und Erfassungsmittel (9, 10) zum Erfassen der Anwesenheit eines Fahrzeuges (5) in der Nähe der Bake (1) umfassen, wobei die Bake (1) von der Steuervorrichtung (2) gesteuert wird, wobei die Nachrichten (Mn, Mn + 1, Mns) zu der Antenne (3) mittels der Bake (1) übertragen werden, wobei die Antenne (3) von dem Fahrzeug (5) mitgeführt wird, wobei die Steuervorrichtung (2) fähig ist, ein Umschalten (C) zwischen ersten Nachrichten (Mn) und zweiten Nachrichten (Mn + 1) auszuführen, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß in Reaktion auf eine Erfassung der Anwesenheit des Fahrzeuges (5) in der Nähe der Bake (1) durch die Erfassungsmittel (9, 10) die Steuervorrichtung (2) das Umschalten (C) zwischen den ersten Nachrichten (Mn) und den zweiten Nachrichten (Mn + 1) durch das Senden einer oder mehrerer zusätzlicher erster Nachrichten (Mns) verzögert, solange die Anwesenheit des Fahrzeuges (5) erfaßt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuervorrichtung (2) auf einer mit der Bake (1) verbundenen Übertragungsleitung (7) eine den gesendeten Nachrichten (Mn, Mn + 1, Mns) entsprechende Wechselspannung und einen Gleichstrom überlagert.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei der die Verzögerung des Umschaltens (C) während der Anwesenheit des Fahrzeuges (5) senkrecht über der Bake (1) ausgeführt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, bei der die Bake (1) umfaßt:

eine erste Schnittstelle (8), die nur für Wechselsignale empfindlich ist, deren Funktion es ist, die von der Steuervorrichtung (2) gesendeten Nachrichten (Mn, Mn + 1, Mns) zu empfangen und sie dann so zu übertragen, daß die auf dem Fahrzeug (5) mitgeführte Antenne (3) die Nachrichten (Mn, Mn + 1, Mns) lesen kann,

eine zweite Schnittstelle (9), die nur für einen Gleichstrom empfindlich ist, deren Funktion es ist, die Übertragungsleitung (7) nur für den Gleichstrom bei Empfang einer Information (10) bezüglich der Anwesenheit des Fahrzeuges (5) in der Nähe der Bake (1) kurzuschließen.

5. Bake (1) und Steuervorrichtung (2) für eine Vorrichtung zur Übertragung von Nachrichten (Mn, Mn + 1, Mns), wobei die Bake (1) mit der Steuervorrichtung (2) über eine Übertragungsleitung (7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bake eine erste Schnittstelle (8), die nur für Wechselsignale empfindlich ist, deren Funktion es ist, die von der Steuervorrichtung (2) gesendeten Nachrichten (Mn, Mn + 1, Mns) zu empfangen und sie dann so zu übertragen, daß eine von dem Fahrzeug (5) mitgeführte Antenne (3) diese Nachrichten (Mn, Mn + 1, Mns) lesen kann, und eine zweite Schnittstelle (9), die dazu fähig ist, ein Signal bezüglich der Anwesenheit eines Fahrzeuges (5) in der Nähe der Bake (1) an die Steuervorrichtung (2) zu übertragen, umfaßt, wobei die zweite Schnittstelle (9) nur für einen Gleichstrom empfindlich ist, deren Funktion es ist, die Übertragungsleitung (7) nur für den Gleichstrom bei Empfang einer Information (10) bezüglich der Anwesenheit des Fahrzeuges (5) in der Nähe der Bake (1) kurzzuschließen, und wobei die Steuervorrichtung (2) als Antwort auf die Erfassung des Kurzschlußstromes, solange die Gegenwart des Fahrzeuges (5) erfaßt wird, ein Umschalten (C) zwischen ersten Nachrichten (Mn) und zweiten Nachrichten (Mn + 1) durch die Übertragung von einer oder mehreren zusätzlichen ersten Nachrichten (Mns) verzögert.

6. Verfahren zur Übertragung von Nachrichten (Mn, Mn + 1, Mns) mittels einer Bake (1), die durch eine Steuervorrichtung (2) gesteuert wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- Überlagern auf einer Übertragungsleitung (7), die die Bake (1) und die Steuervorrichtung (2) verbindet, von einer den Nachrichten (Mn, Mn + 1, Mns) entsprechenden Wechselspannung und eines Gleichstromes mittels der Steuervorrichtung (2),

- Kurzschließen der Übertragungsleitung (7) nur für den Gleichstrom, mittels einer Schnittstelle (9) als Antwort auf einen Empfang, mittels der Schnittstelle (9), einer Information (10) bezüglich der Anwesenheit des Fahrzeuges (5) in der Nähe der Bake (1),

- Erfassen des Kurzschlusses durch die Steuervorrichtung (2) und als Antwort auf diese Erfassung, Verzögern, mittels der Steuervorrichtung (2), solange die Anwesenheit des Fahrzeuges (5) erfaßt wird, eines Umschaltens (C) zwischen ersten Nachrichten (Mn) und zweiten Nachrichten (Mn + 1) durch die Übertragung mittels einer Steuervorrichtung (2) von einer oder mehreren zusätzlichen ersten Nachrichten (Mns).