专利名称：机车计程器同步装置的制作方法
技术领域：
本发明属于铁路交通的连续式自动控制领域，涉及一种使一个机车计程器同步的装置，该装置用于测量机车相对于铁路线路区段侧的一参考点所经过的路程。
已知用于列车自动保险(ATP)和列车自动控制(ATO)的连续式列车自动控制系统(“LZB 700，现代列车自动控制”，信号与线路，84(1992)第6册，第158-164页)。该系统(FTGS)利用用于在铁路线路区段上定位列车和进行数据传输的远程馈电的编码音频轨道电路进行工作。用于为各路段提供路段特定轨道电流的分离接合器(Trennstoesse)将轨道分为顺序排列的铁路区段。分离接合器含有至少一个大致横向垂直于轨道的电导线部分。一旦一铁路区段被占据，一由一个FTGS-发射器通过一分离接合器以逆行驶方向输入到铁路区段的轨道电流由于轴向短路不再被一个逆行驶方向前置的，连接到另一个分离接合器上的FTGS-接受器所检测。一相应的接受信号使得该轨道电路在轨道被占据时被施加用于由路程向机车进行数据传输的电文。
机车配备有一个计程器，用于计算设置在轴向的路程脉冲发生器发出的车轮信号，并由此由机车侧提供一个关于目前行驶路程以及当前的机车位置与轨道侧的参考点之间距离的当前值。由于车轮的滑动和打滑会导致错误，因此要求计程器正常地同步运行。
在具有放置在轨道中的传感导线的连续式列车自动控制系统中，机车侧的路程测量装置基本是以下列方式实现同步的，即在有规则的距离内用电子标记来标记传感导线并检测这些标记的通过。这些标记有规则地形成在传感导线的一个交叉位置(Elsners铁路技术手册，1975，Dr.Arthur Tetzlaff出版社Frankfurt/M第179-181页)。利用传感导线电流的相位转变为与传感导线耦合的机车侧的接受天线的相位实现机车侧的路程测量装置的同步化。
在具有流经轨道的传感导线电流的连续式列车自动控制系统中，采用计算传感导线电流的相位的方式不能实现机车侧的路程测量装置的同步化，这是因为这种系统不具备传感导线电流的相位明显变化的同步点。
目前，在这种系统中采用在铁路区段变换时(即进入下一个铁路区段时)出现的轨道电流变化获得用于实现计程器同步的轨道侧的参考点。铁路区段变换的特征为当机车经过分离接合器时，由FTGS接收器检测到的轨道电流电平下降到一个阈值以下。当下降到阈值以下时，可利用位于机车前方的轨道电路发出一个可由机车侧检测到的转换标记作为机车侧路程同步化的触发信号。然后考虑到位置关系和标记的传输时间将计程器置零。由于在通过分离接合器时形成的电平值低于阈值还取决于(例如受气候影响的)那里的轨道范围的电气特性和分离接合器的电气特性，因此形成几米的同步误差，这就导致不能将计程器直接用于例如目标准确的制动中。
因此本发明的目的在于建立一个机车侧的计程器同步装置，使得计程器的误差和偏差大大降低。
本发明的目的是通过本文前言所述类型的一种装置实现的。在该装置中，机车侧的接收单元用于接收由横向垂直于轨道的导线在其通过电流时输出的电平；该装置还包括计算单元用于检查横向导线的电平并定义一电平接收位置为当前参考点。
本发明基于以下措施，即在分离接合器中横向垂直于轨道的轨道电路电流(横向电流)通过一个具有较高方位分辨率的针对该横向电流并与之适配的接收单元来检测，并用于实现计程器的同步化。其中可检测并计算一分离接合器的横向电流，通过一个沿行驶方向后置的FTGS-发射器馈入的轨道电流输出耦合并输入给在行驶方向上前置的(位于较近位置的)FTGS-接收器。通过相应调整接收单元也可以检测及计算在分离接合器处输入用于数据传输(电文)的轨道电流时形成的横向电流。本发明的重要优点在于，用相对少的附加元件可使计程器的同步质量明显提高。为实现本发明，仅需在机车侧增加一个具有定向于横向电流的天线的接收单元和一个与之比较简单的计算单元，而不需在轨道侧作任何变动。
对于结构为具有三个横向垂直于轨道的导线段的S-连接器的分离接合器，可以采用下列方式将本发明的装置设计成使得它对于例如可能出现在一个道岔范围的干扰电平特别不敏感，即，计算单元在得出导线段的距离时检查这些距离是否适合于电平发射位置的距离。鉴于用于列车安全和列车控制所传输的数据，如果中间导线段的位置作为当前参考点，对上述情况特别有益。
为进一步减少干扰电平的影响和简化处理过程，在本发明的一优选方案中，只在计算时间窗口范围接收和/或计算电平，其中这些时间窗口的位置和宽度由各铁路区段长度和分离接合器的几何形状确定。
如果例如由于接收干扰使在一个铁路区段内不能实现计程器的同步，在本发明的优选扩展形式中，接收单元在计算时间窗口结束但没有得出计算结果时，被调整适用于下一个铁路区段的铁路区段特有的轨道电流。由所传送的，包含有关列车将要行驶在其上的铁路区段长度方面信息的电文，本装置可以获得关于铁路区段特有的轨道电流及计算时间窗口所需的位置的信息。
以下将结合附图及实施例进一步描述本发明，附图中
图1为根据现有技术构成的远程馈电音频轨道电路；图2为本发明装置的示意图；图3为机车侧接收的信号电平；图4为一同步过程；图5为可供选择的另一种分离接合器；图1用于大致描述在本文前面开始部分的文章中(信号与线路84(1992)，6)描述的一个具有远程馈电的，编码音频轨道电路的连续式列车自动控制系统(FTGS)。一个铁路区段GST包括轨道S1，S2，分离接合器TS1和TS2设置在它们之间。分离接合器之间的距离是根据一个铁路区段长度GAL设定的，它们形成铁路区段GA的边界。在铁路区段GA的两侧分别邻接有一个沿行驶方向后置的铁路区段GA′和一个前置的铁路区段GA＂，它们各自另一侧的分界线分别由一个相应的分离接合器构成(图1中未示出)。一FTGS-发射器通过一轨道连接仪GAG与一个分离接合器TS1连接，并由此向轨道S1和S2馈送一具有铁路区段特定频率的轨道电流GLS(FTGS-标准位)。分离接合器TS1的左侧回路是一个并联振荡回路的组成部分，路段特有的轨道电流GLS通过轨道S1，S2和分离接合器TS2借助另一个轨道连接仪GAG到达FTGS-接收器。只要FTGS-接收器接收到该发射信号(FTGS-标准位)，它就向一个调节机构SW发出空闲信号，并向一区段仪STRG和一个转换开关U发出“电平存在”信号，使转换开关停留在用于输出FTGS-标准位的位置1上。反之，如果一机车(图1中未示出)开进铁路区段GA，并且轨道S1和S2通过其轴相连接，则FTGS-标准位不能到达FTGS接收器。“电平存在”信号也相应消失，区段仪STRG根据调节机构侧的数据DAT通过FTGS-发射器向被行驶的铁路区段GS发出用于连续式列车自动控制的电文TEL。为此转换开关U在“电平存在”信号消失时切换到位置2(占据状态)。
图2通过描绘一个此处未详细示出的机车FZ的单个车轴ACH，描述了铁路区段GA的占据状态。机车FZ具有以已知的方式布局和布线的天线ANT1，ANT2，用于接收通过轨道S1和S2发出的用于机车自动控制的电文TEL。一个第一计算单元AUSW1通过一前置滤波器VF1与上述天线连接，该计算单元输出用于利用机车侧的计算机进行进一步处理的处理后数据电文DTEL(通道1)。
机车侧的接收单元EE包括另一个天线ANT3，该天线被设置成能够检测横向垂直于轨道S1，S2的电流(横向电流)的电平。由天线ANT3提供的信号通过一个前置滤波器VF2被输入到一个第二计算单元AUSW2，该第二计算单元AUSW2与一个计程器WZ的一同步输入端连接(通道2)。计程器WZ输出由机车经过的路程S(从一个参考点出发)。计程器WZ获得一个由位于车轴ACH上的路程脉冲发生器发出的车轮信号X作为已行驶过路程的绝对值。为了由这个值得出一个涉及铁路线路区段的相对路程测量，需要以下述方式构成一个参考点。
图2示出的分离接合器TS1是一个所谓的S连接器，它具有三个横向垂直于轨道S1，S2的导线段L1，L2，L3(横向导线)，这些导线段间的距离为b1和b2，横向电流QS1，QS2，QS3流经这些导线段。如下所述，最好将中间的横向导线L2的中心点作为后续轨道段GA＂的计程参考点BZ′。
在图3的上部示出了接收的电文TEL的信号电平(通道1)。根据在逆行驶方向A上的电文输入和车轴ACH的短路效应，当天线ANT1，ANT2经过S连接器时，该信号电平即消失。在图3的下部示出了天线ANT3通过接收单元EE(通道2)接收的电平。在每次通过一横向垂直于轨道S1，S2的导电线段(图2中的L1，L2，L3)时，由于存在横向电流QS1，QS2和QS3，因此可检测到一显著的电平P1，P2，P3。只在一个计算窗口FEN的时间过程内才进行接收和计算。该计算窗口的位置及持续时间可通过由数据电文已知的下一个分离接合器的期望范围(铁路区段转换)及对分离接合器进行测量来确定。计算单元AUSW2进一步检查电平P1，P2，P3的间距a1，a2是否与电线段L1，L2，L3的间距b1，b2一致。S连接器的几何形状(例如由数据报文)是预先已知的。每个电平P1，P2，P3被根据一个现今的参考点(例如，前置的S-连接器的相应参考点)分配给与之对应的计程器路程。在本实施例中，对应于电平P1的路程为S1＝150m，对应于电平P2的路程为S2＝154m，对应于电平P3的路程为S3＝158m，这些值分别以铁路区段GAG的起始点为参考点。
如上所述及如图4所示，通过形成所分配路程的差值及通过将电平P1，P2，P3的间距a1，a2(图3)与间距b1，b2(图2)相比较，检查所接收到的电平是否可能是一个S连接器的横向导线发出的信号。在本实施例中假设S连接器中的导线段L1，L2，L3(图2)的间距分别为4m。相应的可信性检查(S3-S2＝4m；S2-S1＝4m)用于确定所涉及的的确是一个S-连接器。如果天线ANT3经过第三导线段L3并识别出其电平P3，则在可信性检查结果为正时，计程器被置于中间横向导线L2(图2)的参考点BZ′，并由此开始以数值S′＝0进行计程。与之相应在经过第三个导线段L3时，计程器的值为S′＝4m。如图4所示，在可信性检查结果为负时，当前的参考点BZ被保留。也可将计程器的里程数固定在一个由数据报文预给定的，适于下一个轨道路段GA＂的参考值上。
图5示出一个分离接合器的另一种可能的结构，其中根据横向垂直于轨道的导线布设，在经过天线ANT3时可辩认出两个显著的电平P1′，P2′。在这种情况下，对电平P1′，P2′的间距进行测量是为了进行考虑到分离接合器TS3的已知几何形状的可信性检查。
权利要求
1.一种用于使一个机车侧的计程器(WZ)同步的装置，所述计程器基于一个轨道路程侧的参考点(BZ)计算行驶过的路程(S)，其中铁路线路区段(GST)通过分离接合器(TS1，TS2)被分为顺序相连的铁路区段(GA，GA′，GA＂)，各分离接合器分别具有至少一个大致垂直于轨道的电气导线段(L1，L2，L3)，通过分离接合器(TS1，TS2)分别为各铁路区段输入铁路区段特有的轨道电流(GLS，TEL)或输出耦合，其中一机车侧的接收单元(EE)可调节适用于各铁路区段特有的轨道电流(GLS，TEL)，其特征在于机车侧的接收单元(EE)被设置为用于接收由垂直于轨道的导线段(L1，L2，L3)在流过电流时发出的电平(P1，P2，P3)；设置了一个计算单元(AUSW2)，用于检测导线段(L1，L2，L3)的电平(P1，P2，P3)，并定义一个电平接收位置为校正的参考点(BZ′)。
2.根据权利要求2所述的装置，其中，分离接合器(TS1)由具有三个垂直于轨道的导线段(L1，L2，L3)的S连接器构成，其特征在于计算单元(AUSW2)根据掌握的导线段(L1，L2，L3)的间距(b1，b2)检查该距离(b1，b2)是否与电平发射地点的间距(a1，a2)一致。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于中间导线段(L2)的位置构成所述参考点(BZ′)。
4.根据上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于仅在计算窗口(FEN)内接收和/或计算电平(P1，P2，P3)，其中计算窗口的位置和宽度分别由铁路区段长度(GAL)和分离接合器的几何形状确定。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于对于在计算窗口(FEN)无任何结果结束后的下一个同步过程，接收单元(EE)被调节为适用于下一个铁路区段(GA＂)的铁路区段特有轨道电流。
全文摘要
用于使一个机车侧的计程器同步的装置,所述计程器(WZ)基于一个参考点(BZ)计算在一个铁路区段(GST)上行驶过的路程(S),其中铁路区段(GST)通过分别具有至少一个横向垂直于轨道的电导线段(L1,L2,L3)的分离接合器(TS1,TS2)被分为顺序相连的铁路区段(GA,GA′,GA″),各电导线段用于馈送轨道路段特有的轨道电流。设置了一个机车侧的用于接收由横向垂直于轨道的电流(QS)产生的电平(P1,P2,P3)的接收单元(EE),用于使计程器准确同步。一计算单元(AUSW2)在接收到电平时,提供一个校正的参考点(BZ′)。
文档编号B61L3/24GK1171761SQ95197122
公开日1998年1月28日 申请日期1995年11月17日 优先权日1994年11月30日
发明者艾伯特·纽豪斯 申请人:西门子公司