Patents
Search within
Search within the title, abstract, claims, or full patent document: You can restrict your search to a specific field using field names.
Use TI= to search in the title, AB= for the abstract, CL= for the claims, or TAC= for all three. For example, TI=(safety belt).
Search by Cooperative Patent Classifications (CPCs): These are commonly used to represent ideas in place of keywords, and can also be entered in a search term box. If you're searching forseat belts, you could also search for B60R22/00 to retrieve documents that mention safety belts or body harnesses. CPC=B60R22 will match documents with exactly this CPC, CPC=B60R22/low matches documents with this CPC or a child classification of this CPC.
Learn More
Title
Abstract
Claims
Full Document
Find patents
Keywords and boolean syntax (USPTO or EPO format): seat belt searches these two words, or their plurals and close synonyms. "seat belt" searches this exact phrase, in order. -seat -belt searches for documents not containing either word.
For searches using boolean logic, the default operator is AND with left associativity. Note: this means safety OR seat belt is searched as (safety OR seat) AND belt. Each word automatically includes plurals and close synonyms. Adjacent words that are implicitly ANDed together, such as (safety belt), are treated as a phrase when generating synonyms.
Learn More
Search by
Chemistry searches match terms (trade names, IUPAC names, etc. extracted from the entire document, and processed from .MOL files.)
Substructure (use SSS=) and similarity (use ~) searches are limited to one per search at the top-level AND condition. Exact searches can be used multiple times throughout the search query.
Searching by SMILES or InChi key requires no special syntax. To search by SMARTS, use SMARTS=.
To search for multiple molecules, select "Batch" in the "Type" menu. Enter multiple molecules separated by whitespace or by comma.
Learn More
Patent numbers
Search specific patents by importing a CSV or list of patent publication or application numbers.
Mikroprocesorový bezpečnostní systém zejména pro ľelezniční dopravu
CZ289813B6
Czechia
- Other languages
English - Inventor
Yves Gruere Laurent Demichel Gall Hervé Le
Description
translated from
Mikroprocesorový bezpečností systém zejména pro železniční dopravu
Oblast techniky
Vynález se týká mikroprocesorového bezpečnostního systému zejména pro železniční dopravu, který na základě informací od čidel řídí a kontroluje akční prvky.
Dosavadní stav techniky
Všechny bezpečností směrově zaměřené systémy, zejména v železniční dopravě, byly donedávna sestaveny z prvků a obvodů odpovídajících normám vnitřní bezpečnosti.
Vnitřní bezpečnost se zakládá na fyzikálních zákonech, např. na přitažlivosti, a na modelu úplného selhání. Jakékoliv selhání musí uvést systém do „restriktivního“ stavu, což znamená zúžení jeho operační činnosti. V železničních bezpečnostních systémech má obvykle tento stav za následek zastavení vlaku.
Po objevu mikroprocesorů se jejich funkční vlastnosti začaly využívat i v bezpečnostních systémech. Koncepce těchto programových systémů využívá dvou principů. Jednak informační redundance kódované informace, spočívající v tom, že k funkčním informacím se přidají data týkající se kontroly, která umožní detekci chyb a chybné funkce systému, a jednak obvodové redundance, spočívající na použití několika paralelně uspořádaných počítačů, jejichž hardware a software umožňuje porovnávání výsledků.
Technika kódování informace využívá pouze jediný mikroprocesor, který pracuje s redundantními daty, obsahujícími část funkční a část kódovou. Tím vzniká zdvojený algoritmus o dvou různých informacích. Výsledné potvrzení algoritmu je zasláno kontroloru vnitřního jištění, ktzv. dynamickému kontroloru. Jestliže výsledek odpovídá kódu, dynamický kontrolor jej potvrdí a uvolní výstupům průchod k akčním prvkům. V opačném případě jsou výstupy nepotvrzeny a v důsledku toho zablokovány. Je třeba poznamenat, že po většinu času procházejí bezpečnostní výstupy jako funkční, poté jsou znovu přečteny a porovnávány s hodnotami bezpečnostních nároků.
Pravděpodobnost nezjištění více či méně významné chyby záleží i na kvalitě použitého kódování, ale nevýhody spočívají v časově náročném průběhu zpracování výsledků a v obtížném programování. Naopak je výhodné, že bezpečnostní systém nevyžaduje zvláštní technologické opatření, což umožňuje použít jakýkoliv průmyslový komerční mikroprocesor.
Technikou obvodové redundance se jištění provádí nejméně dvěma paralelními mikroprocesory. Porovnávání a potvrzení výstupů probíhá mimo ně a to buď jejich vzájemným porovnáváním nebo pomocí zařízení, které je součástí obvodu vnitřní kontroly. Software je aplikován na oba mikroprocesory identicky nebo záměrně asymetricky.
K dosažení dobré kvality jištění uvedenou technikou, tzv. biprocesorem, je nutné vyloučit její selhání vlivem efektu vzájemného ovlivňování. Je nutné zabezpečit nezávislost obou obvodů oddělenými sběrnicemi a zdvojením všech prvků. Je též třeba vyloučit latentní poruchy, což nevyhnutelně vyžaduje přidružení autotestů a testů křížových.
Problematickou může být i synchronizace mikroprocesorů a jištění pak spočívá na znalosti jejich chování. Naopak tato technika není zatížena výpočty, protože informace nejsou kódovány.
Začlenění komparátoru a množství příslušných obvodů do systému vlastní bezpečnosti výrazně zvyšují jeho pořizovací cenu.
-1 CZ 289813 B6
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky obou výše uvedených technik, při zachování výhod každé z nich, odstraňuje mikroprocesorový bezpečností systém, zejména pro železniční dopravu, který v závislosti na vstupních datech z čidel kontroluje a řídí akční prvky, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že systém sestává z alespoň dvou paralelně uspořádaných mikroprocesorů, jejichž vstupy jsou napojeny před analogově-číslicový převodník na výstup analogových vstupních dat čidel a jejichž analogové výstupy jsou napojeny na řídicí mikroprocesor, pro porovnávání a ověřování 10 výstupů, přičemž řídicí mikroprocesor je výstupem propojen s dynamickým kontrolorem, jehož výstup je napojený spojem na funkční výstupy mikroprocesorů pro řízení průchodu těchto funkčních výstupů a výstup řídicího mikroprocesoru je spoji napojen na funkční výstupy pro provádění korekce na každém funkčním výstupu, přičemž funkční výstupy jsou napojeny na číslicově-analogový převodník pro vytvoření analogových výstupních dat pro akční prvky, kde 15 výstup analogových výstupních dat číslicově-analogového převodníku je spojem propojen přes analogově-číslicový převodník na mikroprocesor pro porovnání výstupních dat s numerickými původně vypočítanými výsledky.
Ve výhodném provedení vynálezu je mezi oba mikroprocesory vložen zpožďovací obvod.
Podle dalšího výhodného provedení je systém opatřen obousměrnou typizovanou sběrnicí pro průchod informace mezi jednotlivými mikroprocesory.
Řídicí mikroprocesor je podle ještě jiného výhodného provedení mikroprocesorem pro 25 porovnávání výstupů mikroprocesorů a korekci a kontrolu vzájemné souvislosti lišících se výstupů.
Řídicí mikroprocesor může být i mikroprocesorem pro částečné utlumení funkčních výstupů v případě lišících se výstupů.
Další výhodné provedení systému podle vynálezu spočívá v tom, že systém je opatřen více než dvěma mikroprocesory a řídicím mikroprocesorem pro jištění (n) mikroprocesorů z (p) mikroprocesorů.
Konečně pak porovnávací software řídicího mikroprocesoru je výhodně vestavený do kteréhokoliv z mikroprocesorů.
Vzhledem k uspořádání podle vynálezu, při kterém jsou kódována pouze vstupní a výstupní data, protože vnitřní kódování nemusí být z důvodu dvojího zpracování prováděno, probíhá hodnocení 40 dat v přijatelném čase. Je výhodné, že technické vybavení není rozsáhlé, což vede ke snížení celkových pořizovacích nákladů. Jak bude zřejmé z dalšího popisu, takový systém je snadno proveditelný a přizpůsobivý praxi.
Mezi oba aplikované mikroprocesory je vhodné umístit zpožďovací obvod pro vyloučení 45 vzájemného rušení, například elektromagnetickými vlivy. Bezpečnostní systém podle vynálezu je vhodně opatřen obousměrnou typizovanou sběrnicí, kterou prochází informace mezi různými mikroprocesory a která umožní bezpečný průchod informací, které jsou zajištěny kódováním a datováním.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže objasněn pomocí výkresu, na kterém znázorňuje obr. 1 schéma funkce bezpečnostního systému podle vynálezu a obr. 2 schéma stavby tohoto systému.
-2CZ 289813 B6
Příklady provedení vynálezu
Všechny bezpečnostní systémy, nazývané též systémy kontroly a řízení, reagují na základě signálů z čidel a akčních prvků. Přijímají analogové signály, přeměňují je na číslicová data, zpracovávají je pomocí algoritmů a vytvářejí číslicové výstupy, které jsou přeměněny na analogové výstupy, umožňující ovládání akčních prvků.
Na obr. 1 je znázorněno jedno či více čidel CP, ze kterých přicházejí do systému vstupní analogová data DE. Tato data DE jsou ukládána a kódována v analogově-číslicovém převodníku A/Nl, aby pak byla přenesena na vstupy dvou paralelně uspořádaných mikroprocesorů Pl a P2, zpracovávajících stejnou aplikaci. Samotná informace nemusí být kódována vzhledem ke zdvojenému zpracování. Naopak vstupní a výstupní data DE a DS jsou kódována podle typu mikroprocesorů Pl, P2. V každém mikroprocesoru Pl, P2 jsou data dekódována a zpracována. Navíc, každý mikroprocesor Pl, P2 vykonává aplikaci s jistým časovým posuvem, aby nedošlo k vzájemnému ovlivňování, například elektromagnetickými poruchami. Výsledky zpracované mikroprocesory Pl, P2 ve formě výstupů Rl, R2 jsou, před odesláním na třetí mikroprocesor P3, na uvedených mikroprocesorech Pl. P2 kódovány.
Třetí mikroprocesor P3, řídicí mikroprocesor neboli řídicí obvod, je vybaven softwarem k porovnání výstupů Rl, R2 při použití kódovacího obvodu na data, kódovaná oběma mikroprocesory Pl a P2. Algoritmus řídicího mikroprocesoru P3 spočívá v porovnání hodnoty výstupů Rl a R2. Jestliže je výsledek porovnání bez závad, vyšle řídicí mikroprocesor P3 signál S, potvrzující svoji správnou funkci, k dynamickému kontroloru CD. Ten pak umožní průchod funkčních výstupů si a sj mikroprocesoru Pl. P2 po spoji AG v místě G. Je třeba poznamenat, že skutečně využity jsou výstupy jen jednoho z mikroprocesorů Pl, P2. V případě rozdílných výstupů Rl a R2 jsou na spoji AI řídicím obvodem inhibovány příslušné výstupy v místě I.
Číselná data funkčních výstupů sj a si jsou potom v číslicově-analogovém převodníku N/A transformována na analogové výstupy, aby mohlo dojít k ovládání akčních prvků ACT. Kromě toho výstupní data DS po transformaci ve druhém analogově-číslicovém převodníku A/N2 jsou znovu přečtena a porovnána s numerickými daty původně vypočítanými, což znázorňuje spoj RL. Tím se provádí kontrola bezpečné funkce systému
Obr. 2 schematicky znázorňuje stavbu bezpečnostního systému podle vynálezu a lze na něm osvětlit činnost a výhody vynálezu.
Na obr. 2 jsou znázorněny tři mikroprocesory Pl, P2 a P3, spojené standardní, typizovanou obousměrnou sběrnicí B, kterou procházejí všechny informace mezi prvky, tvořícími bezpečnostní systém. Sběrnice B nevyžaduje zvláštní jištění, protože procházející informace jsou zabezpečeny kódováním a datováním.
Dále je na obr. 2 znázorněn přepínač vstupu a výstupu E/S, se vstupem vstupních dat DE a výstupem výstupních dat DS. Vstupní data DE musí mít jednotnou entitu, aby mikroprocesory Pl a P2 zpracovávaly stejný materiál. Vstupní data DE jsou kódována s ohledem na typ kódovacího mikroprocesoru a do mikroprocesorů Pl a P2 přicházejí přes paměť s dvojitým výběrem MPA, která je spojena se sběrnicí B. Během celého přenosu (přepínač, sběrnice, sériové spojení) jsou data chráněna kódováním.
Při vstupu dat jsou oba mikroprocesory Pl a P2 aktivovány s určitým časovým posunem. Každý mikroprocesor Pl, P2 přečte v paměti s dvojitým výběrem MPA vstupní data DE a jednotlivě je zkontroluje. Jestliže je ohodnotí jako platná, jsou v nekódované formě zpracovány. V závěrečné fázi aplikace každý mikroprocesor Pl, P2 zpracuje své vstupy a připraví výsledky, které jsou podle typu mikroprocesoru zakódovány.
-3CZ 289813 B6
Příslušné výstupy Rl, R2 zajišťuje jeden z mikroprocesorů PÍ nebo P2 prostřednictvím přepínače vstupu/výstupu E/S a výstupy Rl a R2 jsou k dispozici řídicímu obvodu, tj. třetímu, řídicímu mikroprocesoru P3, v paměti s dvojitým výběrem MPA v kódované a datované formě. Každý z mikroprocesorů PÍ a P2 vykonává navíc autotesty, jejichž výsledky jsou integrovány k výstupům Rl a R2, které přicházejí do třetího mikroprocesoru P3.
Bezpečnost stavby biprocesoru spočívá zejména v zabránění vzájemného ovlivňování mezi mikroprocesory PÍ a P2. Vzhledem k tomu, že porovnávání se provádí na výstupech Rl a R2, disponují technici poměrně velkou škálou možností při výběru modulů mikroprocesorů Pl, P2 a to od identických softwarů s identickými deskami až po dva různé softwary na odlišných základech.
Řídicí obvod, mikroprocesor P3, přijímá výstupy Rl z mikroprocesoru Pl a výstupy R2 z mikroprocesoru P2, vždy dva a dva porovnává s využitím odpovídajících operací s kódovanými daty podle typu kódovacího mikroprocesoru. Funkce porovnávání uvedeným softwarem umožňuje kontrolu shora na výstupech Rl, R2 a/nebo korekci na každém výstupu Rl, R2. Technici mají tedy velkou volnost při sestavování řídicího obvodu a mohou plánovat částečné omezení výstupů, což umožňuje opakovat řazení výstupů.
Software porovnávacího řídicího obvodu, mikroprocesoru P3 je nasazen na elektronickou desku, která může být stejná jako deska biprocesorů. Ochrana porovnávací funkce se uskutečňuje kódováním informace. Platnost funkce je potvrzována vysláním signálu S k dynamickému kontroloru CD. Signál S je výstupem řídicího obvodu a indikuje jeho správnou funkci. Navíc je tento signál S doplněn tzv. posilující informací, která se mění v čase. Dynamický kontrolor CD bude z hlediska vnitřního jištění vyhodnocovat jednak správné posílení signálu a jednak vlastní signál, což umožní kontrolu funkce řídicího obvodu.
Dynamický kontrolor CD tedy řídí vyslání výstupů prostřednictvím modulu A, kteiý je spojen se sběrnicí B a vysílá jednotlivé výstupy v závislosti na informacích dodaných řídicím obvodem.
Pokud se výstupy Rl a R2 částečně odlišují, jsou utlumeny nebo omezeny. V případě vadné funkce řídicího obvodu jsou všechny výstupy Rl, R2 omezeny. Systém lze vylepšit redundancí řídicího obvodu.
Bezpečností systém podle vynálezu má velkou operační pružnost, uspokojuje bezpečnostní nároky a má odpovídající časové dimenze operací a jeho pořizovací náklady jsou nižší.
Uvedená stavba obvodu umožňuje rozšířit systém podle vynálezu na komplexnější struktury s více jak dvěma mikroprocesory. Software řídicího obvodu může bez doplňkového vybavení jistit software n mikroprocesorů Pl, P2 z počtu p mikroprocesorů Pl. P2. Tedy n mikroprocesorů mezi p mikroprocesory musí disponovat stejnými výsledky, aby výstupy byly potvrzeny. V tomto případě může být software řídicího mikroprocesoru P3 vestavěný do některého z mikroprocesorů P1,P2.
Claims (7)
Hide Dependent
translated from
Claims (7)
Hide Dependent
translated from
1. Mikroprocesorový bezpečnostní systém, zejména pro železniční dopravu, který v závislosti na vstupních datech (DE) z čidel (CP) kontroluje a řídí akční prvky (ACT), vyznačující se tím, že sestává z alespoň dvou paralelně uspořádaných mikroprocesorů (P1,P2), jejichž vstupy jsou napojeny přes analogově-číslicový převodník (A/Nl) na výstup analogových vstupních dat (DE) čidel (CP) a jejichž analogové výstupy (Rl, R2) jsou napojeny na řídicí mikroprocesor (P3), pro porovnávání a ověřování výstupů (Rl, R2), přičemž řídicí mikroprocesor (P3) je výstupem (S) propojen s dynamickým kontrolorem (CD), jehož výstup je napojený spojem (AG) na funkční výstupy (si, sj) mikroprocesorů (Pl, P2) pro řízení průchodu těchto fiinkčních výstupů (si, sj) a výstup řídicího mikroprocesoru (P3) je spoji (AI) napojen na funkční výstupy (si, sj) pro provádění korekce na každém funkčním výstupu (si, sj), přičemž funkční výstupy (si, sj) jsou napojeny na číslicově-analogový převodník (N/A) pro vytvoření analogových výstupních dat (DA) pro akční prvky (ACT), kde výstup analogových výstupních dat (DS) číslicově-analogového převodníku (N/A) je spojem (RL) propojen přes analogověčíslicový převodník (A/N2) na mikroprocesory (Pl, P2) pro porovnání výstupních dat (DS) s numerickými původně vypočítanými výsledky.
2. Systém podle nároku 1,vyznačující se tím, že mezi oba mikroprocesory (P1, P2) je vložen zpožďovací obvod.
3. Systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je opatřen obousměrnou typizovanou sběrnicí (B) pro průchod informace mezi jednotlivými mikroprocesory (Pl, P2, P3).
4. Systém podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že řídicí mikroprocesor (P3) je mikroprocesorem pro porovnávání výstupů (Rl, R2) mikroprocesorů (Pl, P2) a korekci a kontrolu vzájemné souvislosti lišících se výstupů (Rl, R2).
5. Systém podle nároku 4, vyznačující se tím, že řídicí mikroprocesor (P3) je mikroprocesorem pro částečné utlumení funkčních výstupů (si, sj) v případě lišících se výstupů (Rl, R2).
6. Systém podle některého z nároků 1 až 5, v y z n a č u j í c í se t í m , že je opatřen více než dvěma mikroprocesory (Pl, P2) a řídicím mikroprocesorem (P3) pro jištění (n) mikroprocesorů (Pl, P2) z (p) mikroprocesorů (Pl, P2).
7. Systém podle nároku 6, vyznačující se tím, že porovnávací software řídicího mikroprocesoru (P3) je vestavěný do kteréhokoliv z mikroprocesorů (P21, P2).