DE3239921C1 - Überwachungsverfahren für Sensoren zur Nachrichtenverkehrserfassung - Google Patents

Description

• Um die Erfassung kurzzeitiger Störungen zu vermeiden, erfolgt eine zeitliche Bewertung, in dem das Ansprechen des Sensors verzögert wird. Das kann digital mit Hilfe eines Zählers geschehen, dem ein entsprechendes Taktsignal (Bewertungssignal) zugeführt wird. Bei analogen, den Fernsprechverkehr erfassenden Sensoren ist zur Sprechpausenüberbrückung ein anderer Bewertungstakt erforderlich als für Digitalsensoren zur Erfassung eines schnellen Datenverkehrs. Bei Digitalsensoren für synchrone Datenübertragung muß außerdem die Bitgeschwindigkeit mittels eines entsprechenden Taktes eingestellt werden. Die Sensoren, die unter anderem Operationsverstärker enthalten, werden, z. B. doppelpaarweise, auf eine; gemeinsamen Leiterkarte angeordnet; mehrere solcher Leiterkarten, z. B. 16 werden in einem gemeinsamen Sensoreinsatz zusammengefaßt.
• Die Sensoren eines Einsatzes werden zur Verkehrserfassung beispielsweise zyklisch in einem vorgegebenen Zeitraster nacheinander abgefragt, ob sie Verkehr anzeigen. Der Sensorausgang zeigt eine binäre Eins bei Verkehr und eine binäre Null bei Nicht-Verkehr. Die Meßwerte werden in sogenannten Erfassungsspeichern beispielsweise eines Verkehrserfassungsrechners abgelegt.
• Da die Sensoranordnungen durch Ausfall eines Bauelementes fehlerhafte Anzeigen abgeben können, ist eine rasche Anzeige eines Sensorausfalles erforderlich.
• Mit dem Patent 31 40 528 ist ein Überwachungsverfahren vorgeschlagen worden, wobei die Sensoren eines Einsatzes zyklisch nacheinander abgefragt werden, indem jeweils das eingestellte Bewertungs- und das Ausgangssignal gemessen werden, wobei jeweils aus dem gemessenen Bewertungssignal auf den Sensortyp geschlossen wird, wobei anschließend jeweils dem Sensoreingang ein Eingangssignal zugeführt wird, welches das Ausgangssignal des Sensors zu invertieren hat und wobei anschließend überprüft wird, ob die Inversion erfolgt ist.
• Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß bei vielen zu überwachenden Sensoren und eines dadurch sich ergebenden langen Prüfzyklus eine Aussage über einen möglichen Fehlausfall eines Sensors erst nach Ablauf dieser langen Prüfperiode und eine gesicherte Fehlaussage nach einer Reihe von Prüfzyklen erfolgen kann.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein Überwachungsverfahren der obigen Art anzugeben, das in unaufwendiger Weise einen Sensorausfall rascher anzuzeigen vermag.
• Die Lösung erfolgt mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln.
• Durch das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren ergeben sich die Vorteile einer wenig aufwendigen Überwachung der Sensorfunktionsfähigkeit und einer raschen Aussage darüber. Wird ein funktionsfähiger Sensor erkannt, so ist es möglich, denselben aus der Verkehrserfassung herauszunehmen, so daß eine kundenseitige Benachteiligung ausgeschlossen ist. Außerdem beeinflußt ein defekter Sensor das Verfahren zur Überwachung der übrigen Sensoren in keiner Weise.
• Bei entsprechender Ausgestaltung der dezentralen Steuerung für die Überwachung eines Sensoreinsatzes kann eine gesicherte Aussage über die Funktionsunfähigkeit eines Sensors schon innerhalb eines Prüfzyklus an den zentralen Verkehrserfassungsrechner gemeldet werden. Da die Verbindungsleitung zwischen Verkehrssensoreinsatz und einem zentralen Verkehrserfassungsrechner eine Ader enthält, welche das Signal über die Güte bzw. Funktionsfähigkeit des betreffenden Verkehrssensoreinsatzes führt, kann diese Ader zusammen mit den entsprechenden der anderen Sensoreinsätze auf ein Unterbrechungswerk des Verkehrserfassungsrechners geführt werden, so daß der Verkehrserfassungsrechner in Realzeit feststellen kann, ob und welcher Sensor nicht mehr funktionsfähig ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der betreffende fehlerhafte Verkehrssensor ersatzgeschaltet werden, beispielsweise durch einen Verkehrssensor, welcher einer Leitung mit kleinem Verkehrsaufkommen oder einer freien Leitung zugeordnet war.
• Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet in vorteilhafter Weise Multiplexer, durch welche jeder Verkehrssensor auf jede Leitung geschaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die Sensorausgänge ständig beobachtet werden können, ohne daß dadurch die Verkehrserfassung beeinträchtigt wird, und daß es dadurch möglich ist, ohne Verkehrserfassungsverluste einen geeigneten Prüfzeitpunkt zu bestimmen.
• Es folgt nun die Beschreibung der Erfindung anhand der Figuren. Die F i g. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung als Beispiel zur Durchführung des Verfahrens. Die F i g. 2 bringt eine Ausgestaltung dieser Schaltungsanordnung nach F i g. 1 zum Ausdruck. Die F i g. 3 schließlich zeigt den zeitlichen Eingangsspannungsverlauf eines Sensors, wobei die Verkehrserfassung gemäß der Ausgestaltung nach F i g. 2 erfolgt.
• Die F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Überwachungseinsatzes mit vier Sensoren S1 bis S4, einer Steuerung St, vier Multiplexern M1 bis M4 und vier Eingangsverstärkern V1 bis V4, durch welche jeweils ein Sensor mit seiner zugehörigen Leitung L 1 bis L 4 verbunden ist. Die Zuordnung der Sensoren ist durch die vier Multiplexer M1 bis M4 variabel, indem jeder-Verstärkerausgang mit jedem Sensoreingang verbunden werden kann. Die Multiplexer sind über jeweils zwei Adressenleitungen A 01, A 11 bis A 04, A 14 von der Steuerung St entsprechend adressierbar. Die Sensorausgänge werden über die Eingänge El bis E4 von der Steuerung beobachtet. Bei Verkehrserfassung werden die Sensorausgangssignale über UND-Glieder U1 bis U4 zum Verkehrserfassungsrechner VER durchgeschaltet. Ein als fehlerhaft erkannter Sensor oder ein als Vergleichssensor geschalteter kann ausgangsseitig über die Sperrleitungen SP1 bis SP4 durch die Steuerung von der Verkehrs erfassung ausgeschlossen werden. Von der Steuerung werden weiterhin vier Signale über den Typ des Verkehrssensors, die Adresse A OSbis A 1S des zu prüfenden Sensors und die Qualitätsaussage P zum Verkehrserfassungsrechner übermittelt. Selbstverständlich können auch noch weitere Leifungen zum Verkehrserfassungsrechner vorgesehen werden, welche weitere Betriebszustände wie z. B. den abgeschalteten fehlerhaften Verkehrssensor, den ersatzgeschalteten Verkehrssensor usw. beinhalten können. Im Normalfall der Verkehrserfassung sind die Sensoren jeweils mit den ihnen zugeordneten Leitungen über die Multiplexer verbunden. Die Überwachung gemäß der Erfindung sieht nun vor, daß die zu prüfenden, »Nicht-Verkehr« zeigenden Sensoren mit Hilfe der Multiplexer einem »Verkehr« zeigenden parallel geschaltet werden. Die parallelgeschalteten Sensoren müssen daraufhin innerhalb einer vorgegebenen Ansprechzeit ebenfalls ansprechen, d. h. »Verkehr« anzeigen. Beim Verkehrswechsel muß entsprechend umgekehrt innerhalb einer ebenfalls vorgegebenen Abfallzeit der parallelgeschaltete Vergleichssensor ebenfalls abfallen oder darf erst gar keinen Verkehr anzeigen. Zeigt einer der Sensoren ein fehlerhaftes Verhalten, dann wird vorteilhafterweise die Überwachung ein oder mehrere Male wiederholt, um die Fehleraussage zu festigen. Wenn alle Sensoren »Verkehr« anzeigen außer einem, so werden die ersteren auf den letzteren parallel geschaltet, die ersteren müssen daraufhin innerhalb einer vorgegebenen Abfallzeit ebenfalls abschalten, oder es muß innerhalb einer vorgegebenen Ansprechzeit der Vergleichssensor ansprechen, wenn »Verkehr« auftritt. Günstigerweise wird der Prüfvorgang durch einen periodischen Takt angestoßen, beispielsweise jede Stunde. Ab diesem Anstoß wartet die Prüfeinrichtung auf einen geeigneten Zeitpunkt, um die Prüfung vorzunehmen. Tritt keine geeignete Gelegenheit zur Prüfung auf, beispielsweise bei gleicher Dauerlage aller Sensoren, so kann eine Prüfung in der Art vorgenommen werden, daß am Eingang des in der Reihenfolge nächsten zu überwachenden Sensors ein Signal über einen weiteren Multiplexer M5 aufgeschaltet wird, das den Sensor in die Gegenlage bringen muß. Der weitere Multiplexer M5 ist über die Adressenleitungen A 05, A 15 von der Steuerung aus adressierbar. Das Eingangssignal für den Multiplexer M5 wird mit Hilfe eines Differenz-Verstärkers erzeugt, welcher über ein Verkehrssteuersignal VS von der Steuerung St angesteuert wird.
• Bei Analogsensoren zur Verkehrserfassung von Telefongesprächen muß sichergestellt-sein, daß eine Unterscheidung zwischen Gespräch und Ruftönen erfolgt.
• Dies wird in vorteilhafter Weise durch Zeitschranken durchgeführt. Bei einem Rufton fällt der Sensorausgang nach etwa z. B. dreieinhalb Sekunden wieder ab. Falls kein Ruf ausgewertet werden soll, so wird also beispielsweise vier Sekunden lang gewartet, bis der Prüfvorgang eingeleitet wird. Geht der Sensorausgang vorher auf Null, d.h. der Ruf steht noch an, so wird die Prüfung unterdrückt. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, wie der Rufton ansteht bzw. bis eine Prüfung des Gesprächs durchgeführt werden kann. Auf diese Weise kann alternierend Ruf oder anderer Verkehr geprüft werden Die Prüfmethode gemäß der Anmeldung ermöglicht es, die Sensoren weitgehend unter realen Bedingungen zu prüfen. Vorteilhafterweise können mit wachsender Anzahl der Prüfvorgänge auch kritische Fehler erkannt werden. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Vergleichsverfahrens liegt auch darin, daß alle Sensoren mit einem breiten Spektrum von Eingangssignalen unterschiedlicher Pegel überprüft werden können, während bei Sensoren, die jeweils fest einer Leitung zugeordnet sind, dies vom jeweiligen Verkehr der einzelnen Leitung abhängt Die F i g. 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung, wobei mittels eines weiteren Multiplexers M6, mit dem eine Leitung ausgewählt wird und der über zwei Adressenleitungen A 06, A 16 von der Steuerung St entsprechend adressierbar ist, das Eingangssignal einer Leitung mittels zweier Komparatoren gemessen und in einen von drei Bereichen Ber 1 bis Ber3 eingeteilt werden kann.
• Die beiden Komparatoren haben entsprechend unterschiedliche Referenzspannungswerte und erzeugen die Ausgangssignale K I bzw. K2, welche von der Steuerung St entsprechend ausgewertet werden. Auf diese Weise können die Sensoren auch während des Betriebes durch Vergleichsmessung überwacht werden. Im untersten Bereich Ber 1 darf der Sensor aufgrund des kleinen Eingangspegels keinen Verkehr zeigen. Im oberen Bereich Ber3 muß der Sensor Verkehr anzeigen aufgrund des Eingangssignalpegels von größer K 1. In einem mittleren Bereich Ber2 zwischen K1 und K2 kann der Sensor Verkehr anzeigen oder auch nicht. Diese Bereichsaufteilung ist anhand eines über der Zeit aufgetragenen Eingangssignals in F i g. 3 erkennbar, es ist dort auch die Aussage zur Verkehrserfassung VE mit binär Eins für »Verkehr« und binär Null für »kein Verkehr« aufgezeichnet.
• Der Vorteil der Schaltungsanordnung zur Sensorüberwachung gemäß der Anmeldung liegt darin, daß jeder Sensor auf jede Leitung bzw. auf jeden Eingangsverstärker eines anderen Sensors geschaltet werden kann; dadurch ergibt sich eine Redundanz, da nicht alle Leitungen einen gleich hohen Verkehr aufweisen, so daß im Fehlerfalle eines Sensors dieser von der Verkehrserfassung herausgenommen wird und an seiner Stelle ein funktionsfähiger Sensor einer Leitung mit wenig Verkehr ersatzgeschaltet werden kann. Hierzu sind die Verkehrswerte für vorgegebene Zeiten zu speichern, was am günstigsten in der Steuerung St erfolgen kann. Selbstverständlich ist dann dem Verkehrserfassungsrechner VER jeweils mitzuteilen, welcher Sensor ersatzgeschaltet wurde. Gegebenenfalls ist die Adernanzahl der Verbindungsleitung zwischen Verkehrserfassungsrechner VER und Sensoreinsatz gegenüber der nach F i g. 1 zu erhöhen.

Claims (13)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Überwachung von gruppenweise in Einsätzen untergebrachten Sensoren für die Verkehrserfassung auf Leitungen von Nachrichtennetzen, wobei jeder Leitung ein Sensor zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Sensorgruppe eingangsseitig einem ersten Sensor einer Leitung ein zweiter Sensor parallel geschaltet wird, daß der Ausgang des zweiten Sensors für die Verkehrserfassung gesperrt wird, daß - nach Ablauf einer vorgebbaren Bewertungszeit - die Ausgangssignale der Sensoren miteinander verglichen werden, daß das Vergleichsergebnis zur Gütebeurteilung der beiden Sensoren herangezogen wird, wobei einer der Sensoren bei Nichtübereinstimmung der Ausgangssignale als möglicherweise fehlerhaft erkannt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sensor »Verkehr« anzeigt und daß als zweiter Sensor mindestens ein Sensor parallel geschaltet wird, der »kein Verkehr« anzeigt
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sensor »kein Verkehr« anzeigt und daß als zweiter Sensor mindestens ein Sensor parallel geschaltet wird, der »Verkehr« anzeigt.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Taktperiode vorgesehen ist, innerhalb der die Parallelschaltung des zweiten Sensors erfolgt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1. und 4, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn während der ganzen Taktperiode alle Sensoren die gleiche Verkehrsaussage anzeigen, ein nächster zu prüfender Sensor zwangsweise mit einem Eingangssignal für eine entgegengesetzte Verkehrsaussage beaufschlagt wird und daß als zweiter Sensor mindestens ein anderer Sensor parallel geschaltet wird, welcher die erste gleiche Verkehrsaussage anzeigt.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter Sensor ein anderer Sensor parallel geschaltet wird, wenn ein zu prüfender Sensor als möglicherweise fehlerhaft erkannt wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu prüfender Sensor als fehlerhaft erkannt wird, wenn er mehrfach hintereinander als möglicherweise fehlerhaft erkannt wird.
8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungszeit auf größer als 3,5 Sekunden vorgegeben wird, wenn beim Telefonverkehr kein Ruf erfaßt werden soll.
9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine 1. Bewertungszeit von ungefähr 100 ms vorgegeben wird, innerhalb welcher die Sensoren anzusprechen haben, und daß eine 2. Bewertungszeit von kleiner 3,5 Sekunden vorgegeben wird, innerhalb welcher die Sensoren wieder abzufallen haben, wenn beim Telefonverkehr der Ruf erfaßt werden soll.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des fehlerhaften Sensors ein weiterer Sensor zur Verkehrserfassung ersatzgeschaltet wird, der einer Leitung mit wenig Verkehr oder einer freien Leitung zugeordnet war, und daß der fehlerhafte Sensor für die Verkehrserfassung gesperrt wird.
11. 11. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Multiplexer (Ml bis M4) vorgesehen sind, durch welche jeder der Sensoren (S 1 bis S4) eingangsseitig auf jede der Leitungen (L 1 bis L 4) aufschaltbar ist, daß UND-Glieder (U 1 bis U4) vorgesehen sind, durch welche die Ausgänge der Sensoren auf die Adern einer zu einem Verkehrserfassungsrechner (VER) führenden Leitung durchschaltbar sind, und daß eine Steuerung (St) vorgesehen ist, durch welche die Multiplexer (M 1 bis M4) jeweils mittels zweier Adreßleitungen (A 01, A 11- . . .; A 04, A 14) adressierbar sind, durch welche Steuerung die UND-Glieder sperrbar sind, durch welche Steuerung die Sensorausgangssignale miteinander vergleichbar sind und durch welche Steuerung das Prüfergebnis (P) sowie die Adresse (A OS, A tS) und ggf. die Type und/oder die Adresse der zugeordneten Leitung des geprüften Sensors als Betriebsüberwachungsmeldung über weitere Adern der zu dem Verkehrserfassungsrechner (VER) führenden Leitung übermittelbar ist (F i g. 1).
12. 12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer von der Steuerung (St) gesteuerter Multiplexer (M5) vorgesehen ist, durch welchen an einen auswählbaren Sensoreingang zwangsweise ein Signal (VS) anlegbar ist, das die beiden Zustände »Verkehr« oder »kein Verkehr« simuliert (F i g. 1).
13. 13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Sensor vorgesehen ist, der zwei Differenzverstärker aufweist, daß ein weiterer von der Steuerung (St) steuerbarer Multiplexer (M6) vorgesehen ist, durch welchen das gleichgerichtete und integrierte Eingangssignal eines auswählbaren Sensors an die zwei Differenzyerstärker anschaltbar ist, und daß die Ausgänge (K 1, K 2) dieser Differenzverstärker, durch welche das Eingangssignal mit zwei unterschiedlichen Referenzsignalen verglichen wird, mit der Steuerung (St) verbunden sind und daß durch die Steuerung die Sensorausgangssignale mit den Ausgangssignalen der Differenzverstärker vergleichbar sind (F i g. 2).

    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Sensoren für die Verkehrserfassung auf Leitungen von Nachrichtennetzen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Verfahren ist Gegenstand des älteren Patents 31 40 528.

    In postalischen Nachrichtennetzen besteht insbesondere für festgeschaltete vermietete Leitungen die Notwendigkeit den Fernsprech- bzw. Datenverkehr zu erfassen und seine Dauer zu messen.