DE1817668C3 - Verfahren zur Überwachung der laufenden zyklischen Übertragung von Telegrammen zwischen adressierten Objekten und einer Zentrale - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung der laufenden zyklischen Übertragung von Telegrammen zwischen adressierten Objekten und einer Zentrale, bei dem die von der Zentrale aufgerufenen, mit diesem Aufruf Informationen erhaltenden Objekte sich bei ordnungsgemäßem Empfang unter Mitteilung von eigenen Informationen an die Zentrale zurückmelden und dort eine Überprüfung der empfangenen Telegramme auf eine Übertragungsstörung hin erfolgt.

Ein derartiges Verfahren ist bereits bekannt (AEG-Mitteilungen Bd. 54 (1964), Heft 5/6, S. 362 bis 372).

Es ist ferner bei der automatischen Zugsteuerung, insbesondere bei Stadtschnellbahnen, bekannt, daß die einzelnen Züge laufend ihre jeweiligen Fahrorte selbst feststellen. Von einer Zentrale werden mit Hilfe von Adressen, die den einzelnen Zügen zugeordnet sind, diese — insbesondere zyklisch — aufgerufen, worauf sie ihre Fahrorte u. a. mitteilen. Von der Zentrale werden Fahranweisungen oder entsprechende Mitteilungen für die einzelnen Züge, zusammen mit dem Aufruf der Zug-Adressen, an die Züge übermittelt.

Die Fahrorterfassung durch die Fahrzeuge kann verschiedener Art sein; bekannt ist die Verlegung von Linienleitern längs der Strecke mit Markierungsstellen in bestimmten Abständen, etwa alle 30 Meter. Über die Linienleiter kann dann zugleich der Informationsaustausch zwischen Zügen und Zentrale erfolgen. Der Nachrichtenverkehr zwischen den Fahrzeugen und der Zentrale kann natürlich auch drahtlos erfolgen.

Die zu übertragenden Signale können durch binäre Einzelsignale dargestellt werden. Die Codierung Jer Daten erfolgt möglichst in einer Weise, welche es erlaubt, fehlerhaft übertragene Signale zu erkennen. Die Übertragung der binär codierten Daten kann nach dem Trägerfrequenzprinzip mit Frequenzmodulation erfolgen. Für die Datenübertragung werden zwei Kanäle benutzt, etwa Trägerfrequenzen von 30 kHz und 60 kHz, von denen der eine ausschließlich der Übertragung von Nachrichten von der Zentrale zu den Zügen und der andere ausschließlich der Übertragung 6s von Nachrichten in der entgegengesetzten Richtung dient. Zur Sicherung der übertragenen Daten werden den zwischen den Zügen und der Zentrale ausgetauschten Telegrammen Prüfzeichen, etwa nach einem 3fach fehlererkennenden Hamming-Code zugesetzt. Die Sicherheit der Fehlererkennung ist bei diesem Verfahren höher als bei einer zweifachen Übertragung eines Telegramms mit anschließender Kontrolle auf Übereinstimmung.

Die Überwachung der von den Zügen auf ein Anfragetelegramm hin zurückgesendeten Antworttelegramme auf Fehler durch Übertragungsstörungen bzw. auf fehlende Antworttelegramme erfolgt bei den bekannten Systemen in der Zentrale. Liegt eine Störung des Übertragungskanals zwischen einem bestimmten Zug und der Zentrale vor, so wird das Aufruftelegramm von der Zentrale mehrmals wiederholt. Enthalten die Antworttelegramme danach immer noch Fehler oder wird weiterhin kein Antworttelegramm von diesem Zug empfangen, so wird der Telegrammverkehr mit diesem Zug eingestellt und der Zug zwangsgebremst. Bis zum Endpunkt der Strecke muß dieser Zug dann auf »Störung«, d. h. von Hand, gesteuert werden.

Nachteilig bei einer derartigen Lösung ist jedoch, daß das Auftreten einer Störung im Übertragungskanal Zug — Zentrale auf den Zügen selbst nicht erkannt werden kann und somit keine Gegenmaßnahmen, z. B. Erhöhung der Sendeleistung, eingeleitet werden können.

Es ist eine Datenübertragung zwischen einer Zentralstation und Unterstationen bekannt (siehe die eingangs zitierten AEG-Mitteilungen a. a. O.), bei der die Zentralstation Aufruftelegramme an die Unterstationen absendet, worauf die Unterstationen Meldetelegramme zurücksenden. Aufruftelegramme und Meldetelegramme enthalten Prüfzeichen, die aus einem Informationszeichen gebildet werden. Daher können die empfangenden Stationen Übertragungsfehler erkennen. Es erfolgt automatisch ein mehrmaliger Anruf, wenn ein Fehler festgestellt wird. Ein Fehlerzähler zählt die vergeblichen Versuche; nach drei Aufrufen wird ein Fehlersignal in der Zentralstation für diese Gruppe angezeigt. Es handelt sich also lediglich um die Anzeige für das Bedienungspersonal in der Zentrale dahingehend, daß bei dieser Gruppe ein Fehler vorliegt. Dieses Verfahren hat einen großen Nachteil: bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Bedienungspersonal in der Zentrale auf Grund der Störungsmeldung etwas unternehmen kann, vergeht reichlich Zeit. Erst danach kann das Personal darangehen, Schritte einzuleiten; um gegen Störungen Schritte einzuleiten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem auch am Ort der adressierten Objekte möglichst schnell ein bei der Übertragung aufgetretener Fehler erkennbar ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Feststellen von Übertragungsstörungen in den von den Objekten ausgesendeten Antwort-Telegrammen oder dem Ausbleiben derselben den nächsten zu wiederholenden Aufruf-Telegrammen von der Zentrale an die betreffenden Objekte ein besonderes, auf die Störung hinweisendes Kennzeichen beigefügt wird, das dort zur Beseitigung der Störung auswertbar ist.

Der Vorteil der Erfindung gegenüber dem Bekannten liegt darin, daß jetzt im frühestmöglichen Zeitpunkt, nämlich dann, wenn die erste Störung festgestellt wird, sofort mit dem zweiten Aufruf eine Mitteilung an die Unterstationen gemacht wird. Dadurch ist es möglich, dort bestimmte Vorgänge zur Vermeidung weiterer Störungen auszulösen, so daß bereits die nächste

Rückmeldung richtig sein kann. Ganz wichtig kann diese schnelle Reaktion bei automatischen Eisenbahnbetriebensein:

Das Vorliegen einer Übertragungsstörung auf dem Kanal Zug-Zentrale wird jetzt auf dem betreffenden Zug an Hand der den von der Zentrale ausgesendeten Wiederholungstelegrammen beigefügten Kennzeichen selbsttätig erkannt, und es können auf dem Zug Maßnahmen zur Beseitigung der Störung getroffen werden. So kann beispielsweise die Sendeleistung des Zugsenders erhöht oder die Telegrafiegeschwindigkeit verringert werden.

Bei Telegrammstörungen, deren Dauer auch den Zyklus der Wiederholungstelegramme überschreitet, wird der Zug in seinem Streckenabschnitt bis zum Stillstand abgebremst.

Nach Beseitigung der Störung kann der Zug in diesem Abschnitt wieder durch ein Telegramm von der Zentrale erreicht werden und seine Fahrt mit automatischer Steuerung fortsetzen. Die vorstehend beschriebene Erfindung ist jedoch nicht nur auf ihre Anwendung bei der Automatisierung im Bahnbetrieb beschränkt, sondern kann auch in anderen technischen Bereichen verwendet werden, wenn dort von einer Zentrale laufend zyklisch eine Reihe von adressierten Objekten aufgerufen wird und diese darauf bestimmte Informationen an die Zentrale zurückmelden. Dazu gehört z. B. die Steuerung von Unterstationen eines Verbundnetzes in Energie-Versorgungsunternehmen durch eine Zentrale. Die Unterstationen werden laufend zyklisch aufgerufen, melden ihre Übergabeleistung und erhalten von der Zentrale Befehle zur Steuerung von Schaltern zur Zu- oder Abschaltung von Energie.

Eine weitere Möglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, eine Korrektur des dem Zug, dessen Übertragungskanal gestört ist, von der Zentrale mit einem Telegramm vorgegebenen Hindernisabstandes durchzuführen. Die Korrektur erfolgt auf den Zügen selbst, die mit entsprechenden Vorrichtungen ausgerüstet sind. Unter Hindernisabstand soll dabei der in der Zentrale auf Grund der letzten Positionsmeldungen des Zuges ermittelte Abstand zum nächsten Hindernis in Gestalt der Zahl der vor diesem Hindernis liegenden freien Streckenabschnitte — ein Streckenabschnitt ist zwischen je zwei Markierungsstellen gerechnet — verstanden werden.

Der Zyklus der Abfragetelegramme an die Züge auf der Strecke ist dabei so gewählt, daß jeder Zug auch bei maximaler Geschwindigkeit wenigstens einmal in jedem Streckenabschnitt abgefragt wird.

Es ist bereits eine Anordnung zur Bildung von Korrekturwerten für den auf dem Zug maßgebenden Hindernisabstand vorgeschlagen worden (DT-OS 17 80 305, offengelegt am 5. Januar 1972). Die Korrekturwerte werden dabei in Abhängigkeit der zeitlichen Reihenfolge des Eintreffens von Abfragetelegrammen und Markierungsstellen — Überfahrungsmeldungen gebildet. Diese Anordnung ist abgeändert durrh die zusätzliche Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Figur dargestellt. Dort sind mit 33,34, 35 Kippschaltungen mit Speicherverhalten dargestellt. Mit 36 und 37 sind zwei UND-Schaltungen mit negiertem Ausgang bezeichnet. An der Klemme 31 werden Signale, die vom Überfahren einer Markierungsstelle hergeleitet werden, angelegt. Sie werden dem dynamischen Setzeingang der Kippschaltung 33, dem dynamischen Rückstelleingang der Kippschaltung 35 und dem dynamischen Setzeingang der Kippschaltung 34 zugeführt. An eine Klemme 32 werden Signale, die von jedem auf dem Zug empfangenen Telegrammaufruf hergeleitet werden, angelegt. Sie werden einerseits dem dynamischen Setzeingang der Kippstufe 35 und dem dynamischen Rückstelleingang der Kippstufe 34 sowie andererseits einem UND-Gatter 60 zugeführt. Der zweite Eingang des UND-Gatters 60 ist mit dem Ausgang 62 einer Kippstufe 61 verbunden. Der Ausgang 62 führt dabei jeweils L-Signal bei jedem

ίο eintreffenden Aufruftelegramm, das kein Wiederholungskennzeichen enthält. Treffen Aufruftelegramme mit Wiederholungskennzeichen auf dem Zug ein, so wird die Kippstufe 61 zurückgesetzt und das Potential am Ausgang 62 wechselt von L- auf O-Signal. Der Ausgang des UND-Gatters 60 ist mit dem dynamischen Rückstelleingang der Kippstufe 33 verbunden. Am vorbereiteten Eingang 57 der Rückstellseite der Kippschaltung 34 liegt stets L-Signal; ebenso liegt stets L-Signal am vorbereiteten Eingang 59 der Rückstellseite der Kippschaltung 35 und am vorbereiteten Eingang 58 der Setzseite der Kippschaltung 33. Der Ausgang der gesetzten Seite der Kippschaltung 33 wird auf einem vorbereitenden Eingang der Setzseite der Kippstufe 35, auf einen vorbereitenden Eingang der Setzseite der Kippstufe 34, auf eine erste Ausgangsklemme 38 und auf jeweils einen Eingang des UND-Gatters 37 und des UND-Gatters 36 geführt. Ferner führt der Ausgang der Setzseite der Kippschaltung 35 auf einen vorbereitenden Eingang der Rückstellseite der Kippschaltung 33, der Ausgang der Setzseite der Kippschaltung 34 auf das UND-Gatter 37 und der Ausgang der Rücksetzseite dieser Kippschaltung auf das UN D-Gatter 36.

Der negierte Ausgang des UND-Gatters 37 führt auf eine Ausgangsklemme 40, und der negierte Ausgang des UND-Gatters 36 auf eine Ausgangsklemme 39. Je nach Erscheinen bestimmter Signale an den Klemmen 38, 39 und 40 liegt ein bestimmter Korrekturwert vor, mit dem die zuletzt gemeldete Zahl der freien Streckenabschnitte in Fahrtrichtung zu korrigieren ist, und zwar bedeutet dabei die Kombination O-Signal an der Klemme 38, L-Signal an den Klemmen 39 und 40 den Korrekturwert 0, die Kombination 0-Signal an der Klemme 39, L-Signal an den Klemmen 38 und 40 den Korrekturwert - 1 und die Kombination 0-Signal an der Klemme 40 und L-Signal an den Klemmen 38 und 39 den Korrekturwert _2

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Erreichen mehrere Telegramme einen Zug unmittelbar nacheinander (d. h. ohne zwischenzeitliches Überfahren einer Markierungsstelle), so erscheinen nacheinander dementsprechend Signale an der Klemme 32, die den Kippstufen 34 und 35 sowie dem UND-Gatter 60 zugeführt werden. Am Ausgang 51 des Rückstellausgangs der Kippschaltung 34 liegt also L-Signal, am antivalenten Ausgang 52 0-Signal, d. h. die Klemme 40 hat L-Signal.
Es sind jetzt zwei Fälle zu betrachten:

a) Hat die Kippstufe am Ausgang 53 der Kippschaltung 33 0-Signal, dann liegt an der Klemme 38

0-Signal, und die Klemme 39 hat L-Signal, da das O-Signal vom Ausgang 53 auch am UN D-Gatter 36 liegt.

b) Hat die Kippstufe 33 am Ausgang 53 L-Signal, dann hat der vorbereitende Eingang der Setzstufe der Kippschaltung 35 ebenfalls L-Signal und das dem ersten eintreffenden Telegramm entsprechende Signal an der Klemme 32 würde am Ausgang 54 dieser Kippschaltung L-Signal erzeugen, dieses den

dynamischen Eingang der Rückstellseite der Kippschaltung 33 vorbereiten, so daß beim Signal des folgenden Telegramms an Klemme 32 die Kippstufe 33 über das UND-Gatter 60 zurückgesetzt wird und somit O-Signal am Ausgang 53 liegt. Es ergibt sich somit, daß beim zweiten Telegramm und jedem unmittelbar folgenden an den Klemmen 40, 38, 39 folgende Signale liegen: Klemme 38: O-Signal, Klemme 39 und 40: L-Signal. Das bedeutet den Korrekturwert 0.

Ist das zweite eintreffende Telegramm jedoch ein Wiederholungstelegramm mit Kennzeichen, so ist die UND-Bedingung am Gatter 60 nicht mehr erfüllt und die Kippstufe bleibt so lange in ihrer Setzstellung, bis dem Zug ein Telegramm ohne Wiederholungskennzeichen übertragen wird. Erst dann wird die Kippstufe 33 zurückgesetzt, so daß der Korrekturwert 0 ausgegeben werden kann. Es wird somit bei Wiederholungstelegrammen verhindert, daß falsche Korrekturwerte ausgegeben werden können.

Der Zug überfahre jetzt die nächste Markierungsstel-Ie. Εε erscheint somit ein Signal an der Klemme 31. Die Kippstufe 33 schaltet wieder um, an ihrem Ausgang 53 und somit an der Klemme 38 sowie an je einem der UND-Gatter-Eingänge 55 und 56 erscheint jetzt L-Signal. Außerdem werden die Eingänge der Setzseiten der Kippstufen 35 und 34 vorbereitet. Der Eingangsimpuls von der Klemme 31 gelangt ferner auf den Rückstelleingang der Kippschaltung 35, erzeugt somit ein 0-Signal am Ausgang 54, womit die Eingangsvorbereitung für den Rückstelleingang der Kippschaltung 33 aufgehoben wird. Da sich die Kippstufe 34 in ihrer Lage nicht ändert, liegt also am UND-Gatter 40 am einen Eingang L-Signal und am anderen 0-Signal, d. h. an der Klemme 40 L-Signal, und an dem UND-Gatter 36 liegt an beiden Eingängen L-Signal, d. h. an der Klemme 39 O-Signal. Es entsteht somit folgende Kombination: Klemme 39: 0-Signal, Klemme 38 und 40: L-Signal. Das bedeutet, daß der Korrekturwert - 1 vorliegt. Diese Korrektur entspricht der Tatsache, daß der Zug in einen neuen Abschnitt eingefahren ist, dessen Besetzung er noch nicht gemeldet hat. Fährt der Zug in diesem Streckenabschnitt weiter, so erhält er jetzt das folgende Telegramm, und es erscheint dementsprechend ein Signal an der Eingangsklemmc 32. Dieses Signal kippt die Stufe 35 (der Eingang war vorbereitet), am Ausgang 54 erscheint L-Signal, und dieses bereitet den Rückstclleingang der Kippschaltung 33 wieder vor. Die Kippschaltung 34 bleibt in unveränderter Lage. Die Ausgangssignale bleiben unverändert, also Klemme 39: O-Signal, Klemme 38 und 40: L-Signal. Es bleibt also weiterhin der Korrekturwert -1. Dieser Korrekturwert ist deshalb beizubehalten, weil die Abstandsermittlung in der Zentrale für das letzte Telegramm noch von der Positionsmeldung des Zuges aus dem letzten Streckenabschnitt ausging. Bs sind jetzt bei Weiterfahrt des Zuges zwei Fälle möglich: entweder das nächste Telegramm kommt vor dem Überfahren der nächsten Markierungsstelle oder danach.

Es sei zunächst der erste Fall betrachtet:

Das eintreffende Telegramm bewirkt ein Signal an dem Eingang 32. Es ist dies das zweite Signal nacheinander an der Klemme 32, ohne daß zwischenzeitlich ein Signal an der Klemme 31 auftrat. Wie bereits oben dargelegt, führt dieser Fall zu folgenden Signalen an den Klemmen 40, 38, 39: Klemme 38: 0-Signal, Klemme 39 und 40:L-Signal, d. h. es liegt der Korrekturwert 0 vor. Keine Korrektur ist deshalb jetzt vorzunehmen, weil die Hindernisabstands-Bestimmung in der Zentrale jetzt von der Positionsmeldung im gleichen Abschnitt ausgeht. Eine auf dieses Telegramm folgende Markierungsfeststellung führt auf den vorhin behandelten Fall zurück.

Im zweiten Fall kommt vor dem nächsten Telegramm das Überfahren der nächsten Markierung. Es erscheint daher jetzt ein entsprechendes Signal an der Klemme 31. Folglich erscheint am Ausgang 53 der Kippschaltung 33 L-Signal und somit an der Klemme 38 und an den Eingängen 55 und 56 der UND-Gatter 36 und 37. Am Ausgang 54 der Setzseite der Kippschaltung 35 erscheint 0-Signal, die Vorbereitung am Rückstelleingang der Kippschaltung 33 wird aufgehoben. Die Kippschaltung 34 gibt durch ihre Lageänderung jetzt 0-Signal am Ausgang 51, was L-Signal an der Klemme 39 bedeutet, und L-Signal am Ausgang 52, was 0-Signal an der Klemme 40 bedeutet. Es entsteht somit die Kombination: 0-Signal an der Klemme 40, L-Signal an den Klemmen 38 und 39. Dies bedeutet den Korrekturwert -2. Dieser Korrekturwert ist deshalb nötig, weil das letzte Telegramm von der Zentrale einen Hindernisabstand enthielt, der auf Grund der Positionsmeldung des Fahrzeugs im vorhergehenden Streckenabschnitt ermittelt wurde (erster Fehler) und das Fahrzeug inzwischen zusätzlich noch einen neuen Streckenabschnitt eingefahren ist (zweiter Fehler).

Kommt jetzt das nächste Telegramm, so liegt ein Signal an der Klemme 32 an. Die Kippschaltung 33 kann nicht kippen, weil der Rückstelleingang nicht vorbereitet ist. Dafür schaltet die Kippstufe 34 in die andere Lage, wonach auf den Zuleitungen zu den beiden UND-Gattern 37 und 38 sich die Signale vertauschen. Es ergibt sich, daß an der Klemme 39 0-Signal, an den Klemmen 40 und 38 L-Signal liegt, was einen Korrekturwert von -1 bedeutet. Dieser Korrektur entspricht, daß das Telegramm einen Hindernisabstand mitteilt, der auf Grund der Positionsmeldung des Fahrzeuges aus dem vorhergehenden Streckenabschnitt ermittelt wurde.

Das weitere unmittelbare Eintreffen eines Telegramms in diesem Abschnitt oder das vorherige überfahren der nächsten Markierungsstelle führt aul bereits behandelte Fälle zurück,

Die beschriebene Anordnung zur Korrekturwertbildung liefert also für alle vorkommenden Fehlermöglichkeiten die richtigen Korrektursignale.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Überwachung der laufenden zyklischen Übertragung von Telegrammen zwischen adressierten Objekten und einer Zentrale, bei dem die von der Zentrale aufgerufenen, mit diesem Aufruf Informationen erhaltenden Objekte sich bei ordnungsgemäßem Empfang unter Mitteilung von eigenen Informationen an die Zentrale zurückmelden und dort eine Überprüfung der empfangenen TeIegramme auf eine Übertragungsstörung hin erfolgt, dadurchgekennzeichnet, daß beim Feststellen von ubertragungsstörungen in den von den Objekten ausgesendeten Antwort-Telegrammen oder dem Ausbleiben derselben den nächsten zu wiederholenden Aufruf-Telegrammen von der Zentrale an die betreffenden Objekte ein besonderes, auf die Störung hinweisendes Kennzeichen beigefügt wird, das dort zur Beseitigung der Störung auswertbar ist.