EP1473208B1 - Process for detection of track occupation - Google Patents
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- EP1473208B1 EP1473208B1 EP03009575A EP03009575A EP1473208B1 EP 1473208 B1 EP1473208 B1 EP 1473208B1 EP 03009575 A EP03009575 A EP 03009575A EP 03009575 A EP03009575 A EP 03009575A EP 1473208 B1 EP1473208 B1 EP 1473208B1
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- EP
- European Patent Office
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- frequency
- receiver
- information
- transmitted
- transmitter
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
- B61L1/16—Devices for counting axles; Devices for counting vehicles
- B61L1/167—Circuit details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
- B61L1/18—Railway track circuits
- B61L1/181—Details
- B61L1/188—Use of coded current
Definitions
- the present invention relates to a method for detection a track occupancy according to the preamble of the claim 1.
- track vacancy reporting means the axle counting - mechanically or electronically - known.
- an axle detector is disclosed in which by means of an inductance passing through a conductor loop and The rails are formed in a limited section that Pre-crossing of a wagon or axle by short-circuiting the aforementioned inductance is detected.
- An application of an axle counting sensor is presented in [2].
- Electronic detection systems and in particular electronically working axle counters have the disadvantage that they turn on the relevant working frequencies, such as 33kHz, 43kHz or 850 kHz or 1.2 MHz exposed to interference and therefore have limited availability.
- the interference can be caused, for example are powered by electric eddy current brakes and inverter locomotives.
- a relocation of the Operating frequencies in supposedly interference-free areas bring lasting success.
- very broadband Sources of interference can actually no working frequency which are outside the frequency band of the whole the sources of interference.
- an interference field through a first coreless coil to detect and provide a second coreless coil to the Compensate interference field This application can not full compensation can be achieved as these are only for homogeneous interference fields acts.
- a wheel sensor which has two independent, having galvanically isolated Radsensorsysteme. These detect the wheel flange of a railway wheel.
- the operating principle based on an electromagnetic alternating field deprived of energy by damping with metal. This System requires monitoring of correct assembly.
- the present invention is therefore based on the object to provide a method for detecting the lane occupation, that as far as possible immune to electromagnetic interference in a wide frequency range and no settings required during installation.
- the inventive method opens up the possibility existing installations on the track, be it Axle counter or track circuits, continue to use.
- By the Coupling of transmitting unit and receiving unit requires this inventive method no calibration and no level adjustments during installation.
- Through the spectral broadband information containing signal is ensures that occurring interference fields, for example by magnetic rail brakes or eddy current brakes caused, does not affect the safety-related Detecting a track occupancy.
- the spectrally wideband signal containing an information can be coded in various ways, for example through the Direct Sequence Spread Spectrum technique (DSSS) or by repetitive sending of a rising or falling Frequency curve. Because with this procedure always a receiver is present, this receiver can also be used for detection use of static or transient interference fields and thereby, in the sense of a learning system, it can be sent out Frequency course, if necessary outside or on Edge of an interference field to be created and safety be further improved. But this learning behavior is not absolutely necessary for the process according to the invention.
- DSSS Direct Sequence Spread Spectrum technique
- the frequency sweep keying technique is different from the otherwise commonly used meaning labeled with FSK technology. It may therefore not with the so-called Frequency Shift Keying Technique (also called: Frequency shift keying method) for which also the acronym FSK is in use.
- Frequency Shift Keying Technique also called: Frequency shift keying method
- An information S B spread in this way is modulated to a carrier frequency.
- Fig. 1 shows two separated by a rail insulation 12 Track sections.
- a track section is in the distance d from a transmitter / transmitter 5 a receiving circuit with a Receiver / transformer 6 connected.
- a typical area for such a distance d lies in the interval 25 m .. 2500 m.
- the thus modulated Carrier frequency when used in a track circuit as shown in FIG. 1 on the transmitting coil 51 as Part of a transformer 5 switched.
- the secondary transmission coil 52 as part of the transformer 5 is connected to the two rails. 3 a track section connected.
- the receiver / transmitter 6 has a receiving coil 62 and in the primary circuit Secondary circuit on a receiving coil 61.
- the principal Function of such a track circuit in DC or AC technology is the following: Responds to a quiet track circuit a receiving device at a free track and the Rail-mounted relay or electronic detection "picks up". If a wagon is on the track section, it will change the electrical conditions. It creates a shunt, so that by the receiving device only a small Residual current flows. This will determine that the section is occupied, since the jelly relay then no longer "attracts". This construction has the consequence that all frequently occurring Errors such as interruptions of the circuit (for example by a Line break or defective fuses) to one alleged lead occupied track section.
- This procedure in DC or AC technique has the disadvantage that reverse currents in the rails can simulate an occupancy, the do not represent any occupancy by an axle or vehicle.
- the spread signal modulated onto a carrier frequency band is broadband.
- the specified upper limit of the frequency band can be explained by the fact that above this frequency emission limits must be observed.
- the level of the signal S B 'received by the receiver 6 in the receiver coil 62 is dependent upon the presence of a wheel 1 in the immediate vicinity of the transmitter / receiver located on the rail. In a receiving device (not shown in the figures), this signal S B 'must be despread. This is generally much more complex than the spread.
- the transmission clock is directly present in the reception device, because transmission and reception devices can be realized directly next to one another or as an integrated device.
- This essential requirement is generally not the case for DSSS messaging.
- no special effort for synchronization is provided in the receiving device.
- the received signal S B ' is in turn XORed to the same Barker code B.
- the received signal S B ' has according to the figure 5 at the point i a curve S i .
- a non-ideal course also occurs in the other places, but this is not shown in FIG. 5, but is shown merely by way of example for location i.
- This signal S i deviates from the mean signal strength S Avg by D i .
- the deviation D i is then multiplied by -1 if the value of the Barker code at the position i is equal to 1.
- the result R i is calculated from this value added to the average signal strength S Avg .
- the transmitted spread S B can nevertheless be regenerated as information S.
- the following frequencies or a frequency band from the frequency band listed below are used for the transmission: 10 kHz .. 30 MHz.
- the information S is spread with another Barker code B 2 , this code comprising m 2 digits.
- the spread signal S B2 is modulated on a carrier frequency band disjoint with respect to the first carrier frequency band.
- the Barker Code B 2 no special conditions apply, in particular the lengths m and m 2 may be different. In this way, a redundant two-channel system for detecting a track occupancy is created, which is largely immune to interference on certain frequency bands and thereby optimally meets security requirements. Despite the redundancy, no second installation of facilities on the track is required. Such a second channel with another Barker code B 2 can be implemented with relatively little effort.
- the second embodiment of the present invention will be based on the "magnetic" implementation according to the Fig. 2 and 3 explained.
- the receiving coils 9a and 9b detect over the field lines 13, the spectrum emitted by the transmitting coil 5.
- the level This spectrum is dependent on the presence of a Rades or an object made of a magnetic material between transmitting coil 5 and receiving coil 9a and 9b.
- FIG. 6 c shows a constant level P s over the frequency range, which is defined by the lower frequency f 1 and the upper frequency f 2 .
- the transmitting coil 5 is supplied via the aforementioned frequency range [f 1 .. f 12 ] this level.
- a reception level P S is shown in a momentary level distance P D , it is assumed that an interference field D f is present in a small subrange around a frequency f.
- the term "momentary" mentioned above means for the relevant frequency f at a certain time.
- This reception level occurs at a reception coil 9a or 9b.
- This interference field is of course part of the received signal S B , with the level P s ,. For clarification, however, this is designated in FIG.
- FIG. 8 shows an evaluation of the frequency characteristics f a and f b generated according to FIGS. 6 a in an implementation with digital signal processors.
- the transmitting device 50 has a voltage-controlled oscillator 55 (VCO voltage controlled oscillator).
- a controller 56 generates a corresponding voltage curve for the desired frequency profile.
- Not shown in FIG. 9 is a possibly provided feedback in order to avoid transient or quasi-static interference fields detected in the receiver coils 9a and 9b.
- a transmission clock generator 54 is provided for determining the respective distance T ab from the two frequency curves f a , f b as well as for the repetition T REP .
- the receiver coils 9a and 9b are each connected to a broadband filter 71.
- the transmit clock generator is also connected to bandwidth attenuated filters 71 to supply the received level of the respective frequency to the A / D converters 72 in the respective time frame.
- the digital values of the levels at discrete time intervals are levels at specific frequencies, see FIG. 6c. Although the frequency is indicated on the abscissa, in a method with, for example, a linearly increasing frequency, this abscissa is also underlaid by a time axis.
- These digital levels are subjected to a reference storage 64 over time in order to be able to compensate for any aging phenomena.
- the time constant here is orders of magnitude of weeks or months.
- the above-mentioned digital signals are, as explained earlier on FIGS. 6a and 6c, used for wheel or axle recovery.
- the result is a value ⁇ 1.
- the sign contains the direction of travel.
- the long-term return of the stored reference values has the consequence that this embodiment of the present invention requires no external calibration.
- the aforementioned value ⁇ 1 is further evaluated in a known manner in the Achsoutheasternelektronik 80.
- FIG. 6b shows a logarithmic progression, the scale f 1 to f 2 being linear.
- a representation with a logarithmic scale would also have been possible, the graphical representation then appearing as "linear".
- the advantage of a logarithmic progression lies in the fact that the residence time in an assumed interference band f d1 and f d2 is shorter than in the linear time profile according to FIG. 6a. In this way, a statically known interference band can be additionally avoided.
- the respective emitted frequency response f a , f b , etc. is known, it would also be possible to determine by a detection and analysis of the disturbance field "the frequency response to be emitted so that the current, quasi-static interference field 6a and 6b, the frequency response over time is strictly monotonically increasing, but it is also possible to provide a frequency response that is either monotonically increasing, monotonically decreasing, or severe is monotonically decreasing.
- first course f a can also be ascending and the second course f b formed falling.
- the method described above can also be carried out with two channels.
- independent transmitting devices 6c and 6d are provided for a second channel, which generate a frequency curve f c and f d as shown in FIG. 6a.
- the corresponding courses f c and f d can be registered in the receiver coils 9c and 9d and analyzed or correlated in the receiver units 6c and 6b.
- This dual-channel design enables the required safety requirement with regard to redundancy and independence to be met.
- the transmitting coil 5 is a static element. A possible impairment of the function of the transmitting coil 5 can be determined from the transmitter side and is thus independent of signals of the receiving circuits.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion
einer Geleisebelegung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.The present invention relates to a method for detection
a track occupancy according to the preamble of the
Aus dem Stand der Eisenbahnsicherungstechnik ist bekannt, die Belegung eines Geleises mit einem Gleisstromkreis zu detektieren. Dazu sind die beiden Schienen eines Geleiseabschnittes voneinander isoliert. Beim Befahren durch einen Eisenbahnfahrzeug werden die beiden Schienen elektrisch kurzgeschlossen und dadurch kann die Belegung zuverlässig festgestellt werden. Ebenso sind Gleisfreimeldeverfahren mittels der Achszählung - mechanisch oder elektronisch - bekannt. Beispielsweise ist in [1] ein Achsdetektor offenbart, bei dem mittels einer Induktivität, die durch eine Leiterschlaufe und den Schienen in einem begrenzten Abschnitt gebildet wird, die Vorüberfahrt eines Wagens bzw. einer Achse durch Kurzschliessen der vorgenannten Induktivität festgestellt wird. Eine Anwendung eines Achszählsensors ist in [2] vorgestellt. Elektronische Detektionssysteme und insbesondere elektronisch arbeitenden Achszähler weisen den Nachteil auf, dass sie auf den betreffenden Arbeitsfrequenzen wie z.B. 33 kHz, 43 kHZ oder 850 kHz oder 1.2 MHz den Störbeeinflussungen ausgesetzt sind und demzufolge eine beschränkte Verfügbarkeit aufweisen. Die Störbeeinflussungen können beispielsweise verursacht werden durch elektrische Wirbelstrombremsen und Umrichterlokomotiven. Wie in [3] ausgeführt, kann eine Verlegung der Arbeitsfrequenzen in vermeintlich störfeldfreie Bereiche, keinen dauerhaften Erfolg bringen. Gerade bei sehr breitbandigen Störquellen kann eigentlich keine Arbeitsfrequenz festgelegt werden, die ausserhalb des Frequenzbandes der Gesamtheit der Störquellen liegt. Dazu wird in [3] vorgeschlagen, ein Störfeld durch eine erste kernlose Spule zu detektieren und eine zweite kernlose Spule vorzusehen, um das Störfeld zu kompensieren. Bei dieser Anwendung kann keine vollständige Kompensation erreicht werden, da diese nur für homogene Störfelder wirkt. Da die Feldverteilung radial um das Schienenprofil geht, sind inhomogene Störfelder stets vorhanden. Die Kompensation wirkt bei der Resonanz eines Kreises um einen Arbeitsfrequenzpunkt deshalb nicht vollständig, da die Kompensation frequenzabhängig ist. Eine Überlagerung durch starke Transientenströme kann Ausschwingsignale bzw. keine Kompensation des Störfeldes zur Folge haben.From the state of railway safety technology is known, the Occupancy of a track with a track circuit to detect. These are the two rails of a track section isolated from each other. When driving through a Railway vehicle, the two rails are electrically shorted and thereby the occupancy can be reliably detected become. Likewise, track vacancy reporting means the axle counting - mechanically or electronically - known. For example, in [1] an axle detector is disclosed in which by means of an inductance passing through a conductor loop and The rails are formed in a limited section that Pre-crossing of a wagon or axle by short-circuiting the aforementioned inductance is detected. An application of an axle counting sensor is presented in [2]. Electronic detection systems and in particular electronically working axle counters have the disadvantage that they turn on the relevant working frequencies, such as 33kHz, 43kHz or 850 kHz or 1.2 MHz exposed to interference and therefore have limited availability. The interference can be caused, for example are powered by electric eddy current brakes and inverter locomotives. As stated in [3], a relocation of the Operating frequencies in supposedly interference-free areas, bring lasting success. Especially with very broadband Sources of interference can actually no working frequency which are outside the frequency band of the whole the sources of interference. This is suggested in [3], an interference field through a first coreless coil to detect and provide a second coreless coil to the Compensate interference field. This application can not full compensation can be achieved as these are only for homogeneous interference fields acts. Because the field distribution radially around the rail profile goes, are inhomogeneous interference always available. The compensation acts at the resonance of a Circle around a working frequency point therefore not complete, since the compensation is frequency-dependent. An overlay strong transient currents can cause dimming signals or no compensation of the interference field to have.
In [4] wird ein Radsensor vorgeschlagen, der zwei unabhängige, galvanisch getrennte Radsensorsysteme aufweist. Diese detektieren den Spurkranz eines Eisenbahnrades. Das Wirkprinzip basiert darauf, dass einem elektromagnetischen Wechselfeld durch Bedämpfung mit Metall Energie entzogen wird. Dieses System erfordert eine Überwachung der korrekten Montage.In [4] a wheel sensor is proposed which has two independent, having galvanically isolated Radsensorsysteme. These detect the wheel flange of a railway wheel. The operating principle based on an electromagnetic alternating field deprived of energy by damping with metal. This System requires monitoring of correct assembly.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Detektion der Geleisebelegung anzugeben, dass weitestgehend immun gegen elektromagnetische Störbeeinflussungen in einem weiten Frequenzbereich ist und keine Einstellungen bei der Montage erfordert.The present invention is therefore based on the object to provide a method for detecting the lane occupation, that as far as possible immune to electromagnetic interference in a wide frequency range and no settings required during installation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das im Patentanspruch
1 angegebene Verfahren gelöst.This object is achieved by the in the
Durch das erfindungsgemässe Verfahren eröffnet sich die Möglichkeit, bestehende Installationen am Geleise, seien es nun Achszähler oder Gleisstromkreise, weiter zu nutzen. Durch die Kopplung von Sendeeinheit und Empfangseinheit erfordert das erfindungsgemässe Verfahren keine Kalibrierung und keine pegelmässigen Einstellungen bei der Montage. Durch das spektral breitbandige, eine Information enthaltende Signal ist sichergestellt, dass auftretende Störfelder, die beispielsweise durch Magnetschienenbremsen oder Wirbelstrombremsen verursacht werden, keinen Einfluss auf die sicherheitsrelevante Detektion einer Geleisebelegung ausüben. The inventive method opens up the possibility existing installations on the track, be it Axle counter or track circuits, continue to use. By the Coupling of transmitting unit and receiving unit requires this inventive method no calibration and no level adjustments during installation. Through the spectral broadband, information containing signal is ensures that occurring interference fields, for example by magnetic rail brakes or eddy current brakes caused, does not affect the safety-related Detecting a track occupancy.
Das spektral breitbandige eine Information enthaltende Signal lässt sich auf verschiedene Arten codieren, beispielsweise durch die Direct Sequence Spread Spectrum Technik (DSSS) oder durch repetitives Aussenden eines ansteigenden oder fallenden Frequenzverlaufes. Da bei diesem Verfahren stets ein Empfänger vorhanden ist, lässt sich dieser Empfänger auch zur Feststellung von statischen oder transienten Störfeldern nutzen und dadurch kann im Sinne eines lernenden Systems der auszusendene Frequenzverlauf gegebenenfalls ausserhalb oder am Rande eines Störfeldes angelegt werden und die Sicherheit weiter verbessert werden. Dieses lernende Verhalten ist aber für das erfindungsgemässe Verfahren nicht zwingend notwendig.The spectrally wideband signal containing an information can be coded in various ways, for example through the Direct Sequence Spread Spectrum technique (DSSS) or by repetitive sending of a rising or falling Frequency curve. Because with this procedure always a receiver is present, this receiver can also be used for detection use of static or transient interference fields and thereby, in the sense of a learning system, it can be sent out Frequency course, if necessary outside or on Edge of an interference field to be created and safety be further improved. But this learning behavior is not absolutely necessary for the process according to the invention.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are in further claims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1- Prinzipdarstellung eines Gleisstromkreises bei Anwendung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 2- Anordnung von Sende- und Empfangsspulen am Gleis;
Figur 3- Aufbau eines Radsensors in montiertem Zustand an einer Schiene;
- Figur 4
- Prinzipdarstellung der Spreizung eines Signals für die DSSS-Technik;
Figur 5- Darstellung eines gestörten Signals SB';
Figur 6a- Darstellung des zeitlich linearen FSK-Verfahrens
Figur 6b- Darstellung des zeitlich logarithmischen FSK-Verfahrens;
Figur 6c- Darstellung des Verlaufes des Sende- und Empfangspegels über ein Frequenzband beim FSK-Verfahren;
Figur 7- Prinzipschema zur Raddetektion für FSK-Verfahren;
Figur 8- Prinzipschema zur Raddetektion für FSK-Verfahren für digitalen Signalprozessoren.
- FIG. 1
- Schematic representation of a track circuit when using a first embodiment of the present invention;
- FIG. 2
- Arrangement of transmitting and receiving coils on the track;
- FIG. 3
- Structure of a wheel sensor in the assembled state on a rail;
- FIG. 4
- Schematic representation of the spread of a signal for the DSSS technique;
- FIG. 5
- Representation of a disturbed signal S B ';
- FIG. 6a
- Representation of the temporally linear FSK method
- FIG. 6b
- Representation of the time-logarithmic FSK method;
- FIG. 6c
- Representation of the course of the transmission and reception level over a frequency band in the FSK method;
- FIG. 7
- Schematic diagram for wheel detection for FSK methods;
- FIG. 8
- Schematic diagram for wheel detection for FSK methods for digital signal processors.
Die Erfindung wird anhand zweier Codierverfahren unter Verwendung
eines breitbandigen Frequenzbereiches zur Detektion
einer Geleisebelegung erläutert:
In dieser Schrift wird die Frequency Sweep Keying Technik abweichend von der sonst üblicherweise verwendeten Bedeutung mit FSK-Technik bezeichnet. Sie darf daher nicht mit der sogenannten Frequency Shift Keying Technik (auch genannt: Verfahren der Frequenzumtastung) verwechselt werden, für die ebenfalls das Akronym FSK gebräuchlich ist.In this document, the frequency sweep keying technique is different from the otherwise commonly used meaning labeled with FSK technology. It may therefore not with the so-called Frequency Shift Keying Technique (also called: Frequency shift keying method) for which also the acronym FSK is in use.
Die vorgenannten zwei Techniken sind anwendbar bei:
Für die magnetische Detektion erfolgt eine Erläuterung anhand der Figuren 2 und 3. Die magnetische oder galvanische Detektion sind dabei unabhängig von den vorerwähnten zwei Codierverfahren.For the magnetic detection, an explanation will be given Figures 2 and 3. The magnetic or galvanic detection are independent of the aforementioned two coding methods.
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand
der "galvanischen" Implementierungsform gemäss der Figur
1 erläutert und beinhaltet folgende Schritte:
Die Verknüpfung XOR ist in Figur 4 dargestellt, wobei für die Information S lediglich eine Breite von n = 2 Bit angenommen wurde, das Ergebnis der Verknüpfung XOR mit dem Barker Code B ist mit SB bezeichnet. Die Breite m des Barker Codes B beträgt in dieser Darstellung m = 11 Bit. Eine auf diese Weise gespreizte Information SB wird auf eine Trägerfrequenz moduliert.The linkage XOR is shown in FIG. 4, where for the information S only a width of n = 2 bits has been assumed, the result of the linkage XOR with the barker code B is denoted by S B. The width m of the Barker code B is m = 11 bits in this representation. An information S B spread in this way is modulated to a carrier frequency.
Fig. 1 zeigt zwei durch eine Schienenisolierung 12 getrennte
Geleiseabschnitte. Für einen Geleiseabschnitt ist im Abstand
d von einem Sender/Übertrager 5 ein Empfangskreis mit einem
Empfänger/Übertrager 6 angeschlossen. Ein typischer Bereich
für einen solchen Abstand d liegt im Intervall 25 m ..
2500 m. Wie vorstehend ausgeführt, wird die so modulierte
Trägerfrequenz in der Anwendung in einem Gleisstromkreis
gemäss der Darstellung von Fig. 1 auf die Sendespule 51 als
Teil eines Übertragers 5 geschaltet. Die sekundäre Sendespule
52 als Teil des Übertragers 5 ist an die beiden Schienen 3
eines Geleiseabschnittes angeschlossen. Der Empfänger/Übertrager
6 weist im Primärkreis eine Empfangsspule 62 und im
Sekundärkreis eine Empfangsspule 61 auf. Die prinzipielle
Funktion eines solchen Gleisstromkreises in DC- oder AC-Technik
ist folgende: Bei einem Ruhe-Gleisstromkreis reagiert
eine Empfangseinrichtung bei einem freien Geleise und das
Geleiserelais oder eine elektronische Detektion "zieht an".
Befindet sich ein Wagon auf dem Geleiseabschnitt, ändern sich
die elektrischen Verhältnisse. Es entsteht ein Nebenschluss,
so dass durch die Empfangseinrichtung nur noch ein kleiner
Reststrom fließt. Damit wird festgestellt, dass der Abschnitt
belegt ist, da das Geleiserelais dann nicht mehr "anzieht".
Dieser Aufbau hat zur Folge, dass alle häufig auftretenden
Fehler wie Unterbrechungen des Stromkreises (z.B. durch einen
Leitungsbruch oder defekte Sicherungen) zu einem angeblich
besetzten Geleiseabschnitt führen. Dieses Verfahren in DC-
oder AC-Technik ist mit dem Nachteil behaftet, dass Rückströme
in den Schienen eine Belegung simulieren können, die
gar keine Belegung durch eine Achse bzw. Fahrzeug darstellen. Fig. 1 shows two separated by a
Dies trifft auch bei einem DC-Kreis zu, da aufgrund der hohen
Ströme auch nur wenige Promille eines DC-Anteils die vorgenannten
Relais zum Ansprechen bzw. nicht Ansprechen bringen.
Dieser Nachteil wird in dieser ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dadurch behoben, dass das auf ein
Trägerfrequenzband modulierte gespreizte Signal breitbandig
ist. Die angegebene obere Grenze des Frequenzbandes erklärt
sich dadurch, dass oberhalb dieser Frequenz Emissionsgrenzwerte
einzuhalten sind. Der Pegel des vom Empfänger 6 in der
Empfangsspule 62 empfangenen Signals SB' ist abhängig von der
Anwesenheit eines Rades 1 in der unmittelbaren Umgebung der
an der Schiene angeordneten Sender/Empfänger. In einer
Empfangseinrichtung (nicht dargestellt in den Figuren) muss
dieses Signal SB'entspreizt werden. Dies ist im allgemeinen
wesentlich komplexer als die Spreizung. Bei der vorliegenden
Erfindung ist jedoch besonders vorteilhaft, dass in der
Empfangseinrichtung der Sendetakt direkt vorhanden ist, weil
Sende- und Empfangseinrichtung unmittelbar nebeneinander oder
als integrierte Einrichtung realisiert werden können. Diese
wesentliche Voraussetzung trifft bei einer Nachrichtenübertragung
in DSSS-Technik im allgemeinen nicht zu. Somit ist in
der Empfangseinrichtung kein besonderer Aufwand zur Synchronisation
vorzusehen. Das empfangene Signal SB' wird wiederum
mit dem gleichen Barker Code B XOR-verknüpft. Das empfangene
Signal SB' hat gemäss der Figur 5 an der Stelle i einen Verlauf
Si. Selbstverständlich tritt auch an den anderen Stellen
ein nicht idealer Verlauf auf, dies ist in der Figur 5 jedoch
nicht dargestellt, sondern lediglich exemplarisch für die
Stelle i dargestellt. Dieses Signal Si weicht um Di von der
mittleren Signalstärke SAvg ab. Die Abweichung Di wird anschliessend
mit -1 multipliziert, falls der Wert des Barker
Codes an der Stelle i gleich 1 ist. Das Resultat Ri berechnet
sich aus diesem Wert addiert zur mittleren Signalstärke SAvg.
Ein Integrator summiert die dabei erhaltenen Werte für jede
Stelle i = 1, 2, .. n des Barker Codes der Länge n. Ist das
Ergebnis grösser als die mittlere Signalstärke SAvg so entscheidet
ein Komparator für dieses Bit (der Nutzinformation
S) auf 1, sonst auf 0. Auf diese Weise kann nun entschieden
werden, ob an der betreffenden Stelle der Schiene sich ein
Rad befindet oder nicht.This also applies to a DC circuit, since, due to the high currents, only a few parts per thousand of a DC component cause the aforementioned relays to respond or not to respond. This disadvantage is remedied in this first embodiment of the present invention in that the spread signal modulated onto a carrier frequency band is broadband. The specified upper limit of the frequency band can be explained by the fact that above this frequency emission limits must be observed. The level of the signal S B 'received by the
Der besondere Vorteil des vorstehend genannten Codierung mit
der DSSS-Technik liegt darin, dass eine elffache Redundanz
vorliegt. Dies ist gegeben durch die Barker Code Breite von
m = 11. Bei einer schmalbandigen Störung an verschiedenen
Stellen im Frequenzband kann dadurch das übertragene gespreizte
SB trotzdem als Information S regeneriert werden.
Für die Übertragung werden beispielhaft folgende Frequenzen
bzw. ein Frequenzband aus dem nachfolgend aufgeführten Frequenzband
verwendet:
10 kHz .. 30 MHz.The particular advantage of the aforementioned coding with the DSSS technique is that there is an eleven-fold redundancy. This is given by the Barker code width of m = 11. In a narrow-band interference at different locations in the frequency band, the transmitted spread S B can nevertheless be regenerated as information S. For example, the following frequencies or a frequency band from the frequency band listed below are used for the transmission:
10 kHz .. 30 MHz.
In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung kann unter Nutzung der bestehenden Infrastruktur wie der vorstehend genannte Geleisestromkreis zur Erhöhung der Detektionssicherheit folgendes vorgesehen werden: Die Information S wird mit einem weiteren Barker Code B2 gespreizt, wobei dieser Code m2 Stellen umfasst. Das gespreizte Signal SB2 wird auf einem gegenüber dem ersten Trägerfrequenzband disjunkten Trägerfrequenzband moduliert. Für den Barker Code B2 gelten keine besonderen Bedingungen, insbesondere können die Längen m und m2 verschieden sein. Auf diese Weise ist ein redundantes zweikanalsystem zur Detektion einer Geleisebelegung geschaffen, das gegenüber einer Störung auf bestimmten Frequenzbändern weitestgehend immun ist und dadurch gestellte Sicherheitsanforderungen optimal erfüllt. Trotz der Redundanz ist keine Zweitinstallation von Einrichtungen am Geleise erforderlich. Ein solcher zweiter Kanal mit einem weiteren Barker Code B2 ist mit relativ geringem Aufwand implementierbar.In a particularly advantageous further development of the present invention, the following can be provided by using the existing infrastructure such as the above-mentioned track circuit for increasing the detection reliability: The information S is spread with another Barker code B 2 , this code comprising m 2 digits. The spread signal S B2 is modulated on a carrier frequency band disjoint with respect to the first carrier frequency band. For the Barker Code B 2 no special conditions apply, in particular the lengths m and m 2 may be different. In this way, a redundant two-channel system for detecting a track occupancy is created, which is largely immune to interference on certain frequency bands and thereby optimally meets security requirements. Despite the redundancy, no second installation of facilities on the track is required. Such a second channel with another Barker code B 2 can be implemented with relatively little effort.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der "magnetischen" Implementierungsform gemäss den Fig. 2 und 3 erläutert. The second embodiment of the present invention will be based on the "magnetic" implementation according to the Fig. 2 and 3 explained.
Figur 2 zeigt die Anordnung eines Senders 5 und eines Empfängers
6 links und rechts einer Schiene 3 eines Geleises 11.
Sender 5 und Empfänger 6 sind über eine Anschlussleitung 8
mit einer Anschlussklemme verbunden. Zu beachten ist, dass
der Empfänger 6 wenigstens zwei Empfangsspule 9a und 9b
(nicht dargestellt in den Fig. 2 und 3) aufweist, die typischer
Weise in einem Abstand von etwa 10 cm (- 0 cm; + 10 cm)
angeordnet sind. In Figur 3 ist die konstruktive Anordnung
des Senders 5 und des Empfängers 6 in einem Radsensor 9 dargestellt.
In einem Gehäuse sind geschützt Sender 5 und
Empfänger 6 resp. Empfangsspulen 9a, 9b, .. untergebracht und
mit einem Befestigungsmittel 7, wie z.B. eine Schraubverbindung,
fest mit der Schiene 3 verbunden. Die Anschlussleitungen
8 werden vom Geleise her gesehen nach aussen zu einer
nicht darstellten Anschlussklemme 10 geführt. Ebenfalls nicht
dargestellt ist die Befestigung der Schiene an der durch die
Oberkante 4 dargestellten Schwellen. Zwischen Sender 5 und
Empfänger 6 sind über die Schienenoberkante führende Feldlinien
13 dargestellt. Der Verlauf der Feldlinien 13 wird
dabei durch ein vorbeirollendes Rad 1 beeinflusst. Zur Darstellung
der Orientierung ist das Rad 1 mit einem Radkranz 2
gezeigt. Der Sender 5 resp. die Sendespule erstrecken sich
über die wenigstens zwei Empfangsspulen 9a, 9b. Es könnten
jedoch noch weitere Empfangsspule 9c und 9d vorgesehen sein.
Die Sendespule 5 wird in einer ersten Variante mit einem
Signal gemäss der Darstellung von Fig. 6a beaufschlagt.
Dieses Signal, d.h. die Frequenzverlauf fa wird repetitiv in
einem Raster von Trep ausgesendet. Dieser Frequenzverlauf fa
ist innerhalb von Trep linear über die Zeit von einer ersten
unteren Frequenz f1 zu einer oberen Frequenz f2. In der Fachsprache
wird ein so linear oder anders ansteigender oder
fallender Frequenzverlauf als "Sweep" bezeichnet. In einem
zeitlichen Abstand von Tab wird ein weiterer Verlauf fb auf
die Sendespule 5 geschaltet. Der zeitliche Abstand Tab kann
als Codierung einer bestimmten Information S herangezogen
werden. Typische Werte für die vorgenannten Variablen sind:
Die Empfangsspulen 9a und 9b detektieren über die Feldlinien
13 das von der Sendespule 5 ausgesandte Spektrum. Der Pegel
dieses Spektrums ist dabei abhängig von der Anwesenheit eines
Rades bzw. eines Gegenstandes aus einem magnetischen Material
zwischen Sendespule 5 und Empfangsspule 9a und 9b.The receiving coils 9a and 9b detect over the field lines
13, the spectrum emitted by the transmitting
In der Fig. 6c ist ein konstanter Pegel Ps über den Frequenzbereich
dargestellt, der durch die untere Frequenz f1 und die
obere Frequenz f2 definiert ist. Der Sendespule 5 wird dabei
über den vorgenannten Frequenzbereich [f1 .. f12] dieser
Pegel zugeführt. Im gleichen Diagramm ist in einem momentanen
Pegelabstand PD ein Empfangspegel PS, dargestellt, dabei wird
angenommen, dass in einem kleinen Teilbereich um eine Frequenz
f eine Störfeld Df vorhanden ist. Der vorstehend erwähnte
Begriff "momentan" bedeutet dabei für die betreffende
Frequenz f zu einem bestimmten Zeitpunkt. Dieser Empfangspegel
tritt bei einer Empfangspule 9a oder 9b auf. Dieses
Störfeld ist selbstverständlich Teil des empfangenen Signals
SB, mit dem Pegel PS,. Zur Verdeutlichung ist dies jedoch in
der Figur 6c besonders mit Df bezeichnet. Aufgrund einer
Selbstkalibration ist feststellbar, ob der jeweilige Pegelunterschied
PD zwischen PS und PS, der Anwesenheit eines Rades
entspricht oder nicht. Dieser Pegelunterschied PD wird durch
das vorgenannte Störfeld "verfälscht". Dies ist jedoch für
die Feststellung der Anwesenheit bzw. Abwesenheit eines Rades
unerheblich, als in diskreten Intervallen über den Frequenz
PD bereich [f1 .. f12] der jeweilige Abstand PD detektiert,
fortlaufend summiert und schlieslich gemittelt wird. Somit
haben durch ein Störfeld bedingte "Ausreisser" keinen Einfluss
auf die vorgenannte Feststellung der Anwesenheit bzw.
Abwesenheit eines Rades. Darüber hinaus sind die Störfelder
hochgradig transient, so dass mit der vorgegebenen Repetition
TREP im Bereich von 10 - 2000 µs der momentane Zustand
bezüglich der Anwesenheit/Abwesenheit eines Rades an einem
Sensor mehrfach ermittelt wird.FIG. 6 c shows a constant level P s over the frequency range, which is defined by the lower frequency f 1 and the upper frequency f 2 . The transmitting
Für die weitere Auswertung des empfangenen Spektrums wird auf die Figuren 7 und 8 Bezug genommen.For further evaluation of the received spectrum is on Figures 7 and 8, reference is made.
Fig. 7 zeigt ein erstes Prinzipschema zur Raddektion mittels
dem FSK-Verfahren. Mit den Bezugszeichen 5a, 5b, usw. sind
synchronisierte Sendeeinrichtungen für den Frequenzverlauf
fa, fb, usw. dargestellt. Die von den Sendeeinrichtungen 5a,
5b, usw. erzeugten Signale werden der Sendespule 5 zugeführt.
Abhängig von der Anwesenheit eines Rades im Bereich der
Sendespule 5 erfolgt in den Empfangsspulen 9a, 9b, usw. eine
Induktion. Diese Empfangsspulen 9a, 9b, usw. sind an je eine
Empfangseinrichtung 6a, 6b, usw. angeschlossen die ihrerseits
mit einem Generator für die Erzeugung der Repetitionszeit
TREP angeschlossen sind. Auf diese Weise kann in den
Empfangseinrichtungen 6a, 6b, usw. das empfangene Signal mit
dem den Sendespulen zugeführten Signal korreliert werden und
auftretende Pegelunterschiede für die Anwesenheit eines Rades
herangezogen werden. In einer Minimalausführungsform, das
heisst in einer einkanaligen Ausführungsform, sind zwei
Empfangseinrichtung 6a und 6b vorzusehen. Diesen ist je ein
synchronisiertes Bandpassfilter vorgeschaltet. Die Synchronisation
erstreckt sich dabei über den jeweiligen Frequenzverlauf
fa, fb. Auf diese Weise können Störungen in einem
bestimmten Frequenzbereich zu einem bestimmten Zeitpunkt
ausgefiltert werden, ohne dass deswegen das in den Empfangsspulen
9a, 9b induzierte Signal dadurch verfälscht" wird.
Auf diese Weise ist selbst bei spektral und pegelmässig
massiven Störungen eine Korrelation mit dem ausgesendeten
Signal möglich und erlaubt daher eine von der Störbeeinflussung
unabhängige Detektion eines Rades durch einen so
beaufschlagten Radsensor 9. Es sind in einer einkanaligen
Ausführung deshalb zwei Empfangsspulen 9a, 9b und zwei
Empfangseinrichtung 6a und 6b erforderlich, um die Richtung
der Radbewegung feststellen zu können. Aufgrund der festgestellten
Richtung wird für den betreffenden Geleiseabschnitt
ein Zähler um 1 hoch bzw. herunter getaktet. Die Detektion
einer Geleisebelegung selber erfolgt aufgrund des
Zählerstandes für den betreffenden Geleiseabschnitt:
In der Figur 8 ist die Auswertung der gemäss den Fig. 6a erzeugten
Frequenzverläufe fa und fb in einer Implementierung
mit digitalen Signalprozessoren in einer Prinzipdarstellung
gezeigt. Die Sendeeinrichtung 50 weist einen spannungsgesteuerten
Oszillator 55 (VCO voltage controlled oscillator)
auf. Eine Steuerung 56 erzeugt für den gewünschten Frequenzverlauf
einen entsprechenden Spannungsverlauf. Nicht dargestellt
in der Figur 9 ist eine eventuell vorzusehende
Rückführung, um in den Empfangsspulen 9a und 9b festgestellten
transienten oder quasistatischen Störfeldern auszuweichen.
Für die Bestimmung des jeweiligen Abstandes Tab
der beiden Frequenzverläufe fa, fb wie auch für die Wiederholung
TREP ist ein Sendetaktgenerator 54 vorgesehen. Die
Empfangsspulen 9a und 9b sind mit je einem breitbandigen
Filter 71 verbunden. Der Sendetaktgenerator ist ebenfalls mit
bandbreiten gedämpften Filtern 71 verbunden, um im jeweiligen
Zeitraster den empfangenen Pegel nur der jeweiligen Frequenz
den A/D-Wandlern 72 zuzuführen. Die in diskreten Zeitabständen
digitalen Werte der Pegel sind Pegel zu bestimmten
Frequenzen, siehe dazu die Fig. 6c. Hier ist zwar auf der
Abszisse die Frequenz angegeben, bei einem Verfahren mit z.B.
linear ansteigender Frequenz ist dieser Abszisse auch eine
Zeitachse unterlegt. Diese digitalen Pegel werden über die
Zeit einer Referenzspeicherung 64 unterzogen, um allfällige
Alterungserscheinungen ausgleichen zu können. Die Zeitkonstante
beträgt hier Grössenordnungen von Wochen oder Monaten.
Die vorgenannten digitalen Signale werden, wie weiter vorne
zu den Figuren 6a und 6c erläutert, zur Rad- bzw. Achsrückgewinnung
herangezogen. Als Ergebnis resultiert ein Wert
± 1. Das Vorzeichen enthält dabei die Überfahrrichtung. Die
Langzeitrückführung der gespeicherten Referenzwerte hat zur
Folge, dass diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
keiner externen Kalibration bedarf. Der vorgenannte Wert ± 1
wird in bekannter Weise in der Achszählelektronik 80 weiter
ausgewertet.FIG. 8 shows an evaluation of the frequency characteristics f a and f b generated according to FIGS. 6 a in an implementation with digital signal processors. The transmitting
Die vorstehend genannten Auswertungen/Analysen für einen über
das Zeitraster linearen Frequenzverlauf fa, fb gemäss der
Fig. 6a können zur Erhöhung der Robustheit des erfindungsgemässen
Verfahrens auch für einen Frequenzverlauf fa und fb
gemäss der Fig. 6b eingesetzt werden. In Fig. 6b ist ein
logarithmischer Verlauf dargestellt, dabei ist die Skala f1
bis f2 linear. Möglich gewesen wäre auch eine Darstellung mit
einer logarithmischen Skala, wobei die graphische Darstellung
dann als "linear" erscheint. Der Vorteil eines logarithmischen
Verlaufes liegt darin, dass die Verweildauer in einem
angenommenen Störband fd1 und fd2 kürzer ist als beim zeitlich
linearen Verlauf gemäss der Fig. 6a. Auf diese Weise kann
einem statisch bekannten Störband zusätzlich ausgewichen
werden. Da in der Empfangseinrichtung 6a, 6b, usw. der jeweilig
ausgesandte Frequenzverlauf fa, fb, usw. bekannt ist,
wäre es auch möglich, durch eine Detektion und Analyse des
Störfeldes" den auszusenden Frequenzverlauf so festzulegen,
dass dem momentanen, quasistatischen Störfeld ausgewichen
werden kann. Dies führt zu sogenannt lernenden Sendeeinrichtungen
5a, 5b usw. Gemäss den Fig. 6a und 6b ist der Frequenzverlauf
über die Zeit streng monoton ansteigend. Möglich
ist es aber auch, einen Frequenzverlauf vorzusehen der entweder
monoton steigend, monoton fallend oder streng monoton
fallend ist.The above-mentioned evaluations / analyzes for a linear frequency characteristic f a , f b according to FIG. 6 a can be used to increase the robustness of the method according to the invention also for a frequency curve f a and f b according to FIG. 6 b . FIG. 6b shows a logarithmic progression, the scale f 1 to f 2 being linear. A representation with a logarithmic scale would also have been possible, the graphical representation then appearing as "linear". The advantage of a logarithmic progression lies in the fact that the residence time in an assumed interference band f d1 and f d2 is shorter than in the linear time profile according to FIG. 6a. In this way, a statically known interference band can be additionally avoided. Since in the receiving
In einer weiteren Ausführungsform kann auch der erste Verlauf fa steigend und der zweite Verlauf fb fallend ausgebildet sein. In a further embodiment, the first course f a can also be ascending and the second course f b formed falling.
Das vorstehend erläuterte Verfahren kann auch zweikanalig
ausgeführt sein. Dabei sind unabhängige Sendeeinrichtungen 6c
und 6d für einen zweiten Kanal vorgesehen, die einen Frequenzverlauf
fc und fd gemäss der Darstellung in Fig. 6a erzeugen.
Unabhängig vom Verlauf fa und fb können in den
Empfangsspulen 9c und 9d die entsprechenden Verläufe fc und
fd registriert und in den Empfangseinrichtungen 6c und 6b
analysiert bzw. korreliert. Durch diese zweikanalige Ausführung
können die geforderten Sicherheitsanforderung hinsichtlich
Redundanz und Unabhängigkeit erfüllt werden. Die
Sendespule 5 ist dabei ein statisches Element. Eine allfällige
Beeinträchtigung der Funktion der Sendespule 5 kann
von der Senderseite her festgestellt werden und ist somit
unabhängig von Signalen der Empfangskreise. The method described above can also be carried out with two channels. In this case,
- 11
- Radwheel
- 22
- Radkranzrim
- 33
- Schienerail
- 44
- Schwelle, Oberkante SchwelleThreshold, top edge threshold
- 55
- Sender, ÜbertragerTransmitter, transformer
- 5a5a
- 1. Sendeeinrichtung für ersten Kanal mit synchronisiertem Träger der Frequenz fa 1. First channel transmitter with synchronized carrier of frequency f a
- 5b5b
- 2. Sendeeinrichtung ersten Kanal mit synchronisiertem Träger der Frequenz fb Second transmitting means first channel with synchronized carrier of the frequency f b
- 5c5c
- 3. Sendeeinrichtung für zweiten Kanal mit synchronisiertem Träger der Frequenz fc 3. Second channel transmitter with synchronized carrier of frequency f c
- 5d5d
- 4. Sendeeinrichtung für zweiten Kanal mit synchronisiertem Träger der Frequenz fd 4. Second channel transmitter with synchronized carrier of frequency f d
- 66
- Empfänger, ÜbertragerReceiver, transformer
- 6a6a
- 1. Empfangseinrichtung für ersten Kanal mit synchronisiertem Bandpassfilter1. receiving device for first channel with synchronized Bandpass filter
- 6b6b
- 2. Empfangseinrichtung für ersten Kanal mit synchronisiertem Bandpassfilter2. Receiving device for first channel with synchronized Bandpass filter
- 6c6c
- 1. Empfangseinrichtung für zweiten Kanal mit synchronisiertem Bandpassfilter1. receiving device for second channel with synchronized Bandpass filter
- 6d6d
- 2. Empfangseinrichtung für zweiten Kanal mit synchronisiertem Bandpassfilter2. Receiving device for second channel with synchronized Bandpass filter
- 77
- Befestigungsmittel für Sender/EmpfängerFastener for transmitter / receiver
- 88th
- Anschlussleitungenconnecting cables
- 99
- Radsensorwheel sensor
- 9a9a
- 1. Empfänger/Empfangsspule für ersten Kanal1. receiver / receiver coil for first channel
- 9b9b
- 2. Empfänger/Empfangsspule für ersten Kanal2. Receiver / receiver coil for first channel
- 9c9c
- 1. Empfänger/Empfangsspule für zweiten Kanal1. receiver / receiver coil for second channel
- 9d9d
- 2. Empfänger/Empfangsspule für zweiten Kanal2. Receiver / receiver coil for second channel
- 1010
- Anschlussklemmeterminal
- 1111
- Geleise track
- 1212
- Schienenisolierungrail insulation
- 1313
- Darstellung Verlauf FeldlinienPresentation of progress field lines
- 2020
- Generator für RepetitionszeitGenerator for repetition time
- 5050
- Sendeeinrichtungtransmitting device
- 5151
- Sendespule Primärkreis, ÜbertragerTransmitting coil primary circuit, transformer
- 5252
- Sendespule Sekundärkreis, ÜbertragerTransmitter coil secondary circuit, transformer
- 5353
- Verstärkeramplifier
- 5454
- Sendetaktsend clock
- 5555
- spannungsgesteuerter Oszillator, VCO Voltage controlled oscilltorVoltage controlled oscillator, VCO Voltage controlled oscilltor
- 5656
- Steuerung für Frequenz- bzw. SpannungsverlaufControl for frequency or voltage curve
- 6060
- Empfangseinrichtungreceiver
- 6161
- Empfängerspule Sekundärkreis, ÜbertragerReceiver coil secondary circuit, transformer
- 6262
- Empfängerspule Primärkreis, ÜbertragerReceiver coil primary circuit, transformer
- 6363
- Achsrückgewinnung, ± 1Axle recovery, ± 1
- 6464
- Referenzwertspeicherung über die ZeitReference value storage over time
- 7070
- AnalysefilterdatenbankAnalysis filtering database
- 7171
- bandbreitenbedämpfter Filterbandwidth-damped filter
- 7272
- Analog/Digital-WandlerAnalog / digital converter
- 8080
- AchszählelektronikAchszählelektronik
- B, B2 B, B 2
- Barker CodeBarker code
- Df D f
- Störfeld um eine Frequenz fInterference field around a frequency f
- dd
- Abstanddistance
- Di D i
- Abweichungdeviation
- ff
- Frequenzfrequency
- fa, fb, fc, fd f a , f b , f c , f d
- Frequenzverläufe für FSK-VerfahrenFrequency characteristics for FSK procedures
- fd1, fd2 f d1 , f d2
- Untere, obere Frequenz eines StörbandesLower, upper frequency of an interference band
- f1, f2 f 1 , f 2
- Untere, obere Frequenz für FSK-VerfahrenLower, upper frequency for FSK method
- ii
- laufender Index zur Kennzeichnung einer Stelle des Barker Codes, i = 1, .., m current index identifying a body of the Barker codes, i = 1, .., m
- m, m2 m, m 2
- Breite des Barker Code in Bit, Anzahl Stellen des Barker CodeWidth of the Barker code in bits, number of digits of the Barker code
- nn
- Breite der Information S in BitWidth of the information S in bits
- pp
- Pegellevel
- Ps, Ps,P s , P s ,
- Sendepegel, EmpfangspegelTransmission level, reception level
- PD P D
- Pegelunterschied zwischen Ps, Ps Level difference between P s , P s
- SS
- Informationinformation
- SAvg S Avg
- mittlere Signalstärkemean signal strength
- SB S B
- gespreiztes Signal, Nutzsignalspread signal, useful signal
- SB'S B '
- empfangenes Signal in gespreizter Darstellungreceived signal in spread representation
- Si S i
- Empfangenes Signal an der Stelle iReceived signal at the position i
- Trep T rep
- RepetionszeitRepetionszeit
- Tab T off
- Folgezeit zwischen zwei Frequenzverläufen fa und fb Follow-up time between two frequency curves f a and f b
- DCDC
- Direct Current, GleichstromDirect Current, DC
- ACAC
- Alternating CurrentAlternating Current
- GFMGFM
- GleisfreimeldesystemTrain detection system
- DSSSDSSS
- Direct Sequence Spread SpectrumDirect Sequence Spread Spectrum
- FSKRated
- Frequency Sweep KeyingFrequency Sweep Keying
Claims (15)
- Method for establishing track occupancy by:
- A1
- a wheel sensor (9) attached to a rail (3) containing a transmitter (5) and receiver (6) which registers a change in the magnetic field as a result of a train wheel (1) passing over the rail (3),
- A2
- a direct current circuit formed by two rails (3) featuring a transmitter (5) and receiver (6) which is short circuited when a railway vehicle passes over it, with the short circuit being able to be registered in the receiver;
- B
- a spectral broadband signal (SB) containing information (S) generated in a transmit unit (50; 5a, 5b, ..) is applied to the transmitter (5);
- C
- signals (SB') registered by the receiver are routed to a receive unit (60, 6a, 6b, ..) for recovering the information (S) transmitted in step B, with transmit unit (50; 5a, 5b, ..)and receive unit (60; Ga, 6b, ..) being coupled;
- D
- different levels of the registered signal (SB') arising are included for determining the track occupancy.
- Method according to claim 1,
characterized in that
in step B in the transmit unit (50; 5a, 5b, ..) the information (S) to be transmitted is injected in Direct Sequence Spread Spectrum technology with a code (B) and is modulated on a carrier frequency band. - Method according to claim 2,
characterized in that
in step C for coupling transmit unit (50; 5a, 5b, ..) and receive unit (60; 6a, 6b, ..) the transmit clock (54; 20) is routed to the receive unit (60; 6a, 6b, ..). - Method according to claim 2 or 3
characterized in that
in stpe B the information (S) to be transmitted is injected with two different codes (B, B2) and modulated on disjunctive carrier frequency bands. - Method according to one of the claims 2 to 4,
characterized in that
the carrier frequency band features a range of 10 kHz to 30 MHz. - Method according to claim 1,
characterized in that
in step B in the transmit unit (50; 5a, 5b, ..) the information (S) to be transmitted is encoded by transmitting two consecutive frequency curves (Tab, fa, fb, ..), with the two curves being transmitted repetitively (TRep). - Method according to claim 6,
characterized in that
in step B in the transmit unit (50; 5a, 5b, ..) the information (S) to be transmitted is encoded by transmitting four consecutive frequency curves (Tab, fa, fb, fc, fd), with the four curves being transmitted repetitively (TRep). - Method according to claim 6 or 7,
characterized in that
a generator (20) is provided for repetitive transmission and that the generator to the transmit unit (5a, 5b, ..) and to the receive unit (6a, 6b, ..). - Method according to one of the claims 6 to 8,
characterized in that
the frequency curve (fa, fb,..) rises and falls in a linear way over time. - Method according to one of the claims 6 to 8,
characterized in that
the frequency curve (fa, fb,..) is a curve which rises or falls logarithmically over time. - Method according to one of the claims 6 to 8,
characterized in that
the frequency curve (fa, fb,..) is a curve which rises or falls monotonously over time. - Method according to one of the claims 6 to 11,
characterized in that
Before the execution of step B a disturbance field recorded by the receiver is anayzed and that in step B the frequency curve (fa, fb,..) is defined outside or at the edeg of the disturbance field. - Method according to one of the claims 6 to 12,
characterized in that
the frequency curves (fa, fb,..) are arranged within a band from 10 kHz to 10 MHz. - Method according to one of the claims 1 to 13,
characterized in that
the wheel sensor (9) features two receive coils (9a, 9b) for detection of the direction of travel. - Method according to one of the claims 1 to 13,
characterized in that
the wheel sensor (9) features four receive coils (9a, 9b, 9c, 9d) for detection of the direction of travel.
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