DE2149215B2 - System zur Überwachung mobiler Funkstellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Überwachung mobiler Funkstellen, wie Kraftfahrzeuge, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein bekanntes System dieser Art (US-I³S 29 72 742) ist insbesondere für Flugzeuge bestimmt. Dabei erfolgt die genaue Ortsbestimmung der sich rasch weitcrbewegcnden Flugzeuge durch Entfernungsmessungen, wobei Entfernungsdifferenzen von mindestens zwei Paaren von Empfangsstationen ermittelt werden. Die hierfür einzusetzende Technik ist dem Fachmann geläufig. Für die Überwachung einer Vielzahl in einem bestimmten Raum in Bewegung befindlicher Fahrzeuge, beispielsweise zur Leitung von Taxisystemen, ist das bekannte System jedoch weniger gut geeignet, weil hierbei die Entfernungsmessungen für eine zu große Anzahl von mobilen Funkstellen durchgeführt werden müssen, was einen erheblichen teehnischen Aufwand mit sich bringt und die zeitlichen Abstände der Kontrollmessungen für ein und dieselbe mobile Funkstelle ^u groß werden läßt. ^r) Bei einem ähnlichen System ist es auch schon bekannt (GB-PS 11 56 183) neben der Entfernungsmessung von mindestens zwei Empfangsstationen zu einer mobilen Funkstelle in den Relaisstationen eine Abtastschaltung zum aufeinanderfolgenden Abfragen der Empfangssta-

K) tionen vorzusehen, was unter Steuerung durch ein von der Zentrale ausgegebenes Steuersignal erfolgt. Auch dieses System ist für die Überwachung einer größeren Anzahl von mobilen Funkstellen, beispielsweise für Taxiiinternehnen weniger geeignet, da es hier unter dem teehnischen Aufwand für die Entfernungsmessung leidet und dabei überdies Störungen durch Überlagerungen von Signalen der verschiedenen mobilen Funkstellen zu befürchten hätte. Eine Abhilfe wird auch durch die Abtastschaltung nicht erreicht, es sei denn,

->« daß sehr große zeitliehe Abstände der Abfragung der einzelnen mobilen Funkstelle in Kauf genommen werden. Diese Tatsache ist dadurch bedingt, daß in die Informalionsübcrmittlung über eine mobile Funkstelle mehrere Empfangsstationen mit einem Meß- und

2Ί Signalübertragungsarbeitsgang einbezogen werden müssen.

Auch ist es bei Radaranlagen auf Schiffen bekannt (DI-AS 12 14 448) zusätzlich zur eigenen information über im 1 kikivis befindliche Objektie auch Naviga-

Jd lionsiiiiomutiiMiLi), wie Kurs- oder Fahrtgeschwindigkeit des die Radaranlage tragenden Schilfes an andere Schilfe auszusenden.

Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs genannte bekannte System so auszugestalten, daß es mit

J^r> einfachen technischen Mitteln eine laufende Information in der Zentrale über die Konditionen einer Vielzahl von mobilen Funkstellen, insbesondere Kraftfahrzeuge ermöglicht.

Diese Aulgabe wird bei einem System der genannten

w Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I genannten Merkmale gelöst. Man erkennt, daß ein derartiges System von der Tatsache ausgeht, daß die Empfangsstationen nacheinander abgefragt werden. Entfernungsmessungen od. dgl.

■1"' sind nicht erforderlich, es entfällt auch der dafür erforderliche technische Aufwand, da vielmehr davon ausgegangen wird, daß die mobilen Funkstellen mit Sendern geringer Reichweite versehen :>ind. Auf diese Weise wird erreicht, daß in der Regel eine der mobilen Funkstellen jeweils auch nur an einer der flächcndekkend angeordneten Empfangsstationen als in ihrem Bereich befindlich registriert wird. Im Grenzbereich zwischen benachbarten Empfangsstationen wird es freilich dazu kommen, daß das Funksignal von einer mobilen Funkstelle bei mehreren Empfangsstationen einläuft. In diesem Fall wird zweckmäßig jeweils die letzte und damit neueste Information über die Funkstelle verwertet. Die Ortsbestimmung kann jedenfalls auf jeweils sehr einfache Weise durch die

*><> Zuordnung jeder mobilen Funkstelle zu einer bestimmten Empfangsstation erzielt werden. Weiter ist dafür gesorgt, daß jede Funkstelle ihre Signale periodisch aussendet, wobei die Folgefrequenz der periodischen Aussendung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit > gesteuert wird. Durch die intermittierende Aussendung der Signale wird erreicht, daß jeweils auch Übertragungspausen vorliegen. Befinden sich nun mehrere Fahrzeuge im Bereich ein und derselben Empfangssta-

tion, so wird durch diese Übertragungspausen erreicht, daß gegenseitige Störungen bei der Aufnahme der Signale durch dieselbe Empfangsstation weitestgehend ausgeschlossen werden. Ist das in einer Signalperiode einmal zufällig nicht der Fall, so wird es in der nächsten Signalperiode der Fall sein, da beim einzelnen Fahrzeug die periodische Übertragung der Funksignale geschwindigkeitsabhängig erfolgt und sich die Geschwindigkeiten der die mobilen Funkstellen darstellenden Fahrzeuge in der Regel stark unterscheiden. Das gilt besonders iu bei einem Einsatz des Systems für die Überwachung von Kraftfahrzeugen in Taxibetrieben, da hier einige Fuhrzeuge stehen, andere mil unterschiedlicher Geschwindigkeit fahren, so daß in geringen Abständen nicht überlagerte und damit klare Signale von der Empfangsstation empfangen werden können. Die geschwindigkeitsabhängige periodische Übertragung kann überdies auch in der Zentrale derart ausgewertet werden, daß eine Information über die Folgefrequenz der Übertragung der kennzeichnenden Signale von einer Funkstelle gewonnen und durch entsprechende Steuerung des Abfragens sich schnell bewegende Fahrzeuge öfter kontrolliert werden als sich langsamer bewegende Fahrzeuge. Weiter ist zu ersehen, daß die gesamte Steuerung des Systems von der Zentrale aus erfolgt, die überdies bezüglich der vorliegenden Informationen ständig auf dem neuesten Stand gehalten wird. Dabei liegen Signale über den Ort der mobilen Funkstelle, ihre Ortsveränderiing und ihren jeweiligen Zustand vor. Bei Taxiunternehmen kann das bedeuten, Jiι daß zwischen mit Fahrgästen besetzten und unbesetzten Fahrzeugen unterschieden werden und überdies jeweils beurteilt werden kann, welche der freien Fahrzeuge bezüglich eines bestimmten anfallenden Einsatzortes als günstigstes für einen Einsatz auszuwählen ist. j~>

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. I eine Übersicht über den Aufbau des gesamten Systems,

F i g. 2 eine Blockschaltung einer mobilen Funkstelle, in F" i g. J eine Blockschallung einer Empfangsstation,

F i g. 4 eine Blockschaltung einer Relaisstation, und

I-' i g. 5 eine Blockschaltung einer Zentrale.

F i g. I zeigt mobile Funkstellen M\ bis Mi. in diesem Fall fahrende Kraftfahrzeuge. Man erkennt weiter Empfangsstationen R\ : bis R\ i, Rm bis Rm. Rt 1 bis Ri ι und R/> 1 bis Rp j, die flächendeckend verteilt angeordnet sind, und Relaisstationen Si bis Sa. Die ν LM teilt vorgesehenen Empfangsstationen sind zur Weiterübertragung durch Draht über die jeweilige to Relaisstation mit der Zentrale verbunden.

F i g. 2 zeigt eine mobile Funkstelle M mit einer Schaltung 1 zum Ermitteln der Geschwindigkeit, die ein elektrisches Signal erzeugt, daß der festgestellten Fahrgeschwindigkeit entspricht. Einem Stcuerkreis 2 für die Signalübertragung wird der Ausgang der Schaltung 1 zugeführt, um so die periodische Übertragung eines Signals mit einer in einer vorbestimmten Relation zuführgeschwindigkeit stehenden Folgefrequenz zu steuern. Ein Signalgcnerator 3 erzeugt unter der ίο Steuerwirkung des Ausgangs des Steuerkreises 2 ein Signal, in dem Informationen enthalten sind, wie beispielsweise Angaben über die Wagennummer, die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Fahrgastes und verschiedene andere Betriebszustände des betreffenden i>'> Fahrzeuges. Ein Funksender 4 erzeugt aus dem Ausgangssignal des Signalgeneralors 3 unter der Steuerung durch den .Steuerkreis für die Signalübertragung ein Funkfrequenzsignal. Die Bezugszahl 5 bezeichnet eine Antenne.

Die Zeildauer oder Länge eines jeden periodischen Signals des als ortsverständliche Funkstation ausgebauten Kraftfahrzeugs ist gleich dem Zeitintervall oder langer als das Zeitintervall, das erforderlich ist, damit eine Abtastschaltung U in der in Fig. 4 dargestellten Relaisstation alle Signale der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen, die zu dieser Relaisstalion gehören, abfragen kann.

F i g. 3 zeigt eine der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen R mit einer Antenne 6 zum Auffangen der von den mobilen F'unksiellen ausgestrahlten Funkwellen. Die Bezugszahl 7 bezeichnet einen Funkempfänger zum Demodulieren des Ausgangs der Antenne 6. Mit dem Bezugszeichen α ist eine Leitung bezeichnet, durch die das Ausgangssignal des Funkempfängers 7 der betreffenden Relaisstation zugeleitet wird.

Fig. 4 zeigt eine Relaisstalion S. wobei mit den Bezugszeichen ■■), b und c Leitungen bezeichnet sind, die von den betreffenden, verteilt vorgesehenen Empfangsstationen ausgehen und der Leitung in Fig. 3 entsprechen. Das Bezugs/eichen d bezeichnet eine Leitung, durch die der Ausgang der Abtastschaltung 11 der Zentrale zugeleitet wird und durch die der jeweiligen Relaisstation von der weiter unten beschriebenen Zentrale eil. Steuersignal zugeführt werden kann. Mit der Bezugszahl 11 ist eine Abtastschaltung bezeichnet, die durch sukzessives Abfragen der Signale aus den Leitungen ;i. b und c unter der Steuerung durch den Ausgang eines Abtasisteuerkreiscs 12 ein Ausgangssignal erzeugt.DerAbtaststeuerkreis 12 erzeugt unter der Steuerwirkung eines Synchronsignalseparators 13 Signale zur Festlegung der Aufeinanderfolge beim Abfragen der Leitungen durch die Abtastschaltung M. Der Synchronsignalseparator 13 trennt aus dem von der nachstehend beschriebenen Zentrale eingehenden Steuersignale ein Synchronsignal heraus, das die anfängliche Abtastposition der Abtastschaltung 11 bezeichnet, und liefert als Ausgang das hcrausgetrenntc Synchronsignal, das dem Abtaststeuerkreis 12 zugeführt wird.

F i g. 5 zeigt die Ze.urale C. Mit den Bezugszeichen d\. d>. di und Ji sind Leitungen bezeichnet, die von den betreffenden Relaisstationen ausgehen und der Leitung in F i g. 4 entsprechen. Das Bezugs/eichen e bezeichnet eine Signalleitung, durch die ein (weiter unten erwähntes) Steuersignal aus einem zentralen Datenverarbeitungsteil 15, das nachstehend in seinen Einzelheiten beschrieben worden soll, zur Steuerung der in F i g. 4 gezeigten Abtastschaltung 11 zugeleitet wird. Das über die Leitung c ausgegebene Steuersignal besieht aus einem Taktsignal zur periodischen Abfrage der von den verteilt vorgesehenen Empfangsstationen zu der Relaisstation führenden Leitungen durch die in F i g. 4 dargestellte Abtastschaltung 11 und aus dem Synchronsignal, das die anfängliche Abtastposition der Abtastschallung bezeichnet.

Das Taktsignal besteht aus Zeitinmpulsen in einer Anzahl entsprechend der größten Zahl der jeweils verteilt vorgesehenen Empfangsstationen, die mit einer Relaisstation verbunden sind. Die Impulsperiode des Taklimpulses ist gleich oder größer als das längste Zeitintervall, das zum Demodulieren eines die Wagennummer und die verschiedenen Fahrbetriebszustände der einzelnen als ortsveränderliche Funkstellen ausgebauten Kraftfahrzeuge bezeichnenden Einheitsignals durch jeden der (weiter unten beschriebenen) Signaide-

modulatoren 21 bis 24 erforderlich ist. Das Synchronsignal erscheint für jede Abfragung der mit einer jeden Relaisstation verbundenen, verteilt vorgesehenen Empfangsstationen.

Das Steuersignal wird gleichzeitig durch die Leitungen d\ bis dt zu allen Relaisstationen in einem Frequenzsignalsystem oder in einem Gleichstromsignalsystem übertragen.

Die Signaldemodulatoren 21 bis 24 demodulicren das durch die Leitungen d\ bis tY₄ übertragene Signal, das die Wagennummer und die verschiedenen Fahrbetriebszustände des betreffenden, als ortsveränderliche Funkslcl Ie ausgebauten Kraftfahrzeuges bezeichnet. Ihre Funktionsweise ist die gleiche.

Die Bezugszahl 15 bezeichnet ein zentrales Datenverarbeitungsteil, das über die Steuersignalleitung c das obenerwähnte Steuersignal aussendet. Seine Wirkweise besteht außerdem auch darin, nacheinander die Ausgangssignale der Demodulatoren 21 bis 24 zu lesen, um so die Position des als ortsveränderliche Funkstelle ausgebauten Kraftfahrzeuges, von dem das von den Demodulatoren 21 bis 24 demodulierte Einheitssignal übertragen worden ist, aus der wechselseitigen Anordnung der Demodulatoren 21 bis 24 und aus der Position des über die Leitung c abgegebenen Steuersignal-Zcitimpulses zu bestimmen, d. h. aus der Position der entsprechenden der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen, die durch die Abtastschaltung der F i g. 4 abgefragt worden ist, wodurch die zuvor gespeicherten Informationen geändert werden, beispielsweise also die Informationen hinsichtlich des Standorts, der Wagennummer und der sonstigen Fahrbetriebsbedingungen der als ortsveränderliche Funkstellen ausgebauten Kraftfahrzeuge. Darüber hinaus liefert dieses Teil auch einen Ausgang mit Informationen, die für einen weiter unten beschriebenen pcripheren Schaltungsaufbau 17 benötigt werden. Nötigenfalls kann es die gespeicherte Information je nach dem erforderlichen Gehalt des pcripheren Schaltungsaufbaus 17 in geeigneter Weise komplicrcn, indem es diesem seinen Ausgang zuführt.

Bei der Vornahme der Änderung der in dem zentralen Datenverarbeitungsteil gespeicherten Information über den Standort, die Wagennummer und die sonstigen Fahrbetriebsbedingungen der als ortsveränderliche Funkstellen ausgebauten Kraftfahrzeuge wird die Wagennummer als vorgegebener Parameter behandelt. Die Änderung der gespeicherten Information über den Siandorl. Die Wagennummer und sonstige Betriebsbedingungen der ortsveränderlichen Funkstellen erfolgt durch Verarbeitung der Signale aus den Demodulalorcn 21 bis 24 bei jedem Auslesen eines Signals aus einem der Demodulatoren.

Der periphere Schaltungsaufbau 17, dem der Ausgang des Datcnvcrarbeilungsteils 15 zugeführt wird, dient zum Bciricb von Anzeige- oder Druckcinrichtungcn und sonstigen Nebeneinrichtungen. Er kann auch zur Fernübertragung des Ausgangs des Dnlenvcrarbeilungstcils 15 dienen. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, du 13 über den pcripheren Schaltungsaufbau 17 Befehle verschiedener Art in das zentrale Dalcnverarbcitungsleil 15 eingegeben werden.

Das oben beschriebene System zur Überwachung mobiler Funkstellen hai folgende Eigenschaften:

Da das von dem als ortsveränderliche Funkstelle ausgebmiten Kraftfahrzeug herrührende Signal periodisch mil einer Folgcirciiuen/ üben ragen wird, die der Fahrgeschwindigkeit proportional isi, kann die Wahrscheinlichkeit einer aus ilcni L'lcich/citiuen l.mnlani.' der Signale von zwei oder mehr der als ortsveränderliche Funkstellen ausgebauten Kraftfahrzeuge durch die gleiche Empfangsstation resultierenden Störung und einer fehlerhaften Funktionsweise infolge der Unterdrückung von Signalen im Fall einer nach einem FM-Systcm vorgenommenen Signalübertragung von den als ortsveränderliche Funkstellen ausgebauten Kraftfahrzeugen stark herabgesetzt werden.

Da die Empfangsstationen in Gruppen mit jeweils

in festliegender Stationszahl verteilt sind und da ihre Leitungen in den betreffenden Relaisstationen zusammenlaufen und nacheinander zur Übertragung der aufeinanderfolgenden Signale zur Zentrale abgefragt werden, kann der Aufwand für das Verlegen und Ausleihen der Leitungen auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.

Da vorgesehen ist, daß die Zeitdauer oder Länge eines jeden der von den als ortsveränderliche Funkstellen ausgebauten Kraftfahrzeuge übertragenen periodischen Signale gleich dem Zeitintervall oder langer als das Zeitintervall ist, das für eine einmalige Abfragung aller zu einer Relaisstation führenden Leitung erforderlich ist, und daß die Impulsperiode des Taktimpulses in dem über die Leitung c in F i g. 5 übertragenen Steuersignal gleich oder größer als das längste Zeitintervall ist, das erforderlich ist, damit die Demodulatoren 21 bis 24 das von einem beliebigen, als ortsveränderliche Funkstelle ausgebauten Kraftfahrzeugausgesendete Einhcitssignal demodulieren können.

kann das von einem dieser Kraftfahrzeuge übertragene Einheitssignal jederzeit von einem der Demodulatoren 21 bis 24 demoduliert werden, wobei es belanglos bleibt, von welcher der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen es aufgefangen wird. Die Dcniodulaloren brauchen

J5 auch nur in gleicher Zahl vorgesehen zu sein wie die Relaisstationen, und es muß nicht für jede der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen ein Demodulator vorgesehen sein, sondern es genügt hier die Empfangseinrichtung. Mit anderen Worten, ist es nicht nötig, in jeder der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen einen Demodulator wie die in F i g. 5 bei 21 bis 24 dargestellten zu installieren.

Da weiterhin das Abfragen der von den verteil! vorgesehenen Empfangsstationen zu den betreffenden Relaisstalionen führenden Leitungen zur Ermittlung des Standorts der als Funkstellen ausgebauten Kraftfahrzeuge in jeder der Relaisstationen von der Zentrale aus gesteuert wird, braucht eine Information betreffs der Lage der jeweiligen Empfangsstation weder von den einzelnen Empfangsstationen noch von der dazugehörigen Relaisstation zur Zentrale übertragen zu werden.

Für den Fall, daß das Signal ein und desselben Kraftfahrzeugs von zwei oder mehr der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen aufgefangen wird.

5Ί käme als Methode zur Ermittlung des Standorts des als ortsveränderliche Funkstelle ausgebauten Kraflfahr-/cugs in Betracht, für jeder der verleih vorgesehenen Empfangss(alionen vorbeslimmte Stundortskoorclinuten vorzusehen, so daß der Standort des Kraftfahrzeugs

i'" in Form der Mittelwerte der Koordinaten der verleih vorgesehenen Empfangsstationen errechnet werden kann, die das gleiche Signal empfangen haben. Stall dessen kann jedoch auch von folgender Annahme ausgegangen wurden: Wird das Signal ein und desselben

ι ■ Kraftfahrzeugs von zwei oder mehr tier verleih vorgesehenen Empfangsstationen aufgefangen, so entspricht die Position tier Empfangsstation, der beim mehrfachni I Ibcrslrcichcn der /u der betreffenden

Relaisstation führenden Leitungen zuletzt ein Signal zugeordnet wurde, der zu erwartenden Positon des gleichen Kraftfahrzeugs, so da3 die oben beschriebenen betriebsmäßigen Verarbeitungsvorgänge zur Ermittlung der Fahrzeugposition unnötig sind.

Da ferner das zentrale Datenverarbeitungsteil 15 in F i g. 5 die erforderliche Verarbeitung des Ausgangssignals der Demodulatoren 21 bis 24 in F i g. 5 zur Gänze in der Impulspause zwischen einem bestimmten Taktimpuls und dem nächsten über die Steuersignalleitung c in Fig.5 abgegebenen Taktimpuls vornehmen kann, ist eine Verarbeitung der Signale sämtlicher verteilt vorgesehenen Empfangsstationen in einer Zeitspanne möglich, wie sie für ein einmaliges Überstreichen der zu einer Relaisstation führenden Leitungen erforderlich ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. System zur Überwachung mobiler Funkstellen wie Kraftfahrzeuge, die ein für jede Funkstelle kennzeichnendes Signal aussenden und mit einer Einrichtung zum Ermitteln ihrer Geschwindigkeit versehen sind, mit einer Vielzahl von flächendekkend verteilt angeordneten Empfangsstationen, die in Gruppen je einer Relaisstation zugeordnet und mit dieser einzeln durch Übertragungsleitungen verbunden sind, wobei die Relaisstationen ihrerseits durch Übertragungsleitungen mit einer die Ausgangssignale der Relaisstationen zum Feststellen der jeweiligen Position der mobilen Funkstellen demodulicrenden Zentrale verbunden sind, von welcher aus die Abfrage der Empfangsstationen gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mobilen Funkstellen (M₁ bis Mi) mit einer Schaltung (2 bis 4) ausgerüstet sind, die die Folgefrequenz einer periodischen Übertragung der jede mobile Funkstelle kennzeichnenden Signale in Abhängigkeit von deren Geschwindigkeit steuert, und daß die Relaisstationen (S\ bis Sj) mit einer Abtastschaltung (Il bis 13) zum aufeinanderfolgenden Abfragen der Empfangsstationen versehen sind, wobei die Impulsperiode des Taktimpulses zur Abfrage der Empfangsstationen gleich oder größer ist als das Zeitintervall, das zum Demodulieren eines für die mobile Funkstellen kennzeichnenden Signals notwendig ist, und die Länge einer .Sendeperiode einer beweglichen Funkstelle gleich oder größer ist als das Zeilintervall, das mörderlich ist, damit die Ablastschaltung einer Relaisstalion alle die ihr zugehörigen Empfangsstationen abfragen kann.
2. 2. System nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die von den mobilen Funkstellen alisgesandten Signale neben der Fahrzeugnummer weitere Informationen über sonstige Betriebsbedingungen, wie z. B. die Besetzung mit Fahrgästen, enthalten.
3. 3. System nach Patentanspruch I. dadurch gekennzeichne:, daß die Folgefrequenz der periodischen Übertragung einer mobilen Funkstelle in der Zentrale (C) dahingehend ausgewertet wird, daß durch entsprechende Steuerung des Abfragens Relaisstationen, in deren Bereich sich schnell bewegende Funkstellen befinden, häufiger abgefragt werden, als solche, in deren Bereich sich langsam bewegende Funkstellen befinden.