DE2618078A1

DE2618078A1 - Railway wagon position detecting system - uses transmitter on locomotive whose signal propagates along line conductor in both directions and two stationary receivers

Info

Publication number: DE2618078A1
Application number: DE19762618078
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Affolter; Max Dr Gautschi
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1976-03-15
Filing date: 1976-04-24
Publication date: 1977-09-22
Also published as: CH596023A5

Abstract

The position detecting of railway wagons, using the railway line conductor, is carried out by transmitting a signal from a sensor mounted on the locomotive. The signals propagate in the line conductor in both directions and are applied to two stationary receivers. The position of the locomotive relative to the receivers is determined from the time difference between reception of the signal in both receivers. The determination is carried out by computers. Pref. a simple line conductor is used, and the transmitter sends out a pulse train at present time intervals to the receivers at different positions. A constant signal propagation velocity may be used in the line conductor over the entire path, the position determination being dependent on the time required for the pulse train reaching the two receivers respectively.

Description

Verfahren zur Lokalisierung von Schienenfahrzeugen mitMethod for the localization of rail vehicles with

Hilfe des Linienleiters.Help from the line manager.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung von Schienenfahrzeugen mit Hilfe des Linienleiters.The invention relates to a method for localizing rail vehicles with the help of the line conductor.

Mit der Einfflhrung des Linienleitersystems bei Eisenbahnen (dessen letzte Konsequenz der vollautomatisch gesteuerte und überwachte Verkehrsfluss ist) steigen die Anforderungen an die Positionsbestimmungen der Züge. So sollte die Leitstelle jederzeit die genaue Position eines Zuges ermitteln können.With the introduction of the line conductor system in railways (its the final consequence is the fully automatically controlled and monitored traffic flow) the demands on the position determination of the trains are increasing. So should the control center can determine the exact position of a train at any time.

Insbesondere für Zielbremsungen ist die Kenntnis dieser genauen Position von Wichtigkeit. Bei den zur Positionsbestimmung bei linienleitergesteuerten Zügen bisher angewendeten Verfahren wurde eine Positionsbestimmung vom Triebfahrzeug aus angestrebt. Hierzu wurde die Zuggeschwindigkeit mit verschiedenen Mitteln gemessen (z.B. Achsumdrehung, Dopplervelocimeter, elektrooptische Verfahren). Die Integration der Geschwindigkeit liefert hierbei den zurückgelegten Weg. Infolge der unvermeidlichen Messfehler ist bei dieser Methode jedoch eine Nullstellung der Distanzmesseinrichtung unumgänglich. Diese erfolgt z.B. durch eine Phasenumkehr des vom Linienleiter abgestrahlten Signals. Die im Fahrzeug ermittelte Distanz wird in der Form eines Pulstelegramms mit einer Hochfrequenzeinrichtung auf den Linienleiter übertragen; sodann gelangt die Information über einen stationären Empfänger in die Leiststelle.Knowledge of this exact position is particularly important for target braking of importance. In the case of position determination with line manager controlled The method used so far for trains was to determine the position of the locomotive strived for. For this purpose, the pulling speed was measured by various means (e.g. axis rotation, Doppler velocimeter, electro-optical methods). The integration the speed provides the distance covered. As a result of the inevitable With this method, however, the measurement error is a zero setting of the distance measuring device inevitable. This is done, for example, by reversing the phase of the radiation emitted by the line cable Signal. The distance determined in the vehicle is in the form of a pulse telegram transmitted to the line cable with a high-frequency device; then arrives the information about a stationary recipient in the control center.

Die beschriebene Distanzmesseinrichtung hat vor allem auch den Nachteil, dass sie auf der Lokomotive sitzt. Ungenauigkeiten wie z.B. Schlupf der Räder täuschen eine falsche Distanz vor. Infolgedessen müssen, um die Fehler nicht aufzusummieren, in bestimmten Streckendistanzen Eichmarken (Phasenänderung des Linienleitersignals) angebracht werden, die zum Rückstellen der Einrichtung dienen.The above-described distance measuring device also has the disadvantage that she is sitting on the locomotive. Inaccuracies such as wheel slip are deceiving a wrong distance. As a result, in order not to add up the errors, calibration marks (phase change of the line cable signal) at certain distances that are used to reset the device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel der bekannten Verfahren und Einrichtungen zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, dass von einem auf dem Triebfahrzeug befindlichen Sender ein Signal ausgesandt wird und sich im Linienleiter nach beiden Richtungen fortpflanzt, dass zwei ortsfeste Empfänger vorgesehen sind, die vom Linienleiter Signale empfangen und dass aus der Zeitdifferenz zwischen der Ankunft des Signals in beiden Empfängern mittels entsprechender Recheneinheiten die Position des Trieb fahrzeuges relativ zu den Empfängern bestimmt wird.The invention is based on the problem of the shortcomings of the known Procedures and facilities to avoid. This is achieved by having one A signal is sent out on the locomotive transmitter and is in the Line conductor propagates in both directions that two stationary receivers are provided, the signals received from the line cable and that from the time difference between the Arrival of the signal in both receivers by means of corresponding processing units the position of the drive vehicle is determined relative to the receivers.

Die Erfindung sei jetzt anhand der Figuren 1 bis 4 beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 das Schema einer Positionsmessung mit einfachem Linienleiter und zwei Empfänger an verschiedenen Standorten, Fig. 2 ein Spannungs-Zeit-Diagramm für die beiden Em-Empfänger in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch den gemäss Fig. 4 verwendeten komplizierten Linienleiter, Fig. II das Schema einer Positionsmessung mit Linienleiter gemäss Fig. 3 und beiden Empfängern am gleichen Standort.The invention is now based on FIGS. 1 to 4, for example explained in more detail. They show: FIG. 1 the diagram of a position measurement with a simple Line cable and two receivers at different locations, Fig. 2 shows a voltage-time diagram for the two Em receivers in Fig. 1, Fig. 3 shows a cross section through the according to Fig. 4 used complicated line conductors, Fig. II the scheme of a position measurement with line conductor according to FIG. 3 and both receivers at the same location.

In Fig. 1 befinden sich die beiden Empfänger El und E2 bei x = 0 und x = d. Das Triebfahrzeug mit dem Sender S befinde sich auf der Strecke zwischen E1 und E2 bei x = e. Le sei als einfacher Linienleiter angenommen. Zur Zeit t = 0 sende das Triebfahrzeug ein Pulstelegramm aus. Sofern der Linienleiter LC auf der ganzen Strecke eine konstante Signalausbreitungsgeschwindigkeit c hat, wird das Telegramm im Em-Empfänger El zum Zeitpunkt T1 = l/c und im Empfänger E2 zum Zeitpunkt T2 = (d-egreintreffen (s. Fig. 2). Aus dem Laufzeitunterschied T1 - T2 = (2g -d)/c kann mittels entsprechender Recheneinheiten die Triebwagen-Position 6 bestimmt werden: g= 2 c(T1 - T2)+d Fig. 3 zeigt einen komplizierten Linienleiter, wie er im Beispiel eems Fig. II Verwendung findet. Unten in der kreiszylindersegmentförmigen Isolationshtille ist ein einzelner massiver Leiter L1 (hier Rechteckquerschnitt) eingelassen.In Fig. 1, the two receivers E1 and E2 are at x = 0 and x = d. The locomotive with the transmitter S is on the route between E1 and E2 at x = e. Let Le be assumed to be a simple line conductor. At time t = 0, the traction vehicle sends out a pulse telegram. If the line cable LC has a constant signal propagation speed c over the whole route, the telegram in the Em receiver El at time T1 = 1 / c and in receiver E2 at time T2 = (d-e-e-arrive (see Fig. 2). Off the difference in transit time T1 - T2 = (2g -d) / c can be used to determine the railcar position 6 using the appropriate computing units: g = 2 c (T1 - T2) + d Fig. 3 shows a complicated line conductor as it is used in the example eems Fig. II. A single solid conductor L1 (here rectangular cross-section) is embedded in the insulation shell, which is in the shape of a segment of a circular cylinder.

Ueber ihn befindet sich ein Koaxialkabel mit der Abschirmung L2 und dem Innenleiter L3. Der Wellenwiderstand des Koaxialkabels und derjenige des Lecherleitungssystems L1 - L2 seien gleich gross und mögen einen Wert von 120 a haben. Ebenso beilsweise sei die Ausbreitungskonstante k = 2t des des Lecherleiters gleich.Above it is a coaxial cable with shielding L2 and the inner conductor L3. The wave resistance of the coaxial cable and that of the Lecher line system L1 - L2 are the same size and may have a value of 120 a. Likewise, by the way let the propagation constant k = 2t be equal to that of the Lecher ladder.

Am einen Streckenende, bei x = d (Fig. 4), sei der Innenleiter L3 des Koaxialkabels mit dem Rechteckleiter L1 verbunden. Die Abschirmung L2 bleibe offen. Am anderen Streckenende, bei x = 0, seien zwei Empfänger El und E2 derart angeordnet, dass der eine die Spannung zwischen L1 und L2, der andere die Spannung zwischen L2 und L3 misst. Die Eingangsimpedanzen der Em-Empfänger seien 120 #, die Leistungen sind also reflexionsfrei abgeschlossen. Das vom Triebfahrzeug bei x = l ausgesandte Signal induziere zwischen der Leitung L1 und L2 eine Spannung U 1 cosWt. Dabei ist Co die Kreisfrequenz des Senders auf dem 0 Triebfahrzeug. Die Hochfrequenzwelle, die sich im Lecherleitungssystem L1 und L2 nach rechts und links ausbreitet, habe die Ausbreitungskonstante k = 2 #/# (Verluste werden einfachheitshalber ausser Betracht gelassen).At one end of the route, at x = d (Fig. 4), let the inner conductor L3 of the coaxial cable is connected to the rectangular conductor L1. The shield L2 remains open minded. At the other end of the route, at x = 0, let two recipients El and E2 arranged such that the one the voltage between L1 and L2, the other measures the voltage between L2 and L3. The input impedances of the Em receivers be 120 #, so the services are completed without reflection. The one from the locomotive when x = l, the signal emitted induces a voltage between the lines L1 and L2 U 1 cosWt. Here, Co is the angular frequency of the transmitter on the traction vehicle. the High-frequency wave that moves in the Lecher line system L1 and L2 to the right and left propagates, have the propagation constant k = 2 # / # (losses are for the sake of simplicity disregarded).

Bei x = 0 erreicht den Empfänger E2 eine verzögerte Spannung der Form U2 ~ cos(#t - kl) Die Spannung zwischen L1 und L2 bei x = d ist analog Ud ~ cos (#t - k(d - l)) Da die Lecherleitung und das Koaxialkabel die gleiche Impedanz haben, wird die zwischen L1 und L2 eintreffende Spannung reflexionsfrei im Koaxialkabel L2 - L3 zum Empfänger El geleitet. Dort trifft Sie um kd verzögert ein. Der Empfänger El erhält damit eine Spannung U1 ~ cos (#t - k(d-l) - kd = cos(#t - 2kd + kl) Die Phasendifferenz zwischen beiden Spannungen U1 und U2 ist # = - 2kd + 2kl = 2k (l - d) Da k und d konstante Grössen sind, kann aus der Phasendifferenz # direkt auf die Position e des Triebfahrzeugs geschlossen werden: l = #+ d 2 k Diese Position wird durch entsprechende Recheneinheiten ermittelt.At x = 0, the receiver E2 receives a delayed voltage of the form U2 ~ cos (#t - kl) The voltage between L1 and L2 at x = d is analogous to Ud ~ cos (#t - k (d - l)) Since the Lecher line and the coaxial cable have the same impedance, the voltage arriving between L1 and L2 becomes reflection-free in the coaxial cable L2 - L3 passed to the receiver El. You will arrive there with a delay of kd. The recipient El thus receives a voltage U1 ~ cos (#t - k (d-l) - kd = cos (#t - 2kd + kl) The phase difference between the two voltages U1 and U2 is # = - 2kd + 2kl = 2k (l - d) Since k and d are constant values, the phase difference # the position e of the locomotive can be deduced directly: l = # + d 2 k This position is determined by appropriate computing units.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims see method for localizing rail vehicles with the help of the line conductor, characterized in that one on the traction vehicle (S) located transmitter a signal is sent and is in the line cable (Le; L1, L2, L3) propagates in both directions that two stationary receivers (E1, E2) are provided that receive signals from the line cable and that from the time difference (T1 - T2) between the arrival of the signal in both receivers (E1, E2) by means of Corresponding arithmetic units the position of the traction vehicle (S) relative to the Recipients is determined.

2. The method according to claim 1, characterized in that a simple Line cable (Lt) is used that the receivers (E1, E2) at different locations (x = 0, x = d, Fig. 1) are arranged and that the locomotive (S) in certain Sends out a pulse telegram at time intervals.

3. The method according to claim 2, characterized in that the line conductor (L) has a constant signal propagation speed (c) over the entire route and the position of the railcar (S) according to the relationship 2? C (T1 - T2) + d

it is determined where the sought position of the locomotive (S) measured from the location (x = 0) of the first receiver (E1) T1 the transit time of the telegram from the locomotive (S) to the first receiver (E1, x = 0) T2 mean the transit time of the telegram from the traction vehicle (S) to the second recipient.

4. The method according to claim 1, characterized in that the stationary Receivers (E1, E2) are arranged at the same location (x = O, Fig. 4) that the Line cable (Le) consisting of a single solid conductor (L1) and a coaxial cable (L2, L3) consists of an inner conductor (L3) and a shield (L2), so that the solid conductor (L1) and the shielding (L2) together form a Lechersystem that the wave resistance of the coaxial cable (L2, L3) and that of the said Lecher line system (L1, L2) are of the same size that the receivers (, E2) turned away Line end (x = d, Fig. 4) of the inner conductor (L3) of the coaxial cable with the rectangular conductor (L1) is connected, while the shield (L2) remains open that at the location of the Receiver (E1, E2, x = 0) the voltage between the rectangular conductor (L1) and the shield (L2) through the one receiver (E2) and the voltage between the shield (L2) and Inner conductor (L3) of the coaxial cable is measured by the other receiver (E1), that the input impedances of the receivers (E1, E2) equal the characteristic impedance of the Lines are selected that the transmitter on the traction vehicle (S) is on sinusoidal signal of the angular frequency G) generated in the Lecher line system (L1, L2) induces a corresponding voltage (UO NJ cos (t)) and that the phase difference between the voltages U1 ~ cos (#t - 2kd + kl) U2 ~ cos (#t - kl) it is determined which phase difference: = 2k (e - d) is where k = 2 # / # the propagation constant d the total length the distance of the traction vehicle from the receiver location mean, from which the position of the traction vehicle is then determined by appropriate computing units l = # + d 2 k is determined.