Vorrichtung zur signaltechnisch sicheren Darstellung eines Bildes auf einem Datensichtgerät

Abstract

 Es wird eine Vorrichtung zur signaltechnisch sicheren Darstellung eines Bildes auf einem Datensichtgerät (8) angegeben, bei der nur ein einzelner Steuerrechner vorgesehen ist. Die Erfindung zeichnet sich gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen durch besonders geringen Aufwand aus.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Bei der Steuerung von Anlagen ist es oft notwendig, den Zustand der Anlage durch sogenannte Meldebilder graphisch darzustellen. Dies ist insbesondere in Eisenbahnanlagen, wie Stellwerken, der Fall. Dabei ist es von Bedeutung, daß Fehler des Meldebildes erkennbar gemacht werden, d. h. daß die Darstellung signaltechnisch sicher ist.

[0003] Ein auf einem Datensichtgerät dargestelltes Meldebild gilt dann als signaltechnisch sicher, wenn, wie z. B. in der DE-AS 24 14 247 beschrieben, jede Bildinformation von voneinander unabhängig arbeitenden Komponenten erstellt wird und eine Nichtübereinstimmung beispielsweise durch Farbänderung einer Bildkomponente dem Bedienpersonal kenntlich gemacht wird. Das Bedienpersonal weiß dann, daß auf der Grundlage dieses fehlerhaften Bildes keine sicherheitsrelevanten Entscheidungen getroffen werden dürfen.

[0004] Die DE-OS 2 150 389 beschreibt eine Anordnung zum Darstellen von Blindschaltbildern, bei welcher zwei Speicher vorgesehen sind, wobei die statischen Bildelemente in einem der beiden Speicher und die veränderlichen Daten bzw. Bildelemente in dem zweiten Speicher enthalten sind, und wobei die Teilbilder über einen Videosignalgeber an eine Anzeige geliefert werden.

[0005] Weiters beschreibt die DE-PS 2 104 349 eine Anordnung zum Darstellen eines aus Teilbildern zusammengesetzten Bildes auf dem Schirm eines Datensichtgerätes, bei welchem zwei unterschiedliche Typen von Teilbildern in je einem Speicher abgelegt sind und unter Zwischenschaltung einer Bildmischeinrichtung an dem Datensichtgerät angezeigt werden. Die in einem der beiden Speicher abgelegten Teilbilder werden durch Abtasten eines Diapositivs mittels einer Kamera erzeugt und enthalten unveränderliche bzw. statische Bildelemente. Die in dem zweiten Speicher abgelegten Teilbilder sind von dynamischer Natur und werden von einer Signalverarbeitungseinrichtung ständig erneuert. Das Hauptmerkmal dieser Anordnung ist eine Ausrichtung der beiden unterschiedlichen Typen von Teilbildern, die mittels einer an dem Diapositiv vorgesehenen Markierung und mit Hilfe eines Abszissenwertzählers realisert wird, wobei dieser Abszissentwertzähler Kenntnis über die Lage der Markierung liegt und das Anzeigen dynamischer Teilbilder an den hierfür vorgesehenen Positionen veranlaßt. Eine solche Ausrichtung der Teilbilder wird benötigt, wenn wahlweise unterschiedliche statische bzw. unveränderliche Teilbilder angezeigt werden sollen und die dynamischen bzw. veränderlichen Bildelemente daran ausgerichtet werden sollen.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, die signaltechnisch erreibare Sicherheit bei der Darstellung eines Bildes auf einem Datensichtgerät mittels einer einfachen Vorrichtung weiter zu erhöhen.

[0007] Dies geschieht erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach dem Anspruch 1.

[0008] Die erfindungsgemäße Vorrichtung liefert eine signaltechnisch sichere Darstellung eines Bildes, wobei nur ein einziger Steuerrechner notwendig ist. Da der Steuerrechner die aufwendigste Komponente der Vorrichtung ist, bedeutet der durch die Erfindung ermöglichte Verzicht auf einen zweiten Steuerrechner eine wesentliche Einsparung gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen.

[0009] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung nach dem Anspruch 2 gelöst.

[0010] Mit dieser Vorrichtung wird ebenfalls die Darstellungssicherheit erhöht. Durch den mittels Analog/Digital-Konvertereinrichtung gebildeten Rückkopplungszweig werden auch Fehler der Digital/Analog-Konvertereinrichtung oder im Umschalter erkannt.

[0011] Durch die Ausgestaltung der Vorrichtung nach Anspruch 3 ist eine Kontrolle der Funktion des Bildspeichers gegeben.

[0012] Vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung der Vorrichtung nach Anspruch 4. Diese ermöglicht es, zustandsunabhängige Infor- mationen wie beispielsweise einen Graukeil oder einen Farb- balken in das Bild einzublenden. Dadurch kann die Farb- oder Grauwertwiedergabe des Datensichtgerätes überprüft werden.

[0013] Eine Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist bei Einsatz eines Farb-Monitors als Datensichtgerät vorteilhaft. Damit wird der Speicherbedarf der Bildspeicher wesentlich verringert.

[0014] Günstig ist eine Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 6. In den Zusatzspeichern ist üblicherweise ein sogenannter Farbbalken gespeichert. Die Überwachung dieses Farbbalkens bringt eine einfache und sichere Fehlererkennung mit sich.

[0015] Die Erfindung wird anhand von drei Figuren näher erläutert. Es zeigen beispielhaft:

FIG 1

eine Vorrichtung mit zwei Signalwegen,

FIG 2

eine Vorrichtung mit Rückkopplung der analogen Farbsignale und

FIG 3

eine Vorrichtung mit Rückkopplung der drei digitalen Farbsignale.

[0016] Die in FIG 1 schematisch dargestellte Vorrichtung umfaßt einen Steuerrechner 1, zwei Bildspeicher 2, 3, zwei Zusatz- speicher 9, 10, zwei Farbtabellen 4, 5, einen Umschalter 6, eine Digital/Analog-Konvertereinrichtung 7 und ein Datensichtgerät 8.

[0017] Die Funktion der dargestellten Vorrichtung ist wie folgt: Im Steuerrechner 1 wird aufgrund der von der zu steuernden Anlage empfangenen Zustandsinformation ein Meldebild berechnet. Dieses Bild ist aus einzelnen Bildpunkten (Pixel) aufgebaut. Für jeden Bildpunkt muß daher bei einem Farbmonitor als Datensichtgerät die Farbe und die Helligkeit angegeben werden.

[0018] Diese Information wird in codierter Form in dem ersten Bildspeicher 2 gespeichert, wobei jeder Bildpunkt in einer Speicherzelle mit einer bestimmten Speicheradresse gespeichert ist.

[0019] Üblich ist eine Zuordnung der Bildpunkte zu den Speicherzellen des ersten Bildspeichers 2 derart, daß der in der linken oberen Ecke des Datensichtgerätes dargestellte Bildpunkt entweder in der Speicherzelle mit der höchsten oder der niedrigsten Adresse des Bildspeichers gespeichert wird, also beispielsweise in der Speicherzelle mit der Adresse 0. Danach folgen zeilenweise die übrigen Bildpunkte, da bei herkömmlichen Datensichtgeräten nach dem Elektronenstrahlprinzip das Bild zeilenweise dargestellt wird.

[0020] Zum Beispiel werden die 1024 Bildpunkte der ersten Zeile eines typischen Datensichtgerätes in den Speicherzellen mit den Adressen 0-1023 gespeichert, die Bildpunkte der zweiten Zeile in den Speicherzellen mit den Adressen 1024-2047 usw.

[0021] Bei den genannten Datensichtgeräten 8 ist es weiterhin üblich, daß jeder Bildpunkt aus drei Teilpunkten aufgebaut ist, von denen jeder eine der drei Grundfarben rot, grün und blau aufweist.

[0022] Die Information über die Helligkeit jedes Teilpunktes wird an das Datensichtgerät 8 mittels dreier Analogsignale (eines für jede Grundfarbe) übertragen. Träger der Information ist dabei die Amplitude des Analogsignals, welche zu einem bestimmten Zeitpunkt der Helligkeit eines bestimmten Teilpunktes proportional ist.

[0023] In diesem Zusammenhang wird auf die - bekannte - physikalische Wirkungsweise von Datensichtgeräten 8 verwiesen, die vereinfacht dargestellt darin besteht, daß durch einen Elektronenstrahl eine Leuchtschichte des Bildschirmes angeregt wird. Der Elektronenstrahl überstreicht das Bild bekanntlich zeilenweise mit einer vorgegebenen konstanten Frequenz, so daß jeder Phasenlage des die Intensität des Elektronenstrahles steuernden Analogsignals ein bestimmter Teilpunkt eindeutig zugeordnet werden kann.

[0024] Im vorliegenden Fall ist es so, daß die durch den Steuerrechner 1 berechnete Information über jeden Bildpunkt im ersten Bildspeicher 2 in der bereits beschriebenen Weise gespeichert ist.

[0025] Der erste Bildspeicher 2 wird nun periodisch punktweise ausgelesen. Die Reihenfolge der ausgelesenen Bildpunktinformationen und die Frequenz des Auslesevorganges müssen dabei mit der durch den Elektronenstrahl vorgegebenen Bildpunktreihenfolge und Frequenz übereinstimmen.

[0026] Die Bildpunktinformationen sind im vorliegenden Fall codiert, sie bilden jeweils eine Adresse der ersten Farbtabelle 4. In der zu dieser Adresse gehörigen Speicherzelle der Farbtabelle 4 sind die tatsächlichen Helligkeitswerte der drei Teilpunkte für die Grundfarben rot, grün und blau gespeichert. Sie werden ausgelesen und durch die Digital/Analog-Konvertereinrichtung 7 in die drei Analogsignale zur Ansteuerung des Datensichtgerätes 8 umgewandelt.

[0027] Bei der beschriebenen Berechnung und Anzeige eines Meldebildes können Fehler auftreten. Um zu einer signaltechnisch sicheren Darstellung zu gelangen, wie sie bei der Steuerung bestimmter Anlagen gefordert ist, ist nun ein zweiter Signalweg, bestehend aus dem zweiten Bildspeicher 3, dem zweiten Zusatzspeicher 10 und der zweiten Farbtabelle 5 vorgesehen.

[0028] Die Wirkungsweise dieses zweiten Signalweges entspricht weitgehend der des ersten Signalweges. Ein Unterschied besteht nur darin, daß die einzelnen Bildpunkte im zweiten Bildspeicher 3 an einer anderen Speicheradresse als im ersten Bildspeicher 2 abgespeichert sind. Beispielsweise ist der erste Bildpunkt des Bildes, welcher im ersten Bildspeicher 2 in der Speicherzelle mit der Adresse 0 abgespeichert ist, im zweiten Bildspeicher 3 in der Speicherzelle mit der höchsten Speicheradresse abgespeichert.

[0029] Durch diese unterschiedliche Organisation der beiden Bildspeicher 2, 3 sind auch zwei verschiedene Varianten der Programme für die Berechnung des Bildes im Steuerrechner 1 erforderlich. Durch diese unterschiedliche Gestaltung der Berechnungsprogramme und des zweiten Bildspeichers 3 wird die notwendige, unabhängige Erstellung des Bildes erreicht, die für eine signaltechnisch sichere Darstellung notwendig ist.

[0030] Ein Fehler bei der Berechnung des Bildes im Steuerrechner 1 hat daher unterschiedliche Auswirkungen auf die beiden Bilder, die durch den Umschalter 6 abwechselnd an das Datensichtgerät 8 angelegt werden. Die Frequenz des Umschalters 6 ist so gewählt, daß im Fehlerfall, bei Abweichen der beiden Bilder voneinander ein für das menschliche Auge gut sichtbares Blinken auftritt, welches den Bediener auf den Fehler hinweist und ihn zum Eingreifen auffordert.

[0031] Die Vorrichtung nach FIG 2 umfaßt einen Steuerrechner 1, einen Bildspeicher 2, einen Zusatzspeicher 9, eine Farbtabelle 4, eine Digital/Analog-Konvertereinrichtung 7, ein Datensichtgerät 8 sowie eine Analog/Digital-Konvertereinrichtung 11. Die Wirkungsweise von Bildspeicher 2, Zusatzspeicher 9, Farbtabelle 4, Digital/Analog-Konvertereinrichtung 7 und Datensichtgerät 8 entspricht der Wirkungsweise der entsprechenden Komponenten bei der Fig. 1. Zusätzlich zu diesen Komponenten ist bei der Vorrichtung nach Fig.2 ein Rückkopplungszweig vorgesehen, der durch die Analog/Digital-Konvertereinrichtung 11 gebildet wird.

[0032] Der Ausgang dieses Rückkopplungszweiges ist mit dem Steuerrechner verbunden. Im Steuerrechner wird aus den rückgekoppelten Daten ein Bild ermittelt, mit dem ursprünglich errechneten Bild verglichen und ein auftretender Fehler angezeigt.

[0033] Der dargestellte Rückkopplungszweig läßt sich auch in eine Vorrichtung nach FIG 1 integrieren, so daß ein zusätzlicher Kontroll- und Schutzmechanismus gegeben ist.

[0034] Bei der Schaltung nach FIG 3 ist ebenfalls ein Rückkopplungszweig vorgesehen, dieser führt allerdings vom Ausgang der Farbtabelle 4 zurück in den Steuerrechner 1. Es ist daher keine Analog/Digitalwandlung notwendig. Dieser Rückkopplungszweig, der sehr einfach zu realisieren ist, bringt ebenfalls eine Erhöhung der Übertragungssicherheit und bietet vor allem eine zusätzliche Möglichkeit der Fehleroffenbarung, wenn Fehler auftreten.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur signaltechnisch sicheren Darstellung eines Bildes auf einem Datensichtgerät (8), mit einem Steuerrechner (1) zur Berechnung der einzelnen Bildpunktinformationen, einem ersten Bildspeicher (2) zur Zwischenspeicherung der Bildpunktinformationen und mit einer Digital/Analog-Konvertereinrichtung (7) zur Umsetzung der Bildpunktinformationen in zumindest ein, der Ansteuerung des Datensichtgerätes (8) dienendes Analogsignal, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiter Bildspeicher (3) in der Weise vorgesehen ist, daß jede Bildpunktinformation in den beiden Bildspeichern (2, 3) unter unterschiedlichen Speicheradressen gespeichert ist, daß im Steuerrechner (1) unabhängig voneinander jeweils die beiden Bildpunktinformationen berechnet werden, die in den beiden Bildspeichern (2, 3) derselben Speicheradresse zugeordnet sind und daß weiterhin ein periodisch schaltender Umschalter (6) vorgesehen ist, der jeweils einen der beiden Bildspeicher (2, 3) mit der Digital/Analog-Konvertereinrichtung (7) verbindet.

2. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Analog/Digital-Konvertereinrichtung (11) zwischen dem Ausgang der Digital/Analog-Konvertereinrichtung (7) und Dateneingänge des Steuerrechners (1) eingefügt ist, und daß im Steuerrechner (1) ein Vergleich zwischen dem darzustellendem Bild und einem Bild, welches aus der an den Dateneingängen des Steuerrechners (1) anliegenden Information ermittelt wird, vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Bildspeichers (2) mit weiteren Dateneingängen des Steuerrechners (1) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Bildspeicher (2, 3) ein Zusatzspeicher (9, 10) zur dauerhaften Speicherung der Information über einen bestimmten Teil der Bildpunkte vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Bildspeicher (2, 3) und den Umschalter (6) jeweils eine Farbtabelle (4, 5) zur Umsetzung der Bildpunktinformationen in drei, den Grundfarben rot, grün und blau zugeordnete, digitale Farbsignale eingefügt ist, und daß zur Ansteuerung des Datensichtgerätes (8) die Analogsignale vorgesehen sind.

6. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerrechner (1) ein Vergleich zwischen der in den Zusatzspeichern (9,10) gespeicherten Information über einen bestimmten Teil der Bildpunkte und der an den Dateneingängen des Steuerrechners (1) anliegenden Information über diesen Teil der Bildpunkte erfolgt.

Zeichnung