DE2149215C3 - 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-PS 29 72 742) ist insbesondere für Flugzeuge bestimmt. Dabei erfolgt die genaue Ortsbestimmung der sich rasch weiierbewegenden Flugzeuge durch Entfernungsmessungen, wobei Entfernungsdifferenzen von mindestens zwei Paaren von F.mpfangsstationen 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 technischen Aufwand mit sich bringt und die zeitlichen Abstände der Kontrollmessungen für ein und dieselbe mobiie Funkstelle zu groß werden läßt. Bei einem ähnlichen System ist es auch schon bekannt (GB-PS 1 i 56 183) neben der Entfernungsmessung von mindestens zwei Empfangsstationen zu einer mobilen Funkstelle in den Relaisstationen eine Abtastschaltung zum aufeinanderfolgenden Abfragen der Empfangssta-(ionen 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 Taxiuntemehmen weniger geeignet, da es hier unter dem technischen 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 groBe zeitliche Abstände der Abfragung der einzelnen mobilen Funkstelle in Kauf genommen werden. Diese Tatsache ist dadurch bedingt, daß in die Informationsi'bermittlung über eine mobile Funkstelle mehrere Empfangsstationen mit einem Meß- und Signalübertragungsarbeitsgang einbezogen werden müssen.

Auch ist es bei Radaranlagen auf Schiffen bekannt (DE-AS 12 19 998) zusätzlich zur eigenen Information über im Umkreis befindliche Objektive auch Naviga-

JO tionsinformationen, wie Kurs- oder Fahrtgeschwindigkeit des die Radaranlage tragenden Schiffes an andere Schiffe auszusenden.

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

J5 einfachen technischen Mitteln eine laufende Information in der Zentrale über die Konditionen einer Vielzahl von mobilen Funkstellen, insbesondere Kraftfahrzeuge ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem System der genannten Art erfindupgsgemäß durch clic im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Man erkennt, daß ein derartiges System von der Tatsache ausgeht, daß die Empfangsstationen nacheinander abgefragt werden. Entfernungsmessungen od. dgl.

sind nicht erforderlich, es entfälli auch der dafür erforderliche technische Aufwand, da vielmehr davon ausgegangen wird, daß die mobilen Funkstellen mit Sendern geringer Reichweite versehen sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß in der Regel eine der mobilen Funkstellen jeweils auch nur an einer der flächendekkend 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 Sipnale periodisch aussendet, wobei die l'olgefrequenz der periodischen Aussendung in Abhängigkeit von der f leschwindigkc '

•'i gesteuert wird. Durch die ink rmittieicmk' Aiissencliiiij." der Signale wird erreicht, dal.i jeweils auch Ubcrtragungspauscii vorliegen. Refinden sich nun mehrere Fahrzeuge im Bereich ein und derselben Fmpfangssta-

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 bei einem Einsatz des Systems für die Überwachung von Kraftfahrzeugen in Taxibetrieben, da hier einige Fahrzeuge stehen, andere mit 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 Folg-frequenz 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 gelultcn wird. Dabei liegen Signale über den Ort der mobilen Funkstelle, ihre Ortsveränderung und ihren jeweiligen Zustand vor. Bei Taxiunternehmen kann das bedeuten, 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.

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

F i g. 1 eine Übersicht über den Aufbau des gesamten Systems,

F i g. 2 eine Blockschaltung einer mobilen Funkstelle, F i g. 3 eine Blockschaltung einer Empfangsstation,
F i g. 4 eine Blockschaltung einer Relaisstation, und
F i g. 5 eine Blockschaltung einer Zentrale.
Fig. 1 zeigt mobile Funkstellen M\ bis Mj, in diesem Fall fahrende Kraftfahrzeuge. Man erkennt weiter Empfangsstationen R,\ ι bis R,\ j, Rm bis Rhi. Ri ι bis Rc ι und Rd \ bis Ao₁, die flächendeckend verteilt angeordnet sind, und Relaisstationen S\ bis Sa. Die verteilt vorgesehenen Empfangsstationen sind zur Weiterübertragung durch Draht über die jeweilige 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 entsprich;. Einem Steuerkreis 2 für die Signalübertragung wird der Ausgang der Schaltung I zugeführt, um so die periodische Übertragung eines Signals mit einer in einer vorbestimmten Relation zur Fahrgeschwindigkeit stehenden Folgefrequenz zu steuern. Ein Signalgenerator 3 erzeugt unter der Stcucrwirkung des Ausgangs des Steuerkreises 2 ein Signal, in dem Informationen enthalten sind, wie hcispielsueise Ansahen über die Wagcnniimmer, die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Fahrgastes Lind verschiedene andere Betnebs/usiande des betreffenden Fahr/enges. Ijti lunkscnder 4 erzeugt aus dem Ausgangssignal des Siynalg'Micr.iinis ? 'inter der .Steuerung durch den Steuerkrei, für die Signalübertragung ein FunkfrequenzEignal. Die Bezugszahl 5 bezeichnet eine Antenne.

Die Zeitdauer oder Länge eines jeden periodischen

Signals des als ortsverständliche Funkstation ausgebauten Kraftfahrzeugs ist gleich dem Zeitintervall oder länger als das Zeitintervall, das erforderlich ist, damit eine Abtastschaltung 11 in der in Fig.4 dargestellten Relaisstation alle Signale der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen, die zu dieser Relaisstation gehören,

ίο abfragen kann.

Fig. 3 zeigt eine der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen R mit einer Antenne 6 zum Auffangen der von den mobilen Funkstellen ausgestrahlten Funkwellen. Die Bezugszahl 7 bezeichnet einen Funkempfänger zum Demodulieren des Ausgangs der Antenne 6. Mit dem Bezugszeichen a ist eine Leitung bezeichnet, durch die das Ausgangssignal des Funkempfängers 7 der betreffenden Relaisstation zugeleitet wird. Fig.4 zeigt eine Relaisstation 5, wobei mit den Bezugszeichen a, b und c Leitungen bezeichnet sind, die von den betreffenden, verteilt vorgesehenen Empfangsstationen ausgehen und der Leitung in Fig. 3 entsprechen. Das Bezugszeichen 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 ein Sieuersignai zugeführt werden kann. Mit der Bezugszahl 11 ist eine Abtastschaltung bezeichnet, die durch sukzessives Abfragen der Signale aus den JO Leitungen a, b und c unter der Steuerung durch den Ausgang eines Abtaststeuerkreises 12 ein Ausgangssignal erzeugt.Der Abtaststeuerkreis 12 erzeugt unter der Steuerwirkung eines Synchronsignalseparators 13 Signale zur Festlegung der Aufeinanderfolge beim J5 Abfragen der Leitungen durch die Abtastschaltung 11. Der Synchronsignalseparator 13 irennt aus dem von der nachstehend beschriebenen Zentrale eingehenden Steuersignale ein Synchronsignal heraus, das die anfängliche Abtastposition der Abtastschaltung 11 4» bezeichnet, und liefert als Ausgang das herausgetrennte Synchronsignal, das dem Abtaststeuerkreis 12 zugeführt wird.

F i g. 5 zeigt die Zentrale (". Mit den Bezugszeichcn d\. c/i, di und dt sind Leitungen bezeichnet, die von den •»5 betreffenden Relaisstationen ausgehen und der Leitung in Fig. 4 entsprechen. Das Bezugszeichen c bezeichnet eine Signalleiturig, durch die ein (weiter unten erwähntes) Steuersignal aus einem zentralen Datenverarbeitungsteil 15. das nachstehend in seinen Einzelhciten beschrieben werden soll, zur Steuerung der in F i g. 4 gezeigten Abtastschaltung 11 zugeleitet wird. Das über die Leitung e ausgegebene Steuersignal besteht aus einem Taktsignal zur periodischen Abfrage der von den verteilt vorgesehenen Empfangsstationen zu der Relaisstation führenden Leitungen durch die in Fig. 4 dargestellte Abtastschaltung 11 und aus dem Synchronsignal, das die anfängliche Abtastposition der Abtastschaltung bezeichnet.

Das Taktsignal besteht aus Zeitinmpulstn in einer hü Anzahl entsprechend der größten Zahl der jeweils verteilt vorgesehenen Empfangsstationen, die mit einer Relaisstation verbunden sind. Die Impulsperiode des Taktimpulses ist gleich oder größer als das längste /eitink. ν all. das /um Dernoduhcivn ι.ines dir '\'..tg>eiinummcr und die verschiedenen lahrbciriebs/usuinde der ein/einen als ortsveränderliche Funkstellen ausgebauten Kraftfahrzeuge bezeichnenden Einheitsignals durch jeden der (weiter unten beschriebenen) Siimalde-

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 Frcquenzsignalsystcm oder in einem G !eichstromsign.ilsystcm übertragen.

Die Signaldemodulatorcn 21 bis 24 demodulieren das durch die Leitungen d\ bis dt übertragene Signal, das die Wagennummer und die verschiedenen Fahrbetriebszustände des betreffenden, als ortsveränderliche Funkstelle ausgebauten Kraftfahrzeuges bezeichnet. Ihre Funktionsweise ist die gleiche.

Die Bezugszahl 15 bezeichnet ein zentrales Datenverarbeitungsteil, das über die Sieuersignalleitung c das obenerwähnte Steuersignal aussendet. Seine Wirkweisc besteht außerdem auch darin, nacheinander die Ausgangssignalc 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-Zeitimpulses zu bestimmen, d. h. aus der Position der entsprechenden der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen, die durch die Abtastschaltung der Fig. 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 kompliercn, 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 Standort. Die Wagennummer und sonstige Betriebsbedingungen der ortsveränderlichen Funkstellen erfolgt durch Verarbeitung der Signale aus den Demodulatoren 21 bis 24 bei jedem Auslesen eines Signals aus einem der Demodulatoren.

Der periphere Schaltungsaufbau 17, dem der Ausgang des Datenverarbeitungsteils 15 zugeführt wird, dient zum Betrieb von Anzeige- oder Druckeinrichtungen und sonstigen Nebeneinrichtungen. Er kann auch zur Fernübertragung des Ausgangs des Datenverarbeitungsteils 15 dienen. Wei erhin kann auch vorgesehen sein, daß über den peripheren Schaltungsaufbau 17 Befehle verschiedener Art in das zentrale Datenverarbeitungsteil 15 eingegeben werden.

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

Da das von dem als ortsveränderliche Funkstelle ausgebauten Kraftfahrzeug herrührende Signal periodisch mit einer Folgefrequenz übertragen wird, die der Fahrgeschwindigkeit proportional ist, kann die Wahrscheinlichkeit einer aus dem gleichzeitigen Empfang der Signale von zwei oder mehr der als ortsveränderliche Funkstellen ausgebauten Kraftfahrzeuge durch die gleiche Empfangsstation resultierenden Störung und einer fehlerhaften Funktionsweise infolge der IJnter- ·> drückung von Signalen im Fall einer nach einem FM-System vorgenommenen Signalübertragung von den als ortsveränderliche Funkstellen ausgebauten Kraftfahrzeugen stark herabgesetzt werden.

Da die Empfangsstationen in Gruppen mit jeweils

ίο 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

i"> 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 Steuersigna! gleich oder größer als das längste Zeitintervall ist das erforderlich ist. damit die Demodulaloren 21 bis 24 das von einem beliebigen, als ortsveränderliche Funkstelle ausgebauten Kraftfahrzeug ausgesendete Einheitssignal 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 Demodulatoren braucher:

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 l· ι g. 5 bei 21 bis 24 dargestellten zu installieren.

Da weiterhin das Abfragen der von den verteilt vorgesehenen Empfangsstationen zu den betreffenden Relaisstationen 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, käme als Methode zur Ermittlung des Standorts des als ortsveränderliche Funkstelle ausgebauten Kraftfahrzeugs in Betracht, für jeder der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen vorbestimmte Standortskoordinaten vorzusehen, so daß der Standort des Kraftfahrzeugs

wi in Form der Mittelwerte der Koordinaten der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen errechnet werden kann, die das gleiche Signal empfangen haben. Statt dessen kann jedoch auch von folgender Annahme ausgegangen werden: Wird das Signal ein und desselben

• s Kraftfahrzeugs von zwei oder mehr der verteilt vorgesehenen Empfangsstationen aufgefangen, so entspricht die Position der Empfangsstation, der beim mehrfachen Überstreichen der zu der betreffenden

Relaisstation führenden Leitungen zuletzt ein Signa! zugeordnet wurde, der zu erwartenden Positon des gleichen Kraftfahrzeugs, so daß die "hen beschriebenen betriebsmäßigen Verarbeitungsvorgange zur Ermittlung der Fahrzeugpnsition unnötig sii.d.

Da ferner das zentrale Datenverarbeitungsteil 15 in F i g S 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 Steuersignalleitiing 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 /.u einer Relaisstation führenden Leitungen erforderlich ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. 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 F.mpfangsstationen, 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 demodulierenden Zentrale verbunden sind, von welcher aus die Abfrage der Empfangsstationen gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mobilen Funkstellen (M\ bis M₃) 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 (11 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 Zeitintervall, das erforderlich ist, damit die Abtastschaltung einer Relaisstation alle die ihr zugehörigen Empfangsstationen abfragen kann.

2. System nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die von den mobilen Funkstellen ausgesandten Signale neben der Fahrzeugnummer weitere Informationen über sonstige Betriebsbedingungen, wie z. B. die Besetzung mit Fahrgästen, enthalten.

3. System nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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.