專利名稱：機(jī)車計(jì)程器同步裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵路交通的連續(xù)式自動(dòng)控制領(lǐng)域，涉及一種使一個(gè)機(jī)車計(jì)程器同步的裝置，該裝置用于測量機(jī)車相對于鐵路線路區(qū)段側(cè)的一參考點(diǎn)所經(jīng)過的路程。
已知用于列車自動(dòng)保險(xiǎn)(ATP)和列車自動(dòng)控制(ATO)的連續(xù)式列車自動(dòng)控制系統(tǒng)(“LZB 700，現(xiàn)代列車自動(dòng)控制”，信號與線路，84(1992)第6冊，第158-164頁)。該系統(tǒng)(FTGS)利用用于在鐵路線路區(qū)段上定位列車和進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪h(yuǎn)程饋電的編碼音頻軌道電路進(jìn)行工作。用于為各路段提供路段特定軌道電流的分離接合器(Trennstoesse)將軌道分為順序排列的鐵路區(qū)段。分離接合器含有至少一個(gè)大致橫向垂直于軌道的電導(dǎo)線部分。一旦一鐵路區(qū)段被占據(jù)，一由一個(gè)FTGS-發(fā)射器通過一分離接合器以逆行駛方向輸入到鐵路區(qū)段的軌道電流由于軸向短路不再被一個(gè)逆行駛方向前置的，連接到另一個(gè)分離接合器上的FTGS-接受器所檢測。一相應(yīng)的接受信號使得該軌道電路在軌道被占據(jù)時(shí)被施加用于由路程向機(jī)車進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娢摹?br> 機(jī)車配備有一個(gè)計(jì)程器，用于計(jì)算設(shè)置在軸向的路程脈沖發(fā)生器發(fā)出的車輪信號，并由此由機(jī)車側(cè)提供一個(gè)關(guān)于目前行駛路程以及當(dāng)前的機(jī)車位置與軌道側(cè)的參考點(diǎn)之間距離的當(dāng)前值。由于車輪的滑動(dòng)和打滑會導(dǎo)致錯(cuò)誤，因此要求計(jì)程器正常地同步運(yùn)行。
在具有放置在軌道中的傳感導(dǎo)線的連續(xù)式列車自動(dòng)控制系統(tǒng)中，機(jī)車側(cè)的路程測量裝置基本是以下列方式實(shí)現(xiàn)同步的，即在有規(guī)則的距離內(nèi)用電子標(biāo)記來標(biāo)記傳感導(dǎo)線并檢測這些標(biāo)記的通過。這些標(biāo)記有規(guī)則地形成在傳感導(dǎo)線的一個(gè)交叉位置(Elsners鐵路技術(shù)手冊，1975，Dr.Arthur Tetzlaff出版社Frankfurt/M第179-181頁)。利用傳感導(dǎo)線電流的相位轉(zhuǎn)變?yōu)榕c傳感導(dǎo)線耦合的機(jī)車側(cè)的接受天線的相位實(shí)現(xiàn)機(jī)車側(cè)的路程測量裝置的同步化。
在具有流經(jīng)軌道的傳感導(dǎo)線電流的連續(xù)式列車自動(dòng)控制系統(tǒng)中，采用計(jì)算傳感導(dǎo)線電流的相位的方式不能實(shí)現(xiàn)機(jī)車側(cè)的路程測量裝置的同步化，這是因?yàn)檫@種系統(tǒng)不具備傳感導(dǎo)線電流的相位明顯變化的同步點(diǎn)。
目前，在這種系統(tǒng)中采用在鐵路區(qū)段變換時(shí)(即進(jìn)入下一個(gè)鐵路區(qū)段時(shí))出現(xiàn)的軌道電流變化獲得用于實(shí)現(xiàn)計(jì)程器同步的軌道側(cè)的參考點(diǎn)。鐵路區(qū)段變換的特征為當(dāng)機(jī)車經(jīng)過分離接合器時(shí)，由FTGS接收器檢測到的軌道電流電平下降到一個(gè)閾值以下。當(dāng)下降到閾值以下時(shí)，可利用位于機(jī)車前方的軌道電路發(fā)出一個(gè)可由機(jī)車側(cè)檢測到的轉(zhuǎn)換標(biāo)記作為機(jī)車側(cè)路程同步化的觸發(fā)信號。然后考慮到位置關(guān)系和標(biāo)記的傳輸時(shí)間將計(jì)程器置零。由于在通過分離接合器時(shí)形成的電平值低于閾值還取決于(例如受氣候影響的)那里的軌道范圍的電氣特性和分離接合器的電氣特性，因此形成幾米的同步誤差，這就導(dǎo)致不能將計(jì)程器直接用于例如目標(biāo)準(zhǔn)確的制動(dòng)中。
因此本發(fā)明的目的在于建立一個(gè)機(jī)車側(cè)的計(jì)程器同步裝置，使得計(jì)程器的誤差和偏差大大降低。
本發(fā)明的目的是通過本文前言所述類型的一種裝置實(shí)現(xiàn)的。在該裝置中，機(jī)車側(cè)的接收單元用于接收由橫向垂直于軌道的導(dǎo)線在其通過電流時(shí)輸出的電平；該裝置還包括計(jì)算單元用于檢查橫向?qū)Ь€的電平并定義一電平接收位置為當(dāng)前參考點(diǎn)。
本發(fā)明基于以下措施，即在分離接合器中橫向垂直于軌道的軌道電路電流(橫向電流)通過一個(gè)具有較高方位分辨率的針對該橫向電流并與之適配的接收單元來檢測，并用于實(shí)現(xiàn)計(jì)程器的同步化。其中可檢測并計(jì)算一分離接合器的橫向電流，通過一個(gè)沿行駛方向后置的FTGS-發(fā)射器饋入的軌道電流輸出耦合并輸入給在行駛方向上前置的(位于較近位置的)FTGS-接收器。通過相應(yīng)調(diào)整接收單元也可以檢測及計(jì)算在分離接合器處輸入用于數(shù)據(jù)傳輸(電文)的軌道電流時(shí)形成的橫向電流。本發(fā)明的重要優(yōu)點(diǎn)在于，用相對少的附加元件可使計(jì)程器的同步質(zhì)量明顯提高。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，僅需在機(jī)車側(cè)增加一個(gè)具有定向于橫向電流的天線的接收單元和一個(gè)與之比較簡單的計(jì)算單元，而不需在軌道側(cè)作任何變動(dòng)。
對于結(jié)構(gòu)為具有三個(gè)橫向垂直于軌道的導(dǎo)線段的S-連接器的分離接合器，可以采用下列方式將本發(fā)明的裝置設(shè)計(jì)成使得它對于例如可能出現(xiàn)在一個(gè)道岔范圍的干擾電平特別不敏感，即，計(jì)算單元在得出導(dǎo)線段的距離時(shí)檢查這些距離是否適合于電平發(fā)射位置的距離。鑒于用于列車安全和列車控制所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，如果中間導(dǎo)線段的位置作為當(dāng)前參考點(diǎn)，對上述情況特別有益。
為進(jìn)一步減少干擾電平的影響和簡化處理過程，在本發(fā)明的一優(yōu)選方案中，只在計(jì)算時(shí)間窗口范圍接收和/或計(jì)算電平，其中這些時(shí)間窗口的位置和寬度由各鐵路區(qū)段長度和分離接合器的幾何形狀確定。
如果例如由于接收干擾使在一個(gè)鐵路區(qū)段內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)計(jì)程器的同步，在本發(fā)明的優(yōu)選擴(kuò)展形式中，接收單元在計(jì)算時(shí)間窗口結(jié)束但沒有得出計(jì)算結(jié)果時(shí)，被調(diào)整適用于下一個(gè)鐵路區(qū)段的鐵路區(qū)段特有的軌道電流。由所傳送的，包含有關(guān)列車將要行駛在其上的鐵路區(qū)段長度方面信息的電文，本裝置可以獲得關(guān)于鐵路區(qū)段特有的軌道電流及計(jì)算時(shí)間窗口所需的位置的信息。
以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，附圖中

圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的遠(yuǎn)程饋電音頻軌道電路；圖2為本發(fā)明裝置的示意圖；圖3為機(jī)車側(cè)接收的信號電平；圖4為一同步過程；圖5為可供選擇的另一種分離接合器；圖1用于大致描述在本文前面開始部分的文章中(信號與線路84(1992)，6)描述的一個(gè)具有遠(yuǎn)程饋電的，編碼音頻軌道電路的連續(xù)式列車自動(dòng)控制系統(tǒng)(FTGS)。一個(gè)鐵路區(qū)段GST包括軌道S1，S2，分離接合器TS1和TS2設(shè)置在它們之間。分離接合器之間的距離是根據(jù)一個(gè)鐵路區(qū)段長度GAL設(shè)定的，它們形成鐵路區(qū)段GA的邊界。在鐵路區(qū)段GA的兩側(cè)分別鄰接有一個(gè)沿行駛方向后置的鐵路區(qū)段GA′和一個(gè)前置的鐵路區(qū)段GA＂，它們各自另一側(cè)的分界線分別由一個(gè)相應(yīng)的分離接合器構(gòu)成(圖1中未示出)。一FTGS-發(fā)射器通過一軌道連接儀GAG與一個(gè)分離接合器TS1連接，并由此向軌道S1和S2饋送一具有鐵路區(qū)段特定頻率的軌道電流GLS(FTGS-標(biāo)準(zhǔn)位)。分離接合器TS1的左側(cè)回路是一個(gè)并聯(lián)振蕩回路的組成部分，路段特有的軌道電流GLS通過軌道S1，S2和分離接合器TS2借助另一個(gè)軌道連接儀GAG到達(dá)FTGS-接收器。只要FTGS-接收器接收到該發(fā)射信號(FTGS-標(biāo)準(zhǔn)位)，它就向一個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)SW發(fā)出空閑信號，并向一區(qū)段儀STRG和一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)U發(fā)出“電平存在”信號，使轉(zhuǎn)換開關(guān)停留在用于輸出FTGS-標(biāo)準(zhǔn)位的位置1上。反之，如果一機(jī)車(圖1中未示出)開進(jìn)鐵路區(qū)段GA，并且軌道S1和S2通過其軸相連接，則FTGS-標(biāo)準(zhǔn)位不能到達(dá)FTGS接收器。“電平存在”信號也相應(yīng)消失，區(qū)段儀STRG根據(jù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)側(cè)的數(shù)據(jù)DAT通過FTGS-發(fā)射器向被行駛的鐵路區(qū)段GS發(fā)出用于連續(xù)式列車自動(dòng)控制的電文TEL。為此轉(zhuǎn)換開關(guān)U在“電平存在”信號消失時(shí)切換到位置2(占據(jù)狀態(tài))。
圖2通過描繪一個(gè)此處未詳細(xì)示出的機(jī)車FZ的單個(gè)車軸ACH，描述了鐵路區(qū)段GA的占據(jù)狀態(tài)。機(jī)車FZ具有以已知的方式布局和布線的天線ANT1，ANT2，用于接收通過軌道S1和S2發(fā)出的用于機(jī)車自動(dòng)控制的電文TEL。一個(gè)第一計(jì)算單元AUSW1通過一前置濾波器VF1與上述天線連接，該計(jì)算單元輸出用于利用機(jī)車側(cè)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理的處理后數(shù)據(jù)電文DTEL(通道1)。
機(jī)車側(cè)的接收單元EE包括另一個(gè)天線ANT3，該天線被設(shè)置成能夠檢測橫向垂直于軌道S1，S2的電流(橫向電流)的電平。由天線ANT3提供的信號通過一個(gè)前置濾波器VF2被輸入到一個(gè)第二計(jì)算單元AUSW2，該第二計(jì)算單元AUSW2與一個(gè)計(jì)程器WZ的一同步輸入端連接(通道2)。計(jì)程器WZ輸出由機(jī)車經(jīng)過的路程S(從一個(gè)參考點(diǎn)出發(fā))。計(jì)程器WZ獲得一個(gè)由位于車軸ACH上的路程脈沖發(fā)生器發(fā)出的車輪信號X作為已行駛過路程的絕對值。為了由這個(gè)值得出一個(gè)涉及鐵路線路區(qū)段的相對路程測量，需要以下述方式構(gòu)成一個(gè)參考點(diǎn)。
圖2示出的分離接合器TS1是一個(gè)所謂的S連接器，它具有三個(gè)橫向垂直于軌道S1，S2的導(dǎo)線段L1，L2，L3(橫向?qū)Ь€)，這些導(dǎo)線段間的距離為b1和b2，橫向電流QS1，QS2，QS3流經(jīng)這些導(dǎo)線段。如下所述，最好將中間的橫向?qū)Ь€L2的中心點(diǎn)作為后續(xù)軌道段GA＂的計(jì)程參考點(diǎn)BZ′。
在圖3的上部示出了接收的電文TEL的信號電平(通道1)。根據(jù)在逆行駛方向A上的電文輸入和車軸ACH的短路效應(yīng)，當(dāng)天線ANT1，ANT2經(jīng)過S連接器時(shí)，該信號電平即消失。在圖3的下部示出了天線ANT3通過接收單元EE(通道2)接收的電平。在每次通過一橫向垂直于軌道S1，S2的導(dǎo)電線段(圖2中的L1，L2，L3)時(shí)，由于存在橫向電流QS1，QS2和QS3，因此可檢測到一顯著的電平P1，P2，P3。只在一個(gè)計(jì)算窗口FEN的時(shí)間過程內(nèi)才進(jìn)行接收和計(jì)算。該計(jì)算窗口的位置及持續(xù)時(shí)間可通過由數(shù)據(jù)電文已知的下一個(gè)分離接合器的期望范圍(鐵路區(qū)段轉(zhuǎn)換)及對分離接合器進(jìn)行測量來確定。計(jì)算單元AUSW2進(jìn)一步檢查電平P1，P2，P3的間距a1，a2是否與電線段L1，L2，L3的間距b1，b2一致。S連接器的幾何形狀(例如由數(shù)據(jù)報(bào)文)是預(yù)先已知的。每個(gè)電平P1，P2，P3被根據(jù)一個(gè)現(xiàn)今的參考點(diǎn)(例如，前置的S-連接器的相應(yīng)參考點(diǎn))分配給與之對應(yīng)的計(jì)程器路程。在本實(shí)施例中，對應(yīng)于電平P1的路程為S1＝150m，對應(yīng)于電平P2的路程為S2＝154m，對應(yīng)于電平P3的路程為S3＝158m，這些值分別以鐵路區(qū)段GAG的起始點(diǎn)為參考點(diǎn)。
如上所述及如圖4所示，通過形成所分配路程的差值及通過將電平P1，P2，P3的間距a1，a2(圖3)與間距b1，b2(圖2)相比較，檢查所接收到的電平是否可能是一個(gè)S連接器的橫向?qū)Ь€發(fā)出的信號。在本實(shí)施例中假設(shè)S連接器中的導(dǎo)線段L1，L2，L3(圖2)的間距分別為4m。相應(yīng)的可信性檢查(S3-S2＝4m；S2-S1＝4m)用于確定所涉及的的確是一個(gè)S-連接器。如果天線ANT3經(jīng)過第三導(dǎo)線段L3并識別出其電平P3，則在可信性檢查結(jié)果為正時(shí)，計(jì)程器被置于中間橫向?qū)Ь€L2(圖2)的參考點(diǎn)BZ′，并由此開始以數(shù)值S′＝0進(jìn)行計(jì)程。與之相應(yīng)在經(jīng)過第三個(gè)導(dǎo)線段L3時(shí)，計(jì)程器的值為S′＝4m。如圖4所示，在可信性檢查結(jié)果為負(fù)時(shí)，當(dāng)前的參考點(diǎn)BZ被保留。也可將計(jì)程器的里程數(shù)固定在一個(gè)由數(shù)據(jù)報(bào)文預(yù)給定的，適于下一個(gè)軌道路段GA＂的參考值上。
圖5示出一個(gè)分離接合器的另一種可能的結(jié)構(gòu)，其中根據(jù)橫向垂直于軌道的導(dǎo)線布設(shè)，在經(jīng)過天線ANT3時(shí)可辯認(rèn)出兩個(gè)顯著的電平P1′，P2′。在這種情況下，對電平P1′，P2′的間距進(jìn)行測量是為了進(jìn)行考慮到分離接合器TS3的已知幾何形狀的可信性檢查。
權(quán)利要求
1.一種用于使一個(gè)機(jī)車側(cè)的計(jì)程器(WZ)同步的裝置，所述計(jì)程器基于一個(gè)軌道路程側(cè)的參考點(diǎn)(BZ)計(jì)算行駛過的路程(S)，其中鐵路線路區(qū)段(GST)通過分離接合器(TS1，TS2)被分為順序相連的鐵路區(qū)段(GA，GA′，GA＂)，各分離接合器分別具有至少一個(gè)大致垂直于軌道的電氣導(dǎo)線段(L1，L2，L3)，通過分離接合器(TS1，TS2)分別為各鐵路區(qū)段輸入鐵路區(qū)段特有的軌道電流(GLS，TEL)或輸出耦合，其中一機(jī)車側(cè)的接收單元(EE)可調(diào)節(jié)適用于各鐵路區(qū)段特有的軌道電流(GLS，TEL)，其特征在于機(jī)車側(cè)的接收單元(EE)被設(shè)置為用于接收由垂直于軌道的導(dǎo)線段(L1，L2，L3)在流過電流時(shí)發(fā)出的電平(P1，P2，P3)；設(shè)置了一個(gè)計(jì)算單元(AUSW2)，用于檢測導(dǎo)線段(L1，L2，L3)的電平(P1，P2，P3)，并定義一個(gè)電平接收位置為校正的參考點(diǎn)(BZ′)。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，分離接合器(TS1)由具有三個(gè)垂直于軌道的導(dǎo)線段(L1，L2，L3)的S連接器構(gòu)成，其特征在于計(jì)算單元(AUSW2)根據(jù)掌握的導(dǎo)線段(L1，L2，L3)的間距(b1，b2)檢查該距離(b1，b2)是否與電平發(fā)射地點(diǎn)的間距(a1，a2)一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于中間導(dǎo)線段(L2)的位置構(gòu)成所述參考點(diǎn)(BZ′)。
4.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于僅在計(jì)算窗口(FEN)內(nèi)接收和/或計(jì)算電平(P1，P2，P3)，其中計(jì)算窗口的位置和寬度分別由鐵路區(qū)段長度(GAL)和分離接合器的幾何形狀確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于對于在計(jì)算窗口(FEN)無任何結(jié)果結(jié)束后的下一個(gè)同步過程，接收單元(EE)被調(diào)節(jié)為適用于下一個(gè)鐵路區(qū)段(GA＂)的鐵路區(qū)段特有軌道電流。
全文摘要
用于使一個(gè)機(jī)車側(cè)的計(jì)程器同步的裝置,所述計(jì)程器(WZ)基于一個(gè)參考點(diǎn)(BZ)計(jì)算在一個(gè)鐵路區(qū)段(GST)上行駛過的路程(S),其中鐵路區(qū)段(GST)通過分別具有至少一個(gè)橫向垂直于軌道的電導(dǎo)線段(L1,L2,L3)的分離接合器(TS1,TS2)被分為順序相連的鐵路區(qū)段(GA,GA′,GA″),各電導(dǎo)線段用于饋送軌道路段特有的軌道電流。設(shè)置了一個(gè)機(jī)車側(cè)的用于接收由橫向垂直于軌道的電流(QS)產(chǎn)生的電平(P1,P2,P3)的接收單元(EE),用于使計(jì)程器準(zhǔn)確同步。一計(jì)算單元(AUSW2)在接收到電平時(shí),提供一個(gè)校正的參考點(diǎn)(BZ′)。
文檔編號B61L3/24GK1171761SQ95197122
公開日1998年1月28日 申請日期1995年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月30日
發(fā)明者艾伯特·紐豪斯 申請人:西門子公司