Verfahren und Anordnung zur Überwachung des Belegungszustandes einer Weiche oder eines Gleisbereichs

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Überwachung des Belegungszustandes einer Weiche oder eines Gleisbereichs, wobei ein Gleisabschnitt als Schwingkreis ausgebildet ist und während der Befahrung des Gleisabschnitts durch ein Schienenfahrzeug eine Dämpfungs- und Resonanzfrequenzänderung des Schwingkreises detektiert und mittels einer Auswerteeinrichtung, insbesondere eines Controllers, ausgewertet wird.

[0002] Bei Weichensteuerungen muss gewährleistet sein, dass ein nachfolgendes Fahrzeug die Weiche nicht umstellen kann, wenn sich noch ein vorausfahrendes Fahrzeug im Bereich der Weiche befindet. Unabhängig von der Zuglänge darf der Gleisabschnitt erst wieder freigemeldet werden, wenn die Metallmasse des letzten Wagens den Wirkbereich verlassen hat. Dieser Wirkbereich ist ein 6 bis 12m langer Gleisabschnitt, der mittels einer kapazitiven Verbindung zwischen den Schienen und den Induktivitäten der Schienen als Schwingkreis ausgebildet ist. Eine externe Auswerteeinrichtung detektiert Dämpfungs- und Resonanzfrequenzänderungen während der Befahrung durch ein Schienenfahrzeug, die durch Achskurzschluss und Bedämpfung durch die Eisenmasse des Wagenkastens hervorgehoben werden. Da ein Achskurzschluss bei Befahrung durch ein Straßenfahrzeug, beispielsweise an einem Bahnübergang, nicht erfolgen kann, ergibt sich eine Unterscheidbarkeit von Rad- und Schienenfahrzeugen.

[0003] Aus der DE 103 20 680 A1 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der eine Detektion der Dämpfugns- und Resonanzfrequenzänderung durch Korrelation der in den Gleiskreis ein-und ausgekoppelten Signale erfolgt. Die Differenzierung zwischen Gleiskreisbeeinflussung durch Achskurzschluss oder Eisenmasse erfolgt durch Bewertung der Höhe der Korrelationsspannung. Voraussetzung für die Belegtmeldung von Gleisabschnitten ist bei der bekannten Lösung ein guter Achskurzschluss zwischen den Schienen. Erst nachdem der Achskurzschluss erfolgte, kann auch bei schon herausgefahrenen Achsen allein durch die Metallmasse eines Schienenfahrzeugs die Belegtmeldung aufrechterhalten werden. Eine Reaktion allein durch Metallmassen ist unerwünscht, da dann bei ebenengleichem Verkehr auch Straßenfahrzeuge belegen könnten. Auf diese Weise kann zwischen Schienenfahrzeug und Straßenfahrzeug unterschieden werden. Nicht möglich ist die Erkennung von Schienenfahrzeugen mit schlechtem Achskurzschluss. Das betrifft insbesondere Zweiwegefahrzeuge, die Schienen- und Straßenfahrzeuge sind. Meist sind Zweiwegefahrzeuge nur mit kleinen Hilfsrädern ausgerüstet und haben auf dem Weg zur Einsatzstelle oftmals ein zu geringes Gesamtgewicht, um einen ausreichenden Achskurzschluss zu bewirken. Die Metallmasse eines Zweiwegefahrzeugs reicht hingegen üblicherweise aus, um eine einmal erfolgte Belegtmeldung anforderungsgerecht aufrechtzuerhalten.

[0004] Dem Problem wird ausgewichen, indem das Zweiwegefahrzeug - wenn möglich - über Straßen geführt wird. Etwaige Fehlerzustände in den sicherungstechnischen Anlagen für die Überwachung des Belegungszustandes werden mit Hilfshandlungen beseitigt.

[0005] Außerdem gehen Bestrebungen dahin, durch Modifikationen an den Fahrwerken der Zweiwegefahrzeuge eine Verbesserung des Achskurzschlusses zu erreichen. Diese Modifikationen sind sehr aufwendig und wenig wirksam.

[0006] Aus der WO 2004/098975 A ist ein Verfahren zur Überwachung des Belegungszustandes eines Gleisbereiches bekannt, bei dem ein Schienenfahrzeug ein Fahrtrichtungssignal aussendet, das zur Aktivierung der Überwachung verwendet wird.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Anordnung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die sich durch verbesserte Erkennbarkeit von Schienenfahrzeugen mit schlechtem Achskurzschluss auszeichnen.

[0008] Verfahrensgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem ein als Zweiwegefahrzeug für Straßen- und Schienenbefahrung ausgebildetes Schienenfahrzeug ein Signal an die Auswerteeinrichtung sendet, das eine Belegtschwelle der Auswerteeinrichtung von Achskurzschluss-Niveau, d. h. starker Dämpfung des Schwingkreises, auf Metallmasse-Niveau d. h. mittlerer Dämpfung des Schwingkreiseskreises umschaltet.

[0009] Durch die Aussendung dieses Signals besonderer Qualität veranlasst das Zweiwegefahrzeug die Auswerteeinrichtung zu einer Umschaltung seiner Betriebsart und ermöglicht eine Belegtmeldung bei ausreichenden Metallmassen auch ohne Achskurz-schluss.

[0010] Es ist jedoch auch möglich, schon allein bei Detektion des besonders qualifizierten Signals des Zweiwegefahrzeugs den Belegtzustand einzunehmen.

[0011] Weiterhin ist es auch realisierbar, eine möglicherweise garantierte niedrigere Maximalgeschwindigkeit solcher Fahrzeuge auszunutzen und Filtercharakteristiken innerhalb und/oder außerhalb der Auswerteeinrichtung, insbesondere eines Controllers, entsprechend umzustellen. Der Erfolg wäre eine wesentlich bessere Anpassung an die Unzulänglichkeiten dieser Problemfahrzeuge. Im einfachsten Fall würde beim Verlassen des Gleisabschnitts der Belegtzustand verlassen, wenn keine ausreichend große Metallmasse mehr detektiert wird.

[0012] Zweckmäßigerweise wird das Frequenzband, für das die Empfängerschaltungen des Gleiskreises besonders empfänglich, d. h. durchgängig, sind, verwendet. Andere Frequenzbänder wären unzweckmäßig, aber auch möglich.

[0013] Das Signal besonderer Qualität kann ein Dauersignal oder ein gepulstes Signal sein. Ein gepulstes Signal - beispielsweise 100 ms Senden und 900 ms Pause - hat den Vorteil, dass der Sender weniger Energie benötigt. Außerdem lässt sich durch Wahl des Puls/Pausenverhältnisses eine eventuelle Störung anderer Einrichtungen sehr leicht verhindern.

[0014] Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachfolgend anhand einer figürlichen Darstellung näher erläutert.

[0015] Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild eines Weichensperrkreis-Korrelationsdetektors in Verbindung mit einem Zweiwegefahrzeug.

[0016] Dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt ein auf das wesentliche reduzierter Korrelationsdetektor gemäß EP 1 473 209 A zugrunde. Es könnten jedoch auch andere Detektorschaltungen um die Zweiwegefunktion erweitert werden.

[0017] Dargestellt ist ein Gleiskreis 1, der einen Schwingkreis aus Induktivitäten bildenden Schienenbereichen 2a und 2b und einem Kondensator 3 bildet. In diesen Gleiskreis 1 wird ein NF-Signal mit einer Frequenz von 20 bis 30 Hz eingekoppelt. Dazu dient ein Controller 4, der über einen Frequenzgenerator 5 und eine Endstufe 6 zur Verstärkung des Frequenzsignals mit dem Gleiskreis 1 verbunden ist. Das unverstärkte Eingangssignal und ein Ausgangssignal des Gleiskreises 1 sind auf einem Synchrongleichrichter 7 geführt, der die beiden Signale quasi überlagert und ein Gleichspannungs-Korrelationssignal erzeugt. Dieses Gleichspannungs-Korrelationssignal wird über einen Tiefpassfilter 8 dem Controller 4 zugeführt. Sowohl die Ablaufsteuerung als auch die Bewertung der Korrelationsspannung U_Korrelation erfolgt durch den Controller 4. Wird der Gleiskreis 1 durch ein schweres Schienenfahrzeug befahren, resultiert durch Achskurzschluss und durch die Eisenmassen des Wagenkastens eine erhebliche Dämpfung des Schwingkreises, so dass das ausgekoppelte Signal sich signifikant von dem eingekoppelte Signal unterscheidet. Dieser Unterschied wird durch Korrelation der beiden Signale mittels des Synchrongleichrichters 7 detektiert und zur Pegelauswertung dem Controller 4 zugeführt. Letztlich erzeugt der Controller 4 ein Ausgangssignal, das eine Frei- oder Besetztmeldung 9 des betrachteten Gleisabschnittes ansteuert. Außerdem kann der Controller 4 mit einem Diagnosemodul 10, welches bestimmte Parameter abfragt, und/oder einer Diagnoseeinrichtung 11, welche Controllerzustände auswertet, verbunden sein.

[0018] Ein leichtes Zweiwegefahrzeug 12 wird um eine Antenne 13 und einen Generator 14 zur Erzeugung eines besonders qualifizierten Signals erweitert. Die Antenne 13 wird mit einer Richtcharakteristik versehen und nach unten in den Gleiskörper gerichtet montiert. Bei großen Fahrzeugen kann die Anbringung von zwei Antennen bzw. Generator-Antennen-Kombinationen jeweils an den Enden sinnvoll sein.

[0019] Zunächst nähert sich das Zweiwegefahrzeug 12 dem Gleisabschnitt mit aktiviertem Generator 14. Üblicherweise ist der Generator 14 immer aktiv wenn das Zweiwegefahrzeug 12 aktiv ist. Eine Aktivierung des Generators 14 ausschließlich bei Fahrt wäre aber auch möglich. Das ausgesendete Signal besonderer Qualität wird von den Empfängerschaltungen des Weichensperrkreis-Korrelationsdetektors empfangen und einer Auswertung durch den Controller zugeführt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist nur dafür ausgelegt, dass das Signal eine einzige Frequenz, gegebenenfalls mit einer Amplitudenmodulation, hat. Sollte die besondere Qualität des Signals in einer Frequenzmodulation, einem Frequenzgemisch, einem aufmodulierten Datenstrom oder sonstigen komplexeren Veränderungen bestehen, sind entsprechend komplexere Auswertungen einzusetzen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das empfangene Signal über einen Bandpass 15 geführt und einer Spitzenwertgleichrichtung 16 unterzogen. Sobald der Controller 4 bei Analyse des Signals U_ZWF die Annäherung des Zweiwegefahrzeugs 12 erkennt, schaltet er seine Betriebsart auf Zweiwegefahrzeugerkennung um.

Ansprüche

1. Verfahren zur Überwachung des Belegungszustandes einer Weiche oder eines Gleisbereichs, wobei ein Gleisabschnitt als Schwingkreis ausgebildet ist und während der Befahrung des Gleisabschnitts durch ein Schienenfahrzeug eine Dämpfungs-und Resonanzfrequenzänderung des Schwingkreises detektiert und mittels einer Auswerteeinrichtung, insbesondere eines Controllers (4), ausgewertet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein als Zweiwegefahrzeug (12) für Straßen- und Schienenbefahrung ausgebildetes Schienenfahrzeug ein Signal an die Auswerteeinrichtung sendet, das eine Belegtschwelle der Auswerteeinrichtung von Achskurzschluss-Niveau, d. h. starker Dämpfung des Schwingkreises, auf Metallmasse-Niveau, d. h. mittlerer Dämpfung des Schwingkreises, umschaltet.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zweiwegefahrzeug (12) ein gepulstes Signal sendet.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zweiwegefahrzeug (12) das Signal mit einer Richtcharakteristik in den Gleiskörper abstrahlt.

4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zweiwegefahrzeug (12) das Signal in einem Frequenzbrand abstrahlt, für das der Schwingkreis besonders empfänglich ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zweiwegefahrzeug(12) ein amplitudenmoduliertes Signal einer einzigen Frequenz abstrahlt.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schienenfahrzeug als Zweiwegefahrzeug (12) für Straßen- und Schienebefahrung ausgebildet ist und Sendemittel zum Senden eines Signals an die Auswerteeinrichtung aufweist, wobei die Auswerteeinrichtung Empfangsmittel zum Empfangen des Signals und nachgeschaltete Umschaltmittel zur Umschaltung einer Belegtschwelle der Auswerteeinrichtung von Achskurzschluss-Niveau, d. h. starker Dämpfung des Schwingkreises, auf Metallmasse-Niveau, d. h. mittlerer Dämpfung des Schwingkreises, aufweist.

Claims

1. Method for monitoring the occupancy state of points or of a track section, with a track section being in the form of a resonant circuit and with a damping and resonant-frequency change of the resonant circuit being detected when a rail vehicle is travelling on the track section, and being evaluated by means of an evaluation device, in particular a controller (4),
characterized
in that a rail vehicle which is in the form of a dual-purpose vehicle (12) for travelling on roads and rails sends a signal to the evaluation device which switches an occupancy threshold of the evaluation device from an axle short-circuit level, that is to say heavy damping of the resonant circuit, to a metal mass level, that is to say to medium damping of the resonant circuit.

2. Method according to Claim 1,
characterized
in that the dual-purpose vehicle (12) sends a pulsed signal.

3. Method according to one of the preceding claims,
characterized
in that the dual-purpose vehicle (12) emits the signal with a direction characteristic into the rail body.

4. Method according to Claim 3,
characterized
in that the dual-purpose vehicle (12) emits the signal in a frequency band for which the resonant circuit is particularly receptive.

5. Method according to Claim 4,
characterized
in that the dual-purpose vehicle (12) emits an amplitude-modulated signal at a single frequency.

6. Arrangement for carrying out the method according to one of the preceding claims,
characterized
in that the rail vehicle is in the form of a dual-purpose vehicle (12) for travelling on roads and rails, and has transmission means for sending a signal to the evaluation device, with the evaluation device having receiving means for reception of the signal and downstream switching means for switching an occupancy threshold of the evaluation device from an axle short-circuit level, that is to say heavy damping of the resonant circuit, to a metal mass level, that is to say medium damping of the resonant circuit.

Revendications

1. Procédé de contrôle de l'état d'occupation d'un aiguillage ou d'une section de voie, dans lequel on forme une section de voie en circuit oscillant et, pendant qu'un véhicule ferroviaire passe sur la section de voie, on détecte une variation de la fréquence d'amortissement et de résonance du circuit oscillant et on l'exploite au moyen d'un dispositif d'exploitation, notamment d'un dispositif ( 4 ) de commande,
caractérisé
en ce qu'un véhicule ferroviaire constitué en véhicule ( 12 ) mixte rail-route, pour trajet sur rail et sur route, envoie un signal au dispositif d'exploitation qui commute un seuil d'occupation du dispositif d'exploitation du niveau court-circuit d'essieu, c'est-à-dire amortissement fort du circuit oscillant, au niveau masse métallique, c'est-à-dire amortissement moyen du circuit oscillant.

2. Procédé suivant la revendication 1,
caractérisé
en ce que le véhicule ( 12 ) mixte rail-route envoie un signal pulsé.

3. Procédé suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé
en ce que le véhicule ( 12 ) mixte rail-route émet le signal ayant une caractéristique directionnelle dans le corps de la voie.

4. Procédé suivant la revendication 3,
caractérisé
en ce que le véhicule ( 12 ) mixte rail-route émet le signal dans un domaine de fréquences auquel le circuit oscillant est particulièrement sensible.

5. Procédé suivant la revendication 4,
caractérisé
en ce que le véhicule ( 12 ) mixte rail-route émet un signal modulé en amplitude ayant une seule fréquence.

6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé
en ce que le véhicule ferroviaire est constitué en véhicule ( 12 ) mixte rail-route pour se déplacer sur rail et sur route et a des moyens d'envoi d'un signal à l'unité d'exploitation, l'unité d'exploitation ayant des moyens de réception du signal et, en aval, des moyens de commutation pour commuter un seuil d'occupation du dispositif d'exploitation du niveau court-circuit d'essieu, c'est-à-dire amortissement fort du circuit oscillant, au niveau masse métallique, c'est-à-dire amortissement moyen du circuit oscillant.

Zeichnung