DE2746755A1 - Einrichtung zur ueberwachung von fahrbewegungen auf einem flugplatzfeld - Google Patents
Einrichtung zur ueberwachung von fahrbewegungen auf einem flugplatzfeldInfo
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Description
DIETRICH LEWINSKY
HE;,\'z-;o/c.KiM kuser
RE I Nf ii PRiLTSCH
MÜNCHEN 21 9823-V/N1
Thomson-CSF, Bl. Haussmann 173, F - 75008 Paris (Frankreich)
"Einrichtung zur Überwachung von Fahrbewegungen auf einem Flugplatzfeld"
Priorität: 19. Oktober 1976, Frankreich, No 76 31353
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung von Fahr
bewegungen auf einem Flugplatzfeld mit entlang den Rollbahnen
verteilten Druckfühlern, die das Passieren von Fahrzeug- oder Flugzeugrädern feststellen und entsprechende elektrische Signale
abgeben, wobei ein Rechner aus diesen Signalen charakteristische Parameter der Bewegung des Fahr- oder Flugzeugs ermittelt, mit
Steuerungs- und Übertragungsmitteln, die diese Signale übertragen
und die Fühler überwachen, mit Verarbeitungsschaltungen und Sende-und Empfangseinrichtungen und mit Sende-Empfangs- und
Anzeigeeinrichtungen an Bord der Fahrzeuge oder Flugzeuge. Die Überwachung ist hauptsächlich für Flugzeuge vorgesehen, die sich
auf den Start- und Landebahnen und Zugangswegen für Start- und Landeplätze bewegen, jedoch können auch andere bewegliche Fahrzeuge,
die diese Wege benutzen, gleichermaßen der Kontrolle durch die Einrichtung unterworfen werden.
Derartige überwachungssysteme sind vorgesehen, um notwendige
Informationen zur Kontrolle der Rollbahnen festzustellen und weiterzuleiten, ausgehend von diesen Informationen charakteristische
Größen zu errechnen, diese zu verarbeiten und zur weiteren Ausnützung weiterzuleiten, wobei die Weiterleitung einerseits an
eine Schau- oder Anschlagtafel una andererseits an Bord -2-
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des Fahrzeuges oder Flugzeuges erfolgt, In welchem die Befehle
und Anzeigen für die Führer sichtbar gemacht sind.
Die Einrichtung ist vorgesehen, um das Leiten der Flugzeuge auf der Rollbahn zu erleichtern, damit sich diese exakt entlang der
Mittelachse der Piste bewegen, was insbesondere bei besonders großen Flugzeugmodellen Schwierigkeiten bereitet. Mit derartigen
Systemen kann auch der gesamte Verkehr von verschiedenen Fahrzeugen auf den Rollbahnen, Pisten und Zugangswegen überwacht
werden, wodurch trotz Verdichtung des Verkehrs Zusammenstöße vermieden werden.
Nach einer bekannten Technik wird die Bewegungsbahn eines Flugzeuges
auf dem Boden während der Start- oder Landephase mit Hilfe von gleichmäßig entlang der Rollbahn verteilten Fühlern überwacht,
die jeweils aus einem elastischen, quer zur Achse der Rollbahn ausgerichteten Band bestehen. An den Enden der Bänder
sind Detektoren angeordnet, die ein elektrisches Signal abgeben, wenn ein Band von einem Rad überfahren wird. Die Phasen der
Signale werden verglichen, um die axiale Abweichung des Fahrzeugs oder Flugzeugs zu bestimmen. Darüber hinaus 1st ein Rechner
zur Bestimmung von anderen Bewegungsparametern und ein Analysator zur vollständigen oder teilweisen Verwertung der Signale
an Bord und/oder auf dem Boden vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die mit besonders einfachen
Mitteln eine möglichst präzise Überwachung der Bewegung von Flugzeugen, insbesondere von besonders großen Flugzeugen, ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren schematisch
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt: _?_
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Figur 1
Figur 2 Figur 3
Figur 4
Figuren bis 7
Figur 8
ein Übersichtsschaltbild der Einrichtung gemäß der Erfindung;
einen Fühler;
eine Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise des Fühlers;
ein Blockschaltbild der Rechner- und Auswerteschaltung;
Blockschaltbilder einer Ausführungsform
eines Rechners, wie er in der in Figur 1J
dargestellten Einheit verwendet wird;
ein Übersichtsschaubild zur Veranschaulichung der Datenauswertung.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, setzt sich die Einrichtung aus einer stationären Einheit, aus einem Sende- und Empfangssystem zur
Übertragung der Daten durch Funkverbindung mit den Flugzeugen unc aus einem Bordausrüstungsteil für die Flugzeuge zusammen.
Die stationäre Teileinheit besteht aus Druckfühlern la, Ib...,
die entlang den Pisten und Zugangswegen,welche die zu kontrollierenden
Bahnen darstellen, angeordnet sind. Diese Fühler sind vorzugsweise gleichmäßig entlang den linearen Streckenabschnitter
angeordnet, wobei ihr Abstand jedoch in Abhängigkeit von der Funktion des Streckenabschnittes (Piste, Zugangsweg etc.),in
Abhängigkeit von dem vorgesehenen Verkehr und in Abhängigkeit vor Streckenabschnitten und Kurven gewählt wird und sich aus diesem
Grunde ändern kann. Die Änderung des Abstandes kann beispielsweise
zwischen 0,5 bis 10 mal der Breite der Rollbahn in Abhängigkeit von den bereits erwähnten bestimmenden Elementen liegen.
Jeder Fühler ist vorgesehen, um während des Passierens des Fahrzeugs
oder Flugzeugs zeitliche Informationen zu erhalten, die in
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der darauf folgenden Verarbeitung die Ermittlung von charakteristischen
Parametern der Fahrzeugbewegung ermöglichen. Diese Parameter sind: die Geschwindigkeit V, aie Richtung der Bewegung SR,
die AbweichungAc de« Kurses oder der Winkel zwischen
der Längsachse des Fahrzeugs und der Achse der betrachteten Rollbahn und die seitliche Abweichung A E, die durch die Abweichung
der Flugzeugachse in Bezug auf das Zentrum des Fühlers, der in
der Mitte der Rollbahn angeordnet ist, bestimmt ist. Jeder Fühler besteht aus einer Gruppe von vier Fühlerelementen, die vier lineare Zweige 2A, 2B, 2C und 2D bilden, die zu Paaren an der Achse der Rollbahn angeordnet sind. Die Konfiguration, die etwas über dem Fühler la der Figur dargestellt ist, entspricht der später
im Detail anhand der Figuren 2 und 3 beschriebenen. Die Fühler
2 sind für Druckänderungen, die durch Überfahren durch ein Fahrzeugrad erzeugt werden, empfindlich und erzeugen in den entsprechenden Momenten elektrische Signale. Die Anordnung der Zweige
und ihre Abmessungen sind so bestimmt, daß vier Signale A, B, C
und D erhalten werden, die dem Passieren des rechten und des linken Seitenrades des Fahrzeuges oder Flugzeuges entsprechen. Dazu wird von einer Generatorschaltung 3 ein Identifikationssignal IC oder Adressensignal für den betreffenden Fühler ac^eugt. Diese
Signale werden an einen für alle Fühler gemeinsamen Rechner
weitergeleitet.
der Mitte der Rollbahn angeordnet ist, bestimmt ist. Jeder Fühler besteht aus einer Gruppe von vier Fühlerelementen, die vier lineare Zweige 2A, 2B, 2C und 2D bilden, die zu Paaren an der Achse der Rollbahn angeordnet sind. Die Konfiguration, die etwas über dem Fühler la der Figur dargestellt ist, entspricht der später
im Detail anhand der Figuren 2 und 3 beschriebenen. Die Fühler
2 sind für Druckänderungen, die durch Überfahren durch ein Fahrzeugrad erzeugt werden, empfindlich und erzeugen in den entsprechenden Momenten elektrische Signale. Die Anordnung der Zweige
und ihre Abmessungen sind so bestimmt, daß vier Signale A, B, C
und D erhalten werden, die dem Passieren des rechten und des linken Seitenrades des Fahrzeuges oder Flugzeuges entsprechen. Dazu wird von einer Generatorschaltung 3 ein Identifikationssignal IC oder Adressensignal für den betreffenden Fühler ac^eugt. Diese
Signale werden an einen für alle Fühler gemeinsamen Rechner
weitergeleitet.
Zur übertragung wird eine allgemeine digitale Datenübertragungsleitung - genannt "Omnibus"-Leitung - verwendet, in der die von
den Fühlern kommenden Informationen übertragen werden, ferner
werden Anschlußmittel der zwischen den Fühlemund der Übertragungsleitung sowie zwischen der Übertragungsleitung und der
Rechner- und Verarbeitungsschaltung verwendet. Jeder Fühler ist
auf diese Weise mit einem Koppler ausgerüstet, der für den
Fühler la mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet ist. Die übertragungsleitung 4 wird durch eine Führungseinheit 6 überwacht, welche auch die Anschlußmittel zwischen dieser Einheit und der
Übertragungsleitung enthält.Das Arbeiten der Übertragungsmittel l*t 5, 6 kann auf mannigfache Weise vor sich gehen. Eine Abfrage-Antwort-Logik ist vorgesehen, damit die von den Fühlern an _
werden Anschlußmittel der zwischen den Fühlemund der Übertragungsleitung sowie zwischen der Übertragungsleitung und der
Rechner- und Verarbeitungsschaltung verwendet. Jeder Fühler ist
auf diese Weise mit einem Koppler ausgerüstet, der für den
Fühler la mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet ist. Die übertragungsleitung 4 wird durch eine Führungseinheit 6 überwacht, welche auch die Anschlußmittel zwischen dieser Einheit und der
Übertragungsleitung enthält.Das Arbeiten der Übertragungsmittel l*t 5, 6 kann auf mannigfache Weise vor sich gehen. Eine Abfrage-Antwort-Logik ist vorgesehen, damit die von den Fühlern an _
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die Führungseinheit übertragenen Daten den neuesten Gegebenheiten
entsprechen unu sehr zuverlässig sind. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß bekannte Kontrolltechniken angewandt werden,
die mit Redundanz, Mehrfachabfragen, Kompatibilität, Wahrscheinlichkeitserwägungen
oder dergleichen arbeiten. Die Führungseinheit 6 enthält logische Schaltungen zur Ausübung dieser Kontroll·
funktionen sowie Schaltungen zur zeitmultiplexen Übertragung der Daten A, B, C, D und IC, die zu jedem Zeitpunkt in den nachgeschalteten
Schaltkreisen, die in dem Schaltbild der Figur 1 als ein Rechner 7, gefolgt von einer Verarbeitungsschaltung 8, dargestellt
sind, zu verarbeiten sind.
Der Rechner 7 ermittelt ausgehend von den Signalen A, B, C, D die vorstehend definierten charakteristischen Parameter V,Λ C,
Δ k. Der Rechner 7 enthält gemäß der beschriebenen Ausführungsform einen Generator 9 zur Erzeugung eines Darstellungskodes
(Figur 5), eine Verzweigungsschaltung 10 (Figur 6) und eine Rechnerschaltung 11 (Figur 7)· Diese Schaltungen und ihre Funktion
werden später beschrieben.
Die Verarbeitungsschaltung 8 ermittelt ausgehend von den charakteristischen
Parametern den Identifikationssignalen IC der Fühler und von anderen ankommenden Daten einerseits die an die kontrollierten
Fahrzeuge zu übertragenden Daten und andererseits die an ein stationäres Verkehrsüberwachungssystem mitzuteilenden Daten.
Dieses stationäre Kontrollsystem ist in Figur 1 durch den Block 12 dargestellt, der die äußeren Mittel symbolisiert, die an die
Verarbeitungsschaltung 8 Signale zur Zuteilung der Pisten und der Stationierungsflächen überträgt. Ferner gehört zum stationären
Kontrollsystem der Schaltblock 13, der vorzugsweise Darstellungsmitteln,wie etwa einer Anzeige - oder Schautafel zur Darstellung
des Bodenverkehrs entspricht, und die Identifikationsdaten des Fahrzeuges sowie die charakteristischen Bewegungsparameter aufnimmt
.
Die anderen von der Verarbeitungsschaltung 8 empfangenen Daten kommen von den überwachten Fahr- oder Flugzeugen und enthalten
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für jedes Fahr- oder Plugzeug seine Identitätsinformation IA und
den Wert E des halben Räderabstandes seiner seitlichen Landeräder. In dem Flugzeug 15 können darüber hinaus ausgehend von
einem Beschleunigungsmesser 16 die Longitudinalbeschleunigung tf X und mit Hilfe eines Kreisels 17 die Geschwindigkeit der
Gierbewegung-fl Z ermittelt werden. Die Fahr- oder Flugzeuge
sind mit der stationären Kontrolleinrichtung über Funk verbunden, wobei die digitalen übertragenen Daten über ein Sende-Empfangs-Zwischenglied
14 auf dem Erdboden una einem diesen entsprechender Teil 18 in dem Fahr- oder Flugzeug 15 geleitet werden.
Ausgehend von den durch den Fühler übertragenen Daten ermittelt die Verarbeitungsschaltung 8 Befehle zur Änderung der Richtung
oAc für das Fahr- oder Flugzeug und die für den Piloten nützlichen
Angaben: die RichtungsabweichungAC, die Geschwindigkeit V,
die seitliche Abweichung Λ E usw. Diese Informationen können auf
einem Gerät 19, das für diesen Zweck vorgesehen ist, sichtbar gemacht werden.
Aus der Kenntnis der Gesamtheit der Informationen über die Geschwindigkeit,und den Richtungssinn, die aus den verschiedenen
Fühlern kommt, und bei Kenntnis der Longitudinalbeschleunigung von gewissen Fahr- oder Flugzeugen können Befehle zur Änderung
der Geschwindigkeit ermittelt und an die Fahr- oder Flugzeuge übertragen v/erden. Beispielsweise können für den Fall, daß zwei
Flugzeuge hintereinander in einem,gernessen an ihrer Geschwindigkeit,
zu geringen Abstand rollen, Änaerungsbefehle für die Geschwindigkeit ΟΔν an eines der beiden oder an beide Flugzeuge
übermittelt werden, um ihren Abstand zu vergrößern. Gleichermaßen können dringende Haltebefehle AU, Befehle OS zum Verlassen der
Piste über eine bestimmte Zugangsstrecke und nützliche Angaben über die Rollgeschwindigkeit V und den Abstand D zum Ende der
Piste oder bis zum Ausgang des empfohlenen Zufahrtsweges oder etwa bis zum Abstellplatz oder dem nächstliegenden Hindernis
übermittelt werden.
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Die Geschwindigkeit der Gierbewegung-Λ Z, die Longitudinalbeschleunigung
^X und das Identifikationssignal IA sowie weitere nützliche
Angaben wie etwa die Bodenberührung der Räder, deren Abheben, die Achse zwischen linkem und rechtem Landerad usw. können
gleichermaßen durch drahtlose Übermittlung der entsprechenden Digitaldaten übertragen werden.
Die Verkehrsschautafel 13 setzt die Gesamtheit der Informationen zusammen und stellt sie dem verantwortlichen Lotsen zur Verfügung:
Pisten und Zufahrtswege mit Positionsangaben, Identifikation, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung der Fahr- oder Plugzeuge
und besondere Schlüsselangaben: Abfahrtswege und Stationierungsflächen, Nothalte- und andere nützliche Angaben, wie etwa Warteschlangen
im Plug oder auf dem Boden.
Diese Daten werden automatisch durch Punk an die Flugzeuge übertragen.
Lediglich dasjenige, für das die Daten interessant sind, wertet die Nachricht entsprechend der in dieser enthaltenen Bestimmungsadresse
AD aus. Umgekehrt übermittelt jedes Flugzeug an die Verarbeitungseinheit seine besonderen Daten, insbesondere
die vorgenannten Informationen IA und E.
Darüber hinaus üben die Zwischenglieder I^ und 18 der Funkübertragung
folgende Punktion aus: das Senden, den Empfang und die Identifizierung der Adressen. Mit dem Anzeigesystem 19, das über
oder unter dem Sichtfenster liegt, dem Kollimator, der Kathodenstrahlröhre oder Plasmatafel können Rollbefehle angezeigt werden:
Änderungen der Rollrichtung 0^C und Änderungen der Geschwindigkeit
θΔν, sowie folgende Angaben: Abweichungen der Richtung Δ C,
AehsenabwelchungAkj Geschwindigkeit V, Nothaltsignal AU, Abfahrtsweg OS, Abstand D.
Jeder Fühler enthält eine Gruppe von vier Zweigen 2A, 2B, 2C, 2D,
die auf zwei sich in einem Punkt I der Bahnachse schneidenden Geraden angeordnet sind und folglich die Form eines X bilden, das
in Bezug auf die Bahnachse, wie in Figur 2 dargestellt, symmetrisch ist.
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Diese Konfiguration ist keineswegs beschränkend, vielmehr können andere Konfigurationen beispielsweise dadurch gegeben sein, daß
zwei der vier Fühlerelemente auf einer zur Bahnachse rechtwinkligen Geraden angeordnet sind. In dieser Konzeption kann eine zweite
Konfiguration, die in Bezug auf die Bahnachse symmetrisch ist, dadurch erhalten werden, daß ein Paar der Fühlerelemente der
Figur 2, etwa das Paar 2A und 2B oder das Paar 2C und 2D auf die durch den Punkt I oder einen anderen Punkt der Bahnachse gehende
Gerade verschoben werden. Eine dritte mögliche ,in Bezug auf den Punkt I symmetrisch'Konfiguration folgt aus der Verschiebung
der Paare 2k und 2D oder 2B und 2C auf der durch den Punkt I gehende Gerade. Die Berechnung der Parameter V, ΔE undÄC, die
später beschrieben wird, hängt von der gewählten Konfiguration
ab und die Formeln sind für andere Konfigurationen als die in Figur 2 dargestellte anders als die im folgenden erörterten.
Der halbe öffnungswinkel θ zwischen den Kontaktschläuchen wird
genügend groß gewählt, damit die Richtungsabweichung Δ C im Vergleich
zu θ klein ist. Beispielsweise genügt ein Wert von 20° für die vorgesehene Anwendung.
Die Zweige erstrecken sich von dem Rand der Bahn, Piste oder Zufahrtsstrecke
bis etwa zur Bahnachse, von der sie einen Abstand Lm einhalten. Der Wert Lm ist so bestimmt, daß er größer als die
maximal zu messende Axialabweichung A E und kleiner als die kleinste halbe Achslänge der in Betracht zu ziehenden Fahr- oder
Flugzeuge ist.
Ein Flugzeug 20 wird während des Rollens auf der Bahn 21 beobachtet.
Die seitlichen Landeräder 22 und 23 schneiden die Zweige 2A, 2B, 2C, 2D jeweils zu Zeitpunkten to, ti, t2, t3. Diese Zeitpunkte
hängen von der Richtungsabweichung Δ0, der Geschwindigkeit
V und der seitlichen Ablage^ E des Flugzeuges ab.
Die Passierzeitpunkte to, ti, t2, t3 der Seitenräder werden durch
die Druckänderung in den elastischen Schläuchen, die die Zweige bilden, gemeldet. Jeder Schlauch ist an seinem einen Ende abge-
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schlossen und trägt an seinem anderen Ende einen Fühler mit .
elastischer Membran, die einen elektrischen oder magnetischen Influenz-oder elektrostatischen Kontakt aufweist. Diese
Nachweisgeräte sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt .
Die Fühler liefern auf diese Weise vier Signale, wie etwa Rechteckspannungen,
wenn die Seitenräder des Fahr- oder Flugzeugs 20 die Fühlerzweige überqueren. Diese Informationen in Form der
elektrischen Signale A, B, C, D werden durch einen Rechner ausgewertet, um daraus die interessierenden Parameter V,Λ C und Δ Ε
zu ermitteln.
Das Prinzip der Berechnung ist folgendes: die in Figur 3 angedeuteten
Entfernungen 11 und 14 sind durch folgende Beziehungen gegeben:
| 11 = | (E | -AE) | tg | (Θ | + Λ | O |
| 12 = | (E | -ΛΕ) | tg | (Θ | - A | C) |
| 13 = | (E | + AE) | tg | (Θ | + A | C) |
| 14 = | (E | + Ae) | tg | (Θ | -Δ | C) |
Wählt man andererseits für den Zeitursprung to = 0, so erhält mar
| 13 | - | 12 | = V | ti | - ti) |
| 13 | + | 14 | = V | t2 | - ti) |
| 13 | + | 11 | = V | t3 | |
| 11 | + | 12 | = V | <t3 | |
| 14 | + | 12 | = V | (t2 | |
Aus diesen Beziehungen erhält man nach Entwicklung und Vereinfachung
unter der Annahme, daß die Richtungsabweichung C im allge
meinen klein ist, die folgenden Näherungsausdrücke für V undAC:
tg θ
t2 + (t3 - ti)
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f-f t2 - (t3 - ti)
E - E t2 + (t3 - ti)
AC
t2 - ti
Diese Ausdrücke zeigen, daß die einzigen zu messenden Größen t2, t3, (t2 - ti) und (t3 - ti) sind, da der Winkel θ sowie der Wert
E für das betrachtete Fahr- oder Flugzeug bekannt sind.
Die vorgenannten Formeln werden mit Hilfe von Dividierschaltungen,
Multiplizierschaltungen, Summierschaltungen, wie diese in dem Funktionsdiagramm der Figur 1J dargestellt sind, ausgewertet. Die
in die Rechnung eingehenden Variablen t2, t3, (t2 - tl),(t3 - ti) werden von Zählern Kl bis Kh ermittelt, die anfänglich auf Null
gestellt sind und durch die von den Fühlerzweigen A, B, C, D erhaltenen Signale ausgelöst und wieder gestoppt werden.
Es ist möglich, daß die Signale in Abhängigkeit von dem ersten auftretenden Signal unterschiedlich verzweigt werden. Die Signale
A, B, C, D des Fühlers gelangen an den Eingang der Verzweigungsschaltung 10, die durch zwei durch die Schaltung 9 gesteuerte
Relais dargestellt ist, so daß die Ausgangssignale A+, B+, C+,D+ die Zeitfolge to, ti, t2 und t3 aufweisen. Die Stellung der Relai
entspricht dem Fall der Figur 3· Das Signal A+ löst die Zähler Kl und K2 aus, die jeweils wieder durch die Signale C+ und D+ gestoppt
werden. Mit der Vereinbarung to - 0 liefert der Zähler K2 die Information t2 und der Zähler K3 die Information t3· Der
Zähler K^ wird durch das Signal B+ ausgelöst und durch das Signal
D+ wieder gestoppt und ermittelt so den Wert t3 - ti. Schließlich wird der Zähler K3 durch B+ ausgelöst und durch C+ gestoppt, oder
falls das Signal t2 vor ti erzeugt wird, d.h. bei umgekehrter Bewegungsrichtung,durch C+ ausgelöst und durch B+ gestoppt, damit
die Differenz t2 - ti für die Berechnung von A C positiv ist.
Die Bewegungsrichtung wird beispielsweise in Form eines Signales
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SR angegeben, das positiv für eine bestimmte Bewegungsrichtung auf einer Rollbahn und negativ für die entgegengesetzte Bewegungsrichtung
auf dieser Rollbahn ist.
In Abhängigkeit davon, welches Signal zuerst gemeldet wird, werden
von den Schaltungen 9 bis 10 die aus der folgenden Tabelle ersichtlichen Verzweigungen vorgenommen:
| Erstes Signal |
A | B | C | C + | D | Bewegungs richtung |
ί |
| bei | Verzweigung | D + | SR | ||||
| A | A + | B+ | A + | D+ | + | ||
| B | B+ | A + | B + | C + | + | ||
| C | C + | D + | B + | - | |||
| D | D + | C + | A + |
Die Zähler besitzen einen Auslöseeingang, einen Stoppeingang und einen Ausgang für das Zählresultat und werden durch einen Taktgeber
(nicht dargestellt) gespeist. Des weiteren wen&v-eine Dividierschiltung
31, eine Subtrahierschaltung 32, eine Summierschaltung 33 und Multiplizierschaltungen 31*, 35>
36 vorgesehen. Die Schaltung 37 liefert die den Parameterö betreffenden Daten.
Die Verzweigung erfolgt in zwei Schritten: in Abhängigkeit des ersten auftretenden Signales (A oder B oder C oder D) wird von
der Schaltung 9 ein Darstellungskode ausgearbeitet, danach wird in Abhängigkeit von diesem Kode die Informationsverzweigungsschaltung
10 eingestellt, wodurch die verschiedenen empfangenen Signale A, B, C und D an die Leitungen A+, B+, C+ und D+ _12_
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1
unter den erwähnten Bedingungen gelangen.
unter den erwähnten Bedingungen gelangen.
Figur 5 zeigt ein Beispiel einer Ausführungsform der Generatorschaltung
9 zur Erzeugung des Darstellungskodes. Der Kode wird durch die vier Binärausgangssignale QA, QB, QC und QD in dieser
betrachteten Reihenfolge gebildet.
Dieser Kode ist 0000 Ziffern vor dem Auftreten des ersten Signales einer Serie von vier betrachteten
Signalen A, B, C, D. Wenn das erste Signal bei A auftritt, welches dem Zweig 2A des Fühlers entspricht, gemäß der Fahrtrichtung
in Figur 3, wird der Darstellungskode vereinbarungsgemäß 1000. Für die drei anderen vorgesehenen Fälle, d.h. das erste Signal
bei B oder bei C oder bei D, d.h. daß zuerst der Zweig 2B, 2C oder 2D durch das Überrollen des Fahrzeugrades ausgelöst wird,
ist der Kode jeweils beistimmt zu 0100, 0010 und 0001.
Um diese vier Zustände zu ermitteln, kann der Generator eine JK-Kippschaltung aufweisen, die so arbeitet, daß das Signal des
Ausgangs Q gleich"O"ist, wenn das durch die Signale A, B, C oder
D gebildete Takteingangssignal gleich dem Zustand "0" ist. Wenn sich das Taktsignal von "0" nach "1" ändert, wird die Kippschaltung
ausgelöst und das Ausgangssignal Q wird "1". Dieses Ausgangssignal steuert darüber hinaus durch zugeordnete Torschaltungen
die Nullstellung der anderen Kippschaltungen.
Die JK-Kippschaltungen sind mit 41 bis 44 bezeichnet und die
Eingänge J und K sind auf den Zustand 1 eingestellt. Die Zwangsoder Asynchroneingänge, einschließlich des direkten Nullstelleingangs
CL (InT.Englischen mit "Clear" bezeichnet) und dem Eingang
zur Einstellung des Zustandes "1" PR (im Englischen "Preset" genannt) werden über UND-Glieder 45 bis 48 mit vier Eingängen
und ODER-Glieder 49 bis 52 mit zwei Eingängen gesteuert, die in
der dargestellten Art und Weise verbunden sind. Das Wiederherstellen der entsprechenden Zustände wird durch die Eingangssignale
53a bis 53d und 54a bis 54d der Torschaltungen gesteuert,
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damit die Kippschaltungen ^l bis M den gewünschten Anfangsarbeitszustand
einnehmen. Diese Zustandseinstellung wird automatisch durch die Führungseinheit 6 vor übertragung der Signale
A, B, C, D durchgeführt.
Die Kippschaltungen werden in den Ausgangszustand versetzt, wenn ein Signal bei A, B, C oder D ankommt und die Kippschaltung umschaltet
und blockiert und ausgangsseitig das Nutzsignal Q=I erzeugt. Das Ausgangssignal Q=O verhindert das Kippen der ande
ren Kippschaltungen, indem ihre Eingänge CL auf "0" gestellt werden. Die Ausgänge Q, die jeweils mit den Bezugszeichen QA, QB
QC, QD bezeichnet sind, erzeugen den Kode.
Ein Ausführungsbeispiel einer Verzweigungsschaltung 10 ist in
Figur 6 dargestellt. Der Darstellungskode QA, QB, QC, QD wird verwendet, um die Impulse entsprechend der oben definierten
Tabelle zu verzweigen. Dies ist die Aufgabe der Informationsverzweigungsschaltung,
die aus UND- und ODER-Gliedern, wie dargestellt, bestehen kann.
Die Bewegungsrichtung wird an zwei Ausgängen mit Hilfe der beider ODER-Glieder 60a und 60b und mit Hilfe des Darstellungskodes ermittelt.
Der Zustand "1" an einem der Ausgänge bestimmt die Fahrtrichtung des Fahr- oder Flugzeugs.
Die Verzweigung bis hin zu den Ausgängen A+, B+. C+, D+ erfolgt mit Hilfe von vier Serien von UND-Gliedern 6la bis d, 62a bis d,
63a bis d und 61Ia bis d, die jeweils in jeder Serie die Signale
A, B, C, D erhalten, die von der Führungseinheit 6 und unter den zeitlichen Ansprechbedingungen des Fühlers aufbereitet werden.
Dagegen werden die Signale des Darstellungskodes für jede Serie in Abhängigkeit von der zu erzielenden Verzweigung gemäß den in
der obengenannten Tabelle auftretenden vier Fällen unterschiedlich weitergeleitet. In dem in Figur 3 betrachteten Beispiel ist
der Darstellungskode 1000 und die Fahrtrichtung ist durch das Ausgangssignal der Schaltung 60a gegeben. Lediglich die Umschaltungen
6la, 62b, 63c und 64d werden jedesmal durch Empfang
609817/0784
der Signale A, B, C, D erregt und zwar in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, die der zeitlichen Abfolge to, ti, t2 und t3 des
Nachweises entsprechen. In dem dargestellten Fall folgt hieraus deutlich die Verzweigung über die ODER-Glieder 65a bis 65d zu
den Ausgängen A+, B+, C+ und D+.
Nachdem die Signale A, B, C, D auf die Kanäle A+, B+, C+, D+ mit Hilfe der Schaltungen 9 und 10 verzweigt sind, werden die Bewegungsvariablen
Λ C, V und Ae in der Rechnerschaltung 11 errechnet.
Eine Ausführungsform dieser Schaltung ist in Figur 7 dargestellt.
Sie enthält JK-Kippschaltungen und ODER-Glieder, um das Zählen
der Zähler Kl bis K4 auszulösen oder zu stoppen. Dies geschieht wie folgt: Dfir Zähler Kl liefert die Zeitdauer t2 - to, oder,
nachdem to = 0 gesetzt ist, die Zeit t2; K2 liefert die Zeit t3
und der Zähler K3 liefert die Zeitdauer t2 - ti, wenn t2 größer als ti ist und ti - t2 im umgekehrten Fall; der Zähler K^ liefert
die Zeitdauer t3 - ti.
Jeder Zähler wird durch ein. jeweils mit einer Kippschaltung 71a
bis 71d in Serie geschaltetes ODER-Glied 70a bis 70d gesteuert. Darüber hinaus ist eine Hilfskippschaltung 72 vorgesehen, um das
Zählen des Zählers K3 entsprechend den Vorzeichen von t2 - ti zu steuern.
Die Kippschaltungen 71a bis d und 72 sind von der gleichen Art wie die oben beschriebenen Schaltungen (Figur 5# Schaltung ^l
bis M) und besitzen (siehe Block 72) einen Taktsignaleingang CK
(im Englischen "Clock" genannt), die Eingänge JK (im Zustand "1")
den Nullstelleingang CL (der auf den übergang "0" nach "1" anspricht),
den Eingang zur Einstellung des Zustandes "1" PR (im Zustand "1") und die Ausgänge Q und Q. Der jeweilige Ausgang
Q der Kippschaltungen 71a bis d steuert jeweils die Zähler über deren Eingänge AUT (Detaildarstellung im Block Kl). Ein Taktgeber
73 speist jeweils den Eingang CK des Zählers, der darüber hinaus einen Eingang PR (der auf den übergang von dem Zustand
809817/0784
O in den Zustand 1 anspricht) und einen Steuerungseingang CD zur
Rückwärtszählung aufweist. Die Kippschaltung 72 steuert durch ihr Ausgangssignal Q den Eingang CD des Zählers K3.
Die ODER-Glieder 70a bis 7Od besitzen jeweils zwei Eingänge, die durch jeweils zwei der Eingangssignale A+, B+, C+, D+, wie dargestellt,
gesteuert werden. Beispielsweise bei Betrachtung der Gruppierung 70a und 71a ist ersichtlich, daß der Ausgang Q der
Kippschaltung den Zustand "1" einnimmt und den Zähler Kl im Zeit· punkt to (Eintreffen des Signals A+) auslöst und danach in den
Zustand 0 zurückkehrt und den Zähler Kl im Zeitpunkt t2 (Elntref·
fen des Signals C+) stoppt; das Ergebnis der Zählung stellt die Zeitdauer t2 - to dar. Für den Fall der Gruppierung 70c, 71c und
72 zählt der Zähler K3 die Zeitdauer t2 - ti oder die entsprechende
Rückwärtszählung, je nachdem ob das Vorzeichen dieser Differenz positiv oder negativ ist.
Die Ausgangssignale der Zähler Kl bis KH gelangen an die Einheit
der Summier- Subtrahier-Dividier-und Multiplizierschaltungen 31 bis 36, die bereits beschrieben wurden, um die Parameter/l C, V
und Δ E zu ermitteln. Die Schaltung 37 liefert Signale, die in diese Berechnungen eingehen und die den konstanten Parameter θ
der Fühler enthalten.
Die berechneten Parameter sind: die Richtungsabweichung AC, die
seitliche AblageΔΕ, die Geschwindigkeit einschließlich ihres
durch SR angegebenen Vorzeichens sowie das Identifizierungssigna] des Fühlers IC, das durch Dekodierung der Adresse erhalten wird.
Diese Werte werden von der Verarbeitungsschaltung 8 geliefert, in der sie mit dem entsprechenden Flug- oder Fahrzeug mit Hilfe
von anderen, von dem Fahr- oder Flugzeug eintreffenden Daten (E, IA) und von dem Kontrollsystem 12 kommenden Daten in Verbindung
gebracht werden (Figur 1, Zuteilung der Pisten und Stellflächen).
Aus der Verarbeitung dieser Signale wird die Distanzüberwachung von zwei Flug- oder Fahrzeugen gewonnen, die sich auf derselben
Bahn folgen, oder wird der Treffpunkt zweier Fahrzeuge -16-
809817/0784
bestimmt, deren Bahnen sich kreuzen, wozu gleichzeitig Befehle
zur Änderung der Geschwindigkeit ΟΔν ermittelt werden. Diese Befehle werden ausgearbeitet, wobei der Geschwindigkeit der Fahr
oder Flugzeuge und anderen Faktoren, wie etwa der zeitliche Abstand zwischen einem Fahr- oder Flugzeug und dem vorgesehenen
Ausgangsweg und unter Umständen der Krümmungskreis des gewählten Abfahrtweges Rechnung getragen wird.
Darüber hinaus wird für jedes Fahrzeug ein Befehl zur Richtungsänderung
θΔ C derart gegeben, daß beispielsweise θΔ C = f (Δ C,
Ae) gilt, wobei f eine bestimmte Funktion ist, die von der Verarbeitungseinheit
8 errechnet wird.
Die Befehle OAv und OAc werden an Bord eines Flugzeuges mit
Hilfe eines Gerätes, das entweder oberhalb oder unterhalb der Frontscheibe liegt, sichtbar gemacht. Diese Sichtbarmachung enthält
darüber hinaus die Anzeige eines Restbefehls zur Richtungsänderung^Ao
Ac, der in Abhängigkeit von der Richtungsabweichung
Ac und der Geschwindigkeit der SchlingerbewegungJ\Z errechnet
wird, ferner ein Restbefehl für die Geschwindigkeit 0Δ V.der in
Abhängigkeit von der GeschwindigkeitsabweichungÄV und der
Longitudinalbeschleunigung /f χ errechnet wird,sowie Befehle zum
Nothalt, zum Verlassen der Zugangswege SO und folgende Angaben: ·..·;.. : Hindernisentfernung DO, Entfernung DB zu einem Abfahrt»
weg, Entfernung DC zu einer Kreuzung.
Figur 8 gibt einen Überblick über die Möglichkeiten, die lediglich
beispielshalber gegeben sind, da für den jeweiligen Benutzungsfall je nach Bedarf die Befehle und notwendigen -.Anzeigen,
die Formulierungen und Darstellungen gewählt werden können.
Das beschriebene System zur überwachung des Bodenverkehrs auf
einem Flugplatz ermöglicht dank der einfachen Konzeption der Fühler eine erleichterte Berechnung der charakteristischen
Bewegungsparameter2\c, - V undAE und von da aus die Ermittlung
der erforderlichen Informationen, um den Verkehr zu regeln und zu überwachen. Die besondere Konzeption der Fühler ermöglicht.-
809817/0734
die Berechnung der vorstehend genannten Parameter nach Beziehungen,
bei denen die einzigen eingehenden Variablen aus der zeitlichen Abfolge der Momente des Passierens der Fühlerzweige hervorgehen.
Die Verbindungsmittel zwischen den Fühlern und dem Rechner, die einen Adressengenerator 3 und einen Koppler 5 für
die Fühler, die Omnibus leitung 1J und die Führungseinheit 6 umfassen,
sind nicht im einzelnen beschrieben und werden als zum Stande der Technik gehörend betrachtet. Der Zweck dieser Verbindungsmittel
besteht darin, an den Rechner 7 die durch Jeden der Fühler nachgewiesenen Signale zu übertragen. Es handelt sich
dabei um einezeitlich verschobene Übertragung. Beispielsweise kann der Koppler 5 Schaltungen zur digitalen Quantifizierung der
aufeinanderfolgenden Zeitintervalle zwischen den Signalen und einen Speicher, um die entsprechenden Daten auf Anfrage durch
die Führungseinheit 6 zu erzeugen, umfassen. Die Übertragungslinie 4 ist bei der Führungseinheit 6 einpolig dargestellt, es
versteht sich jedoch von selbst, daß sich diese Leitung verzweigt, um die Fühler in verschiedenen Rollbahnen zu verbinden
und daß folglich Anschlußmittel für die verschiedenen Bahnabschnitte vorgesehen sind.
809817/0784
Leerseite
Claims (4)
1. )Einrichtung zur Überwachung von Fahrbewegungen auf einem
Flugplatzfeld mit entlang den Rollbahnen verteilten Druckfühlern,
die das Passieren von Fahrzeug- oder Flugzeugrädern feststellen und entsprechende elektrische Signale abgeben,
wobei ein Rechner aus diesen Signalen charakteristische Parameter der Bewegung des Fahr- oder Flugzeugs ermittelt, mit
Steuerungs- und Übertragungsmittel^ die diese Signale übertra
gen und die Fühler überwachen, mit Verarbeitungsschaltungen und Sende- und Empfangseinrichtungen und mit Sende-Empfangs-
und Anzeigeeinrichtungen an Bord der Fahr- oder Flugzeuge, dadurch gekennzeichnet^ daß jeder der Fühler (la, Ib...) aus
vier Elementen (2A, 2B, 2C, 2D) besteht, die vier, in Paaren zur Achse der Rollbahn angeordnete lineare Zweige bilden und
vier Daten (A, B, C, D) liefern, die jeweils dem Passieren der Seitenräder (22, 23) des Fahr- oder Flugzeugs (20) entsprechen,
daß der Rechner (7) den Kursabweichungswinkel (Λ C), die seitliche Ablage des Fahr- oder Flugzeugs von der Rollbahnachse
und die Rollgeschwindigkeit (V) einschließlich ihres Vorzeichens (SR) bestimmt, daß die Verarbeitungsschaltung (8)
und die stationären Sende- und Empfangseinrichtungen (14) in Abhängigkeit von diesen Parametern und in Abhängigkeit von
Identifikationsdaten (Ia, E) des Fahr- oder Flugzeugs ,die
durch dieses selbst übertragen werden, Verwertungssignale
809817/0784
für die Bodenverkehrsüberwachung ermitteln und entsprechende Informationen und Befehle an das Fahr- oder Flugzeug übertragen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zweige eines Fühlers eine X-förmige, zur Rollbahnachse symmetrische
Konfiguration aufweisen und jeder Zweig mit der zur Längsachse der Rollbahn rechtwinkligen Richtung den gleichen
Winkel (6) bildet und sich vom Seitenrand der Rollbahn bis in die Nähe der Rollbahnachse erstreckt, so daß von dieser
jeweils ein bestimmter Abstand (Lm) eingehalten ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zweig einen geschlossenen, elastischen Schlauch mit
einem Druckfühler an einem Ende aufweist, der bei einer Druckänderung im Schlauch ein entsprechendes elektrisches Signal
abgibt.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rechner folgende Rechnungen durchführt:
-t_3 α
C = -SUL^L-
t2 - ti
E = E t2 - M - ti)
t2 + (t3 - ti)
t2 + (t3 - ti)
durch die die Parameter bestimmt sind, wobei E den halben Abstand der Seitenräder (22, 23) eines betrachteten Fahr-oder
Flugzeugs (20) und ti, t2, t3 die aufeinanderfolgenden zeitlichen Abstände zwischen dem ersten angezeigten Passierzeitpunkt
und den drei folgenden Passierzeitpunkten ist. -,
809817/0784
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis H, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rechner (7) einen Generator (9) zur Erzeugung eines Darstellungskodes (QA, OB, OC, QD) ausgehend von
durch den Fühler gelieferten Daten, eine Verzweigungsschalturg (10), die den Darstellungskode und die Daten aufnimmt, um den
Nachweiszeitpunkten entsprechende Signale (A+, B+, C+, D+) zu
erzeugen,und eine Rechnerschaltung (11) aufweist, die die
Parameter (ΛΟ,ΔΕ und V) ausgehend von den Signalen errechnet, und daß die Verzweigungsschaltung (10) die Information über !
durch den Fühler gelieferten Daten, eine Verzweigungsschalturg (10), die den Darstellungskode und die Daten aufnimmt, um den
Nachweiszeitpunkten entsprechende Signale (A+, B+, C+, D+) zu
erzeugen,und eine Rechnerschaltung (11) aufweist, die die
Parameter (ΛΟ,ΔΕ und V) ausgehend von den Signalen errechnet, und daß die Verzweigungsschaltung (10) die Information über !
die Bewegungsrichtung ermittelt.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die j
Verbindungsmittel für jeden Fühler eine Generatorschaltung j (3) zur Erzeugung eines Identifikationssignales (IC) und einen
Koppler (5) für eine Omnibusleitung (1O aufweist, durch die j
die Nachweisdaten und das Identifikationssignal des Fühlers
an die Kontroll- und Führungseinheit (6) für die Fühler (1) j
übertragen werden. j
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verarbeitungsschaltung (8) von der Führungseinheit (6) das
Identifikationssignal (IC) für den Fühler (1), von dem Rechner. (7),den Parametern (SR,AC,Δ E, V) entsprechende Signale, von !
Verarbeitungsschaltung (8) von der Führungseinheit (6) das
Identifikationssignal (IC) für den Fühler (1), von dem Rechner. (7),den Parametern (SR,AC,Δ E, V) entsprechende Signale, von !
Jedem zu kontrollierenden Fahr- oder Flugzeug seine Identifizierung
und die Angabe über seinen halben Räderabstand und
von einem stationären Kontrollsystem (12) Angaben über die
Zuteilung der Rollbahnen und der Bewegungsräume erhält und
daß die Verarbeitungsschaltung (8) Mittel zur Anzeige des
Bodenverkehrs wie auch Mittel (19) zur Anzeige der Parameter
und zur Anzeige von Fahrtrichtungsbefehlen (OS, D, AU, OAV,
an Bord des Fahr- oder Flugzeuges aufweist.
von einem stationären Kontrollsystem (12) Angaben über die
Zuteilung der Rollbahnen und der Bewegungsräume erhält und
daß die Verarbeitungsschaltung (8) Mittel zur Anzeige des
Bodenverkehrs wie auch Mittel (19) zur Anzeige der Parameter
und zur Anzeige von Fahrtrichtungsbefehlen (OS, D, AU, OAV,
an Bord des Fahr- oder Flugzeuges aufweist.
809817/0784
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7631353A FR2368771A1 (fr) | 1976-10-19 | 1976-10-19 | Systeme de controle du roulage au sol sur aerodrome |
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|---|---|
| DE2746755A1 true DE2746755A1 (de) | 1978-04-27 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (4)
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|---|---|
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| DE (1) | DE2746755A1 (de) |
| FR (1) | FR2368771A1 (de) |
| GB (1) | GB1572528A (de) |
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Legal Events
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