Eine derartige Zugbeeinflussungseinrichtung ist aus der deut- schen Offenlegungsschrift 44 20 215 bekannt. Diese vorbe- kannte Zugbeeinflussungseinrichtung weist im Anrückbereich eines Eisenbahnsignals im Gleis verlegte Linienleiter auf, mit denen Datensignale drahtlos durch induktive Kopplung zwi- schen Linienleiter und einer schienenfahrzeugseitigen Emp- fangsantenne zum Schienenfahrzeug übermittelt werden. Die Da- tensignale enthalten als Nutzinformation den Signalbegriff des Eisenbahnsignals und sind daher zum vorzeitigen Aufwerten von fahrteinschränkenden Signalbegriffen geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zugbeeinflus- sungseinrichtung anzugeben, die einen geringeren Wartungsauf- wand erfordert als die vorbekannte Zugbeeinflussungseinrich- tung.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Zugbeeinflussungsein- richtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Eisenbahnsignal eine Funkeinrichtung zuge- ordnet ist, die die Datensignale mit Funkwellen zum Schienen- fahrzeug sendet, wobei die Funkeinrichtung zum Abstrahlen der Funkwellen mindestens eine Richtantenne aufweist, deren Hauptstrahlkeule in Richtung Anrückbereich ausgerichtet ist.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Zugbeeinflus- sungseinrichtung besteht darin, dass sie keinen streckensei- tigen Wartungsaufwand mehr erfordert, weil im Gleis keine An-

tenneneinrichtungen wie Linienleiter oder dergleichen mehr vorhanden sind. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Zugbeein- flussungseinrichtung konkret dadurch erreicht, dass die Da- tensignale über Funk übermittelt werden. Eine Funkverbindung unterscheidet sich von der eingangs im Zusammenhang mit der vorbekannten Zugbeeinflussungseinrichtung erwähnten indukti- ven Kopplung von Magnetfeldern dadurch, dass die Datensignale mit"Wellen"und nicht mit"Feldern"übertragen werden. Bei der induktiven Kopplung erfolgt die Datensignalübertragung im Nahfeld der im Gleis verlegten Linienleiter, wodurch ledig- lich Abstände von wenigen 10 cm zwischen Linienleiter und Schienenfahrzeug überbrückt werden können ; aus diesem Grunde ist es bei der vorbekannten Zugbeeinflussungseinrichtung er- forderlich, dass im gesamten Anrückbereich des Eisenbahnsig- nals Linienleiter verlegt sind. Abgesehen von den dadurch bei der Installation der vorbekannten Zugbeeinflussungseinrich- tung entstehenden hohen Installationskosten führt dies auch zu einem hohen Wartungsaufwand, weil der Linienleiter im ge- samten Anrückbereich regelmäßig auf seine Unversehrtheit hin kontrolliert werden muss. Im Unterschied dazu wird bei einer Übertragung mit"Wellen"-wie bei der erfindungsgemäßen Zug- beeinflussungseinrichtung-eine sehr große Sendereichweite erreicht, weil sich nämlich die Wellen von der Antenne ablö- sen und die Datensignalübertragung im"Fernfeld"statt im "Nahfeld"erfolgt. Aufgrund der großen Reichweite der Wellen ist bei der erfindungsgemäßen Zugbeeinflussungseinrichtung keine im Gleisbett des Anrückbereichs verlegte Antenne mehr erforderlich, wodurch der Wartungsaufwand deutlich reduziert ist ; denn streckenseitige Wartungsarbeiten sind lediglich noch an der Funkeinrichtung durchzuführen und nicht mehr im gesamten Anrückbereich. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Zugbeeinflussungseinrichtung besteht darin, dass sie sehr ungefährdet ist von Vandalismus oder Diebstahl, weil nämlich im Gleis keine Linienleiter-also hochwertige Kupferleitungen-mehr verlegt sind, die gestohlen oder be- schädigt werden könnten. Ein dritter wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Zugbeeinflussungseinrichtung besteht darin,

dass zum Abstrahlen der Datensignale Richtantennen vorgesehen sind ; durch den Einsatz der Richtantennen wird nämlich er- reicht, dass die Sendeenergie der Antenne fast ausschließlich auf den Anrückbereich des Eisenbahnsignals beschränkt wird ; zum einen reduziert dies die Gefahr, dass Schienenfahrzeuge auf anderen Gleisen Datensignale empfangen und auswerten kön- nen, die eigentlich nicht für sie gedacht sind, und zum ande- ren wird Sendeenergie gespart, weil nur der Anrückbereich mit "Wellen"bestrahlt werden muss.

Um zu erreichen, dass die Funkeinrichtung die Datensignale möglichst ausschließlich in den eigenen"Anrückbereich sen- det-also in den Anrückbereich des zugeordneten Eisenbahn- signals-wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die mindes- tens eine Richtantenne für ihre Hauptstrahlkeule mindestens einen Antennengewinn von 10 aufweist. Unter dem Antennenge- winn (G) wird dabei das Verhältnis bzw. der Quotient zwischen maximaler Strahlungsintensität (S1) der Richtantenne in Hauptstrahlrichtung und der maximalen Strahlungsintensität (S2) einer sogenannten"isotropen"Antenne verstanden ; eine isotrope Antenne ist eine Antenne, die in alle Raumrichtungen die gleiche Strahlungsintensität abgibt. Es soll also gelten : G = S1/S2 2 10 Besonders kostengünstig sind Standard-Funkeinrichtungen wie beispielsweise DECT-, GSM-, UMTS-oder Bluetooth-Funkeinrich- tungen, so dass es als vorteilhaft angesehen wird, wenn sol- che Standard-Funkeinrichtungen bei der erfindungsgemäßen Zug- beeinflussungseinrichtung eingesetzt werden.

Für den Fall, dass der Anrückbereich durch eine Gleisanlage mit sich verzweigenden Gleisen mit mehreren Eisenbahnsignalen gebildet ist, wird es gemäß einer Weiterbildung der erfin- dungsgemäßen Zugbeeinflussungseinrichtung als vorteilhaft an- gesehen, wenn jedem Eisenbahnsignal jeweils eine eigene Funk- einrichtung mit mindestens einer in Richtung des jeweiligen

Anrückbereichs ausgerichteten Richtantenne zugeordnet ist, wobei jede Funkeinrichtung Datensignale sendet, die den Sig- nalbegriff sowie eine Signalkennung des jeweils zugeordneten Eisenbahnsignals angeben. In dem Schienenfahrzeug ist dann eine die Datensignale empfangende Empfangseinrichtung vorzu- sehen, die von den empfangenen Datensignale ausschließlich diejenigen Datensignale verwertet, die als Signalkennung eine das Eisenbahnsignal, auf das das Schienenfahrzeug vorrücken soll, bezeichnende Sollkennung enthalten. Ein Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass jedes Eisenbahnsignal seine eigene Funkeinrichtung aufweist und somit autark arbei- ten kann.

Um sicherzustellen, dass die Schienenfahrzeuge ausschließlich die Datensignale verwerten, die sich auf ihr"Zielsignal"be- ziehen und keine anderen, muss den Datensignalen also jeweils eine Signalkennung beigefügt werden, die das Eisenbahnsignal, von dem sie stammen, genau bezeichnen. Dies lässt sich beson- ders einfach und damit vorteilhaft dadurch erreichen, dass die Signalkennung durch eine Datenratekodierung"übertragen wird. Dies bedeutet konkret, dass jeder Funkeinrichtung als Sollkennung ein individueller Datenratewert zugeordnet ist, der sich von den Datenratewerten der übrigen Funkeinrichtun- gen unterscheidet, die Funkeinrichtungen derart ausgestaltet sind, dass sie die Datensignale jeweils mit der der Sollken- nung entsprechenden Datenrate übertragen, und die schienen- fahrzeugseitige Empfangseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie von den empfangenen Datensignalen ausschließlich diejenigen Datensignale verwertet, die mit der der Sollken- nung entsprechenden Datenrate gesendet sind.

Besonders kostengünstig und damit vorteilhaft lässt sich die erfindungsgemäße Zugbeeinflussungseinrichtung herstellen, wenn alle Funkeinrichtungen mit derselben Trägerfrequenz bzw.

Sendefrequenz arbeiten, weil dann alle Funkeinrichtungen identisch aufgebaut sein können. Es wird daher als vorteil- haft angesehen, wenn alle Funkeinrichtungen derart ausgestal-

tet sind, dass sie unabhängig voneinander ihre Datensignale mit derselben Trägerfrequenz übertragen und dabei denselben Datentelegrammtyp verwenden, wobei jede Funkeinrichtung nach der vollständigen Übertragung eines Datentelegramms jeweils eine funkeinrichtungsindividuelle Sendepause einhält, während der keine Datensignale gesendet werden, und die schienenfahr- zeugseitige Empfangseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie die empfangenen Datensignale nur dann auswertet, sofern diese in Zeitintervallen empfangen wurden, in denen aus- schließlich eine einzige der Funkeinrichtungen gesendet hat.

Die erfindungsgemäße Zugbeeinflussungseinrichtung lässt sich beispielsweise zum vorzeitigen Aufwerten von fahrteinschrän- kenden Signalbegriffen verwenden.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum drahtlosen Übertragen von Datensignalen an ein sich im An- rückbereich mindestens eines Eisenbahnsignals befindliches Schienenfahrzeug, wobei die Datensignale den Signalbegriff des Eisenbahnsignals angeben.

Ein derartiges Verfahren ist aus der eingangs genannten Of- fenlegungsschrift bekannt.

Um bei einem solchen Verfahren einen geringen Wartungsaufwand der zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Komponen- ten zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Datensignale mit Funkwellen zum Schienenfahrzeug gesendet werden, wobei zum Abstrahlen der Funkwellen mindestens eine Richtantenne verwendet wird, deren Hauptstrahlkeule in Rich- tung Anrückbereich ausgerichtet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben. Die Vorteile des erfin- dungsgemäßen Verfahrens und die der vorteilhaften Ausgestal- tungen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den Vor-

teilen der erfindungsgemäßen Zugbeeinflussungseinrichtung und deren Weiterbildungen.

Zur Erläuterung der Erfindung zeigt Figur 1 eine Gleisanlage mit einem Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Zugbeeinflussungseinrichtung, mit der sich auch das erfindungsgemäße Verfahren durchführen lässt, Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für ein mit der Zugbeeinflus- sungseinrichtung gemäß Figur 1 zu versendendes Datentelegramm und Figur 3 Datentelegramme von Funkeinrichtungen der Zugbeein- flussungseinrichtung gemäß Figur 1 im zeitlichen Verlauf.

Die Figur 1 zeigt eine Gleisanlage 5 mit beispielsweise 4 Ei- senbahnsignalen 10,15,20 und 25, die jeweils einem Gleis der Gleisanlage 5 zugeordnet sind ; konkret ist ein erstes Eisenbahnsignal 10 einem ersten Gleis 30, ein zweites Eisen- bahnsignal 15 einem zweiten Gleis 35, ein drittes Eisenbahn- signal 20 einem dritten Gleis 40 und ein viertes Eisenbahn- signal 25 einem vierten Gleis 45 zugeordnet. Die vier Gleise 30,35,40 und 45 sind über drei Weichen 50,55 und 60 mit einem Zuführgleis 70 verbunden, über das Schienenfahrzeuge zu den vier Gleisen 30,35,40 und 45 gelangen können. In der Figur 1 ist die Fahrtrichtung der Schienenfahrzeuge mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 80 gekennzeichnet. Im Bereich des Zuführgleises 70 ist eine Sendeeinrichtung 90 angeordnet, die beispielsweise über Funk oder über einen Linienleiter mit vorbeifahrenden Schienenfahrzeuge Informationssignale austau- schen kann.

Der jeweils in Fahrtrichtung vor den Eisenbahnsignalen be- findliche Gleisbereich der Gleise 30,35,40 und 45 soll nachfolgend Anrückbereich dieser Gleise genannt werden.

Die Eisenbahnsignale 10,15,20 und 25 sind jeweils mit einer Funkeinrichtung ausgestattet, die Datensignale in Richtung ihres jeweiligen Anrückbereichs sendet. Hierzu sind die Funk-

einrichtungen jeweils mit einer Richtantenne ausgestattet, die in Richtung des Anrückbereiches des zugeordneten Eisen- bahnsignals ausgerichtet sind ; dies ist in der Figur 1 durch die gestrichelt gezeichneten Hauptstrahlkeulen 140,145,150 und 160 der Richtantennen schematisch dargestellt.

Bei den Datensignalen, die von den Richtantennen der Eisen- bahnsignale 10,15,20 und 25 abgestrahlt werden, handelt es sich um Datensignale, die den jeweiligen Signalbegriff des Eisenbahnsignals angeben und eine das Eisenbahnsignal be- zeichnende Signalkennung enthalten.

Die Anordnung gemäß der Figur 1 kann beispielsweise zum vor- zeitigen Aufwerten von fahrteinschränkenden Signalbegriffen verwendet werden, die den Schienenfahrzeugen vorher-d. h. beispielsweise auf dem Zuführgleis 70 durch die Sendeeinrich- tung 90-übertragen worden sind. Dies soll nun am Beispiel des ersten Eisenbahnsignals 10 beschrieben werden, auf das sich ein Schienenfahrzeug zubewegen soll : zunächst wird mit der Sendeeinrichtung 90 dem Schienenfahr- zeug eine Signalkennung übermittelt, und zwar die Signalken- nung von demjenigen Eisenbahnsignal, auf das sich das Schie- nenfahrzeug zubewegen soll. Da das Schienenfahrzeug in Rich- tung auf das erste Eisenbahnsignal 10 fahren soll, wird dem Schienenfahrzeug also ein Informationssignal mit der Signal- kennung Q für dieses erste Eisenbahnsignal 10 übermittelt.

Damit liegt in dem Schienenfahrzeug dann die Information vor, auf welches Eisenbahnsignal es zufahren wird.

Bei der weiteren Fahrt wird das Schienenfahrzeug dann auf- grund der entsprechenden Weichenstellung der Weichen 50,55 und 60 auf das erste Gleis 30 und damit in den Anrückbereich des ersten Eisenbahnsignal 10 gelangen. In diesem Anrückbe- reich wird das Schienenfahrzeug mit seiner schienenfahrzeug- seitigen Empfangseinrichtung die von der Funkeinrichtung des ersten Eisenbahnsignals 10 gesendeten Datensignale empfangen ;

da aber-wie in Figur 1 gezeigt-die Eisenbahnsignale 10, 15,20 und 25 einen relativ zur Größe der Hauptstrahlkeulen 140,145,150 und 160 nur sehr geringen Abstand voneinander haben, wird es dazu kommen, dass das Schienenfahrzeug nicht nur die Datensignale des ersten Eisenbahnsignals 10 sondern auch die Datensignale der übrigen Eisenbahnsignale 15,20 und 25 empfangen wird. Um nun sicherzustellen, dass das Schienen- fahrzeug auch die richtigen Datensignale auswertet-also diejenigen, die von der Funkeinrichtung des ersten Eisenbahn- signals 10 kommen-werden von den Funkeinrichtungen der Eisenbahnsignale 10,15,20 und 25 Datensignale gesendet, die zusätzlich zu dem Signalbegriff des jeweiligen Eisenbahnsig- nals auch dessen Signalkennung enthalten.

Nach dem Empfang der Datensignale wählt das Schienenfahrzeug dann in an sich bekannter Weise (vgl. beispielsweise die ein- gangs angegebene Offenlegungsschrift) die richtigen Datensig- nale aus, und zwar unter Berücksichtigung der von der Sende- einrichtung 90 übermittelten Signalkennung Q. Dies ist ohne weiteres möglich, da die Signalkennung-wie oben erläutert- angibt, dass das Schienenfahrzeug auf das erste Eisenbahnsig- nal 10 zufährt und das Schienenfahrzeug daher weiß", dass es nur die Datensignale mit der Signalkennung dieses ersten Eisenbahnsignals 10 verwerten darf.

Die Übertragung der Datensignale kann beispielsweise im DECT- , Bluetooth-, UMTS-oder GSM-Standard erfolgen. Erfolgt die Übertragung der Datensignale in einem Frequenzmultiplex-Ver- fahren, so kann beispielsweise jedem Eisenbahnsignal und damit auch jeder Signalkennung eine vorgegebene Sendefrequenz zugeordnet sein. Nach dem Empfang der von der Sendeeinrich- tung 90 gesendeten Signalkennung Q würde dann in dem Schie- nenfahrzeug die Information vorliegen, auf welcher Frequenz die Datensignale des"richtigen"Eisenbahnsignals gesendet werden, so dass die Empfangseinrichtung dann beispielsweise mittels einer Filtereinrichtung diejenigen Datensignale her-

ausfiltern kann, die mit der der Signalkennung Q des ersten Eisenbahnsignals 10 entsprechenden Frequenz gesendet werden.

Statt dessen kann die Übertragung der Datensignale auch im Zeitmultiplexverfahren erfolgen ; so können die Funkeinrich- tungen der Eisenbahnsignale mit einem für alle Funkeinrich- tungen identischen Zeittakt versorgt werden ; die Funkeinrich- tungen würden dann ausschließlich in den für sie fest vorge- gebenen-also reservierten-Zeitschlitzen Datensignale sen- den.

Eine dritte Variante zum Übertragen der Datensignale wird nun im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 erläutert : Bei dieser dritten Variante senden alle Funkeinrichtungen ihre Datensig- nale mit derselben Trägerfrequenz, und zwar völlig unabhängig voneinander-also ohne einen zentralen Takt. Die Datensig- nale weisen dabei eine vorgegebene Telegramm-Struktur auf ; ein Datentelegramm D mit einem Ausführungsbeispiel für eine vorgegebene Telegramm-Struktur zeigt der obere Teil der Figur 2. Das Datentelegramm D weist"l"Bits und eine Datenrate von "m"auf.

Der untere Teil der Figur 2 zeigt die Übertragung der Daten- telegramme D im zeitlichen Ablauf ; man erkennt, dass stets n (n beispielsweise gleich 3) Telegramme direkt hintereinander gesendet werden. Anschließend wird dann eine Sendepause Atp eingelegt, die beispielsweise dem sechsfachen der Telegramm- länge des Datentelegramms D entsprechen kann.

Die Figur 3 zeigt den zeitlichen Verlauf der Datensignale bzw. der Datentelegramme für alle Eisenbahnsignale 10,15,20 und 25 ; dabei ist die Zeitachse des ersten Eisenbahnsignals 10 in der Figur mit dem Begriff"Sigl", die Zeitachse des zweiten Eisenbahnsignals 15 mit dem Begriff"Sig2", die Zeit- achse des dritten Eisenbahnsignals 15 mit dem Begriff"Sig3 und die Zeitachse des vierten Eisenbahnsignals 20 mit dem Begriff"Sig4"gekennzeichnet. Man erkennt in der Figur 3,

dass die Funkeinrichtungen der Eisenbahnsignale 10,15,20 und 25 ihre Datensignale bzw. ihre Datentelegramme D mit un- terschiedlichen Datenraten senden ; jeder Funkeinrichtung ist nämlich eine eigene Datenrate zugeordnet, die sich von der Datenrate der übrigen Funkeinrichtungen unterscheidet. Die Datenrate der Datentelegramme dient dabei als Signalkennung für die jeweilige Funkeinrichtung bzw. für das jeweilige Eisenbahnsignal.

Die Tatsache, dass sich die Datenraten unterscheiden, führt dazu, dass sich die Datentelegramme D der einzelnen Funkein- richtungen im zeitlichen Verlauf gegeneinander verschieben ; so zeigt die Figur 3, dass es bereits nach einer Zeitdauer, die nur wenigen Telegrammlängen des Datentelegramms D ent- spricht, zu Zeitintervallen Atl, At2, At3, At4, At5 kommt, in denen ausschließlich nur eine einzige Funkeinrichtung sen- det ; und zwar selbst dann, wenn-wie in der Figur 3 gezeigt -die vier Funkeinrichtungen zu einem Zeitpunkt t=0"im Takt senden". Die Häufigkeit dieser Zeitintervalle Atl, At2, At3, At4, At5 bzw. der zeitliche Abstand zwischen den Zeitinter- vallen hängt ab von der Anzahl der Funkeinrichtungen bzw. der Eisenbahnsignale, von der Telegrammlänge-also der Anzahl "n"der Bits der Datentelegramme D-, von der Länge der Sen- depausen zwischen den Datentelegrammen und von den Datenraten oder Funkeinrichtungen bzw. von dem Verhältnis der Daten- raten zueinander.

Ein im Anrückbereich des Eisenbahnsignals 10 befindliches Schienenfahrzeug wird also-wegen der teilweisen räumlichen Überlappung der Sendebereiche der Funkeinrichtungen-während des Vorrücken auf das Eisenbahnsignal 10 zum Teil die Daten- signale mehrerer verschiedener Funkeinrichtungen gleichzeitig empfangen ; dies führt aufgrund der Identität der Sendefre- quenz bzw. Trägerfrequenz der Funkeinrichtungen dazu, dass die empfangenen Datentelegramme nicht verwertbar sind. Das Schienenfahrzeug muss also auf die Zeitintervalle Atl, At2, At3, At4, At5 warten, in denen ausschließlich eine einzige

Funkeinrichtung sendet. Ist dies der Fall, so misst die schienenfahrzeugseitige Empfangseinrichtung gemäß einem be- liebigen Datenratemessverfahren die Datenrate, mit der das empfangene Datentelegramm gesendet wurde. Entspricht dann die gemessene Datenrate der vorgegebenen Datenrate, die durch die von der Sendeeinrichtung 90 übermittelte Signalkennung fest- gelegt bzw. vorgegeben ist, so verwertet das Schienenfahrzeug das empfangene Datentelegramm ; andernfalls wird es verworfen.

Im letztgenannten Fall muss das Schienenfahrzeug dann auf das nächste Zeitintervall warten, in dem wieder ein einziges Da- tentelegramm gesendet wird.