專利名稱：有軌機(jī)車的自定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的裝置。這樣的裝置例如通過DE-PS11 76 698已為公眾所知。其中聯(lián)系一個(gè)帶有在機(jī)車和鐵路線路之間的線性信號(hào)傳輸裝置的保證行車安全的系統(tǒng)，報(bào)道了機(jī)車的自定位。這種機(jī)車通過耦合線架與在軌道上敷設(shè)的傳感導(dǎo)線感應(yīng)耦合，通過傳感導(dǎo)線從遠(yuǎn)處的控制臺(tái)傳送有關(guān)機(jī)車控制的重要數(shù)據(jù)。耦合線架相互間成90°角并相對(duì)傳感導(dǎo)線回路成45°角設(shè)置。通過這種線架裝置即便當(dāng)通過線路交叉地點(diǎn)時(shí)調(diào)頻信息也能夠由中心接收或發(fā)送給它。此外通過這樣的線架設(shè)置能夠以簡(jiǎn)單的方法來確定，什么時(shí)候機(jī)車帶著它的天線恰好通過傳感導(dǎo)線線路交叉地點(diǎn)。當(dāng)駛離一傳感導(dǎo)線段而進(jìn)入下一傳感導(dǎo)線段時(shí)，兩個(gè)耦合線架的接收電壓的相位轉(zhuǎn)變180°，在此這種相位突變對(duì)于兩個(gè)天線是隨地點(diǎn)而不同的。當(dāng)沿前進(jìn)方向定位的天線已經(jīng)與下一線段的傳感導(dǎo)線耦合，并從那里開始接收相對(duì)于前面接收的信號(hào)相位轉(zhuǎn)變了180°的信號(hào)時(shí)，在相對(duì)于前進(jìn)方向相反定向的天線的輸出端上可截取的接收電壓仍具有原始相位。兩個(gè)相位可以相互比較，當(dāng)短暫地同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)相位相反的接收電壓時(shí)，推斷出此時(shí)正通過交叉地點(diǎn)。對(duì)于識(shí)別傳感導(dǎo)線交叉地點(diǎn)不僅要評(píng)定兩個(gè)接收電壓的相位，而且要評(píng)定其振幅，即兩個(gè)接收電壓的振幅必須具有一定的最小電平，以便能夠識(shí)別出線路交叉地點(diǎn)。沒有出現(xiàn)這種最小電平表明暫時(shí)有通信故障，不應(yīng)將其識(shí)別為通過線路交叉地點(diǎn)。
除了具有在機(jī)車上交叉或錯(cuò)位設(shè)置的接收天線的通信系統(tǒng)以外，還有這樣的通信系統(tǒng)，其只具有單一天線(DE-AS1908 400)或兩個(gè)相互并列且分別耦合在傳感導(dǎo)線往回導(dǎo)線上的接收天線。借助于這種接收天線通過相位辨別來識(shí)別線路交叉地點(diǎn)到目前為止是不可能的。雖然當(dāng)通過傳感導(dǎo)線交叉地點(diǎn)時(shí)接收電壓的相位也變換，但是接收電壓各自同時(shí)迅速變換。因此對(duì)于這種相位突變的識(shí)別沒有提供比較相位，使得在這種形式的天線裝置中到目前為止只能靠電平降低來識(shí)別線路交叉地點(diǎn)。
本發(fā)明的目的在于，對(duì)權(quán)利要求1前序部分所述的裝置作進(jìn)一步改進(jìn)，使得即便當(dāng)機(jī)車具有單一天線或相互并列且分別耦合在傳感導(dǎo)線往回導(dǎo)線上的接收天線時(shí)，通過評(píng)定接收電壓的相位也能夠明確地識(shí)別傳感線路交叉地點(diǎn)。通過這種裝置能夠?qū)⒂捎趥鞲芯€路交叉地點(diǎn)引起的電平擾動(dòng)與由于通信干擾，接觸不良和類似現(xiàn)象所引起的電平擾動(dòng)明確地區(qū)分開來。
本發(fā)明的目的是通過權(quán)利要求1特征部分的特征來實(shí)現(xiàn)的。通過在電平下降時(shí)，使機(jī)車儀器在一定的時(shí)間間隔內(nèi)保持那時(shí)的相位，可以在接收電壓再升高時(shí)使接收電壓的實(shí)際相位與所保持的比較相位進(jìn)行比較，以便由此能判斷出，電平降低是由于通過傳感線路交叉地點(diǎn)而引起的還是由于干擾所引起的。
下面借助附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，附圖中

圖1為按照現(xiàn)有技術(shù)探測(cè)傳感線路交叉地點(diǎn)的原理圖；圖2為按照本發(fā)明探測(cè)傳感線路交叉地點(diǎn)的原理圖。
在圖中給出了敷設(shè)在沒有示出的軌道鋼軌之間的傳感導(dǎo)線L的局部簡(jiǎn)圖，沿箭頭方向有信號(hào)電流流過傳感導(dǎo)線。這個(gè)信號(hào)電流構(gòu)成圍繞傳感導(dǎo)線的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)被行駛在軌道上的機(jī)車的交叉接收天線A1，A2所接收。在機(jī)車經(jīng)過時(shí)應(yīng)該被探測(cè)到的線路交叉地點(diǎn)K上，軌道中的傳感導(dǎo)線往回導(dǎo)線的幾何布置的變化是顯著的。如同由圖示的機(jī)車一方的一接收天線的接收電壓UA1在路段S上的變化所看到的，接收電壓在機(jī)車天線靠近線路交叉地點(diǎn)時(shí)下降，為了在后面再升高到相同值。接收電壓的相位在此變化180°，因?yàn)榘惭b在天線下部的傳感導(dǎo)線段在相互毗鄰的區(qū)段中由不同方向的信號(hào)電流流過。由于傳感導(dǎo)線上的兩個(gè)接收天線的不同取向，當(dāng)通過傳感導(dǎo)線線路交叉地點(diǎn)時(shí)天線接收到短暫的反相信號(hào)。這種反相信號(hào)導(dǎo)致在附連的接收機(jī)E1，E2的輸出端上提供有反相接收電壓。這種用來識(shí)別線路交叉地點(diǎn)的接收電壓在相位比較裝置中被評(píng)定。同時(shí)鑒別器D評(píng)定兩個(gè)接收電壓的振幅。如果接收電壓位于給定的下限值SW以上，并且相位比較裝置識(shí)別出它們?cè)诖怂查g為反相的接收電壓，比較裝置將輸出關(guān)于識(shí)別出機(jī)車天線正好通過傳感導(dǎo)線線路交叉地點(diǎn)K的識(shí)別信號(hào)K*。
假定在圖2中機(jī)車儀器具有兩個(gè)相互并列設(shè)置并與傳感導(dǎo)線環(huán)線的往回導(dǎo)線耦合的接收天線A3，A4。由接收天線接收的接收電壓在加法器A中以已知的方法相位正確地相加并連接到一接收器E3。接收天線的接收電壓UA3當(dāng)通過線路交叉地點(diǎn)時(shí)下降并且接著再升高。為了在接收電壓再高時(shí)能夠就此作出一個(gè)有關(guān)被探測(cè)出的振幅下降是否與通信干擾或類似的干擾有關(guān)，或者事實(shí)就與由于通過線路交叉地點(diǎn)而振幅下降有關(guān)的報(bào)告，當(dāng)接收電壓低于一給定的下限值SW1時(shí)，機(jī)車儀器以相應(yīng)的方法保持電壓UA3的相位或者復(fù)制它。如果接收電壓的振幅后來超過第二極限值SW2時(shí)，鑒別器D1就激活相位比較裝置1，該裝置將接收電壓UA3的實(shí)際相位與早先求得的比較電壓的保持相位進(jìn)行比較。如果兩個(gè)電壓反相，就證明，所出現(xiàn)的電壓下降是由于通過傳感導(dǎo)線線路交叉點(diǎn)所引起的。
這兩個(gè)極限值可以是相同大小，通過它們分別保持比較相位或者實(shí)施比較過程，然而比較有利的是極限值SW2大于極限值SW1，由此來確保當(dāng)接收電壓再升高時(shí)，才直正開始比較過程。
在圖示的實(shí)施例中鑒別器D1不僅檢測(cè)低于給定的第一極限值SW1，而且也檢測(cè)超過給定的第二極限值SW2。當(dāng)?shù)陀诮o定的下極限值SW1時(shí)鑒別器D1將接收器4中測(cè)得的相位保存在一存儲(chǔ)器SP1中，當(dāng)識(shí)別出上極限值SW2時(shí)，將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器SP1中的相位值與在接收器E3上可獲取的接收電壓的相位在相位比較裝置1中進(jìn)行比較。當(dāng)實(shí)際的接收電壓與所存儲(chǔ)的比較電壓反相且實(shí)際的接收電壓超過給定的上極限值SW2時(shí)，該相位比較裝置就輸出交叉地點(diǎn)識(shí)別信號(hào)K*并同時(shí)將存儲(chǔ)器SP1中存儲(chǔ)的相位值復(fù)位。因此裝置已經(jīng)為接收電壓的下一次下降以如前所述的相同方式作為反應(yīng)準(zhǔn)備。
存儲(chǔ)器SP1必須將由其D1檢測(cè)到的比較電壓的相位在一定的最小時(shí)間間隔內(nèi)以相宜的方式輸送給相位比較裝置1。然而由于沒有基準(zhǔn)相位，這一點(diǎn)不能以數(shù)字值表示，而是在存儲(chǔ)器或預(yù)裝給存儲(chǔ)器的圖形中產(chǎn)生信號(hào)，對(duì)于后來的相位比較由此信號(hào)就可以識(shí)別出被比較信號(hào)的相位關(guān)系。由于這個(gè)原因存儲(chǔ)器SP1例如通過同步振蕩器構(gòu)成，該振蕩器在機(jī)車行駛進(jìn)入傳感導(dǎo)線區(qū)域(接收電壓升高超過給定的最小電平)時(shí)頻率同步，并通過隨時(shí)識(shí)別與接收電壓過零有關(guān)的振幅最大值和最小值實(shí)現(xiàn)與傳感導(dǎo)線電流的實(shí)際相位同步。這個(gè)連續(xù)同步化的同步振蕩器也能夠在接收電壓下降到低于下極限值SW1之后至少在一給定時(shí)間間隔內(nèi)在其輸出端上提供信號(hào)，這些信號(hào)對(duì)于此前獲得的接收電壓的相位是有代表性的。通過將實(shí)際接收電壓的峰值和過零與由同步振蕩器修改的比較電壓的峰值和過零隨時(shí)間進(jìn)行比較，就能夠識(shí)別出，兩個(gè)進(jìn)行比較的電壓是否反相。
任一電壓頻率和相位適合的其他振蕩器都可以代替這種同步振蕩器為用于相位比較的比較信號(hào)作好準(zhǔn)備。這些振蕩器已公知的有相位同步回路振蕩器。
通過同步振蕩器或?qū)Ρ容^過程起類似作用的圖形，預(yù)給定比較相位僅對(duì)一定的時(shí)間間隔是允許的，否則將產(chǎn)生由于比較信號(hào)的相位相對(duì)于應(yīng)該出現(xiàn)的信號(hào)的相位偏移得太遠(yuǎn)，使得盡管進(jìn)行比較的接收電壓同相位而被相位比較裝置識(shí)別為反相位的危險(xiǎn)。在用于通過傳感導(dǎo)線線路交叉地點(diǎn)的最長(zhǎng)允許時(shí)間之后，存儲(chǔ)器SP1的無效連接或其輸出信號(hào)的無效連接，例如可通過一個(gè)時(shí)間元件來觸發(fā)，該時(shí)間元件在存儲(chǔ)器調(diào)節(jié)時(shí)由鑒別器D1激活。
對(duì)于傳感導(dǎo)線信息的接收和傳感導(dǎo)線線路交叉地點(diǎn)的識(shí)別不必非得采用兩個(gè)相互并列設(shè)置的并與傳感導(dǎo)線往回線路耦合的接收天線。相反可以僅用一個(gè)天線進(jìn)行工作，但是在此對(duì)傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容的評(píng)定由于較低的接收電平而可能有困難。在僅采用一個(gè)天線的情況下可以省去加法器。作為有軌機(jī)車除了軌道連接的機(jī)車如火車，城市有軌電車，地下列車和高速列車以外也包括懸浮列車和通過感應(yīng)導(dǎo)線在軌道上行駛的機(jī)車。
權(quán)利要求
1.一種在通過交叉的，外饋電的傳感導(dǎo)線環(huán)線劃分成區(qū)段的線路上軌行的有軌機(jī)車的自定位裝置，通過利用至少一個(gè)與傳感導(dǎo)線環(huán)線的往回導(dǎo)線感應(yīng)耦合的接收天線，至少可間接地就振幅和相位來評(píng)定其接收電壓，以便識(shí)別出被經(jīng)過的傳感導(dǎo)線線路交叉地點(diǎn)，其特征在于，所述機(jī)車儀器具有至少一個(gè)與傳感導(dǎo)線電流的頻率或其倍數(shù)調(diào)諧的振蕩器(SP1)，當(dāng)駛?cè)雮鞲袑?dǎo)線環(huán)線時(shí)，所述機(jī)車儀器使振蕩器至少在相位上與接收電壓(UA4)同步并持續(xù)跟蹤它，當(dāng)接收電壓下降到低于給定的第一電平(SW1)時(shí)，該機(jī)車儀器保持在此時(shí)刻確定的接收電壓(UA4)的相位，并接著將此相位與實(shí)際接收電壓(UA3)的相位進(jìn)行比較，以便識(shí)別出被經(jīng)過的傳感導(dǎo)線線路交叉地點(diǎn)(K)，其中，后置的處理裝置(1)根據(jù)所識(shí)別出的反相位且當(dāng)此時(shí)接收電壓(UA3)高于給定的第二電平(SW2)時(shí)，輸出一信號(hào)(K*)并將其認(rèn)作為線路交叉地點(diǎn)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二電平(SW2)以給定的數(shù)值或分量位于第一電平(SW1)之上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，一個(gè)在識(shí)別線路交叉地點(diǎn)(K)過程中以需要的方式可復(fù)位的時(shí)間測(cè)定用于在一個(gè)通過線路交叉地點(diǎn)所允許的最長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持比較電壓的相位。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述機(jī)車儀器通過隨時(shí)間評(píng)定接收電壓(UA3)的峰值，過零點(diǎn)和比較電壓來確定有待由振蕩器制備好的比較電壓的相位。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述機(jī)車儀器具有一個(gè)或多個(gè)天線裝置，它們分別只帶有單一的接收天線或多個(gè)垂直于軌道的相互并列設(shè)置的，分別耦合在傳感導(dǎo)線往回導(dǎo)線上的接收天線(A3，A4)。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述機(jī)車儀器在接收電平下降到接收電壓第一電平(SW1)以下之前就已調(diào)整振蕩器到一個(gè)通過傳感導(dǎo)線電流頻率確定的基本頻率，并且當(dāng)且只要接收電壓接收電平超過一給定的最小值(SW1，SW2)時(shí)，對(duì)此確定傳感導(dǎo)線電流的頻率。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述振蕩器設(shè)計(jì)成同步振蕩器。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述振蕩器設(shè)計(jì)成相位同步回路振蕩器。
全文摘要
一種用于軌行機(jī)車自定位的裝置，在只有單一接收天線或多個(gè)相互并列設(shè)置并耦合在傳感導(dǎo)線(L)往回導(dǎo)線上的接收天線(A3，A4)的機(jī)車上，當(dāng)?shù)陀谝唤o定的接收電平(SW1)時(shí)，記錄下此時(shí)接收電壓的相位。當(dāng)接收電壓的電平(SW2)再升高時(shí)，然后可以將接收電壓(UA3)的實(shí)際相位與所記錄的接收電壓的相位進(jìn)行比較。當(dāng)進(jìn)行比較的接收電壓相互反相時(shí)則推斷經(jīng)過傳感導(dǎo)線線路交叉地點(diǎn)(K)，當(dāng)同相時(shí)，則推斷為暫時(shí)出現(xiàn)通信干擾。比較電壓的相位的保持優(yōu)選通過一同步振蕩器實(shí)現(xiàn)，其中，實(shí)際接收電壓(UA3)與比較電壓之間在時(shí)間上的錯(cuò)位最好通過評(píng)定兩個(gè)電壓的峰值來確定。
文檔編號(hào)B61L3/00GK1228060SQ97197353
公開日1999年9月8日 申請(qǐng)日期1997年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月1日
發(fā)明者邁克爾·邁耶, 阿克塞爾·波斯伯格, 漢斯－喬基姆·沃恩霍爾茨 申請(qǐng)人:西門子公司