專利名稱：鐵路道口安全設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的鐵路道口安全設(shè)備。
根據(jù)1996年第4期“信號(hào)+導(dǎo)線”(88)第21至24頁的內(nèi)容，這種道口安全設(shè)備為公眾所知。在那里報(bào)道了一種有軌電車道口安全設(shè)備的特殊接通型式。與通常通過軌道接通方式和通過位于接通觸頭與道口之間的電纜來接通道口的不同之處在于，在那里采用無線電接通。為此負(fù)責(zé)機(jī)車組接通的車載儀器持續(xù)發(fā)出紅外信號(hào)。當(dāng)這個(gè)信號(hào)遇到設(shè)置在道口接通點(diǎn)軌道旁的應(yīng)答儀器時(shí)，從那里給機(jī)車發(fā)出一個(gè)特殊的紅外電碼，機(jī)車隨后通過無線電信號(hào)使道口接通。
在“信號(hào)+導(dǎo)線”中進(jìn)一步敘述到，如果機(jī)車在經(jīng)過接通點(diǎn)時(shí)直接接通一個(gè)安裝在那里的發(fā)射器，則可以放棄由鐵路區(qū)段方面激活機(jī)車發(fā)射器。要明確指出的是，在這種情況下應(yīng)該對(duì)軌道旁的軌道接通措施、無線電儀器和用于接通道口的自用無線電模件配備分散電源。作為電源尤其應(yīng)該考慮采用太陽能蓄電池；對(duì)此更詳細(xì)的細(xì)節(jié)在“信號(hào)+導(dǎo)線”中沒有找到。
在“信號(hào)+導(dǎo)線”(88)10/96第11至19頁中報(bào)道了一種用于控制鐵路設(shè)備的以無線電為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，其中對(duì)道口的每個(gè)道路部件都配有一個(gè)智能化的小而緊湊的計(jì)算單元用于控制和監(jiān)測(cè)相關(guān)部件。每個(gè)智能化的道路部件具有一個(gè)通信模件，通過該模件道路部件可以與其它的道路部件、與設(shè)置在上一級(jí)的控制層面或者與行駛在軌道上的機(jī)車進(jìn)行通信。各道口處的道路部件通過利用總線系統(tǒng)將例如用于道口攔木和信號(hào)的附屬智能化計(jì)算單元連接起來，匯集成一個(gè)公共道路部件。在此這樣設(shè)置，對(duì)于每個(gè)道口有一個(gè)管理通行信號(hào)的計(jì)算單元、一個(gè)控制和監(jiān)測(cè)道路交通信號(hào)的計(jì)算單元和一個(gè)控制和監(jiān)測(cè)攔木設(shè)備的計(jì)算單元。這些計(jì)算單元一起構(gòu)成所謂的控制單元邏輯電路，該電路最終通過通行信號(hào)形成用于接通或斷開色燈信號(hào)機(jī)以及抬起或放下攔木的工作指令。一個(gè)道口的相互連接的計(jì)算單元形成一個(gè)公共的通信模件，用于與控制層面以及必要時(shí)與在軌道上行駛的機(jī)車進(jìn)行通信。計(jì)算單元與各道口道路部件之間的通信通過導(dǎo)線連接。在“信號(hào)+導(dǎo)線”中沒有述及道口執(zhí)行機(jī)構(gòu)和計(jì)算單元的供電；顯然，它們是通過公共電網(wǎng)或鐵路電網(wǎng)供電的。
即便是在今天，具有一定規(guī)模交通流量的軌道道口也還是經(jīng)常只通過斜十字形示警路標(biāo)作為安全警示。原因之一在于，不能提供用于驅(qū)動(dòng)攔木和道路交通信號(hào)的多種電源。更困難的是，必須在道口放行之前及時(shí)使道口安全設(shè)備接通。這主要是通過在行駛方向道口前方設(shè)置傳感器、如軌道開關(guān)或電感回線來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)軌道上允許的前行速度通過這種接通措施確定的接通點(diǎn)具有與道口可能在數(shù)量級(jí)為1000m或更遠(yuǎn)的間隔距離。為了將道口是安全的因此無需大幅度減速駛過這一信息傳遞給駛近道口的機(jī)車，對(duì)軌道設(shè)備還經(jīng)常配備附加的所謂遮斷信號(hào)機(jī)。對(duì)這些遮斷信號(hào)機(jī)也需要控制和供電。對(duì)于這種道口，由“信號(hào)+導(dǎo)線”公開的以無線電為基礎(chǔ)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)沒有形成可供使用的方案。
本發(fā)明的目的在于，提供一種如權(quán)利要求1前序部分所述的道口安全設(shè)備，這種設(shè)備能夠做到，將用于連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器的電纜鋪設(shè)費(fèi)用降至只占目前費(fèi)用的很小部分，其中，減少的電纜費(fèi)用尤其與在地下鋪設(shè)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器的電纜有關(guān)。在道口根本不再需要集中的邏輯電路，而是直接地或通過分散的處理裝置與執(zhí)行機(jī)構(gòu)或傳感器通訊。
本發(fā)明的這個(gè)目的通過在按照權(quán)利要求1前序部分所述構(gòu)成的道口安全設(shè)備上采用權(quán)利要求1特征部分所述的特征而實(shí)現(xiàn)。為此，一個(gè)道口的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器在空間上都與分散的數(shù)據(jù)處理裝置緊鄰，這些數(shù)據(jù)處理裝置可以建立傳遞數(shù)據(jù)所必需的連接以及制定出用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作指令。因此可以完全放棄用于信息傳遞的環(huán)形或星形導(dǎo)線地下工程，省去分散數(shù)據(jù)處理裝置相互間用于控制目的的各種電纜連接。
本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和附加改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中給出。
按照權(quán)利要求2，分散的數(shù)據(jù)處理裝置由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，計(jì)算機(jī)通過匹配電路作用于各相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；這使得對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器盡量采用一致的控制裝置成為可能。
按照權(quán)利要求3，如果數(shù)據(jù)處理裝置通過其匹配電路直接連接到執(zhí)行機(jī)構(gòu)或傳感器，或者通過盡可能短的屏蔽的、屏蔽鋪設(shè)的或扭絞的導(dǎo)線與執(zhí)行機(jī)構(gòu)或傳感器連接，則可以在很大程度上排除電磁兼容性(EMV)的影響。
權(quán)利要求4規(guī)定，除了執(zhí)行機(jī)構(gòu)以外，對(duì)道口公共控制裝置的控制也可以通過為其設(shè)計(jì)的匹配電路由一個(gè)從屬的數(shù)據(jù)處理裝置啟動(dòng)或關(guān)閉。由此可以實(shí)現(xiàn)，將運(yùn)行中的道口安全設(shè)備通過遠(yuǎn)處的傳感器用無線電方式接通或斷開，而不需在道口處采用較大的匹配措施。
按照權(quán)利要求5，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器以及從屬的數(shù)據(jù)處理裝置和傳輸裝置特別有利地就地由分散的電源裝置供電。由此不再需要為供電進(jìn)行地下工程施工。這樣的分散電源裝置例如已由DE 298 23 233 U1為公開。
按照權(quán)利要求6特別有利的是，對(duì)設(shè)置在相鄰軌道基本同一高度上的全部傳感器配置唯一一個(gè)分散的電源裝置，與為這些傳感器象通常的道口執(zhí)行機(jī)構(gòu)一樣配置各自的分散電源裝置相比，這將明顯降低費(fèi)用。
按照權(quán)利要求7，這種被供電的成對(duì)的傳感器將道口信息發(fā)送到一個(gè)公共的或分立的無線電發(fā)送裝置和/或接收裝置。由此一方面降低了數(shù)據(jù)傳遞費(fèi)用，另一方面完全了實(shí)現(xiàn)通信的分散化。
按照權(quán)利要求8，與設(shè)置在相同高度上的傳感器相類似，空間上相鄰的遮斷信號(hào)機(jī)和傳感器比較有利地由公共的分散電源裝置驅(qū)動(dòng)。前提是，組件在一定時(shí)間里的能耗足夠低；這種設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于，只需提供一個(gè)電源裝置，以代替兩個(gè)電源裝置。
按照權(quán)利要求9，設(shè)置無線電發(fā)送和/或接收裝置，以用于將數(shù)據(jù)傳送給機(jī)車和/或中央設(shè)備以及反過來從機(jī)車和/或中央設(shè)備接收數(shù)據(jù)；為此無需附加連接導(dǎo)線或附加傳送裝置。
按照權(quán)利要求10，分散電源裝置具有蓄能器，蓄能器可以通過充電調(diào)節(jié)器充電。通過采用充電調(diào)節(jié)器可以提高蓄能器的壽命。
按照權(quán)利要求11，蓄能器最好由可充電電池構(gòu)成，按照權(quán)利要求12，電池為鉛膠電池尤其具有優(yōu)勢(shì)；這種電池在非常低的室外溫度下也具有足夠的電容量。
按照權(quán)利要求13，對(duì)分散電源裝置優(yōu)選的供電方案是在道口集中供電，例如通過鐵路電網(wǎng)或公共電網(wǎng)供電。從那里也可以通過質(zhì)量一般但因此價(jià)廉的導(dǎo)線對(duì)分散電源裝置供電。這種通過電網(wǎng)向分散的電源裝置供電的優(yōu)點(diǎn)在于，由于持續(xù)存在的電能只需要很小的充電電流，因此只需很小的導(dǎo)線截面和最簡(jiǎn)單的充電調(diào)節(jié)器。
按照權(quán)利要求14，在必要時(shí)可以對(duì)一個(gè)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)配置多個(gè)分散電源裝置，其中所安裝的電源裝置的功率主要取決于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體技術(shù)措施和單位時(shí)間內(nèi)駛過道口的機(jī)車數(shù)量。
按照權(quán)利要求15，17或18特別考慮以太陽能發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和燃料電池作為分散的電源裝置。
按照權(quán)利要求16，太陽能發(fā)電機(jī)由至少一個(gè)裝配在立桿或橋臂桿上的太陽能板所組成。按照權(quán)利要求19，這根立桿或橋臂桿以具有優(yōu)點(diǎn)的方式固定執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器的無線電發(fā)送和/或接收裝置。尤其具有優(yōu)點(diǎn)的是，如果按照權(quán)利要求20，把已有的用于控制道路或鐵路交通的色燈信號(hào)機(jī)立桿作為立桿，則這根立桿可以被用于多種用途。按照在權(quán)利要求21中給出的道口安全設(shè)備的有利結(jié)構(gòu)規(guī)定，立桿這樣設(shè)計(jì)，由立桿容納，安裝分散電源裝置的電池、充電調(diào)節(jié)器和連接到分散數(shù)據(jù)處理裝置和無線電發(fā)送和/或接收裝置的導(dǎo)線；立桿保護(hù)這些組件不受損害和環(huán)境影響，如電場(chǎng)或磁場(chǎng)的影響。
此外，按照權(quán)利要求22在立桿中還可以裝入分散的數(shù)據(jù)處理裝置，按照權(quán)利要求23則還可以安裝無線電發(fā)送裝置和/或接收裝置；但天線要設(shè)置在立桿外面。
按照權(quán)利要求23，為了防止非授權(quán)地打開，應(yīng)將裝入組件的立桿空腔鎖起來。
按照權(quán)利要求25，為了對(duì)相鄰軌道的傳感器供電，在至少一根軌道的軌道支承層里面或下面應(yīng)鋪設(shè)橫穿軌道的導(dǎo)線，用于對(duì)設(shè)置在基本同一高度上的傳感器進(jìn)行公共供電。鋪設(shè)這種導(dǎo)線例如在碎石道床里鋪設(shè)導(dǎo)線，其費(fèi)用相對(duì)較少，當(dāng)然如果要在那里安裝第二根立桿和第二個(gè)分散的電源裝置時(shí)，它所起的作用就很小了。按照權(quán)利要求26鋪設(shè)導(dǎo)線要做到機(jī)械防護(hù)。
下面借助在附圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。附圖中
圖1示出帶有執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器的雙軌道口，圖2示出用于控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器所使用的計(jì)算單元簡(jiǎn)圖。
對(duì)于在圖1中示意性示出的道口BU涉及到一個(gè)位于軌道平面上的道口，該道口具有兩根至少在道口區(qū)域基本平行延伸的軌道G1和G2。交叉的道路交通通過攔木或半攔木S1，S2以及色燈信號(hào)機(jī)L1.1，L1.2，L2.1，L2.2進(jìn)行安全保護(hù)。遮斷信號(hào)機(jī)U1.1，U1.2，U2.1，U2.2位于道口前方一定距離處，為駛近道口的機(jī)車提供這樣的信息，即道口是否安全或者至少道口是否是接通的。除了上述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)以外道口安全設(shè)備還包括軌道邊的傳感器，傳感器由駛過的機(jī)車進(jìn)行控制。這些傳感器在現(xiàn)有的實(shí)施例中由軌道雙觸頭構(gòu)成，但是也可以由其它可行技術(shù)構(gòu)成，例如由電感回線、短軌道電路或由Balisen、例如所謂的西歐回路結(jié)構(gòu)構(gòu)成。對(duì)于軌道G1，有一個(gè)在從右向左行駛方向上遠(yuǎn)在道口前方的接通傳感器SE1.1和緊鄰道口后方的斷開傳感器SA1.1。此外在相反行駛方向上具有相對(duì)應(yīng)的接通傳感器SE1.2和斷開傳感器SA1.2。同樣，在軌道G2上也設(shè)有接通和斷開傳感器對(duì)SE2.1和SA2.1以及SE2.2和SA2.2。隨著機(jī)車的第一根車軸駛過接通傳感器使道口安全設(shè)備接通，而隨著機(jī)車最后一根車軸駛過斷開傳感器使道口安全設(shè)備斷開。
道口遮斷信號(hào)機(jī)的距離是這樣選擇的，當(dāng)遮斷信號(hào)機(jī)顯示道口不安全時(shí)，則以最大允許速度駛向道口的機(jī)車在遮斷信號(hào)機(jī)處開始剎車還能夠及時(shí)地在道口前方停下來；遮斷信號(hào)機(jī)可以設(shè)置在與道口相同或不同的距離上。接通傳感器與遮斷信號(hào)機(jī)間的距離是這樣選擇的，使機(jī)車從駛過接通傳感器到行駛到相應(yīng)的遮斷信號(hào)機(jī)所需的時(shí)間足夠用于保護(hù)道口，即，使道路交通信號(hào)處于禁行且在必要時(shí)放下攔木。但是也存在另一安全方案，在該方案中，當(dāng)?shù)揽谝呀?jīng)接通且安全要求已經(jīng)滿足時(shí)，遮斷信號(hào)機(jī)就給出行駛信號(hào)。
在智能化機(jī)車的情況下，也可以不采用遮斷信號(hào)機(jī)。這種情況下要求當(dāng)機(jī)車駛近道口時(shí)，能夠通過軌道，道口安全設(shè)施給機(jī)車以必要的信息，而道口通過無線電直接地或間接地通過控制中心或監(jiān)控站傳送給機(jī)車相應(yīng)的安全信息。
為了能夠有效地工作，每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器都需要電源，而這些電源也需要是可控制的。這一點(diǎn)目前大多是在道口附近的混凝土小屋里實(shí)現(xiàn)的。在那里進(jìn)行傳感器信息處理并將其轉(zhuǎn)換成道口部件的接通和斷開命令；對(duì)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器裝置通常有一個(gè)集中電源裝置，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器通過鋪設(shè)在地下的電纜與之相連。
道口部件的電纜連接費(fèi)用很大，并超過道口技術(shù)部件的購置費(fèi)用。這些費(fèi)用不僅與將接通觸頭和遮斷信號(hào)機(jī)連接到道口的費(fèi)用有關(guān)，盡管這部分費(fèi)用構(gòu)成電纜連接費(fèi)用的大部分，而且也與道口附近組件的電纜連接有關(guān)。
按照本發(fā)明，為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器就地提供分散電源，為此無需集中電源，從而也無需與其相連的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器的星形或環(huán)形電纜連接。由于道口執(zhí)行機(jī)構(gòu)由此不再可能通過接通和斷開各組件的電源電壓來集中控制，本發(fā)明規(guī)定，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器配置用于傳送數(shù)據(jù)的無線電發(fā)送和/或接收裝置，此外本發(fā)明規(guī)定對(duì)于各執(zhí)行機(jī)構(gòu)且必要時(shí)也對(duì)傳感器配置分散的數(shù)據(jù)處理裝置，在這些數(shù)據(jù)處理裝置中從供使用且被傳送的信息制定出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作指令。這些無線電發(fā)送和/或接收裝置以及分散的數(shù)據(jù)處理裝置也同樣采用具有優(yōu)點(diǎn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器的分散電源裝置。
每個(gè)分散電源由一個(gè)熟知的發(fā)電機(jī)構(gòu)成，該發(fā)電機(jī)主要連續(xù)地以小功率充電電流對(duì)一個(gè)或多個(gè)主要作為電池使用的蓄能器供電；蓄能器在充滿的狀態(tài)下為與其相連的用電器提供充分的蓄存電流。為了保護(hù)電池應(yīng)該通過充電調(diào)節(jié)器對(duì)電池充電，充電調(diào)節(jié)器根據(jù)電池充電狀態(tài)視需要限定充電電流。電池最好是鉛膠電池，它們即使在低溫環(huán)境下也具有足夠的電容量。
充電電流應(yīng)該最好通過太陽能發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，太陽能發(fā)電機(jī)設(shè)置在被驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或傳感器附近并通過主要在地面上鋪設(shè)的有抗電磁外皮的短電纜與這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)或傳感器連接。太陽能發(fā)電機(jī)以熟知的方式至少由一塊太陽能板組成，太陽能板最好固定在立桿或橋臂桿上并對(duì)準(zhǔn)陽光入射方向，而太陽能板能夠通過跟蹤裝置連續(xù)跟蹤太陽位置。
為了驅(qū)動(dòng)用電器需要不同的電量。用電量取決于那些用電器的耗電量以及接通時(shí)間的長短。這意味著，按照本發(fā)明的具有分散電源裝置的道口安全設(shè)備只能用于那些地方，即每天通過的列車數(shù)不多于一個(gè)固定的數(shù)，如80列的地方；否則可能會(huì)出現(xiàn)分散電源裝置的配置不足以保證道口安全設(shè)備可靠運(yùn)行的危險(xiǎn)。盡管從原理上也能夠分散地提供幾乎任意多的電能供使用；但是這需要相應(yīng)容量的電池和相應(yīng)昂貴的能量發(fā)生器，即這里的太陽能發(fā)電機(jī)。帶有將日光轉(zhuǎn)換成電能的陽光采集器的太陽能板由于強(qiáng)度的原因也不能制成任意大，其尺寸被限定在約1平米。盡管存在將多個(gè)大太陽能板上下排列在同一立桿上和/或設(shè)置在相互毗鄰的立桿上的可能性；但是這將提高這種分散發(fā)電裝置的費(fèi)用，從而削弱這種分散電源裝置的相對(duì)于通過電纜連接的集中供電的優(yōu)越性。由于這個(gè)原因用于被驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及傳感器的太陽能發(fā)電機(jī)不能超出一定的尺寸和數(shù)量以使功率保持在一定范圍內(nèi)。
也可以采用其它的分散電源裝置來代替太陽能發(fā)電機(jī)，例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)或者燃料電池。還有其他的可能，尤其是在那些所驅(qū)動(dòng)的用電器功耗特別大的地方也可以采用多個(gè)以相同或不同物理方法驅(qū)動(dòng)的電源裝置共同驅(qū)動(dòng)，例如太陽能設(shè)備與風(fēng)力發(fā)電機(jī)一起驅(qū)動(dòng)。
一個(gè)道口至少有幾個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)耗電較高，而大多數(shù)則耗電時(shí)間很短，但對(duì)于傳感器來說卻不是這種情況。盡管傳感器必需持續(xù)被激活，即傳感器雖然只持續(xù)地需要小電流，但是其在列車駛過的過程中的功耗變化是不規(guī)則的，這與執(zhí)行機(jī)構(gòu)在其被激活期間的功耗情況不同。在這里按照本發(fā)明的一個(gè)特別有利的結(jié)構(gòu)規(guī)定，對(duì)設(shè)置在相鄰軌道大約同等高度上的傳感器配備公共的分散電源裝置。設(shè)與接通觸頭SE1.1和SE1.2有關(guān)的公共電源裝置在軌道G1一側(cè)靠近接通觸頭SE1.1處并與接通觸頭通過短饋線連接；對(duì)于接通觸頭SE2.2的供電采用較長的同樣標(biāo)準(zhǔn)化的饋線K1，它從碎石道床或其它支承體下面穿過軌道G1和G2。用于傳感器的饋線最好在護(hù)道、護(hù)管和/或套管中鋪設(shè)，以盡可能保護(hù)其不受機(jī)械影響和天氣影響。
通過由分散電源裝置公共供電可以避免為每個(gè)傳感器樹立立桿和準(zhǔn)備供電電池以及太陽能板的費(fèi)用，盡管比較少。穿過鐵路路堤或者將護(hù)管內(nèi)的電纜埋進(jìn)碎石道床的費(fèi)用可以忽略不計(jì)，它只占再安裝一臺(tái)分散電源裝置附加安裝費(fèi)用的很小一部分。
對(duì)其它那些同樣設(shè)置在相同高度上的傳感器SA1.2，SA2.1；SA1.1，SA2.2以及SE1.2，SE2.1的供電同樣可以由一個(gè)相應(yīng)的公共電源裝置通過相應(yīng)的電纜K3，K4以及K2來實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)遮斷信號(hào)機(jī)和接通觸頭相鄰很近時(shí)，也可以采用類似的方法。在這種情況下可以為遮斷信號(hào)機(jī)和接通觸頭從一個(gè)公共的分散電源裝置供電。
為了控制和監(jiān)測(cè)道口執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為執(zhí)行機(jī)構(gòu)配置了分散的數(shù)據(jù)處理裝置，其用電需求就地由分散的電源覆蓋。這些數(shù)據(jù)處理裝置從其處理量來看開銷是很小的，因此可以由控制器顯示。數(shù)據(jù)處理裝置通過和相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)連接和/或標(biāo)準(zhǔn)電纜以及通過其它道口執(zhí)行機(jī)構(gòu)和道口傳感器的無線電發(fā)送和/或接收裝置、駛近機(jī)車的無線電發(fā)送和/或接收裝置或控制裝置或監(jiān)測(cè)裝置的無線電發(fā)送和/或接收裝置得到要被處理的數(shù)據(jù)。無線電發(fā)送和/或接收裝置由當(dāng)?shù)匾延械南鄳?yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳感器的分散電源供電。無線電發(fā)送和/或接收裝置的天線以有利的方式置于暴露點(diǎn)，即裝在立桿或橋臂桿上，在立桿或橋臂桿上還裝有分散電源的太陽能板和可能的色燈信號(hào)機(jī)。
分散的數(shù)據(jù)處理裝置和/或無線電發(fā)送和/或接收裝置也可以配備獨(dú)立的較小電源裝置，使其不受相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分散的電源裝置因負(fù)載而變化的電壓的影響。
在這里規(guī)定，分別從屬于各執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器的數(shù)據(jù)處理裝置設(shè)置在靠近執(zhí)行機(jī)構(gòu)或傳感器的殼體里面，即安全盒SB里面，并最好設(shè)置在立桿或橋臂桿上，在其上也設(shè)置有太陽能板，或者設(shè)置在這種立桿內(nèi)部。圖2簡(jiǎn)示出這種安全盒的結(jié)構(gòu)。安全盒SB通過至少一個(gè)蓄能器供電，例如電池B，該電池通過充電調(diào)節(jié)器由裝配在立桿M上的太陽能發(fā)電機(jī)SG以持續(xù)的充電電流供電。在安全盒里面由蓄能器提供的電能在供電部件EV里根據(jù)需要調(diào)整到不同高低的電壓并輸送到安全盒里其它的組件。在信號(hào)技術(shù)上更可靠的計(jì)算器RK對(duì)送到它那里的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信息進(jìn)行處理并由此輸出至少對(duì)本執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作指令。計(jì)算器一方面通過外部設(shè)備專用硬件HW由相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，另一方面通過通信模件KM由相應(yīng)的無線電發(fā)送和/或接收裝置F得到要被處理的信息和其它安全盒的工作指令。當(dāng)安全盒不僅要處理信息和工作指令或命令而且還要發(fā)出信息和工作指令時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安全盒在所有情況下就要不僅配有無線電發(fā)送裝置而且還要配有無線接收裝置，也就是說，計(jì)算器內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理方式將確定，對(duì)于一種確定類型的安全盒除了必需的無線接收裝置以外是否還需要無線電發(fā)送裝置。對(duì)于傳感器的安全盒僅需要無線電發(fā)送裝置，因?yàn)閭鞲衅鞅旧聿划a(chǎn)生工作指令。另外可能存在這種情況，在要建立某種可能性時(shí)，如道口傳感器或任意傳感器要承受例如某種功能檢測(cè)，需要以預(yù)置的方法作用到傳感器。在這種情況下傳感器的安全盒也要配備相應(yīng)的接收裝置。相應(yīng)的情況對(duì)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)安全盒也適用。
每個(gè)安全盒代表一種外部專用硬件HW，用于不同執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安全盒不同。因此對(duì)于所示實(shí)施例有四種不同的外部專用硬件，分別用于控制攔木S，道路交通色燈信號(hào)機(jī)L或遮斷信號(hào)機(jī)U以及讀取接通和斷開傳感器的傳感信息SM。但是也可以這樣做，將安全盒配備用于控制任意執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器所需的全部硬件，這些硬件例如可以就地根據(jù)安全盒是否需要控制這個(gè)或那個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或是否需要計(jì)算傳感信息，按照硬件和軟件是否起作用來決定是否接通。
還可以由一個(gè)道口安全盒控制該道口所有的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這對(duì)下面的情況是很有利的，即道口安全設(shè)備已在現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢，只需將遠(yuǎn)離的接通觸頭和/或遮斷信號(hào)機(jī)與控制系統(tǒng)相連。
安全盒設(shè)置在立桿或橋臂桿內(nèi)部比較好，在立桿或橋臂桿上安裝了分散供電用的太陽能板。位于立桿里面的安全盒可以防止從外面接觸安全盒并保護(hù)其盡可能不受天氣影響。立桿還可以用于固定電池和充電調(diào)節(jié)器。為此立桿這樣設(shè)計(jì)，使其具有相應(yīng)的容納空間以及相應(yīng)的用于裝入電池和其它組件，如供電電纜和天線導(dǎo)線等的空腔。外殼從外面通過例如小門關(guān)閉并通過門鎖防止非授權(quán)地打開。容納電源裝置太陽能板和安全盒的立桿也可以用來固定控制道路交通或軌道交通的色燈信號(hào)機(jī)，其中色燈信號(hào)機(jī)可以通過支架固定在立桿上，以便能夠足夠靠近車道邊沿或軌道。
按照本發(fā)明的道口安全設(shè)備不局限于雙軌道路，而且可以用于單軌或多軌道路。
對(duì)于新裝備的道口或要進(jìn)行自動(dòng)化改造的現(xiàn)有道口，上述的具有完全分散供電的道口安全設(shè)備在降低費(fèi)用方面構(gòu)成最佳方案。而對(duì)于那些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的、只是要更新的道口，對(duì)于設(shè)置在特別靠近道口的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不采用絕對(duì)的分散供電方式是有意義的。因?yàn)槟抢镌谝话闱闆r下已經(jīng)存在集中電源裝置，它們與執(zhí)行機(jī)構(gòu)或至少是其中一部分已經(jīng)通過鋪設(shè)好的電纜相連接。只要電纜仍正常工作，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)的供電就可以繼續(xù)由這種電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，只是通過按照本發(fā)明構(gòu)造的安全盒實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，安全盒是分散設(shè)置的且相互交換控制道口所需的數(shù)據(jù)。在必要時(shí)，即當(dāng)某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)的供電電纜不再符合給定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，可以對(duì)有關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)重新配備分散的電源裝置，而不必改變安全盒本身及其工作方式。
此外，對(duì)于道口組件的運(yùn)行采用集中供電，例如由公共電網(wǎng)或鐵路自身電網(wǎng)供電是有優(yōu)點(diǎn)的?？梢詮闹行酿侂婞c(diǎn)至少對(duì)直接設(shè)置在道口附近的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器的分散電源裝置的蓄能器進(jìn)行供電。因?yàn)槌潆婋娏鞣浅Ｐ?，可以采較低廉的充電用電纜。
權(quán)利要求
1.一種鐵路道口安全設(shè)備，它具有至少能控制道路交通的執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及用于識(shí)別駛過的鐵路機(jī)車且至少間接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的軌道傳感器，采用分散電源裝置驅(qū)動(dòng)傳感器，以接通鐵路道口安全設(shè)備，并使這些傳感器與道口無線電相連，其特征在于，對(duì)道口(BU)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(S1，S2，L1.1，L1.2，L2.1，L2.2，U1.1，U1.2，U2.1，U2.2)以及傳感器(SE1.1，SE2.2，SE1.2，SE2.1，SA1.1，SA2.2，SA1.2，SA2.1)配置用于傳遞數(shù)據(jù)的無線電發(fā)送和/或接收裝置，此外至少只對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配置用于評(píng)價(jià)、制定和輸出行車路線情況報(bào)告和/或工作指令的分散數(shù)據(jù)處理裝置(SB)。
2.如權(quán)利要求1所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，所述分散數(shù)據(jù)處理裝置(SB)由單通道或多通道計(jì)算器(RK)構(gòu)成，該計(jì)算器通過無線電發(fā)送和/或接收裝置(F)與其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)或傳感器的無線電發(fā)送和/或接收裝置共同起作用，并通過一個(gè)匹配電路(HW)與從屬于其自身的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或至少一個(gè)傳感器連接。
3.如權(quán)利要求2所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置直接或者通過優(yōu)選屏蔽的和/或扭絞的導(dǎo)線連接到從屬的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或傳感器。
4.如權(quán)利要求2或3所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，為了控制一個(gè)道口上的多個(gè)道口執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)有一個(gè)公共的控制裝置，該控制裝置可以通過一個(gè)專門的匹配電路由一個(gè)附屬的分散數(shù)據(jù)處理裝置接通或關(guān)閉。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，為了給傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的無線電發(fā)送裝置和/或接收裝置、它們的數(shù)據(jù)處理裝置以及傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身供電，配有分散的電源裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，在多軌道道口處，給設(shè)置在相鄰軌道(G1，G2)至少接近同一高度上的傳感器(SE1.1，SE2.2)配備一個(gè)公共的分散電源裝置，該電源裝置設(shè)置在軌道一側(cè)的多個(gè)傳感器(SE1.1)中一個(gè)的附近，并對(duì)相關(guān)傳感器以及通過橫穿軌道的導(dǎo)線(K1)對(duì)設(shè)置在軌道另一側(cè)的傳感器(SE2.2)或多個(gè)傳感器供電。
7.如權(quán)利要求1或6中任一項(xiàng)所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，在多軌道道口處，設(shè)置在相鄰軌道至少接近同一高度的傳感器(SE1.1，SE2.2)中的至少一個(gè)通過至少一根橫穿軌道的導(dǎo)線至少間接地或者供電給一個(gè)為這些傳感器共用的無線電發(fā)送裝置和/或接收裝置或者供電給分立的多個(gè)無線電發(fā)送和/或接收裝置。
8.如權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，當(dāng)一個(gè)遮斷信號(hào)機(jī)設(shè)置于在空間上靠近至少一個(gè)傳感器時(shí)，為了對(duì)這些組件供電，設(shè)有一個(gè)公共的分散電源裝置，它在空間上從屬于其中一個(gè)組件，并通過導(dǎo)線與這個(gè)組件或其它多個(gè)組件連接。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，為了將行駛路線情況報(bào)告?zhèn)鬟f給機(jī)車和/或調(diào)度中心或監(jiān)控站，至少間接地采用相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的或相關(guān)傳感器的無線電發(fā)送裝置(F)。
10.如權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，所述分散的電源裝置具有可通過充電調(diào)節(jié)器充電的蓄能器(B)。
11.如權(quán)利要求10所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，該蓄能器由蓄電池構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求11所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，該蓄電池(B)為鉛膠電池(Bleigelbatterie)。
13.如權(quán)利要求5或10至12中任一項(xiàng)所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，道口處的多個(gè)分散電源裝置由一個(gè)公共的電源裝置來供電，這些分散的電源裝置通過導(dǎo)線連接到該公共電源裝置。
14.如權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，為了對(duì)至少幾個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行供電，設(shè)有多個(gè)按相同或不同物理方法工作的電源裝置。
15.如權(quán)利要求5至14中任一項(xiàng)所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，所述電源裝置由太陽能發(fā)電機(jī)(SG)構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求15所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，所述太陽能發(fā)電機(jī)由至少一個(gè)裝配在立桿(M)或橋臂桿上的太陽能板組成。
17.如權(quán)利要求5至14中任一項(xiàng)所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，所述電源裝置由風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求5至14中任一項(xiàng)所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，所述電源裝置由燃料電池構(gòu)成。
19.如權(quán)利要求1，7或9所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，所述無線電發(fā)送和/或接收裝置(F)安裝在一根立桿(M)或橋臂桿上。
20.如權(quán)利要求16和19所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，所述太陽能發(fā)電機(jī)和無線電發(fā)送和/或接收裝置設(shè)置在用于控制道路或軌道交通的色燈信號(hào)機(jī)(L1.1，L1.2，L2.1，L2.2，U1.1，U1.2，U2.1，U2.2)的立桿或橋臂桿上。
21.如權(quán)利要求5至20中任一項(xiàng)所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，所述立桿配有用于容裝蓄能器-從外面可用護(hù)板將其封閉的空腔，并且在立桿內(nèi)部容裝充電調(diào)節(jié)器和立桿或橋臂桿上用電器的電纜接頭，以及立桿上連接到執(zhí)行機(jī)構(gòu)或傳感器的導(dǎo)線。
22.如權(quán)利要求21所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，在這些立桿內(nèi)部裝有分散的數(shù)據(jù)處理裝置。
23.如權(quán)利要求21或22所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，在這些立桿內(nèi)部裝有無線電發(fā)送和/或接收裝置，且這些無線電發(fā)送和/或接收裝置配有至少一根天線，該天線從立桿中引出。
24.如權(quán)利要求21所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，所述護(hù)板通過門鎖防止非授權(quán)地被打開。
25.如權(quán)利要求6，7或9所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，設(shè)置在相鄰軌道基本同一高度上的傳感器(SE1.1，SE1.2)間或傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的導(dǎo)線(K1)從至少一根軌道(G1，G2)的碎石道床或其它軌道支承體的下面穿過。
26.如權(quán)利要求25所述的道口安全設(shè)備，其特征在于，該導(dǎo)線鋪設(shè)在護(hù)道、護(hù)管和/或保護(hù)軟管里面。
全文摘要
鐵路道口(BU)的各個(gè)組件、即執(zhí)行機(jī)構(gòu)(S1至S2,L1.1至L2.2,U1.1至U2.2)和傳感器(SE1.1至SA2.2)通過無線電發(fā)送和/或接收裝置相互連接。傳感器信號(hào)在配屬于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制器里進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制指令。執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器以及配屬于它們的控制器和無線電發(fā)送和/或接收裝置的供電最好分散地通過太陽能發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)。只有當(dāng)已經(jīng)存在供執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及必要時(shí)供傳感器運(yùn)行用的電源線的時(shí)候,才可以在那里實(shí)現(xiàn)集中供電;同樣也可以給分散的電源裝置集中供電。在任何情況下,對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制都是通過無線電分散地實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)需要可以給各執(zhí)行機(jī)構(gòu)重新配備分散的電源裝置,而不必改變鐵路道口安全設(shè)備控制方案。
文檔編號(hào)B61L29/24GK1358147SQ0080954
公開日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2000年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月16日
發(fā)明者哈特維格·奧姆斯特德, 克勞斯·巴索, 岡瑟·沃爾 申請(qǐng)人:西門子公司