DE1549525C - Verfahren und Vorrichtung zur Aus Wertung eines Netzes insbesondere zur Ermittlung eines optimalen Weges - Google Patents

Description

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Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, angezeigten Knotenpunkten zu ermöglichen und in die optimale Verbindung zwischen zwei Zuständen ^; dritter Linie die Herstellung einer Verbindung über eines bestimmten Systems zu ermitteln. Dieses System die Masche, die die Anzeige des Knotenpunktes bewird durch eine Anzahl von Variablen bestimmt, zu wirkt hat, vorzubereiten, daß ferner gleichzeitig von denen auch die Zeit gehören kann. Für jeden Zustand 5 den so angezeigten Zwischenknotenpunkten neue des Systems nehmen diese Variablen einen bestimm- Signale ausgehen, die im erläuterten Sinne vorrücken, ten Wert an; der Zustand ist daher durch die Gesamt- usw.; daß dann derjenige Ausgangsknotenpunkt beheit dieser Werte definiert. Jeder dieser möglichen stimmt wird, der von einem dieser Signale als erster Zustände kann in einem geometrischen Raum dar- , erreicht wird, woraufhin das Weiterschreiten der gestellt werden, der dieselbe Anzahl von Dirnen- io Signale unterbrochen wird, und daß schließlich in sionen hat, wie das System Variable enthält. Ein Zu- einem zweiten Stadium von dem so bestimmten Ausstand ist dann durch einen Punkt in diesem Raum gangsknotenpunkt eine Verbindung zu dem Andefiniert, kunftsknotenpunkt hergestellt wird, von dem das

Konkret ausgedrückt, wird der fragliche geome- Signal ausging, das als erstes den bestimmten Aus-

trische Raum durch ein Netz gebildet. Die Punkte 15 gangsknotenpunkt erreichte.

des Raumes werden durch die Knotenpunkte des Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens

Netzes dargestellt, während die Verbindungen zwi- sowie der zur Durchführung dieses Verfahrens

sehen diesen Punkten durch die Maschen dargestellt dienenden Vorrichtung gehen aus der folgenden Be-

werden. Schreibung hervor. In der Zeichnung zeigt

In der Gesamtheit dieser Punkte werden nun zwei 20 F i g. 1 ein vermaschtes Netz in einem Raum mit

Untergruppen definiert. Die eine Untergruppe wird zwei Dimensionen,

durch eine erste Anzahl von Punkten (Ausgangs- F i g. 2 ein schematisches Ausführungsbeispiel der punkte) und die andere durch eine zweite Anzahl von Schaltkreise zur Darstellung der Knotenpunkte und Punkten (Ankunftspunkte) gebildet. Jeder Punkt der Maschen des Netzes gemäß F i g. 1, ersten Gruppe kann mit jedem Punkt der zweiten 35 Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Knoten-Gruppe durch eine große Zahl von Wegen verbunden punktselementes entsprechend einem Knotenpunkt werden. Durch die Erfindung soll nun dasjenige des vermaschten Netzes,

Punktpaar (Ausgangspunkt—Ankunftspunkt) ermit- F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Maschen-"

telt werden, das der optimalen Wegverbindung ent- elementes entsprechend einer Masche des Netzes,

spricht. 30 F i g. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Gewichtungs-

Bei bestimmten Anwendungsfällen kann die elementes (das den Maschen des Netzes einen beGruppe der Ausgangspunkte ebenso wie die Gruppe stimmten Gewichtswert verleiht), der Ankunftspunkte zu je einem einzigen Punkt zu- F i g. 6 ein Variante der Erfindung zur Anzeige des sammenschrumpfen. optimalen Weges.

Bei anderen Anwendungsfällen kann ein Ausgangs- 35 In F i g. 1 ist ein vermaschtes Netz in einem Raum

punkt gleichzeitig einen Ankunftspunkt darstellen. mit zwei Dimensionen dargestellt.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ist In diesem Netz versinnbildlichen die Knoten-

somit sehr allgemeiner Natur. Besondere Anwen- punkte Nl bis NlO verschiedene betrachtete Zu-

dungsfälle sind beispielsweise die Untersuchung von stände in einem gegebenen Problem, während die

städtischen Verkehrsverhältnissen, die Verteilung 4° Maschen 1 bis 13 Übergänge zwischen einem Zu-

von Waren- oder Dienstleistungen, die Berechnung stand und einem anderen Zustand darstellen,

minimaler Flugwege im Überseeverkehr usw. Die Maschen sind orientiert und geben auf diese

Die Erfindung geht somit aus von einem Verfahren Weise den Sinn der Verbindung zwischen den einzel-

zur Auswertung eines Netzes mit Hilfe von Impulsen, nen Zuständen des betrachteten Problems wieder. In

wobei die Knoten des Netzes Punkten, entsprechen, 45 der Darstellung der Fig. 1 haben alle Maschen einen

die alle die Zustände eines Systems mit mehreren einzigen Sinn. Man könnte jedoch auch einen doppel-

Variablen in einem geometrischen Raum darstellen, ten Sinn vorsehen, indem zwei parallel ausgerichtete

der dieselbe Zahl von Dimensionen besitzt, wie das Maschen entgegengesetzter Richtung vorgesehen

System Variable enthält, und wobei ferner die Ma- werden.

sehen des Netzes allen zwischen den einzelnen 5° Nl sei ein Ausgangs-Knotenpunkt und N 6 ein

Knotenpunkten möglichen, elementaren Wegstrecken Ankunfts-Knotenpunkt,

entsprechen. Neben jeder Maschenbezeichnung ist in Klammern

Bei einem derartigen Verfahren besteht die Er- das Gewicht der betreffenden Masche angegeben, findung im wesentlichen darin, daß eine Knoten- Die Masche 1 ist beispielsweise mit dem Gewichtspunktsgruppe, die eine erste Anzahl von Ausgangs- 55 wert 1 versehen, während die Masche 4 einen Gepunkten darstellt, und eine andere Knotenpunkts- wichtswert 2 besitzt, was zwei Schrittprogressionsgruppe, die eine zweite Anzahl von Ankunftspunkten zeiten der zwischen N 4 und N 5 vorgesehenen darstellt, angezeigt werden, daß während eines ersten Masche 4 entspricht. Die Masche 9 besitzt einen Stadiums gleichzeitig von allen anfänglich angezeig- Gewichtswert 3, was drei Schrittprogressionszeiten ten Ankunftsknotenpunkten Signale ausgesandt wer- 60 der zwischen Nl und NS vorgesehenen Masche 9 den, die längs der Maschen fortschreiten, die von entspricht.

diesen Knotenpunkten zu Zwischenknofenpunkten In Fig. 2 ist ein Ausgangs-Knotenpunkt A, ein laufen, welche ihrerseits angezeigt werden, wobei die Ankunfts-Knotenpunkt B und ein Zwischenknoten-Anzeige eines Knotenpunktes in erster Linie zur punkt M dargestellt. Die beiden Elementarstrecken, Folge hat, den späteren Empfang anderer Signale 65 die einen Übergang vom Knotenpunkt A zum Knotendurch diese angezeigten Knotenpunkte während punkt B gestatten, sind durch die Maschen 14 und 15 dieses Stadiums zu verhindern, in zweiter Linie das veranschaulicht, schrittweise Weiterschreiten der Signale von diesen Die Knotenpunkte/i, B und M sind jeweils durch

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identische Knotenpunktselemente PA, PB und PM Fig. 5 zeigt den Aufbau eines Gewichtungsveranschaulicht, während die Maschen 14 und 15 elementes, das dazu dient, ein Maschenelement mit durch identische Maschenelemente F14 und V15 einem bestimmten Gewicht zu versehen. Dieses Gedargestellt sind. wichtungselement enthält einen Binärzähler 38,

Jedes Knotenpunktselement enthält drei Ausgänge 5 dessen Eingang mit einem Tor 39 verbunden ist, des- Sl, S2 und 53 und drei Eingänge El, El und E3, sen zwei Eingänge 40, 41 einerseits mit dem Ausgang während jedes Maschenelement zwei Ausgänge 54 53 des Knotenpunktselementes verbunden werden und 55 aufweist, die mit dem Eingang El des das können, das das Ende des mit einem bestimmten Ende der betrachteten Masche bildenden Knoten- Gewicht zu versehenden Maschenelementes darstellt, punktselementes über ein ODER-Tor 17 und mit io und andererseits mit der Klemme 18 des Zeitgebers dem Eingang El des den Anfang der betrachteten 19. Der Ausgang des Binärzählers 38 ist mit η EinMasche "bildenden Knotenpunkts über ein ODER- gangen eines Dekodiertores 42 verbunden, dessen Tor 16 verbunden sind. Weiterhin enthält jedes Ausgang 43 mit dem Eingang 32 des mit einem be-Maschenelement vier Eingänge EA, ES, E6 und JS7. stimmten Gewicht zu versehenden Maschenelementes

Die Eingänge EA und El sind mit den Ausgängen 15 verbunden werden kann.

51 und 52 des den Anfang der betrachteten Masche Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung

bildenden Knotenpunktselementes verbunden, wäh- ist folgendermaßen:

rend die EingängeE5 und E6 an den Ausgang 18 Es sei zunächst die in Fig. 2 dargestellte, aus den eines Zeitgebers 19 und an den Ausgang 53 des das Knotenpunktselementen PA, PB und PM sowie den Ende der betrachteten Masche bildenden Knoten- 20 Maschenelementen V14 und V15 bestehende Schalpunktselementes angeschlossen sind. tung betrachtet.

Die Eingänge E 3 der Knotenpunktselemente sind Der zu untersuchende Weg ist der, der es ermögmit einem zweiten Ausgang 20 des Zeitgebers 19 ver- licht, vom Ausgangsknotenpunkt A zum Ankunftsbunden, knotenpunkt B zu gelangen. Er verläuft über den

Wenn die Knotend, B und M Anfänge anderer 25 ZwischenknotenpunktM. '
Maschen sind, so sind die diesen Maschen entspre- Die Anzeige des Ausgangsknotenpunktes A erfolgt, chenden Maschenelemente an ihrem Anfangspunkt indem durch eine nicht dargestellte Ausgangs-Anin gleicher Weise verbunden, wie beispielsweise das Zeigevorrichtung ein ständiges Bestätigungssignal der Maschenelement V15 mit dem. Knotenpunktselement Eingangsklemme El des Knotenpunktselementes PA PM verbunden ist. Auf diese Weise sind die zusatz- 30 zugeführt wird. Die Anzeige des Ankunftsknotenlichen Klemmen 21, 22 und 23 mit dem Eingang El, punktes B erfolgt, indem durch eine nicht dargestellte dem Ausgang 55 bzw. dem Eingang E 4 jedes der Ankunfts-Anzeigevorrichtung ein ständiges Bestätizum selben Ausgangsknotenpunkt gehörenden gungssignal der Eingangsklemme E 2 des Knoten-Maschenelementes verbunden. punktselementes PB zugeführt wird.

Sind die Knotenpunkte A, B und M die Enden an- 35 Andererseits liefert während der ganzen Betriebsderer. Maschen, so enthalten in gleicher Weise die Zeitdauer der Zeitgeber 19 abwechselnd und ständig Tore 17 einen zweiten Eingang 24, der mit dem Aus- zwei SignaleTl am Ausgang 20 und T2 am Ausgang 54 jedes der zum selben Endknotenpunkts- gang 18. element gehörenden Maschenelementes verbunden ist. Der Anfangszustand der Speicher der Knoten-

F i g. 3 zeigt den Aufbau eines Knotenpunkts- 40 punktselemente ist ferner so, daß ein Sperrsignal am

elementes. Es enthält einen bistabilen Speicher 25, Ausgang 52 dieser Knotenpunktselemente vor dem

dessen Ausgang das Bezugszeichen 53 trägt und des- Kippen dieser Speicher erscheint. In gleicher Weise

sen Eingang mit einem UND-Tor 26 verbunden ist, ist der Anfangszustand der Speicher der Maschen-

das zwei Eingänge E 2 und E 3 aufweist. Ferner ent- elemente so, daß ein Sperrsignal am Ausgang 55

hält das Knotenpunktselement einen Nichtumkehr- 45 dieser Maschenelemente vor dem Kippvorgang dieser

verstärker 27 mit einem Eingang E1 und einem Aus- Speicher auftritt. . . "

gang 51. Der Ausgang des Speichers 25 besitzt ferner Bei der Inbetriebnahme sieht das Knotenpunkts-

noch einen weiteren Anschluß 52. " ■ element PB das Erscheinen des ersten Signals P1

Fig. 4 zeigt den Aufbau eines Maschenelementes. (das Tor 26 [Fig. 3] ist gänzlich gespeist). Dieses Es enthält einen bistabilen Speicher 28 mit einem 50 Knotenpunktselement ist in diesem Falle das einzige, Ausgang 55. Der Eingang dieses Speichers 28 ist an da die Speicher der Maschenelemente nicht gekippt ein UND-Tor 29 angeschlossen, zu dessen fünf Ein- sind und die Eingänge E 2 der anderen Knotenpunktsgängen die Eingänge E 5 und E 6 gehören. Weiterhin elemente kein Bestätigungssignal (Speisesignal) erist ein Umkehrverstärker 30 mit einem Eingang E7 halten. '■"'"'.""· vorgesehen; der Ausgang ist mit dem einen Eingang 55 In diesem Augenblick kippt der Speicher 25 des des UND-Tores29 verbunden. Ein Nichtumkehr- Knotenpunktselementes PB und der Ausgang 53 verstärker 31 ist mit seinem Eingang 32 eventuell an dieses Elementes speist einen der Eingänge des Tores ein Gewichtselement angeschlossen und mit seinem 29 des Maschenelementes V15 über den Eingang E 6 Ausgang mit einem der Eingänge des Tores 29 ver- (Fig. 4). _;
bunden. Ein zweiter Nichtumkehrverstärker 33 weist 60 Beim folgenden Signal Tl sind bei Abwesenheit einen Eingang 34 auf und ist mit seinem Ausgang an eines dem Tor 29 über den Eingang 34 zugeführten einen der Eingänge des Tores 29 angeschlossen. Ein Sperrsignals alle Eingänge des Tores 29 gespeist.
UND-Tor 35 besitzt einen Ausgang 54 und drei Bei diesem Beispiel ist angenommen, daß die Eingänge, von denen der eine mit dem Ausgang des Maschenelemente keine Gewichtungselemente entbistabilen Speichers 28, der andere mit dem Eingang 65 halten und daß infolgedessen über den Eingang 32 £4 und der dritte über einen Nichtumkehrverstärker keine Sperrung dem Tor 29 zugeführt wird. Anderer-37 mit einer zusätzlichen Eingangsklemme 36 ver- seits wird das Tor-29 gleichfalls über den Eingang bunden ist. E 7 gespeist, da sich das Knotenpunktselement PM,

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das den Anfang des Maschenelementes V15 bildet, Ausgang den Ausgang 51 des Knotenpunktselemen-

noch nicht im Speicherzustand befindet. Nachdem tes bildet. '---.·■■■■·· ?*-■- **·-■-

dieser Speicher 25 noch nicht gekippt ist, liefert der Die Wirkungsweise dieses Schaltkreises ist derart,

Ausgang 5 2 dieses Knotenpunktselementes ein Nicht- daß das Signal, das die einzelnen Wegstufen kenn-

betätigungssignal, das nach Umkehrung durch den 5 zeichnet, nur von Knotenpunktselement zu Kno'ten-

Umkehrverstärker 30 des Maschenelementes V15 punktselement fortschreiten kann, und zwar einem

das Tor 29 speist. < Zyklus von Signalen t/l und i/2 folgend, die ein-

Das erste Signal bewirkt daher den Speicherzustand ander ausschließen und die Verbreitung eines Signals

des Maschenelementes V15 und speist zugleich einen im Schaltkreis steuern. Wenn es sich um einen

der Eingänge des Tores 35 und über den Ausgang 55 io »master-Slavee-Schaltkreis (> >/-jK«-Kreis) handelt,

das Tor 26 des Knotenpunktselementes PM über den wird der Signalzyklus durch die Aufeinanderfolge

Eingang El dieses Elementes. . von zwei Spannungswerten gebildet, die dem ent-

Beim zweiten Signal Tl ist das Tor 26 des Knoten- sprechenden Eingang dieser bekannten Schaltkreise

punktselemehtes PM vollständig gespeist; dieses zugeführt werden können. Handelt es sich um den

Knotenpunktselement geht nun seinerseits in seinen 15 gegenwärtigen Kreis mit zwei bistabilen Elementen,

Speicherzustand und speist über seinen Ausgang 53 so erhält man das Voranschreiten des Anzeigesignals,

den Eingang £6 des Tores 29 des Maschenelementes indem ein erstes Signal Vl dem Eingang 52 des

T14. . ersten UND-Tores 50 zugeführt wird, was zur Folge

Die Aufeinanderfolge der einzelnen Vorgänge zum hat, daß das oberhalb am Eingang El des Knoten-Übergang vom Knotenpunkt E zum Knotenpunkt A 20 punktselementes vorhandene Signal vorrückt und im wiederholt sich in gleicher Weise wie beim Übergang bistabilen Element 53 gespeichert wird. Dieses Signal vom Knotenpunkt B zum Knotenpunkt M. Das zweite kann nicht weiterlaufen, da das zweite Signal U 2 Signal Γ2 bringt auf diese Weise das Maschenelement fehlt. Will man das Signal vorrücken lassen, unter-V14 in den Speicherzustand; Π speist definitiv einen drückt man das erste Signal Ul und führt das zweite seiner Eingänge des Tores 35 und über seinen Aus- 25 Signal i/2 dem Eingang 55 des UND-Tores 56 zu. gang 5 5 und den Eingang E-2 des Knotenpunkts- Da der andere Eingang 54 dieses Tores durch das' elementes PA einen der Eingänge des Tores 26 dieses gekippte bistabile Element 53 gespeist ist, kippt das Elementes^ . _x bistabile Element 57 seinerseits. Das Signal erscheint

Da ein Speicher eines vom Ausgangsknotenpunkt daher am Ausgang 51 des Knotenpunktselementes, ausgehenden Maschenelementes gekippt ist, wird in 30 durchsetzt ein Maschenelement und findet sich dann diesem Augenblick ein Anzeigesignal sogleich dem am Eingang El des folgenden Knotenpunktselemen-Eingang E1 des Knotenpunktselementes PA züge- tes. Dort wird es vom UND-Tor 50 dieses Knotenführt. Dieses Signal befindet sich am Ausgang 51 punktselementes festgehalten, das bei Abwesenheit des Knotenpunktselementes PA und speist einen der des ersten Signals i/l überhaupt nicht gespeist ist. Eingänge des Tores 35 des Maschenelementes V14 35 Die Progression des Anzeigesignals erfolgt daher im über den Eingang EA dieses Elementes. Dieses Tor Rhythmus der Signale Ul, Ul. Da die Untersuchung 35 ist vollständig betätigt, da kein Nichtbetätigungs- rückläufig erfolgt, geht das Signal, das den Weg aufsignal über den Eingang 36 zugeführt wird und da zeichnen muß, vom Ausgangspunkt aus; dieser Weg der Speicher 28 gekippt ist. Das Anzeigesignal durch- wird daher in der richtigen Reihenfolge bestimmt, läuft das Tor 35, gelangt zum Ausgang 54 des Ma- 40 Eines der bistabilen Elemente jedes Knotenpunktsschenelementes F14, durchsetzt in gleicher Weise elementes kann zur Kennzeichnung der Bewegungsdas Knotenpunktselement PM, das Maschenelement bahn benutzt werden. Je nachdem, ob die bistabilen V14 und das Knotenpunktselement PB und erscheint Elemente nach und nach auf null zurückgestellt oder am Ausgang 51 des letztgenannten Elementes. im gekippten Zustand beibehalten werden, kann man

Die Materialisation des Weges von A nach B er- 45 den Weg entweder schrittweise oder unter Sichtbarfolgt dann durch Abnahme des Anzeigesignals ent- machung aller früheren Schritte aufzeigen. Will man weder an den Ausgängen 51 der Knotenpunktsele- auch bei einer solchen Schaltung den Weg in einer mcnte PA, PM und PB oder an den Ausgängen 54 einzigen Anzeige sehen, so genügt es, die Signale i/l der Maschenelemente V14 und V15. . und 1/2 gleichzeitig zuzuführen. Dies ist beim

Die beschriebene Vorichtung zeigt am Ende der 50 >/-/C«-Kreis oder »master-Slave«-Kreis nicht mög-

Uniersuchung mit-einem Schlag die gesuchte Bahn lieh.

zwischen dem Ausgangspunkt und dem Ankunfts- Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Fig. 1.

punkt. Bei bestimmten Anwendungen kann es auch Bei dem gestellten Problem handelt es sich darum,

erwünscht oder erforderlich sein, daß diese Bahn den kürzesten Weg vom Ausgangsknotenpunkt Nl

schrittweise erscheint, entweder in einem gegebenen 55 zum Ankunftsknotenpunkt N 6 zu bestimmen. Im

Rhythmus oder entsprechend Befehlen, die nachein- Unterschied zum vorhergehenden Beispiel sind die

ander der Vorrichtung zugeführt werden. Maschenelemente hier mit einem Gewicht (entspre-

Diese Variante erhält man, indem im Knoten- chend einem in Klammern beigefügten .Maß) yer-

punktselement (Fig. 3) der Verstärker27 durch sehen. ·.'·'■.

einen als »master-Slave« bekannten elektronischen 60 Beim vorhergehenden Beispiel wurde dargelegt, Kreis (»J-K«) oder durch einen Kreis ersetzt wird, daß die Überführung eines Maschenelementes in den wie er in F i g. 6 veranschaulicht ist. Er besteht aus Speicherzustand in einer Speicherfolge geschah, die einem ersten logischen UND-Tor 50 mit zwei Ein- am Ausgang 18 des Zeitgebers 19 abgenommen wird, gangen 51 und 52, das einen ersten bistabilen Kreis sobald das Knotenpunktselement, das das Ende des 53 steuert, dessen Ausgang mit einem der beiden 65 betrachteten Maschenelementes ist, sich im Speicher-Eingänge 54, 55 eines zweiten UND-Tores 56 ver- zustand befindet. Um ein Maschcnelement mit einem bunden ist. Der Ausgang dieses UND-Tores ist mit Gewicht zu versehen, genügt es daher, die Überfühcinem zweiten bislabilen Kreis 57 verbunden, dessen rung dieses Elementes in den Speicherzustand nicht

beim ersten am Ausgang 18 des Zeitgebers 19 auftretenden Signal zu steuern, das auf den Speicherzustand des Knotenpunktselementes am Ende des betrachteten Maschenelementes folgt, sondern erst .beim zweiten, dritten oder «-ten Signal entsprechend dem gewünschten Gewichtswert.

Zu diesem Zweck zählt der Binärzähler 38 (F i g. 5) eines Gewichtungselementes, das dem mit einem Gewicht zu versehenden Maschenelement zugeordnet ist, über die mit dem Ausgang 18 des Zeitgebers 19 verbundene Klemme 41 die Zahl der am Ausgang 18 des Zeitgebers 19 abgegebenen Signale. Solange die gewünschte Zahl dieser Signale nicht erreicht ist, hält das Gewichtungselement über einen mit dem Eingang 32 des Maschenelementes verbundenen Ausgang 43 ein Sperrsignal am UND-Tor 29 aufrecht.

Erreicht die Zahl der vom Ausgang 18 des Zeitgebers 19 abgegebenen Signale den Gewichtswert des betrachteten Maschenelementes abzüglich einer Einheit, so hebt das Gewichtungselement die Sperrung auf, so daß beim folgenden Signal das Maschenelement in den Speicherzustand gehen kann, wenn vor diesem Augenblick keine andere Sperrung auftritt.

In F i g. 1 entsprechen die Maschen mit dem Gewichtswert 1 solchen Maschenelementen, die keine Gewichtselemente enthalten, während die Maschen 4 und 9 solchen Maschenelementen entsprechen, die Gewichtungselemente mit 1 und zwei Schritten enthalten. .

Nach Anzeige des Ausgangsknotenpunktes Nl und des Ankunftsknotenpunktes JV 6 bringt das erste am Ausgang 20 des Zeitgebers 19 auftretende Signal Tl den Ankunftsknotenpunkt JV 6 in den Speicherzustand. Dann führt das erste vom Ausgang 18 des Zeitgebers 19 gelieferte und auf das obenerwähnte Signal Tl folgende Signal Γ 2 nur die Masche 5 in den Speicherzustand, da die Masche 10 mit einem Gewichtswert versehen ist.

Beim zweiten Signal Tl wird der Knotenpunktes in den Speicherzustand gebracht. Beim zweiten Signal Tl wird nur die Masche 10 in den Speicherzustand geführt. Beim dritten Signal Tl dann der Knotenpunkt JV8, beim dritten Signal Tl die Masche 13; auf diese Weise geht es schrittweise im Rhythmus der Signale Tl und T2 weiter.

Beim fünften Signal Tl wird dann der Knotenpunkt JV 3 in den Speicherzustand geführt und die Speicherung der Masche 8 untersagt.

Die mit einem hohen Gewichtswert versehene Masche 8 ist nämlich noch nicht gespeichert. Da sie zur Verbindung der Knotenpunkte JV 3 und JV 5 einen Weg darstellt, der länger ist als der durch die Maschen 3 und 4 gebildete Weg, darf diese Masche 8 demgemäß nicht in den Speicherzustand geführt werden.

Beim fünften Signal Tl werden die Masche 2 und die Masche 9 gespeichert.

Beim sechsten Signal Tl gelangen die Knotenpunkte N 2 und Nl in den Speicherzustand, was eine Speicherung der vom Knotenpunkt N 7 ausgehenden Maschen 6 und 7 verhindert. Beim sechsten Signal Tl werden die Maschen 1 und 12 in den Speicherzustand geführt.

Beim siebten Signal Π werden die Knotenpunkte /Vl und N9 in den Speicherzustand gebracht.

In diesem Augenblick ist der Ausgangsknotenpunkt Nl erreicht. Die Signale Tl und Tl werden gesperrt, und es wird ein Signal an den Eingang El des Ausgangsknotenpunktselementes gesandt, das augenblicklich alternativ die Nichtumkehr-Verstärker. 27 der Knotenpunktselemente, die Knoten Nl, Nl, N3, N4, JV 5 und N6 bilden und die UND-Tore 35 der Maschenelemente, die Maschen 1, 2, 3, 4 und 5 bilden, durchläuft. Dieses Signal ermöglicht die Anzeige des Weges, der von den Maschen 1 bis 5 gebil- det wird und in Fig. 1 durch die fett ausgezogenen; Linien dargestellt ist. Nur dieser Weg wird angezeigt, da sich die Maschen 6, 7, 8 und 11 nicht im Speicherzustand befinden; nie UND-Tore 35, die zu den Maschenelementen der Maschen 6, 7, 8 und 11 ge-

hören, sind gesperrt. _: ;

In Fig. 1 sind mit fetten Linien einerseits die Maschen 9 und 10 und andererseits die Maschen 12, 13 und 10 veranschaulicht. Diese Maschen bilden zwei Wege, die aus folgenden Gründen nicht am Knotenpunkt Nl enden: Der von den Maschen 9 und 10 gebildete Weg endet nicht am KnotenpunktNl wegen der Ausrichtung 6, deren Speicherung durch die Speicherung des Ausgangsknotenpunktes N 7 untersagt ist. Der von den Maschen 12, 13 und 10, gebildete Weg endet nicht am Knotenpunkt JVl, da die Masche 1 vor der Masche 11 in den Speicherzustand gebracht wird und da infolgedessen der von den Maschen 11,12,13 und 10 gebildete Weg langer als der Weg der Maschen 1 bis 5 ist. .

Es wird somit nur der kürzeste Weg vom Knotenpunkt Nl zum Knotenpunkt JV 6 angezeigt.

Es kann nun vorkommen, daß zwischen zwei Knotenpunkten zwei Wege bestehen, die die gleiche Zahl von Schritten darstellen (wobei ein Schritt der Aussendung eines Signals Tl entspricht), wobei diese Schrittzahl ein Minimum ist. Diese beiden Knotenpunkte können dabei entweder der Ausgangsknotenpunkt und der Ankunftsknptenpunkt oder aber zwei Zwischenknotenpunkte sein.

In einem solchen Falle zeigt die Vorrichtung beide Wege bzw. beide gleichwertige Wegteile an. Man kann jedoch in diesem Falle auch einen der beiden Wege eliminieren, indem man dem anderen einen Vorrang einräumt.

Zu diesem Zweck betrachtet man in diesen beiden Wegen die zwei vom selben Knotenpunktselement ausgehenden Maschenelemente, die die fragliche Verzweigung bilden. Man stellt dann den Vorrang eines dieser beiden Maschenelemente dadurch her, daß man den Ausgang SS des bevorrechtigten Maschcnelementes mit dem Eingang 36 des nicht bcvorrech-. tigten Maschenelementes verbindet, dessen UND-Tor 35 damit gesperrt wird.

Man kann übrigens gleichfalls in jedem Augenblick zeitweilig oder definitiv bestimmte Maschen des Netzes unterdrücken, indem man dem Eingang 34 der betrachteten Maschenelementc ein Spcrrsignal zuführt.

Wie oben bereits erwähnt wurde, kann man zwei Knotenpunkte untereinander über zwei im entgegengesetzten Sinne ausgerichtete Maschen verbinden, wobei eventuell für beide Richtungen eine unterschiedliche Gewichtung vorgesehen werden kann.
Man kann ferner die Gewichtung der Maschen modfizieren, indem man entsprechend auf die Gewichtungselemente einwirkt. ' ·

Bei dem behandelten Beispiel enthielt das Problem einen Ausgangspunkt und einen Ankunftspunkt.

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Allgemeiner ausgedrückt, ermöglicht die beschriebene Vorrichtung die Lösung allgemeiner Probleme mit einer ersten Punktgruppe (Ausgangsgruppe) und einer zweiten Punktgruppe (Ankunftsgruppe), wobei die Zahl der Punkte dieser Gruppen gleichgültig ist.

Wenn beispielsweise mehrere Ausgangsknotenpunkte und ein einziger Ankunftsknotenpunkt gegeben sind, so ermöglicht es die Vorrichtung, denjenigen Ausgangsknotenpunkt herauszufinden, der es gestattet mit einer minimalen Schrittzahl den Ankunftsknotenpunkt zu erreichen; ferner zeigt die Vorrichtung den bzw. die entsprechenden Wege an.

Wenn umgekehrt ein einziger Ausgangsknotenpunkt und mehrere Ankunftsknotenpunkte gegeben sind, so sucht die erfindungsgemäße Vorrichtung den Ankunftsknotenpunkt, der mit einer minimalen -Schrittzahl erreicht werden kann; die Vorrichtung zeigt ferner den bzw. die entsprechenden Wege an.

Wenn schließlich mehrere Ausgangsknotenpunkte und mehrere Ankunftsknotenpunkte gegeben sind, so ermöglicht die Vorrichtung die Lösung des Problems der »Zuneigung« einer Gesamtheit zu einer anderen Gesamtheit, indem sie das oder die Paare (Ausgangsknotenpunkt— Ankunftsknotenpunkt) sucht, die durch eine minimale Schrittzahl voneinander getrennt sind; sie zeigt ferner den bzw. die entsprechenden Wege an. Wie in den beiden zuvor erläuterten Fällen, kann selbstverständlich auch hier die Zahl der betrachteten Punkte bis auf 1 (d. h. einen Ausgangsknotenpunkt und einen Ankunftsknotenpunkt) reduziert werden, was wieder zu dem Fall gemäß F i g. 1 zurückführt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt Anwendungsmöglichkeiten auf den verschiedensten Gebieten, beispielsweise zur Regelung des städtischen, Verkehrs. ■

Das Problem besteht in diesem Falle darin, Kraftfahrer zu führen, die in einem größeren Bereich von allen möglichen neuralgischen Punkten aus auf ihr Ziel zufahren. Die Führung erfolgt längs variabler Wege, die periodisch von neuem bestimmt werden und in jedem Augenblick die Verkehrsdichte der einzelnen Straßenzüge berücksichtigen, ferner auch unvorhersehbare Einflüsse, wie Unfälle, Straßenarbeiten usw. Bei jedem solchen Berechnungsvorgang wird eine Gruppe von Wegen ermittelt, die an dem betrachteten neuralgischen Punkt münden. Am Ende des Arbeitszyklus ist die optimale Gesamtheit der Führungswege bestimmt.

Jeder neuralgische Punkt des Straßennetzes wird durch ein Knotenpunktselement dargestellt; die Straßen oder Straßenteile, die benachbarte neuralgische Punkte verbinden, werden durch zwei parallele und (zur eventuellen Berücksichtigung der beiden möglichen Verkehrsrichtungen) entgegengesetzt gerichtete Maschenelemente dargestellt.

Jedem Maschenelement können Gewichtungselemente zugeordnet werden, um ihm eine Gewichtung in Abhängigkeit der angenommenen Kriterien zu verleihen (Größe der Straße, eventuelle Hindernisse, Lichtregelung, Geschwindigkeitsbegrenzung,. Verkehrsstockungen usw.).

Eine zyklisch arbeitende Vorrichtung zeigt nacheinander jeden neuralgischen Punkt als Ankunftspunkt und alle anderen neuralgischen Punkte als Ausgangspunkte an. Man muß dann nur noch die optimalen Wegverbindungen zur Kenntnis der Kraftfahrer bringen, etwa mit Hilfe von Leuchttafeln oder elektromechanischen Einrichtungen, die vor jeder Kreuzung angeordnet und von den Anschlüssen 54 der Maschenelemente gesteuert werden.

Man kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch benutzen, um die Einsatzgeschwindigkeit öffentlicher Einrichtungen (wie z. B. der Feuerwehr) zu beschleunigen, ferner um Evakuierungsprobleme im Notfalle optimal zu lösen.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind die Be; rechnung der kürzesten Flurwege im Überseeverkehr, Probleme der dynamischen Programmierung sowie die Suche nach dem kritischen Weg.

Die Vorrichtung kann ferner eine Untereinheit »Einschreibzentrum« eines komplexen, vielwertigen Speichers darstellen, wie er beispielsweise in der französischen Patentschrift 1 381212 dargestellt ist und dessen eine Funktion gerade in der Suche nach der kürzesten Folge von Zwischenabschnitten zwischen zwei Situationen besteht.

Es versteht sich, daß der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur auf elektronischer Basis, sondern auch mit elektromechanischen, mechanischen, hydraulischen und pneumatischen Mitteln erfolgen kann, da sich dieselben logischen Funktionen für die einzelnen Bestandteile der Vorrichtung technologisch in verschiedener Weise erzielen lassen.

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Auswertung eines Netzes mit Hilfe von Impulsen, wobei die Knoten des Netzes Punkten entsprechen, die alle die Zustände eines Systems mit mehreren Variablen in einem geometrischen Raum darstellen, der. dieselbe Zahl von Dimensionen besitzt, wie das System Variable enthält, und wobei ferner die Maschen des Netzes allen zwischen den einzelnen Knotenpunkten möglichen, elementaren Wegstrecken entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Knotenpunktsgruppe, die eine erste Anzahl von

. Ausgangspunkten darstellt, und eine andere Knotenpunktsgruppe, die eine zweite Anzahl von

■ Ankunftspunkten darstellt, angezeigt werden, daß während eines ersten Stadiums gleichzeitig von allen anfänglich angezeigten Ankunftsknotenpunkten Signale ausgesandt werden, die längs der Maschen fortschreiten, die von diesen Knotenpunkten laufen, welche ihrerseits angezeigt werden, wobei die Anzeige eines Knotenpunkts in erster Linie zur Folge hat, den späteren Empfang anderer Signale durch diese angezeigten Knotenpunkte während dieses Stadiums zu verhindern, in zweiter Linie das schrittweise Weiterschreiten der Signale von diesen angezeigten Knotenpunkten zu ermöglichen und in dritter Linie die Herstellung einer Verbindung über die Masche,, die die Anzeige des Knotenpunktes bewirkt hat, vorzubereiten, daß ferner gleichzeitig von den so angezeigten Zwischenknotenpunkten neue Signale ausgehen, die im erläuterten Sinne vorrücken, usw.; daß dann derjenige Ausgangsknotenpunkt bestimmt wird, der von einem dieser Signale als erster erreicht wird, woraufhin das Weiterschreiten der Signale unterbrochen wird, und daß schließlich in einem zweiten Stadium von dem so bestimmten Ausgangsknotenpunkt eine Verbindung zu dem Ankunftsknotenpunkt hergestellt wird, von dem das Signal ausging, das als erstes den bestimmten Ausgangsknotenpunkt erreichte.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netz aus einer ersten Gruppe von Schaltkreisen, die die Knotenpunktselemente (PA, PM, PB) bilden, und einer zweiten Gruppe von Schaltkreisen, die die Maschenelemente (F 14, V15) bilden, besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenelemente (V 14,

V15) eine Orientierung aufweisen. ίο

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gewichtungselemente (19, 38, 39, 42) vorgesehen sind, die bewirken, daß die Maschenelemente (V 14, V15) in einer ganzen Zahl von Schritten durchlaufen werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitgeber (19) Impulse.aussendet, die das schrittweise Vorrücken der Signale im Netz steuern. .

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Anzeige des oder der ausgewählten Wege vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Knotenpunktselemente (PA, PM, PB) durch einen Schaltkreis gebildet werden, der einen bistabilen Speicher (25) enthält, der durch ein UND-Tor (26) gesteuert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenelemente (V 14, V15) durch einen Schaltkreis gebildet werden, der einen von einem UND-Tor (29) gesteuerten bistabilen Speicher (28) enthält, daß der Ausgang dieses Speichers (28) und ein erster Eingang des UND-Tores (29) über ein ODER-Tor (16) mit einem Eingang des UND-Tores (26) des Knotenpunktselementes verbunden ist, der den Anfang des betrachteten, orientierten Maschenelementes bildet, bzw. über einen Umkehrverstärker (30) mit dem Ausgang des > bistabilen Speichers (25) desselben Knotenpunktselementes, während ein zweiter Eingang des genannten UND-Tores (29) mit dem Ausgang des bistabilen Speichers (25) des Knotenpunktselementes verbunden ist, an dem das betrachtete, orientierte Maschenelement mündet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das orientierte Maschenelement (V 14, V15) einen Gewichtungskreis enthält, der einen Binärzähler (38) aufweist, der durch ein UND-Tor (39) gesteuert wird, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des bistabilen Speichers (25) des Knotenpunktselementes verbunden ist, an dem das betrachtete, orientierte Maschenelement mündet und dessen Ausgang über einen Nichtumkehrverstärker (31) mit einem dritten Eingang des UND-Tores (29) des Maschenelementes verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das orientierte Maschenelement (F14, VlS) einen Sperrkreis enthält, der einen Nichtumkehrverstärker (33) aufweist, dessen Ausgang mit einem vierten Eingang des UND-Tores (29) dieses Maschenelementes verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (19) zwei Signalausgänge (18, 20) enthält, von denen der eine mit den zweiten Eingängen der UND-Tore (26) der Knotenpunktselemente (PA, PM, PB) und der andere mit den fünften Eingängen der UND-Tore (29) der Maschenelemente (V 14, V15) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Anzeige des oder der

. ausgewählten Wege dienenden Einrichtungen einen Nichtumkehrverstärker (27) enthalten, der jedem der Knotenpunktselemente (PA, PM, PB) zugeordnet ist, sowie ein UND-Tor (35), das jedem der Maschenelemente (V 14, V15) zugeordnet ist, daß der Ausgang dieses UND-Tores (35) über ein ODER-Tor (17) mit dem Eingang des Nichtumkehrverstärkers (27) verbunden ist, der dem Knotenpunktselement zugeordnet ist, das an dem betrachteten, orientierten Mascherielement mündet, während die Eingänge dieses UND-Tores (35) einerseits mit dem Ausgang des bistabilen Speichers (28) des betrachteten Maschenelementes und andererseits mit dem Ausgang eines Nichtumkehr-Sperrverstärkers (37) und mit dem Ausgang des Nichtumkehrverstärkers (27), der dem Knotenpunktselement zugeordnet ist, das den Anfang des betrachteten Maschenelementes bildet, verbunden sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Anzeige des oder der ausgewählten Wege dienenden Einrichtungen einen Kreis enthalten, der jedem Knotenpunktselement (PA, PM, PB) zugeordnet ist und nacheinander enthält ein erstes UND-Tor (50) mit

- zwei Eingängen (51, 52), einen ersten bistabilen Kippkreis (53), ein zweites UND-Tor (56) mit zwei Eingängen (54, 55) und einen zweiten bistabilen Kippkreis (57), wobei das erste und das zweite UND-Tor (50, 56) an einem Eingang nacheinander oder gleichzeitig ein Betätigungssignal (Ul, E/2) empfangen können, daß weiterhin jedem Maschenelement ein UND-Tor (35) zugeordnet ist, dessen Ausgang über ein ODER-Tor (17) mit dem anderen Eingang des ersten UND-Tores (50) des Kreises verbunden ist, der dem Knotenpunktselement zugeordnet ist, an dem das betrachtete orientierte Maschenelement mündet, daß ferner die Eingänge dieses Tores einerseits mit dem Ausgang des bistabilen Speichers (28) des betrachteten Maschenelementes und andererseits mit dem Ausgang eines Nichtumkehr-Sperrverstärkers (37) sowie schließlich mit dem Ausgang des zweiten bistabilen Kippkreises (57) des Kreises, der dem Knotenpunktselement zugeordnet ist, das den Anfang des betrachteten Maschenelementes bildet, verbunden sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen