LUDE, Gerald (Schillerstraße 49, Berlin, 10627, DE)
RASCHKE, Bernd (Am Baltenring 72, Berlin, 12621, DE)
BOHLMANN, Peer (Birkenallee 13, Schönwalde, 14621, DE)
LUDE, Gerald (Schillerstraße 49, Berlin, 10627, DE)
RASCHKE, Bernd (Am Baltenring 72, Berlin, 12621, DE)
| Patentansprüche 1. Vorrichtung (V) zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts (G) mit - einem Sender (S) zum Einspeisen eines Sende-Signals (SIGS) in Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) und zumindest einem Empfänger (E) zum Empfangen eines durch eine Übertragung des Sende-Signals (SIGS) über die Fahr- schienen (F) des Gleisabschnitts (G) bewirkten Empfangs- Signals (SIGE) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung (V) zum Bestimmen der Phasenverschiebung (PH3,EI) zwischen dem Sende-Signal (SIG3) und dem Empfangs- Signal (SIGE) ausgebildet ist. 2. Vorrichtung (V) zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts (G) mit einem Sender (S) zum Einspeisen eines Sende-Signals (SIG3) in Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) und - zumindest einem Empfänger (E) zum Empfangen eines durch eine Übertragung des Sende-Signals (SIG3) über die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) bewirkten Empfangs- Signals (SIGE) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei einer Vorrichtung (V) mit einem ersten Empfänger (El) zum Empfangen eines durch die Übertragung des Sende-Signals (SIG3) über die Fahrschienen (F) eines ersten Teils des Gleisabschnitts (G) bewirkten ersten Empfangs-Signals (SIGEi) und einem zweiten Empfänger (E2) zum Empfangen eines durch die Übertragung des Sende-Signals (SIG3) über die Fahrschienen (F) eines zweiten Teils des Gleisabschnitts (G) bewirkten zweiten Empfangs-Signals (SIGE2) die Vorrichtung (V) zum Bestimmen der Phasenverschiebung (PHEI,E2) zwischen dem ersten Empfangs-Signal (SIGEi) und dem zweiten Empfangs-Signal (SIGE2) ausgebildet ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung (V) zum Vergleichen der Phasenverschiebung (PH3,Ei/ PHEI,E2) mit zumindest einer Referenz- Phasenverschiebung ausgebildet ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung (V) basierend auf dem Vergleich zwischen der Phasenverschiebung (PH3,E1, PHE1/E2) und der Referenz- Phasenverschiebung zum Erzeugen eines einen Störzustand anzeigenden Fehler-Signals ausgebildet ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung (V) zum Ausgeben des Fehler-Signals in Form einer optischen und/oder akustischen Warnmeldung ausgebildet ist . 6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sender (S) zum Einspeisen eines mittels einer Modulation codierten Sende-Signals (SIG3) in die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) ausgebildet ist und - die Vorrichtung (V) zum Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals (SIGE) beziehungsweise der Modulation zumindest eines der Empfangs-Signale (SIGEi, SIGE2) mit der Modulation des Sende-Signals (SIG3) ausgebildet ist. 7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung (V) zur Übertragung von Datensignalen über die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) an ein den Gleisabschnitt (G) belegendes Schienenfahrzeug ausgebildet ist . 8. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (V) zur Detekti- on des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts (G) , wobei - ein Sende-Signal (SIGS) in Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) eingespeist wird und - ein durch eine Übertragung des Sende-Signals (SIG3) über die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) bewirktes Empfangs-Signal (SIGE) empfangen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Phasenverschiebung (PH3, E1) zwischen dem Sende-Signal (SIG3) und dem Empfangs-Signal (SIGE) bestimmt wird. 9. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (V) zur Detekti- on des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts (G) , wobei - ein Sende-Signal (SIG3) in Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) eingespeist wird, - ein durch eine Übertragung des Sende-Signals (SIG3) über die Fahrschienen (F) eines ersten Teils des Gleisabschnitts (G) bewirktes erstes Empfangs-Signal (SIGEi) emp- fangen wird und - ein durch die Übertragung des Sende-Signals (SIG3) über die Fahrschienen (F) eines zweiten Teils des Gleisab- Schnitts (G) bewirktes zweites Empfangs-Signal (SIGE2) emp¬ fangen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Phasenverschiebung (PHEI,E2) zwischen dem ersten Empfangs- Signal (SIGEi) und dem zweiten Empfangs-Signal (SIGE2) be¬ stimmt wird. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Phasenverschiebung (PH3,EI, PHEI,E2) mit zumindest einer Re¬ ferenz-Phasenverschiebung verglichen wird. 11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass basierend auf dem Vergleich zwischen der Phasenverschiebung (PH3,EI, PHEI,E2) und der Referenz-Phasenverschiebung ein einen Störzustand anzeigendes Fehler-Signal erzeugt wird. 12. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Fehler-Signal in Form einer optischen und/oder akustischen Warnmeldung ausgegeben wird. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass - ein mittels einer Modulation codiertes Sende-Signal (SIG3) in die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) eingespeist wird und - die Modulation des Empfangs-Signals (SIGE) beziehungsweise die Modulation zumindest eines der Empfangs-Signale (SIGEi, SIGE2) mit der Modulation des Sende-Signals (SIG3) verglichen wird. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass über die Fahrschienen (F) des Gleisabschnitts (G) Datensignale an ein den Gleisabschnitt (G) belegendes Schienenfahrzeug übertragen werden. |
Vorrichtungen zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts sowie Verfahren zum Betreiben solcher Vorrichtungen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts mit einem Sender zum Einspeisen eines Sende-Signals in Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen des Gleisabschnitts und zumindest einem Empfänger zum Empfangen eines durch eine Übertragung des Sende-Signals über die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirkten Empfangs-Signals,
Eine solche Vorrichtung ist in Form einer als Gleisstromkreis ausgebildeten Gleisfreimeldeeinrichtung beispielsweise aus der Firmenveröffentlichung der Siemens AG „FTG S - Gleisfreimeldung mit dem Tonfrequenz-Gleisstromkreis FTG S", Bestell- Nr. A19100-V100-B607-V2 bekannt. Dabei speist ein Sender eine Wechselspannung in die Fahrschienen eines zu überwachenden Gleisabschnitts ein. Ein Empfänger empfängt ein Empfangs- Signal in Form der ankommenden Spannung und wertet das Empfangs-Signal aus. Dadurch, dass ein den Gleisabschnitt befahrendes Schienenfahrzeug durch seine Achsen einen Kurzschluss zwischen den Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirkt, wird die Übertragung des Sende-Signals an den Empfänger verhindert. Dies ermöglicht es somit, den Belegtzustand des betreffenden Gleisabschnitts zu erkennen.
Generell besteht bei Vorrichtungen zur Detektion des Belegtoder Freizustandes eines Gleisabschnitts der eingangs genannten Art aus Sicherheitsgründen die Anforderung, dass aufgrund der hiermit verbundenen Gefährdungen ein fälschliches Anzeigen eines Freizustandes unter keinen Umständen erfolgen darf. Daher ist es zum Vermeiden von Beeinflussungen beispielsweise üblicherweise untersagt, Sende- und Empfangsleitungen eines Gleisstromkreises innerhalb eines gemeinsamen Kabels zu führen. Dennoch sind grundsätzlich Fälle denkbar, in denen uner- wünschte Beeinflussungen zwischen Sender und Empfänger beziehungsweise zwischen den jeweiligen Leitungen zu den Fahrschienen auftreten können.
Dies betrifft sowohl Vorrichtungen mit einem Sender und einem Empfänger als auch insbesondere solche Vorrichtungen, die mehrere, in der Regel zwei oder drei, Empfänger aufweisen. So besteht beispielsweise im Rahmen einer Überwachung von Weichen oder Kreuzungen mittels eines einzigen Gleisstromkreises die Anforderung beziehungsweise Notwendigkeit, mehrere Emp- fänger zu verwenden. Gleiches gilt beispielsweise auch für den Fall, dass das Sende-Signal dem Gleisabschnitt mittels einer so genannten Mitteneinspeisung zugeführt wird, wobei an beiden Enden des Gleisabschnitts jeweils ein Empfänger vorgesehen ist. Bei solchen Vorrichtungen mit mehreren Empfängern können nun störende Beeinflussungen insbesondere auch in dem Fall auftreten, dass die elektrischen Leitungen von mehreren Empfängern innerhalb eines gemeinsamen Kabels geführt werden. In einem solchen Fall ist sicherzustellen, dass auch bei Auftreten eines Fehlers, d.h. beispielsweise bei einer einen Kurzschluss bewirkenden Beschädigung eines Kabels beziehungsweise einer der in dem Kabel geführten Leitungen, eine fälschliche Freimeldung eines Gleisabschnitts zuverlässig vermieden wird. Eine solche fälschliche Freimeldung könnte beispielsweise dadurch entstehen, dass aufgrund eines Kurz- Schlusses der hohe Pegel eines ersten Empfangs-Signals eines ersten Empfängers in die Leitung eines zweiten Empfängers, dessen zweites Empfangs-Signal aufgrund einer Belegung einen niedrigen Pegel aufweist, einkoppelt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der Fehler, insbesondere vorrichtungsseitige Kabelfehler, besonders zuverlässig und zugleich kostengünstig erkannt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts mit einem Sender zum Einspeisen eines Sende- Signals in Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen des Gleisabschnitts und zumindest einem Empfänger zum Empfangen eines durch eine Übertragung des Sende-Signals über die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirkten Empfangs-Signals, wobei die Vorrichtung zum Bestimmen der Phasenverschiebung zwi- sehen dem Sende-Signal und dem Empfangs-Signal ausgebildet ist .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorteilhaft, da eine Bestimmung der Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal und dem Empfangs-Signal auf einfache Art und Weise eine zuverlässige Fehlererkennung ermöglicht. So weist das Empfangs-Signal aufgrund des Laufwegs des in die Fahrschienen des Gleisabschnitts eingespeisten Sende-Signals in Form der Wechselspannung eine Phasenverschiebung gegenüber dem Sende-Signal auf. Da der Weg des Sende-Signals von dem Sender über die Fahrschienen des Gleisabschnitts zum Empfänger fest vorgegeben ist, sollte sich die Phasenverschiebung nach erfolgter Projektierung der Vorrichtung sowie des Gleisabschnitts nicht mehr ändern. Dies ermöglicht es, anhand der Phasenverschie- bung zwischen dem Sende-Signal und dem Empfangs-Signal Fehler oder Defekte der Vorrichtung unmittelbar zu erkennen. So würde beispielsweise eine Phasenverschiebung von null unmittelbar darauf hinweisen, dass das Empfangs-Signal nicht wie vorgesehen über die Fahrschienen des Gleisabschnitts übertragen worden ist, sondern beispielsweise unmittelbar vom Sender zum Empfänger gelangt ist.
Sofern die Vorrichtung mehrere Empfänger aufweist, besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, die Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal und jedem einzelnen der Empfangs- Signale zu bestimmen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist weiterhin dahingehend vorteilhaft, dass die Auswertung der Phasenverschiebung zwischen dem Empfangs-Signal und dem Sende-Signal unabhängig von der Verarbeitung und Auswertung der eigentlichen Freimel- dungsinformation erfolgen kann. Daher wird es insbesondere ermöglicht, zwischen einem Defekt, etwa in Form eines Kabel- fehlers, und einer Belegtmeldung aufgrund einer Achseinwirkung zu unterscheiden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass mit der Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal und dem Empfangs-Signal ein Parameter zur Fehlererkennung verwendet wird, der im Rahmen der Detektion des Belegt- oder Freizu- Stands des Gleisabschnitts keine Anwendung findet.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass im Unterschied zu sonstigen denkbaren Schaltungen zur Überwachung der Kabel beziehungsweise der Leitungen in dem Kabel beziehungsweise in den Kabeln vorteilhafterweise kaum beziehungsweise keine zusätzlichen Schaltungsteile benötigt werden, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders kostengünstig realisierbar ist. Aufgrund dessen, dass Fehler zuverlässig erkannt werden können, ist es darüber hinaus denkbar, dass die Forde- rung nach einer getrennten Leitungsführung von Sende- und
Empfangsleitungen, d.h. von Leitungen, die vom Gleis zum Sender oder Empfänger führen, entfallen könnte. Eine solche, durch die erfindungsgemäße Vorrichtung grundsätzlich ermöglichte Änderung würde zu einer erheblichen Vereinfachung der Verkabelung der Eisenbahnüberwachungsanlage in Form der Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes des Gleisabschnitts führen.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darüber hinaus erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts mit einem Sender zum Einspeisen eines Sende-Signals in Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen des Gleis- abschnitts und zumindest einem Empfänger zum Empfangen eines durch eine Übertragung des Sende-Signals über die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirkten Empfangs-Signals, wobei bei einer Vorrichtung mit einem ersten Empfänger zum Empfangen eines durch die Übertragung des Sende-Signals über die Fahr- schienen eines ersten Teils des Gleisabschnitts bewirkten ersten Empfangs-Signals und einem zweiten Empfänger zum Empfangen eines durch die Übertragung des Sende-Signals über die Fahrschienen eines zweiten Teils des Gleisabschnitts bewirkten zweiten Empfangs-Signals die Vorrichtung zum Bestimmen der Phasenverschiebung zwischen dem ersten Empfangs-Signal und dem zweiten Empfangs-Signal ausgebildet ist.
Im Unterschied zur ersten erfindungsgemäßen Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe besteht bei der zweiten erfindungsgemäßen Lösung aufgrund dessen, dass die Vorrichtung einen Sender sowie zumindest zwei Empfänger aufweist, vorteilhafterweise zusätzlich oder alternativ zur ersten erfindungsgemäßen Lösung die Möglichkeit, anstelle eines Vergleichs der Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal und dem jeweiligen Empfangs-Signal die Phasenverschiebung zwischen dem ersten Empfangs-Signal und dem zweiten Empfangs- Signal zu bestimmen. Hierdurch wird auf besonders effiziente und einfache Art und Weise eine Fehlerüberwachung der Vorrichtung, insbesondere hinsichtlich von Kabelfehlern, ermög- licht. Dabei liegt beiden erfindungsgemäßen Lösungen dieselbe gemeinsame Idee zugrunde, dass die Bestimmung der Phasenverschiebung zwischen den verwendeten Signalen es erlaubt, Abweichungen beziehungsweise Störungen oder Fehler, insbesonde- re bezüglich des Laufwegs der Signale, zu erkennen. Somit entsprechen auch die Vorteile der weiteren beziehungsweise zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung im Wesentlichen den zuvor bereits im Zusammenhang mit der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung genannten Vorteilen.
An dieser Stelle sei generell angemerkt, dass es bei beiden erfindungsgemäßen Lösungen nicht erforderlich ist, dass der Sender sowie der zumindest eine Empfänger der Vorrichtung unmittelbar am Gleis angeordnet sind. So werden die genannten Komponenten sowie Mittel zum Bestimmen der Phasenverschiebung zwischen den jeweiligen Signalen, d.h. beispielsweise eine entsprechend ausgeführte Auswerte-Einrichtung, vorzugsweise der Innenanlage zugeordnet, d.h. beispielsweise in einem Stellwerk installiert beziehungsweise untergebracht.
Vorzugsweise erfolgt mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtungen eine kontinuierliche Bestimmung der Phasenverschiebung zwischen den jeweiligen Signalen. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine permanente Funktionsüberwachung der jeweiligen Vorrichtung sichergestellt. Alternativ hierzu ist es grundsätzlich jedoch beispielsweise auch möglich, dass die Phasenverschiebung zwischen den jeweiligen Signalen lediglich im Rahmen des Ablaufs eines Funktionstests der Vorrichtung bestimmt wird. So könnte ein entsprechender Funktionstest in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen beispielsweise minütlich, stündlich oder täglich durchgeführt werden.
Weiterhin sei angemerkt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit Tonfrequenz- Gleisstromkreisen einsetzbar ist, da hier bereits das zur De- tektion des Belegt- oder Freizustands des Gleisabschnitts verwendete Signal ein Wechselspannungs-Signal ist. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass die erfindungsgemäßen Vorrichtungen im Zusammenhang mit solchen Gleisstromkreisen eingesetzt werden, die mit einer Signalfrequenz unterhalb oder oberhalb des Hörtonbereichs oder auch nach einem Gleichstromprinzip arbeiten. In letzterem Fall handelt es sich bei dem Sende-Signal in Form der Wechselspannung um ein dem zur Detektion verwendeten Gleichstrom überlagertes Signal, das ausschließlich der Funktionsüberwachung der Vorrichtung durch Bestimmen der Phasenverschiebung zwischen diesem Sende-Signal und dem Empfangs-Signal beziehungsweise zwischen zwei Empfangs-Signalen dient. In einem solchen Fall kann ein entspre- chendes Sende-Signal in Form einer Wechselspannung entweder permanent dem Gleichstrom überlagert werden oder aber beispielsweise in vorgegebenen zeitlichen Abständen lediglich zur Funktionsüberprüfung zusätzlich eingespeist werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die jeweilige erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vergleichen der Phasenverschiebung mit zumindest einer Referenz-Phasenverschiebung ausgebildet. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch eine besonders einfache Auswertung der Phasenverschiebung er- möglicht wird. So kann beispielsweise vor Inbetriebnahme der Vorrichtung eine Bestimmung der Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal und dem Empfangs-Signal im funktionstüchtigen, fehlerfreien Zustand der Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustands eines Gleisabschnitts vorgenommen werden. Diese Phasenverschiebung kann sodann in Form der Referenz-Phasenverschiebung, gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Toleranzwerten, beispielsweise in einer Speicher- Einrichtung der Vorrichtung abgelegt werden. Im späteren Betrieb der Vorrichtung kann somit anhand eines einfachen Ver- gleichs der Phasenverschiebung mit der so zuvor bestimmten Referenz-Phasenverschiebung ein Fehler unmittelbar und eindeutig erkannt werden.
Unabhängig davon, wie im konkreten Fall anhand der bestimmten Phasenverschiebung ein Fehler beziehungsweise eine Störung erkannt wird, wird der betroffene, zugehörige Gleisabschnitt bei Auftreten eines Fehlers zur Gefährdungsvermeidung vorzugsweise vorsorglich umgehend als belegt gemeldet.
Alternativ zu der Bestimmung der Referenz-Phasenverschiebung vor Inbetriebnahme der Gleisfreimeldeeinrichtung in Form der Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustands eines Gleisabschnitts wäre eine Überwachung der Phasenverschiebung zwischen dem Empfangs-Signal und dem Sende-Signal beziehungsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Empfangs-Signal beispielsweise auch dadurch möglich, dass permanent ein Vergleich der aktuellen Phasenverschiebung mit einer Referenz- Phasenverschiebung in Form des zuletzt bestimmten Wertes der Phasenverschiebung erfolgt. Auch hierdurch wird es ermöglicht, eine Änderung der Phasenverschiebung unmittelbar und ohne zeitliche Verzögerung zu erkennen.
Vorzugsweise können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen auch derart weitergebildet sein, dass sie basierend auf dem Vergleich zwischen der Phasenverschiebung und der Referenz- Phasenverschiebung zum Erzeugen eines einen Störzustand anzeigenden Fehler-Signals ausgebildet sind. Mittels des Fehler-Signals besteht somit vorteilhafterweise die Möglichkeit, beispielsweise Betriebspersonal eines Stellwerkes unmittelbar auf das Vorliegen eines Fehlerfalls hinzuweisen.
Ein einen Störzustand beziehungsweise Fehler anzeigendes Fehler-Signal, das seitens der Vorrichtung basierend auf dem Vergleich zwischen der Phasenverschiebung und der Referenz- Phasenverschiebung erzeugt worden ist, kann auf unterschiedliche Art ausgegeben werden. So wäre es grundsätzlich denkbar, dass lediglich ein entsprechender Eintrag in einem Log- file erfolgt. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die jeweilige erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausgeben des Fehlersignals in Form einer optischen und/oder akustischen Warnmeldung ausgebildet. Hierdurch wird vorteilhafterweise auf besonders zuverlässige Weise die Aufmerksam- keit des Bedienpersonals, d.h. beispielsweise des Bedienpersonals eines Stellwerks, erzielt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist der Sender zum Einspeisen ei- nes mittels einer Modulation codierten Sende-Signals in die
Fahrschienen des Gleisabschnitts ausgebildet und die Vorrichtung zum Vergleichen der Modulation des Empfangs-Signals beziehungsweise der Modulation zumindest eines der Empfangs- Signale mit der Modulation des Sende-Signals ausgebildet. Ge- nerell ist die Verwendung eines mittels einer Modulation codierten Sende-Signals vorteilhaft, da hierdurch die Unempfindlichkeit gegenüber Störbeeinflussungen erhöht wird. Durch den Vergleich der Modulationen des Empfangs-Signals und des Sende-Signals wird dabei die Zusammengehörigkeit der beiden Signale auf besonders einfache Weise verifiziert. Dies geschieht, ohne dass hierfür starre, fest vorgegebene, der jeweiligen Vorrichtung fest zugeordnete Codierungen, etwa in Form von Bit-Mustern, erforderlich sind. Hierdurch entfallen vorteilhafterweise auch entsprechende Aufwände zur Projektie- rung der einzelnen Vorrichtungen, wodurch sich die Herstellungskosten der Vorrichtung reduzieren. Weiterhin vereinfacht sich auch die Montage, wodurch sich zusätzlich eine Zeit- und damit Kostenersparnis ergibt. Darüber hinaus vereinfacht sich auch die Projektierung einer Eisenbahnüberwachungsanlage, da keine Zuordnungen von Codierungen beziehungsweise Modulationen zu Vorrichtungen vorzusehen sind und daher auch entsprechende Zuordnungen nicht auf Lageplänen und Datenblättern zu hinterlegen und im Folgenden zu beachten sind. Weiterhin ent- fallen vorteilhafterweise auch jegliche Einschränkungen hinsichtlich der Anzahl und der Art der zur Codierung verwendeten Modulationen, so dass die Voraussetzung dafür geschaffen wird, dass eine Mehrfachverwendung gleicher Modulationen innerhalb einer Anlage ausgeschlossen werden kann. Hierzu kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise zum Erzeugen eines mittels einer beliebigen, insbesondere zufallsbasiert generierten, Modulation codierten Sende-Signals ausgebildet sein. Sofern beim Vergleichen der Modulation des Empfangs- Signals mit der Modulation des Sende-Signals eine Abweichung der Modulationen festgestellt wird, wird der der Vorrichtung zugeordnete Gleisabschnitt zwecks Gefährdungsvermeidung vorzugsweise umgehend als belegt gemeldet.
Vorzugsweise können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen auch derart weitergebildet sein, dass die jeweilige Vorrichtung zur Übertragung von Datensignalen über die Fahrschienen des Gleisabschnitts an ein den Gleisabschnitt belegendes Schienenfahrzeug ausgebildet ist. Dies ist vorteilhaft, da somit die Vorrichtung zusätzlich zur Informationsübertragung an ein Schienenfahrzeug verwendet werden kann. Hierdurch werden beispielsweise Anwendungen im Bereich der linienförmigen Zugbeeinflussung unterstützt. Eine entsprechend weitergebildete Vorrichtung kann vorteilhafterweise derart ausgebildet sein, dass Sender und Empfänger derart an die jeweiligen gleissei- tigen Einspeisestellen, etwa in Form so genannter Gleisanschlussgehäuse, angebunden sind, dass in die Einspeisestellen wahlweise entweder ein Sende-Signal eines Senders eingespeist oder ein Empfangs-Signal für einen Empfänger ausgelesen beziehungsweise empfangen werden kann. Eine solche für sich be- kannte Umschaltung ist vorteilhaft, da die Übertragung von Datensignalen an ein Schienenfahrzeug nur möglich ist, so lange sich der Sender in Fahrtrichtung vor dem Schienenfahrzeug befindet. Ursache hierfür ist, dass anderenfalls durch ein Kurzschließen der Fahrschienen durch die Achsen des
Schienenfahrzeugs auch die Übertragung von Datensignalen an eine üblicherweise im vorderen Bereich eines Schienenfahrzeugs angeordnete Empfangs-Einrichtung verhindert wird. In diesem Zusammengang sei darauf hingewiesen, dass die erfin- dungsgemäßen Vorrichtungen auch dahingehend vorteilhaft sind, dass die Bestimmung der Phasenverschiebung zwischen dem Sen- de-Signal und Empfangs-Signal beziehungsweise zwischen den beiden Empfangs-Signalen unabhängig von der Fahrtrichtung und der Position des Schienenfahrzeugs in dem Gleisabschnitt auf dieselbe Art und Weise möglich ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Detektion des Belegtoder Freizustands eines Gleisabschnitts, wobei ein Sende- Signal in Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen des Gleisabschnitts eingespeist wird und ein durch eine Übertragung des Sende-Signals über die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirktes Empfangs-Signal empfangen wird.
Hinsichtlich des Verfahrens liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustands eines Gleisabschnitts anzugeben, das es erlaubt, Fehler, insbesondere vorrichtungsseitige Kabelfehler, besonders zuverlässig und zugleich kostengünstig zu erkennen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Detektion des Belegtoder Freizustandes eines Gleisabschnitts, wobei ein Sende- Signal in Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen des Gleisabschnitts eingespeist wird, ein durch die Übertragung des Sende-Signals über die Fahrschienen des Gleisabschnitts bewirktes Empfangs-Signal empfangen wird und die Phasenver- Schiebung zwischen dem Empfangs-Signal und dem Sende-Signal bestimmt wird.
Darüber hinaus wird die der Erfindung hinsichtlich des Verfahrens zugrunde liegende Aufgabe erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Detektion des Belegt- oder Freizustandes eines Gleisabschnitts, wobei ein Sende-Signal in Form einer Wechselspannung in die Fahrschienen des Gleisabschnitts eingespeist wird, ein durch die Übertragung des Sende-Signals über die Fahrschienen eines ersten Teils des Gleisabschnitts bewirktes erstes Empfangs-Signal empfangen wird, ein durch die Übertragung des Sende-Signals über die Fahrschienen eines zweiten Teils des Gleisabschnitts bewirktes zweites Empfangs-Signal empfangen wird und die Phasenverschiebung zwischen dem ersten Empfangs-Signal und dem zweiten Empfangs-Signal bestimmt wird.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verfahren entsprechen im Wesentlichen denjenigen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden
Ausführungen verwiesen wird. Gleiches gilt hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren, bezüglich derer dementsprechend ebenfalls auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit der jeweiligen bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen verwiesen wird. Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen Verfahren derart ausgestaltet, dass die Phasenverschiebung mit zumindest einer Referenz-Phasenverschiebung verglichen wird.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Verfahren derart ausgestaltet, dass basierend auf dem Vergleich zwischen der Phasenverschiebung und der Referenz-Phasenverschiebung ein einen Störzustand anzeigendes Fehler-Signal erzeugt wird.
Vorzugsweise können die erfindungsgemäßen Verfahren auch derart ablaufen, dass das Fehler-Signal in Form einer optischen und/oder akustischen Warnmeldung ausgegeben wird.
Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgestaltet, dass ein mittels einer Modulation codiertes Sende-Signal in die Fahrschienen des Gleisabschnitts eingespeist wird und die Modulation des Empfangs-Signals beziehungsweise die Modulation zumindest eines der Empfangs- Signale mit der Modulation des Sende-Signals verglichen wird
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden über die Fahrschienen des Gleisabschnitts Daten-Signale an ein den Gleisabschnitt bele- gendes Schienenfahrzeug übertragen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierzu zeigt
Figur 1 eine schematische Skizze einer Anordnung mit einem Gleisabschnitt sowie einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Sender und einem Empfänger, Figur 2 eine schematische Skizze einer Anordnung mit einem mittengespeisten Gleisabschnitt und einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Sender und zwei Empfängern,
Figur 3 eine schematische Skizze einer Anordnung mit einem Gleisabschnitt in Form einer Weiche und einem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Sender und zwei Empfängern und
Figur 4 in einer schematischen Darstellung zur Verdeutlichung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Graphen mit einem Sende-Signal sowie zwei Empfangs- Signalen .
In den Figuren werden aus Gründen der Übersichtlichkeit für gleiche oder gleich wirkende Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.
Figur 1 zeigt eine schematische Skizze einer Anordnung mit einem Gleisabschnitt sowie einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Sender und einem Empfänger. Dargestellt ist eine Vorrichtung V zur Detektion des Belegt- oder Freizustands eines Gleisabschnitts G. Die Vorrichtung V weist einen Sender S zum Einspeisen eines Sen- de-Signals SIG S in Form einer Wechselspannung in die Fahr- schienen F des Gleisabschnitts G auf. Darüber hinaus weist die Vorrichtung V einen Empfänger E zum Empfangen eines durch die Übertragung des Sende-Signals SIG S über die Fahrschienen F des Gleisabschnitts G bewirkten Empfangs-Signals SIG E auf. Entsprechend der Darstellung in Figur 1 wird in den Gleisabschnitt G eine Wechselspannung der Frequenz fl eingespeist. Um eine zuverlässige Unterscheidung der jeweiligen Signale zu ermöglichen, werden die benachbarten Gleisabschnitte mit ei- ner Wechselspannung unterschiedlicher Frequenz f5 beziehungsweise f3 betrieben. Im Folgenden sei angenommen, dass es sich bei der in der Figur gezeigten Anordnung um einen Tonfrequenz-Gleisstromkreis mit mehreren Frequenzen handelt, bei dem eine Wechselspannung in Form eines Sende-Signals SIG S im Tonfrequenzbereich in die Fahrschienen F des Gleisabschnitts G eingespeist wird.
Die Vorrichtung V kann beispielsweise in einem Stellwerk einer Eisenbahnanlage beziehungsweise einer Eisenbahnüberwa- chungsanlage angeordnet sein. Dies bietet den Vorteil, dass eine besonders hohe Zuverlässigkeit erreicht wird, da sich mechanische Beanspruchung und klimatische Einflüsse bezogen auf die elektronischen Komponenten der Vorrichtung V geringer auswirken, als dies im Falle einer Unterbringung dieser Kom- ponenten in Gleisnähe der Fall wäre. Darüber hinaus ergeben sich hierdurch weitere Vorteile hinsichtlich der Verfügbarkeit und Wartung der Vorrichtung V, d.h. insbesondere des Senders S sowie des Empfängers E. Mittels der waagerechten strichpunktierten Linie ist in Figur 1 eine entsprechende Trennung zwischen der Innenanlage, der die Vorrichtung V zugeordnet ist, und der Außenanlage, zu der der Gleisabschnitt G gehört, angedeutet.
Entsprechend der Darstellung in Figur 1 sind gleisseitig Gleisanschlussgehäuse GAGl, GAG2 angeordnet, die zum Einbringen des durch den Sender S eingespeisten beziehungsweise bereitgestellten Sende-Signals SIG S beziehungsweise zum Auslesen des an den Empfänger E übermitteln Empfangs-Signals SIG E in beziehungsweise aus den Fahrschienen F dienen. Üblicher- weise enthalten die Gleisanschlussgehäuse GAGl, GAG2 hierbei keine aktiven elektronischen Komponenten, sondern im Wesentlichen lediglich einen Schwingkreis zum frequenzselektiven Verstärken der ein- beziehungsweise ausgespeisten Signale vorgegebener Nutzfrequenz, d.h. im Falle des in Figur 1 dargestellten Gleisabschnitts G der Frequenz f1.
Um eine Überwachung von Störungen beziehungsweise Fehlern, insbesondere hinsichtlich der Kabel beziehungsweise Leitungen von dem Sender S zum Gleisanschlussgehäuse GAGl beziehungsweise vom Gleisanschlussgehäuse GAG2 zum Empfänger E zu ermöglichen, weist die Vorrichtung V weiterhin eine Auswerte- Einrichtung AE auf, die zum Bestimmen der Phasenverschiebung zwischen dem von dem Sender S gesendeten Sende-Signal SIG 3 und dem von dem Empfänger E empfangenen Empfangs-Signal SIG E dient. Hierzu empfängt die Auswerte-Einrichtung AE das Sende- Signal SIG 3 von dem Sender S und das Empfangs-Signal SIG E von dem Empfänger E und führt eine vorzugsweise signaltechnisch sichere Bestimmung der Phasenverschiebung zwischen den beiden Signalen SIG 3 , SIG E durch. Dabei ist die Vorrichtung V beziehungsweise die Auswerte-Einrichtung AE zum Vergleichen der ermittelten Phasenverschiebung mit zumindest einer Referenz- Phasenverschiebung ausgebildet. Bei der Referenz-Phasenverschiebung handelt es sich vorzugsweise um den im fehlerlo- sen Zustand der Anlage gemessen Wert der Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal SIG 3 und dem Empfangs-Signal.
Störungen, beispielsweise aufgrund des Übersprechens der Signale benachbarter Gleisstromkreise, etwa aufgrund von Beschä- digungen einer elektrischen Leitung, können nun vorteilhafterweise anhand des Vergleichs der Phasenverschiebung mit der Referenz-Phasenverschiebung zuverlässig erkannt werden. Bei Erkennen eines entsprechenden Fehlers meldet die Auswerte- Einrichtung AE der Vorrichtung V den Gleisabschnitt G vor- sorglich als belegt und erzeugt ein Fehler-Signal, das den betreffenden Störzustand anzeigt. Hierzu kann das Fehler- Signal beispielsweise in Form einer optischen und/oder akustischen Warnmeldung ausgegeben werden. Hierbei wird vorteil- hafterweise eine zuverlässige Unterscheidung zwischen einer Störung, d.h. einem Kabelfehler, und einer regulären Freioder Belegtmeldung ermöglicht. Darüber hinaus kann die Bestimmung der Phasenverschiebung sowie der Vergleich mit der Referenz-Phasenverschiebung vorteilhafterweise auf ver- gleichsweise aufwandsarme Art und Weise realisiert werden, so dass keine oder kaum zusätzliche Schaltungskomponenten benötigt werden, wodurch im Vergleich zu anderen denkbaren Lösungen eine Kosteneinsparung erzielt wird.
Es sei nachdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich bei der Darstellung in Figur 1 lediglich um eine schematische Darstellung handelt. So können in der Praxis weitere Komponenten vorhanden beziehungsweise erforderlich sein, die in Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Vorrichtung V zusätzlich zur Übertragung von Datensignalen über die Fahrschienen F des Gleisabschnitts G an ein den Gleisabschnitt G belegendes Schienenfahrzeug ausgebildet ist. In diesem Fall weist der Sender S der Vorrichtung V vorteilhafterweise eine exter- ne Ansteuerung auf, mittels derer die Datensignale dem Sender S zugeführt werden können.
Figur 2 zeigt eine schematische Skizze einer Anordnung mit einem mittengespeisten Gleisabschnitt und einem zweiten Aus- führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Sender und zwei Empfängern. Im Unterschied zur Darstellung der Figur 1 handelt es sich bei Figur 2 somit um eine Anordnung mit zwei Empfängern El, E2. Dabei wird den Empfängern El, E2 über die Gleisanschlussgehäuse GAGl, GAG3 jeweils ein Empfangs-Signal SIG E i beziehungsweise SIG E 2 zugeführt. Der erste Empfänger El dient zum Empfang des durch die Übertragung des Sende-Signals SIG S über die Fahrschienen F eines ersten Teils des Gleisabschnitts G bewirkten ersten Empfangs- Signals SIG E i, wobei der erste Teil des Gleisabschnitts durch die Strecke zwischen den Gleisanschlussgehäusen GAGl und GAG2 gebildet wird. Dementsprechend dient der zweite Empfänger E2 zum Empfang des durch die Übertragung des Sende-Signals SIG S über die Fahrschienen F eines zweiten, durch die Strecke zwi- sehen den Gleisanschlussgehäusen GAG2 und GAG3 gebildeten Teils des Gleisabschnitts G bewirkten zweiten Empfangs- Signals SIG E2 .
Basierend auf der in Figur 2 gezeigten Anordnung kann eine Überwachung der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung V in Form der Gleisfreimeldeeinrichtung einerseits dadurch erfolgen, dass die Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal SIG 3 des Senders S und dem ersten Empfangs-Signal SIG E i des Empfängers El sowie die Phasenverschiebung zwischen dem Sende- Signal SIG S und dem zweiten Empfangs-Signal SIG E 2 des zweiten Empfängers E2 bestimmt wird.
Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, dass die Phasenverschiebung zwischen dem ersten Empfangs- Signal SIG E i des Empfängers El und dem zweiten Empfangs- Signal SIG E 2 des zweiten Empfängers E2 ermittelt wird. Auch die derart bestimmte Phasenverschiebung erlaubt eine zuverlässige Erkennung von Störungen, insbesondere in Form von Kabelfehlern. Dies ist bei einer Anordnung mit einem Sender S und mehreren Empfängern El, E2 von besonderer Bedeutung, da insbesondere für den Fall, dass die Leitungen mehrerer Empfänger El, E2 innerhalb eines Kabels geführt werden, Störungen durch ein Übersprechen beziehungsweise Einkoppeln eines Empfangs-Signals in die Leitung eines anderen Empfängers ver- ursacht werden können. Solche Störungen beziehungsweise Fehler werden mittels der Auswerte-Einrichtung AE der Vorrichtung V durch den Vergleich der Phase zwischen dem Sende- Signal SIG S und den jeweiligen Empfangs-Signalen SIG E i, SIG E 2 beziehungsweise zwischen den Empfangs-Signalen SIG E i, SIG E 2 untereinander zuverlässig erkannt, so dass auch im Falle von Leitungen mehrerer Empfänger El, E2, die in demselben Kabel geführt werden, Fehler beziehungsweise Störungen ausgeschlossen werden können.
Sofern die Vorrichtung mehr als zwei, d.h. beispielsweise drei Empfänger aufweisen würde, so könnten analog zur zuvor beschriebenen Vorgehensweise die Phasenverschiebungen zwischen dem Sende-Signal SIG 3 und den einzelnen Empfangs- Signalen bestimmt werden oder aber die Phasenverschiebung einer Kombination oder mehrerer Kombinationen der Empfangs- Signale der Empfänger bestimmt werden.
Figur 3 zeigt eine schematische Skizze einer Anordnung mit einem Gleisabschnitt in Form einer Weiche und einem dritten
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Sender und zwei Empfängern. Ähnlich der Darstellung in Figur 2 handelt es sich hierbei um eine Anordnung mit einer Vorrichtung V mit einem Sender S sowie zwei Empfängern El, E2. Im dargestellten Fall handelt es sich hierbei um einen
Weichenkreis, der zur vollständigen Überwachung einer Weiche W dient.
Analog zur in Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen Vorge- hensweise kann auch bei einer solchen Anordnung durch eine Bestimmung der Phasenverschiebung zwischen dem Sende-Signal SIGs des Senders S und dem jeweiligen Empfangs-Signal SIG E i, SIG E 2 der Empfänger El, E2 beziehungsweise durch eine Bestimmung der Phasenverschiebung zwischen den Empfangs-Signalen SIGEI, SIG E 2 des ersten Empfängers El und des zweiten Empfän ¬ gers E2 auf zuverlässige Art und Weise sichergestellt werden, dass es sich bei den von den jeweiligen Empfängern El, E2 empfangenen Empfangs-Signalen SIG E i, SIG E 2 auch tatsächlich um das an der vorgesehenen Stelle des Gleisabschnitts G empfangene beziehungsweise ausgelesene, unverfälschte Empfangs- Signal SIGEI beziehungsweise SIG E 2 handelt.
Figur 4 zeigt in einer schematischen Darstellung zur Verdeut- lichung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Graphen mit einem Sende-Signal sowie zwei Empfangs-Signalen. Dargestellt ist hierbei die Amplitude A als Funktion der Zeit t für ein Sende-Signal SIG 3 , ein erstes Empfangs-Signal SIG E i sowie ein zweites Empfangs-Signal SIG E 2- Entsprechend der Darstellung der Figur 4 unterscheiden sich die dargestellten Signale SIG 3 , SIG E i, SIG E 2 nicht nur hin ¬ sichtlich ihrer Amplitude A, sondern insbesondere auch hinsichtlich ihrer Phase.
Basierend auf den dargestellten Signalen SIG 3 , SIG E i, SIG E 2 kann daher nun die Phasenverschiebung PH 3 , E i zwischen dem Sende-Signal SIG 3 und dem ersten Empfangs-Signal SIG E i, die Phasenverschiebung PH 3 ,E2 zwischen dem Sende-Signal SIG 3 und dem zweiten Empfangs-Signal SIG E 2 und/oder die Phasenverschiebung PH E I,E2 zwischen dem ersten Empfangs-Signal SIGEI sowie dem zweiten Empfangs-Signal SIG E 2 bestimmt werden. Eine Auswertung der Phasenverschiebungen PH 3 , E i, PH 3 , E2 , PH E I,E2, beispiels ¬ weise durch Vergleich mit einer jeweiligen entsprechenden Referenz-Phasenverschiebung, ermöglicht eine Überprüfung des Signalwegs der jeweiligen Empfangs-Signale SIGEI oder SIG E 2 beziehungsweise beider Empfangs-Signale SIG E i, SIG E 2- Entspre ¬ chend den vorstehenden Ausführungen können hierbei insbesondere Fehler bezüglich der Kabel beziehungsweise Leitungen zwischen dem Gleis und dem jeweiligen Empfänger erkannt wer- den, wodurch vorteilhafterweise insbesondere eine fälschliche Freimeldung, d.h. die fälschliche Anzeige eines Freizustands des Gleisabschnitts, vermieden wird.