-
Die Erfindung bezieht sich auf eine
Autostraßen-Notrufeinrichtung,
wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.
-
Notrufeinrichtungen an Autostraßen, an Landstraßen, insbesondere
an Autobahnen sind bekannt. Die dort angebrachten Notrufsäulen sind
mit einer Zentrale, im allgemeinen eine Autobahnmeisterei, verbunden.
Im Falle einer Panne oder eines Unfalls kann darüber schnell Hilfe angefordert
werden, dann kann mit Hilfe der Zentrale ein Pannendienst, die Polizei,
die Feuerwehr oder der Notarzt gerufen werden.
-
Eine Autostraßen-Notrufeinrichtung weist eine
Zentrale auf, an die zumindest ein Abfrage- und Bedienplatz mit
entsprechenden Bedieneinrichtungen und eine Reihe von Notruflinien
mit einer Vielzahl von Notrufsäulen
angeschlossen sind. Dazu sind in der Zentrale mehrere Linienanschaltungen
und eine Abfrageplatzanschaltung sowie ein Rechner vorgesehen, der
den Informationsaustausch steuert und koordiniert. Eine solche gattungsbildende
Notrufeinrichtung ist aus der DE-Produktschrift „Autobahn-Notrufeinrichtung
ANE 90", herausgegeben von
Siemens AG unter der Nummer HVReg/ANL 10/91/92, bekannt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine
derartige Autostraßen-Notrufeinrichtung
weiterzubilden, um eine sichere Datenübertragung, eine zuverlässige Sprachkommunikation
und eine übersichtliche
Bedienung zu gewährleisten.
-
Diese Aufgabe wird bei einer eingangs
beschriebenen Autostraßen-Notrufeinrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
In der Zentrale, die mit Notrufschnittstelleneinrichtung
bezeichnet ist, ist der als Personalcomputer ausgebildete Koppelrechner
zur Steuerung und Überwachung
der Daten von und zu den einzelnen Notrufsäulen für einen bidirektionalen, digitalen
Informationsaustausch über
einen Party-line-Bus mit der Abfrageplatzanschaltung und den Linienanschaltungen
verbunden, welche vom Koppelrechner zyklisch abgefragt werden. Jede
Linienanschaltung und die Abfrageplatzanschaltung weisen ein Koppelfeld
auf. Die Koppelfelder sind mit einem Koppelfeldbus verbunden und
dienen zum Durchschalten der Sprachinformationen. Der Koppelrechner
in der Notrufschnittstelleneinrichtung steuert und überwacht
die Funktionen der Notrufschnittstelleneinrichtung. Er koordiniert über den
Party-line-Bus mit zwei Datenrichtungen den Informationsaustausch,
wobei Befehle an die angeschlossenen Baugruppen (Notrufschnittstellenanschaltung,
Abfrageplatzanschaltung) übermittelt
und Informationen aus den einzelnen Baugruppen an den Koppelrechner
zurückgegeben werden.
An den Koppelrechner ist auch über
eine weitere serielle Schnittstelle der Abfrage- und Bedienplatz
angeschlossen. Sprechverbindungen werden über den Koppelfeldbus hergestellt.
Dazu weist jede Notrufschnittstellenanschaltung einen Analogteil und
einen Mikrorechner auf. Zum Anschluß einer Linie an die Notrufschnittstellenansteuerung
ist eine Teilnehmeranschaltung, die als DTMF-Schnittstelle ausgebildet
ist, vorgesehen und die mit dem Mikrorechner und dem Analogteil
in Verbindung steht. Der Party-line-Bus ist über ein Party-live-Interface
mit dem Mikrorechner verbunden. Die Notrufschnittstellenansteuerung
ist also für
die Datenübertragung
das Bindeglied zwischen den jeweiligen Notruflinien und dem Koppelrechner.
Der Mikrorechner steuert die Kommunikation mit dem Koppelrechner über den Party-live-Bus
und die Kommunikation mit den Notrufsäulen über die DTMF-Schnittstelle,
sowie das Schalten von Sprechwegen im Koppelfeld. Neben diesen reinen
digitalen Signalverarbeitungen des Mikroprozessors ist zur Aufbereitung
der Sprachsignale das Analogteil vorhanden, welche bekannte Vorrichtungen,
wie Verstärker,
Begrenzer, Sprachschalter usw. aufweist.
-
Die Sprechverbindung zu einer Notrufsäule wird
am Abfrage- und
Bedienplatz über
den Abfragefernsprecher geführt.
Dieser ist an der Abfrageplatzanschaltung über eine Teilnehmeranschaltung
angeschlossen. Über
eine solche Teilnehmeranschaltung der Abfrageplatzanschaltung ist
auch die Polizeidienststelle angeschlossen. Die Verbindung hierzu wird
vom Abfrage- und
Bedienplatz hergestellt, wobei eine direkte Verbindung von der Notrufsäule zur
Polizeidienststelle durchschaltbar ist.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der Beschreibung. Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung
näher erläutert.
-
Die Zeichnung zeigt im Blockschaltbild
eine Notrufschnittstelleneinrichtung NSE (Zentrale, beispielsweise
in einer Autobahnmeisterei) mit einer Reihe von Notrufschnittstellenansteuerungen
bzw. -anschaltungen NSA, einer Koppelfeldnetzanschaltung KFN, einer
Abfrageplatzanschaltung APA und dem Koppelrechner KR sowie einem
Abfrage- und Bedienplatz ABP mit einem Bedienrechner PC und einem
Abfragefernsprecher AFS. Dieser Abfrage- und Bedienplatz ABP ist
beispielsweise in einer Autobahnmeisterei mit der zentralen Notrufschnittstelleneinrichtung
NSE verbunden. Der Bedienrechner PC weist einen Farbmonitor und
einen Protokolldrucker auf. Im Bedarfsfall ist eine Erweiterung
auf drei Abfrageplätze
möglich,
wobei unabhängig
voneinander beliebig zu den Notrufen aller angeschlossenen Linien
zugegriffen werden kann. An der Abfrageplatzanschaltung APA sind
die Notruffernsprecher angeschlossen. Beispielsweise ist einer mit
einer örtlichen Polizeidienststelle
PD verbunden. Der Abfragefernsprecher AFS des Abfrage- und Be dienplatzes
ABP ist ebenfalls an der Abfrageplatzanschaltung APA angeschlossen,
so daß auch
bei Ausfall des Bedienrechners PC am Abfrage- und Bedienplatz ABP
eine Sprechverbindung mit einer rufenden Notrufsäule NRS und dem Abfragefernsprecher
AFS herstellbar ist. Die logische Belegung der Fernsprecher erfolgt durch
den Koppelrechner KR und ist abhängig
von der Anzahl von Bedienplätzen
und Polizeileitungen in der jeweiligen Konfiguration. An den Koppelrechner KR
kann eine Service-Konsole SK angeschlossen sein.
-
Die Abfrageplatzanschaltung APA weist
neben dem Koppelfeld KF und dem Party-line-Interface PLI ebenfalls
einen Mikrorechner MR auf, wie dies bei den einzelnen Notrufschnittstellenansteuerungen NSA
der Fall ist. Die Abfrageplatzanschaltung APA weist folgende Funktionen
auf: Die Kommunikation mit dem Koppelrechner KR über den Party-line-Bus PLB,
die Steuerung der Signalisierung und des Rufens der Fernsprecher
AFS sowie das Schalten von Sprechwegen im Koppelfeld KF über den
Koppelfeldbus KFB. Für
die Verbindung der einzelnen Fernsprecherleitungen mit dem Koppelfeld
KF ist eine Teilnehmeranschaltung TA vorgesehen, die als Subscriber-Loop-Interface-Circuit
SLIC ausgebildet sein kann und vom Mikrorechner MR gesteuert wird.
-
Für
die Vernetzung mehrerer Autobahnmeistereien können erfindungsgemäß mehrere
Autobahnnotrufeinrichtungen untereinander verbunden werden. Dazu
ist in der Notrufschnittstelleneinrichtung NSE eine Koppelfeldnetzanschaltung
KFN vorgesehen. Diese weist ein Koppelfeld KF, einen Mikrorechner
MR, eine Party-line-Interface PLI und eine DTMF-Schnittstelle DS
auf, wie jede Notrufschnittstellenansteuerung NSA auch. Darüberhinaus
ist in der Koppelfeldnetzanschaltung KFN eine besondere Teilnehmeranschaltung
TA vorgesehen, die mit dem Koppelfeld KF und einer Telefonteilnehmerankopplung
TKA verbunden ist. Die digitale Telefonteilnehmerankopplung TKA
wird vom Koppelrechner KR her mittels eines digitalen Modems DCI
gesteuert. An der Telefonteilnehmerankopplung TKA sind die Fernsprechleitungen
FL zu den weiteren Notrufschnittstelleneinrichtungen angeschlossen.
-
Die Notrufschnittstellenausschaltung
NSA wurde oben schon beschrieben. Das Koppelfeld KF ist über einen
Koppelfeldbus KFB mit den anderen Koppelfeldern KF verbunden. Die
Daten über
den Party-line-Bus PLB gelangen über
das Party-line-Interface PLI zum Mikrorechner MR, der das Koppelfeld
KF, den Analogteil AT und die DTMF-Schnittstelle DS steuert und überwacht.
Am Analogteil AT ist die Notruflinie NRLn mit den (neuen) Notrufsäulen NRSn angeschlossen,
die entsprechend der erfindungsgemäßen Notrufschnittstelleneinrichtung
NSE gestaltet sind. Über
das Analogteil AT gelangen die Kommunikationsdaten zum Koppelfeld
KF.
-
Für
den Anschluß herkömmlicher
Notrufsäulen
NRSh an der erfindungsgemäßen Notrufschnittstelleneinrichtung
NSE sind zum Anschluß an
die Notrufschnittstellenansteuerung NSA ein Identifizierungsrechner
IR und eine Extra-Baugruppe EBG (KA 80) erforderlich, an die mehrere
Notruflinien NRLh mit herkömmlichen
Notrufsäulen
NRSh angeschlossen werden können.
Der Identifizierungsrechner IR steuert und überwacht die Extra-Baugruppe
EBG und wird über
den Party-line-Bus PLB vom Koppelrechner KR bedient.
-
Für
jede Notruflinie NRLh ist eine separate Notrufschnittstellenansteuerung
NSA erforderlich, die vom Koppelfeld KF über das Analogteil AT mit der Extra-Baugruppe
EBG verbunden ist. Der Identifizierungsrechner IR kann mehrere Notruflinien
NRLh bedienen.
-
Zur Datenübermittlung zwischen der Notrufsäule NRS
und der Notrufschnittstellenansteuerung NSA wird das Zweitonfre quenzverfahren
DTMF angewendet. Ein DTMF-Ton besteht aus einem Frequenzpaar. Jede
Notrufschnittstellenansteuerung und Notrufsäule besitzt einen DTMF-Transceiver,
der DTMF-Töne empfangen
bzw. senden kann. Bei diesem Verfahren werden in der Regel mit einem
Ton 4 Bit übertragen.
Durch hohe Dämpfung
der oberen Frequenzen kann eine Frequenz zur Datenübermittlung
mit DTMF-Tönen
fehlen. In diesem Fall kann nur noch ein Informationsgehalt von
3 Bit pro DTMF-Ton übertragen
werden. Da diese Dämpfung
nicht bei jeder Leitung auftritt, werden zwei Protokolle für die Datenübermittlung
von der Notrufsäule
an die Notrufschnittstellenansteuerung für die Datenübermittlung zugrunde gelegt.
-
Zur Wirkungsweise der Autobahnnotrufeinrichtung
wird noch folgendes ausgeführt.
Für die
Datenübertragung
von der Autobahnnotrufeinrichtung zum Abfrage- und Bedienplatz werden
sechs Telegrammtypen verwendet, davon fünf Statuslisten, nämlich für aktive
Säulen,
für gestörte Säulen, für die Linien,
für die
Verbindungen und für
die Abfragefernsprecher bzw. die Verbindung zur Polizeidienststelle, und
ein sechster Telegrammtyp zur Anzeige einer internen Kommunikation,
wie beispielsweise Informationen über durchgeführte Initialisierungen.
Die Listen werden bei Änderungen
von der Notrufschnittstelleneinrichtung automatisch zum Abfrage-
und Bedienplatz übertragen.
Darüberhinaus
können
die Daten vom Abfrage- und Bedienplatz über entsprechende Befehlstelegramme
angefordert werden. Im allgemeinen werden die Daten vom Koppelrechner
zyklisch abgefragt. In umgekehrter Richtung werden die Daten vom
Abfrage- und Bedienplatz zu den Notrufschnittstelleneinrichtungen
ebenfalls mit sechs Telegrammtypen übertragen, wobei Befehlstelegramme
für Verbinden,
Trennen, Konferenzauflösen,
Aufschalten auf Polizeiverbindung oder Datenanforderung sowie interne
Kommunikation abgegeben werden.
-
Der Party-line-Bus des Systems Autobahnnotrufeinrichtung
arbeitet beispielsweise mit einer Differenzspannungsschnittstelle,
was eine Party-line-Vernetzung bis zu 32 Teilnehmern ermöglicht. Als
Busmaster fungiert der Koppelrechner. Alle anderen Kopplungsteilnehmer
sind Slave und werden nur auf Aufforderung durch den Busmaster aktiv.
Der Party-line-Bus ist zweckmäßigerweise
doppelt aufgebaut, so daß jede
Datenrichtung eine eigene Übertragungsstrecke
aufweist. Der Busmaster kann deshalb jederzeit senden, während die
Slaves nur das ihnen vom Busmaster zugeteilte Zeitfenster nach einer Sendeaufforderung
nutzen dürfen,
um an den Busmaster zu senden. Wie aus dem Blockschaltbild ersichtlich,
zieht sich der Party-line-Bus nicht nur durch sämtliche zentralen Baugruppen
der Autobahnnotrufeinrichtung, sondern wird auch über eine
geeignete Steckerbaugruppe herausgeführt, um eine externe Baugruppe,
beispielsweise den Identifizierungsrechner, mit der Notrufschnittstelleneinrichtung
zu verbinden. Da der Busmaster eine eigene Sendeleitung besitzt,
kann er jederzeit senden, ohne daß es dabei zu Kollisionen mit
den Sendevorgängen
der Slaves kommen kann. Dabei hören
alle Slaves die vom Busmaster gesendeten Daten mit. Üblicherweise
geht aus dem Kopf des Datentelegramms hervor, für welche Baugruppe bzw. Gruppen
die jeweiligen Daten bestimmt sind. Eine Slave-Baugruppe antwortet
auf ein Telegramm des Busmasters nur, wenn die im Kopf des Telegramms
enthaltene Partyline-Bus-Adresse mit der Busadresse der Baugruppe übereinstimmt.
Für die
Antwort eines Slaves auf einen Befehl des Busmasters wird dem Slave
ein Fenster zugeordnet, innerhalb dessen der Slave senden darf.
Alle in der Notrufschnittstelleneinrichtung anfallenden, für den Koppelrechner
relevanten Daten werden von diesem in seiner Eigenschaft als Busmaster im
sogenannten Polling-Verfahren gesammelt. Dies geschieht im Party-line-Zyklus,
in dem alle entsprechend der Konfiguration erforderlichen Baugruppen turnusmäßig angesprochen
werden.
-
Baugruppen, das sind Abfrageplatzanschaltung,
Notrufschnittstellenanschaltung, Koppelfeldnetzwerkanschaltung,
die Daten liefern, werden in jedem Zyklus angesprochen. Baugruppen,
die keine Daten liefern, werden nur in größeren Abständen angesprochen, um deren
Funktionstüchtigkeit
zu prüfen.
Tritt ein Übertragungsfehler
auf oder fehlt die Übertragung,
d.h. es erfolgt keine Antwort oder die Antwort weist einen Prüffehler
auf, so wird die Abfrage der betreffenden Baugruppe wiederholt,
z.B. zweimal. Wird dann immer noch keine gültige Antwort erhalten, so
interpretiert der Koppelrechner dies dahingehend, daß die entsprechende
Baugruppe oder Anschaltung dorthin gestört ist. Ist eine derartige
Störung
erkannt worden, so werden diese Baugruppen für eine größere Anzahl von Abfragezyklen
nicht mehr angesprochen. Das hat den Vorteil, daß die Partyline-Zykluszeit
nicht unnötigerweise
lang ist. Vom Koppelrechner aus werden auch ereignisbezogene Befehlstelegramme,
d.h. keine zyklischen Befehlstelegramme, zu den Baugruppen bzw.
Notrufsäulen übertragen,
die wahlfrei in den Party-live-Zyklus eingestreut werden. Alle Slave-Baugruppen
gehen jedoch davon aus, daß sie
im Party-live-Zyklus angesprochen werden, und besitzen eine dementsprechende
Zeitüberwachung,
z.B. 10 oder 30 sec. Wird diese Zeit überschritten, ohne daß die Baugruppe
vom Busmaster angesprochen worden ist, dann geht die Baugruppe davon
aus, daß der
Busmaster nicht betriebsbereit ist und setzt sich selbsttätig aufgrund
der Software zurück.
Sie begibt sich dadurch in den nichtinitialisierten Zustand. Dies
hat den Vorteil, daß bei
Ausfall des Koppelrechners sichergestellt ist, daß in der
Autobahnnotrufeinrichtung sich kein undefinierter Zustand einstellen
kann.
-
Alle Slave-Baugruppen der Autobahnnotrufeinrichtung
benötigen
zum Betrieb einen individuellen Satz von Initialisierungsdaten,
die aus den Konfigurationsdaten des Koppelrechners hergeleitet werden.
Jede Baugruppe bekommt über ein
Initialisierungs-Anforderungs-Telegramm die Möglichkeit, diese Daten vom
Koppelrechner anzufordern. Im nichtinitialisierten Zustand hat jeder
Slave die Berechtigung, auf eine beliebige Abfrage des Koppelrechners mit
der Initialisierungs-Anforderung zu antworten. Die Baugruppe wird
darauf umgehend vom Koppelrechner mit den Initialisierungsdaten
versorgt. Dieser Initialisierungsmechanismus wird nicht nur beim
Inbetriebnehmen der Anlage einmalig angewandt, sondern auch während des
Betriebes immer dann, wenn eine Baugruppe eine Initialisierung benötigt. Auf
diese Weise ist die Ausfallsicherheit der erfindungsgemäßen Einrichtung
erheblich erhöht.
-
Der Koppelrechner kann von einem
Embedded-PC gebildet sein, der mit der Systemsoftware für die Autobahnnotrufeinrichtung
mittels einer Systemdiskette geladen wird. Die Anlagenkonfiguration
erfordert eine eigene Software, die entsprechend den Anforderungen
der jeweiligen Anlage eingegeben und modifiziert werden kann.
-
In der erfindungsgemäßen Notrufschnittstelleneinrichtung
dient das Koppelfeld bzw. der Koppelfeldbus für die Herstellung von Sprechverbindungen zwischen
zwei oder drei Teilnehmern. Dabei können verbunden sein eine Notrufsäule, ein
Fernsprecher am Abfrage- und Bedienplatz und ein Fernsprecher bei
der lokalen Polizeidienststelle, oder jeweils nur zwei von diesen.
Jedes Sprech- und Hörsignal
von jedem möglichen
Gesprächsteilnehmer
wird über das
Koppelfeld der korrespondierenden Baugruppe dem Koppelfeldbus zugeführt und
kreuzt sich in dieser Matrix mit den Koppelfeldschienen. Für die Herstellung
einer Verbindung zwischen zwei Teilnehmern würden im Prinzip zwei Koppelfeldlinien
ausreichen. Bei der Herstellung von Verbindungen zwischen drei Teilnehmern,
einer sogenannten Konferenzschaltung, ergibt sich insofern eine
besondere Problematik, da jeder Gesprächsteilnehmer jeweils die Sprachsignale
von beiden anderen Teilnehmern hören
können
muß. Es
wird bei der erfindungsgemäßen Autobahnnotrufeinrichtung
dadurch gelöst,
daß zur
Herstellung einer Sprechverbindung jeweils drei Koppelfeldschienen
verwendet werden. Bei einer Konferenzschaltung liegt dann auf jeder
Schiene das Sprechsignal eines der Teilnehmer. Jeder Teilnehmer hört in die
Sprechleitungen der beiden anderen Gesprächsteilnehmer hinein, so daß jeder
Teilnehmer in einer Konferenz jeweils zwei fremde Sprechsignale gleichzeitig
hören kann.
-
Die Notrufschnittstellenansteuerung
ist das Bindeglied zwischen den Notruflinien und der Autobahnnotrufeinrichtung.
Die Notrufschnittstellenansteuerung weist drei Schnittstellen auf,
nämlich
die DTMF-Schnittstelle zur Notruflinie, über die der digitale Informationsaustausch
zwischen der Notrufsäule und
der Notrufschnittstellenansteuerung abgewickelt wird. Die zweite
Schnittstelle ist das Party-live-Interface, an dem der Party-line-Bus
zum Koppelrechner angeschlossen ist, über welchen die Steuer-Informationen
des Koppelrechners zu den einzelnen Notrufschnittstellenansteuerungen übertragen
werden. In Gegenrichtung liefert die Notrufschnittstellenansteuerung
die Informationen über
aktive und/oder gestörte
Notrufsäulen
an den Koppelrechner.
-
Über
die dritte Schnittstelle, dem Koppelfeldbus und den Koppelfeldsegmenten
werden die Sprachinformationen von der bzw. zur Notrufsäule in das Koppelfeld
eingespeist und können
dort zum Abfrage- und Bedienplatz bzw. zur Polizeidienststelle geschaltet
werden. Die Steuerfunktionen in der Notrufschnittstellenansteuerung übernimmt
der Mikrorechner, der als Modul mit schon teilweise integrierter
Peripherie ausgeführt
sein kann. Für
den Informationsaustausch mit der Notruflinie ist der Mikrorechner über die
DTMF-Schnittstelle und eine Steuerleitung mit dem Analogteil der
Notrufschnittstellenansteuerung verbunden. Für die Anbindung des Mikrorechners
an die Party-line ist ein gesondertes TTL-Party-live-Interface vorgesehen,
das die TTL-Schnittstelle des Moduls party-live-fähig macht,
beispielsweise nach RS485-Norm.
-
Für
das Schalten von Verbindungen im Koppelfeld-Segment ist der Mikrorechner
auch mit der Koppel-Matrix des Koppelfeldsegments über entsprechende
Steuerleitungen verbunden. Vornehmliche Aufgabe des Mikrorechners
in der Notrufschnittstellenansteuerung ist das Sammeln von linienbezogenen
(aktive und gestörte
Säulen)
und die Übermittlung
von Befehlen an eine oder mehrere Notrufsäulen auf einer Linie, beispielsweise
Sprechen und Hören,
Licht ein bzw. aus, usw. In einem Prüfzyklus werden außerdem alle
Säulen
auf einer Notruflinie zyklisch auf Ansprechbarkeit geprüft, solange
keine Notrufsäule
auf der Linie aktiv ist (Ruhezustand).
-
Sind an der Notrufschnittstellenansteuerung herkömmliche
Notruflinien angeschlossen, so beschränkt sich die Funktion des Mikrorechners
auf die Betätigung
des Koppelfeldsegments, da die Datenerfassung über den Identifizierungsrechner
abgewickelt wird. Die gesammelten Daten werden dem Koppelrechner über die
Party-line-Schnittstelle zur Verfügung gestellt. Ausführende Befehle
für die
Notruflinie bzw. Notrufsäulen
und für
Koppelsegmente werden der Notrufschnittstellenansteuerung vom Koppelrechner
her übermittelt.