CH653298A5 - Computer-controlled railway signalling system - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine rechnergesteuerte Eisenbahnsignalanlage gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a computer-controlled railway signal system according to the preamble of claim 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. In railway signaling systems, especially for large signal boxes and district control centers, operating and display devices with data display devices are required. Here, because of the size of the systems, there is a risk that control and monitoring panels, which provide a schematic representation of the operation in the entire control area assigned to the signal box, or in the case of a district control center in the entire assigned district, and, as a rule, additional switching elements Initiation of actuating operations included, too confusing. This risk is counteracted by means of the visual display devices used, in that the dispatcher is given the opportunity to cut out individual sections of the control or monitoring panels, e.g. to look at the area of a smaller train station separately and up close. In addition, the control processes are no longer initiated directly on the control panel, but on special control panels, which, together with a visual display unit, form an operator station. The control panel is then only a monitoring panel and gives an overview of the operations in the entire control area.
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. Such an operating and display device is e.g. in "Si-gnal + Draht" 69 (1977) 10, pages 219-229. The data display devices - in this case computer-controlled color monitors - are referred to here as "station magnifiers" (see e.g. section 3, 5). The operation of such a station magnifier is also evident from DE-A No. 2414247: Here, a method for the reliable representation of changing operations with a data display device is described, in which each image information consists of two complementary partial image information that are developed in separate ways. If one of the partial image information items is missing or is incorrect, there is no meaningful overall image on the display device and the error is noticed in this way. The display on the data display device can therefore be regarded as signal-safe.
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. Due to the spatial separation of monitoring equipment and control equipment (data display device or monitoring panel on the one hand and control panel on the other) - on the control panel, the monitoring equipment and control equipment were still arranged together - the dispatcher is forced to take a temporary look at what is happening on the control panel avert. On the other hand, when initiating actuating processes on the control panel, he usually has to look at the monitoring panel or display device several times in order to monitor the execution of the given actuating commands. This constant reorientation is annoying and tiring and ultimately increases the likelihood of incorrect operation.
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. The technical task of an operating and display device for computer-controlled railway signaling systems is to enable both the safe input of commands to the respective system and the safe monitoring of the system in terms of signaling when communicating between the operator and the system.
Die Anlage nach der Erfindung ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet. The system according to the invention is characterized by the features specified in claim 1.
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). This replaces the previously common input using keys or telegrams with an input method that has not previously been used in railway signaling technology and is directly coupled with the image display of the visual display units. This input method, developed for direct communication with computers (see, for example, systems from the company Carroll, USA, on the market), in which the operator prompts input into a computer by touching certain image locations, is almost ideal, provided that it can be trained in terms of signal technology for use in signal box operation. For example, a route can be set by touching two points on the monitor display of a station magnifier. When the monitor is switched to another section of the adjustment range, the assignment of certain pixels to certain elements of the adjustment range is automatically switched over, so that a control panel with the keys assigned to the steep range elements can be omitted. Another great advantage is the replacement of the mechanical components that were previously used and subject to wear (buttons with electronics).
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 One embodiment of the invention assigns two computers that are largely independent of one another to a visual display device. As in the "Signal and Wire" article mentioned above, these computers can be a central pair of computers that perform all control tasks and are able to control a whole range of data display devices. However, two microcomputers can also be used, which only control the relevant visual display device and work together with other computers performing other control and monitoring tasks. The microcomputers then primarily have the task of the Be5, which is supplied by the input devices connected to the screen
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
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3 3rd
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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. to electrically assign the coordinates defined by touching certain adjustment range elements shown in the image. It is advantageous if, as suggested in claim 3, an evaluation logic assigned to each input device, e.g. rays of an infrared radiation grating interrupted by an operator's finger, are recognized and a coordinate information is derived therefrom as location information, is designed twice. As a result, there are two separate processing paths for the information entered, from the input device to the monitor and to the other control and monitoring computers.
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. A further development of the invention relates to the display on the monitoring board. Since there are no longer any control elements required, the display no longer needs to consist of standardized table fields that are individually controlled and illuminated. According to the development of the invention, the representation is produced by projection using at least one video projector. If the display is to be secure in terms of signaling, which is not absolutely necessary for overview purposes, however, the information can be saved like the backup of the monitor images on the data display devices by combining two partial images that have been developed in different ways.
Anhand zweier Figuren sollen nun Ausführungsbeispiele der Erfindung ausführlich beschrieben werden. Exemplary embodiments of the invention will now be described in detail with the aid of two figures.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein zentralgesteuertes Stellwerk Fig. 1 shows an embodiment for a centrally controlled signal box
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein in dezentraler Technik ausgeführtes Stellwerk. Fig. 2 shows an embodiment for a signal box implemented in decentralized technology.
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. 1 shows a two-computer system RI, R2 which, via status lines SL and command lines KL, performs all setting and monitoring tasks of a large signal box or a district control center and in which the computer results are compared by mutual data exchange. The tasks of the central pair of computers also include the data supply of several color monitors M in the operating room, which are operated as "station magnifiers" and reflect selected parts of the operating area or the district. Each monitor (only one monitor M is shown in the figure for the sake of simplicity) is controlled by two monitor control circuits MSI, MS2. Each monitor control circuit supplies partial image information to the monitor. During operation, both monitor control circuits must be positively synchronized via a connection ZI. The partial image information can be divided in such a way that, as described in the above-mentioned DE-PS No. 2414247, one part is made up of static information, for example route geography, and the other part is made up of dynamic information. However, it is also possible to supply the entire image information to each of the two monitor control circuits and to have the monitor controlled alternately by one and the other control circuit. If this switch occurs, e.g. By means of a reversing switch SZ, with a slow frequency that is easily perceptible to the eye (e.g. 1 Hz), any difference between the image representations created by the computers due to an error in information processing is immediately recognized.
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 Instead of control panels in the prior art, electronically operating input devices EG, which are mechanically connected to the screens of the monitors, are provided in the present system. These input devices can e.g. consist of a number of transmitters and receivers for infrared radiation and generate a grid of infrared light barriers running parallel to the screen boundary, which cover them at a short distance from one another and from the screen surface. Each touch on the screen is then connected to an interruption in part of the infrared light barriers. Each input device has a double evaluation logic ALI, AL2, which determines the location of the interruption from the position and number of simultaneously interrupted infrared light barriers and this location information to the pair of computers
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. RI, R2 passes. The computers compare this location information with the image information displayed on the monitors and develop control commands if the locations determined by the evaluation logic fall into certain image areas assigned to individual image elements. In this way, by touching two fields marked in the image information, an operator can e.g. put a driveway. This action corresponds to e.g. in the version of the previously used two-button operation. However, the evaluation logic is also able to store location information and only output it after a certain time or upon a special command, so that sequential operation of the input device is also possible. To enter route numbers, a special number field can then be displayed in the image, so that no key set is required to enter the number. You can easily touch the screen with your fingers. Different finger thicknesses do not lead to location inaccuracies, since the evaluation logic determines the coordinates of the center of the interrupted beam as location information.
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. 1 also shows two video projectors PI, P2 which, like the monitors, are controlled by projector control circuit PS2 synchronized via a connection Z2. The video projectors provide a large image display of the entire control area on a specially created area in the control room of the signal box. The previously used monitoring panel with individual illuminated picture elements can thus be omitted. The image information of the projected large image can, as in the monitor display, consist of two complementary partial images with a full format, each projector projecting one of the partial images, but it can also - this is advantageous in the case of particularly wide projection surfaces - the projection surface divided into two parts , with each projector illuminating a partial area. Extensive protection of the displayed image information against processing errors can then be achieved by periodically switching the processing paths, for example in such a way that the projector PI receives its image information alternately from the computer R1 via the control circuit PS1 and from the computer R2 via the control circuit PS2 and the projector P2 is supplied with image information via the processing path which is currently not required for the transmission of the image information for the projector PI.
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. Fig. 2 shows the arrangement of operating and display devices in a decentralized electronic signal box. A monitor M2, M3 together with an input device EG2, EG3 and a pair of microcomputers MR1, MR2 or MR3, MR4 form an operating and display unit BAI or BA2. The pairs of microcomputers of the operating and display units are connected to a first data bus D1, which forms a central interface between the signal box and all the equipment used to operate the signal box and for displaying and documenting signal box information and is managed by a special microcomputer VR or a pair of microcomputers. Thus, in addition to the operating and display units BAI, BA2, a pair of video projectors P3, as described in more detail in connection with FIG. 1, a printer DR or other monitors can be connected to the bus D1. FST devices for remote control of the signal box or conventional control panels - the latter only if they pass on input command commands in digital form - can also be connected to the central interface. The signal box, whose internal structure, since it is irrelevant for the function of the operating and display device, is not shown in the figure, has a further data bus D2. This forms an interface to the outdoor system, e.g. to track vacancy detection devices GF, points W or signals S and can also be managed by a microcomputer or a pair of microcomputers. The primary task of the management computer VR is to assign priorities.
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R R
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUE | Assignment |
Owner name: ALCATEL N.V. |
|
PL | Patent ceased |