专利名称：用于检查移动应答机的读取的方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于检查至少一个移动应答机的读取的方法。
背景技术：
借助于彼此相关的应答机装置和移动射频询问器，难以在存在故障或者电磁干扰的情况下保证应答机总是正确地被具有对于最关键的安全功能所需的安全水平的询问器 “看到”和识别，如对于公共交通可以是这种情况，其中当车辆在作为询问器的读取器前面通过时，必须读取车辆的车载应答机。力求减轻该问题的当前方法包括使多个冗余的车载应答机相关联(associer)，并且如有必要，包括使多个冗余的地面询问器，以便例如提防这些询问器的故障。如果冗余的两个(或两个以上)应答机的关联不会引发问题，特别是对于公知的低成本的RFID类型的标签，则射频询问器或读取器为了确保安全性的冗余相反地带来了两个重大缺点
-由于它们的成本引起的经济问题，
-以及尤其是询问器的冗余并不总是防止电磁干扰。事实上，电磁干扰(例如外部电磁场或者接近天线的金属部件)可能阻碍冗余的询问器和在这些询问器附近存在的应答机之间的正确通信。在该情况下，来自应答机的数据不能被正确读取，即使冗余地使多个询问器相关联。
发明内容
本发明的目的在于提出一种检查至少一个移动射频应答机的读取的方法，其中所述至少一个移动射频应答机相对于所述应答机的读取器的天线移动，所述检查使得能够检测读取中的错误，特别是在应答机和读取器之间的通信中进行内部或外部干扰的情况下进行检测。该目的所追求的特定方面是能够保证对于车辆安全的关键应用所需的安全水平， 所述车辆诸如是公共交通工具(公共汽车、无轨电车、有轨电车、地铁、列车等)并且在更挑剔的背景下诸如是由自动控制系统(automatisme)引导的车辆，所述自动控制系统例如是 CBCT (Communication Based Train Control (基于通信的列车控制))类型的自动控制系统。本发明的另一目的在于提供用于有效地实现所述检查读取的方法的简单的设备。因此，根据本发明的这样的检查读取的方法借助于权利要求1的特征被重新归纳 (retranscrite)。经由权利要求8，还提供了用于实现所述方法的设备。从属权利要求的集合还呈现出本发明的优点。主要地，使用检查至少一个移动射频应答机的读取的方法，其中所述至少一个移动射频应答机相对于所述应答机的读取器的天线移动，所述方法规定
-在天线周围限定至少一个保证读取区域，
-至少一个检查应答机被固定到保证读取区域的外围，以便读取器除了检查移动应答机的读取之外还定期地检查所述至少一个检查应答机的读取。更具体地，保证读取区域被限定为使得在紧邻所固定的天线的区域之内在移动应答机和读取器之间(经由天线)的关联以标称(nominale)方式建立。因此，当相对于天线移动的应答机出现在该区域中时，保证其数据的正确读取，而读取检查应答机的数据就不可能了，因为通过激活移动应答机的数据来禁止，所述移动应答机暂时地比检查应答机更接近天线。因此，如果读取器不能检验该读取过程，则可以有利地检测来自移动应答机或者移动应答机之一、甚或读取器自身的故障或缺陷。然后，将呈现出根据本发明的检查读取的方法的多种应用变型，以及使能够实现所述变型的设备实例。
借助以下附图提供了实施例和应用的实例
图1描述了包括保证读取区域的区域的限定以及根据本发明的方法的原理， 图2描述了在轨道车辆的情况下适用于根据本发明的方法的移动应答机的冗余， 图3描述了用于实现根据本发明的检查车载应答机的读取的方法的第一设备实例， 图4、5描述了用于实现根据本发明的借助车载读取器来检查地面上的应答机的读取的方法的第二设备实例。
具体实施例方式图1允许图解说明包括保证读取区域的区域的限定以及根据本发明的方法的原理。所述的检查读取的方法以读取至少一个移动射频应答机为目的，其中所述至少一个移动射频应答机相对于所述应答机的读取器(未示出)的天线(ANT)移动。在本情况下， 应答机移动，
-在天线周围的有限周长内限定至少一个保证读取区域(ZLG)， -至少一个检查应答机(TC)被固定到保证读取区域(ZLG)的外围，以便除了移动应答机的读取之外，读取器还经由天线定期地检查所述至少一个检查应答机(TC)的读取。因此，所述方法基于被安置在每个读取器的天线附近的射频类型的检查应答机的定位，所述读取器定期地询问检查应答机。读取器或询问器从应答机读取的射频数据被传送到与询问器连接的至少一个安全计算机。这个或这些检查应答机包含至少一个标识符，所述至少一个标识符使所述检查应答机区别于要读取的移动应答机、即承载出于安全的目的而被读取的数据的应答机，后者相对于询问器是移动的。为了如果电磁干扰阻碍来自在询问器前面通过的移动应答机的数据的正确读取， 则相同干扰也阻碍来自检查应答机的数据的正确读取，检查应答机具有与移动应答机几乎相同的物理特性。检查应答机相对于询问器的天线的位置以如以下方式被选择
-在正常状况下，换言之，在没有电磁干扰并且在天线附近没有(多个)其他应答机的状况下，其数据被正确读取；
-当移动应答机处于为了正确读取而准备的保证读取区域(ZLG)中的天线附近时，天线与移动应答机之间的电磁耦合应明显地优于(约10至20 dB)在天线与检查应答机之间的耦合因此，来自移动应答机的数据将被正确读取，而来自检查应答机的数据的读取变得不可能。这些布局保证了，如果询问器已正确地读取或者正确地读取了来自检查应答机的数据，则当移动应答机在天线前面通过时，所述询问器正确地读取来自(没有发生故障的) 移动应答机的数据。更具体地，在不存在故障或者电磁干扰的情况下，可以限定在天线附近的三个区域
-紧邻天线的前面提及的第一保证读取区域(ZLG)，在所述第一保证读取区域(ZLG) 内部，以标称方式建立移动应答机/询问器的关联。当在该区域中存在移动应答机时，保证其数据的正确读取优先于来自检查应答机的数据的读取，所述来自检查应答机的数据的读取变得不可能；
-在保证读取区域周围的第二不确定区域(ZI1、ZI2)，在所述第二不确定区域(ZI1、 ZI2)中不能保证从移动应答机读取关于天线的数据。通常这归因于在移动应答机和(具有相似的物理特性的)检查应答机的射频发射之间的电磁干扰；
-在上述保证读取区域和不确定区域之外的第三保证检查区域(ZCG1、ZCG2)，针对所述第三保证检查区域(ZCG1、ZCG2)，不论在所述区域中存在多少个移动应答机，并且如果这些移动应答机中的任何一个都不处于其他两个区域(ZLG、ZIU ZI2)之一中，则对检查应答机的数据的单个正确读取通过询问器而得以保证。主要地，每个询问器(经由其天线)定期地发射询问请求，正确地接收到该询问请求的所有应答机必须通过传送其数据来对该询问请求作出响应。询问器以此方式将从应答机接收到的数据重新传送到安全计算机，该安全计算机定期地检查所述数据的有效性。因此限定(与至少检查应答机的读取相关的)检查时段，该检查时段应短于移动应答机在保证读取区域中的最小通过或“飞越(survol)”持续时间。换言之，使读取器在短于相对移动应答机在保证区域中的最小通过时间的检查时段内遭到定期检查。如果履行该条件，只要计算机在短于最小通过持续时间的时段内接收到从每个询问器新获取的正确数据，就可以有利地安全地保证任何一个工作的移动应答机都不会在未被询问器“看到”的情况下通过保证读取区域。在相反的情况下，如果自询问器的最后有效检查以来的时限超过所述最小通过或飞越持续时间，则计算机认为不确定数目的潜在地未被识别的移动应答机已在该询问器前面通过。还限定(与读取器或询问器自身相关的)询问时段，所述询问时段理想地短于前面提及的检查时段。换言之，读取器在短于检查时段的询问时段期间向检查应答机发射询问请求。如果传送错误容差要被遵守，从而引起有限数目的没有可用响应的连续询问，则询问时段应短于检查时段除以该有限数目。在询问器故障的情况下，如果询问器停止询问或者停止定期地将来自移动应答机或检查应答机的响应传送到计算机，则清楚的是，通过前述机制，安全性得以保证。对于引起询问器和计算机之间的连接中断的故障，情况亦是如此。同样地，检查应答机的故障是安全的，因为当检查应答机不再定期地向计算机提供预期数据时，安全性通过前述机制得以保证。对于所述一个或多个移动应答机的故障，优选地通过移动应答机的冗余来确保安全性每个移动应答机可以至少被复制，以便携带所述移动应答机的对象(例如列车)不能在不被读取器以及因此不被计算机“看到”的情况下穿过保证读取区域(ZLG)。这样复制的两个移动应答机还被分离足够的距离，以至于这些移动应答机不会在读取时相互干扰。该方面在图2中示出，其中移动应答机的冗余被图示用于沿着列车在道路(VO)上的行驶方向 (SMT)移动的诸如列车(TR)或其车厢的铁路车辆(1)的情况下实现根据本发明的方法。因此，在该实例中，这里装在列车(TR)中的移动应答机(2)与至少一个在附近的其他移动应答机(3)被冗余地安装，所述其他移动应答机(3)当然也被装在列车中。如果移动应答机在不确定区域(参见图1)中的通过持续时间总是短于检查时段， 则前述基本方法正确地发挥作用。如果应答机和询问器之间的相对速度在宽的范围内是可变的，则情况并非如此。在移动应答机在询问器的不确定区域中停止的边界情况下，因为移动应答机和检查应答机相互干扰，所以询问器可能没有将应答机的更多的有效数据传送到计算机。在这种情况下，可能根据被称为多通道的过程来利用应答机和询问器，所述多通道过程是频率多通道过程(对于移动应答机和检查应答机为不同频率)或时间多通道过程 (对于移动应答机和检查应答机为不同的响应时间间隔)。更精确地，至少一个移动应答机 (2)和道路(VO)上的检查应答机被配备有具有与来自读取器的传送不同的通道的多工传送。因此，移动应答机和读取器之间的每次传送在质量方面是抗干扰的。因此消除了不确定区域，因为在移动应答机和检查应答机之间不存在进一步的相互干扰。此外，通过将不同的通道分配给冗余的移动应答机，还使移动应答机的所设置的冗余便利，其中所述冗余的移动应答机不再引起相互干扰并且不再遵守冗余的移动应答机之间的最小分离距离。然而，由于在两种类型的应答机之间引入的差别，安全级别可被证实略低于前面的基本方法中的安全级别在某些状况下，可能正确地执行检查应答机的读取，而可能扰乱移动应答机的读取。在例如频率多通道过程的情况下，无法排除询问器的故障影响某些通道而不影响其他通道，这可以使得可能正确地读取来自检查应答机的数据，而且可能正确读取来自移动应答机的数据。因此，对于这样的更关键的安全应用，可以通过使附加应答机与每个移动应答机相关联(或者与每组冗余的移动应答机相关联)来解决该问题。因此，对于检查应答机，通过将同一通道分配给附加移动应答机，有利地恢复基本方法的安全级别，同时保持了多通道过程的优点。该过程因此可以被定义为“混合的”。总之，对于多通道过程，根据本发明的方法可以规定借助于至少一个第二移动应答机(3)，移动应答机(2)被设置为冗余的，并且所述至少一个第二移动应答机(3)与移动应答机(2)相邻而且具有与移动应答机(2)的通道和与检查应答机(TC-根据图1)的通道不同的传送通道。然而，多通道过程不一定导致移动应答机的冗余原则上，具有与检查应答机不同的通道的移动应答机是足够的，即使益处是有限的(在没有冗余的情况下未检测到其故障)。最后，在混合过程的范围内，根据本发明的方法规定在至少一个移动应答机(2、 3)附近添加至少一个附加移动应答机(5)，所述附加应答机具有与所述移动应答机不同且与检查应答机相同的通道。为了说明根据图2的实例的最后的点，该图2因此呈现出诸如装备有两组使用频率多通道的三个RFID类型的应答机的列车单元的车辆(1)，其中一组位于列车的前部 (AV)，而另一组位于后部(AR)。“前部”组包括分别在两个通道上(在第一和第二频率Π和 f2上，未示出)作出响应的两个冗余的移动应答机(2、3)和在第四频率(f4，也未示出)上的另一假定通道上作出响应的附加移动应答机(5)。“后部”组包括分别在分别在第二和第三频率(f2，f3，未示出)上对准的两个通道上作出响应的两个冗余的移动应答机(22、23)和在第四频率(f4)的通道上作出响应的附加移动应答机(25)。图3示出了用于实现根据本发明的检查来自车载应答机的读取的方法的设备的第一实例，对此，诸如图2中的装有应答机的车辆(未示出)在诸如一组轨道(RA)的道路 (VO)的部分上移动，所述道路沿其长度装备有两个询问器(6、16)，每个询问器分别链接到例如在轨道(RA)之间的连续布置在地面上的两个天线(7、17)之一。每个天线或者推而广之为每个询问器分别与在根据图2中的实例的在第四频率(f4)的通道上作出响应的两个检查应答机(4、14)之一相关联。询问器借助于以太网类型的通信网络(Eth)被连接到安全计算机(8，CALSEC)。例如，当列车的前部及其相关联的应答机组(2、3、5)在布置在轨道之间的地面上的天线(7)上方通过时，可能在没有应答机错误的情况下由应答机(6)之一呈现出标称的读取序列
1.列车前部(AV)处的应答机(2、3、5)的组仍远离天线(7)，仅检查应答机(4)可被该天线(7)读取。2.移动应答机(3)到达天线的范围因此，移动和检查应答机(3、4)的读取是可能的。3.附加移动应答机(5)在不确定区域中并且与检查应答机(4)在第四频率(f4) 上的共同的通道上出现相互干扰因此，仅移动应答机(3)可被读取。4.附加移动应答机(5)到达保证读取区域中因此，仅移动应答机(3)和附加移动应答机(5)可被读取。5.移动应答机(3)离开天线(7)的范围仅附加移动应答机(5)可被读取。6.冗余移动应答机(2)进入天线(7)的范围因此，仅移动应答机(2)和附加移动应答机(5)可被读取。7.附加应答机(5)离开其保证读取区域，并且该附加应答机(5)和检查应答机 (4)在第四频率(f4)上的共同的通道上引起相互干扰因此，仅移动应答机(2)可被读取。8.附加应答机(5)离开天线(7)的范围，并且其对检查应答机(4)的干扰停止因而，仅移动应答机(2 )和检查应答机(4 )可被读取。9.移动应答机(2)离开天线的范围仅检查应答机(4)可被读取。在该读取阶段序列{4，4+3，3，3+5，5，5+2，2，2+4，4}上可以看到，被称为“混合的”过程允许
-当车辆通过时，不论车辆通过的速度是多少，都持续正确读取至少一个(车载)应答机的数据，
-听凭在同一通道上作出响应的附加移动应答机(5)和检查应答机(4)，保证最大的安全级别。然而，所述序列不是唯一的。例如，通过使移动应答机(2、3)靠近，可以获得具有如下形式的读取阶段序列{4，4+3，4+3+2，3+2，3+2+5，3+2，4+3+2，4+2，4}，因为这两个移动应答机(2，3 )在不同的通道上传送(没有相互干扰)并且使得能够利用适合的读取器进行双通道读取。该冗余还可以增加检查读取的方法的安全级别。因此，通过略微修改移动应答机的布置，可以有利地获得其他序列。图4和5示出了相比根据图2和3的先前实例对称的布置，其中图示了用于实现根据本发明的借助车载读取器来检查地面应答机的读取的方法的设备的第二实例。询问器(36，INT)、天线(37)、相关联的检查应答机(34)和计算机(38，CALSEC)现在被装在车辆(10)中，例如被布置在车辆的地板下面，而直至现在被称为“移动的”应答机 (22,23)和附加移动应答机(25)被安置在地面上，例如被安置在道路(VO)的轨道(RA)之间。因此清楚的是，对于根据前面描述的本发明的检查读取的方法的实现，该第二实例是类似同样的，并且该第二实例呈现了移动应答机其实对于读取器和检查应答机相对移动的优点。因此该方法极为有利地呈现了以高的安全级别检查地面-车辆类型的读取和车辆-地面类型的读取的方法。总之，根据最后的实例，本发明因此有利地规定了用于实现对相对于应答机的读取器移动的移动应答机的读取进行检查的方法的设备，其包括连接到读取器的计算机并且配备有
-针对来自移动应答机的至少一个读取信号并且针对来自检查应答机的至少一个检查信号的信号输入，所述信号来自读取器， -用于处理所述信号的模块，
-输出信号，所述输出信号递送移动应答机在保证读取区域中存在或者通过保证读取区域的信息，例如当其被装在车辆中并且在地面上的固定读取器前面通过时。如果被称为“移动的”应答机在地面上，则读取器及其检查应答机相对于地面移动，例如被装在车辆中。根据车辆不存在或者对存在的车辆的标识的二进制图(Sch6ma binaire),计算机递送承载由移动应答机和检查应答机形成的对的两个信息的信号。多个读取器可以被布置在道路路段的末端处并且可以递送理想地用于检查车辆对所述路段的占用和/或检查来自信号灯或者来自道路的执行机构的指令的信号。这些读取器还保证了在等待替换有缺陷的读取器的情况下的安全冗余。
权利要求
1.一种检查至少一个移动射频应答机(2、3、5)的读取的方法，所述至少一个移动射频应答机(2、3、5)相对于所述应答机的读取器(6、16)的天线(7、17)移动，其中-在天线周围限定至少一个保证读取区域，-至少一个检查应答机(TC、4、14)被固定到保证读取区域的外围，以便除了移动应答机的读取之外，读取器还定期地检查所述至少一个检查应答机(TC、4、14)的读取。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，读取器在短于移动应答机在保证区域中的最小通过时间的检查时段内遭到定期检查。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，读取器在短于检查时段的询问时段内向检查应答机发射询问请求。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，移动应答机(2)与在移动应答机(2)附近的另一移动应答机(3) —起被冗余地设置。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，至少一个移动应答机(2)和检查应答机配备有具有与读取器不同的通道的多工形式的传送。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，移动应答机(2)被冗余地设置，因为至少一个第二移动应答机(3)在所述移动应答机(2)附近并且具有与移动应答机(2)的通道和检查应答机(TC、4、14)的通道不同的传送通道。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，在至少一个移动应答机(2、3)的附近添加至少一个附加移动应答机(5)，所述附加移动应答机具有与所述移动应答机的通道不同且与检查应答机的通道相同的通道。
8.一种用于实现根据前述权利要求之一所述的检查方法的设备，该设备包括计算机， 所述计算机配备有-针对来自移动应答机的至少一个读取信号和针对来自检查应答机的至少一个检查信号的信号输入，所述信号来自读取器，-处理所述信号的模块，-输出信号，所述输出信号递送装有移动应答机的车辆在保证区域中存在或者通过保证区域的信息。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，根据车辆不存在或者对车辆存在的标识的二进制表，计算机递送承载移动应答机和检查应答机对的两个信息的信号。
10.根据权利要求8或9所述的设备，其中，多个读取器被布置在道路路段的末端处并且递送理想地用于检查车辆对所述路段的占用和/或检查来自信号灯或者来自道路的执行机构的指令的信号。
全文摘要
本发明涉及一种检查至少一个移动射频应答机(2、3、5)的读取的方法，所述至少一个移动射频应答机(2、3、5)相对于所述应答机的读取器(6、16)的天线(7、17)移动，为此在天线周围限定至少一个保证读取区域；至少一个检查应答机(4、14)被固定到保证读取区域的外围，以便除了移动应答机的读取之外，读取器还定期地检查所述至少一个检查应答机(4、14)的读取。还提供了用于实现所述方法的设备的实例。
文档编号G06K7/00GK102317950SQ200880132796
公开日2012年1月11日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者福兰 P. 申请人:西门子有限公司