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Fernwirksystem, insbesondere Warnsystem für den
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Zivilbevölkerungsschutz Die Erfindung betrifft ein Fernwirksystem,
insbesondere Warnsystem für den Bevölkerungsschutz mit Fernwirkleitstellen, von
denen aus über ein das öffentliche Fernsprechnetz mitbenutzendes Fernwirknetz mit
Durchgangsknotenstellen, Endknotenstellen und Ortsknotenstellen Endstellen mit Endgeräten
erreichbar sind.
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Ein derartiges Fernwirksystem ist in Form eines öffentlichen Warnsystems
bekannt, dessen Netz ein dem Aufbau des öffentlichen Fernsprechnetzes äußerlich
ähnliches Fernsteuer- und Rundsprechnetz darstellt und in Katastrophenfällen zur
Übertragung von Sirenensteuersignalen und Warndurchsagen dient.
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Leitstellen des Warnsystems sind die Warnämter, in denen sich Einrichtungen
zur Erzeugung von Fernsteuersignalen und zur Besprechung des jedem Warnamt zugeordneten
Netzes befinden. In den Knoten des Netzes stehen Geräte, in denen sich das Netz
verzweigt. Diese Geräte enthalten Einrichtungen für die Weitergabe der Fernsteuersignale
und für die Verstärkung der vom Warnamt auf das Netz gegebenen Rund sprüche.
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Endstellen des Warnnetzes sind Sirenen, die entweder von den Warnämtern
oder von örtlichen Zivilschutzleitern ausgelöste Warnsignale abgeben, und Warnstellen,
über die die mit dem passiven Schutz der Bevölkerung beauftragten Stellen Informationen
über die jeweilige Lage erhalten. Die zur Herstellung eines bestimmten Betriebszustandes
des Warnlletzes, wie An- und Abschaltung der Warnstellen, oder zur Ingangsetzung
der Sirenen erforderlichen Fernsteuersignale werden über das Fernnetz tonfrequent
und im örtlichen Bereich durch Gleichspannungssignale übertragen.
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Das von einem Warnamt erreichte Warngebiet entspricht in der Bundesrepublik
Deutschland etwa der Größe von einigen Regierungsbezirken. Das Warngebiet ist in
Warngruppen eingeteilt, die jeweils etwa dem Gebiet eines Regierungsbezirkes entsprechen.
Jede Warngruppe ist aus einer Fernebene mit ersten Netzknoten (Durchgangsknotenstellen)
und an diese sternförmig angeschlossenen weiteren Warnorten der Fernebene (z.B.
Endknotenstellen) und aus einer Ortsebene mit an die Netzknoten der Fernebene angeschlossenen
Netzknoten der Ortsebene (Ortsknoten) gebildet. Somit können mehrere Netzknoten
der Fernebene hintereinanderliegen. Die Fernsteuersignale bestehen aus einem fünfschrittigen
Codezeichen, wobei jeder Zeichenschritt aus den Frequenzen 1700 z und 2040 Hz bzw.
aus einer dieser Frequenzen gebildet wird. Ein solches Codezeichen wird abschnittsweise
in der Fernebene weitergegeben. Eine Quittungssignalisierung in Rückwärtsrichtung
erfolgt jeweils mittels eines am Ende einer Fernleitung anschaltbaren Quittungsgenerators
und eines auf dessen Frequenz abgestimmten, am Fernleitungsanfang angeschlossenen
Quittungsempfängers.
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Das Quittungszeichen selbst besteht aus einem langen Ton
der
Frequenz von 2040 Hz. Die Quittung wird nur abschnitts weise ausgewertet; bei einer
nicht eingehenden Quittung wird örtlich ein Quittungsalarm gegeben.
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In der Ortsebene werden Gleichspannungssignale zur mschaltung von
Fernsprechanschlußleitungen des öffentlichen Fernsprechnetzes, die von den Netzknoten
der Ortsebene zu Fernsprechteilnehmerstellen führen, auf Warnbetrieb gesendet. Dies
gilt sowohl für die Ansteuerung der Sirenen als auch der Warnstellen.
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Die Fernleitungen zwischen den Netzknoten der Fernebene und die Ortsleitungen
zwischen je einem Netzknoten der Fernebene und einem Netzknoten der Ortsebene sind
gemietete Standleitungen des öffentlichen Fernsprechnetzes.
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Bei einem Fernwirksystem dieser Art ist der Kostenaufwand für die
gemieteten Leitungen des öffentlichen Fernsprechnetzes sehr hoch. Zwar werden dadurch,
daß man in der Ortsebene auf bestehende Fernsprechanschlußleitungen beim Warnbetreib
zurückgreift, bereits Leitungen doppelt ausgenutzt und damit Einsparungen erreicht,
doch machen trotzdem die Gebühren für die überlassenen Mietleitungen den weitaus
größten Anteil an den Betriebskosten aus.
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Es ist ferner zwar möglich, statt gemieteter Standleitungen sogenannte
Reservestromwege zu benutzen, die innerhalb eines Monats nur für einen begrenzten
Zeitraum in Anspruch genommen werden, doch sind die Gebühren für solche Reservestromwege
auch nicht viel niedriger als für Standleitungen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem Fernwirksystem
der eingangs genannten Art die Betriebskosten für das Leitungsnetz weiter zu verringern.
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Dies wird durch die Maßnahme des Anspruchs 1 erreicht.
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Die Höhe der Betriebskostenersparnis ist daraus zu erkennen, daß etwa
die Hälfte der Gesamtleitungslänge eines derartigen Fernwirknetzes durch diese Endknotenleitungen
zustande kommt. Wenn das Fernwirknetz so ausgebildet ist, daß kleinere Gebiete selektiv
ansteuerbar sind, so werden die Betriebskosten noch niedriger, weil nur die auf
das kleinere Gebiet entfallenden Endknotenleitungen umgeschaltet zu werden brauchen,
während übrige als Endknotenleitungen benutzbare Fernsprechleitungen dem öffentlichen
Fernsprechverkehr zur Verfügung bleiben.
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Theoretisch wäre es zwar möglich, auch noch die den Endknotenleitungen
vorgeordneten Durchgangsknotenleitungen umschaltbar auszubilden, doch würde dies
zu starken Zeitverzögerungen bei der Inbetriebnahme des Fernwirknetzes und zu verhältnismäßig
großem Aufwand für die Umschaltung führen. Außerdem können vorgeordnete Durchgangsknotenleitungen
aus einzelnen Leitungsabschnitten zusammengesetzt sein, wobei diese Leitungsabschnitte
keine betriebsmäßigen Leitungen des Fernsprechnetzes sind. Aus diesem Grund ist
eine Umschaltung solcher vorgeordneten Durchgangsknotenleitungen nicht möglich.
Die Erfindung schränkt die Umschaltbarkeit bewußt auf die Endknotenleitungen ein.
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Um einerseits den öffentlichen Fernsprechverkehr nicht zu stören und
andererseits keine zu langen Wartezeiten bei der Umschaltung von Fernsprech- auf
Fernwirkbetrieb in Kauf nehmen zu müssen, werden die Maßnahmen des Anspruchs 2 empfohlen.
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Die für die Umschaltung vorgesehenen Fernleitungen können durch den
Fernsprechbetrieb besetzt sein. Für diesen Fall
werden die im Anspruch
3 gekennzeichneten Merkmale vorgeschlagen. Dadurch kann eine für zwei Betriebsarten
des Fernwirksystems unterschiedliche Umschaltsteuerung erreicht werden. Beispielsweise
sind die zwei Betriebsarten in einem Warnsystem durch den kriegsmäßigen Betrieb
und den friedensmäßigen Betrieb gekennzeichnet.
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Für gewisse Betriebsfälle des Fernwirksystems, beispielsweise bei
der Ansteuerung von ABC-Meßstellen in einem Warnsystem, soll im Besetztfall von
Endknotenleitungen der Fernsprechverkehr absolut keinen Störungen unterworfen sein.
Zu diesem Zweck wird die im Anspruch 4 gekennzeichnete Maßnahme empfohlen.
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Nach der Freischaltung der betreffenden Endknotenleitung wird ihre
Belegung für den Fernwirkbetrieb anderen Neubelegungen gegenüber bevorrechtigt gemacht,
so daß nicht längere Wartezeiten entstehen.
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Der in einer letzten Durchgangsknotenstelle eintreffende Umschaltbefehl
bezieht sich in der Regel auf alle in verschiedene Richtungen zu Endknotenstellen
führende Endknotenleitungen. In manchen Betriebsfällen des Fernwirksystems ist dies
nicht zweckmäßig. Daher werden die Maßnahmen des Anspruchs 6 vorgeschlagen. Sie
ermöglichen die Vermeidung unnötiger Funktionsspiele von Umschalteinrichtungen und
weitere Einsparungen an Leitungsgebühren.
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Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen für ein Warnsystem
als Fernwirksystem näher erläutert. Es zeigen: Fig.1 einen Warnnetzplan für Nordwürttemberg;
Fig.2 die Netzstruktur eines Warnnetzteils und
Fig.3 ein Schema
für eine Umschalteinrichtung in einer letzten Durchgangsknotenstelle.
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In Fig.1 ist ein Warnnetzplan für das Gebiet des Regierungsbezirkes
Nordwürttemberg dargestellt. Dieses Gebiet ist stark umrandet gezeigt, während die
Grenzen der Landkreise durch gestrichelte Linien angedeutet sind. Dieses Gebiet
ist von einem Warnamt WA aus über nur drei Fernleitungen dkll, dkl2, dkl3 erreichbar,
die als erste Durchgangsknotenleitungen bezeichnet werden.
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Die Durchgangsknotenleitung dkll führt zu einer sogenannten Durchgangsknotenstelle
D1 und über weitere DurchgangsknotE eitungen zu Durchgangsknotenstellen D2, D3 und
D4. Von jeder solchen Durchgangsknotenstelle führen mehrere sogenannte Endknotenleitungen
sternförmig zu Endknotenstellen. Eine solche Endknotenleitung ist exemplarisch mit
ekl bezeichnet, die zu einer Endknotenstelle E führt. Ein solcher an einer ersten
Durchgangsknotenleitung hängender Warnnetzteil hat ersichtlicherweise eine Baumstruktur,
bei der also in der Art eines Baumes von der Leitstelle, dem Warnamt WA, eine Leitung
ausgeht, die sich in der Regel in mehreren Ebenen verästelt und verzweigt. ähnlich
wie der Netzbaum mit der ersten Durchgangsknotenleitung dkll sind auch die anderen
beiden Netzbäume mit den Durchgangsknotenleitungen dkl2 und dkl3 aufgebaut. Die
Durchgangsknotenleitung dkl2 führt zu maximal fünf Durchgangsknotenstellen, während
die Durchgangsknotenleitung dkl3 drei Durchgangsknotenstellen hintereinander erfaßt.
Wie weiter zu erkennen ist, decken sich die Versorgungsgebiete der drei Netzbäume
nur sehr grob mit den Verwaltungsbereichen, die jeweils aus mehreren Landkreisen
bestehen. An das Warnamt WA kennen weitere Regierungsbezirke in entsprechender Weise
angeschlossen sein. Das gesamte
Bundesgebiet Westdeutschlands kann
zum Beispiel von etwa 10 Warnamtern versorgt werden.
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In Fig.l ist der Übersichtlichkeit halber nur die Fernebene des auf
einen Regierungsbezirk beschränkten Teils des Warnnetzes gezeigt worden. Die weitere
Verzweigung von den Endknotenstellen aus geht aus Fig.2 hervor. An das Warnamt WA
ist wieder über eine Durchgangsknotenleitung dkll eine Durchgangsknotenstelle D1
angeschlossen, die über eine weitere Durchgangsknotenleitung dkli2 mit einer weiteren
Durchgangsknotenstelle D2 verbunden ist.
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Diese Durchgangsknotenstellen sind jeweils mit einer verdeckten Endknotenstelle
(Symbol: Quadrat) und einer verdeckten Ortsknotenstelle (Symbol: kleiner Kreis)
versehen.
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An die Durchgangsknotenstelle D2 ist über eine Endknotenleitung ekl,
die eine umschaltbare Fernmeldeleitung sein kann, eine offene Endknotenstelle E
angeschlossen, die eine verdeckte Ortsknotenstelle umfaßt und die an der unteren
Grenze der Fernebene liegt, wie durch die gestrichelte Kreislinie angedeutet ist.
An die Endknotenstelle E ist eine (offene) Ortsknotenstelle 0 mittels einer Ortsknotenleitung
okl angeschlossen, während mit dieser Ortsknotenstelle Endstellen Wg S, B des Warnnetzes
über Anschlußleitungen all, a12, al3 verbindbar sind. Die Ortsebene ist durch eine
strichpunktierte Kreislinie angedeutet. Die Endstelle W stellt eine für Durchsagen
eingerichtete Warnstelle dar, während die Endstelle S eine Sirenenstelle ist.
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Die Endstelle B ist eine Stelle für besondere Zwecke, z.B.
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eine ABC-Meßstelle. Weitere Verzweigungen in den Knotenstellen sind
durch Striche angedeutet-.
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In den Ortsknotenstellen 0 sind in nicht dargestellter Weise Empfänger
und Auswerteorgane für Selektivrufzeichen
vorhanden, während solche
Auswerteorgane in der Regel in den übrigen Knotenstellen fehlen. Von den Ortsknotenstellen
0 aus werden in der Regel die an eine solche Ortsknotenstelle angeschlossenen Endstellen
gemeinsam gerufen.
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Wie bereits erwhnt, sind alle oder zumindest der größte Teil der von
den letzten Durchgangsknotenstellen zu den Endknotenstellen führenden Endknotenleitungen
ekl als vom öffentlichen Fernsprechnetz auf Fernwirkbetrieb umschaltbare Fernleitungen
ausgebildet, wie durch senkrechte Striche auf der Endknotenleitung ekl in Fig.2
angedeutet ist.
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Über eine solche umschaltbare Fernsprechfernleitung werden Ferngespräche
zwischen immer wechselnden Teilnehmern geführt; eine Vorabinformation eines bestimmten
Fernsprechteilnehmers über einen gelegentlichen Entzug der Verbindungsmöglichkeit
ist nicht möglich. Beim friedensmäßigen Betrieb des Warnsystems sollte eine solche
Leitung nur zum Warnnetz umgeschaltet werden, wenn sie frei ist, bzw. nachdem sie
freigeworden ist. Einerseits kann nun ein Ferngespräch sehr lange dauern, andererseits
darf der Warn- und Alarmbetrieb dadurch nicht aufgehalten werden. Deshalb werden
jeweils z.B. vier Fernmeldefernleitungen des betreffenden Leitul)gsbündels mit IJmschalteinrichtungerl
ausgerüstet, wie die Fig.3 zeigt, und diejenige Leitung, die noch frei ist oder
aber als erste frei wird, wird umgeschaltet. Aus Verkehrsberechnungen ergibt sich
bei einem Fernleitungsbündel, dessen Leitungen in der Hauptverkehrsstunde einen
Verkehr von je 0,75 Erlang tragen, daß in einer Zeitspanne von vier Minuten mit
außerordentlich hoher Wahrscheinlichkeit eine der vier für die Umschaltung vorbereiteten
Leitungen frei
wird: Die Wahrscheinlichkeit für das Nichtfreiwerden
einer der vier Leitungen innerhalb von vier Minuten beträgt nur 16.10 4, ist also
extrem gering. Anders gesagt: wenn man mit dem Umschalten nicht länger als vier
Minuten wartet, wird dabei nur in einem von etwa 600 Fällen ein laufendes Ferngespräch
unterbrochen.
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Eine derart geringfugige Beeinträchtigung des Fernsprechbetriebes
ist sicher vertretbar, und die vier Minuten Wartezeit bringen beim friedensmäßigen
Betrieb des Warnnetzes keine nennenswerten Nachteile, wenn der Ablauf der verschiedenen
Vorgänge entsprechend angepaßt wird.
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Im Krisenfall erscheint es jedoch voll gerechtfertigt, die Umschaltung
ohne jede Wartezeit zu veranlassen, was - wie ebenfalls aus Verkehrsberechnungen
für die obengenannten Verkehrsverhältnisse folgt - mit einer Wahrscheinlichkeit
von 32-10 2 zur Trennung eines laufenden Ferngesprächs führt; selbst bei sofortiger
Umschaltung braucht nur in jedem dritten Fall ein Ferngespräch unterbrochen zu werden.
Die tatsächliche Wahrscheinlichkeit der Unterbrechung eines Gesprächs ist sogar
noch geringer, weil die Umschaltung auch in verkehrsschwache Zeiten fallen kann.
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In Fig.3 ist nun in schematischer Darstellung eine entsprechende Umschalteinrichtung
für eine zu einer Endknotenstelle führende Richtung in einer letzten Durchgangsknotenstelle
D2 dargestellt. In einem mehrere Fernmeldeleitungen vl bis v6 ... umfassenden Bündel
sind vier Fernmeldeleitungen vl bis v4 Umschaltrelais A bis D zugeordnet. Mittels
Kontakten a bis d dieser Relais sind die weiterführenden
Fernleitungen
ekll bis ekl4 wahlweise mit einer Durchgangsknotenleitung dkl verbindbar. Diese
Fernleitungen sind .gleichzeitig Endknotenleitungen des Warnnetzes. An diese Durchgangsknotenleitung
ist ein Empfänger DE angeschlossen, der vom Warnamt WA her Umschaltbefehle empfängt,
die Informationen über eine von drei unterschiedlichen Dringlichkeitsstufen mitumfassen.
Dementsprechend hat der Empfänger DE drei Ausgänge 1, 2, 3.
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Tritt am Ausgang 1 ein Signal auf, so bedeutet dies, daß eine freie
der Fernleitungen vl bis v4 oder - falls keine der vier Fernleitungen frei ist -
die Fernleitung ekll von der Fernleitung vi auf die Durchgangsknotenleitung dkl
sofort umzuschalten ist. In diesem Fall liegt ein kriegsmäßiger Betrieb des Warnsystems
vor, und es wird daher das entsprechende Relais sofort zum Ansprechen gebracht,
welches mit seinem Kontakt diese Umschaltung vornimmt.
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Tritt am Ausgang 2 ein Signal auf, so bedeutet dies, daß eine der
freien Fernleitungen ekll bis ekl4 umzuschalten ist bzw. daß eine dieser Fernleitungen
freizuschalten ist, sofern keine der vier Fernleitungen innerhalb einer Wartezeit
von vier Minuten frei geworden ist. In diesem Fall liegt ein friedensmäßiger Betrieb
des Warnsystems hinsichtlich seiner allgemeinen Warnaufgaben vor. Zu diesem Zweck
wird eine Auswahleinrichtung W benutzt, die über den Ausgang 2 angesteuert wird.
Die Frei- und Besetztzustände der Fernleitungen ekll bis ekl4 werden dieser Auswahleinrichtung
über Adern bsl bis bs4 gemeldet.
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An diese Auswahleinrichtung sind ausgangsseitig die vier Relais A
bis D angeschlossen. Die Auswahleinrichtung W ist so ausgebildet, daß sie innerhalb
von beispielsweise vier Minuten nach dem Eintreffen eines Umschaltbefehls
über
den Ausgang 2 eine der freien Fernleitungen oder die zuerst frei werdende Fernleitung
auswahlt, wodurch eins der Relais A bis D anspricht. Die Auswahleinrichtung W enthält
ferner in nicht dargestellter Weise ein Verzögerurigsglied, das beim Eintreffen
eines Signales vom Ausgang 2 und beim Vorhandensein von Besetztsignalen auf allen
Adern bsl bis bs4 angesteuert wird und nach Ablauf von beispielsweise vier Minuten
eines der Relais A bis D zum Ansprechen bringt.
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Tritt am Ausgang 3 ein Signal auf, so bedeutet dies, daß eine freie
oder die zuerst frei werdende Fernleitung der Fernleitungen vl bis v4 umzuschalten
ist, wobei auf das Freiwerden einer Fernleitung ohne Zeitbegrenzung gewartet wird.
In diesem Fall liegt ein friedensmäßiger Betrieb des Warnsystems vor, wie beispielsweise
bei der Ansteuerung von ABC-Meßstellen.
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Schließlich wertet der Empfänger DE auch vom Warnamt eintreffende
Rückschaltzeichen aus. Über einen entsprechenden Ausgang R steuert der Empfänger
DE dann die Auswahleinrichtung W an und veranlaßt über diese die Rückschaltung des
betreffenden Relais.
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Die Belegung der Fernleitung für den Fernwirkbetrieb kann anderen
Neubeiegungen gegenüber bevorrechtigt gemacht werden.
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Dies kann insbesondere davon abhängig gemacht werden, ob citi Signal
an den Ausgängen 1 oder 2 vorhanden ist.
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Der Empfänger kann auch so ausgebildet sein, daß er nur auf eine ihn
bezeichnende Information hin anspricht. In diesem Fall soll beispielsweise eine
bestimmte ABC-Meßstelle
abgefragt werden. Es wird daher nur eine
einzige Endknotenleitung tatsächlich benutzt, so daß an dieselbe Durchgangsknotenleitung
dkl angeschlossene Empfänger für andere nichturlgen nicht betätigt zu werden brauchen.
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