DE3411015C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Einrichtung.

In Anlagen der Eisenbahnsicherungstechnik wie Stellwerken oder Fernsteuerzentralen ist es erforderlich, den Bedie­ nern eine graphische Nachbildung der jeweils zu steuern­ den Anlage und den aktuellen Zustand der einzelnen Steue­ rungs- und Überwachungselemente als sogenanntes Meldebild signaltechnisch sicher anzuzeigen. Dies geschieht mit Hilfe eines Stelltisches oder einer Stelltafel, auf der das Meldebild als Mosaik aus ausleuchtbaren und teilweise mit Bedienelementen ausgestatteten standardisierten Tisch­ feldern wiedergegeben ist.

In letzter Zeit werden in zunehmendem Maße Datensichtgeräte, meist Farbmonitore zur Anzeige des Meldebildes verwendet. Insbesondere in Stellwerken mit großen, unübersichtlichen Stellbereichen oder in Fernsteuerzentralen lassen sich Datensichtgeräte als sogenannte Bahnhofslupen vorteilhaft zur Darstellung von Teilbereichen des Meldebildes einsetzen.

Das auf einem Datensichtgerät dargestellte Meldebild gilt als signaltechnisch sicher, wenn, wie z. B. in der DE-AS 24 14 247 beschrieben, jede Bildinformation aus zwei ge­ trennt erarbeiteten komplementären Teilinformationen be­ steht und es sofort erkennbar ist, wenn zwei komplementäre Teilinformationen nicht zueinander passen, oder wenn eine mit vom menschlichen Auge gut wahrnehmbarer Frequenz wech­ selnde Ansteuerung des Datensichtgerätes über zwei getrennte Bildschirmansteuereinheiten erfolgt und deshalb eine Nicht­ übereinstimmung der von den Bildschirmansteuereinheiten gelieferten Bilddaten zu einem auffälligen Blinken des ent­ sprechenden Bildelementes führt.

Die signaltechnische Sicherheit einer Darstellung auf einem solcherart angesteuerten Datensichtgerät ist aber nur dann gewährleistet, wenn das Datensichtgerät ständig von einem Bediener überwacht wird. Bleibt das Datensichtgerät längere Zeit unbeobachtet, so ist die Wahrscheinlichkeit dafür, daß während dieser Zeit in beiden Ansteuereinheiten der gleiche Fehler auftritt, nicht mehr beliebig gering. Ein solcher Doppelfehler würde aber, wenn er nicht gerade eine unsinnige Anzeige ergibt, nicht bemerkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine signaltechnisch sichere Darstellung eines Meldebildes auf einem Datensichtgerät ohne die Mitwirkung eines Menschen mit geringem Aufwand zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.

Hierbei ist die Bildung eines Prüfcode durch Datenreduk­ tion bereits in der älteren deutschen Patentanmeldung gemäß DE-OS 33 24 313 erwähnt. Es wird in dieser älteren Anmeldung jedoch der gewonnene Prüfcode nicht mit einem vorab festgelegten Vergleichscode, sondern mit einem zweiten Prüfcode verglichen, der aus den Bilddaten eines zweiten, parallelarbeitenden Bildschirmansteuerkanals auf gleiche Art und Weise wie der erste Prüfcode gewonnen wird. Die Bildung eines zweiten Prüfcode erfordert eine zweite Bildschirmansteuereinheit sowie ein zweites rück­ gekoppeltes Schieberegister und ist demnach recht aufwen­ dig. Die erfindungsgemäße Lösung sieht demgegenüber die Bereithaltung eines besonderen Vergleichscode für jedes mögliche Meldebild vor. Der zu einem bestimmten Meldebild gehörende Vergleichscode wird durch den Steuerrechner aus einer im Vergleichscodespeicher abgespeicherten Liste aus­ gewählt und mit dem Prüfcode verglichen.

Eine Speicherung von Vergleichscodes für alle möglichen Meldebildvariationen erfordert viel Speicherplatz. Der Bedarf an Speicherplatz wächst mit der Größe der Anlage überproportional. Um den benötigten Speicherplatz zu re­ duzieren sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, an­ stelle eines individuellen Vergleichscodes für jedes Meldebild einen Grundcode für ein die statischen Bild­ elemente enthaltendes Meldebild und einen Änderungscode für jede mögliche Änderung des Meldebildes vorab zu speichern und den individuellen Vergleichscode durch Modulo-2-Addition aller Ände­ rungscodes zum Grundcode herzustellen. Letzteres ist z. B. mit zyklischen Binärcodes möglich, die mit Hilfe desselben Generatorpolynoms gebildet werden.

Verschiedene Einrichtungen zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 3 bis 6 angege­ ben. Hierbei setzt die in Anspruch 3 beschriebene Ein­ richtung die Speicherung von Vergleichscodes für alle Meldebildvariationen voraus, während die Ansprüche 4, 5 und 6 Einrichtungen beschreiben, bei denen der Vergleichs­ code aus einem Grundcode und einem oder mehreren Ände­ rungscodes gebildet wird. Während Anspruch 4 hierzu eine diskret aufgebaute Schaltung angibt, beschreibt Anspruch 5 eine Lösung, bei der die Bildung des Vergleichscodes und der Vergleich mit Hilfe des Steuerrechners durch­ geführt wird. Anspruch 6 betrifft eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zusammen mit Farbmonitoren.

Anhand dreier Figuren soll nun das Verfahren nach der Erfindung und zwei verschiedene Ausführungsbeispiele für eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung ausführlich beschrieben werden.

In Fig. 1 ist ein Datensichtgerät M dargestellt, das von einer Bildschirmansteuereinheit BA gesteuert wird. Hierzu weist es einen Bilddateneingang DB auf und einen Steuer­ eingang ST für die zur Strahlablenkung erforderlichen Horizontal- und Vertikal-Synchronisationsimpulse. Ist das Datensichtgerät ein Farbmonitor, so besitzt es drei getrennte Bilddateneingänge für die Primärfarben Rot, Grün und Blau. Die Bildschirmansteuereinheit wandelt die von einem signaltechnisch sicheren Steuerrechner R zur Dar­ stellung einzelner Bildelemente ausgegebenen Codeworte in zugeordnete Bilddatensätze um und speichert diese in einem Bildwiederholspeicher. Vor dort werden sie byteweise in ein Schieberegister eingegeben und seriell in einem für eine flimmerfreie Bilddarstellung erforderlichen schnellen Takt auf das Datensichtgerät ausgegeben. Der signaltechnisch sichere Steuerrechner R kann z. B. aus einem Doppel-Mikro­ rechnersystem bestehen, dessen Rechner R 1, R 2 sich durch gegenseitigen Austausch und anschließenden Vergleich ihrer Verarbeitungsergebnisse gegenseitig auf einwand­ freie Funktion überwachen.

Die Bilddaten, die das Datensichtgerät über seinen Bilddaten­ eingang erhält, werden außerdem seriell einem rückgekoppel­ ten Schieberegister RS zugeführt. In diesem Schieberegi­ ster erfolgt eine Datenreduktion durch Verknüpfung dieser Daten mit einem zyklischen Polynom. Nach Durchgang einer be­ stimmten Datenmenge, z. B. der Daten für ein komplettes Bild, wird das am Parallelausgang des rückgekoppelten Schieberegisters anstehende Datenwort als Prüfcode einem Eingang eines signaltechnisch sicheren Vergleichers V zugeführt und mit einem Vergleichscode verglichen, der in einem mit dem Steuerrechner R verbundenen Vergleichs­ codespeicher VS 1 bereitgehalten wird. Der Vergleichscode wird vor Inbetriebnahme des Datensichtgerätes für alle möglichen darzustellenden Meldebildvariationen erstellt und entspricht bei fehlerfreier Funktion der Bildschirm­ ansteuereinrichtung dem durch Datenreduktion gewonnenen Prüfcode. Stellt der Vergleicher eine Abweichung zwischen Prüfcode und Vergleichscode fest, so gibt er über eine Leitung L eine Fehlermeldung aus, die den Bediener auf die fehlerhafte Darstellung aufmerksam macht und ggf. Bedien­ handlungen mit Sicherheitsverantwortung bis zur Behebung des Fehlers sperrt.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dar­ gestellt, das sich zur Verwendung in größeren Anlagen der Eisenbahnsignaltechnik eignet. Da bei solchen Anlagen die Anzahl der möglichen Meldebildvariationen sehr groß ist, wird anstelle eines sämtliche möglichen Meldebildvaria­ tionen enthaltenden Vergleichscodespeichers VS 1 in Fig. 1 nur ein Vergleichscodespeicher VS 2 geringer Kapazität ver­ wendet, in dem nur der jeweils aktuelle Vergleichscode ein­ gespeichert ist. Dieser wird ständig aus einem Grundcode und einer Anzahl von laufenden Änderungen des Meldebildes entsprechenden Änderungscodes durch Modulo-2-Addition in einem Modulo-2-Addierer A gebildet. Dabei sind sowohl der Grundcode als auch alle Änderungscodes durch einunddas­ selbe Generatorpolynom gebildete, zyklische Binärcodes, wie sie z. B. in dem Buch "Error Correcting Codes" von W. Peterson, erschienen bei John Wiley & Sons, Inc. New York, London, beschrieben sind. Der Grundcode, der dem Vergleichscode für ein Grundbild, bei dem alle dargestellten Bildelemente in einem festgelegten Grundzustand dargestellt sind, entspricht, ist in einem Grundcodespeicher GS ge­ speichert. Sämtliche möglichen Änderungscodes, die die Vergleichscodes für alle möglichen Änderungen des Melde­ bildes gegenüber dem Grundbild darstellen, sind in einem Änderungscodespeicher AS abgelegt. Ihre Anzahl ist zwar hoch, jedoch bei einer größeren Anlage wesentlich geringer als die Anzahl von Vergleichscodes, die gespeichert werden müßten, wenn für jede mögliche Meldebildvariation ein ge­ trennter Vergleichscode ständig bereitgehalten werden müßte.

In einer Einrichtung nach Fig. 2 entwickelt sich der Vergleichscode zusammen mit dem Meldebild: Bei Inbetrieb­ nahme des Datensichtgerätes erscheint zunächst das Grund­ bild, z. B. das Gleisbild einer Stellwerksanlage, in welchem alle Weichen in Rechslage sind und alle Signale rot zeigen. In den Vergleichscodespeicher wird der Grundcode eingegeben. Werden Bedienhandlungen vorgenommen, so wählt der Steuerrechner für jede Bedienhandlung, die die Ände­ rung eines Bildelementes bewirkt (z. B. Umstellen einer Weiche von Rechtslage in Linkslage) den entsprechenden Änderungscode für die betreffende Weiche im Änderungscode­ speicher aus. Dieser wird im Modulo-2-Addierer mit dem vom Grundcodespeicher gelieferten Grundcode verknüpft und er­ gibt den Vergleichscode, der im Vergleichscodespeicher zwischengespeichert und dem Vergleicher zugeführt wird. Bei der nächsten Änderung eines Bildelementes wird der zu­ gehörige Änderungscode nicht mehr dem Grundcode, sondern dem zwischengespeicherten Vergleichscode, der anstelle des Grundcodes über eine vom Steuerrechner angesteuerte Torschaltung T in den Modulo-2-Addierer gelangt, modulo-2 zuaddiert. Es ergibt sich ein geänderter Vergleichscode. Soll eine Änderung eines Bildelementes rückgängig gemacht werden, so genügt hierzu eine nochmalige Modulo-2-Addition des Änderungscodes. Ein besonderer Änderungscode für das Rückgängigmachen von Bildelementänderungen entfällt damit.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Modulo-2-Addition, die Zwischenspeicherung des Ver­ gleichscodes und der Vergleich im Steuerrechner durchge­ führt wird. Damit der Vergleich signaltechnisch sicher ist muß er von beiden Teilrechnern R 1 und R 2 parallel durchgeführt werden. Durch eine Verdreifachung der Bild­ schirmansteuereinheit BA 1 . . . 3 und des rückgekoppelten Schieberegisters RS 1 . . . 3 ist hier angedeutet, daß diese Teile dreifach ausgelegt werden, wenn ein Farbmonitor als Datensichtgerät verwendet wird. Steuerrechner und Speicher brauchen dagegen nicht verdreifacht, sondern nur in ihren Kapazitäten der erhöhten Datenmenge angepaßt zu werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur signaltechnisch sicheren Darstellung eines aus mehreren, aus einer großen Zahl vorab festge­ legter Bildelemente bestehenden Meldebildes auf einem Da­ tensichtgerät, bei dem von einem signaltechnisch sicheren Steuerrechner gelieferte, einzelnen Bildelementen ent­ sprechende Codeworte in einer Bildschirmansteuereinheit in vom Datensichtgerät verarbeitbare Bilddaten umgesetzt, zwischengespeichert und dem Datensichtgerät zur Wiedergabe auf dem Bildschirm zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Prüfung der Rich­ tigkeit des Meldebildes aus den dem Datensichtgerät (M) zugeführten Bilddaten durch Datenreduktion ein Prüfcode gebildet und mit einem dem jeweils darzustellenden Melde­ bild zugeordneten, in einem Vergleichscodespeicher (VS 1, VS 2) bereitgehaltenen Vergleichscode verglichen wird und daß eine Fehleranzeige erfolgt, wenn Prüfcode und Ver­ gleichscode voneinander abweichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichscode aus einem fest abgespeicherten, einem Grund-Meldebild zugeordneten Grundcode und mehreren Änderungscodes, die den einzelnen, gegenüber dem Grund- Meldebild bestehenden Änderungen des darzustellenden Meldebildes zugeordnet sind, durch Modulo-2-Addition erzeugt wird.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Bildschirmansteuereinheit (BA) mit dem seriellen Eingang eines rückgekoppelten Schieberegisters (RS) verbunden ist, daß ein signaltechnisch sicherer Vergleicher (V) vorge­ sehen ist, von dem ein erster Eingang mit dem Parallel­ ausgang des rückgekoppelten Schieberegisters und ein zweiter Eingang mit dem Ausgang des Vergleichscodespei­ chers (VS 1, VS 2) verbunden ist und daß der Vergleichscode­ speicher zur Steuerung seiner Ausgabe mit dem Steuer­ rechner (R) verbunden ist.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Bildschirmansteuereinheit (BA) mit dem seriellen Eingang eines rückgekoppelten Schieberegisters (RS) verbunden ist, daß neben dem Vergleichscodespeicher (VS 2) und einem mit dessen Ausgang und dem Parallelausgang des rückgekoppel­ ten Schieberegisters (RS) verbundenen signaltechnisch sicheren Vergleicher (V) ein Grundcodespeicher (GS), ein Änderungscodespeicher (AS) und ein dem Vergleichscode­ speicher (VS 2) vorgeschalteter Modulo-2-Addierer (A) vorhanden sind, und daß die Eingänge des Modulo-2-Addie­ rers (A) zur Eingabe von gespeicherten Codeworten in den Modulo-2-Addierer mit den Ausgängen des Grundcodespeichers (GS), des Änderungscodespeichers (AS) und des Vergleichs­ codespeichers (VS 2) verbindbar sind.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Bildschirmansteuereinheit (BA) mit dem seriellen Eingang eines rückgekoppelten Schieberegisters (RS) verbunden ist, dessen Parallelausgang mit einem Eingang des Steuerech­ ners (R) verbunden ist und daß dem Steuerrechner neben dem Vergleichscodespeicher ein Grundcodespeicher (GS) und ein Änderungscodespeicher (AS) zugeodnet sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Einsatz in Verbindung mit einem Farbmonitor dreikanalig ausgeführt ist.