DE3543372A1

DE3543372A1 - Gesamtaggregat zur vollstaendigen kontrolle von gleisgebundenen oder gleisungebundenen, bewegten oder unbewegten koerpern aller art zum erzwingen des befolgens vorprogrammierter bewegungsablaeufe

Info

Publication number: DE3543372A1
Application number: DE19853543372
Authority: DE
Inventors: Gerhard Klingenberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-12-07
Filing date: 1985-12-07
Publication date: 1987-06-11

Description

Gegenstand der Erfindung

ist ein Gesamtaggregat zur vollständigen Kontrolle von gleisgebundenen oder gleisungebundenen, bewegten oder unbewegten Körpern aller Art zum Erzwingen des Befolgens vorprogrammierter Bewegungsabläufe oder Kontakte und des Vermeidens von Zusammenstößen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für bewegte Körper zum Beispiel auf gleisgebundenen oder gleisungebundenen Bahnen aller Art ein dezentral gesteuertes Blocksystem zu schaffen, das die Speicherung und Auswertung aller für den Betriebsablauf im jeweiligen Block erforderlichen Informationen ausführt, sowie die Steuerbefehle für alle im Blockbereich bewegten Körper bzw. für deren externe Regelelemente erteilt über blockeigene Prozessoren, die mit einem für alle denkbaren Betriebsabläufe und Betriebssituationen entwickelten universellen Programm ausgestattet sind, das jeden Blockabschnitt der Gesamtanlage zu einem selbständig wirkenden Teil des Gesamtbetriebssystems macht, wobei die Ausführung blockbezogener Bewegungsfunktionen der Körper, unter Berücksichtigung von Bewegungsfunktionen anderer Körper und/oder von Besetzt-Situationen in der Gesamtanlage, vorzugsweise körpertypisch gesteuert werden durch körperbezogene externe Regelelemente, die den bewegten Körper vermittels fortlaufender Identifikationen in einer permanenten Zuordnungsschaltung begleiten, wodurch die Mindestdimension des bewegten Körpers nur noch vom Volumen des motorischen Antriebes abhängig ist.

Stand der Technik

Bekannt sind Verfahren, die Bewegungsabläufe von Körpern auf Bahnen ohne abgrenzende Einteilung zu steuern durch zentrale Rechnereinheiten, indem die Daten vorzugsweise kodierter Steuerbefehle über unterschiedliche Medien übermittelt werden an die motorisch zu bewegenden Körper. Bekannt sind ferner Verfahren, die Datenbusleitungen der Steuerbefehle identisch mit der Energieversorgungsleitung für die motorischen Antriebe der bewegten Körper zu führen. Bekannt sind ferner Verfahren, digital kodierter Befehle aus solchen Datenbusleitungen im bewegten Körper zu selektieren, zu dekodieren und körperinternen Regelelementen zur Steuerung der motorischen Antriebe zuzuleiten. Bekannt sind ferner Verfahren, die Positionen bewegter Körper zu lokalisieren, die Körper zu identifizieren und diese Informationen einer zentralen, die Anlage steuernden Rechnereinheit zu übermitteln.

Mängel des Standes der Technik

Bei Anlagen aus vielfach verzweigten Bahnen und einer größeren Zahl darauf bewegter Körper wird der dann erforderliche Aufwand an anlagenspezifischer hard- und software unverhältnismäßig groß, während die Erstellung und Wartung der Programme solcher anwenderspezifischen Anlagen ausschließlich auf ingenieurmäßig vorgebildete Anwender beschränkt ist. Bei Körper kleiner Dimensionen stoßen diese Verfahren ferner an jene Grenzen, die sich aus dem für Leistungsendstufen der Regelelektronik erforderlichen Volumen bzw. aus der für diese erforderlichen Wärmeableitung ergeben. Ferner benötigt bei den bekannten Verfahren jeder Körper eigene Dekodier- und Regelelemente. Ferner muß zentralen, die Gesamtanlagen steuernden Rechnereinheiten jede Veränderung vor Ort, sowohl hinsichtlich der Bahnfigurationen (Weichenstraßen) wie auch hinsichtlich der Positionen der bewegten Körper permanent mitgeteilt werden, was eine Vielzahl von Sondierelementen in der Anlage und hohen Aufwand für deren Logistik in der zentralen Rechnereinheit erfordert. Die spezifischen Mängel im Stande der Technik bestehen darin, daß bisher an sich bekannte Verfahren der Sensorik und der Steuer- und Regeltechnik nicht zusammengefaßt wurden zu autarken, selbststeuernden Einheiten bzw. zu intelligenten Teilelementen der Gesamtanlage.

Die Lösung der Erfindungsaufgabe

besteht darin, daß die Organisation bewegter Körper auf Bahnen aller Art gegliedert ist in begrenzte Blockabschnitte mit je einem eigenen Prozessor, welcher die Bewegungen jedes einzelnen Körpers koordiniert mit denen der voraus und nachfolgend bewegten Körper bzw. mit denen auf Bahnen im Umfeld des der Bahn bewegten Körpers bzw. mit den Positionen unbewegter Körper in der Bahn des bewegten Körpers, worüber dem Prozessor permanent Informationen zugeleitet werden hinsichtlich der Identität, Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit der im Umfeld befindlichen Körper. Um Körper unterschiedlicher Charakteristik zu erkennen, sind diese mit aktiven oder passiven maschinenlesbaren Merkmalen versehen, welche dem erkennenden Sensor die Identifizierung sowie das Messen der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit ermöglichen. Jeder blockeigene Prozessor ist mit einem für alle denkbaren Betriebssituationen ausreichendem Programm ausgestattet, das ihn in die Lage versetzt, die vorgenannten Informationen auszuwerten für koordinierende Anweisungen an die die Körper bewegenden motorischen Elemente bzw. an die diese Motoren steuernden Regelelemente, wobei die daraus entstehenden Bewegungsabläufe bezüglich ihrer Weg-Zeit-Dimensionen körperspezifisch charakterisiert sind, weil sie entweder körperintern angeordnet oder extern dem Körper zugeordnet bleiben auch bei Eintritt in einen neuen Blockabschnitt. Diese Zuordnung externer Regelelemente ermöglicht ferner, daß die Mindestdimension des bewegten Körpers nur noch vom Volumen des motorischen Antriebes abhängig ist. Die erfindungsgemäße Organisation bewegter Körper in Blocksystemen autarker Prozessorsteuerungen ermöglich deren Einsatz in anwenderspezifischen Anlagen auch für die ingenieurmäßig nicht vorgebildeten Anwender bzw. beschränkt sich auf einfache Verknüpfungsschaltungen ohne zentrale Rechnereinheit und ohne anlagenumfassende software.

Mit dieser Erfindung sollen frühere Anmeldungen von mir nicht entwertet werden.

Claims

1) Gesamtaggregat zur vollständigen Kontrolle von gleisgebundenen oder gleisungebundenen, bewegten oder unbewegten Körpern aller Art zum Erzwingen des Befolgens vorprogrammierter Bewegungsabläufe oder Kontakte und des Vermeidens von Zusammenstößen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahnen der Körper 8 gegliedert sind in begrenzte Blockabschnitte 1, 2, 3 und 4 mit je einem oder mehreren blockeigenen Prozessoren 10, welche die Bewegungen jedes einzelnen Körpers 8 koordinieren mit denen der voraus oder nachfolgend bewegten Körper 8, bzw. mit denen von Körpern auf Bahnen im Umfeld der Bahn des bewegten Körpers 8, bzw. mit den Positionen unbewegter Körper in der Bahn des bewegten Körpers 8, worüber den Prozessoren 10 permanent Informationen zugeleitet werden hinsichtlich der Identität, Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit der bewegten Körper, worauf der oder die Prozessoren die Ausführung blockbezogener Bewegungsfunktionen einleiten, welche typisch für den Körper 8 gesteuert werden durch körperbezogene Regelelemente 11 gemäß Fig. 1.
Der globale Erfindungsgedanke ist dargestellt an dem Beispiel einer Modelleisenbahnanlage gemäß Fig. 1, bei der an jeder Grenze zwischen den Blöcken 1, 2, 3 und 4 sich je eine Reflexionslichtschranke 5 befindet, die gemäß Fig. 2 aus je einem Lichtsender 6 und einem Lichtempfänger 7 besteht und die ein am Körper 8, ist zum Beispiel ein schienengebundenes Fahrzeug 8, befestigtes Strichcode-Etikett 9 gemäß Fig. 3 identifiziert und mit dem Erkennungssignal den blockeigenen Prozessor 10 ansteuert, welcher dem Fahrzeug 8 einen, diesem zugeordneten externen Regler 11 zuschaltet, welcher in seiner Regelcharakterisitik vorprogrammiert ist auf die fahrzeugtypischen Bewegungsabläufe dieses Fahrzeuges 8, wobei der Prozessor 10 in Auswertung der aus Besetzt-Meldern 12 erhaltenen Besetzt-Informationen der vorausliegenden Blöcke 3 und 4 gegebenenfalls die Bewegung des Fahrzeugs 8 entsprechend der im Regler 11 vorgegebenen fahrzeugtypischen Abläufe verändert.

2) Gesamtaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler 11 im Fahrzeug 8 angeordnet ist.

3) Gesamtaggregat nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper 8 mit aktiven oder passiven maschinenlesbaren Merkmalen ausgestattet ist, welche dem erkennenden Sensor 5 die Identifizierung, sowie das Messen der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit des Körpers 8 ermöglichen.

4) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor 10 die mit dem Bewegungsablauf des Körpers 8 gekoppelten Peripheriefunktionen des Anlagenbetriebssystems gemäß Fig. 1, zum Beispiel Streckensignale oder Bahnschranken 13 mitsteuert, wobei die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 8 mit der Wirkrichtung nach Pfeil 18 zum Beispiel des Signals 13 in Übereinstimmung gebracht wird.

5) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem blockeigenen Prozessor 10 Informationen, sowohl über die Besetzt-Situation in den benachbarten Blöcken, wie auch über die Identität der sie besetzenden Körper permanent zur Verfügung stehen und vom Prozessor ausgewertet werden für blockinterne oder blockübergreifende koordinierende Anweisungen an die die Körper bewegenden motorischen Elemente bzw. an die diese Motoren steuernden Regelelemente, wobei die daraus entstehenden Bewegungsabläufe bezüglich ihrer Weg-Zeit-Dimension charakteristisch sind.

6) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der blockeigene Prozessor 10 das vom körpererkennende Element 5 übermittelte Signal auswertet zur Ansteuerung von optischen Anzeigen 19, zum Beispiel das Fahrzeug- Kennbild 9 aus Fig. 3 in einem Binärcode umwandelt in eine Dezimalanzeige 19 der Nummer des Fahrzeugs 8 in einem Gleisbild-Stellpult 17.

7) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug-Kennbild 9 aus Fig. 3 symmetrisch zu einer Mittelachse 20 gestaltet ist, um eine sichere Identifikation des Fahrzeugs 8, unabhängig von der Bewegungsrichtung und/oder der Frontposition des Fahrzeugs 8 im Gleis zu gewährleisten und zudem aus der zweiten Kennbild-Hälfte eine Kontrollesung für den Prozessor 10 zu erhalten.

8) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der blockeigene Prozessor 10 das vom körpererkennenden Element 5 übermittelte Signal auswertet zur Errechnung der Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs 8 zwecks Überwachung der Betriebsabläufe und den Geschwindigkeitswert anzeigt bzw. weiterleitet an alle für die Betriebssicherheit zuständigen Kontrollorgane.

9) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der blockeigene Prozessor 10 von maßstäblich verkleinerten Fahrzeugmodellen 8 zum Beispiel bei Modelleisenbahnen die Istgeschwindigkeit in eine vorbildentsprechende Geschwindigkeit umrechnet und diese, zum Beispiel in Kilometer pro Stunde, am Regler 11 anzeigt.

10) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der blockeigene Prozessor 10 fahrzeugtypische Bewegungsabläufe bzw. Richtungsänderungen steuern läßt durch ein vorprogrammiertes Schaltelement 15, ist zum Beispiel eine Diodenmatrix, durch die eine Fahrstraße aus den Weichen 16 gebildet wird.

11) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der blockeigene Prozessor 10 mit einem für alle möglichen Betriebsabläufe und Betriessituationen entwickelten universellen Programm ausgestattet ist, das jeden Blockabschnitt der Gesamtanlage gemäß Fig. 1 zu einem selbständig wirkenden Teil des Gesamtbetriebssystems macht.

12) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die den Blöcken 1 bis 4 der Gesamtanlage gemäß Fig. 1 zugeordneten Prozessoren 10 in eine Mutterplatine 14 eingesetzt sind, aus der sie alle Informations- und Energieversorgungen beziehen und in die sie alle Meldungen und Funktionsweisungen weiterleiten.

13) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen des oder der bewegten Körper 8 auf schienengebundenen oder nicht schienengebundenen Bahnen aller Art ohne Einschränkung der Richtung erfolgen können.

14) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegten Körper 8 durch körperbezogene externe Regelelemente in einer permanenten Zuordnungsschaltung gesteuert werden, wodurch die Mindestdimension des bewegten Körpers 8 nur noch vom Volumen seines motorischen Antriebes bestimmt wird.

15) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur permanenten Kontrolle der Gesamtkinematik aller bewegten Körper bezüglich Wegstrecke, Geschwindigkeit und Richtung diese so gesteuert werden, daß sie weder zusammenstoßen können, noch die Bewegung eines Körpers die Bewegungen aller anderen Körper stören kann.

16) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch gesamt permanente Kontrolle der Gesamtkinematik aller bewegten Körper bezüglich Wegstrecke, Geschwindigkeit und Richtung diese so gesteuert werden, daß Kontakte zwischen bewegten Körpern und/oder zwischen bewegten und stillstehenden Körpern mit der erforderlichen feingesteuerten Geschwindigkeitsanpassung koordiniert werden.

17) Gesamtaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Organisation bewegter Körper in Blocksystemen autarker Prozessorsteuerungen deren Einsatz auch in anwenderspezifischen Anlagen und durch ingenieurmäßig nicht vorgebildete Anwender ermöglicht, bzw. sich beschränkt auf einfache Verknüpfungsschaltungen.