AT391765B - Einrichtung zur signaltechnisch sicheren darstellung eines meldebildes - Google Patents

Description

Nr. 391 765

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur signaltechnisch sicheren Darstellung eines aus mehreren, aus einer großen Zahl vorab festgelegter Bildelemente bestehenden Meldebildes auf einem Datensichtgerät, bei dem von einem signaltechnisch sicheren Steuerrechner gelieferte, einzelnen Bildelementen entsprechende Codeworte in einer Bildschirmansteuereinheit in vom Datensichtgerät verarbeitbare Bilddaten umgesetzt, zwischengespeichert und dem Datensichtgerät zur Wiedergabe auf dem Bildschirm zugeführt werden.

In Anlagen der Eisenbahnsicherungstechnik wie Stellwerken oder Femsteuerzentralen ist es erforderlich, den Bedienern eine graphische Nachbildung der jeweils zu steuernden Anlage und den aktuellen Zustand der einzelnen Steuerungs- und Uberwachungselemente als sogenanntes Meldebild signaltechnisch sicher anzuzeigen. Dies geschieht mit Hilfe eines Stelltisches oder einer Stelltafel, auf der das Meldebild als Mosaik aus ausleuchtbaren und teilweise mit Bedienelementen ausgestatteten standardisierten Tischfeldem wiedergegeben ist

In letzter Zeit werden in zunehmendem Maße Datensichtgeräte, meist Farbmonitore zur Anzeige des Meldebildes verwendet. Insbesondere in Stellwerken mit großen, unübersichtlichen Stellbereichen oder in Femsteuerzentralen lassen sich Datensichtgeräte als sogenannte Bahnhofslupen vorteilhaft zur Darstellung von Teilbereichen des Meldebildes einsetzen.

Das auf einem Datensichtgerät dargestellte Meldebild gilt als signaltechnisch sicher, wenn, wie z. B. in der DE-AS 24 14 247 beschrieben, jede Bildinformation aus zwei getrennt erarbeiteten komplementären Teilinformationen besteht und es sofort erkennbar ist, wenn zwei komplementäre Teilinformationen nicht zueinander passen, oder wenn eine mit vom menschlichen Auge gut wahrnehmbare Frequenz wechselnde Ansteuerung des Datensichtgerätes über zwei getrennte Bildschirmansteuereinheiten erfolgt und deshalb eine Nichtübereinstimmung der von den Bildschirmansteuereinheiten gelieferten Bilddaten zu einem auffälligen Blinken des entsprechenden Bildelementes führt

Die signaltechnische Sicherheit einer Darstellung auf einem solcherart angesteuerten Datensichtgerät ist aber nur dann gewährleistet, wenn das Datensichtgerät ständig von einem Bediener überwacht wird.-Bleibt das Datensichtgerät längere Zeit unbeobachtet, so ist die Wahrscheinlichkeit dafür, daß während dieser Zeit in beiden Ansteuereinheiten der gleiche Fehler auftritt, nicht mehr beliebig gering. Ein solcher Doppelfehler würde aber, wenn er nicht gerade eine unsinnige Anzeige ergibt, nicht bemerkt

Aufgabe der Erfindung ist es, eine signaltechnische sichere Darstellung eines Meldebildes auf einem Datensichtgerät ohne die Mitwirkung eines Menschen mit geringem Aufwand zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Ausgang der Bildschirmansteuereinheit mit dem seriellen Eingang eines rückgekoppelten Schieberegisters verbunden ist, wobei im Schieberegister ein aus den dem Datensichtgerät zugeführten Bilddaten durch Datenreduktion gebildeter Priifcode gespeichert ist, daß mit dem Steuerrechner ein Vergleichscodespeicher verbunden ist, in dem ein dem jeweils darzustellenden Meldebild zugeordneter Vergleichscode bereitgehalten ist, daß ein Vergleicher, dessen erster Eingang mit dem Parallelausgang des rückgekoppelten Schieberegisters und dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Vergleichscodespeichers verbunden ist, Prüfcode und Vergleichscode miteinander vergleicht, und daß eine Fehleranzeige erfolgt, wenn Prüfcode und Vergleichscode voneinander abweichen. Die Bildung eines Prüfcodes durch Datenreduktion ist bereits in der DE-OS 33 24 313 erwähnt, jedoch wird hier der gewonnene Prüfcode nicht mit einem vorab festgelegten Vergleichscode, sondern mit einem zweiten Prüfcode verglichen, der aus den Bilddaten eines zweiten, parallelarbeitenden Bildschirmansteuerkanals auf gleiche Art und Weise wie der erste Prüfcode gewonnen wird. Die Bildung eines zweiten Prüfcodes erfordert eine zweite Bildschirmansteuereinheit sowie ein zweites rückgekoppeltes Schieberegister und ist demnach recht aufwendig. Die erfindungsgemäße Lösung sieht demgegenüber die Bereithaltung eines besonderen Vergleichscodes für jedes mögliche Meldebild vor. Der zu einem bestimmten Meldebild gehörende Vergleichscode wird durch den Steuerrechner aus einer im Vergleichscodespeicher abgespeicherten Liste ausgewählt und mit dem Prüfcode verglichen.

Eine Speicherung von Vergleichscodes für alle möglichen Meldebildvariationen erfordert viel Speicherplatz. Der Bedarf an Speicherplatz wächst mit der Größe der Anlage überproportional. Um den benötigten Speicherplatz zu reduzieren sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß dem Vergleichscodespeicher ein Grundcodespeicher mit einem fest abgespeicherten, einem Grund-Meldebild zugeordneten Grundcode, und ein Änderungscodespeicher mit Änderungscodes, die den einzelnen gegenüber dem Grund-Meldebild bestehenden Änderungen des darzustellenden Meldebildes zugeordnet sind, über einen Modulo-2-Addierer vorgeschaltet sind, wobei die Eingänge des Modulo-2-Addierers zur Eingabe von gespeicherten Codeworten in den Modulo-2-Addierer mit den Ausgängen des Grundcodespeichers, des Änderungscodespeichers und des Vergleichscodespeichers verbindbar sind. Während die bisherige Lösung eine diskret aufgebaute Schaltung angibt, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Parallelausgang des Schieberegisters sowie die Ausgänge des Grundcodespeichers und des Ändeiungscodespeichers mit Eingängen des Steuerrechners verbunden sind, wobei der Steuerrechner die Funktion des Modulo-2-Addierers und des Vergleichscodespeichers übernimmt Dabei wird die Bildung des Vergleichscodes und der Vergleich mit Hilfe des Steuerrechners durchgeführt

Anhand dreier Figuren soll nun das Verfahren nach der Erfindung und zwei verschiedene Ausführungsbeispiele für eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung ausführlich beschrieben werden.

In Figur 1 ist ein Datensichtgerät OM) dargestellt, das von einer Bildschirmansteuereinheit (BA) gesteuert wird. Hierzu weist es einen Bilddateneingang (DB) auf und einen Steuereingang (ST) für die zur Strahlablenkung erforderlichen Horizontal- und Vertikal-Synchronisationsimpulse. Ist das Datensichtgerät ein -2-

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Farbmonitor, so besitzt es drei getrennte Bilddateneingänge für die Primärfarben Rot, Grün und Blau. Die Bildschirmansteuereinheit wandelt die von einem signaltechnisch sicheren Steuerrechner (R) zur Darstellung einzelner Bildelemente ausgegebenen Codeworte in zugeordnete Bilddatensätze um und speichert diese in einem Bildwiederholspeicher. Von dort werden sie bytweise in ein Schieberegister eingegeben und seriell in einem für eine flimmerfreie Bilddarstellung erforderlichen schnellen Takt auf das Datensichtgerät ausgegeben. Der signaltechnisch sichere Steuerrechner (R) kann z. B. aus einem Doppel-Mikrorechnersystem bestehen, dessen Rechner (RI, R2) sich durch gegenseitigen Austausch und anschließenden Vergleich ihrer Veraibeitungsergebnisse gegenseitig auf einwandfreie Funktion überwachen.

Die Bilddaten, die das Datensichtgerät über seinen Bilddateneingang erhält, werden außerdem seriell einem rückgekoppelten Schieberegister (RS) zugeführt. In diesem Schieberegister erfolgt eine Datenreduktion durch Verknüpfung dieser Daten mit einem zyklischen Polynom. Nach Durchgang einer bestimmten Datenmenge, z. B. der Daten für ein komplettes Bild, wird das am Parallelausgang des rückgekoppelten Schieberegisters anstehende Datenwort als Prüfcode einem Eingang eines signaltechnisch sicheren Vergleichers (V) zugeführt und mit einem Vergleichscode verglichen, der in einem mit dem Steuenechner (R) verbundenen Vergleichscodespeicher (VS1) bereitgehalten wird. Der Vergleichscode wird vor Inbetriebnahme des Datensichtgerätes für alle möglichen darzustellenden Meldebildvariationen erstellt und entspricht bei fehlerfreier Funktion der Bildschirmansteuereinrichtung dem durch Datenreduktion gewonnenen Prüfcode. Stellt der Vergleicher eine Abweichung zwischen Prüfcode und Vergleichscode fest, so gibt er über eine Leitung (L) eine Fehlermeldung aus, die den Bediener auf die fehlerhafte Darstellung aufmerksam macht und ggf. Bedienhandlungen mit Sicherheitsverantwortung bis zur Behebung des Fehlers sperrt.

In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung dargestellt, die sich zur Verwendung in größeren Anlagen der Eisenbahnsignaltechnik eignet. Da bei solchen Anlagen die Anzahl der möglichen Meldebildvariationen sehr groß ist, wird anstelle eines sämtliche möglichen Meldebildvariationen enthaltenden Vergleichscodespeichers (VS1) in Fig. 1 nur ein Vergleichscodespeicher (VS2) geringer Kapazität verwendet, in dem nur der jeweils aktuelle Vergleichscode eingespeichert ist Dieser wird ständig aus einem Grundcode und einer Anzahl den laufenden Änderungen des Meldebildes entsprechenden Änderungscodes durch Modulo-2- Addition in einem Modulo-2-Addierer (A) gebildet. Dabei sind sowohl der Grundcode als auch alle Änderungscodes durch ein und dasselbe Generatorpolynom gebildete, zyklische Binärcodes, wie sie z. B. in dem Buch "Error Correcting Codes" von W. Peterson, erschienen bei John Wiley & Sons, Inc. New York, London, beschrieben sind. Der Grundcode, der dem Vergleichscode für ein Grundbild, bei dem alle dargestellten Bildelemente in einem festgelegten Grundzustand dargestellt sind, entspricht, ist in einem Grundcodespeicher (GS) gespeichert. Sämtliche möglichen Änderungscodes, die die Vergleichscodes für alle möglichen Änderungen des Meldebildes gegenüber dem Grundbild darstellen, sind in einem Änderungscodespeicher (AS) abgelegt Ihre Anzahl ist zwar hoch, jedoch bei einer größeren Anlage wesentlich geringer als die Anzahl von Vergleichscodes, die gespeichert werden müßten, wenn für jede mögliche Meldebildvariation ein getrennter Vergleichscode ständig bereitgehalten werden müßte.

In einer Einrichtung nach Figur 2 entwickelt sich der Vergleichscode zusammen mit dem Meldebild: Bei Inbetriebnahme des Datensichtgerätes erscheint zunächst das Grundbild, z. B. das Gleisbild einer Stellwerksanlage, in welchem alle Weichen in Rechtslage sind und alle Signale rot zeigen. In den Vergleichscodespeicher wird der Grundcode eingegeben. Werden Bedienhandlungen vorgenommen, so wählt der Steuerrechner für jede Bedienhandlung, die die Änderung eines Bildelementes bewirkt (z. B. Umstellen einer Weiche von Rechtslage in Linkslage) den entsprechenden Änderungscode für die betreffende Weiche im Änderungscodespeicher aus. Dieser wird im Modulo-2-Addierer mit dem vom Grundcodespeicher gelieferten Grundcode verknüpft und ergibt den Vergleichscode, der im Vergleichercodespeicher zwischengespeichert und dem Vergleicher zugeführt wird. Bei der nächsten Änderung eines Bildelementes wird der zugehörige Änderungscode nicht mehr dem Grundcode, sondern dem zwischengespeicherten Vergleichscode, der anstelle des Grundcodes über eine vom Steuerrechner angesteuerte Torschaltung (T) in den Modulo-2-Addierer gelangt, Modulo-2-zuaddiert. Es ergibt sich ein geänderter Vergleichscode. Soll eine Änderung eines Bildelementes rückgängig gemacht werden, so genügt hierzu eine nochmalige Modulo-2-Addition des Änderungscodes. Ein besonderer Änderungscode für das Rückgängigmachen von Bildelementänderungen entfällt damit

Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung bei der die Modulo-2-Addition, die Zwischenspeicherung des Vergleichscodes und der Vergleich im Steuerrechner durchgeführt wird. Damit der Vergleich signaltechnisch sicher ist muß er von beiden Teilrechnem (RI) und (R2) parallel durchgeführt werden. Durch eine Verdreifachung der Bildschirmansteuereinheit (BA1...3) und des rückgekoppelten Schieberegisters (RS1...3) ist hier angedeutet, daß diese Teile dreifach ausgelegt werden, wenn ein Farbmonitor als Datensichtgerät verwendet wird. Steuerrechner und Speicher brauchen dagegen nicht verdreifacht sondern nur in ihren Kapazitäten der erhöhten Datenmenge angepaßt zu werden. -3-

Claims (3)

1. Nr. 391 765 PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zur signaltechnisch sicheren Darstellung eines aus mehreren, aus einer großen Zahl vorab festgelegter Bildelemente bestehenden Meldebildes auf einem Datensichtgerät, bei dem von einem signaltechnisch sicheren Steuerrechner gelieferte, einzelnen Bildelementen entsprechende Codeworte in einer Bildschirmansteuereinheit in vom Datensichtgerät verarbeitbare Bilddaten umgesetzt, zwischengespeichert und dem Datensichtgerät zur Wiedergabe auf dem Bildschirm zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Bildschirmansteuereinheit (BA) mit dem seriellen Eingang eines rückgekoppelten Schieberegisters (RS) verbunden ist, wobei im Schieberegister (RS) ein aus den dem Datensichtgerät (M) zugeführten Bilddaten durch Datenreduktion gebildeter Prüfcode gespeichert ist, daß mit dem Steuerrechner (Q) ein Vergleichscodespeicher (VS1, VS2) verbunden ist, in dem ein dem jeweils darzustellenden Meldebild zugeordneter Vergleichscode bereitgehalten ist, daß ein Vergleicher (V), dessen erster Eingang mit dem Parallelausgang des rückgekoppelten Schieberegisters (RS) und dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Vergleichscodespeichers (VS1, VS2) verbunden ist, Prüfcode und Vergleichscode miteinander vergleicht, und daß eine Fehleranzeige erfolgt, wenn Prüfcode und Vergleichscode voneinander abweichen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergleichscodespeicher (VS2) ein Grundcodespeicher (GS) mit einem fest abgespeicherten, einem Grund-Meldebild zugeordneten Grundcode, und ein Änderungscodespeicher (AS) mit Änderungscodes, die den einzelnen gegenüber dem Grund-Meldebild bestehenden Änderungen des darzustellenden Meldebildes zugeordnet sind, über einen Modulo-2-Addierer (A) vorgeschaltet sind, wobei die Eingänge des Modulo-2-Addierers (A) zur Eingabe von gespeicherten Codeworten in den Modulo-2-Addierer mit den Ausgängen des Grundcodespeichers (GS), des Änderungscodespeichers (AS) und des Vergleichscodespeichers (VS2) verbindbar sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallelausgang des Schieberegisters (RS) sowie die Ausgänge des Grundcodespeichers (GS) und des Änderungscodespeichers (AS) mit Eingängen des Steuerrechners (R) verbunden sind, wobei der Steuerrechner (R) die Funktion des Modulo-2-Addierers und des Vergleichscodespeichers übernimmt Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -4-