DE2627882A1 - Anlage zur verarbeitung von betriebsbedingungsdaten - Google Patents
Anlage zur verarbeitung von betriebsbedingungsdatenInfo
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- DE2627882A1 DE2627882A1 DE19762627882 DE2627882A DE2627882A1 DE 2627882 A1 DE2627882 A1 DE 2627882A1 DE 19762627882 DE19762627882 DE 19762627882 DE 2627882 A DE2627882 A DE 2627882A DE 2627882 A1 DE2627882 A1 DE 2627882A1
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- G08B26/00—Alarm systems in which substations are interrogated in succession by a central station
Description
TÜLL AVIATION CORPORATION, Armonk, New York 1050lf, USA
Anlage zur Verarbeitung von Betriebsbedingungsdaten
Die Erfindung betrifft Systeme und Anlagen zur Verarbeitung von Betriebsbedingungsdaten, wie sie insbesondere bei der
Aufzeichnung, übertragung und Verarbeitung von Betriebsbedingungsdaten
von und für Navigationssender benutzt werden, die als drahtlose Navigationshilfsmittel für Fahrzeuge und
Flugzeuge dienen.
Bei vielen Hochfrequenzsendern und insbesondere bei Funknavigationssendern
ist es absolut lebenswichtig, daß die von dem Sender ausgestrahlten Signale z-uverlässig und genau
sind und keine Fehler oder Irrtümer enthalten, die zu einer ungenauen und falschen Navigationsinformation führen würden.
Die Erfindung ist besonders von Bedeutung in Verbindung mit Instrumentenlandesystemen, bei denen hochfrequente Signale
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benutzt werden, um bestimmte Gleitwege zu definieren, die von dem Flugzeug einzuhalten sind und zwar gewöhnlich
bei einem Blindanflug auf die Landebahn eines Flugfeldes. Wenn die Signale ungenau sind, dann kann es zu einer Fehlführung
des Flugzeuges kommen.
Um eine kontinuierliche und genaue Betriebsweise derartiger Sender sicherzustellen, ist es bisher üblich gewesen, den
Betrieb des Senders in möglichst kurzen Zeitabschnitten zu überwachen, indem ein Techniker den Sender aufsucht und Betriebswerte
mißt, die den Betriebszustand von verschiedenen Teilen des Senders erkennen lassen. Es ist auch schon üblich,
die Ausgangssignale des Senders kontinuierlich zu überwachen, um festzustellen, ob diese Signale sich innerhalb
vorgeschriebener Genauigkeitsgrenzen befinden und den Sender automatisch stillzusetzen, wenn die Signale von den vorgegebenen
Genauigkeitsgrenzen abweichen. Bei einem derartigen Vorgehen ergibt sich jedoch das Problem, daß es nach dem
Abschalten des Senders durch den Oberwachungsempfänger oft schwierig ist, festzustellen, warum die Sendersignale den
Bedingungen nicht genügten und welche Umstände das Fehlverhalten des Senders herbeigeführt haben.
Es ist auch bekannt, die Kosten der Überwachung eines solchen liavigationshilfssignalsenders dadurch herabzusetzen, daß
Meßanlagen vorgesehen werden, die in der Lage sind, Betriebsbedingungsmessungen automatisch durchzuführen und die diese
Messungen von Zeit zu Zeit an eine Zentrale zur Aufzeichnung und Analyse übertragen. Die Zentrale befindet sich fern von
dem Navigationssender und es ist daher möglich, daß eine Zentrale mehrere derartige Sender überwacht. Eine solche Anlage
ist in der US-Patentschrift 3 820 07*f von Donald J.
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Toman beschrieben.
Die Erfindung betrifft nun die Fernaufnahme von Betriebsbedingungsdaten
und die Fernüberwachung bei Anlagen der obigen Art»
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringen Kosten eine Fernüberwachung von Betriebsbedingungsdaten zu
ermöglichen, bei der eine Anzahl von Funknavigationssendern fernüberwacht werden und dabei die Datenaufnahme- und -speicherungsfähigkeit
zu verbessern, und gleichzeitig die Menge der von jedem einzelnen Sender zur Zentrale zur übertragung der
Daten möglichst niedrig zu halten.
Diese Aufgabe wird bei einer Datenverarbeitungsanlage mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Einrichtungen
dadurch gelöst, daß die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenenen Maßnahmen getroffen werden.
In den Unteransprüchen sind weitere Merkmale und zweckmäßige
Ausführungsformen der Erfindung gekennzeichnet.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Betriebsbedingungsdatenanlage
gemäß der Erfindung und
Fig. 2 ist ein Teilschaltbild, welches eine Abänderung
der Anlage der Fig. 1 darstellt, bei der Verzögerungselemente zwischen dem überwachungsgerät
und den anderen Teilen der Anlage eingeschaltet sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig, 1 ist ein Funknavigationssender
10 vorgesehen, der Signale für ein Instrumentenlande syst em liefert. Der Sender 10 kann vorzugsweise
mit Frequenzen im Bereich der Mikrowellen arbeiten. Die Signale des Senders 10 werden von Antennenelementen ausgestrahlt,
die schematisch als einzelne Antenne 12 dargestellt sind und von überwachungsempfängerantennen aufgenommen,
die schematisch durch eine einzige Antenne 14 wiedergegeben sind. Die Signale werden einem Überwachungsempfänger 16 zugeführt. Der Überwachungsempfänger 16 ist
vorzugsweise so ausgeführt, wie es in der US-PS 3 818 476
beschrieben ist. Wenn die von dem Überwachungsempfänger 16
aufgenommenen Signale von vorgegebenenen Grenzwerten des einwandfreien Betriebes abweichen, dann wird von dem überwachungsgerät
ein Sperrsignal auf der Leitung 18 an den Sender 10 übertragen, um den Sender 10 stillzusetzen und
das weitere Aussenden von ungenauen Navigationssignalen zu verhindern.
Die Anlage enthält Einrichtungen zum Ablesen von Daten, die im folgenden als Untergruppe zur Messung von Betriebsbedingungsdaten
bezeichnet wird. Die Einrichtung enthält einen MuItipiexschalter 20, der intern mit einer Anzahl von Prüfpunkten
innerhalb des Navigationssenders 10 verbunden ist,
wie dies schematisch bei 22 angedeutet ist, und der durch Leitungen 23 mit Prüfpunkten im Überwachungsempftnger 16
verbunden ist. Mit Hilfe dieser Prüfpunktverbindungen
tastet der Multiplexschalter 20 in rascher Folge, die automatisch wiederholt werden kann, nacheinander die
verschiedenen Testpunkte ab, um die Betriebsbedingungen des Funknavigationssenders zu messen und sie in Form
von Betriebsspannungen an den Prüfpunkten zu überwachen. Die Betriebsspannungen werden einem Analog-Digital Umsetzer
24 zugeführt, der z.B.als Digitalvoltmeter ausge-
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bildet ist, um die Analogspannung in digitale Form umzusetzen, so daß sie leichter übertragen, gespeichert und verarbeitet
werden kann. Die digitalen Betriebsbedingungsdaten werden dann über Leitungen 26 einem Mikroprozessor 28 zugeführt.
Der Mikroprozessor 28 enthält einen Parallel-Serienumsetzer, der die parallel ankommenden digitalen Signale des Analog-Digitalumsetzers
Zl\ in eine Reihe von seriellen Impulsen umsetzt,
so daß sie über eine Verbindungsleitung 30 übertragen werden können. Die Leitung 30 führt zu einem Datenprozessor
32 und einem zugehörigen Kollektivdatenspeicher 3k9 der
fern von dem Sender 10 in einer Zentrale auf dem Flughafen untergebracht sein kann, z.B. im Kontrollturm oder im Flughafenverwaltungsgebäude.
Der Sender 10 befindet sich gewöhnlich nahe der Landebahn, die er bedient.
Der Datenprozessor 32 befindet sich von Zeit zu Zeit in
Verbindung mit der Zentrale 50 über eine Verbindungsleitung
lf8. Hierauf wird weiter unten noch ausführlicher eingegangen.
Dem Mikroprozessor 28 ist vorzugsweise ein örtlicher Speicher 36 zugeordnet, der die Daten aufnimmt und speichert, wie sie
ankommen.
Der Mikroprozessor 28 dient als Steuerelement für die Untergruppe
zur Messung der Betriebsbedingungsdaten. Bei dem Steuervorgang gibt der Überwachungsempfänger 16 ein Signal
auf der Leitung 38 an den Mikroprozessor 28 im Alarmfall ab,
wenn der Sender 10 durch den Überwachungsempfänger gesperrt wird. Dieses Signal bewirkt, daß der Mikroprozessor 28 sofort
die Speicherung neuer Daten, die von der Abtastung herrühren, unterbricht. Infolge dessen bleiben die Daten, die bei dem
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Abtastvorgang der Meßgrößen bis zum Augenblick des Alarms aufgenommen wurden, in dem örtlichen Speicher 36 gespeichert.
Die bevorzugte Arbeitsweise besteht daher darin, daß der Multiplexschalter 20 kontinuierlich den Abtastvorgang
durchführt, wobei aufeinanderfolgende Abtastvorgänge in vorbestimmten kurzen Intervallen eingeleitet werden, und
daß eine stetige Speicherung der Betriebsbedingungsdaten, die eintreffen, in dem örtlichen Speicher 36 vorgenommen
wird, wobei die gespeicherten Daten fortlaufend durch neue ersetzt werden. Wenn daher die Messungen in einem bestimmten
Abtastvorgang vorgenommen worden sind, wird die neueste Ablesung für einen Meßpunkt automatisch die Ablesung für denselben
Meßpunkt ersetzen, die vorher in dem lokalen Speicher 36 aufgespeichert war.
Das Abtastsperrsignal an den Mikroprozessor 28 von dem Uberwachungsempfänger auf der Leitung 38 unterbricht die
Arbeit des Mikroprozessors für die Verarbeitung und Speicherung neuer Daten. Der Mikroprozessor kann auch den Multiplexschalter
20 durch eine Leitung ifO steuern, um die Abtastvorgänge
zu sperren. Der Mikroprozessor 28 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er verschiedene Betriebsarten in
der weiter unten beschriebenen Weise ausführen kann. Eine Betriebsart des Mikroprozessors 28 besteht in der Steuerung
des Funknavigationssenders TO über eine Leitung if2. Der
Mikroprozessor 28 kann einen Befehl auf der Datenleitung 30 über den Datenprozessor 32 aufnehmen, um den Sender 10
wieder in Gang zu setzen, nachdem er durch den Uberwachungsempfänger 16 gesperrt worden ist. Dieses Kommando wird über
die Leitung 42 ausgeführt.
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Der Mikroprozessor 28 kann so programmiert1sein, daß er
eine Anzahl von verschiedenen Betriebsweisen alternativ ausführen kann, indem er Betriebsbedingungsdaten aufnimmt
und speichert und kontinuierlich eine Optimierung durch statistische Analyse der Daten berechnet, die später an
den Datenprozessör 32 und den kollektiven Datenspeicher 3*f
übertragen werden. Bei einem bevorzugten und typischen Ausführungsbeispiel werden die Betriebsdaten von einer Anzahl
von in zeitlichem Abstand aufeinanderfolgenden Abtastvorgängen in dem örtlichen Datenspeicher gespeichert.
Die zeitlichen Abstände stehen vorzugsweise in Beziehung zu der angenommenen möglichen Inderungsgeschwindigkeit der
Betriebsbedingungsdaten, wobei die aufeinanderfolgenden Abtastungen in Intervallen aufgenommen and aufgespeichert
werden, die so häufig sind, daß sie die möglicherweise auftretenden Betriebsbedingungsänderungen aufnehmen können.
Der Überwachungsempfänger 16, der z.B. nach der Beschreibung des US-Patentes 3 818 k7S ausgeführt ist, enthält eine
eingebaute Verzögerungseinrichtung, die zur Wirksamkeit kommt, um festzustellen, wie lange ein Alarmzustand andauert
und um Überwachungsalarmsignale an die Leitungen 18 und nur dann abzugeben, wenn der Alarmzustand genügend lange
angedauert hat, so daß es klar ist,daß die abweichenden Signalbedingungen nicht lediglich auf einen Kurzzeitvorgang
zurückzuführen sind. Solange daher eine Folge von Betriebsbedingungsdaten in Intervallen aufgezeichnet wird,
die nicht länger sind als das Zeitverzögerungsintervall, welches in den Überwachungsempfänger 16 eingebaut ist, um
festzustellen, ob die abweichenden Daten andauern, wird mindestens eine Folge von Daten mit Sicherheit aufgezeichnet,
die die Bedingungen angibt, welche in dem Zeitpunkt des Überwachungsalarms vorhanden waren, der eine
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Sperrung des Senders 10 herbeiführt. Dies steht im Gegensatz zu der bekannten Anordnung, bei der eine Folge von
Daten nur aufgenommen und aufgezeichnet wird, nachdem das Überwachungsalarmsignal von dem Überwachungsempfänger am
Ende der in den Empfänger eingebauten Verzögerungszeit abgegeben wurde. Bei einer praktischen Ausführung können
die Signale des Überwachungsempfängers 16 auf den Leitungen 18 und 38 von demselben Ausgang des Empfängers 16 abgeleitet
werden.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform der in der linken oberen Ecke der Fig. 1
dargestellten Schaltungsbauteile, bei der getrennte Verzögerungselemente in den Signalleitungen 18 und 38 des
Überwachungsempfängers vorgesehen sind. Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind die Verzögerungselemente 1\\± und if6 vorgesehen,
um die Einleitung des Sperrvorgangs des Funknavigationssenders 10 und die Fortführung der Datenablesung in
der Untergruppe weiter zu verzögern, bis zu einem Zeitpunkt, der etwas später liegt und bis der Überwachungsempfänger festgestellt
hat, daß es sich um einen Alarmzustand handelt und die Anlage gesperrt werden sollte. Hierdurch wird ein
zusätzlicher Zeitraum für die Daten ablesende Untergruppe geschaffen, um ein oder mehrere zusätzliche Folgen von
Daten aufzuzeichnen, um eine vollständigere Vorgeschichte der Bedingungen zu erhalten, die Anlaß für den Alarmzustand
gegeben haben. Die Verzögerungszeiten der Verzögerungselemente kk und if6 können gleich groß sein und infolge dessen
können die Verzögerungselemente auch zu einem einzigen Verzögerungselement vereinigt werden, welches ein gemeinsames
Ausgangssignal liefert, um den Navigationssender 10 zu sperren und um die vom Mikroprozessor 28 gesteuerte Daten-
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ablesung zu unterbrechen. Es liegt auch im Bereich der Erfindung, · eine spezielle Arbeitsweise für die Daten ablesende
Untergruppe in Abhängigkeit von einem Signal auf der Leitung 38 des Überwachungsempfängers vorzusehen, bei
der eine besondere Dat enable se folge in Abhängigkeit von dem Alarmzustand eingeleitet wird und die zusätzlichen Betriebsbedingungsdaten
in einem vorbestimmten und im voraus angewiesenen Abschnitt des örtlichen Speichers 36 erfolgt,
bevor die Datenablesefolgen unterbrochen werden·
Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung in der bevorzugten Ausführungsform, daß die Möglichkeiten der Datenverarbeitung
in verschiedenen Niveaus der Anlage vorgesehen sind,um eine ganze Hierarchie von Datenverarbeitungselementen
zu bilden. Hierdurch ergibt sich eine Anzahl von wesentlichen Vorteilen, einschließlich wichtiger wirtschaftlicher
Vorteile, indem Daten-Verbindungsleitungen benutzt werden können, die keine Anforderungen an hohe Ubertragungsgeschwindigkeiten
erfüllen zu brauchen, indem die Information in relativ bestimmter und präziser Form geliefert wird, die
eine große Anzahl von Betriebsbedingungsdaten in eine statistisch summarische Form komprimiert und zwar eine
Form, die es ermöglicht, eine wirkliche Anzeige der tatsächlichen Betriebsbedingungen mit einem minimalen Aufwand
an Datenübertragung zur Verfügung zu stellen.
Bei der Ausführung dieser Datenverarbeitungsvorgänge kann der Mikroprozessor 28, der als Teil der Daten ablesenden
Untergruppe für einen bestimmten Sender 10 dient, so programmiert sein, daß er eine Anzahl von verschiedenen
Funktionen ausführt» Wenn er z.B. Folgen von tatsächlichen Daten in vorbestimmten Zeitintervallen aufzeichnet, kann er
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eine Zeitbezugszahl für jede Datenfolge aufzeichnen oder
für Gruppen von Datenfolgen. Zu diesem Zweck ist ein Zeitgeber if3 vorgesehen. Verschiedene Folgen von Daten können
über ungleich beabstandete vergangene Zeitintervalle festgehalten werden, wobei eine typische Anordnung so getroffen
ist, daß Ablesungen über zunehmende zeitliche Intervalle, z.B. eine Minute früher, zwei Minuten früher, vier Minuten
früher, acht Minuten früher usw. festgehalten werden. Die neuesten, um die kürzeste Zeit zurückliegenden Daten, werden
als die wesentlichsten betrachtet und die ältesten gespeicherten Daten als die am wenigstens wichtigen, die jedoch
trotzdem Bezugswerte und Angaben für die Deutung der neuesten Daten enthalten.
Der Mikroprozessor ist ferner, und dies ist sehr wichtig, in der Lage, fortlaufend arithmetische Operationen der
Daten auszuführen, indem sogenannte statistische Verfahren auf die Analyse der Daten angewendet werden. Der Mikroprozessor
kann z.B. in Verbindung mit dem örtlichen Datenspeicher 36 so arbeiten, daß er kontinuierlich statistische Werte, z.B»
maximale und minimale Werte berechnet und verfolgt, die für jede veränderliche Betriebsbedingungsgröße erreicht werden,
oder auch Mittel- oder Durchschnittswerte für veränderliche Betriebszustandsgrößen,
oder bewertete Mittelwerte der variablen Größen und das Auftreten von grenzüberschreitenden Bedingungen
für jede variable Größe. Derartige grenzüberschreitende Bedingungen können auf der Grundlage einer
augenblicklichen Abweichung bestimmt werden, die größer als ein vorbestimmter Prozentsatz von dem veränderlichen Mittelwert
der betreffenden Variablen ist oder sie können zu vorbestimmten
festen Grenzwerten in Beziehung gesetzt werden.
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Auch verschiedene andere statistische Funktionen der Betriebsdaten können kontinuierlich und wiederholt abgeleitet
und aufgezeichnet werden.
Es ergeben sich viele verschiedene Programmiermöglichkeiten. Zum Beispiel können die Intervalle, in denen die
Datenfolgen, gemessen und gespeichert werden, automatisch eingestellt werden und zwar unter Zugrundelegung einer Analyse
der Daten, welche die Geschwindigkeitsänderung anzeigt oder das Auftreten von grenzüberschreitenden Werten. Wenn
zum Beispiel eine hohe Inderungsgeschwindigkeit festgestellt wird oder wenn grenzüberschreitende Bedingungen
festgestellt werden, können die Zeitintervalle zwischen den Datenfolgen automatisch durch den Prozessor vermindert
werden, um vollständigere Aufzeichnungen der ungewöhnlichen Bedingungen zu erhalten.
Es ist klar, daß statistische Summenwerte der Betriebsdaten z.B. von veränderlichen Durchschnittswerten außerordentliche
nützliche und wirksame Mittel darstellen, um eine große Menge von Betriebsdaten in eine leichter deutbare kombinierte Form für die spätere Auswertung zu bringen.
Der Datenprozessor 32, der sich an der Datensammelstelle befindet, fordert die vorher in dem örtlichen Speicher 36
gespeicherten Daten auf einer Realzeitbasis an. In Beantwortung dieser Anforderung werden die gesammelten Daten
einschließlich mit und gegebenenfalls begrenzt auf statistische Analysen oder Zusammenfassungen über die Leitung 30
dem Prozessor 32 zur Speicherung in dem Kollektivspeicher
zugeführt. Die Leitung 30 ist im allgemeinen eine zugeordnete Leitung und kann z.B. eine Telefonleitung oder eine
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Leitung zur übertragung von digitalen Impulsen sein.
Von Zeit zu Zeit werden Verbindungen über die Telefonleitung if8 mit der Zentrale hergestellt und mit einem Speicher
50, der in großer Entfernung von dem kollektiven Datenspeicher 3k und dem Datenprozessor 32 angeordnet sein
kann. Die Telefonleitung if8 kann eine zugeordnete Leitung sein. Sie wird jedoch vorzugsweise aus wirtschaftlichen
Gründen eingeleitet oder angerufen, indem z.B. normale Telefonleitungen durch Fernwahl benutzt werden, wie sie
zur Sprachübertragung zur Verfügung stehen. Verbindungen können auch automatisch entweder von der Zentrale 50 aus
oder jedoch weniger häufig von dem Datenprozessor 32 aus eingeleitet werden. Der zentrale Rechner 50 hat im allgemeinen
eine Handsteuerung 52, so daß eine Bedienungsperson
über den zentralen Rechner mit den einzelnen Stellen des Flughafens in Verbindung treten kann. Die zentrale Station
50 kann auch mehreren verschiedenen Flughäfen bedienen, die verschiedene kollektive Speicher 3k und Prozessoren 32
aufweisen. Die Zentrale kann auch mit einem ferngelegenen Datenaufzeichnungsgerät 3k verbunden sein, das in der Lage
ist, bleibende Aufzeichnungen der in dem Rechner gespeicherten Daten zu machen und der eine Aufzeichnung von sämtlichen
Übertragungen von der Zentrale an die einzelnen angeschlossenen Stellen anfertigt.
Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist der kollektive Datenspeicher
3k und der Datenprozessor 32 mit mehreren Navigationssendern
verbunden. Eine Leitung 3OA führt zu einem Mikroprozessor 28A und daher zu einer ganzen Betriebsbedingungsdat
enunt ergruppe, die mit einem zweiten Navigationssender 1OA verbunden ist. Grundsätzlich ist die Ausbildung
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und die Betriebsweise der Untergruppe, die mit dem Navigationssender
1OA zusammen arbeitet sowie der zugehörige Uberwachungsempfanger 16A genau so ausgeführt wie die
Untergruppe, die mit dem oben beschriebenen Sender 10 und dem Überwachungsempfänger 16 zusammenarbeitet. Entsprechende
Teile sind daher mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung des Buchstaben A bezeichnet und eine Beschreibung
der Arbeitsweise der Untergruppe erübrigt sich. Die zweite Untergruppe ist dargestellt, um das Prinzip zu veranschaulichen,
daß eine Anzahl von Untergruppen vorgesehen sein kann, die alle an den Datenprozessor 32 und den kollektiven
Datenspeicher 3k angeschlossen sind. Die Sender, die
zu diesen verschiedenen Untergruppen gehören, können verschiedene Funktionen für die gleiche Landebahn des Flughafens
ausführen, z.B. die Gleitbahnfunktion und den Landekurssender für ein Instrumentenlandesystem. Ferner kann ein
Einflugzeichensender einen weiteren Sender bilden, der mit einer Untergruppe und einem Überwachungsgerät ausgerüstet
ist. Ein solcher Strahler kann ein Haupteinflugzeichensender
sein. Der kollektive Datenspeicher 3k und der Datenprozessor 32 sind vorzugsweise genügend groß ausgebildet, um
sämtliche Bestandteile des Instrumentenlandesystems zu bewältigen, das in einem großen Flughafen mit mehreren Landebahnen
installiert ist. Dabei können möglicherweise getrennte Instrumentenlandesysteme an den beiden Enden von einigen
Landebahnen installiert sein, um eine Landung in jeder Richtung der Landebahn zu ermöglichen. Außerdem können im Bedarfsfall
der kollektive Speicher 3k und der Datenprozessor 32 so angeordnet und geschaltet sein, daß sie Daten von
mehreren Flughäfen sammeln und speichern, z.B. von sämtlichen
Flughafen einer großen Stadt, wie z.B. New York City.
Es scheint jedoch günstiger zu sein, den Betrieb des kollektiven Datenspeichers und des zugeordneten Datenprozessors
32 auf die Funknavigationssender eines einzelnen Flughafens zu beschränken.
Die Verbindungen 30 und 3OA vom. dem Prozessor 32 zu den
Mikroprozessoren 28 und 28A und zu den Mikroprozessoren anderer Untergruppen, die nicht dargestellt sind, sind
vorzugsweise in einer einzigen Gesellschaftsleitung mit Vielfachanschluß kombiniert, so daß ein selektiver Anruf
vom Prozessor 32 bei verschiedenen einzelnen Untergruppen
möglich ist.
Der Datenprozessor 32, der mit dem kollektiven Datenspeicher
3k verbunden ist, bearbeitet vorzugsweise auch die Betriebsbedingungsdaten
auf verfeinerter statistischer Basis, indem er nicht nur periodisch die aufgezeichneten Datenwerte
speichert und die vorher statistisch ermittelten und in dem örtlichen Speicher 36 festgehaltenen Daten aufnimmt
sondern indem er auch statistische Analysen mit den Daten vornimmt, zu denen auch folgende Funktionen gehören:
Abweichungen von einem Mittelwert, Geschwindigkeit der Abweichung, der Trend der Änderung, die zeitliche Vorgeschichte
des durchschnittlichen Trendes, sowie andere arithmetische und statistische Funktionen, die bei der
Aufzeichnung und Anzeige des Betriebszustandes des Senders von Bedeutung sind. Das Programm der statistischen Analyse
enthält vorzugsweise ein sogenanntes Voraussagefilterprogramm,
welches dazu dient, aufgrund früherer Erfahrungen mit dem Gerät anzuzeigen, wenn der Trend von verschiedenen
Betriebsbedingungswerten die Wahrscheinlichkeit eines Versagens innerhalb einer kurzen Zeit nahelegt. Auf diese
Weise können Bedienungsschwierigkeiten tatsächlich im
voraus bewältigt werden und es lassen sich Auswechslungen planen, um zu verhindern, daß Unterbrechungen
beim Betrieb der einzelnen Sender eintreten. Wenn die Arbeitsweise des Prozessors 32 anzeigt, daß die Wahrscheinlichkeit
eines Versagens vorhanden ist, kann der Prozessor 32 einen Anruf an der Zentrale 50 über die
Telefonleitung l\O veranlassen, um die Bedienungspersonen
auf das drohende Eisiko eines Versagens hinzuweisen.
In ähnlicher Weise kann, wenn tatsächlich eine Sperrung
durch einen einzelnen Senderüberwachungsempfänger, z.B. den Empfänger "16 herbeigeführt wird, der zugehörige Mikroprozessor
28 einen Anruf auf der Datenleitung 30 an den Datenprozessor 32 einleiten, der seinerseits die Zentrale
50 benachrichtigt, um sie auf die Schwierigkeiten hinzuweisen.
Wenn die bevorzugte Sammelleitung mit mehreren Nebenstellen benutzt wird, können die verschiedenen Untergruppen
rasch der Reihe nach angewählt werden. Bei dieser Anordnung löst der Mikroprozessor aufgrund eines Uberwachungsalarms
nicht einen Anruf aus,sondern antwortet auf das Wählsignal des Prozessors 32 mit einer Alarmantwort.
Eine solche Antwort oder das Ausbleiben einer Verbindung, das beispielsweise durch einen Verlust des Modemtons angezeigt wird, kann an die Zentrale 50 übertragen
werden.
Der Datenprozessor 32 führt auch Routinefunktionen aus
einschließlich der Speicherung von über längere Zeiträume gesammelten Betriebsbedingungsdaten und solchen, die von
jedem Sender nach größeren Zeitintervallen aufgezeichnet
oder gespeichert werden als es den von dem Mikroprozessor 28 gegebenen Intervallen entspricht. So kann z.B. der
Datenprozessor 32 und der Kollektivspeicher 3k mehrmals
innerhalb von 21+ Stunden Betriebsdaten abrufen und speichern
und kann eine oder mehrere bestimmte Gruppen von Daten im Speicher aufbewahren, so daß sie von dem zentralen Rechner
50 abgerufen werden können.
Der zentrale Rechner 50 ist vorzugsweise so programmiert,
daß er automatisch Routineverbindungen von Zeit zu Zeit mit den verschiedenen Kollektivspeichern und Datenprozessorkombinationen
32 und 3k in verschiedenen Flughäfen herstellt
und die Daten von diesen Stellen bezüglich sämtlicher Sender des betreffenden Flughafens abruft. Der zentrale
Rechner soll dabei diese Vorgänge automatisch durchführen ohne menschliches Eingreifen, es sei denn, daß Betriebsschwierigkeiten auftreten. Der zentrale Rechner ist auch
in der Lage, Notanrufe aufzunehmen, die von verschiedenen Stellen des Flughafens ausgehen, z.B. in Abhängigkeit von
der Sperrung einzelner Sender infolge eines Uberwachungsalarms. In solchen Fällen ist der zentrale Rechner so
programmiert, daß er einen Alarm für die Bedienungsperson auslöst und ausdruckt oder sichtbar anzeigt und zwar mit
Informationen über den Ort und die Art des Notrufs. Der zentrale Rechner kann auch dazu dienen, um Verbindungen
mit den einzelnen Stellen durch die Bedienungsperson über die Handbedienung 52 herzustellen.
Die Arbeitsvorgänge des zentralen Rechners können auf
die Aufrechterhaltung von solchen Verbindungen mit den einzelnen Stellen des Flughafens beschränkt sein sowie
auf die Ausdeutung von Notrufen und die routinemäßige
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Abrufung und Speicherung von Betriebsbedingungsdaten. Vorzugsweise enthält jedoch der zentrale Rechner auch
Programme,mit denen die Betriebsbedingungsdaten weiter
analysiert werden können und statistisch verarbeitet werden können, die von dem Kollektivspeicher 3*f und dem Datenprozessor
32 stammen. Der zentrale Rechner kann daher vorzugsweise ein großer allgemein verwendbarer Rechner
sein, der eine größere Verarbeitungsfähigkeit hat als der Datenprozessor 32 oder der Mikroprozessor 28 der Anlage.
Aus der Beschreibung ergibt sich, daß der Mikroprozessor 28, der Datenprozessor 32 und der zentrale Rechner 50
sowie die zugehörigen Speicher und angeschlossenen Systeme eine Hierarchie von Datenverarbeitungskomponenten darstellen,
bei denen die einfachsten Vearbeitungsvorgänge, die auf einer Realzeitbasis ausgeführt werden, von dem
Mikroprozessor 28. bearbeitet werden· Die Zwischenverarbeitung auf einer verfeinerten Stufe wird von dem
Datenprozessor 32 für eine Anzahl von Sendern in etwas
weiter auseinanderliegenden Zeitintervallen für jeden Sender vorgenommen und schließlich werden die am weitesten
verfeinerten Datenverarbeitungsvorgänge in einer noch höheren Stufe von dem zentralen Rechner in noch weniger
häufigen Intervallen für jeden Sender, aber für eine größere Anzahl von Sendern vorgenommen. Mit Hilfe dieses
stufenweisen Aufbaus ergibt sich eine gründliche und besonders wirksame überwachungsanordnung für sämtliche
Funknavigationssender, die an die Anlage angeschlossen sind mit einem Minimum an Aufwand für die Datenspeicherung,
die Datenübertragung und die Datenverarbeitungskapazität.
Leerse ite
Claims (1)
- Pat entansprüeheDatenverarbeitungsanlage für mehrere Navigationssender, bei der für jeden Sender eine getrennte Betriebsbedingungsdaten-Meßuntergruppe vorgesehen ist und jede dieser Untergruppen unabhängig von äußeren Sequenzstartsignalen arbeitet und eine getrennte Datenlesevorrichtung und einen örtlichen Speicher enthält, bei der die Datenlesevorrichtung eine Multiplexschaltvorrichtung aufweist, die mit dem zugehörigen Sender verbunden ist und eine Anzahl von Betriebsbedingungsmessungen der Reihe nach in Form von Analog-Spannungssignalen abnimmt, die mit Hilfe eines Analog-Digital-Umsetzers in Digitalsignale umgesetzt und in dem örtlichen Speicher gespeichert werden,dadurch gekennzeichnet, daß ein kollektiver Speicher (3k) digitale Signale von mehreren Untergruppen aufnimmt und kollektiv speichert, daß Übertragungsleitungen (30, 30A) von den Untergruppen zu dem kollektiven Speicher Ok) führen, daß eine Zentrale (50, 5k) mit mehreren der kollektiven Speicher Ok) in Verbindung gebracht werden kann, daß Verbindungskanäle (Zf8) von dem kollektiven Speicher Ok) zu der Zentrale (50, 3k) führen und daß die Zentrale (50, 5k) einen Datenspeicher enthält, der Daten von dem kollektiven Speicher aufnimmt.709820/0 629Anlage nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der kollektive Speicher (3k) einen Datenprozessor (32) enthält, der die aufgenommenen und gespeicherten digitalen Signale verarbeitet und dem Speicher (3^) zuführt.Anlage nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Datenprozessor (32) mit dem Kollektivspeicher (3k) zusammen arbeitet und die Datensignale analysiert und von den Datensignalen mathematische Funktionen ableitet und speichert, die Angaben über die Betriebsweise des zugehörigen Senders enthalten und leichter deutbar für zukünftige Betriebsprobleme sind als die ursprünglichen Betriebsbedingungsmeßgrößen.Anlage nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß der kollektive Speicher (32, 3k) in der Lage ist, digitale Signale von jedem Betriebsbedingungsmeßsystem in vorgeschriebenen Intervallen aufzunehmen und kollektiv zu speichern.Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet s daß der kollektive Speicher (3k) unter Steuerung durch den Datenprozessor (32) in der Lage ist, gespeicherte Daten über den Ubertragungskanal (i+8) an die Zentrale (50, 5k) in. Beantwortung eines Abrufs der betreffenden Daten von Seiten der Zentrale zu übertragen.709820/06296. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet,daß die Zentrale (50, 3k) einen Rechner (50) enthält, der die von dem kollektiven Speicher zugeführten Daten aufnimmt, verarbeitet und statistisch analysiert.7. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6,dadurch gekennzeichnet,daß jede der Betriebsbedingungsdatenmeßuntergruppen einen Mikroprozessor (28) enthält, der in Verbindung mit dem örtlichen Speicher (36) arbeitet und Daten speichert, die sich nur auf den zugehörigen Navigationssender (10) beziehen.8. Anlage nach Anspruch 7»dadurch gekennzeichnet,daß der Mikroprozessor (28) die Arbeitsweise des Multiplexsehalter (20), des Analog-Digital-Umsetzers (2if) und des örtlichen Speichers (36) steuert.9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (28) in Verbindung mit dem örtlichen Speicher (36) kontinuierlich mathematische Funktionen der Betriebsbedingungsmeßgrößen berechnet und speichert, die zur schnellen Analyse der Arbeitsvorgänge des zuge-709820/0629hörigen Senders (TO) dienen.10. Anlage nach Anspruch 9»dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage einen mehrstufigen Aufbau von Datenspeichern und Datenprozessoren enthält, bei dem der Mikroprozessor (28) und der lokale Speicher (36) eine Eealzeitspeicherung und Funktionsverarbeitung durchführt, während in einer mittleren Stufe der kollektive Speicher (3k) und der zugehörige Datenprozessor (32) in zeitlichen Intervallen die Verarbeitung und Speicherung durchführt und in einer Endstufe die Zentrale (50, 5k) auf der Grundlage der von den kollektiven Speichern und Prozessoren gesammelten Daten (32,3^)in weniger häufigen Zeitintervallen Datenspeicherungs-und Verarbeitungsfunktionen ausführt.Π. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß der Datenübertragungskanal (30, 30A), der die Untergruppen mit dem kollektiven Speicher und Prozessor (32, 3k) verbindet, eine Sammelleitung mit mehreren Nebenanschlüssen enthält und daß'die Verbindung durch die kollektiven Speicher und Prozessoren (32, 3k) der Reihe nach hergestellt wird, indem die einzelnen Untergruppen zur Verbindung mit der Sammelleitung angesprochen werden.709820/062912. Anlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß der örtliche Speicher (36) jeder Untergruppe in der Lage ist, einen Satz von Zustandsmessungen zu speichern, der mindestens eine vollständige Folge von den Betriebsbedingungsmessungen enthält, daß der örtliche Speicher (36) nach der Speicherung des vollständigen Satzes von Meßgrößen in der Lage ist, neue Betriebsbedingungsmeßgrößen der Reihe nach aufzunehmen und zu speichern, wobei die neuen Meßgrößen anstelle der vorher festgehaltenen Meßgrößen eingespeichert werden, so daß die gespeicherten Meßgrößen in dem örtlichen Speicher ständig auf den neuesten Stand gebracht werden, daß ferner jede Untergruppe einen überwachungsempfänger (16) enthält, der so angeordnet und ausgebildet ist, daß er mindestens ein Signal des zugehörigen Senders (10) überwacht, daß der Überwachungsempfänger (16) mit dem Sender (10) über eine Leitung (18) verbunden ist, so daß er bei einem Alarmzustand, wenn mindestens ein überwachtes Signal des Senders (10) von den vorgeschriebenen Sollwerten abweicht,den Sender sperrt und daß eine Verbindung (33,28) von dem Uberwachungsempfänger (16) zu dem örtlichen Speicher (36) führt und den örtlichen Speicher (36) abschaltet, wenn der Alarmfall eintritt, um den letzten Stand der Meßgröße der in dem Speicher (36) festgehalten ist, zu bewahren und die Betriebsbedingungen beim Eintritt des Alarms anzuzeigen.709820/0629Re/Pi.13. Anlage nach Anspruch 12,dadurch gekennzeichnet, daß der örtliche Speicher (36) so ausgebildet ist, daß er einen Satz von Betriebsbedingungsmeßgrößen speichert, der aus einer Anzahl von Folgen von Betriebsbedingungsmeßgrößen besteht, so daß die letzten gültigen Meßgrößen, die in dem lokalen Speicher (36) im Zeitpunkt des Alarms gespeichert sind, den Ablauf der Betriebsbedingungen bis zum Zeitpunkt des Eintritts des Alarms festhalten.lif. Anlage nach Anspruch 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungseinrichtung (4*f) vorgesehen ist, welche die Außerbetriebsetzung des Senders (10) verzögert, damit mindestens eine vollständige Folge von Betriebsbedingungsmeßgrößen nach dem Eintritt des von dem Überwachungsempfänger ausgelösten Alarms aufgezeichnet wird und daß eine Verzögerungseinrichtung (2f6) vorgesehen ist, welche die Sperrung des örtlichen Speichers (36) verzögert, so daß mindestens eine vollständige Folge der Betriebsbedingungsmeßgrößen nach dem Eintritt des Alarms aufgezeichnet wirdc70982 0/0629
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