DE69010132T2 - Fernsteuerungs- und fernüberwachungsanlage um einen kontakt unter mehreren kontakten zu öffnen oder zu schliessen. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fernsteuerungs- und Fernüberwachungsanlage einer Vielzahl von Vorrichtungen durch Kontakte, deren offene oder geschlossene Stellung man feststellt und steuert.
• Die Erfindung kann vor allem aber nicht ausschließlich Vorrichtungen auf dem Eisenbahn-Sektor betreffen, wie etwa die Weichen eines Stellwerks, Achsenzähler, Bahnübergänge, oder jede andere Vorrichtung, die überwacht oder gesteuert werden muß.
• Man kennt schon, zum Beispiel auf dem Gebiet der Steuerung der Eisenbahnweichen, eine gewissen Anzahl Techniken, deren älteste, noch heute angewandte, die Betätigung vor Ort ist, durch Hebel, mit visueller Überwachung des Schließens (collage) der Weichen.
• Man verwendet auch einen anderen Typ der mechanischen Steuerung, der darin besteht, die genannt Steuerung der Weichen von einem Stellwerk aus durchzuführen, mittels Kabeln oder Gestänge. Bei dieser Art erfolgt die Überwachung der Stellung nicht mehr durch direkte Kontrolle des Schließens der Weichen wie vorhergehend, sondern von einem Stellwerk aus, wo man visuell die Stellung der Betätigungseinrichtung feststellt. Da diese noch mechanisch ist, gibt sie durch ihr Stellung mit Sicherheit die der Weichen wieder.
• Wenn man von diesem mechanischen Gebiet zum elektrischen Gebiet wechselt, trifft man auf eine andere Art Anlagen, bei denen man eine elektrische Überwachung der Stellung der Weichen durchführt, von einem Stellwerk aus, verbunden mit einer Fernbedienung, wenn die zu betätigenden Weichen von Motoren angetrieben werden.
• Diese Überwachung verbindet eine Erfassung und eine Übertragung von Informationen. Die Erfassung erfolgt im allgemeinen durch das Schließen von elektrischen Kontakten durch Schalter, die mechanisch parallelverschiebar oder nach Konvertierung drehbar mit den Weichenzungen verbunden sind. Die Übertragung erfolgt generell, indem diese elektrischen Kontakte benutzt werden, um den Stromdurchgang durch ebensoviele verschiedene Schleifen herzustellen oder zu unterbrechen, wie es zu überwachende Kontakte gibt. Die Stromquelle befindet sich generell im Stellwerk, ebenso wie die Feststellung des offenen oder geschlossenen Zustands der Schleifen. Aus Gründen der Unkompliziertheit wird die Übertragung nicht gebündelt, so daß man wenigstens vier Kontakte und fünf Drähte benötigt, wenn man Schleifen haben will, die das Schließen und das Öffnen von jeder einzelnen der Zungen, die die Weiche bilden, individuell feststellen können. Ebenso verbietet das Nicht-Bündeln das Teilen der Übertragungseinrichtungen für die Fernbetätigung von mehreren Weichen.
• In der Praxis weisen die oben angeführten Verfahren zahlreiche Nachteile auf.
• Vor allem erfordert, was das mechanische Gebiet betrifft, die Betätigung und Überwachung vor Ort die Anwesenheit eines Bediensteten und folglich dessen Bewegung zu jeder einzelnen Weiche, was mit einem Mangel an Flexibiltät und mit nicht zu vernachlässigenden Kosten verbunden ist. Ebenso hat die mechanische Fernbetätigung und Fernüberwachung der Weichen den Nachteil, daß der mögliche Abstand der verschiedenen Weichen vom Stellwerk begrenzt ist. Ein solches System, trotz einem Gewinn an Flexibilität und einer Einsparung bezüglich des vorhergehenden Systems, eignet sich schlecht für ein Zusammenlegen von mehreren kleinen Stellwerken zu einem größeren Stellwerk.
• Was das elektrische Gebiet betrifft, so ist die Fernsteuerung mittels Stromschleifen sehr sicher, jedoch teuer in der Übertragung und schließt gewisse Erfassungstechniken aus. Die Übertragungskosten entstehen dadurch, daß minimal fünf Drähte erforderlich sind, um vier Kontakte zu verwalten, die mit den Zungen einer Weiche verbunden sind, und daß es nicht möglich ist, die Benutzung dieser Drähte zu teilen, um mehrere benachbarte oder entlang desselben Gleises befindliche Weichen zu verwalten. Dieses Erfordernis von Einzeldrähten verbietet praktisch ebenfalls den Einsatz einer Funkverbindung zwischen der Weiche und entweder dem Stellwerk oder, eventuell, einem sich nähernden Zug. Eine Übertragung durch Stromschleifen verbietet die Inanspruchnahme von Erfassungstechniken, die Strom- oder Spannungspegel oder auch Signalfrequenzen verwenden, die praktisch eine lokale Signalformung erfordern.
• Eine weitere Fernüberwachungsanlage von Kontakten, eine Fernüberwachungslogik umfassend, die zusammenwirkt mit mehreren Satelliten-Logiken, wird beschrieben in dem Dokument EP -A-197 835.
• Die vorliegende Erfindung hat folglich die Herstellung eines Fernüberwachungs- und Fernbetätigungssystems von Weichen zum Gegenstand, das, bei geringen Kosten der mit einer Weiche verbundenen Ausrüstungsteile, eine Bündelung bzw. ein Multiplexing der Übertragung der diversen, eine Weiche und, falls gewünscht, mehrere Weichen betreffenden Informationen ermöglicht, unter Bedingungen, die die Eisenbahnsicherheit gewährleisten.
• Gegenstand der Erfindung ist ein globales Fernüberwachungs- und/oder Fernsteuerungssystem von Kontakten, das eine gemultiplexte Verbindung zwischen einem Überwachungs- und/oder Steuerungssicherungszentrum und einer oder mehreren Satellitenlogiken herstellt, das jeder erlaubt, einen oder mehrere Kontakte zu überwachen, die einen kleinen Abstand von den genannten Logiken haben.
• Mit Multiplexing wird hier jede Technik bezeichnet, die die Teilung eines Übertragungsträgers durch mehrere Informationsflüsse ermöglicht. Es kann sich um ein zeitliches oder logisches Frequenzmultiplexing handeln. Die Verbindung kann Point-to-Point, Multipoint (oder busförmig) oder ringförmig sein.
• Das System ist gekennzeichnet dadurch, daß die Gesamtsicherheit gewährleistet wird durch die Inanspruchnahme eines Sicherungssystems zur Informationsverarbeitung in einem Überwachungszentrum, dadurch, daß die Übertragung zwischen dem zentralen Überwachungssicherungssystem und der oder den einzelnen Überwachungseinrichtungen (oder Satellitenlogiken) ein Verfahren anwenden kann, das ermöglicht, die Übertragungsfehler festzustellen, und dadurch, daß die einzelnen Überwachungseinrichtungen nicht wirklich signaltechnisch sicher sein müssen, sondern mitwirken, in Antwort auf ein Überwachungssignal, gesendet durch das zentrale Überwachungssystem, durch ein codiertes lokales Signal (das angefügt sein kann an eine von dem zentralen Überwachungssicherungssystem ausgehende Codierung), an der Übertragung von Informationen, die eine solche Redundanz besitzen, daß das zentrale Überwachungssystem bei ihrem Empfang sich überzeugen kann, mit dem gewünschten Sicherheitsgrad, von der Identität des überwachten Kontakts, von seinem Zustand, und eventuell die gelieferten Informationen datieren kann bezüglich dieser Identität und dieses Zustands.
• Gewiß, bei dem erfindungsgemäßen System muß die Übertragung versehen werden mit der Übertragung einer Redundanzinformation, die dem entsprechenden Verfahren ermöglichen würde, zu verifizieren, daß sich kein Fehler eingeschlichen hat, jedoch kann man der Meinung sein, daß es nicht nötig ist, ein solches Verfahren zu verwenden, da man nämlich bei der Rückkehr der entsprechend modifizierten Information diese Verifizierung durchführen wird.
• Die oben angeführten Charakteristika, sowie weitere sekundäre Charakteristika und Vorteile gehen detaillierter aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungform hervor, die erstellt wurde mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen:
• - die Figur 1 stellt die Überwachung von drei Kontakten mittels einer nichtsichernden Überwachungslogik dar;
• - die Figur 2 stellt das Prinzipschaltbild eines der Codierer der Figur 1 dar;
• - die Figur 3 stellt eine Ausführungsform eines der vorerwähnten Codierers dar;
• - die Figur 4 stellt eine Variante des Codierers der Figur 3 dar;
• - die Figur 5 stellt ein Grundschema einer signaltechnisch sicheren Fernüberwachung dar, verbunden mit einer Vielzahl von Fernüberwachungs-Satellitenlogiken;
• - die Figur 6 stellt ein Prinzipschema der Schaltung der Positionsüberwachung dar;
• - die Figur 7 stellt ein Schaltbild einer Satellitenüberwachungslogik und ihre Schnittstelle mit der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung dar.
• Die Erfindung wird besser verstanden durch die Lektüre der Beschreibung einer bevorzugten Ausführung eines Kontaktwächters.
• In Figur 1 wurde die erfindungsgemäße Überwachungsanlage dargestellt, wie sie angewandt wird zur Überwachung von drei Kontakten C&sub1;, C&sub2; und C&sub3; von wenigstens einer nichtsichernden Überwachungslogik oder Satellitenlogik LSC, deren Ausführung keine signaltechnische Sicherheitstechnik in Anspruch nimmt.
• Diese nichtsichernde Überwachungslogik wird gebildet durch drei Codiererpaare CM&sub1;, CV&sub1;, CM&sub2;, CV&sub2; und CM&sub3;, CV&sub3; und einen Mikrokontroller 1, durch ein Modem 2 und eine Datenübertragungsverbindung 3 mit einer zentralen signaltechnisch sicheren Fernüberwachung LST verbunden.
• Jedes der Codiererpaare CMi, CVi wird gebildet aus zwei identischen Codierern 4, wobei CMi der "vorgeschaltete" Codierer ist und CVi der "nachgeschaltete" Codierer, deren Prinzipschaltbild in Figur 2 dargestellt ist, wo man den Codierer 4 sieht, der an seinem seriellen Eingang DI die zu codierenden Daten erhält und an seinem seriellen Ausgang DO die codierten Daten liefert. Er erhält außerdem eine Versorgung, dargestellt durch die Eingänge 0 und V, und einen Takt an seinem Eingang CK. Alle Codierer teilen sich dieselbe Versorgung und erhalten ihren Takt von einer gemeinsamen Quelle, wobei die Versorgungs- und die Takteinheit in Figur 1 dargestellt sind durch A+H.
• Ein Codiererpaar CMi, CVi funktioniert wie folgt: Der "vorgeschaltete" Codierer, wie etwa CM&sub1;, erhält seine zu codierenden Daten vom Mikrokontroller, führt eine erste Codierung durch und sendet die codierten Daten zu dem zu überwachenden Kontakt, wie etwa C&sub1;. Wenn der Kontakt hergestellt ist, gelangen diese Daten zum Eingang des "nachgeschalteten" Codierers, wie etwa CV&sub1;, der eine zweite Codierung durchführt und die derart zweimal konvertierten Daten an den Mikrokontroller 1 liefert.
• Die Codierer CMi, CVi haben kein gemeinsames Bauteil, um Fehler allgemeiner Art zu vermeiden. Die Verkabelung, die einen Kontakt mit seinen "vorgeschalteten" und "nachgeschalteten" Codierern verbindet, wird so hergestellt, daß ein Kurzschluß unmöglich gemacht wird, der den durch den "vorgeschalteten" Codierer codierten Daten erlauben würde, in den "nachgeschalteten" Codierer zu gelangen, ohne den zu überwachenden Kontakt passiert zu haben. Zu diesem Zweck kann ein Vorsichtsmaßnahme darin bestehen, die "vorgeschalteten" und "nachgeschalteten" Codierer möglichst nahe am zu überwachenden Kontakt unterzubringen.
• Es ist erforderlich, daß die Codierungsgesetze der verschiedenen Paare CMi, CVi unterschiedlich sind von einem Paar zum anderen (denn sie sind es, die es ermöglichen, den Kontakt Ci zu identifizieren). Hingegen ist es gleichgültig, ob die Codierungsgesetze von CMi und VCi identisch sind, übrigens könnten CMi und CVi nicht existieren.
• In Figur 3 wurde mehr im Detail die Struktur eines Codierers 4 dargestellt, der ein Schieberegister 5 mit seriellem Eingang und parallelem Ausgang umfaßt und einen Konvertierungs- Festspeicher 6.
• Das seriell-parallele Register 5 nimmt die an seinem Eingang DI anstehenden Daten auf mit dem Rythmus eines an seinem Eingang CK vorhandenen Takts. Ein Auffrischungswiderstand R, DI vorgeschaltet, stellt sicher, daß die anstehenden Daten einen konstanten logischen Wert haben, wenn der Eingang DI "in der Luft hängt", was dem Fall eines nachgeschalteten Codierers entspricht, dessen zu überwachender Kontakt offen ist.
• Der parallele Ausgang PD des Schieberegisters 5, oder wenigstens einige Drähte dieses Ausgangs, ist verbunden mit dem Adressierungseingang A des Konvertierungs-Festspeichers 6. Man geht davon aus, daß dieser Konvertierungsspeicher entsprechend m x 1 organisiert ist, d.h. daß er nur einen einzigen Datenausgang DO hat. Wenn man davon ausgeht, daß die n letzten Bits, die in den seriell-parallelen Speicher 5 gelangt sind, dazu dienen, den Konvertierungsspeicher 6 zu adressieren, sieht man, daß jedes an seinem Ausgang DO vorhandene Bit resultiert aus der Konvertierung durch den Inhalt des Konvertierungs-Festspeichers 6 der n letzten Bits, erhalten durch das seriell-parallele Register 5.
• In Figur 4 ist eine Variante des Codierers 4 der Figur 3 dargestellt, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß der Konvertierungs-Festspeicher 6 eine Byte-Organisation hat. Die acht Datenausgänge D des Konvertierungs-Festspeichers 6 sind verbunden mit dem Dateneingang I eines Datenmultiplexers 7, dessen drei Ansteuerungseingänge S verbunden sind mit drei Ausgängen PD&sub0;&submin;&sub2; des Schieberegisters 5, z.B. denen, die den drei letzten am Eingang DI des Register 5 anstehenden Bits entsprechen.
• Der Adressierungseingang A des Konvertierungs-Festspeichers 6 ist verbunden mit Ausgängen des Schieberegisters 5, die älteren Bits entsprechen, z.B. PD&sub3;&submin;&sub1;&sub3; für den Fall, daß der Konvertierungs-Festspeicher 6 durch ein 8KB-EPROM gebildet wird.
• Der Inhalt des Konvertierungs-Festspeichers 6 ist beliebig, jedoch unterschiedlich vom Konvertierungsspeicher MTi zum Konvertierungsspeicher MTj, jeweils verbunden mit den Kontakten Ci und Cj, wenn die beiden Kontakte i und j verbunden sind mit derselben nichtsicherenden Überwachungslogik (oder Satellitenlogik), oder mit nichtsichernden Überwachungslogiken, die unterschiedlich sind, aber verbunden durch dieselbe Datenübertragungsverbindung 3 mit derselben signaltechnisch sicheren Fernüberwachung (oder Zentrallogik).
• Die durch den Mikrokontroller 1 der Figur 1 an einen vorgeschalteten Codierer wie CM&sub1; gesendete Anzahl Bits kann beliebig sein und, insbesondere, kleiner als die Kapazität des Konvertierungs-Festspeichers MT. Zum Beispiel kann dessen Kapazität 64 kBit betragen, während die zu codierende Nachricht eine Länge von 256 Bits haben kann.
• Es kann nützlich sein, die zu codierende Nachricht mit einer festen Sequenz zu beginnen (oder ihr eine solche vorausgehen zu lassen), z.B. gebildet aus n Nullen, gefolgt von einer Eins. Im Falle eines Speichers 6 von 64 kBit sind die ersten 16 konvertierten Bits nicht vorhersehbar, aber die (n-16) folgenden sind identisch mit dem ersten Bit des Speichers, und das (n+1)te Bit ist identisch mit dem Inhalt des zweiten Bits des Speichers. Dies ermöglicht, falls erforderlich, den Beginn der konvertierten Nachricht zu erkennen, sie gewissermaßen die Rolle einer Synchronisationssequenz spielen zu lassen. Wenn die beiden ersten Bits des Speichers 0 beziehungsweise 1 sind, kann die den Konvertierungsspeicher 6 des vorgeschalteten Codierers verlassende Sequenz dem nachgeschalteten Codierer gegenüber dieselbe Rolle spielen.
• Man kann vorsehen, daß die durch den Mikrokontroller 1 gesendete Bitkette, nach dieser Synchronisationssequenz, eine weiter Sequenz umfaßt, immer noch dieselbe, die folglich stets die gleiche Antwort liefert, nach Konvertierung nacheinander durch die dazugehörenden vorgeschalteten und nachgeschalteten Codierer CMi und CVi Diese Antwort bildet folglich gewissermaßen die "Signatur" oder den "Fingerabdruck" des Kontakts Ci, wenn er geschlossen ist.
• Wenn die Folge der nach der Synchronisationssequenz gesendeten Sequenz zufällig ist, bildet die Antwort nach Konvertierung noch eine Signatur, aber gewissermaßen codiert und nicht unverschlüsselt. Der Vorteil, einen Teil der Befragungssequenz zu haben, der von Mal zu Mal verschieden ist, ist es, die Antwort des Kontakts "datieren" zu können. Die Gefahr, gegen die man sich schützen will ist, daß der überwachte Zustand exakt ist, sehrwohl dem gewünschten Organ entspricht, jedoch veraltet ist. Dies Gefahr ist real vorhanden bei Ausrüstungen mit einen Speicher, die eine veraltete Antwort übertragen können anstatt einer neuen Antwort.
• Um sich dagegen vorzusehen, kann man explizit die gesendete Bitkette datieren, in dem Sinn, daß man sie eine Zeit oder eine Ordnungsnummer enthalten läßt.
• Man kann auch ein implizites Datum haben, in dem Sinne, daß man sie eine Pseudo-Zufallssequenz enthalten läßt, mit der Folge, daß jede Bitkette sich von der vorhergehenden unterscheidet. Es ist einfach, festzustellen, ob es sich um die allerneueste Bitkette handelt oder nicht, was im allgemeinen alles ist, was man wissen will.
• Die den vorgeschalteten Codierern CM&sub1;, CM&sub2; und CM&sub3; durch den Mikrokontroller 1 (Figur 1) gesendeten Daten können alle verschieden sein, aber sie können auch gleich sein, wobei die Sendung parallel erfolgt. Man kann nämlich vorsehen, daß die signaltechnisch sichere Fernüberwachung (Zentrallogik) mit den verschiedenen, nicht signaltechnisch sicheren Überwachungslogiken LSC (Satellitenlogiken) verbunden ist durch eine Datenübertragungsverbindung 3, deren Übertragungsgeschwindigkeit relativ schnell ist, und daß die Zentrallogik von einer nicht signaltechnisch sicheren Überwachungslogik LSC (Satellitenlogik) verlangt, an alle vorgeschalteten Codierer die gleiche Befragungssequenz zu senden und ihr alle die Antworten zurückzusenden, die nicht durch identische Bits gebildet werden, was der Fall der einem offenen Kontakte entsprechenden Antwort ist.
• Anzumerken ist, daß der Mikrokontroller an die verschiedenen Codierer einen Takt mit relativ langsamem Rythmus ausgeben kann, um zu ermöglichen, die relativ weit entfernten Kontakte ohne übermäßigen Aufwand für die Verkabelung zu überwachen.
• Nun wird die Anwendung der vorliegenden Erfindung für die Überwachung und Steuerung einer bestimmten Anzahl Satellitenvorrichtungen auf dem Eisenbahnsektor von eine Stellwerk aus beschrieben.
• Das Stellwerk ist ausgestattet mit einer signaltechnisch sicheren Fernüberwachung, verbunden mit einer signaltechnischen Sicherheitslogik und Schnittstellen auf der Basis von signaltechnisch sicheren Relais. Jedem Gerät ist eine Satellitenüberwachungslogik zugeordnet, deren Besonderheit es ist, aus Nichtsicherheitsbauteilen des Handels gebildet zu werden.
• Die betreffenden Vorrichtungen können vor allem aber nicht ausschließlich eine Weiche, ein Achsenzähler, ein schienengleicher Übergang sein. Das Stellwerk kann durch einen Bediensteten oder durch Kabel- oder Funkverbindung mit einer Leitstelle oder durch eine Zugmaschine (z.B. eine Lokomotive) bedient werden.
• In Figur 5 sind die Satellitenüberwachungslogiken LSC&sub1;, LSC&sub2;, LSC&sub3; der verschiedenen, einer zentralen Stelle LST zugeordneten Vorrichtungen verbunden mit der zentralen, signaltechnisch sicheren Überwachung über eine Multipoint-Verbindung, die in Wirklichkeit eine Energieleitung A und eine Datenübertragungsleitung L umfaßt. Die Energieleitung A ist aufgeteilt in eine Dreiphasenversorgung für die Betätigung der einzelnen Vorrichtungen und eine Hilfsversorgung für die Versorgung der Satellitenüberwachungslogik.
• Die Satellitenüberwachungslogiken LSCi und die Verbindung LST - LSCi sind nicht signaltechnisch sicher, jedoch ist die Sicherheit des Ganzen gewährleistet unter der alleinigen Verantwortlichkeit der Zentrallogik LST, die für die Sicherheit zuständig ist.
• Jede Überwachungs-Satelitenlogik LSCi wird gebildet durch zwei Mikrokontroller, die auf zwei unterschiedliche Adressen auf der Multipoint-Leitung antworten, die der zentralen Fernüberwachungslogik LST untersteht.
• Das Prinzip einer Fernüberwachung wird beschrieben mit Bezug auf Figur 6. Um eine Positionsüberwachung einer Vorrichtung durchzuführen, adressiert die signaltechnisch sichere Fernüberwachung LST an die der zu überwachenden Vorrichtung zugeordnete Satellitenüberwachungslogik LSC eine Kette von n pseudo-zufälligen Bits. Diese Kette ist folglich datiert, daher verschieden von der bei der vorhergehenden Kontrolle gesendeten.
• Die signaltechnisch sichere Fernüberwachung LST erhält dafür von der adressierten Satellitenüberwachungslogik LSC eine weitere Kette von n Bits, aus der sie unzweideutig verifizieren kann: die Korrelation mit der gesendeten Bitkette, die Nummer der adressierten Satellitenlogik und die Position der kontrollierten Vorrichtung.
• Die Überwachungssicherheit beruht folglich auf dem Vergleich, durchgeführt durch die signaltechnisch sichere Fernüberwachung LST, zwischen der gesendeten Bitkette und der empfangenen Bitkette. Das erforderliche Sicherheitsniveau wird erreicht, indem man die Länge n der Bitkette variiert und die Komplexität der Codierfunktion. Genauer, man versucht die Identität zu kontrollieren, oder die Quasi-Identität, zwischen der empfangenen Bitkette und einer bestimmten lokalen Transformation bzw. Transformierten der gesendeten Bitkette.
• Genauer, die signaltechnisch sichere Fernüberwachung LST sendet eine doppelte Bitkette E&sub1; + E&sub2;. Die Bitkette E&sub1; wird durch den Mikrokontroller MC&sub1; empfangen und die Bitkette E&sub2; wird durch den Mikrokontroller MC&sub2; empfangen.
• Jeder Mikrokontroller schickt seine Bitkette E&sub1; bzw. E&sub2; zum anderen Mikrokontroller derselben Satellitenüberwachungslogik über Kontakte I&sub1; oder I&sub2; des Vorrichtungs-Steuerschalters.
• Da der Vorrichtungs-Steuerschalter nur in einer der beiden möglichen festen Stellungen sein kann, kann nur ein Mikrokontroller seine Bitkette übertragen. Während der Zeit, die normalerweise der Halblage der Weiche entspricht, ist es keinem der beiden Mikrokontroller möglich, seine Bitkette zu übertragen.
• In dem Fall, wo die beiden Bitketten simultan übertragen würden, befände man sich in einer anormalen Ausnahmesituation, entsprechend z.B. einem Zustand, in dem die beiden Weichenzungen klemmen bzw. hängen auf Grund eines mechanischen Bruchs.
• In der normalen, häufigsten Situation überträgt der der beiden Mikrokontroller MC&sub1; und MC&sub2; der Satellitenlogik LSC, der die vom anderen kommende Bitkette erhalten hat, dafür an die signaltechnisch sichere Fernüberwachung LST eine Bitkette S&sub1; oder S&sub2;, die eine Funktion der vom anderen Mikrokontroller empfangenen Bitkette ist: S&sub1; = f&sub1;(E2) oder S&sub2; = f&sub2;(E&sub2;). Jede der Funktionen f&sub1; und f&sub2; ist charakteristisch für den durchquerten Mikrokontroller.
• Die signaltechnisch sichere Fernüberwachung LST erhält folglich als Gegenleistung für die doppelte Bitkette E&sub1; + E&sub2; eine Bitkette S&sub1; und/oder S&sub2;, die zugleich charakteristisch ist für die gesendete Bitkette und die durchlaufene Bahn zwischen den beiden Mikrokontrollern dieser Satellitenüberwachungslogik LSC, durch die zu überwachenden Kontakte.
• Wenn man sich auf das Beispiel der Figur 6 bezieht, sieht man, daß es die Kette E&sub1; ist, die vom Mikrokontroller MC&sub1; nicht übertragen werden kann zum Mikrokontroller MC&sub2;, infolge der Stellung der zu überwachenden Kontakte I&sub1; und I&sub2;.
• Man bestimmt mathematisch die Funktionen f&sub1; und f&sub2; entsprechend der Fehlerrate, die man als akzeptabel bewertet. Zum Beispiel kann die Funktion ein Exklusiv-ODER sein, ausgeführt Bit für Bit (oder Byte für Byte) zwischen der Kette aus n Bits E&sub1; oder E&sub2; und einer Kette von n Referenzbits R&sub1; oder R&sub2;, von der Form S&sub1; = > (E&sub2;(i) + R&sub1;(i)) und S&sub2; = > (E&sub1;(i) + R&sub2;(i)).
• Man definiert generell den "Abstand" zwischen zwei Ketten von n Bits damit, wie unterschiedlich die Anzahl Bits desselben Rangs in den beiden Nachrichten ist.
• Die Bitketten werden so gewählt, daß der "Abstand" zwischen ihnen größtmöglich ist. Jede Referenzbitkette ist folglich charakteristisch für den Mikrokontroller, in dem die Funktion f ausgeführt wird. Sie wird festgeschrieben in dem programmierbaren Lesespeicher PROM der Karte.
• Die LST kennt das Konvertierungsgesetz, das zu dem Kontakt gehört, den sie überwachen soll. Indem sie den Inhalt der Kette aus pseudo-zufälligen Bits kennt, die sie gesendet hat, weiß sie genau, wie die Bitkette beschaffen sein muß, die sie empfängt.
• Wenn sie die empfangene Kette vergleicht mit der erwarteten, kann sie den Abstand zwischen ihnen bestimmen.
• Bei Fehlen jeglichen Fehlers müßte dieser Abstand null sein.
• Die Sicherheit ist maximal, wenn man einen Kontakt nur als geschlossen betrachtet, wenn der gemessene Abstand null ist.
• Jedoch, wenn die Länge der Bitkette groß ist und wenn die Anzahl der verschiedenen über dieselbe Datenübertragungsverbindung zu überwachenden Kontakte nicht zu groß ist, ist die Sicherheit noch groß, wenn man einen Abstand zuläßt, der kleiner ist als eine gewisse Schwelle, die nicht null ist.
• Nach Nullung initialisiert jeder Mikrokontroller seine Pufferregister, um der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung eine Bitkette zu senden, die kennzeichnend ist für seine Reinitialisierung und seine Identität. Dies kann dieselbe Bitkette R sein.
• Das Prinzip einer Fernsteuerung wird mit Bezug auf die Figur 7 beschrieben. Der Betätigungsmotor Mo der Vorrichtung wird fernversorgt von der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung LST durch die anschließend beschriebene Dreiphasen-Versorgung.
• Die Energieleitung wird gebildet durch ein Kabel mit fünf Leitern (F&sub1; bis F&sub5;), das zwei unterschiedliche Versorgungen zusammenfaßt, einerseits eine Dreiphasenversorgung der Vorrichtungen, die die Drähte F&sub1; bis F&sub3; benutzt (deren Querschnitt bestimmt wird durch den Verbrauch einer einzigen Vorrichtung auf einmal), andererseits eine Hilfsversorgung, die die Drähte F&sub4; und F&sub5; benutzt für die Fernversorgung der Satellitenüberwachungslogiken LSC und die Verriegelung der Steuerrelais RA.
• In Abhängigkeit vom Sicherheitsprogramm der zentralen Fernüberwachungslogik LST kann diese Hilfsversorgung drei verschiedene Zustände annehmen, entsprechend den Zuständen der Relais Rx und Ry: Gleichstrom, wenn das Relais Ry in Arbeitsstellung ist, Wechselstrom, wenn Ry in Ruhestellung ist und Rx in Arbeitsstellung, und null, wenn Rx und Ry in Ruhestellung sind.
• Die Elektronik der Satellitenüberwachungslogiken kann ebenso mit Wechselstrom versorgt werden wie mit Gleichstrom durch eine Umformernetzteil BC. Seine Trägheit ist ausreichend, um die Umschaltzeiten Wechselstrom-Gleichstrom und vice versa abzudecken auf der Ebene der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung LST. Die Vorrichtungsrelais RA, die während des ersten Schritts einer Steuerung der Vorrichtung in den Satellitenüberwachungslogiken vorpositioniert werden, wie man weiter oben gesehen hat, sind unter der Kontrolle eines Schließer-Relais RC und eines Öffner- Relais RD, das nur auf eine Wechselstromversorgung anspricht.
• Das momentane Fehlen jeglicher Versorgung auf den Drähten F&sub4; und F&sub5; der Hilfsversorgung hat ein Abfallen der Relais RA zur Folge und verursacht eine Nullung aller Mikrokontroller der Satellitenüberwachungslogiken LSC.
• Die Lösung, die Datenübertragungsleitung zu trennen von der Energieleitung wurde aus verschiedenen Gründen gewählt, darunter hauptsächlich die Freiheit der technologischen Entwicklung der Datenübertragung (optische Fasern, usw..) und eine Sicherheit für die Instandhaltungstrupps, die nicht unter gefährlicher Spannung arbeiten müssen.
• Eine Fernsteuerung eines einzigen Motors M&sub0; erfolgt in drei Schritten:
• 1º) die Vorpositionierung des betreffenden Vorrichtungsrelais RA, das nacheinander die folgenden Operationen durchführt:
• . Man erlaubt das Schließen der Relais RA von allen Satellitenüberwachungslogiken LSC, die verbunden sind mit der Multipoint-Leitung durch die Wechselstrom-Hilfsversorgung;
• . Man gibt durch die Datenübertragungsleitung 3 dem einzigen, sich selbsthaltenden Relais RA der betreffenden Vorrichtung den Schließbefehl;
• . Man unterbindet über die Energieleitung jede neuerliche Veränderung des Zustands der Relais RA (durch Gleichstrom- Hilfsversorgung).
• . Man kontrolliert, indem man das Prinzip der vorhergehend beschriebenen Fernüberwachungen anwendet, daß nur das betreffende Relais RA geschlossen ist.
• 2º) Die Ausführung des Befehls erfolgt, wobei die Relais RA positioniert und verriegelt sind durch Gleichstrom- Hilfsversorgung, indem man über die Energieleitung die Dreiphasenversorgung schickt (über F&sub1;, F&sub2; und F&sub3;), bestimmt für die Bewegung der Vorrichtung. Die Bewegungsrichtung erhält man durch Umkehrung der beiden Phasen auf der Ebene der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung LST, die als einzige signaltechnisch sicher arbeitet. Die Betätigung der Vorrichtung ist verbunden mit einem "verlorenen Befehl". Folglich muß die Vorrichtung geschützt werden durch Endschalter oder eine verstärkte Friktionseinrichtung. Jedoch, wenn die Weichenüberwachung korrekt die Endstellung feststellt, kann der verlorene Befehl vorzeitig unterbrochen werden durch das Programm der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung LST.
• 3º) Die Rückstellung der Relais RA in Ruhestellung wird durchgeführt mittels derselben Operationsfolge wie bei der Vorpositionierung, und man befiehlt das Öffnen der Relais RA während die Hilfsversorgung mit Wechselstrom erfolgt.
• Das Vorrichtungsrelais RA ist selbsthaltend geschaltet. Sein Schließen wird sichergestellt durch ein Schließer-Relais RC, gesteuert durch den Mikrokontroller MC&sub2; der Satellitenüberwachungslogik LSC, während sein Öffnen sichergestellt wird durch ein Öffner-Relais RD, gesteuert durch den Mikrokontroller MC&sub1;.
• Die beiden Relais RC und RD werden versorgt durch die Hilfsversorgung, geliefert über F&sub4; und F&sub5;, mittels eines Transformators TR, der eine signaltechnisch sichere Einrichtung für die Übertragung einer Wechselstromenergie bildet. Selbst für den Fall eines Ausfalls der Mikrokontroller und der Satellitenüberwachungslogik LSC können die Öffner und Schließer nur betätigt werden, solange die Hilfsversorgung mit Wechselstrom erfolgt.
• Somit hat man die Gewißheit, auf signaltechnisch sichere Weise, daß ein Relais RA nicht schließen kann solange die Hilfsversorgung mit Gleichstrom erfolgt, wobei diese Bedingung auferlegt wird durch die signaltechnisch sichere Fernüberwachung LST, ehe sie die Dreiphasenversorgung an das einzige Relais RA liefert, das geschlossen wurde während der zugelassenen Vorpositionierungs-phase.
• Um zu vermeiden, daß eine Störung einer Satellitenüberwachungslogik LSC, deren Mikrokontroller MC&sub2; eine permanente Betätigung des Schließers RC aufweisen würde, die anderen Satellitenüberwachungslogiken der Multipoint-Leitung blockiert, wird die Steuerung von RC impulsförmig gemacht durch eine kapazitive Schaltung, die keine Sicherheit aufweisen muß.
• Keine weitere Vorsichtsmaßnahme ist vorzusehen auf der Ebene der Steuerung der Relais RC und RD.
• Der Schließer RC kann nämlich nur wirksam werden, wenn die Hilfsversorgung mittel Wechselstrom erfolgt und, was auf der Ebene des Vorrichtungsrelais RA am wichtigsten ist, ist nicht seine Steuerung, nicht gesichert, sondern die Überwachung seiner Stellung, gesichert, durchgeführt vor der Sendung des Dreiphasenstroms. Die Sicherheit der Steuerung beruht gewissermaßen auf der Sicherheit der Überwachung der Vor-Steuerung.
• Die oben beschriebene Lösung für die Satellitenüberwachungslogik, angewandt auf eine Weiche, weist auf der Ebene der Verkabelung einen bedeutenden wirtschaftlichen Vorteil auf. Es wird nämlich nur eine einzige Energieleitung mit fünf Leitern verwendet und eine Datenübertragungsleitung, alle beide vielstellenförmig, zwischen dem Stellwerk, wo sich die signaltechnisch sichere Fernüberwachung befindet und der Gesamtheit der Weichen. Hingegen umfaßt bei den gegenwärtig verwendeten Ausführungen die Point-to-Point-Verbindung zwischen dem Stellwerk und jeder Weiche wenigstens vier Leiter mit großem Querschnitt (genannt "4-Drähte"- Schaltung) (montage dit "4 fils").
• Da jedesmal nur eine einzige Vorrichtung gesteuert wird, ist der Leistungsbedarf auf der Ebene der Energieleitung sehr gering im Vergleich zu der der herkömmlichen Stellwerke, bei denen keine logische Einrichtung das simultane Funktionieren von mehreren Weichen verhindert. Die in der Erfindung vorgeschlagene Lösung nutzt die kontinuierliche Verfolgung der Verkehrsbewegungen, wobei Häufungsstellen beim Betrieb der Weichen vermieden werden, deren mittlerer Benutzungsgrad über einen langen Zeitraum tatsächlich nahezu null ist.
• Ein weiterer finanzieller Vorteil ergibt sich aus den sehr geringen Kosten der Satellitenüberwachungslogiken, hergestellt auf der Basis von handelsüblichen Mikrokontrollern. Nur für die zentrale Fernüberwachungslogik ist Sicherheit gefordert und ihre Schnittstelle mit der Energieleitung mittels Sicherheitsrelais ist extrem vereinfacht.
• Nun werden nacheinander die Datenübertragungsleitung und die Satellitenüberwachungslogik beschrieben, mit Bezug auf die Figur 7.
• Die Datenübertragungsleitung 3 ist ein verdrilltes und abgeschirmtes Doppelpaar, verwendet unter dem Protokoll BITUS von INTEL, im Differentialmodus (RS485), wobei die hauptsächlichen Eigenschaften der gewählten Option die folgenden sind:
• - Übertragungsgeschwindigkeit: 62,5 kBit/s
• - Maximallänge eines Segments zwischen Verstärkern: 1200m
• - maximale Anzahl Knotenpunkte pro Segment: 28
• - maximale Anzahl durchquerter Verstärker: 10
• - maximale Gesamtzahl der Knotenpunkte: 250, was einem theoretischen Maximum von 125 Weichen entspricht, da jeder der beiden Mikrokontroller derselben Satellitenüberwachungslogik einen Knotenpunkt bildet im Sinne der Adressierung des BITBUS.
• Zwei Einschränkungen bestehen bei der praktischen Maximalzahl von an den BITBUS anschließbaren Knotenpunkten:
• 1) Der Verbrauch der Knotenpunkte-Versorgungen auf der Hilfsversorgungsleitung, vor allem von Gleichstrom, was sein häufigster Zustand ist (das Restwelligkeitsverhältnis der Gleichstrom-Hilfsversorgung darf auf keinen Fall eine Wiederversorgung der Relais RC durch die Transformatoren hindurch ermöglichen).
• 2) Die Ansprechzeit, in der Praxis begrenzt auf 5 oder 6 Weichensteuerungen pro Minute, wobei auf einmal nur eine Weiche gesteuert werden kann.
• Dieselbe signaltechnisch sichere Fernüberwachung LST kann mehrere BITBUS verwalten, wobei die Vorrichtungen so verteilt sind, daß man immer über eine Minimalzahl "Leitwege" verfügt, selbst im Falle des Versagens eines BITBUS.
• Galvanisch isolierte Verstärker stehen standardmäßig als BITBUS-Zubehör zu Verfügung. Es erfordert eine doppelte 12V- Gleichstromversorgung für das Vorgeschaltete (l'amont) und das Nachgeschaltete (l'aval), die lokal geliefert werden kann durch die Versorgung der Satellitenüberwachungslogik LSC oder durch die Übertragung, im BITBUS-Kabel, einer zusätzlichen 12V- Fernversorgung, wobei diese Option Teil der BITBUS-Norm ist.
• Die Weichen-Satellitenüberwachungslogik LSC wird gebildet durch zwei Mikrokontroller MC&sub1; und MC&sub2;, verwirklicht mit DATEM DCB 220-Karten aus dem Handel.
• Die BITBUS-Karten verwenden den Mikrokontroller INTEL 8044, der ein 8052 ist, dem ein serielles Hochgeschwindigkeits-Interface HDLC (High level Date Link Control) hinzugefügt ist (bis 2,4 MBit/s). Jeder Mikrokontroller ist mit einer spezifischen Adresse an den BITBUS angeschlossen und bildet einen Knotenpunkt des BITBUS.
• Der programmierbare Lesespeicher (PROM), der mit jedem Mikrokontroller MC&sub1;, MC&sub2; verbunden ist, enthält einerseits den Systemkern und das lokale Programm, gleich für alle Karten, und andererseits die Tabellen, die zur Konvertierung der für die Karte spezifischen Bitketten R dienen. Es darf keine zwei identischen PROM geben.
• Die physische Adresse des Mikrokontrollers wird auf der Karte hergestellt mittels Steckbrücken. Die Überwachungs- Sicherheitslogik LST kann, indem sie im PROM eine bestimmte Bitkette liest (die die vorhergehend verwendete Bitkette sein kann), die Korrelation zwischen dem auf dem BITBUS adressierten (physische Adresse) Mikrokontroller und der von dem entsprechenden PROM erhaltenen Bitkette überprüfen. Der zu jedem Mikrokontroller MC&sub1; und MC&sub2; gehörende Hauptspeicher (RAM) bildet die Sende- und Empfangs-Pufferregister der Ketten aus n Bits, übertragen mit großer Geschwindigkeit auf der Multipoint-Datenübertragungsleitung, oder mit kleinerer Geschwindigkeit zum anderen Mikrokontroller derselben Satellitenüberwachungslogik LSC, über den Steuerschalter I oder über das Relais RA.
• Die serialen Verbindungen der Weichen- oder Relais- Überwachung werden hergestellt mittels einem doppelten DUART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) oder Verbindungsschalter (Figur 6), verfügbar auf jeder Mikrokontrollerkarte DATEN DCB 220. Die Weichenüberwachung ist ausgeführt als +12V-Schleife an einem Port und die Überwachung des Relais RA, die lokal ist in der Satellitenüberwachungslogik, ist ausgeführt als RS 422 (+5V) an einem anderen Port.
• Die Übertragungen zum Steuerschalter I und zum Relais RA erfolgen mit mittlerer Geschwindigkeit (maximal 19200 Bits/s), während die Übertragungsgeschwindigkeit auf dem BITBUS mit 62,5 kBit erfolgt. Die Anpassung der Geschwindigkeit erfolgt auf der Ebene der Pufferregister der Mikrokontroller MC&sub1;, MC&sub2; der Satellitenüberwachungslogik LSC. Die anderen auf der DATEM-Karte verfügbaren Eingangs-Ausgangsports werden verwendet für die Steuerung der Schließer- und Öffner-Relais RC und RD des Relais RA, sowie für Nichtsicherheits-Eingänge-Ausgänge, zum Beispiel der Weichenvorwärmer.
• Das Relais RA ist ein Relais mit 6 Umschaltkontakten, wovon drei (a&sub1;, a&sub2;, a&sub3;) dem Antrieb des dreiphasigen Weichenmotors dienen, zwei (a&sub4; und a&sub5;) der Überwachung der Position des Relais RA selbst, und der letzte a&sub6; seiner Selbsthaltung.
• Die Kontakte des Relais RA müssen fähig sein, die in den Motor abgegebenen Stromstärken auszuhalten; hingegen müssen sie nicht kalibriert sein, um eine solche Stromstärke häufig zu unterbrechen. Das Relais RA wird nämlich vorpositioniert ehe der Dreiphasenstrom hergestellt wird durch das Starkstromschaltrelais RU der Satellitenüberwachungslogik LSC.
• Das Relais RA kann keinesfalls ungewollt schließen, hingegen kann es ausnahmsweise fälschlicherweise öffnen im Moment eines Ausfalls der +12V-Versorgung der Satellitenüberwachungslogik LSC.
• Die Relais RC und RD sind zwei DIL-Relais (Dual in Line), die auf die Beanspruchungen der Mikrokontroller MC&sub1; und MC&sub2; nur ansprechen, wenn die Hilfsversorgung mit Wechselstrom erfolgt.
• Die Relais RA, RC, RD müssen keine Sicherheitsrelais sein, jedoch dürfen sie auf keinen Fall unter der alleinigen Wirkung von Vibrationen schließen.
• Die Versorgung einer Satellitenüberwachungslogik umfaßt zwei Teile:
• 1º) Eine geregelte Stromversorgung, gebildet durch ein Umformer-Netzteil BC, das am Eingang ebenso Gleich- wie Wechselspannung akzeptiert und das Halten der Nominalausgänge gewährleistet während den Wechselstrom-Gleichstrom- und Gleichstrom-Wechselstrom-Umschaltungen der Hilfsversorgung.
• 2º) eine gleichgerichtete Versorgung für RC und RD, die nur Energie liefern kann, wenn die Hilfsversorgung, über F&sub4;, F&sub5;, der Energieleitung unter Wechselspannung steht. Ein Transformator TR verhindert mit Sicherheit den Durchgang einer Gleichstromversorgung. Ein Kondensator C ist in Reihe geschaltet mit TR, um zu verhindern, die Gleichstrom-Hilfsversorgung über die Primärseite des Transformators TR kurzzuschließen. Damit der Transformator unter Nominalbedingungen funktioniert, muß die Resonanzfrequenz des durch den Kondensator C und der Primärseite des Transformators TR gebildeten Filters sehr klein sein bezüglich der Betriebsfrequenz von 50 Hz.
• Nun werden die Schnittstellen der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung LST mit Bezug auf die Figur 7 beschrieben. Erwähnt wurde schon, daß die Fernüberwachungssicherheitslogik signaltechnisch sicher konzipiert ist. Die Schnittstelle zwischen der genannten Sicherheitslogik und der Satellitenlogik muß ebenfalls signaltechnisch sicher sein. Obgleich sehr vereifacht, muß sie verwirklicht werden mit Sicherheitsrelais, z.B. des Typs NSI.
• Ein herkömmliches Vorrichtungssteuerungsrelais CA gewährleistet, durch die Umschaltkontakte C&sub1; und C&sub2;, die Umkehrung der beiden Phasen Ph&sub2; und Ph&sub3; der dreiphasigen Versorgung, um die Drehrichtung des Motors Mo der Vorrichtung umzukehren.
• Beschrieben wurde ein System, in dem sich ein einziger Motor dreht, und dies in einer Richtung, die entschieden wird durch die signaltechnisch sichere Fernüberwachung LST mittels der Vertauschung der Phasen Ph&sub2; und Ph&sub3;.
• Mit nur diesem System könnte man, wenn der Durchmesser der Drähte es zuläßt, alle Weichen, die in Frage kommen, nach rechts steuern. Als nächstes könnte man alle diejenigen nach links steuern, die nach links gesteuert werden müssen.
• Auch könnte man von der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung LST aus stets denselben Leistungsbefehl senden. In diesem Fall muß man auf jede der Satellitenüberwachungslogiken, um den Preis einer etwas komplizierteren Relaisschaltung, die Wahl der Versorgungsrichtung der Motoren übertragen.
• Ein Vorrichtungs-Starkstromschaltrelais Ru, herkömmlich, gewährleistet das Ein- und Ausschalten des Dreiphasenstroms der Energieleitung mittels Umschaltkontakten u&sub1;, u&sub2;, u&sub3; und u&sub4;.
• Ein Relais Ry gewährleistet die Wechselstrom-Gleichstromumschaltung der Hilfsversorgung. Mittels Verriegelungsautomatik der Relais untereinander wird garantiert, daß das Relais CA nur umschalten kann, wenn das Relais Ru in Ruhestellung ist, daß das Relais Ru nur ansprechen kann, wenn das Relais Ry in Hochstellung ist (was einer Gleichstrom-Hilfsversorgung entspricht), und daß das Relais Ry sich selbst hält, solange das Relais Ru oben bleibt, was eine ungewollte Rückkehr der Wechselstrom-Hilfsversorgung verhindert, solange der Dreiphasenstrom in der Leitung ist. Die Gleichstrom-Hilfsversorgung kann durch irgendeine geeignete Einrichtung hergestellt werden, insbesondere durch einfaches Gleichrichten und Filtern der Wechselstromversorgung. Das Filtern muß ein Sicherheitsfiltern sein, denn man muß die Gewißheit haben, daß das Restwechselstrom-Welligkeitsverhältnis nicht auf der Sekundärseite der Transformatoren der Satellitenüberwachungslogiken eine Spannung entstehen läßt, die fähig ist, ein Relais RC zu betätigen. Die Verriegelung der Relais RA während einer Gleichstrom-Hilfsversorgung wäre dann nicht mehr garantiert.
• Das zusätzliche Relais Rx ermöglicht, wenn Rx und Ry alle beide in Tiefstellung sind, jede Hilfsversorgung zu unterbrechen und folglich ein Abfallen des Relais RA zu verursachen, das infolge eines Ausfalls der Satellitenüberwachungslogik LSC geschlossen geblieben ist.
• Die oben beschriebene Weichen-Satellitenüberwachungslogik bildet nur eine bevorzugte Ausführungsart, dazu bestimmt, die Erfindung verständlich zu machen. Selbstverständlich könnten andere, gleichwertige Mittel oder Einrichtungen verwendet werden, vor allem auf der Ebene der elektronischen Karten, ohne deswegen den durch die Ansprüche definierten Rahmen der Erfindung zu verlassen.
• Außerdem sind die Grundprinzipien der Überwachung und Steuerung, angeführt in Verbindung mit einer Weichenüberwachung, auf identische Weise anwendbar auf eine Satellitenüberwachungslogik eines schienengleichen Bahnübergangs. Mit bestimmten erforderlichen Anpassungen können sie ebenfalls angewandt werden für die Sicherheitsüberwachung und/oder -steuerung jeder in dem Bereich angetroffenen Vorrichtung, wie etwa Baustellen-Zugmelder oder Achsenzähler, oder in einem Weichenstellwerk.

Claims (20)

1. Fernüberwachungsanlage von Kontakten, umfassend eine signaltechnisch sichere Fernüberwachung (LST), die zusammenwirkt mit einer oder mehreren Satellitenüberwachungslogiken (LSC) durch eine oder mehrere Point-to-Point- oder Multipoint-Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß die LST feststellt, daß ein Kontakt geschlossen ist, indem sie der diesem Kontakt zugeordneten LSC ein hochredundantes Signal sendet, daß die LSC dieses Signal durch einen Kontakt schickt, dessen offener oder geschlossener Zustand zu überprüfen ist, das Signal in einem Konvertierer umwandelt entsprechend einem für diesen Kontakt spezifischen Gesetz, das ihn unterscheidet von den Konvertierungen, die angewandt werden bei allen anderen, durch die gleiche Verbindung überwachten Kontakten, und dann das umgewandelte Signal zurücksendet zu der LST, die entscheidet, daß der Kontakt geschlossen ist, wenn das Signal, das sie zurückerhält, dem entspricht, was sie erwartet, wobei die Kenntnis des Signals, das sie gesendet hat, und des spezifischen Konvertierungsgesetzes, dessen Anwendung sie erwartete, ihr garantieren, daß die Antwort dem jüngsten Zustand des Kontakts entspricht auf Grund der Tatsache, daß das durch die LST übertragene Signal sich von Mal zu Mal ändert.

2. Fernsteuerungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Fernüberwachungsanlage nach Anspruch 1 umfaßt, daß die LST die LSCs über eine oder mehrere Verbindungen mit Energie versorgt, entweder mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom, daß die LSCs wenigstens einen Transformator enthalten (der die Versorgung nur durchläßt, wenn es Wechselstrom ist), und daß die LSC eine solche Vorrichtung umfaßt, daß sie ihren Zustand nur ändern kann, wenn die Versorgung eine Wechselstromversorgung ist, daß die LST diesen Zustand gemäß Anspruch 1 überwacht, und daß sie die Steuerung nur zuläßt, wenn sie ihn als konform mit dem beurteilt, was die Sicherheit erfordert.

3. Fernsteuerungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieleitung (F&sub1; bis F&sub5;) sich unterteilt in eine Dreiphasen-Versorgungsleitung (F&sub1; bis F&sub3;), bestimmt zur Betätigung der fernzusteuernden Vorrichtung, und eine Hilfsversorgungsleitung (F&sub4;, F&sub5;), bestimmt zur Versorgung der Satellitenüberwachungslogik (LSCi).

4. Anlage zur Fernüberwachung nach Anspruch 1 oder zur Fernsteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Satellitenlogiken (LSCi) und die Verbindungen (LST-LSCi) nicht signaltechnisch sicher sind, wobei die Sicherheit des Ganzen nur von der Fernüberwachungs-Sicherheitslogik abhängt, die signaltechnisch sicher ist.

5. Fernsteuerungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, unabhängig davon ob sie eine Multipointoder Point-to-Point-Verbindung ist, eine Energieleitung (A) und eine Datenübertragungsleitung (L) umfaßt.

6. Fernüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem zu überwachenden Kontakt (Ci) ein Codierorgan (CMi, CVi) zugeordnet ist, physisch unabhängig von den anderen Codierorganen, damit der Durchgang der Information durch den Codierer nur möglich ist, wenn diese Information den zu überwachenden Kontakt (Ci) durchläuft.

7. Anlage zur Fernüberwachung nach Anspruch 1 oder zur Fersteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesendeten und empfangenen Signale zusammengesetzt sind aus einer Folge von logischen Bits.

8. Fernüberwachungsanlage nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Codierer einen ROM-Speicher verwendet, enthalten in einem Mikrokontroller (CMi), und daß die Gewißheit des Durchlaufens des Kontakts (Ci) erhalten wird durch das Lesen der konvertierten Bitkette durch einen zweiten Mikrokontroller (CVi).

9. Fernüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Satellitenlogik (LSCi) gebildet wird durch zwei Mikrokontroller (MC&sub1;, MC&sub2;), die auf der Multipoint- Leitung auf zwei unterschiedliche Adressen ansprechen, abhängig von der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung (LST) und jeweils in Verbindung mit Kontakten (I&sub1;, I&sub2;) des Apparatprüfers.

10. Fernüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsüberwachung einer Vorrichtung durchgeführt wird mittels einer Kette von n "datierten" Bits, die von der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung (LST) an die der zu überwachenden Vorrichtung zugeordneten Satellitenlogik (LSCi) gesendet werden, die ihr nach einer Konvertierung eine andere Kette von n Bits zurücksendet, mittels der die signaltechnisch sichere Fernüberwachung (LST) die Distanz zu der Bitkette bewerten kann, die sie erwartet, aufgrund ihrer Kenntnis der gesendeten Bitkette und des in der Satellitenüberwachungslogik (LSCi) angewandten Konvertierungsgesetzes, die dem Vorrichtungskontakt zugeordnet ist, den sie kontrollieren möchte, und dadurch, daß das Merkmal "geschlossen" des Kontakts den sie kontrollieren möchte durch die signaltechnisch sichere Fernüberwachung (LST) anerkannt wird, wenn die gemessene Distanz kleiner oder gleich einer bestimmten Schwelle ist, die null sein kann.

11. Fernüberwachungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die signaltechnisch sichere Fernüberwachung (LST) eine Doppelkette (E&sub1;, E&sub2;) Bits sendet, wobei jeder Mikrokontroller (MC&sub1;, MC&sub2;) eine Bitkette erhält, die er weiterleitet an den anderen Mikrokontroller (MC&sub2;, MC&sub1;) über Kontakte (I&sub1;, I&sub2;) des Apparatprüfers, wobei die signaltechnisch sichere Fernüberwachung (LST) eine Bitkette (S&sub1; oder S&sub2;) zurückerhält, die charakteristisch ist für die Stellung der zu kontrollierenden Kontakte und für den durchquerten Mikrokontroller.

12. Fernsteuerungsanlage nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsteuerung der Vorrichtung durchgeführt wird mittels eines Motors (Mo) in Abhängigkeit von einem Relais (RA) der betreffenden Vorrichtung, das die Dreiphasenversorgung des genannten Motors betätigt, wobei die auszuführende Bewegungsrichtung festgelegt wird durch Phasen, die umgekehrt werden können entweder auf der Ebene der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung (LST) oder auf der der Satellitenüberwachungslogik (LSCi).

13. Fernsteuerungsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais RA der Vorrichtung gesteuert wird durch ein Schließer-Relais (RC), das abhängt von einem der Mikrokontroller (MC&sub2;) der Satellitenlogik (LSCi) und durch ein Öffner-Relais (RD), das abhängt von dem anderen Mikrokontroller (MC&sub1;) der Satellitenlogik (LSCi).

14. Fernsteuerungsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließer (RC) und der Öffner (RD) des Vorrichtungsrelais (RA) versorgt werden durch die Hilfsversorgung (F&sub4;, F&sub5;) mittels einer signaltechnisch sicheren Vorrichtung (TR).

15. Anlage zur Fernüberwachung nach den Ansprüchen 1 und 4 und zur Fernsteuerung nach den Ansprüchen 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle zwischen der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung (LST) und der Energieleitung (F&sub1; bis F&sub5;) signaltechnisch sicher ist.

16. Anlage zur Fernüberwachung und zur Fernsteuerung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle zwischen der signaltechnisch sicheren Fernüberwachung (LST) und der Energieleitung (F&sub1; bis F&sub5;) verwirklicht wird mit Sicherheitsrelais (Ru, Rx, Ry, CA).

17. Anlage zur Fernüberwachung nach den Ansprüchen 1 und 4 und zur Fernsteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragungsverbindung eine radioelektrische Verbindung ist.

18. Anlage zur Fernüberwachung und Fernsteuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie eingesetzt wird für die Überwachung und Steuerung einer Vielzahl von Weichen.

19. Anlage zur Fernüberwachung und Fernsteuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie eingesetzt wird für die Überwachung und Steuerung von Bahnübergängen.

20. Anlage zur Fernüberwachung und Fernsteuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie eingesetzt wird zur Überwachung von Kontakten, wie etwa Überwachungen von Fahrstraßen, und zur Herstellung von Kontakten, wie etwa Fahrstraßeneinstellungen.