DE1591564C3 - Verfahren zur Überwachung des Schiffsverkehrs auf einer Wasserstraße - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung des Schiffsverkehrs auf einer Wasserstraße mit schematischer Darstellung der Lage der Schiffe in einem in einer Zentralstelle angebrachten Wasserstraßenbild, das in einzelnen Wasserstraßenabschnitten entsprechende Anzeigefelder unterteilt ist und nach Auswertung der vom Schiff mittels Antwortsender nach Abfrage durch Feststationen ausgesandten Antwortsignale gesteuert wird.

Aus der Zeitschrift »Elektronische Rundschau«, Nr. 9, 1961, Seiten 405 und 406 ist ein Verfahren zur Überwachung des Schiffsverkehrs auf einer Wasserstraße mit Hilfe von längs der Wasserstraße aufgestellten Radar-Feststationen sowie einer Zentralstation bekannt. Allerdings wird hierbei die Anzeige auf gewöhnlichen Radar-Sichtgeräten vorgenommen, die keinen klaren Überblick über die Verkehrslage gewährleisten.

Ein anderes bekanntes Verfahren zur Regelung des Schiffsverkehrs in einem Kanal besteht darin, daß an zwei Schiffslenkungsstellen an den Enden des Kanals die Durchfahrt aller Schiffe in einem graphischen Plan festgehalten wird. Entlang des Kanals postierte Kanalwächter melden telefonisch an eine der Lenkungsstellen, wann die einzelnen Schiffe bei ihnen durchfahren und erhalten von dort Anweisungen, welche Signale bezüglich der Weiterfahrt der Schiffe gesetzt werden sollen. Der Schiffslotse bekommt durch Tageslichtsignale Anweisungen, ob er z. B. in einer Weiche, die in größerer Anzahl im Verlaufe des Kanals zum Passieren größerer Schiffe eingebaut sind, stoppen muß, langsam fahren soll oder durchfahren kann. Außerdem kann der Lotse gewöhnlich über UKW-Sprechfunk Informationen mit der Lenkungsstelle austauschen.

Es liegt der Erfindung vor allem die Aufgabe zugrunde, das bekannte, weitgehend manuelle Verfahren durch ein neues System, das von den Möglichkeiten der modernen Nachrichtentechnik Gebrauch macht und weitgehend automatisch arbeitet, abzulösen. Durch das zu schaffende Verkehrslenkungssystem für die Wasserstraße soll eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Wasserstraße vor allem im Hinblick auf ein weiterhin steigendes Verkehrsaufkommen, eine verbesserte Überwachung und Lenkung des Schiffsverkehrs, eine Erhöhung der Sicherheit und eine Entlastung des Personals erreicht werden. Das Problem besteht darin, in kurzen zeitlichen Abständen einen Überblick zu bekommen, wo sich welches Schiff in der Wasserstraße befindet, d.h. es müssen alle Schiffe im Vciluuf der Wasserstraße geortet und identifiziert werden.

Die Erfindung geht von einem Sekundär Radar-System aus, wie es beispielsweise in der Luftfahrt zur Überwachung des Luftraumes und für die Flugsicherung

benutzt wird. Aus der US-PS 30 55 001 z.B. ist ein Verfahren zur Überwachung einer Luftstraße bekannt, bei dem entlang der Luftstraße angeordnete, einen bestimmten Bereich erfassende Feststationen selektiv den Flugzeugen zugeteilte Abfrageadressen in Codeform an die sich jeweils in den von ihnen erfaßten Luftstraßenbereichen befindlichen Flugzeuge aussenden und die Antwortsender der Flugzeuge bei Übereinstimmung ihrer Adresse mit der ausgesandten Adresse ein Quittungssignal abgeben, aus dessen Laufzeit zusammen mit der Laufzeit der Abfrageadressen die Entfernung bestimmt wird. Rüstet man allerdings die Feststationen entlang einer Wasserstraße entsprechend der Lehre dieses US-PS mit Antennen aus, die ein rotierendes Diagramm in Form einer Kardioide aufweisen, so ergeben sich keine vernünftigen Bestimmungen hinsichtlich der Schiffsentfernungen. Der von einer solchen rotierenden Antenne überstrichene Wasserstraßenbereich wäre dann nämlich nicht bestimmt, sondern würde sich in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Diagramms ändern.

Um bei Verwendung einer rotierenden Antenne eine korrekte Lagebestimmung des jeweils getroffenen Schiffsobjektes auf dem Wasserweg zu erreichen, müßte eine zusätzliche Information, nämlich der augenblickliche Zielerfassungswinkel, zur Datenauswerteeinrichtung übertragen und dort mitverarbeitet werden.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe derart gelöst, daß die längs der Wasserstraße angeordneten und mit feststehenden, einen bestimmten Wasserstraßenbereich erfassenden Sektorantennen ausgerüsteten Feststationen selektiv den Schiffen bei Einfahrt in die Wasserstraße zugeteilte Abfrageadressen in Codeform an die sich jeweils in den von ihnen erfaßten Wasserstraßenbereiche befindlichen Schiffe aussenden und die Antwortsender auf den Schiffen bei Übereinstimmung ihrer Adresse mit der ausgesandten Adresse ein Quittungssignal abgeben, aus dessen Laufzeit zusammen mit der Laufzeit der Abfrageadresse die Entfernung bestimmt wird, daß die Abfrageadressen von einer Abfragesteuerung nach Speicherung über einen Modemverteiler an die einzelnen Feststationen bei gleichzeitiger Speicherung der Abfrageadressen in einem Nummernspeicher übertragen werden und sodann nach Abfrage der Schiffe über den Modemverteiler in einem Ortsspeicher gespeichert werden, dem die Adressen aus dem Nummernspeicher beigegeben werden, daß die Informationen über Daten und die Lage der Schiffe einer zentralen Datenverarbeitungsanlage zugeleitet werden, in welcher durch Herbeiführung von Koinzidenz der Adressen die jeweilige Schiffslage in bezug auf die Wasserstraßenausdehnung errechnet wird und einem Datenspeicher zusammen mit den Schiffsdaten eingegeben wird, und daß die Auswertung der Speicherinformationen derart erfolgt, daß jedem Anzeigefeld im Wasserstraßenbild ein Lämpchen zugeordnet ist, welches über eine nach der Wasserstraßenausdehnung ordnende Ausleseeinrichtung angesteuert wird und zunächst durch Aufleuchten das Vorhandensein eines oder mehrerer Schiffe in dem entsprechenden Wasserstraßenabschnitt anzeigt, und daß jedem Anzeigefeld zusätzlich ein Schalter zugeordnet ist, durch dessen Betätigung eine Abfrageeinrichtung für den entsprechenden Wasserstraßenabschnitt gesteuert wird, welche aus dem Datenspeicher die Daten des/der in diesem AI)St hnilt sich befindenden StIuIfes/Schilfe herausliest, so daß sie auf einem an der Zentralstelle aufgestellten Sichtgerät alphanumerisch dargestellt werden. Bei diesem System kommt man mit verhältnismäßig wenigen Feststationen aus. Außerdem besitzt dieses Verfahren längs der gesamten Wasserstraße eine den - Anforderungen voll genügende Ortungsgenauigkeit, so daß alle Schiffe, auch wenn sie an beliebiger Stelle festliegen, ständig überwacht werden können. Durch die kontinuierliche Ortung wird auch der Speicherbedarf der nachfolgenden Datenverarbeitung außerordentlich

ic gering.

Die bildhafte Darstellung von Verkehrsabläufen ist zwar schon aus anderen Gebieten bekannt, z. B. bei Gleisbildstellwerken oder zur Anzeige von Radarbildern für die flächenhafte Darstellung eines dreidimen-

ir sionalen Verkehrsgeschehens, wobei die Anlagen in ihren jeweiligen Einsatzbereichen den dortigen Forderungen angepaßt sind. Für die Überwachung einer langen Wasserstraße ist jedoch keine der beiden angedeuteten Möglichkeiten geeignet. Einesteils soll ein"

2>. großes Gebiet abgetastet werden, andererseits ist eine genaue Ortsangabe mit der Kennung und Darstellung von weiteren für die Schiffslenkung wichtigen Daten notwendig. Bei der Erfindung wurde erkannt, daß bei der Überwachung einer Wasserstraße — im Gegensatz

·-. zur Überwachung einer von der Bodenstation abliegenden Luftstraße (vgl. US-PS 30 55 001) — eine sektorförmige Überstrahlung von aufeinanderfolgenden Bereichen mittels feststehender, vom Rande der Wasserstraße ausgehender Antennendiagramme zur Feststellung

3" der Schiffsentfernungen genügt. Eine winkelmäßige (azimutale) Zuordnung des erfaßten Ziels und damit die Übertragung und Verarbeitung dieser zusätzlichen Information ist nicht erforderlich, da von einer Antenne ein stets gleichbleibender Wasserstraßenbereich hin-

<? sichtlich der Entfernungsmessung und auch hinsichtlich der Erkennung der Schiffe überwacht wird. Bei der Datenübertragung und Datenanzeige nach der Erfindung handelt es sich nicht einfach um die Verwendung einer beliebigen Datenübertragungs- und -verarbeitungsanlage. Die sich sowohl auf die Schiffslenkung als auch die Schiffslage beziehenden Ausgabedaten der Feststationen entlang der Wasserstraße werden bei dem Verfahren nach der Erfindung nämlich so behandelt, daß zunächst nur das Vorhandensein eines

4S oder mehrerer Schiffe in den Wasserstraßenabschnitten durch das Aufleuchten von Lämpchen angezeigt wird. Erst durch die Betätigung eines Schalters, der jedem Teilabschnitt zugeordnet ist, werden auf dem zentral aufgestellten Sichtgerät die Daten des zugehörigen

so Schiffes alphanumerisch angezeigt. Mit einer solchen Anlage läßt sich der Schiffsverkehr auf einer Wasserstraße sehr gut beobachten. Man kann Ballungen frühzeitig erkennen und durch rechtzeitige Disposition die Fahrt besonders großer Schiffe sichern. Ist als

■>■> Schalter ein Druckknopf vorgesehen, so läßt sich durch einfachen Knopfdruck jedes Schiff sofort identifizieren. Die Übersichtlichkeit ist durch die relativ feine Enlfernungsauflösung recht gut. Die Anzeigefelder im Wasserstraßenbild können Abschnitten von ungefähr 100 m Länge entsprechen. Zur Bedienung ist nur ein Beamter notwendig, jedoch können am Anzeigepult mit dem Wasserstraßenbild auch mehrere Personen ohne gegenseitige Störung arbeiten.

In vorteilhafter Weiteibildung der Erfindung sind jedem Anzeigefeld verschiedenfarbige Lämpchen zugeordnet. Die Verschiedenfarbigkeit erlaubt dann noch eine Differenzierung der Anzeige nach der Schiffsgröße, ■vas beispielsweise notwendig ist, wenn besondere

Vorschriften bezüglich des Gegenverkehrs und Überholens gelten. , '.

befinden,sich mehrere Schiffe in dem angewählten ..WässerstraßenabschrHtt.so sjnd'in vorteilliafter Weise die Daten mehrerer.Scliiffc durch Verkleinerung der Schriftgröße ".,im Sichtgerät lesbar. Die einzelnen .Anzeigen auf deni Sichtgerät können jedoch auch in bestimmtem Rhythmus nacheinander folgen oder von Hand gewählt werden. ' '.

Damit das Sichtgerät beim Arbeiten an dem langen Wasserstraßenbild von jeder Stelle aus gut zu sehen ist, wird es schwenkbar angeordnet und dreht sich z. B. auf Knopfdruck an der .Wasserstraßennachbildung selbsttätig in die jeweilige Richtung.

Zweckmäßig werden die Schiffe bei Einfahrt in die Wasserstraße mit den Antwortgeräten ausgerüstet, weiche für den Gebrauch in der jeweiligen Wasserstraße eingestellt sind.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten werden an Hand eines in zwei Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild zur Durchführung des Verfahrens zur Erfassung der Schiffe auf einer Wasserstraße, und

Fig.2 zeigt das Anzeigepult in der Übcrwachungszc nt rale.

F i g. 1 zeigt eine Wasserstraße W, z. B. einen Kanal, der längs der vier Sekundär-Radar-Feststationen /■'!. F2, F3 und FA aufgestellt sind, weiche jeweils zwei in etwa entgegengesetzter Richtung strahlende Scktorantenncn aufweisen. Mit den Anlenncnbündeln der Feststationen Fi bis I'A wird die gesamte Wasserstraße H' lückenlos erfaßt. Über einen gemeinsamen Modcmvcrteiler Λ/ werden die Feststa tioncn Fi bis FA von einer Abfragesteuerungscinrichlung A nach den verschiedenen Schriflnummcrn gefragt, die den Schiffen als Adresse bei der Einfahrt in die Wasserstraße H'von den Schiffscingabcdatenstationen Ci und C2 an den Enden der Wasserstraße W zugeteilt werden. Die Schiffsnummern werden zusammen mit den zugehörigen Schiffsdaten, z. B. über einen Fcrnschreibvcrtciler und eine Eingabeeinrichtung F. mit einem Speicher für die Daten an eine Datenverarbeitungsanlage D für die Schiffsdaten eingegeben. Bei Empfang eines Quittungssignals von dem Schiff mit der . entsprechenden Nummer seitens einer der Feststationen /"1 bis FA wird über den Modcmverteilcr M ein Orlsspeicher O mit einer aufgrund der Laufzeit des Frage- und Antwortsignals ermittelten Enlfernungsangabc beaufschlagt. Vorher wurde bereits von der Anstcuerungscinrichtung A ein Speicher N für die Schiffsnummer mit der angefragten Schiffsnummer versorgt, die dort mindestens bis zur Antwort seitens des Modemvcrtcilcrs M gespeichert bleibt. Der betreffenden Entfernungsangabe im Speicher O wird nunmehr die Schiffsnummer vom Nummcrnspcichcr N aus zugeordnet. In der Datenverarbeitungsanlage D werden nun die cinkommenden Schiffsnummern auf Koinzidenz mit den Nummern im Speicher der Eingabeeinrichtung E geprüft. Bei Auftreten von

Koinzidenz, zweier Nummern werden die zu diesem Schiff gehörenden Daten geordnet nach den Entfernungsangaben an eine Auslcseeinrichtung L weitergegeben, von der aus Lämpchcn G in Anzcigcfcldcrn. die einzelnen Wasserstraßcnabschnillen entsprechend der Entfernung zugeordnet.sind, angesteuert. Bei Vorhandensein eines Schiffes in dem dem Lämpchen zugeordneten Wasserstraßenabschnitt leuchtet das Lämpchen auf. Jedes An/cigefcld ist außerdem mit einem Druckknopf A' ausgestaltet, bei dessen Drücken eine Abfrageeinrichtung B für diesen Entfcrnungsabschnitt betätigt wird, woraufhin aus der Auslesccinrichtung /. die Daten .des Schiffes in diesem Wasscrstraßenabschnitt herausgelesen werden und zu einem Sichtgerät Si zur alphanumerischen Darstellung gelangen. Die Abfragestcuerung A fragt sämtliche vorhandenen Schiffsnuinmern ab, die von den Schiffscingabcdatcnstationcn Ci und C2 übermittelt wurden. Verläßt ein Schiff die Wasserstraße W, so wird die entsprechende Schiffsnummcr w ieder frei und kann für ein neu einfahrendes Schiff und dessen Daten verwendet werden.

Fig.2 zeigt die abschnittsweise Darstellung des Schiffahilsweges 1, z.B. eines Kanals, in seiner geographischen Form auf einem langen Anzeigepult 2. Ls ist beispielsweise an eine Einteilung in 100-m-Abschniltc 3 gedacht, was bei etwa 100 km Gesamtlänge des Schiffahrtsweges 1 1000 Felder auf dem Anzeigepult 2 ergibt. Jedem Feld sind zwei \crschiedenfarbige Glühlämpchcn 4 und 5 und ein Druckknopf h zugeordnet. Die Ausgabedaten sind so verarbeitet, daß zunächst nur das Vorhandensein eines oder mehrerer Schiffe in den 100 m-Abschnitten durch Aufleuchten eines Glülilämpchens 4 oder 5 angezeigt wird. Die Vcrscliiedenfaibigkeit erlaubt dabei noch eine Differenzierung dieser Anzeige nach der Schiffsgi ößc, wenn besondere Vorschuhen bezüglich des Gegenverkehrs und des Übeiholens gelten. Die Scliiffc müssen dann beispielsweise in einer dei Weichen 7 passieren. Erst durch Drücken auf den Druckknopf 6 in einem der Teilabschnitte 3 werden auf einem zentral aufgestellten Sichtgerät 8 die Daten des zugehörigen Schiffes alphanumerisch angezeigt. Befinden sich mehrere Schiffe in dein angewählten Abschnitt 3, so werden durch Verkleinerung der Schriftgröße im Sichtgerät 8 die Datcnnichrei er Schiffe sichtbar. Das Sichtgerät 8 ist schwcnkbai angcoidnet und somit beim Arbeiten an dem langen Pult 2 von jeder Stelle aus gut zu sehen. Ls dreht sich bei Betätigung einer der Drucktasten 6 an der Kanalnachhildimg 1 selbsttätig in die jeweilige Richtung. Mit einer solchen Darstellungswcisc läßt sich der Schiffsverkehr auf dem Kanal direkt beobachten. Man kann Ballungen fiüh/eitig erkennen und durch Anweisungen über Funk die Fahrt der Schiffe sichern. Durch einfachen Diuck auf den Druckknopf 6 wird jedes Schiff sofort identifiziert. Die Übersichtlichkeit ist durch die iclativ feine Entfcrnungsauflösiing sehr gut. Zur Bedienung ist nur eine Person notwendig, jedoch können am Anzeigepult 2 auch mchreic Personen ohne gegenseitige Störung arbeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung des Schiffsverkehrs auf einer Wasserstraße mit schematischer Darstellung der Lage der Schiffe in einem in einer Zentralstelle angebrachten Wasserstraßenbild, das in einzelnen Wasserstraßenabschnitten entsprechende Anzeigefelder unterteilt ist und nach Auswertung der vom Schiff mittels Antwortsender nach Abfrage durch Feststationen ausgesandten Antwortsignal gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die längs der Wasserstraße angeordneten und mit feststehenden, einem bestimmten Wasserstraßenbereich erfassenden Sektorantennen ausgerüsteten Fesistationen selektiv den Schiffen bei Einfahrt in die Wasserstraße zugeteilte Abfrageadressen in Codeform an die sich jeweils in den von ihnen erfaßten Wasserstraßenbereiche befindenden Schiffe aussenden und die Antwortsender auf den Schiffen bei Übereinstimmung ihrer Adresse mit der ausgesandten Adresse ein Quittungssignal abgeben, aus dessen Laufzeit zusammen mit der Laufzeit der Abfrageadressen die Entfernung bestimmt wird, daß die Abfrageadresse von einer Abfragesteuerung über einen Modemverteiler an die einzelnen Feststationen bei gleichzeitiger Speicherung der Abfrageadressen in einem Nummernspeicher übertragen werden und sodann nach Abfrage der Schifte über den Modemverteiler in einem Ortsspeicher gespeichert werden, dem die Adressen aus dem Nummernspeicher beigegeben werden, daß die Informationen über Daten und die Lage der Schiffe jeweils mit der Adresse versehen einer zentralen Datenverarbeitungsanlage zugeleitet werden, in welcher durch Herbeiführung von Koinzidenz der Adressen die jeweilige Schiffslage in bezug auf die Wasserstraßenausdehnung errechnet wird und einem Datenspeicher zusammen mit den Schiffsdaten eingegeben wird, und daß die Auswertung der Speicherinformationen derart erfolgt, daß jedem Anzeigefeld im Wasserstraßenbild ein Lämpchen zugeordnet ist, welches über eine nach der Wasserstraßenausdehnung ordnende Ausleseeinrichtung angesteuert wird und zunächst durch Aufleuchten das Vorhandensein eines oder mehrerer Schiffe in dem entsprechenden Wasserstraßenabschnitt anzeigt, und daß jedem Anzeigefeld zusätzlich ein Schalter zugeordnet ist, durch dessen Betätigung eine Abfrageeinrichtung für den entsprechenden Wasserstraßenabschnitt gesteuert wird, welche aus dem Datenspeicher die Daten des/der in diesem Abschnitt sich befindenden Schiffes/Schiffe herausliest, so daß sie auf einem an der Zentralstelle aufgestellten Sichtgerät alphanumerisch dargestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten mehrerer Schiffe in einem Wasserstraßenabschnitt die alphanumerische Darstellungsgröße im Sichtgerät verkleinert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß /ur Sichtbarmachung unterschiedlicher .Schiffsgrößen verschiedenfarbige Lampe hen in den Anzeigefeldern aufleuchten.

4. Vei fahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne«, daß jedes Schiff bei Finfahrt in die Wasserstraße mit einem Antwortsender ausgerüstet wird.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigefelder im Wasserstraßenbild Abschnitten der Wasserstraße von etwa 100 m Länge entsprechen.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtgerät schwenkbar angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter für die Anzeigefelder Druckknöpfe vorgesehen sind.