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Lichts igna lsteuersystem für Verkehrss igna lanlagen
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Lichtsignalsteuersystem für Verkehrssignalanlagen
mit optischen Signalgebern mit Lampen, die über Signalschalter geschaltet werden
und deren durch den Lampen strom und/oder die Lampenspannung messende Meldeglieder
signalisierter Betriebszustand durch eine Überwachungseinrichtung überwacht wird,
und mit einem programmgesteuerten Steuerwerk, das die Signalschalter ansteuert und
bei von der Überwachungseinrichtung festgestellten sicherheitsrelevdnten Fehlern
einen Abschaltvorgang hervorruft.
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Bei bekannten Lichtsignalsteuersystemen ist eine Überwachungseinrichtung
in Form einer Signalsicherungsmatrix vorgesehen, mit deren Hilfe verkehrsgefährdende
Fehler des Lichtsignalsteuersystems bzw. der Signalgeber festgestellt werden. Derartige
Fehler können beispielsweise durch den Ausfall einer oder mehrerer Lampen, der Stromzuführung
der Lampen oder durch Ausfälle und Fehler des Steuerwerkes hervorgerufen werden.
Die Aufgabe der durch die Signalsicherungsmatrix gebildeten Überwachungseinrichtung
besteht darin, derartige Fehler umgehend festzustellen, und das Lichtsignalsteuersystem
in einen betriebssicheren Zustand zu bringen, d.h. entweder vollständig abzuschalten
oder in einen Zustand zu bringen, bei dem durch Blinken der Gelblampen der Ausfall
des Systems angezeigt wird. Der Aufbau einer Signalsicherungsmatrix ist insbesondere
bei Verwendung einer größeren Anzahl von optischen Signalgebern sehr kompliziert,
wobei der Aufbau der Signalsicherungsmatrix für jeden Anwendungsfall durch Brückenschaltungen
oder dergleichen festgelegt werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lichtsignalsteuersystem
zu schaffen, das bei mindestens gleichbleibender Zuverlässigkeit und Sicherheit
eine leichtere Anpaßbarkeit an die an das Lichtsignalsteuersystem gestellten Forderungen
ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 angegebene Erfindung gelost.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Lichtsignalsteuersystem werden mindestens
zwei parallele überwachungskanäle verwendet, die jeweils die Ausgangssignale von
den Meldegliedern empfangen und die unabhängig voneinander jeweils vorhandene Signalbilder,
d.h. Ausgangssignale der Meldeglieder, mit Sollsignalbildern vergleichen. Ein Abschaltvorgang
des Steuerwerks wird bereits bei einer Fehleranzeige in einem Kanal eingeleitet,
wobei der Vergleich der vorhandenen Signalbilder mit den Sollsignalbildern bzw.
mit verschiedenen Sicherheitskriterien in den beiden Kanälen unter Verwendung von
jeweils unterschiedlichen Prüfverfahren erfolgt, so daß, wenn eines dieser Prüfverfahren
einen möglichen Fehlerzustand aufgrund seiner Eigenart nicht erkennen sollte, zumindestens
das Prüfverfahren des anderen Kanals den Fehler feststellt und zu einer Fehleranzeige
führt. Dies ist aufgrund der Vielzahl der möglichen Fehlerkombinationen und Ausfälle
wesentlich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß eine Vergleichereinrichtung für die Fehleranzeigen der Überwachungskanäle vorgesehen
ist, die bei einer Fehleranzeige lediglich in einem Überwachungskanal
einen
Gerätealarm auslöst, da dieser Zustand anzeigt, daß ein Fehler in der Überwachungseinrichtung
selbst aufgetreten sein muß oder eines der Prüfverfahren nicht zuverlässig ist.
Die Tatsache des Auftretens des Gerätealarms wird vorzugsweise gespeichert und erkennbar
gemacht.
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Die Ausgangssignale der einzelnen Meldeglieder werden den Eingängen
der Überwachungskanäle vorzugsweise über Multiplexer-Schaltungen zugeführt, wobei
die Ausgangssignale dieser Multiplex-Schalter vorzugsweise über Analog-Digitalwandler
den übrigen digitalaufgebauten Teilen der Überwachungskanäle zugeführt werden.
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Die Ausgangssignale der Analog-Digitalwandler werden vorzugsweise
dem Eingang einer programmierbaren Signalaufbereitungsschaltung zugeführt, die eine
Auswertung und Bewertung der von den einzelnen Meldegliedern gelieferten Signale
durchführt. Durch die programmierbare Signalaufbereitungsschaltung können gewünschte
Änderungen des Zustandes des Lichtsignalsteuersystems, beispielsweise eine Verringerung
der Helligkeit der optischen Signalgeber bei Nacht, bei der Aufbereitung der Signale
sowie deren Überwachung berücksichtigt werden.
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Die Meldeglieder selbst sind ausfallsicher ausgebildet.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild
einer
Ausführungsform des Signalsteuersystems, Fig. 2 eine ausführlichere Darstellung
einer Ausführungsform eines berwachungskanals.
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Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform des Lichtsignalsteuersystems
umfaßt optische Signalgeber 5, die gruppenweise angeordnet sind und deren Lampen
über ein Steuerwerk 4 geschaltet sind. Die Betriebszustände der einzelnen Lampen
der Signalgeber 5 werden mit Hilfe einer Anzahl von Meldegliedern 3 überwacht, die
den Lampenstro und/oder die Lampenspannung der einzelnen Lampen messen, wobei üblicherweise
für Rot-Lampen eine Stromüberwachung und für Grün- und Gelb-Lampen eine Spannungsüberwachunq
vorgesehen ist. Selbstverständlich ist auch für alle Lampen sowohl eine Strom- als
auch Spannungsüberwachung möglich.
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Die Ausgangssignale der Meldeglieder werden einer Überwachungseinrichtung
zugeführt, die bei der dargestellten Ausführungsform zwei Überwachungskanäle 1,2
umfassen.
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Selbstverständlich kann auch eine größere Anzahl von Überwachungskanälen
vorgesehen sein.
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Die Ausgangssignale der Überwachungskanäle 1,2 werden einerseits einer
Auswerteschaltung 7 zugeführt, die bei Auftreten einer Fehleranzeige in einem der
Kanäle einen Betriebsalarm über eine Leitung 7a auslöst, die mit einem Eingang des
Steuerwerkes 4 verbunden ist. Die Auswerteschaltung 7 empfängt die Ausgangssignale
beider Überwachungskanäle 1,2.
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Es ist weiterhin eine Vergleichereinrichtung 6 vorgesehen, die Ausgangssignale
der beiden Überwachungskanäle 1,2
miteinander vergleicht und bei
einer Fehleranzeige in lediglich einem Kanal ein Gerätealarmsignal an das Steuerwerk
4 liefert.
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In den beiden Überwachungskanälen 1,2 werden die Ausgangssiqnale der
Meldeglieder 3 nach unterschiedlichen Prüfverfahren mit jeweiligen Sollsignalbildern
und verschiedenen Sicherheitsleriterien verglichen und überprüft. Durch die Verwendung
unterschiedlicher Prüfverfahren ist sichergestellt, daß selbst dann, wenn ein Prüfverfahren
einen bestimmten Fehler nicht erkennt, eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, daß
dieser Fehler von dem anderen Prüfverfahren erkannt wird. Auf diese Weise wird die
Sicherheit des Lichtsignalsteuersvstems wesentlich vergrößert, da es nicht nur als
Zweikanalsystem mit identischen Kanälen ausgebildet ist, sondern die einzelnen Kanäle
eine Verarbeitung der Ausgangssignale der Meldeglieder in unterschiedlicher gleise
durchführen, so daß der Ablauf des Prüfvorganges in den einzelnen Kanälen unterschiedlich
ist.
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In Fig. 2 ist eine Ausführungsform eines insgesamt mit U bezeichneten
Überwachungskanals dargestellt, der einem der Überwachungskanäle 1,2 entsprechen
kann.
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Wie dies aus Fig. 2 zu erkennen ist, werden die Ausgänge der Meldeglieder
3 über eine Multiplexer-Schaltung 8 weitergeleitet, der ein Analog-/Digitalwandler
nachgeschaltet ist, der die Ausgangssignale der Meldeglieder in digitale Signale
umwandelt. Die Ausgangssignale der Analog-Digitalwandlerschaltung werden einer Signalaufbereitungsschaltung
10 zugeführt, die programmierbar ist und die einerseits ihre Programmsteuersignale
über einen Zwischenspeicher 11 von einem Überwachungsbaustein 12 empfängt und andererseits
die aufbereiteten Ausgangssignale der Meldeglieder
3 über diesen
Zwischenspeicher 11 an den Überwachungsbaustein 12 liefert. Die Signalaufbereitungsschaltung
10 kann gleichzeitig zur Ansteuerung der Signalschalter für die Signalgeber 5 dienen,
wie dies strichpunktiert in Fig. 2 dargestellt ist. In diesem Fall werden die Ausgangssignale
des Steuerwerkes über die Zwischenspeicher an die Signalaufbereitungsschaltung geliefert.
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Die Funktion der Aufbereitung der Steuersignale'für die Signalschalter
ist jedoch lediglich in einen der Überwachungskanäle 1,2 eingefügt, kann jedoch
auch in beide Überwachungskanäle eingefügt werden.
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Der Überwachungsbaustein 12 kann vorzugsweise einen Mikroprozessor
einschließen, in dem die von der Signalaufbereitung über den Zwischenspeicher 11
gelieferten Ist-Signalbilder der Signalgeber mit Soll-Signalbildern gemäß vorgegebener
Prüfverfahren oder Algorithmen miteinander verglichen werden. Falls die Ist-Signalbilder
nicht mit den Soll-Signalbildern übereinstimmen, wird ein Fehlersignal am Ausgang
der Auswerteschaltung U geliefert.
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Dieser Überwachungsbaustein übernimmt damit Funktionen, die beispielsweise
der Zwischenzeitmatrix, der Feindlichkeitstabelle und der Rot-Lampenausfallüberwachung
einer üblichen Signalsicherungsmatrix entsprechen.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lichtsignalsteuersystems
ist eine vollständig frei programmierbare Anpassung an vorgegebene Verkehrsgegebenheiten
möglich, ohne daß am Aufbau des Lichtsignalsteuerssystems Änderungen vorgenommen
werden müssen. Durch die Verwendung von zwei Überwachungskanälen mit unterschiedlichen
Prüfverfahren ergibt sich eine wesentliche Vergrößerung der Ausfallsicherheit bzw.
des Schutzes vor fehlerhaften Anzeigen.
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