CH653298A5

CH653298A5 - Computer-controlled railway signalling system

Info

Publication number: CH653298A5
Application number: CH7356/80A
Authority: CH
Inventors: Karl-Ulrich Dobler
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1979-10-06
Filing date: 1980-10-02
Publication date: 1985-12-31
Also published as: YU254380A; DE2940551C2; ES8200284A1; DE2940551A1; ES495611A0

Description

Die Erfindung betrifft eine rechnergesteuerte Eisenbahnsignalanlage gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Eisenbahnsignalanlagen, vor allem für grosse Stellwerke und Bezirkssteuerzentralen, werden Bedien- und Anzeigeeinrichtungen mit Datensichtgeräten benötigt. Hier besteht nämlich, infolge der Grösse der Anlagen, die Gefahr, dass Stell- und Überwachungstafeln, welche eine schematische Darstellung des Betriebsgeschehens im gesamten dem Stellwerk zugeordneten Stellbereich, oder im Falle einer Bezirkssteuerzentrale im gesamten zugeordneten Bezirk, geben und in der Regel zusätzlich Schaltelemente zur Einleitung von Stellvorgängen enthalten, zu unübersichtlich werden. Mittels der eingesetzten Datensichtgeräte wird dieser Gefahr entgegengewirkt, indem die Fahrdienstleiter die Möglichkeit erhalten, einzelne Ausschnitte der Stell- oder Überwachungstafeln, z.B. den Bereich eines kleineren Bahnhofes, gesondert und aus der Nähe zu betrachten. Dazuhin werden die Stellvorgänge nicht mehr direkt an der Stelltafel, sondern an besonderen Bedienpulten eingeleitet, die, jeweils zusammen mit einem Datensichtgerät, einen Bedienplatz bilden. Die Stelltafel ist dann nur noch Überwachungstafel und gibt einen Überblick über das Betriebsgeschehen im gesamten Stellbereich.

Eine solche Bedien- und Anzeigeeinrichtung ist z.B. in «Si-gnal+Draht» 69 (1977) 10, Seite 219-229 beschrieben. Die Datensichtgeräte — in diesem Falle durch Rechner angesteuerte Farbmo-nitoren — werden hier als «Bahnhofslupen» (s. z.B. Abschnitt 3, 5) bezeichnet. Die Funktionsweise einer solchen Bahnhofslupe geht auch aus der DE-A Nr. 2414247 hervor: Hier ist ein Verfahren zum gesicherten Darstellen wechselnder Betriebsgeschehen mit Datensichtgerät beschrieben, bei dem jede Bildinformation aus zwei, auf getrennten Wegen erarbeitenden, komplementären Teilbildinformationen besteht. Fehlt eine der Teilbildinformationen oder ist sie fehlerhaft, so entsteht kein sinnvolles Gesamtbild auf dem Sichtgerät und der Fehler wird auf diese Weise bemerkt. Die Darstellung auf dem Datensichtgerät kann deshalb als signaltechnisch sicher angesehen werden.

Durch die räumliche Trennung von Überwachungsmitteln und Stellmitteln (Datensichtgerät bzw. Überwachungstafel einerseits und Bedienpult andererseits) — an der Stelltafel waren Überwachungsmittel und Stellmittel noch gemeinsam angeordnet — ist der Fahrdienstleiter bei jeder Handlung, die er am Bedienpult vornimmt, gezwungen, seinen Blick vorübergehend vom Betriebsgeschehen abzuwenden. Andererseits muss er bei der Einleitung von Stellvorgängen am Bedienpult meist mehrmals auf Überwachungstafel oder Sichtgerät sehen, um die Ausführung der gegebenen Stellkommandos zu überwachen. Diese ständige Umorientierung ist lästig und ermüdend und erhöht letztendlich die Wahrscheinlichkeit von Fehlbedienun-gen.

Die technische Aufgabe einer Bedien- und Anzeigeeinrichtung für rechnergesteuerte Eisenbahnsignalanlagen besteht darin, bei der Kommunikation zwischen Bedienern und Anlage sowohl eine sichere Eingabe von Kommandos an die jeweilige Anlage als auch eines signaltechnisch sichere Überwachung der Anlage zu ermöglichen.

Die Anlage nach der Erfindung ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet.

Damit wird die bisher übliche Eingabe durch Tasten oder Fernschreibtelegramme durch eine in der Eisenbahnsignaltechnik bisher nicht verwendete, unmittelbar mit der Bilddarstellung der Datensichtgeräte gekoppelte Eingabemethode ersetzt. Diese für die direkte Kommunikation mit Rechnern entwickelte Eingabemethode (siehe z.B. auf dem Markt befindliche Systeme der Firma Carroll, USA), bei denen der Bediener durch Berühren bestimmter Bildorte Eingaben in einen Rechner veranlasst, sind, sofern sie signaltechnisch sicher ausgebildet werden können, nahezu ideal für den Einsatz zur Stellwerksbedienung. So kann z.B. eine Fahrstrasse durch Berühren zweier Punkte auf der Monitordarstellung einer Bahnhofslupe eingestellt werden. Bei Umschaltung des Monitors auf einen anderen Ausschnitt des Stellbereichs wird die Zuordnung bestimmter Bildpunkte zu bestimmten Elementen des Stellbereichs automatisch mit umgeschaltet, so dass ein Bedienpult mit den Steilbereichselementen fest zugeordneten Tasten entfallen kann. Ein weiterer grosser Vorteil ist der Ersatz der bisher verwendeten, dem Verschleiss unterworfenen mechanischen Bauelemente (Tasten durch Elektronik).

Eine Ausgestaltung der Erfindung ordnet einem Datensichtgerät zwei voneinander weitgehend unabhängige Rechner zu. Diese Rechner können, wie im oben genannten «Signal- und Draht»-Arti-kel, ein zentrales Rechnerpaar sein, das sämtliche anfallende Steuerungsaufgaben wahrnimmt und eine ganze Reihe von Datensichtgeräten zu steuern in der Lage ist. Es können aber auch zwei Mikrorechner zum Einsatz kommen, die nur das betreffende Datensichtgerät ansteuern und mit andern, andere Steuer- und Überwachungsaufgaben wahrnehmenden Rechnern zusammenarbeiten. Die Mikrorechner haben dann vor allem die Aufgabe, die von der mit dem Bildschirm verbundenen Eingabeeinrichtungen gelieferten, vom Be5

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diener durch Berührung festgelegten Koordinaten, bestimmten, im Bild dargestellten Stellbereichselementen elektrisch zuzuordnen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn, wie im Anspruch 3 vorgeschlagen, eine jeder Eingabeeinrichtung zugeordnete Auswertelogik, die z.B. vom Finger eines Bedieners unterbrochene Strahlen eines Infrarot-Strahlengitters, erkennt und daraus eine Koordinatenangabe als Ortsinformation ableitet, doppelt ausgelegt ist. Dadurch bestehen zwei getrennte Verarbeitungswege für die eingegebene Information von der Eingabeeinrichtung bis zum Monitor und zu den anderen Steuer- und Überwachungsrechnern.

Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft die Darstellung an der Überwachungstafel. Da dort keine Stellelemente mehr benötigt werden, braucht die Darstellung auch nicht mehr aus standardisierten Tischfeldern, die einzeln angesteuert und ausgeleuchtet werden, zu bestehen. Nach der Weiterbildung der Erfindung wird die Darstellung durch Projektion mit Hilfe mindestens eines Video-Projektors hergestellt. Soll die Darstellung signaltechnisch sicher sein, was für Übersichtszwecke jedoch nicht unbedingt erforderlich ist, so kann die Informationssicherung dabei wie die Sicherung der Monitorbilder auf den Datensichtgeräten, durch Vereinigung zweier auf verschiedenen Wegen erarbeiteter Teilbilder erfolgen.

Anhand zweier Figuren sollen nun Ausführungsbeispiele der Erfindung ausführlich beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein zentralgesteuertes Stellwerk

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein in dezentraler Technik ausgeführtes Stellwerk.

In Fig. 1 ist dargestellt ein Zwei-Rechner-System RI, R2 welches über Statusleitungen SL und Kommandoleitungen KL sämtliche Stell- und Überwachungsaufgaben eines grossen Stellwerks oder einer Bezirkssteuerzentrale wahrnimmt und bei dem die Rechnerergebnisse durch gegenseitigen Datenaustausch verglichen werden. Zu den Aufgaben des zentralen Rechnerpaares gehört auch die Datenversorgung mehrerer Farbmonitoren M im Bedienungsraum, welche als «Bahnhofslupen» betrieben werden und ausgewählte Teile des Stellbereichs bzw. des Bezirks wiedergeben. Jeder Monitor (in der Figur ist der Einfachheit halber nur ein Monitor M dargestellt) wird durch zwei Monitor-Steuerschaltungen MSI, MS2 angesteuert. Dabei liefert jede Monitor-Steuerschaltung eine Teilbildinformation an den Monitor. Während des Betriebes müssen beide Monitor-Steuerschaltungen über eine Verbindung ZI zwangssynchronisiert sein. Die Teilbildinformationen können so aufgeteilt sein, dass, wie in der oben genannten DE-PS Nr. 2414247 beschrieben, ein Teil aus statischen Informationen, etwa der Streckengeographie, der andere Teil aus dynamischen Informationen gebildet wird. Es ist aber auch möglich, jeder der beiden Monitor-Steuerschaltungen die gesamte Bildinformation zuzuführen und den Monitor abwechselnd von der einen und von der andern Steuerschaltung steuern zu lassen. Geschieht diese Umschaltung, z.B. mittels eines Umsteuerschalters SZ, mit einer langsamen, für das Auge gut wahrnehmbaren Frequenz (z.B. 1 Hz), so wird jeder, durch einen Fehler in der Informationsverarbeitung bedingte Unterschied zwischen den von den Rechnern erarbeiteten Bilddarstellungen sofort erkannt.

Anstelle von Bedienpulten beim Stand der Technik sind bei der vorliegenden Anlage elektronisch arbeitende, mit den Bildschirmen der Monitoren mechanisch verbundene Eingabeeinrichtungen EG vorgesehen. Diese Eingabeeinrichtungen können z.B. aus einer Anzahl Sendern und Empfängern für Infrarotstrahlung bestehen und ein Gitter aus parallel zur Bildschirmbegrenzung verlaufenden Infrarot-Lichtschranken erzeugen, welche in geringem Abstand voneinander und von der Bildschirmoberfläche, diese bedecken. Jede Berührung des Bildschirms ist dann mit einer Unterbrechung eines Teils der Infrarot-Lichtschranken verbunden. Zu jeder Eingabeeinrichtung gehört eine aus Sicherheitsgründen doppelt ausgeführte Auswertelogik ALI, AL2, welche aus Lage und Anzahl der gleichzeitig unterbrochenen Infrarot-Lichtschranken den Ort der Unterbrechung ermittelt und diese Ortsinformation an das Rechnerpaar

RI, R2 weitergibt. Die Rechner vergleichen diese Ortsinformationen mit der auf den Monitoren dargestellten Bildinformation und erarbeiten Stellkommandos, wenn die von der Auswertelogik ermittelten Orte in bestimmte, einzelnen Bildelementen zugeordnete Bildbereiche fallen. Auf diese Weise kann ein Bediener durch Berühren zweier in der Bildinformation markierter Felder z.B. eine Fahrstrasse stellen. Diese Handlung entspricht dann z.B. in der Ausführung der bisher gebräuchlichen Zweitastenbedienung. Die Auswertelogik ist jedoch auch in der Lage, Ortsinformation zu speichern und erst nach einer gewissen Zeit oder auf einen besonderen Befehl hin auszugeben, so dass auch eine sequenzielle Bedienung der Eingabeeinrichtung möglich ist. Zur Eingabe von Fahrstrassennummern kann dann auch ein besonderes Nummernfeld in die Bilddarstellung eingeblendet werden, so dass kein Tastensatz zur Nummerneingabe mehr benötigt wird. Das Berühren des Bildschirms kann dabei in einfachster Weise mit den Fingern erfolgen. Unterschiedliche Fingerdicken führen dabei nicht zu Ortsungenauigkeiten, da die Auswertelogik als Ortsinformation jeweils die Koordinaten der Mitte der unterbrochenen Strahlenbündel ermittelt.

In Fig. 1 sind weiterhin zwei Video-Projektoren PI, P2 dargestellt, die ähnlich den Monitoren durch über eine Verbindung Z2 synchronisierte Projektor-Steuerschaltung PS2 angesteuert werden. Die Video-Projektoren liefern an einer besondern dafür geschaffenen Fläche im Bedienraum des Stellwerks eine Grossbilddarstellung des gesamten Stellbereichs. Die bisher gebräuchliche Überwachungstafel mit einzelnen ausgeleuchteten Bildelementen kann damit entfallen. Die Bildinformation des projizierten Grossbildes kann, wie bei der Monitordarstellung aus zwei sich ergänzenden komplementären Teilbildern mit vollem Format bestehen, wobei jeder Projektor eines der Teilbilder projiziert, es kann aber auch — dies ist bei besonders breiten Projektionsflächen von Vorteil — die Projektionsfläche in zwei Teile aufgeteilt werden, wobei jeder Projektor eine Teilfläche beleuchtet. Eine weitgehende Sicherung der dargestellten Bildinformation gegen Verarbeitungsfehler kann dann durch periodisches Umschalten der Verarbeitungswege erreicht werden, etwa in der Art, dass der Projektor PI seine Bildinformation abwechselnd vom Rechner R1 über die Steuerschaltung PS1 und vom Rechner R2 über die Steuerschaltung PS2 erhält und der Projektor P2 über den zur Übertragung der Bildinformation für den Projektor PI gerade nicht benötigten Verarbeitungsweg mit Bildinformation versorgt wird.

Fig. 2 zeigt die Anordnung von Bedien- und Anzeigeeinrichtungen in einem dezentral aufgebauten elektronischen Stellwerk. Jeweils ein Monitor M2, M3 bildet zusammen mit einer Eingabeeinrichtung EG2, EG3 und einem Mikrorechnerpaar MRl, MR2 bzw. MR3, MR4 eine Bedien- und Anzeigeeinheit BAI bzw. BA2. Die Mikrorechnerpaare der Bedien- und Anzeigeeinheiten sind an einen ersten Datenbus Dl angeschlossen, der eine zentrale Schnittstelle zwischen dem Stellwerk und allen zur Bedienung des Stellwerks und zur Anzeige und Dokumentation von Stellwerksinformation dienenden Einrichtungen bildet und von einem besonderen Mikrorechner VR oder einem Mikrorechnerpaar verwaltet wird. So können an den Bus Dl neben den Bedien- und Anzeigeeinheiten BAI, BA2 ein Videoprojektorpaar P3, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 näher beschrieben, ein Drucker DR oder weitere Monitoren angeschlossen sein. Auch Einrichtungen FST zur Fernsteuerung des Stellwerks oder herkömmliche Bedienpulte — letztere nur dann, wenn sie eingegebene Stellkommandos in digitaler Form weitergeben — können an die zentrale Schnittstelle angeschlossen werden. Das Stellwerk, dessen innerer Aufbau, da er für die Funktion der Bedien- und Anzeigeeinrichtimg ohne Belang ist, nicht aus der Figur hervorgeht, besitzt einen weitern Datenbus D2. Dieser bildet eine Schnittstelle zur Aussenanlage, z.B. zu Gleisfreimeldeeinrichtungen GF, Weichen W oder Signalen S und kann ebenfalls durch einen Mikrorechner oder ein Mikrorechnerpaar verwaltet werden. Die Aufgabe der Verwaltungsrechner VR ist dabei in erster Linie in der Zuteilung von Prioritäten zu sehen.

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2 Blätter Zeichnungen

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1. Rechnergesteuerte Eisenbahnsignalanlage mit mindestens einer Bedien- und Anzeigeeinrichtung, enthaltend Datensichtgeräte zur signaltechnisch sicheren Darstellung von Information, dadurch gekennzeichnet, dass zur Eingabe von Steuerbefehlen in die Rechner (RI, R2) mit den Bildschirmen der Datensichtgeräte (Ml ... M3) verbundene, die Koordinaten von vom Bediener durch Berührung ausgewählten Bildorten auswertende Eingabeeinrichtungen (EG1 ... EG3) vorgesehen sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bedien- und Anzeigeeinrichtung zur Ansteuerung der Datensichtgeräte (Ml... M3) mindestens zwei Rechner (RI, R2, MR1... MR4) vorhanden sind, welche die darzustellende Information oder zueinander gehörende Teile dieser Information so aufbereiten, dass nur dann ein gültiges Bild auf einem Datensichtgerät entsteht, wenn die von jeweils zwei oder mehr Rechnern stammenden Ergebnisse zueinander passen bzw. sich gegenseitig ergänzen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Eingabeeinrichtung (EG1 ... EG3) mit zwei Auswertelogiken (ALI, AL2) ausgestattet ist und dass jedem der ein Datensichtgerät ansteuernden Rechner (Rl, R2, MR1, MR2, MR3, MR4) eine Auswertelogik (ALI, AL2) zugeordnet ist.

4. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Datensichtgeräten eine Überwachungstafel zur Darstellung von Information vorhanden ist, und dass die Darstellung auf der Überwachungstafel mit Hilfe mindestens eines Video-Projektors (PI, P2, P3) erfolgt.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung auf der Überwachungstafel durch mindestens ein Paar von Video-Projektoren (PI, P2, P3) erfolgt, wobei jeder Projektor einen Teil der darzustellenden Information auf die Überwachungstafel projiziert und ein gültiges Bild auf der Überwachungstafel nur entsteht, wenn beide Projektoren zueinander passende oder sich ergänzende Bildinformation liefern.

6. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Datensichtgerät (M2, M3) zusammen mit einer Eingabeeinrichtung (EG2, EG3) und einem Mikrorechnerpaar (MR1, MR2, MR3) eine Bedien- und Anzeigeeinheit (BAI, BA2) bildet, und dass eine oder mehrere Bedien- und Anzeigeeinheiten (BAI, BA2) sowie andere der Anzeige oder Dokumentation von Stellwerksinformation oder der Eingabe von Stellbefehlen dienende Einrichtungen (P3, DR, FST) mit dem Stellwerk (STW) über einen Datenbus (Dl) verbunden sind, welcher eine zentrale Schnittstelle zwischen Stellwerk und Stellwerksbedienung bildet und durch einen Mikrorechner (VR) oder ein Mikrorechnerpaar verwaltet werden kann.