WO1995005302A1 - Einrichtung zum erfassen vorzugsweise schnellaufender eisenbahnräder - Google Patents

Einrichtung zum erfassen vorzugsweise schnellaufender eisenbahnräder Download PDF

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WO1995005302A1
WO1995005302A1 PCT/DE1994/000838 DE9400838W WO9505302A1 WO 1995005302 A1 WO1995005302 A1 WO 1995005302A1 DE 9400838 W DE9400838 W DE 9400838W WO 9505302 A1 WO9505302 A1 WO 9505302A1
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wheel
signals
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microcomputer
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PCT/DE1994/000838
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Inventor
Norbert Brandes
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/16—Devices for counting axles; Devices for counting vehicles
    • B61L1/167—Circuit details

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • a device is, for. B. known from Signal + Draht 68 (1976) 6, pages 116 to 141; it can be used for axle counting as well as for speed monitoring.
  • Axle counting devices regardless of the technology used, operate on the principle that a track section limited by wheel detection points is only released if the number of axes retracted into the section is equal to the number of axes extended out of the section. In order to be able to determine this, both the number and the direction of passage of the axes must be determined at all wheel detection points delimiting the section of track to be cleared.
  • wheel detectors operating according to different physical principles are used, of which at least two are arranged at a certain distance from one another along the rails for each wheel detection point. When each vehicle wheel passes, these wheel detectors emit two wheel impulses that overlap in time to an evaluation device, which converts the respective wheel impulses into direction-dependent axle counting impulses.
  • This evaluation device can be designed using different technology; more recently, microcomputers have been used for this.
  • the situation is similar in the case of speed monitoring, only here a statement about the driving speed of a vehicle wheel passing by is obtained from the time offset of the wheel pulses belonging together in pairs.
  • axle counting device according to Signal + Wire is intended for a permissible train speed of up to 250 km / h.
  • Computer-controlled axle counting systems can also reliably detect faster-running vehicle axles. But here too there are limit speeds above which a computer running in certain hardware can no longer process the wheel signals online. At the speeds of 350 km / h that are sometimes required today, the overlap time of the wheel impulses is one
  • the wheel signals are preprocessed in a hardware upstream of the actual evaluation device, stored and periodically called up by the processor of the evaluation device; this preprocessing can be carried out in the vicinity of the wheel detectors or in the vicinity of the evaluation device
  • the object of the invention is to provide a device according to the preamble of claim 1, which allows fast wheel pulse sequences with a relatively slow evaluation direction to be processed without this requiring a separate preprocessing in complex hardware for each wheel detector.
  • the invention solves these problems by means of the characterizing features of patent claim 1.
  • the use of several input buffers and the special way in which they are activated ensures that at least once " all wheel signals are interrogated and buffered within the sole influence time of a pair of wheel detectors Stored wheel signals are then transferred to the evaluating microcomputer in an interrupt-controlled manner when the latter detects wheel signals in the input buffers that differ from its current state of knowledge; the period of the interrupt signals is significantly longer than the critical time of influence of the wheel signals alone ⁇ Signals are done using time indications that indicate the point in time at which the wheel signals are taken over into the intermediate memory or memories.
  • a relative time recording is provided according to claim 2; this makes it possible to get by with a less complex counter for the time determination.
  • Claim 3 provides a particularly advantageous mode of operation of the counter according to claim 2, which allows the time interval values that are of particular interest here to be read directly from the time values stored in the input memory.
  • Claim 4 specifies a particularly advantageous form of activating two input buffers using an interrupt module for the evaluating microcomputer.
  • the capacity of the input memory of the evaluating microcomputer should be so large that even when wheel signals are input, a reliable processing is guaranteed; this ensures that when wheel signals are processed outside the actual influencing times, no wheel signals are lost for processing.
  • the common query of all event messages stored in an input buffer at discrete times according to claim 7 makes it possible to accept the event messages in coded form in the input memory and to conclude the associated wheel detector from the data stored in coded form at any time during processing.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the device according to the invention in FIG. 1 and a detailed diagram to explain its mode of operation in FIG.
  • FIG. 1 shows a microcomputer MC, which is intended to convert the wheel signals from wheel detectors RD1 to RD8 into direction-dependent counting pulses and to supply these counters, which are not shown, for the free and busy signaling of track sections.
  • Two of the wheel detectors form a wheel detection point z. B. at the beginning or end of a track section.
  • the wheel detectors that belong to each other react to the passing of a vehicle wheel at different times, in any case in the axle counting first only the one alone, then both together and finally only the other one being claimed.
  • the wheel signals that are only briefly present in snow-running railway wheels must be read into an input memory ES of an evaluating microcomputer MC in such a way that the aforementioned sequence of operations of the wheel detectors can be reliably recognized. This is a prerequisite for the microcomputer to be dependent on the direction of travel
  • the wheel detectors RD1 to RD8 are connected individually or in pairs via signal lines of any length or via a bus system to the inputs of two input buffer stores EZS1 and EZS2. These input buffers are activated alternately and take over the wheel signals offered to them on the input side.
  • a certain response behavior of the wheel detectors and an assumed highest driving speed of e.g. B. 350 km / h the shortest sole influencing time of the wheel detectors to be recorded results in a value of approximately 0.6 ms. In order to ensure that such sole influencing times can be reliably recognized and evaluated, it is necessary to interrogate the wheel signals present at shorter intervals than 0.6 ms.
  • the wheel signals are therefore sampled in a rhythm of 0.5 ms, wherein they are read into a first buffer in one sampling period and into a second buffer in the other sampling period.
  • the two input buffers are acted upon by activation signals AS, which are generated by a timer T are generated.
  • This timer divides the clock frequency of the microcomputer clock signals CLK down to a frequency of 1 kHz; the input buffer EZS1 reacts to the negative, the input buffer EZS2 to the positive edge of the activation signals; the memories are activated alternately after 0.5 ms.
  • the wheel signals which are largely time-synchronized in the input buffers, must now be transferred to the input memory ES of the microcomputer. This is also done under the control of the timer T, which supplies the interrupt input of the microcomputer with interrupt signals INT with a repetition frequency of 1 kHz, which is slower than the sampling frequency of the input buffers.
  • the microcomputer is supposedly set up to process interrupt signals of this repetition frequency. With each interrupt signal, it checks whether it is necessary to transfer data from the two input buffers to its input memory. This transfer is only necessary if data, ie wheel signals, which differ from the wheel signals stored in the input memory for the wheel detectors in question are stored in at least one of the buffers.
  • the microcomputer temporarily interrupts its axis count processing upon the arrival of each interrupt signal and executes an interrupt routine.
  • the microcomputer first compares the data present in the input buffer EZS1 with the data stored in its input memory for the associated wheel detectors. If there is agreement, no current data from the intermediate buffer store EZS1 are to be transferred to the microcomputer at the present time. The microcomputer then checks the data of the input buffer EZS2. If he also determines a match between the data in the buffer and the data stored in the input memory, the interrupt routine is ended and the axis count processing is continued at the interrupted point.
  • the microcomputer prompts the transfer of the changed data from the relevant buffer into the input memory, in each case in conjunction with an identifier that shows the microcomputer from which input buffer the wheel signal in question originates. He also knows at which point in time (rising / falling edge of the activation signals) this wheel signal was accepted into the relevant buffer and he can evaluate the time sequence of the accepted wheel signals.
  • the microprocessor supplies and addresses the two input buffers with control signals IOR.
  • the latter is done via an address bus AB and an address decoder ADR-DEC, which applies the individual addresses ADR1 and ADR2 to the two input buffers.
  • the timer T is used not only to provide the interrupt signals INT for the microcomputer, but also to generate the activation signals AS for the two input buffers. This multiple use of the timer makes it possible to keep the effort for the axle counting device very low overall, in particular also because there are no synchronization problems with regard to the intermediate storage and the processing sequence in the evaluating microcomputer.
  • the processing of the wheel signals in the microcomputer, which are transferred to the input memory of the microcomputer, occurs outside the interrupt routines for the transfer of data to the input memory of the microcomputer.
  • the input memory ES of the microcomputer must ne have a depth that is sufficient to store the data that cannot be processed immediately by the microcomputer for a certain time.
  • the storage volume of this storage can be determined mathematically or empirically.
  • Figure 2a shows the reading process for the
  • FIG. 2b the subsequent determination of the read times of the wheel signals into the input buffer.
  • the wheel signals of two wheel detectors of a wheel detection point BP1 are shown as they result when the detectors are actuated by an extremely fast-running vehicle wheel.
  • the mutually corresponding wheel flanks of the two wheel signals are supposed to have a time interval of approximately 0.6 ms.
  • the wheel signals are shown in the display with a time grid of 0.5 ms. This 0.5 ms corresponds to the time interval between the activation signals AS of the input buffers not shown in FIG. 2.
  • the wheel signals are recorded separately from each of the two intermediate stores, the one intermediate store making an edge change that is of particular interest here within a period of a maximum of 0.5 ms since the edge change and the other this 0.5 ms later recognized and saved.
  • the input buffers are designed so that they can store the driving events of the wheel detectors of several influencing points in different storage areas. In the present example, it is assumed that the intermediate stores can record the driving events of the wheel detectors from five influencing points.
  • the memory contents of a control and diagnostic module of the evaluating microcomputer are shown below the wheel signals to be evaluated in FIG. 2A. These memory contents show the data available in the two input buffers (1/2) at the individual times. Above the two memory blocks, an arrow and a number indicate at what point in time and from which input buffer a date was transferred to the relevant memory field; the memory blocks are assigned to one or the other wheel detector of the individual wheel detection points, the memory lines to the various wheel detection points BP1 to BP5, which are monitored by the microcomputer.
  • the storage fields are designed such that they can record the driving events of five wheel detectors in each case, as well as other data that are not of interest here, analogously to the input buffer stores used.
  • the data shown in the two memory blocks are quasi snapshots at the time of the 14th activation signal.
  • the memory contents are not only updated line by line via the event messages from the wheel detectors, but also column by line, in that the stored data are shifted step by step from right to left in the display direction, so that the content of the memory fields is only one in each case Reflect the time span of current events.
  • the first buffer has determined the start of an influence on the detector with the second activation signal and the end of the influence on the thirteenth activation signal.
  • the second buffer has detected the beginning of the influencing with the fourth activation signal and the end of the influencing with the fourteenth activation signal.
  • Wheel detectors of the second and the other influencing points should not be influenced in the observed period had been known; for the following consideration it is assumed that the corresponding memory locations of the control and diagnostic module are each assigned a bit of value 1.
  • the interrupt clock INT for the wheel signal processing of the microcomputer is shown below the two memory blocks of the control and diagnostic module.
  • the clock frequency is assumed to be half the clock frequency of the activation signals AS for reading event messages into the two input buffers.
  • the microcomputer makes a comparison (not illustrated in the drawing) between the driving events pending for adoption from the control and diagnostic module of all the wheel detectors monitored by it and those already in its input memory for the individual wheel detectors deposited event reports. Only if there are any discrepancies between the current data stored in the intermediate stores and the data stored in its input memory, is there a need to update this database and to carry out a specific interrupt routine for this purpose.
  • the microcomputer jumps back into the program interrupted by the interrupt until the following interrupt and continues the processing of the stored information.
  • the microcomputer recognizes at time 3 that the event message offered to it for the first wheel detector of the first influencing point differs from the signaling state present in the input memory for this wheel detector and initiates the interrupt routine; The same applies to the point in time 14 at which the microcomputer recognizes that a renewed update of the input memory database is necessary.
  • This data sequence is provided with a so-called channel identifier at a predetermined point, which means that the event messages taken over are the event messages of the first or the second wheel detectors of the monitored wheel detection points.
  • a zero is assigned to the first wheel detector of each influencing point as a channel identifier, and a one is assigned to the second wheel detector.
  • the microcomputer In a manner corresponding to the first wheel detector of each wheel detection point, the microcomputer also processes the event messages from the second wheel detectors of these influencing points. Given the assumed very short pulse sequence time between the first and the second event messages triggered by the same wheel at the successive wheel detectors of the first influencing point, it follows that the microcomputer has to update another one in its input memory at time 4 and at time 14. determining date and then executing the predetermined interrupt routine for taking over this current data.
  • this interrupt routine In addition to accepting the actual event messages and identifying them as belonging to one or the other wheel detector of a wheel detection point, this interrupt routine also includes recording the point in time at which the wheel signal in question has changed. But this time is not necessarily the point in time at which the interrupt routine is executed, but it may well be in the past. This is the case with the driving events of the considered first wheel detector. There, the respective event message had already been detected via the first buffer memory 0.5 ms before the following interrupt signal, in contrast to the second wheel detector, in which the detection of a driving event coincided with the interrupt signal.
  • the times at which the buffers in each case recognized the presence of a wheel signal change must be recorded in the microcomputer for the further processing of the driving events.
  • this is done by storing specific times in the input memory together with the actual traffic event reports.
  • These time indications are preferably relative time indications and relate to the time interval between the respectively detected driving event and the driving event preceding it, no longer separately according to the two wheel detectors of each metering point, but in the actual chronological sequence of the detector actuations .
  • the respective time interval between successive driving events of the two wheel detectors of an influencing point is described using a time counter with a previously determined counting volume, e.g. B.
  • This time counter which is either provided separately for each wheel detection point or is provided jointly for all wheel detection points treated by a microcomputer, is incremented by two counting steps by each interrupt signal, specifically in order to be able to reset it if necessary by one step if an input buffer is available detects an inspection event 0.5 ms earlier than the interrupt signal occurs, via which the current inspection event is transferred to the input memory.
  • the manner in which the time values to be added to the individual traffic events are determined in the time counter is explained in more detail below with reference to FIG. 2B; the time values formed there are written in the input memory of FIG. 2A in addition to the associated event messages.
  • the predetermined maximum count position is due to the envisaged incrementing of the counter by two counting steps
  • the time counter In this count position, the time counter is located at time 1. This count position is expressed in binary form by the bit sequence 11111110. It corresponds to the hexadecimal representation FE.
  • the microcomputer reads out the time counter on the then active interrupt signal 0 and tries to advance it by two counting steps in accordance with the selected time grid. This is not possible because, according to the assumption, the time counter has already reached its maximum count position. The microcomputer then loads the time counter again with that of the maximum
  • the microcomputer reads the time counter again with the following interrupt signal, tries to switch it on and finally loads it with the original content. By comparing it from the input buffers via the control and
  • the microcomputer recognizes the need to update its input memory. He knows that the change has been detected in the first input buffer, and he
  • the microcomputer also recognizes that, with the same interrupt signal from the other memory block of the control and diagnostic module, it is offered a further status byte for further driving events. The change comes from the second input buffer, so it is simultaneous with the interrupt signal.
  • the microcomputer could now store the count value FE that can be read from the time counter for the falling edge of the wheel signal recognized by the second wheel detector and determine the time interval between the two wheel detector edges by forming a difference. However, this would require a separate computing operation. In order to avoid this arithmetic operation, the microcomputer, by recognizing and storing those wheel signal edges for which the time interval between a possibly closely following edge of another wheel signal is to be determined, causes the time counter to be reset to the basic position.
  • the microcomputer causes the count value 00, which can then be taken from the time counter, to be increased by one count step for the time commitment of this event message; With the previously performed synchronization of the time counter to the first detected wheel signal edge of the signal pair in question, the time interval between the following wheel signal edge results directly from the time value stored for this edge in the input memory at 1 x 0.5 ms.
  • the next interrupt signal appears at time 5. It leads to the time counter being advanced by two counting steps to the switch position 00000010 corresponding to a 2 x 0.5 ms time offset. The corresponding results at times 7, 9, 11 and 13, with the time counter taking two steps each is advanced.
  • the microcomputer again recognizes the need to update the event messages stored in its input memory. It first accepts the new event byte of the first wheel detector in hexadecimal form as 7F and then determines the associated time value. Starting from the existing counter 00001010 of the time counter, the microcomputer subtracts a counting step (the buffer had already detected the event 0.5 ms ago) and enters the result 09 in the associated memory event in the input memory. He now knows that the trailing edge of the first wheel pulse occurred nine units equal to 4.5 ms after the occurrence of the leading wheel signal edge on the second wheel detector.
  • the microcomputer recognizes from the channel identifiers of the status bytes transmitted to it that it has completely read a first wheel signal into its input memory and then causes the time counter to be reset to its basic position. It also recognizes the presence of a second status byte, which is offered to it via the second input buffer.
  • the status message there is 0.5 ms behind the status message of the first input buffer that was fed to it with the same interrupt signal. It therefore adds the value 1 to the current counting position of the time counter and stores the value 01 found in this way in the associated event message in the input memory.
  • the time values are then stored for the individual event messages, which represent the time interval to the previously stored event value.
  • time value determinations are also possible, in particular those which designate the time interval between the individual flanks from the respective first driving event of a vehicle wheel at a wheel detection point. It is also conceivable to assign absolute time values from a timer provided for this purpose to the individual event messages. In any case, it is important that the microcomputer is able to make a sufficiently precise statement about the mutual offset of the wheel signals to be evaluated on the basis of the times or time periods recorded for the event messages.
  • the wheel detectors of the wheel detection point BP1 are activated within the observation period.
  • the wheel detectors of a plurality of wheel detection points will be activated nested in time.
  • separate time counters can be provided for the wheel detection points or there is only one common time counter, by means of which the time offset of the event messages from one another is detected, regardless of which wheel detector or wheel detection point they come from.
  • the application of the invention is not limited to the use of two fast input buffers for the time-critical reading of wheel signals.
  • the time values to be taken from a time counter in the input memory may have to be reduced by up to two or more counting steps.
  • the wheel signals can also be taken over and processed by several microcomputers of a secure microcomputer system, these microcomputers comparing in a running or event-controlled manner in order to identify processing faults in the evaluation of the wheel signals as early as possible.
  • the device according to the invention is not only useful for axle counting systems, but is also advantageously used for determining the speed of vehicle wheels passing a measuring section with two wheel detectors.
  • the same problem also arises here, namely to time-evaluate rapidly consecutive wheel pulses with a possibly slow evaluation device. It is also possible, with the device according to the invention, to trigger counting pulses for the axle counting, which are dependent on the direction of travel, for wheel counting, and also to obtain information about the speed of the passing vehicle wheels at the same time.

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Abstract

Die für die Erfassung von Befahrungsereignissen verwendeten relativ langsamen Mikrocomputer (MC) sind bislang regelmäßig nur in der Lage, solche Radsignale zu verarbeiten, deren Flanken weiter auseinander liegen als die Periodendauer der Interruptsignale (INT), über die sie die Radsignale in ihre Eingabespeicher (ES) einlesen. Um auch kürzere Impulsfolgezeiten beherrschen zu können, werden von einer vorgeschalteten Hardware die Radsignale nacheinander in vorzugsweise zwei schnelle Eingabespeicher (EZS1, EZS2) eingelesen. Der Mikrocomputer vergleicht bei jedem Interrupt, ob der Speicherinhalt seines Eingabespeichers zu Beginn des Interrupts mit dem aktuellen Inhalt der beiden Eingabezwischenspeicher übereinstimmt und übernimmt gegebenenfalls die aktuellen Werte zusammen mit Zeitwerten, die besagen, wann die Eingabezwischenspeicher die Radsignale erkannt haben. Durch die Verwendung zweier schneller Eingabezwischenspeicher und das serielle Auslesen dieser Speicher ist es möglich, auch solche Radsignale zu behandeln, deren spezifische Beeinflussungszeiten kürzer sind als die Periodendauer der Interruptsignale.

Description

Beschreibung
Einrichtung zum Erfassen vorzugsweise schneilaufender Eisen¬ bahnräder
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine derartige Einrichtung ist z. B. aus Signal + Draht 68(1976)6, Seiten 116 bis 141 be¬ kannt; sie kann sowohl zur AchsZählung als auch zur Geschwin- digkeitsüberwachung verwendet sein.
Achzähleinrichtungen, unabhängig von der verwendeten Technik, arbeiten nach dem Prinzip, daß ein durch Raderfassungspunkte begrenzter Gleisabschnitt nur dann freigemeldet wird, wenn die Zahl der in den Abschnitt eingefahrenen Achsen gleich der Zahl der aus dem Abschnitt ausgefahrenen Achsen ist. Um dies feststellen zu können, muß sowohl die Zahl als auch die Durchgangsrichtung der Achsen an allen den freizumeldenden Gleisabschnitt begrenzenden Raderfassungspunkten bestimmt werden. Hierzu werden nach unterschiedlichen physikalischen Prinzipien arbeitende Raddetektoren verwendet, von denen für jeden Raderfassungspunkt mindestens zwei in einem gewissen Abstand voneinander entlang der Schienen angeordnet sind. Diese Raddetektoren geben beim Vorüberlaufen eines jeden Fahrzeugrades zwei sich zeitlich überlappende Radimpulse an eine Auswerteeinrichtung ab, welche die jeweils zusammengehö¬ rigen Radimpulse umsetzt in fahrrichtungsabhängige Achszähl¬ impulse. Diese Auswerteeinrichtung kann in unterschiedlicher Technik ausgeführt sein; in jüngerer Zeit werden hierfür Mi- krocomputer verwendet. Ähnlich verhält es sich bei der Ge¬ schwindigkeitsüberwachung, nur wird hier aus dem zeitlichen Versatz der paarweise zusammengehörigen Radimpulse eine Aus¬ sage über die Fahrgeschwindigkeit eines vorüberlaufenden Fahrzeugrades gewonnen.
In Abhängigkeit von der jeweils verwendeten Technik sowohl der Raddetektoren als auch der Auswerteeinrichtung lassen sich Fahrzeugräder bis zu einer bestimmten maximalen Fahrge¬ schwindigkeit zuverlässig erkennen und bewerten. Die Grenze einer eindeutigen Erkennbarkeit von Radachsen ist abhängig von dem zeitlichen Versatz der Radsignale an den Raddetekto- ren bei maximaler Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs und der Verarbeitungsgeschwindigkeit der Radsignale in der Auswerte¬ einrichtung. Die bekannte Achszähleinrichtung nach Signal + Draht ist vorgesehen für eine zulässige Zuggeschwindigkeit von maximal 250 km/h. Rechnergesteuerte Achszählsysteme kön- nen ggf. auch schnellerlaufende Fahrzeugachsen noch zuverläs¬ sig erfassen. Aber auch hier gibt es Grenzgeschwindigkeiten, oberhalb denen ein in einer bestimmten Hardware ausgeführter Rechner die Radsignale nicht mehr online verarbeiten kann. Bei den heute zum Teil verlangten Fahrgeschwindigkeiten von 350 km/h beträgt die Überlappungzeit der Radimpulse eines
Zählpunktes mit definiertem Schaltverhalten und definiertem Abstand zwischen den Raddetektoren etwa 0,6 bis 0,9 ms. Bei diesen schnellen Radimpulsfolgen und einer Taktfrequenz von < 3 MHz der für die Achszählung eingesetzten relativ langsa- men Mikrocomputer ist eine zuverlässige Online-Verarbeitung nicht mehr gegeben, insbesondere dann nicht, wenn auch noch softwaremäßig zeitaufwendige Plausibilitätsprüfungen an den eingegangenen Radinformationen durchgeführt werden sollen.
Man behilft sich bisher in der Weise, daß die Radsignale in einer der eigentlichen Auswerteeinrichtung vorgeschalteten Hardware vorverarbeitet, gespeichert und vom Prozessor der Auswerteeinrichtung periodisch abgerufen werden; diese Vor¬ verarbeitung kann in der Nähe der Raddetektoren oder in der Nähe der Auswerteeinrichtung vorgenommen werden
(DE 34 31 171 C2) . Auf jeden Fall ergibt sich durch diese Vorverarbeitung ein recht hoher Hardwareaufwand, da sie für jeden Raderfassungspunkt getrennt vorhanden sein muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung nach dem Ober¬ begriff des Anspruchs 1 anzugeben, die es gestattet, schnelle Radimpulsfolgen mit einer relativ langsamen Bewertungsein- richtung zu verarbeiten, ohne daß es hierzu für jeden Radde¬ tektor einer gesonderten Vorverarbeitung in einer aufwendigen Hardware bedarf.
Die Erfindung löst diese Aufgaben durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Durch die Verwendung mehre¬ rer Eingabezwischenspeicher und die besondere Art ihrer An- steuerung wird sichergestellt, daß innerhalb der Alleinbeein- flussungszeit eines Raddetektorpaares mindestens einmal" alle Radsignale abgefragt und zwischengespeichert werden. Die ge¬ speicherten Radsignale werden dann interruptgesteuert in den bewertenden Mikrocomputer übernommen, wenn dieser in den Ein¬ gabezwischenspeichern von seinem augenblicklichen Kenntnis¬ stand abweichende Radsignale erkennt; die Periodendauer der Interruptsignale ist deutlich länger als die kritische Al- leinbeeinflussungszeit der Radsignale. Die Bewertung der Rad¬ signale geschieht unter Verwendung von Zeitangaben, die den Zeitpunkt der Übernahme der Radsignale in den oder die Zwi¬ schenspeicher angeben.
Für die Bestimmung der Zeitpunkte, zu denen Ereignismeldungen tatsächlich eintreffen, ist gemäß Anspruch 2 eine relative Zeiterfassung vorgesehen; dies macht es möglich, für die Zeitbestimmung mit einem wenig aufwendigen Zähler auszukom- en.
Anspruch 3 sieht eine besonders vorteilhafte Betriebsweise des Zählers nach Anspruch 2 vor, die es gestattet, die hier besonders interessierenden zeitlichen Abstandswerte direkt aus den im Eingabespeicher hinterlegten Zeitwerten abzulesen.
Anspruch 4 benennt eine besonders vorteilhafte Form der Akti¬ vierung zweier Eingabezwischenspeicher unter Verwendung eines Interruptbausteines für den bewertenden Mikrocomputer.
Nach der Lehre des Anspruches 5 soll die Kapazität des Einga¬ bespeichers des bewertenden Mikrocomputers so groß sein, daß auch bei Eingabehäufung von Radsignalen noch eine zuverläs- sige Verarbeitung gewährleistet ist; dies stellt sicher, daß bei der Verarbeitung von Radsignalen außerhalb der eigentli¬ chen Beeinflussungszeiten keine Radsignale für die Verarbei¬ tung verloren gehen.
Durch die Aufschaltung der Radsignale mehrerer Beeinflus¬ sungspunkte auf die Eingabezwischenspeicher gemäß Anspruch 6 wird der insgesamt erforderliche Aufwand für die weitere Ver¬ arbeitung der erfaßten Ereignismeldungen außerordentlich ge- ring gehalten.
Die gemeinsame Abfrage aller in einem Eingabezwischenspeicher abgelegten Ereignismeldungen zu diskreten Zeiten gemäß An¬ spruch 7 macht es möglich, die Ereignismeldungen in codierter Form in den Eingabespeicher zu übernehmen und bei der Verar¬ beitung aus den codiert hinterlegten Daten jederzeit auf den zugehörigen Raddetektor zu schließen.
Aus Zuverlässigkeits- und/oder Sicherheitsgründen kann es ge- maß Anspruch 8 von Vorteil sein, die Verarbeitung der Radsi¬ gnale mehrkanalig durchzuführen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in Figur 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung und in Figur 2 ein detail¬ liertes Diagramm zur Erläuterung ihrer Wirkungsweise.
Figur 1 zeigt einen Mikrocomputer MC, der dazu vorgesehen ist, die Radsignale von Raddetektoren RD1 bis RD8 in fahr- richtungsabhängige Zählimpulse umzusetzen und diese nicht dargestellten Zählern für die Frei- und Besetztmeldung von Gleisabschnitten zuzuführen. Jeweils zwei der Raddetektoren bilden einen Raderfassungspunkt z. B. am Anfang bzw. Ende ei¬ nes Gleisabschnittes. Die jeweils zusammengehörigen Raddetektoren reagieren auf das Vorüberlaufen eines Fahrzeugrades zeitlich versetzt, wobei jedenfalls bei der Achszählung zunächst nur der eine allein, dann beide gemeinsam und schließlich nur der andere allein beansprucht werden. Die bei schneilaufenden Eisenbahnrädern nur kurzzeitig vorhandenen Radsignale müssen so in einen Ein¬ gabespeicher ES eines bewertenden Mikrocomputers MC eingele¬ sen werden, daß dort die vorgenannte Betätigungsfolge der Raddetektoren zuverlässig erkennbar ist. Dies ist Vorausset- zung dafür, daß der Mikrocomputer fahrrichtungsabhängige
Zählimpulse bilden kann. Das Problem ist das, daß der verwen¬ dete Mikrocomputer nicht in der Lage ist, extrem schnell auf¬ einanderfolgende Radsignale zu verarbeiten. Aus diesem Grunde werden die Radsignale zunächst zeitsynchron zwischengespei- chert und dann zusammen mit Zeitangaben über ihr Auftreten an den Eingabespeicher des Mikrocomputers übergeben.
Die Raddetektoren RD1 bis RD8 sind einzeln oder paarweise über Signalleitungen beliebiger Länge oder über ein Bussystem mit den Eingängen zweier Eingabezwischenspeicher EZS1 und EZS2 verbunden. Diese Eingabezwischenspeicher werden im Wechsel aktiviert und übernehmen dabei die ihnen eingangssei- tig jeweils angebotenen Radsignale. Bei einem angenommenen Versatz der jeweils zusammengehörigen Raddetektoren, einem bestimmten Ansprechverhalten der Raddetektoren und einer angenommenen höchsten Fahrgeschwindigkeit von z. B. 350 km/h ergibt sich als kürzeste zu erfassende Allein-Beeinflussungs- zeit der Raddetektoren ein Wert von etwa 0,6 ms. Um sicher¬ zustellen, daß solche Allein-Beeinflussungszeiten zuverlässig erkannt und bewertet werden können, ist es erforderlich, die anliegenden Radsignale in kürzeren Zeitabständen als 0, 6 ms abzufragen. Im angenommenen Beispiel werden die Radsignale deshalb im Rhythmus von 0,5 ms abgetastet, wobei sie in der einen Abtastperiode in einen ersten Zwischenspeicher und in der anderen Abtastperiode in einen zweiten Zwischenspeicher eingelesen werden. Hierzu werden die beiden Eingabezwischen¬ speicher durch Aktivierungssignale AS beaufschlagt, die von einem Timer T generiert werden. Dieser Timer teilt der Taktfrequenz der Mikrocomputer-Taktsignale CLK auf eine Frequenz von 1 kHz herab; der Eingabezwischenspeicher EZS1 reagiert auf die negative, der Eingabezwischenspeicher EZS2 auf die positive Flanke der Aktivierungssignale; die Speicher werden damit jeweils nach 0,5 ms wechselweise aktiviert.
Die in den Eingabezwischenspeichern weitgehend zeitsynchron zwischengespeicherten Radsignale müssen nun in den Eingabe- Speicher ES des Mikrocomputers übernommen werden. Dies ge¬ schieht ebenfalls unter Steuerung des Timers T, der dem In¬ terrupteingang des Mikrocomputers Interruptsignale INT mit einer gegenüber der Abtastfrequenz der Eingabezwischenspei¬ cher langsameren Folgefrequenz von 1 kHz zuführt. Der Mikro- Computer ist annahmegemäß zur Verarbeitung von Interruptsi¬ gnalen dieser Folgefrequenz eingerichtet. Er prüft bei jedem Interruptsignal, ob es erforderlich ist, Daten aus den beiden Eingabezwischenspeichern in seinen Eingabespeicher zu über¬ nehmen. Diese Übernahme ist nur erforderlich, wenn in minde- stens einem der Zwischenspeicher Daten, d. h. Radsignale, ab¬ gespeichert sind, die sich unterscheiden von den im Eingabe¬ speicher für die betreffenden Raddetektoren abgespeicherten Radsignalen. Zu diesem PrüfVorgang unterbricht der Mikrocom¬ puter auf das Eintreffen eines jeden Interruptsignals seine AchsZählverarbeitung vorübergehend und führt eine Interrupt¬ routine aus. Während dieser Interruptroutine vergleicht der Mikrocomputer zunächst die im Eingabezwischenspeicher EZS1 anliegenden Daten mit den in seinem Eingabespeicher für die zugehörigen Raddetektoren gespeicherten Daten. Liegt Überein- Stimmung vor, so sind zum gegenwärtigen Zeitpunkt keine aktu¬ ellen Daten aus dem Eingabezwischenspeicher EZS1 in den Mi¬ krocomputer zu übernehmen. Der Mikrocomputer überprüft dann den Datenbestand des Eingabezwischenspeichers EZS2. Stellt er auch dabei Übereinstimmung zwischen den im Zwischenspeicher und den im Eingabespeicher gespeicherten Daten fest, so ist die Interruptroutine beendet und die Achszählverarbeitung wird an der unterbrochenen Stelle fortgesetzt. Hat sich min- destens eines der Radsignale in einem der beiden Eingabezwi¬ schenspeicher gegenüber dem im Eingabespeicher des Mikrocom¬ puters jeweils gespeicherten Zustand geändert, so veranlaßt der Mikrocomputer die Übernahme der geänderten Daten aus dem betreffenden Zwischenspeicher in den Eingabespeicher und zwar jeweils in Verbindung mit einem Kennzeichen, das dem Mikro¬ computer anzeigt, aus welchem Eingabezwischenspeicher das be¬ treffende Radsignal stammt. Damit ist ihm auch bekannt, zu welchem Zeitpunkt (ansteigende/abfallende Flanke der Aktivie- rungssignale) dieses Radsignal in den betreffenden Zwischen¬ speicher übernommen wurde und er kann die übernommenen Radsi¬ gnale in ihrer zeitlichen Folge bewerten.
Zum Abfragen der Inhalte der Eingabezwischenspeicher EZS1 und EZS2 sowie ggf. zur Übernahme der Daten in den Eingabespei¬ cher des Mikrocomputers werden die beiden Eingabezwischen¬ speicher vom Mikrocomputer mit Steuersignalen IOR versorgt sowie adressiert. Letzteres geschieht über einen Adreßbus AB und einen Adreßdecoder ADR-DEC, der die einzelnen Adressen ADR1 bzw. ADR2 an die beiden Eingabezwischenspeicher anlegt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient der Timer T nicht nur für die Bereitstellung der Interruptsignale INT für den Mikrocomputer, sondern gleichzeitig auch zur Generierung der Aktivierungssignale AS für die beiden Eingabezwischen¬ speicher. Durch diese Mehrfachausnutzung des Timers gelingt es, den Aufwand für die Achzähleinrichtung insgesamt sehr niedrig zu halten, insbesondere auch deshalb, weil keinerlei Synchronisationsprobleme hinsichtlich der Zwischenspeicherung und des Verarbeitungsablaufes im bewertenden Mikrocomputer auftreten. Die Verarbeitung der in den Eingabespeicher des Mikrocomputers übernommenen Radsignale im Mikrocomputer ge¬ schieht außerhalb der Interruptroutinen für die Übernahme von Daten in den Eingabespeicher des Mikrocomputers. Für die Ver- arbeitung größerer Datenmengen, wie sie kurzzeitig auftreten können, wenn die Raddetektoren RD1 bis RD8 in schneller Folge ansprechen, muß der Eingabespeicher ES des Mikrocomputers ei- ne gewisse Tiefe aufweisen, die ausreicht, um die Daten, die nicht sofort vom Mikrocomputer verarbeitet werden können, eine gewisse Zeit zu speichern. Das Speichervolumen dieses Speichers läßt sich rechnerisch oder empirisch ermitteln.
Nachfolgend sind anhand der Figuren 2Aund 2B die zeitlichen Zusammenhänge beim Einlesen von Radsignalen in die beiden Zwischenspeicher und beim Einlesen der zwischengespeicherten Radsignale in den Eingabespeicher des Mikrocomputers näher erläutert. Figur 2a zeigt dabei den Einlesevorgang für die
Radsignale und Figur 2b die nachträgliche Bestimmung der Ein¬ lesezeitpunkte der Radsignale in die Eingabezwischenspeicher.
Im oberen Teil der Figur 2A sind u.a. die Radsignale zweier Raddetektoren eines Raderfassungspunktes BP1 dargestellt, wie sie sich beim Betätigen der Detektoren durch ein extrem schneilaufendes Fahrzeugrad ergeben. Die einander entspre¬ chenden Radflanken der beiden Radsignale weisen annahmegemäß einen zeitlichen Abstand von etwa 0,6 ms auf. Die Radsignale sind in der Darstellung mit einem zeitlichen Raster von 0,5 ms hinterlegt. Diese 0,5 ms entsprechen dem zeitlichen Ab¬ stand der Aktivierungssignale AS der in Figur 2 nicht darge¬ stellten Eingabezwischenspeicher. Wie bereits anhand der Figur 1 erläutert, werden die Radsignale jeweils von beiden Zwischenspeichern getrennt erfaßt, wobei der eine Zwischen¬ speicher einen hier besonders interessierenden Flankenwechsel innerhalb einer Zeitspanne von maximal 0,5 ms seit Flanken¬ wechsel und der andere diesen 0,5 ms später erkennt und ab¬ speichert.
Die Eingabezwischenspeicher sind so ausgelegt, daß sie in un¬ terschiedlichen Speicherbereichen die Befahrungsereignisse der Raddetektoren mehrerer Beeinflussungspunkte abspeichern können. Im vorliegenden Beispiel wird davon ausgegangen, daß die Zwischenspeicher die Befahrungsereignisse der Raddetekto¬ ren von fünf Beeinflussungspunkten aufnehmen können. Unterhalb der zu bewertenden Radsignale sind in Figur 2A die Speicherinhalte einer Steuer- und Diagnosebaugruppe des be¬ wertenden Mikrocomputers dargestellt. Diese Speicherinhalte zeigen die jeweils in den beiden Eingabezwischenspeichern (1/2) zu den einzelnen Zeitpunkten vorhandenen Daten. Ober¬ halb der beiden Speicherblöcke ist durch einen Pfeil und eine Ziffer gekennzeichnet, zu welchem Zeitpunkt und aus welchem Eingabezwischenspeicher ein Datum in das betreffende Spei¬ cherfeld übernommen wurde; die Speicherblöcke sind dem einen bzw. anderen Raddetektor der einzelnen Raderfassungspunkte, die Speicherzeilen den verschiedenen Raderfassungspunkten BP1 bis BP5 zugeordnet, die vom Mikrocomputer überwacht werden. Die Speicherfelder sind so beschaffen, daß sie analog den verwendeten Eingabezwischenspeichern die Befahrungsereignisse von jeweils fünf Raddetektoren sowie weitere hier nicht in¬ teressierende Daten aufnehmen können. Bei den in den beiden Speicherblöcken dargestellten Daten handelt es sich quasi um Momentaufnahmen zum Zeitpunkt des 14. Aktivierungssignals. Tatsächlich werden die Speicherinhalte nicht nur zeilenweise über die Ereignismeldungen der Raddetektoren, sondern auch spaltenweise aktualisiert, indem die abgespeicherten Daten in der Darstellungsrichtung von rechts nach links schrittweise aus den Speicherfeldern herausgeschoben werden, so daß die Speicherfeider von ihrem Inhalt her nur jeweils eine be- stimmte Zeitspanne des aktuellen Geschehens widerspiegeln.
Im dargestellten Beispiel ist zu erkennen, daß hinsichtlich des ersten Raderfassungspunktes BP1 der erste Zwischenspei¬ cher mit dem zweiten Aktivierungssignal den Beginn einer De- tektorbeeinflussung und mit dem dreizehnten Aktivierungssi¬ gnal das Ende der Beeinflussung festgestellt hat. Bezüglich des zweiten Raddetektors dieses Beeinflussungspunktes hat der zweite Zwischenspeicher mit dem vierten Aktivierungssignal den Beginn der Beeinflussung und mit dem vierzehnten Aktivie- rungssignal das Ende der Beeinflussung detektiert. Für die
Raddetektoren der zweiten und der übrigen Beeinflussungspunk¬ te soll in dem beobachteten Zeitraum keine Beeinflussung er- kannt worden sein; für die nachfolgende Betrachtung wird da¬ von ausgegangen, daß die entsprechenden Speicherplätze der Steuer- und Diagnosebaugruppe jeweils mit einem bit der Wer¬ tigkeit 1 belegt sind.
Unterhalb der beiden Speicherblöcke der Steuer- und Diagnose¬ baugruppe ist der Interrupttakt INT für die Radsignalverar¬ beitung des Mikrocomputers dargestellt. Die Taktfrequenz ist annahmegemäß halb so groß wie die Taktfrequenz der Aktivie- rungssignale AS zum Einlesen von Ereignismeldungen in die beiden Eingabezwischenspeicher. Jeweils mit der Vorderflanke eines solchen Interruptsignals veranlaßt der Mikrocomputer einen in der Zeichnung nicht verdeutlichten Vergleich zwi¬ schen den zur Übernahme aus der Steuer- und Diagnosebaugruppe anliegenden Befahrungsereignissen sämtlicher von ihm über¬ wachter Raddetektoren und den bereits in seinem Eingabespei¬ cher für die einzelnen Raddetektoren hinterlegten Ereignis¬ meldungen. Nur dann, wenn Abweichungen zwischen den aktuel¬ len, in den Zwischenspeichern abgelegten Daten und dem in seinem Eingabespeicher abgelegten Datenbestand vorliegt, be¬ steht die Notwendigkeit, diesen Datenbestand zu aktualisieren und hierzu eine bestimmte Interruptroutine durchzuführen. An¬ dernfalls springt der Mikrocomputer bis zum folgenden Inter¬ rupt in das durch den Interrupt unterbrochene Programm zurück und setzt die Verarbeitung der gespeicherten Informationen fort. Im vorliegenden Fall erkennt der Mikrocomputer zum Zeitpunkt 3, daß die ihm angebotene Ereignismeldung für den ersten Raddetektor des ersten Beeinflussungspunktes verschie¬ den ist von dem für diesen Raddetektor im Eingabespeicher vorhandenen Meldezustand und er leitet die Interruptroutine ein; entsprechendes gilt bezüglich des Zeitpunktes 14, zu dem der Mikrocomputer erkennt, daß eine erneute Aktualisierung des Eingabespeicher-Datenbestandes erforderlich ist.
Solche Datenänderungen können sich selbstverständlich nicht nur auf einen Raddetektor des ersten Raderfassungspunktes sondern auch auf einen Raddetektor anderer vom zugehörigen Eingabezwischenspeicher überwachter Raderfassungspunkte be¬ ziehen; in diesem Falle wäre die jeweilige Datenänderung in einem anderen Speicherbereich der Eingabezwischenspeicher bzw. eines Speicherblockes der Steuer- und Diagnosebaugruppe aufgetreten. Um diese Änderungen zu erfassen, fragt der Mi¬ krocomputer mit jedem Interrupt die Speicherplätze aller von ihm überwachten Raddetektoren ab und liest sie - sofern Da¬ tenänderungen aufgetreten sind - in den am unteren Ende der Figur 2A dargestellten Eine;.:>espeieher ES ein. Dies geschieht z. B. durch hexadezimale Ko^erung der aus der Steuer- und Diagnosebaugruppe zum jeweiligen Interruptzeitpunkt ausgele¬ senen Datenfolge. Diese Datenfolge wird an einer vorgegebenen Stelle mit einer sog. Kanalkennung versehen, die besagt, daß es sich bei den jeweils übernommenen Ereignismeldungen um die Ereignismeldungen der ersten oder der zweiten Raddetektoren der überwachten Raderfassungspunkte handelt. Im vorliegenden Fall ist dem jeweils ersten Raddetektor eines jeden Beein¬ flussungspunktes als Kanalkennung eine Null und dem jeweils zweiten Raddetektor eine Eins zugeordnet.
In entsprechender Weise wie bei dem ersten Raddetektor eines jeden Raderfassungspunktes verfährt der Mikrocomputer auch mit den Ereignismeldungen der zweiten Raddetektoren dieser Beeinflussungspunkte. Bei der angenommenen sehr kurzen Im- pulsfolgezeit zwischen dem ersten und dem zweiten vom glei¬ chen Rad an den aufeinanderfolgenden Raddetektoren des ersten Beeinflussungspunktes ausgelösten Ereignismeldungen ergibt sich, daß der Mikrocomputer zum Zeitpunkt 4 und zum Zeitpunkt 14 jeweils ein weiteres in seinem Eingabespeicher zu aktuali- sierendes Datum feststellt und daraufhin die vorgegebene In¬ terruptroutine zur Übernahme dieser aktuellen Daten ausführt.
Diese Interruptroutine beinhaltet neben der Übernahme der ei¬ gentlichen Ereignismeldungen und ihrer Kennzeichnung als zu dem einen oder anderen Raddetektor eines Raderfassungspunktes gehörend auch das Festhalten des Zeitpunktes zu dem sich das betreffende Radsignal geändert hat. Dieser Zeitpunkt ist aber nicht unbedingt der Zeitpunkt, an dem die Interruptroutine durchgeführt wird, sondern er kann durchaus bereits in der Vergangenheit liegen. Dies ist bei den Befahrungsereignissen des betrachteten ersten Raddetektors der Fall. Dort war die jeweilige Ereignismeldung über den ersten Zwischenspeicher bereits 0,5 ms vor dem folgenden Interruptsignal erkannt wor¬ den im Gegensatz zum zweiten Raddetektor, bei dem das Erken¬ nen eines Befahrungsereignisses mit dem Interruptsignal quasi zusammenfiel. Um die Befahrungsereignisse in ihrer zeitlichen Abfolge hinreichend genau bestimmen und verarbeiten zu kön¬ nen, müssen die Zeitpunkte, an denen die Zwischenspeicher je¬ weils das Vorliegen einer Radsignaländerung erkannten, für die weitere Verarbeitung der Befahrungsereignisse im Mikro¬ computer festgehalten werden. Dies geschieht nach der vorlie- genden Erfindung dadurch, daß zusammen mit den eigentlichen Befahrungsereignismeldungen jeweils bestimmte Zeitangaben im Eingabespeicher hinterlegt werden. Diese Zeitangaben sind vorzugsweise relative Zeitangaben und beziehen sich auf den zeitlichen Abstand zwischen dem jeweils detektierten Befah- rungsereignis und dem zeitlich gesehen davorliegenden Befah- rungsereignis und zwar nicht mehr getrennt nach den beiden Raddetektoren eines jeden Zählpunktes sondern in der tatsäch¬ lichen zeitlichen Abfolge der Detektorbetätigungen. Die Be¬ schreibung des jeweils in Frage kommenden Zeitabstandes zwi- sehen aufeinanderfolgenden Befahrungsereignissen der beiden Raddetektoren eines Beeinflussungspunktes geschieht unter Verwendung eines Zeitzählers mit einem vorher bestimmten Zählvolumen, z. B. einem Zählvolumen von 256 Zählstellungen. Dieser Zeitzähler, der entweder für jeden Raderfassungspunkt getrennt oder für alle durch einen Mikrocomputer behandelte Raderfassungspunkte gemeinsam vorgesehen ist, wird durch je¬ des Interruptsignal um zwei Zählschritte vorwärtsgeschaltet und zwar deshalb, um ihn bedarfsweise um einen Schritt zu¬ rückstellen zu können, wenn ein Eingabezwischenspeicher ein Befahrungsereignis um 0,5 ms früher erkennt als das Inter¬ ruptsignal auftritt, über das das aktuelle Befahrungsereig- niss in den Eingabespeicher übernommen wird. Auf welche Weise die den einzelnen Befahrungsereignissen bei¬ zugebenden Zeitwerte im Zeitzähler bestimmt werden, wird nachstehend anhand der Figur 2B näher erläutert; die dort ge- 5 bildeten Zeitwerte werden neben den zugehörigen Ereignismel¬ dungen in den Eingabespeicher der Figur 2A eingeschrieben.
Es ist angenommen, daß der Zeitzähler allen vom Mikrocomputer überwachten Beeinflussungspunkten gemeinsam zugeordnet ist
10 und durch die Interruptsignale um jeweils zwei Zählschritte in seine maximale Zählstellung fortgeschaltet ist, weil über längere Zeit zuvor keine Radsignale zu aktualisieren waren. Die vorgegebene maximale Zählstellung ist wegen der vorgese¬ henen Fortschaltung des Zähler um jeweils zwei Zählschritte
15 annahmegemäß die Zählstellung 254. In dieser Zählstellung be¬ findet sich der Zeitzähler zum Zeitpunkt 1. Diese Zählstel¬ lung wird binär ausgedrückt durch die Bitfolge 11111110. Sie entspricht der hexadezimalen Darstellung FE. Zum Zeitpunkt 1 liest der Mikrocomputer auf das dann wirksame Interruptsignal 0 den Zeitzähler aus und versucht, ihn um zwei Zählschritte entsprechend dem gewählten Zeitraster fortzuschalten. Dies ist nicht möglich, weil der Zeitzähler annahmegemäß seine ma¬ ximale Zählstellung bereits erreicht hat. Der Mikrocomputer lädt daraufhin den Zeitzähler wieder mit dem der maximalen
25 Zählstellung entsprechenden Wert FE. Zum Zeitpunkt 3 liest der Mikrocomputer mit dem folgenden Interruptsignal den Zeit¬ zähler wieder aus, versucht ihn fortzuschalten und lädt ihn schließlich mit dem ursprünglichen Inhalt. Durch Vergleich der ihm von den Eingabezwischenspeichern über die Steuer- und
30 Diagnosebaugruppe übermittelten aktuellen Radsignale mit dem in seinem Eingabespeicher noch hinterlegten Zustandsbild er¬ kennt der Mikrocomputer die Notwendigkeit, seinen Eingabe¬ speicher zu aktualisieren. Er weiß, daß die Änderung im er¬ sten Eingabezwischenspeicher detektiert worden ist, und er
35. weiß daher auch, daß dieser Eingabezwischenspeicher die Ände¬ rung bereits vor 0,5 ms detektiert hatte. Aus diesem Grunde vermindert der Mikrocomputer per Programm das aus dem Zeit- Zähler entnommene Datum um einen Zählschritt (=0,5 ms) und führt dieses veränderte Datum als Zeitwert dem Eingabespei¬ cher zu; dort wird es wie auch das Zustandsbyte der Ereignis¬ meldungen hexadezimal als Wert FD abgespeichert.
Der Mikrocomputer erkennt auch, daß ihm mit dem gleichen In¬ terruptsignal aus dem anderen Speicherblock der Steuer- und Diagnosebaugruppe ein weiteres Zustandsbyte für weitere Be¬ fahrungsereignisse angeboten wird. Die Veränderung stammt aus dem zweiten Eingabezwischenspeicher, ist also zeitgleich mit dem Interruptsignal. Der Mikrocomputer könnte nun den aus dem Zeitzähler auslesbaren Zählwert FE für die abfallende Flanke des vom zweiten Raddetektor erkannten Radsignals abspeichern und den zeitlichen Abstand der beiden Raddetektorflanken durch Differenzbildung bestimmen. Dies würde jedoch eine ge¬ sonderte Rechenoperation verlangen. Um diese Rechenoperation zu vermeiden, veranlaßt der Mikrocomputer mit dem Erkennen und Abspeichern derjenigen Radsignalflanken, denen gegenüber der zeitliche Abstand einer möglicherweise dicht folgenden Flanke eines anderen Radsignals zu bestimmen ist, die Rück¬ stellung des Zeitzählers in die Grundstellung. Sofern - wie hier angenommen - zum Beobachtungszeitpunkt auch vom anderen Detektor bereits eine aktuelle Ereignismeldung vorliegt, ver¬ anlaßt der Mikrocomputer das Erhöhen des aus dem Zeitzählers dann entnehmbaren Zählwertes 00 für die Zeitfestschreibung dieser Ereignismeldung um einen Zählschritt; mit der zuvor durchgeführten Synchronisation des Zeitzählers auf die erste detektierte Radsignalflanke des betrachteten Signalflanken¬ paares ergibt sich der zeitliche Abstand der folgenden Radsi- gnalflanke direkt aus dem für diese Flanke im Eingabespeicher abgespeicherten Zeitwert zu 1 x 0,5 ms.
Das nächste Interruptsignal erscheint zum Zeitpunkt 5. Es führt zum Fortschalten des Zeitzählers um zwei Zählschritte in die Schaltstellung 00000010 entsprechend 2 x 0,5 ms Zeit¬ versatz. Entsprechendes ergibt sich zu den Zeitpunkten 7, 9, 11 und 13, wobei der Zeitzähler jeweils um zwei Schritte fortgeschaltet wird. Zum Zeitpunkt 13 erkennt der Mikrocompu¬ ter wieder die Notwendigkeit, die in seinem Eingabespeicher abgespeicherten Ereignismeldungen zu aktualisieren. Er über¬ nimmt dabei zunächst das neue Ereignisbyte des ersten Radde- tektors in hexadezimaler Form als 7F und bestimmt dann den zugehörigen Zeitwert. Ausgehend von der vorhandenen Zählstel¬ lung 00001010 des Zeitzählers subtrahiert der Mikrocomputer einen Zählschritt (der Zwischenspeicher hatte das Ereignis bereits vor 0,5 ms detektiert) und trägt das Ergebnis 09 bei dem zugehörigen Befahrungsereignis im Eingabespeicher ein. Er weiß nun, daß die Rückflanke des ersten Radimpulses neun Ein¬ heiten gleich 4,5 ms nach dem Auftreten der Radsignal-Vorder¬ flanke am zweiten Raddetektor aufgetreten ist.
Der Mikrocomputer erkennt aus den Kanalkennungen der ihm übermittelten Zustandsbytes, daß er ein erstes Radsignal vollständig in seinen Eingabespeicher eingelesen hat und er veranlaßt daraufhin die Rückstellung des Zeitzählers in seine Grundstellung. Er erkennt ferner das Vorliegen eines zweiten Zustandsbytes, das ihm über den zweiten Eingabezwischenspei¬ cher angeboten wird. Die dortige Zustandsmeldung liegt 0,5 ms hinter der ihm mit dem gleichen Interruptsignal zugeführten Zustandsmeldung des ersten Eingabezwischenspeichers. Er ad¬ diert daher den Wert 1 zur augenblicklichen Zählstellung des Zeitzählers und speichert den so gefundenen Wert 01 bei der zugehörigen Ereignismeldung im Eingabespeicher ein.
Bei den einzelnen Ereignismeldungen sind dann jeweils die Zeitwerte hinterlegt, die den zeitlichen Abstand zum jeweils vorangegangenen eingespeicherten Ereigniswert darstellen.
Das Zurückstellen des Zeitzählers mit dem Vorliegen des voll¬ ständigen Radsignals des Raddetektors RD1 ist nicht zwingend notwendig. Es wäre auch wie bei den beiden abfallenden Radsi- gnalflanken zu Beginn des Beobachtungszeitraumes möglich, den Zeitzähler nach dem Fortschalten unverändert zu lassen. In diesem Falle aber wäre es notwendig, den zeitlichen Versatz der beiden ansteigenden Radsignalflanken durch einen Sub- straktionsvorgang zu bestimmen. Bei Rückstellung des Zeitzäh¬ lers mit der ansteigenden Flanke des ersten Raddetektorsi¬ gnals ergibt sich der gesuchte Zeitwert für den zeitlichen Abstand der ansteigenden Radsignalflanken direkt aus dem ab¬ gespeicherten Zeitwert. Nur das ist der Grund für das Verän¬ dern der abgefragten Zählwerte um einen Zählschritt beim De- tektieren der Ereignismeldung, die zeitlich nach der die Rückstellung des Zeitzählers veranlassenden Ereignismeldung liegt.
Neben der geschilderten Art der zeitlichen Kennzeichnung der einzelnen Ereignismeldungen sind auch andere Zeitwertbestim¬ mungen möglich, insbesondere solche, die den zeitlichen Ab- stand der einzelnen Flanken von dem jeweils ersten Befah- rungsereignis eines Fahrzeugrades an einem Raderfassungspunkt bezeichnen. Auch ist es denkbar, den einzelnen Ereignismel¬ dungen absolute Zeitwerte aus einem dafür vorgesehenen Zeit¬ geber zuzuordnende. Wichtig ist in jedem Falle, daß der Mi- krocomputer in der Lage ist, aufgrund der für die Ereignis¬ meldungen festgehaltenen Zeitpunkte oder Zeitspannen eine hinreichend genaue Aussage über den gegenseitigen Versatz der zu bewertenden Radsignale zu machen.
Für das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel war ange¬ nommen worden, daß innerhalb des Betrachtungszeitraumes nur die Raddetektoren des Raderfassungspunktes BP1 aktiviert wer¬ den. In der Praxis werden die Raddetektoren mehrerer Rader¬ fassungspunkte zeitlich ineinander verschachtelt aktiviert werden. In diesem Falle können für die Raderfassungspunkte gesonderte Zeitzähler vorgesehen sein oder aber es ist nur ein gemeinsamer Zeitzähler vorhanden, über den der zeitliche Versatz der Ereignismeldungen gegeneinander detektiert wird, unabhängig davon, von welchen Raddetektor bzw. Raderfassungs- punkt sie stammen. Die Anwendung der Erfindung ist nicht beschränkt auf die Ver¬ wendung von zwei schnellen Eingabezwischenspeichern zum zei¬ tunkritischen Einlesen von Radsignalen. Vielmehr ist es mög¬ lich, anstelle von zwei Eingabezwischenspeichern drei oder noch mehr Zwischenspeicher vorzusehen, die zyklisch ansteuer¬ bar sind, wobei die Umschaltzeiten von einem auf einen ande¬ ren Eingabezwischenspeicher kleiner sind als die kürzeste Al- leinbeeinflussungszeit der zu detektierenden Radsignale; die Periodendauer der Interruptsignale ist dann entsprechend drei- oder viermal so lang wie die Umschaltfolgezeiten der Eingabezwischenspeicher und es müssen entsprechend mehr Zwi¬ schenspeicher abgefragt werden. In diesem Falle sind die aus einem Zeitzähler zu entnehmenden Zeitwerte im Eingabespeicher gegebenenfalls um bis zu zwei oder noch mehr Zählschritte zu vermindern.
Anstelle eines einzigen Mikrocomputers, wie in- dargestellten Ausführungsbeispiel, können die Radsignale auch von mehreren Mikrocomputern eines sicheren Mikrocomputersystems übernommen und verarbeitet werden, wobei sich diese Mikrocomputer lau¬ fend oder ereignisgesteuert vergleichen zum möglichst früh¬ zeitigen Erkennen von Verarbeitungsstörungen in der Bewertung der Radsignal.
Wie eingangs der Beschreibung ausgeführt, ist die erfindungs¬ gemäße Einrichtung nicht nur sinnvoll bei Achszählanlagen zu verwenden, sondern mit Vorteil auch für die Bestimmung der Geschwindigkeit von an einer Meßstrecke mit zwei Raddetekto¬ ren vorbeilaufenden Fahrzeugrädern zu verwenden. Auch hier tritt das gleiche Problem auf, nämlich rasch aufeinanderfol¬ gende Radimpulse mit einer möglicherweise langsamen Bewer¬ tungseinrichtung zeitlich zu bewerten. Auch ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Einrichtung an voneinander beab- standeten Raddetektorpaaren sowohl fahrrichtungsabhängige Zählimpulse für die Achszählung auszulösen, als auch gleich¬ zeitig eine Information über die Geschwindigkeit der vorüber¬ laufenden Fahrzeugräder zu gewinnen.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Erfassen vorzugsweise schneilaufender Eisenbahnräder an Raderfassungspunkten mit je zwei in Fahr- richtung beabstandet angeordneten Raddetektoren zum Auslösen von Radsignalen beim Vorüberlaufen eines Eisenbahnrades und mittels mindestens eines Mikrocomputers, welcher die ihm von den Raddetektoren der einzelnen Achszählpunkte übermittelten Radsignale in ihrer zeitlichen Folge bewertet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Radsignale eines oder mehrerer Beeinflussungspunkte den Eingängen von n Eingabezwischenspeichern (EZS1, EZS2) zugeführt werden, die im Wechsel aktivierbar sind, wobei die Periodendauer (0,5 ms) der Aktivierungssignale (AS) kleiner ist als der minimale Zeitversatz (0,6 ms) der Radsignale bei maximaler Fahrgeschwindigkeit, daß der mindestens eine Mikrocomputer (MC) , gesteuert über Interruptsignale (INT) mit der 1/n-ten Frequenz der Aktivie¬ rungssignale, seine Radsignalverarbeitung mit dem Eintreffen jedes Interruptsignals vorübergehend unterbricht und die
Eingabezwischenspeicher nacheinander daraufhin untersucht, ob ihre Inhalte gegenüber den in seinem Eingabespeicher (ES) vor Beginn des Interrupts gespeicherten Befahrungsereignissen verschieden sind, wobei der Mikrocomputer die Eingabezwi- schenspeicher in der Reihenfolge nacheinander abfragt, in der diese aufeinanderfolgend aktiviert werden, und daß der Mikro¬ computer zutreffendenfalls eine oder mehrere aktuelle Ereig¬ nismeldungen zusammen mit einem Kennzeichen für den Zeitpunkt der Übernahme einer Ereignismeldung in einen der Eingabezwi- schenspeicher in seinen Eingabespeicher übernimmt und dann seine Verarbeitung fortsetzt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Zeitzähler vorgesehen ist, dessen jeweilige Zählstel¬ lung die seit der letzten Veränderung des Eingabespeicher- Datenbestandes vergangene Zeitspanne anzeigt, daß dieser Zähler aus seiner augenblicklichen Zählstellung heraus durch jedes Aktivierungssignal um n Zählschritte bis in eine maximale Zählstellung fortschaltbar ist, die der um n Zählschritte verminderten Zählkapazität des Zeitzähler ent- spricht, daß der mindestens eine Mikrocomputer beim Erkennen eines jeden Befahrungsereignisses den augenblicklichen Zählerstand des Zeitzählers abfragt und aus der Kenntnis heraus, welcher Eingabezwischenspeicher dieses Befahrungsereignis registriert hat, das Zählergebnis entweder direkt oder jeweils um minde¬ stens einen Zählschritt vermindert zusammen mit der zugehöri¬ gen Befahrungsereignismeldung im Eingabespeicher ablegt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Mikrocomputer den Zeitzähler jeweils mit dem Erkennen und Abspeichern derjenigen Ereignismeldung, zu der der zeit¬ liche Abstand einer folgenden Ereignismeldung zu bestimmen ist, in seine Grundstellung steuert und daß er für den Fall, daß zu diesem Zeitpunkt aus einem anderen Eingabezwischen¬ speicher ebenfalls eine aktuelle Ereignismeldung zur Über¬ nahme ansteht, dieser Ereignismeldung den Zeitwert 01 zuord¬ net.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens ein vom Verarbeitungstakt des mindestens einen Mikrocomputers steuerbarer Timer (T) vorgesehen ist, der die Interruptsignale (INT) durch Herunterteilen des Verarbei- tungstaktes (CLK) des Mikrocomputers bildet und diese als
Steuersignale (AS) den Eingabezwischenspeichern zuführt, die mit ihrer positiven Flanke den einen (EZS2) und mit ihrer negativen Flanke den anderen (EZS1) der beiden Eingabezwi¬ schenspeicher aktivieren.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kapazität des Eingabespeichers des mindestens einen Mikrocomputers groß genug bemessen ist für die Abspeicherung von Eingaben wie sie bei kurzzeitiger Eingabehäufung infolge der Registrierung mehrerer, dicht aufeinanderfolgender Fahr¬ zeugräder und dadurch verminderter Radsignalverarbeitung entstehen.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Eingabezwischenspeicher sowie der Eingabespeicher zur gleichzeitigen Aufnahme der Raddetektor- Radsignale mehrerer Beeinflussungspunkte eingerichtet sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Steuer- und Diagnosebaugruppe vorgesehen ist, welche die Eingabezwischenspeicher im Takt der Umschaltsignale über alle von diesen für die einzelnen Abfragezeitpunkte gespei¬ cherten Befahrungsereignisse der zugehörigen Raderfassungs¬ punkte wechselweise ausliest und die dabei ermittelten Daten jeweils zusammen mit einer Kennung für den Raddetektor eines Raddetektorpaares, von dem sie stammen, beim Feststellen eines Befahrungsereignisses an den Eingabespeicher übermit¬ telt.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens zwei Mikrocomputer zur getrennten Übernahme von Radsignalen und zur getrennten Radsignalverarbeitung mit laufendem oder ereignisgesteuertem Vergleich der Verarbei¬ tungsschritte oder Verarbeitungsergebnisse vorgesehen sind.
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