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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Art.
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Zur richtungsabhängigen Erkennung der Anwesenheit eines Fahrzeugs
ist es bekannt, zwei in Fahrtrichtung hintereinander angeordnete Sonden, beispielsweise
Induktionsschleifen, vorzusehen. Dabei ist jedoch nachteilig, daß die Selektierung
der Fahrtrichtung lediglich in bezug aufeinander genau entgegengerichtete Komponenten
möglich ist, da die Sektoren der voneinander unterschiedenen Fahrtrichtungen jeweils
einen Bereich von nahezu 1800 umfassen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben,
welche als Richtungssonde in der Weise wirksam ist, daß Fahrzeuge über einen Winkelbereich
der Fahrtrichtungen als anwesend registriert werden, der kleiner als 1800 und insbesondere
spitzwinklig ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit dem in Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
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Besonders vorteilhaft ist dabei, daß die Sonde auf Verkehrsflächen
einsetzbar ist, auf denen sich beliebige Fahrtrichtungen kreuzen, wobei lediglich
ein Teil der Fahrzeuge als anwesend registriert wird, so daß bei Anwendung mehrerer
derartiger Vorrichtungen eine Verkehrserfassung getrennt nach Fahrtrichtungen vorgenommen
werden kann, was insbesondere zur Verkehrszählung auf Kreuzungen
und
solchen größeren ebenen, in verschiedenen Richtungen befahrbahren Verkehrsflächen
günstig ist, die nicht mit getrennten Richtungsfahrbahnen versehen sind.
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Derartige Sonden lassen sich - entsprechend vorteilhafte Weiterbildungen
- bevorzugt in Meßsystemen einsetzen, welche aus autarken Meßsonden bestehen, die
auf die Fahrbahnoberfläche temporär aufgebracht werden und keiner Verkabelung bedürfen,
da in ihrem Gehäuse sowohl die notwendige Energiequelle als auch die zum Festhalten
der Meßdaten notwendigen Speicher vorgesehen sind, wobei die Registrierung der Daten
in Synchronität mit Zeitgeberrnitteln erfolgt, welche ebenfalls für jede Meßvorrichtung
getrennt vorhanden ist. Im Zusammenwirken mit Einfachsonden zur Erfassung von Fahrzeugen
unabhängig von deren Richtung läßt sich ein spurverfolgendes Verkehrserfassungssystem
aufbauen, bei dem die Meßergebnisse durch Auslesen der in den Erfassungsteilen gespeicherten
Daten und deren anschliessende Aufbereitung verarbeitet werden. Die erfindungsyemäße
Vorrichtung läßt sich darüber hinaus aber auch bei festverdrahteten Systemen vorteilhaft
entsprechend verwenden.
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Dadurch, daß ein in der vorgesehenen Richtung einfahrendes Fahrzeug
zwei Sonden nacheinander ansprechen läßt, kann diese zusammen mit einer entsprechenden
Auswertungsvorrichtung gleichzeitig als Meßwertgeber für Anordnungen zur Ermittlung
der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. zur Fahrzeugartenunterscheidung dienen. Dabei wird
zum Ermitteln der Fahrzeuggeschwindigkeit die Differenz der Ansprechzeiten zweier
in Fahrtrichtung hintereinander angeordneter Sonden
ausgewertet,
während die Fahrzeuglänge unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit aus der Dauer
der Anwesenheitsanzeige ermittelt werden kann. Die Darstellung der Konstruktion
von auf der Fahrbahn anzubringenden Sonden und eines Systems für die Verkehrserfassung
bei abzweigendem und einmündendem Verkehr findet sich in am gleichen Tage eingereichten
Patentanmelungen derselben Anmelderin.
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Ein bevorzuytes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren
dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen Figuren 1 und la schematische
Darstellungen der Anordnung der Sonden gemäß der Erfindung in zwei Ausführungen,
Figur 2 eine zugehörige elektronische Auswertungsschaltung in Blockdarstellung und
Figur 3 eine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verkehrserfassung versehene
Kreuzung.
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Bei der in Figur 1 wiedergegebenen ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit spitzwinklig angeordneten Sonden(paaren) ist in Draufsicht ein Gehäuse
dargestellt, wie es auf der Fahrbahn aufgebracht ist. Es ist möglichst flach gehalten
und weist an seinen Kanten Abflachungen auf, die einen stufenlosen Anschluß an das
Niveau der Fahrbahn gewährleisten. Die Konstruktion und Befestigung einer derartigen
Sondenanordnung ist in der voryenannten gleichzeitig eingereichten Anmeldung derselben
Anmelderin beschrieben.
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In dem Gehäuse 1 der richtungsabhängigen Erfassungsvorrichtung für
die Anwesenheit von Fahrzeugen sind Magnetkernsonden 2, 3 und 4 an den durch Punkte
angegebenen Markierungen angebracht. Diese Sonden weisen ein für den Raum über der
Fahrbahn ein in der Zeichenebene im wesentlichen richtungsunabhängiges und unter
sich gleiches Empfindlichkeitsverhalten auf. Dieses Empfindlichkeitsverhalten überlagert
sich in der Weise, daß ein in Fahrtrichtung 5 sich der Vorrichtung näherndes Fahrzeug
von der Sonde 4 zeitlich vor den Sonden 2 bzw. 3 erfaßt wird. Der Einfahrbereich,
für den Fahrzeuge als anwesend registriert werden, ist schraffiert dargestellt und
durch das Kreissegment 6 definiert. Der Winkel beträgt bei der dargestellten Anordnung
ungefähr 45" und ist geringfügig kleiner als der Winkel zwischen den Senkrechten
auf den Verbindungslinien zwischen den Sonden 2 und 4 bzw. 3 und 4, da die Ansprechschwelle
für die zeitliche Diskriminierung so gelegt wird, daß die in diesem Bereich einfahrenden
Fahrzeuge aufgrund der zeitlichen Diskriminierung mit großer Sicherheit erkannt
werden.
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Für den mit 7 gekennzeicheten Bereich erfolgt die Anzeige durch die
Sonden 2 bzw. 3 eher als durch die Sonde 4, wobei auch für die Ansprechschwelle
ein Sicherheitsbereich eingerechnet ist, so daß der zwischen den Bereichen 6 und
7 verbleibene Teil als Unsicherheitsbereich einzustufen ist. Den dargestellten Erfassungsbereich
liegen in etwa gleiche- Empfindlichkeiten für die drei Sonden zugrunde, was bei
gleichartigen Magnetkernen und übereinstimmenden Auswertungsschaltungen im erforderlichen
Maße sichergestellt werden kann.
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Durch die ungleichmäßige Empfindlichkeiten der einzelnen Sonden läßt
sich das dargestellte Diagramm der Erfassungsbereiche variieren, wobei ein Vorteil
der dargestellten Anordnung mit identischem Empfindlichkeiten der Sonden besteht
darin, daß die sich im Erfassungsbereich ergebende Wegdifferenz zwischen dem Ansprechen
der Sonden 4 und 3 bzw. 4 und 2 nahezu konstant ist, so daß die zeitliche Differenz
des Ansprechens als Kriterium für eine Geschwindigkeitsermittlung bzw. Fahrzeugartenunterscheidung
geeignet ist. Dabei wird die zeitliche Differenz zwischen dem Ansprechen der Sonde
4 und dem ersten Ansprechen einer der Sonden 2 oder 3 herangezogen.
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In Figur la ist eine entsprechende Sondenanordnung wiedergegeben,
bei der die gewünschte Richtungsabhängigkeit durch die unterschiedliche Empfindlichkeit
der in Fahrtrichtung hintereinander angeordneten Sonden 2' und 4' erzielt wird.
(Die Darstellung stimmt im übrigen mit der in Figur 1 gegebenen überein, wobei für
einander entsprechende Bauelemente übereinstimmende Bezugszeichen unter Hinzufügung
eines 11111 benutzt werden.) Es ist ersichtlich, daß - bedingt durch die unterschiedlichen
Empfindlichkeitsradien der beiden Sonden - ein sich der unempfindlicheren Sonde
innerhalb eines spitzen Winkels zur Symmetrieachse der Sondenanordnung von deren
Seite her nähern muß, um von der unempfindlicheren Sonde zuerst erfaßt zu werden.
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Bei dem in Figur 2 blockschaltungsmäßig wiedergegebenen elektronischen
Verarbeitungsteil, der bei dem Ausführungsbeispiel ebenfalls innerhalb des (schematisch
dargestell-
ten) Gehäuses 1 untergebracht ist, gelangen die Ausgangssignale
der Sonden 2 bis 4, zu Verstärkern 11 bis 13, in denen die Ausgangssignale der Sonden
2 bis 4 derart verarbeitet werden, daß für die Anwesenheitszeit eines Fahrzeuges
im Erfassungsbereich der betreffenden Sonde ein Signal abgegeben wird. Jede einzelne
der Schaltungen 11 bis 13 ist prinzipiell in der Weise aufgebaut ist, wie es aus
der entsprechenden gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung derselben Anmelderin
hervorgeht. Das Eingangssignal (Pumpspannung) für die Magnetkernsonden 2 bis 4 wird
von einem gemeinsamen Oszillator 14 geliefert, während die Versorgungsspannung aus
dem Stromversorgungsteil 15 entnommen wird, welches durch ein oder mehrere Trockenbatterien
gebildet wird.
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Die nachfolgende Logikschaltung, welche aus einem Oder-Gatter 16 und
drei Und-Gattern 17 bis 19 besteht, bewirkt, daß ein Flip-Flop 21 gesetzt wird,
wenn die Sonde 4 vor einer der Sonden 2 oder 3 anspricht. Im anderen Falle wird
ein Flip-Flop 22 gesetzt, welches verhindert, daß das Flip-Flop 21 gesetzt werden
kann, solange eine der Sonden 2 bis 4 noch die Anwesenheit eines Fahrzeuges anzeigt.
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Dabei wird über das Oder-Gatter 16 ein Ausgangssignal an das Und-Gatter
20 abgegeben, wenn einer der Schaltungsteile 11 oder 12 ein Signal abgibt und das
Und-Gatter nicht durch ein Signal am Ausgang der Schaltung 13 bereits über seinen
invertierenden Eingang gesperrt ist.
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Das Flip-Flop 22 wird als Zeichen dafür gesetzt, daß sich ein Fahrzeug
von außerhalb des straffierten Erfassungsbereiches in Figur 1 genähert hat. Erscheint
jedoch ein Signal am Ausgang der Schaltung 13, ohne daß an den Aus-
gängen
der Schaltungen 11 oder 12 bzw. dem Q-Ausgang des Flip-Flops 22 H-Potential anliegt,
so wird das Flip-Flop 21 durch das Ausgangssignal des Und-Gatters 17, dessen invertierende
Eingänge auf L-Potential liegen, gesetzt.
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Das Q-Ausgangssignal des Flip-Flops 21 wird einem Speicher- und Auswertungsteil
23 zugeführt, in dem das die Anwesenheit eines Fahrzeugs, das sich der Vorrichtung
in einem vorgegebenem Bereich genähert hat, anzeigende Signal entsprechend den bekannten
Verkehrsanalysegeräten verarbeitet wird, wobei bevorzugt die in vorgegebenen Zeitabschnitten
erfaßten Fahrzeuge jeweils getrennt in Speichern als Zählergebnisse festgehalten
werden. Ein Zurücksetzen der Flip-Flops 21 und 22 erfolgt jeweils über deren Rücksetz-Eingänge
durch das Ausgangssignal des Und-Gatters 18, wenn keine der Schaltungen 11 bis 13
mehr ein Ausgangssignal abgibt.
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Die in Figur 2 gegebene Darstellung bezieht sich auf eine Anordnung
mit drei Sonden gemäß Figur 1. Bei einer Anordnung gemäß Figur la entfällt die Verarbeitung
des Signals der Sonde 4.
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Für die Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit der erfaßten Fahrzeuge
und für eine Fahrzeugartenunterscheidung wird zusätzlich das Ausgangssignal eines
(gestrichelt dargestellten) Und-Gatters 24 ausgewertet. Während die Vorderflanke
des Q-Ausgangssignals des Flip-Flops 21 das Erreichen des Erfassungsbereiches der
ersten Sonde 4 kennzeichnet, gibt das Ausgangssignal des Und-Gatters 24 an, daß
das Fahrzeug von einer der Sonden 2 bzw. 3 erfaßt wur-
de, so daß
die zeitliche Differenz ein Kriterium dafür bildet, welche Zeit das Fahrzeug zum
Zurücklegen der Strecke a in Figur 1 bzw. la gebraucht hat und somit für die Geschwindigkeit
repräsentativ ist. Das Ausgangssignal des Und-Gatters 24, dessen einer Eingang dem
Ausgang des Flip-Flops 21 und dessen anderer Eingang mit den Ausgang des Oder-Gatters
16 verbunden ist, bildet dann ein Maß für die Anwesenheit des Fahrzeuges über den
Sonden 2 bzw. 3 und unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit ein Maß für die Fahrzeuglänge,
so daß die Fahrzeugarten-Unterscheidung ohne weitere Hilfsmittel innerhalb der dargestellten
Vorrichtung vorgenommen werden kann. Die die in entsprechenden Speichern nach Fahrzeugart
und Meßzeiträumen klassierten Signale werden nach Beendigung des vorgesehenen Meßzeitraumes
ausgelesen und zusammen mit den durch weitere Sonden ermittelten Fahrzeugarten zentral
ausgewertet.
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Eine Anwendung für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Figur 3
dargestellt, wobei der Verkehr in verschiedenen Richtunyen bei der dargestellten
Straßenführung durch Sonden 31 bis 36 erfaßt werden soll. Es kreuzen dabei die Straßen
A bis D. Während die Sonden 31 bis 34 und 36 die Anwesenheit von aus beliebigen
Richtungen kommenden Fahrzeugen erfassen, ist die Sonde 35 in der dargestellten
Art "richtungsempfindlich". Damit läßt sich die Zahl der aus der Straße D kommenden
Fahrzeuge, die in Richtung der Straße A weiterfahren eindeutig bestimmen, ohne daß
diejenigen Fahrzeuge störend in Erscheinung treten (also ebenfalls gezählt werden),
welche aus der Straße B in die Straße C geradeaus weiterfahren bzw. in die Straße
D nach
rechts abbiegen. Außerdem würden bei Verwendung einer nicht
richtungsempfindlichen Sonde noch der Verkehr aus der Straße A in Richtung der Straßen
C und D, sowie der Verkehr aus der Straße C in die Straße B stören. Mittels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jedoch eine einwandfreie Diskriminierung möglich.