FI69430C - Regionalt staellverk - Google Patents

Description

r^ygfe^Tl rBl KUULUTUSjULKAISU £ G Λ X Γ)

6 11 UTLÄGGNINGSSKRIFT 0/40U

C (45) Titeutti fiiyonnetty , Patent nc.k’elat 10 CO 1006 (51) Kv.lk.’/Int.CI.* B 6l L 21/00 (21) Patenttihakemus — Patenunsökning 800675 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 05.03.80 (FI) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 0 5.0 3.8 0 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig ] j .09.80

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.—

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd ooh utl.skriften publicerad 31 .10.85 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 10.03.79

Saksan L i i ttotasavalta-Förbundsrepub!iken

Tyskland(DE) P 2909512.3 (71) International Standard Electric Corporation, 320 Park Avenue, New York, N.Y. 10022, USA(US) (72) Wolfgang Jakob, Ludwigsburg, Helmut CJbel , Leonberg, Saksan Liittotasa-valta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (74) Oy Koister Ab (54) Alueellinen lukituslaitos - Regionalt ställverk Tämä keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa esitettyä lukituslaitosta. Tällaisia alueellisia lukituslaitoksia on tunnettu kauan (vert. esim. W. Schmitz’in artikkeli aikakausilehdessä "Signal und Draht", (1964), nro 33, s. 37 ja nro 4, s. 61), ja suuri määrä tällaisia lukituslaitoksia toimii Saksan Liittotasavallan rautateillä.

Muutaman viime vuoden aikana on edistytty elektronisen tietojenkäsittelyn hyväksikäytössä suoritettaessa erilaisia tehtäviä lukitus-laitoksissa, erityisesti suurissa laitoksissa. Loppuvuonna 1972 esimerkiksi Saarbruckenin alueellisessa valvontakeskuksessa otettiin käyttöön elektroninen tietojenkäsittelyjärjestelmä ohjaamaan lukituslaitoksia Liittotasavallan rautateiden alueella (vert. esim. "ETR" (24), 11-1975, s. 395). Tämä järjestelmä, joka käsittää kaksi samanaikaisesti toimivaa prosessoriyksikköä, määrää mahdolliset junien liikkeet koko alueella (johto) ja toteuttaa reitinmääräyskäskyt useissa lukituslaitok-sissa (toiminta). Tietokoneet suorittavat näin junanselvittäjille tähän asti kuuluneet tehtävät. Lukituslaitoksien logiikassa, joka itse asiassa takaa toimintavarmuuden erilaisten valvonta- ja kytkentäpiireinä 2 69430 avulla, käytetään yhä hyväksi osoittautunutta Teletekniikkaa.

On myös esitetty (vert. esim. DE-AS 24 33 187), että poikettaisiin alueellisen virtapiirin periaatteesta ja reitinmääräyskäskyt käsiteltäisiin keskitetysti yhdessä paikassa. Tällä periaatteella on kuitenkin huomattavia haittoja mitä tulee häiriövaikutuksiin" sen tähden em. saksalaisessa kuulutusjulkaisussakin jo ehdotetaan lukitus-laitoksen jakamista eri alueille. Lisäksi alueelliselle lukituslaitok-selle ominainen selkeys ja joustavuus menetetään em. järjestelmässä.

Paitsi alueellisen virtapiirin periaatteesta johtuvia etuja -selkeä järjestely, hajautettu tekniikka, jonka avulla häiriövaikutukset minimoidaan - tavanomaisella alueellisella relelukituslaitoksella on myös haittoja, pääasiassa suuret kustannukset: jokaista reittiosaa varten tarvitaan jopa 45 releen ryhmä, joilla releillä on erilaiset koske tinmäärät ja johdotukset. Tästä on seurauksena, että käytetään monia erilaisia reletyyppejä, ja että valmistuskustannukset ovat suuret. Lisäksi sähkömekaanisten komponenttien suuri määrä ja laajat johdotukset vaativat paljon tilaa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada alueellinen lukitus-laitos, joka käyttää hyväkseen elektronista tietojenkäsittelytekniikkaa .

Tähän päämäärään on päästy patenttivaatimuksessa 1 esitettyjen erikoisominaisuuksien avulla.

Mieluiten mikroprosessoreilla toteutettujen, halpojen tietokone-parien tai -kolmikkojen käyttäminen, joiden tietokoneiden antamia tuloksia valvotaan virheiden varalta tunnetulla tavalla vertailemalla, mahdollistaa turvallisen standardialueyksikön valmistamisen, joka yksikkö alueellisessa lukituslaitoksessa yhden tai useamman alueellisesti yhteenkuuluvan releryhmän sijasta käytettynä vähentää huomattavasti tällaisen lukituslaitoksen valmistuskustannuksia. Kustannussäästä saavutetaan osittain reletyyppien moninaisuutta vähentämällä, josta seuraa taloudellisempi tuotanto, ja osittain korvaamalla kalliit sähkömekaaniset komponentit elektronisilla. Korvaamalla releet elektronisilla komponenteilla vähennetään myös tilan ja tehon tarvetta.

Koska alueellisen yksikön rakenne on riippumaton siitä toiminnasta, joka sen on määrä suorittaa - toimintaa ei määrätä esim. ennalta 69430 ohjelmoitujen vaihdettayien lukumuistien ayulla ennen kuin a Lueellinen yksikkö on asennettu lukituslaitokseen, ja toimintaa yoidaan muuttaa milloin tahansa vaihtamalla muisteja-, viallisten yksiköiden korvaaminen ei tuota ongelmia, eikä enää tarvitse varastoida useita erilaisia rele-ryhmiä. Samalla lukituslaitoksen logiikan muutokset ja korjaukset helpottuvat suuresti, ja kaikki katkokset lyhenevät.

Alueellisten yksiköiden vaihtaminen on erityisen helppoa, mikäli tämän keksinnön edullisten ominaispiirteiden mukaisesti alueellisten yksiköiden ja niiden naapuriyksiköiden, ohjauslaitteen ja radanvarsi-laitteistoa valvotaan tehonkytkentälaitteiston kautta. Em. laitteistot voidaan sijoittaa joko lukituslaitokseen - tämä vaatii suuremman määrän johtimia radanvarsilaitteistoon - tai hajasijoittaa radanvarsilaitteis-toon kuten patenttivaatimuksissa 3 ja 4 esitetään. Jälkimmäisessä tapauksessa voidaan säästää johtimia, mutta radanvarsilaitteistoon täytyy asentaa elektronisia laitteita, joihin sisältyy erityinen teholähde.

Tämän keksinnön mukaisesta kytkentäasemasta edelleen kehiteltyä muotoa kuvataan patenttivaatimuksessa 5. Alueellisten yksiköiden moduuli-rakenne tarjoaa hyyin selkeän ratkaisun ja takaa sen, että alueellisten yksiköiden perustoiminnot ovat hyvin erillään perusosaryhmien toiminnoista, erityisesti silloin, kuten patenttivaatimuksessa 6 esitetään, kun ohjelmat, jotka määräävät yksittäiset perusosatoiminnot, pidetään pistikemäisessä muistimoduulissa.

Tämän keksinnön mukaista lukituslaitosta edelleen kehiteltäessä, kuten patenttivaatimuksessa 8 esitetään, ohjauslaitteen ohjaus- ja valvontapiirit yhdistetään myös yksikköön, joka yhdenmukaisesti alueellisen yksikön kanssa, käsittää turvallisen monitietokonejärjestelmän.

Kuten patenttivaatimuksissa 9 ja 10 esitetään, monijohtimiset alue-linjat ja kaikki muut merkinantolinjät tietokoneita sisältävien yksiköiden välillä voivat silloin olla 2 - tai 4-johtimisia tietolinjoja. Verrattuna releitä käyttäyiin alueellisiin lukituslaitoksiin säästetään näin huomattavasti kaapeli- ja johdinkustannuksia.

Tämän keksinnön mukaisen alueellisen lukituslaitokseen eräs edullinen suoritusmuoto on patenttivaatimuksien 11 ja 12 pääsisällys.

4 69430

Erityisen reitinvalintaryhmän, jonka ei tarvitse olla turvallinen, ja joka sen tähden voi käsittää vain yksittäisen tietokoneen, sisällyttäminen laitteistoon mahdollistaa säännöllisesti käytettyjen reittien nopean valinnan. Lisäksi tämän ryhmän peräkkäisen laajentamisen avulla voidaan ottaa käyttöön automaattinen reitinmääräys tai laajentaa sitä tai suorittaa junanjärjestelytehtäviä.

Keksintöä kuvataan nyt yksityiskohtaisesti mukaan liitettyihin kuviin viitaten, joissa kuva 1 esittää yhdysraidejärjestelmää; kuva 2 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaista lukituslaitosta; kuva 3 esittää alueellisen yksikön peruskaaviota.

Kuya 1 esittää risteysvaihdetta, josta saadaan 4 viestiä S1...S4, ja jossa on 4 vaihdetta W1...W4, 2 raidevirtapiiriä GLl, GL2, jotka ovat ns. reittiperusosia. Lukituslaitoksessa vastaavat perusosaryhmät sovitetaan kuhunkin yksittäiseen reittiperusosaan. Vallitsevalla tekniikalla toteutettuina nämä perusosaryhmät sisältävät jopa 45 releen ryhmiä. Releryhmät, jotka eroavat toisistaan releiden määrän ja johdotuksen suhteen, kytkee toisiinsa reittiverkoston mukainen monijohtiminen aluekaapeli. Yksittäisten releryhmien ohjaamiseksi on olemassa joukko lisämerkinantolinjoja, esim. rengaslinjoja, ja suuri määrä kaapeleita yhdistyy lisäksi radanvarsilaitteistoon.

Kuvassa 2 oleva tämän keksinnön mukainen lukituslaitos - vain ne perusosaryhmät esitetään, joiden reittiperusosat muodostavat kuvan 1 yhdysraidejärjestelmän - poikkeaa perusolemukseltaan nykyisen tekniikan mukaisesta toteutuksesta, vaikka alueellisen piirin periaate säilytetään. Yksittäisten releryhmien sijasta, joiden rakenne riippuu siihen liittyvästä vastaavasta reittiperusosasta, käytetään alueellisia stan-dardiyksiköitä SB1, SB2, jotka molemmat käsittävät turvallisen mikro-tietokoneparin, ja jotka voivat suorittaa yhden tai useamman perusosa-ryhmän toiminnot. Perusosaryhmien maksimimäärä, jota voidaan käyttää alueellisessa yksikössä, riippuu käytetyn prosessorityypin kapasiteetista .

Alueellisen yksikön molemmat mikrotietokoneet laskevat kaikki tulokset rinnakkin. Niiden ei kuitenkaan tarvitse toimia synkronisesti. Ne vaihtavat tuloksiaan tietoyäylän kautta ja vertaavat niitä. Vasta sen jälkeen kun molempien tietokoneiden saamat tulokset ovat keskenään 5 69430 samanlaisia, tulos vapautetaan käsiteltäväksi edelleen.

Kuva 3 esittää alueellisen yksikön peruskaaviota. Tietokone-moduuliin RM, joka koostuu kahdesta mikroprosessorista, yhdistetään kolme muistimoduulia ASM, GSm, ESM ja yksi alueellinen moduuli GM. Muistimoduuli ASM käsittää kaksi erillistä luku/kirjoitusmuistia ASl, AS2, jotka liitetään mikroprosessoreihin työmuisteina. Toinen muistimoduuli GSM on rakenteeltaan lukumuisti GS ja sisältää perusohjelman, joka on riippumaton perusosaryhmien toiminnoista ja samanlainen kaikissa alueellisissa yksiköissä.

Kolmas muistimoduuli ESM käsittää vaihtelevan määrän lukumuisteja ESl...ESn, joihin varastoidaan alueellisen yksikön muodostaminen perusosaryhmien toiminnot. Nämä lukumuistit ovat pistikemäisiä ja vaihdettavissa. Alueellinen moduuli GM on suunniteltu tavallaan jako telineeksi, ja se toimii ylläpitäen alueelliset yhteydet alueyksikön perusosaryhmien välillä, jotka yhteydet saadaan aikaan juotosliittimien, pistik-keiden tai kytkimien avulla.

Alueellisella yksiköllä on standardiliitännät SN kaikkiin naapuri-yksiköihin, ohjauslaitteeseen liittyvään valvontaryhmään BG ja radan-varsilaitteistoon. Alueelliset liitännät (SP1...SP4) täytyy sijoittaa reittikartan mukaisesti.

Kuva 2 esittää kahden alueellisn yksikön SB1, SB2 lisäksi valvonta-ryhmän BG, joka yhdistetään kaikkiin alueellisiin yksiköihin tieto-rengaslinjalla RL. On eduksi, että valvontaryhmä on rakenteeltaan samanlainen kuin alueellinen yksikkö. Mikroprosessoripari, jossa on erilliset muistit jokaiselle prosessorille, säätää ja tarkkailee ohjauslaitetta virheidenestoperiaatteella. Jos kytkentäasemaan on tarkoitus yhdistää valvontalaitteet tai kauko-ohjauslaite, se voidaan suorittaa toisen valvontaryhmän kautta (ei kuvassa), joka yhdistetään myös tieto-rengaslinjaan RL.

Tämän keksinnön mukaisessa lukituslaitoksessa kaikki nykyisessä tekniikassa analogisten viestien siirtämiseksi tarvittavat kaapelit -ensimmäkseen monijohtimisia kaapeleita ^ koryataan tietolinjoilla, joiden kautta tieto siirretään sarjallisesti digitaalisessa muodossa.

On jopa mahdollista ohjata osaa radanvarsilaitteistosta, esim. useita reittiperusosia, digitaalitekniikkaa hyväksi käyttäen yhteisen tieto-linjan kautta.

6 69430

Reitinvalintaryhmä FA (kuva 2), joka on yhdistetty yalvonta-ryhmään BG, ei ole suunniteltu virheidenestoperiaatteella, ja se käsittää vain yhden tietokonejärjestelmän. Reitirrvalintaryhmän tehtävänä on valita reitit säännöllisesti kulkeville junille. Laajennetussa järjestelmässä reitinvalintaryhmää voidaan käyttää hyväksi suoritettaessa junanjärjestelytehtäviä.

Il

Claims (13)

1. Alueellinen lukituslaitos, joka käsittää vähintään yhden ohjauslaitteen ja perusosaryhmät, jotka sovitetaan yksittäisiin reittiperusosiin ja kytketään yhteen sekä ohjauslaitteeseen alue-linjoilla, tunnettu siitä, että perusosaryhmät (SI...4, (W1...4, GL1, GL2 kuvassa 2) on muodostettu rakenteeltaan sinänsä tunnettujen varmatoimisten alueellisten yksiköiden (SB1, SB2) avulla, joista jokainen yksikkö käsittää monitietokonejärjestelmän, jonka tietokoneet laskevat kaikki tulokset rinnakkain ja toisistaan riippumattomasti, jolloin tulos annetaan edelleen käsiteltäväksi vasta kun vertailu osoittaa, että tietokoneiden enemmistö on päätynyt samaan tulokseen, ja että alueellisten yksiköiden muodostamien perusosaryhmien toiminnot määrätään näille tietokoneille laadittujen erityisohjelmien avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lukituslaitos, tunnet-t u siitä, että alueellisilla yksiköillä (SBl, SB2) on sinänsä tunnetut, keskenään samanlaiset liitännät naapuriyksiköihin, ra-danvarsilaitteistoon ja ohjauslaitteeseen.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen lukituslaitos, tunnet-t u siitä, että radanvarsilaitteiston eräitä osia valvotaan alueellisten yksiköiden avulla tehonkytkentälaitteiston kautta, joka te-honkytkentälaitteisto sijoitetaan joko keskitetysti lukituslaitos-torniin tai hajautetusti radanvarsilaitteistoon.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen lukituslaitos, tunnet-t u siitä, että jos tehonkytkentälaitteisto hajasijoitetaan, niin viestit siirretään lukituslaitoksen ja radanvarsilaitteiston välillä tietolinjojen kautta sarjamuotoisina tietoviesteinä.

5. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen lukituslaitos, tunnettu siitä, että jokainen alueellinen yk-sikkä (SBl, SB2) käsittää tietokoneisiin liittyvien työmuistien (ASl, AS2) lisäksi lukumuistin (GS) perusohjelman varastoimiseksi, joka perusohjelma on riippumaton niistä perusosaryhmän toiminnoista, jotka alueellisen yksikön on määrä suorittaa, ja yhden tai useamman lisälukumuistin (ESl...ESn) ohjelmien varastoimiseksi niitä perusosaryhmän toimintoja varten, jotka alueellisen yksikön on määrä suorittaa. 8 69430

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen lukituslaitos, tunnettu siitä, että lukumuistit (ESl...ESn) ohjelmien varastoimiseksi niitä perusosaryhmän toimintoja varten, jotka alueellisen yksikön on määrä suorittaa, on helppo asentaa paikalleen, ja ovat mieluummin pistike-mäisiä ja vaihdettavia, ja että ne ovat ohjelmoitavissa alueellisen yksikön ulkopuolella.

7. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen lukituslaitos, tunnettu siitä, että kukin alueellinen yksikkö (SBl, SB2) käsittää jakotelineen (GM), jossa alueellisen yksikön muodostamien perusosaryhmien alueellinen jakaminen voidaan toteuttaa johtimien, kytkinten ja pistikkeiden avulla.

7 69430

8. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen lukitus-laitos, tunnettu siitä, että valvontaryhmä (BG), joka perusosaryhmän tavoin käsittää turvallisen monitietokonejärjestelmän, pitää huolta ohjauslaitteen ohjaamisesta ja valvonnasta.

9. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen lukituslaitos, t u n n e t t u siitä, että aluelinjat (SP1...SP4) ja muut merkinantolinjat tietokoneita käsittävien yksiköiden välillä on suunniteltu tietolenkeiksi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen lukituslaitos, tunnettu siitä, että valvontaryhmä (BG) yhdistetään alueellisiin yksiköihin tietorengaslinjalla (RL).

11. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen lukituslaitos, tunnettu siitä, että valvontaryhmä yhdistetään erityiseen reitinvalintaryhmään (FA), joka käsittää vähintään yhden tietokoneen ja valitsee junien säännölliset reitit.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lukituslaitos, t u n n e tt u siitä, että reitinvalintaryhmää (FA) käytetään myös suorittamaan automaattista reitinmääräystä ja hoitamaan junanjärjestelytehtäviä.

13. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen lukitus-laitos, tunnettu siitä, että lisäyalvontaryhmä pitää huolen kauko-ohjauslaitteen kytkennästä. 69430