DE3938147A1 - Controlling distribution of gravel, sand, salt etc. on roads in winter - dispensing in controlled pattern by microprocessor unit - Google Patents
Controlling distribution of gravel, sand, salt etc. on roads in winter - dispensing in controlled pattern by microprocessor unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Streu dichte des von einem Streugerät für den Winterdienst auszu bringenden Streustoffs zur Verhinderung von Glättebildung auf Verkehrsflächen unter Verwendung einer automatischen, rechner gestützten Steuerungseinrichtung.The invention relates to a method for controlling the litter density of a spreader for winter service spreading material to prevent smoothness Traffic areas using an automatic, calculator supported control device.
Streuautomaten für den Winterdienst dienen der Vermeidung von Glättebildung auf Verkehrswegen durch das Ausbringen von Streu stoffen mit abstumpfender oder auftauender Wirkung. Die Menge des Streustoffs pro Flächeneinheit (Streudichte) ist von der Witterung, der Topographie der Verkehrswege und von der Ver kehrsdichte abhängig. Um die Umweltbelastung durch Auftausalze so gering wie möglich zu halten, darf nur soviel Streustoff eingesetzt werden, daß die Glättebildung unterbunden wird oder nicht einsetzen kann. Die nach der Beseitigung der Glätte bildung noch vorhandene Streusalzmenge, die als Restsalzmenge bezeichnet wird, soll deshalb möglichst klein sein. Der Fahrer des Streufahrzeugs hat über die Menge des auszutragenden Streustoffs zu entscheiden. Für ihn hat die Einhaltung der Ver kehrssicherheit Priorität gegenüber dem Umweltschutz. Der Streustoffverbrauch hängt daher wesentlich von der Risikobe reitschaft des Fahrers ab. In der Regel bringt er aus Sicher heitsgründen mehr Streustoff aus als notwendig ist. Da zuviel auftauender Streustoff, z. B. Salz die Umwelt an Verkehrswegen übermäßig belastet, ist bisher auch schon versucht worden, die von einem vorangegangenen Einsatz auf einer Verkehrsfläche verbliebene Salzmenge, die sogenannte Restsalzmenge zu ermit teln und in die Überlegungen zur Bestimmung der notwendigen, jedoch die Umwelt nicht übermäßig belastenden Streumengen ein zubeziehen. Die Feststellung der Restsalzmenge ist schwierig und mit Unsicherheitsfaktoren behaftet. Die Restsalzmenge stellt nur einen Teil der zusätzlich zur Bestimmung der auszutragen den Salzmenge notwendigen Faktoren dar. Die Erfassung weiterer Faktoren zur Optimierung des Austrags sind wünschenswert. Zu berücksichtigen ist auch, daß ein Fahrer im Winterdienstein satz mit dem Fahren des Streufahrzeuges voll ausgelastet ist. Für die Bedienung des Streugerätes und gegebenenfalls des Schneepfluges ist daher bisher ein Beifahrer erforderlich ge wesen. Die Betätigung des Streuautomatens umfaßt nicht nur die Bestimmung der pro Flächeneinheit auszubringenden Streu menge, also die Streudichte, sondern zur Bedienung des Streuge rätes gehörte auch die häufig wechselnde Streubreite und die Anpassung des Streubildes an die örtlichen Anforderungen. Eine automatische Steuerung unter Berücksichtigung aller vorgenannten Faktoren ist mit den bisher bekannten Geräten nicht möglich. Bei den bekannten automatischen Einrichtungen erfolgte nur ein automatischer Ablauf einzelner Arbeitsabläufe nach von Hand einzustellenden Eingaben, wie Streudichte, Streubreite und Streu bild. Die Wahl der letztgenannten Größen erfolgt durch den das Streugerät bedienenden Beifahrer.Automatic spreaders for winter service are used to avoid Smoothness on traffic routes by spreading litter substances with deadening or thawing effects. The amount of the spreading material per unit area (spreading density) is from Weather, the topography of traffic routes and the ver traffic density dependent. To the environmental impact of de-icing salts Keeping it as low as possible should only use as much spreading material be used that the smoothness is prevented or cannot use. The one after removing the smoothness Formation of the amount of road salt still present as the amount of residual salt is therefore to be as small as possible. The driver of the gritter has over the amount of to be discharged To decide spreading material. For him, compliance with the Ver Road safety priority over environmental protection. The Scattering material consumption therefore depends largely on the risk driver's willingness. As a rule, he brings from safe for reasons of spreading more than is necessary. Because too much thawing spreading material, e.g. B. Salt the environment on traffic routes has been tried to date from a previous operation in a traffic area remaining amount of salt, the so-called residual salt amount and considerations for determining the necessary, however, do not pollute the environment excessively to acquire. It is difficult to determine the amount of residual salt and fraught with uncertainty factors. The amount of residual salt represents only a portion of the discharge in addition to determining the the necessary amount of salt. The detection of further Factors for optimizing the discharge are desirable. It should also be considered that a driver is on winter duty sentence is fully utilized when driving the spreading vehicle. For the operation of the spreader and, if necessary, the Snow plow is therefore a ge required passenger be. The operation of the spreader not only includes the determination of the spread to be spread per unit area quantity, i.e. the spreading density, but to operate the spreading unit advice included the frequently changing spread and the Adjustment of the spread pattern to the local requirements. A automatic control taking into account all of the above Factors are not possible with the previously known devices. In the known automatic devices only one automatic execution of individual work processes by hand Inputs to be set, such as spread density, spread width and spread picture. The latter sizes are selected by the Passenger operating the spreader.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Arbeitsablauf voll automa tisch ablaufen zu lassen, so daß eine zwischenzeitliche Be dienung eines Streugerätes von Hand bis auf das Ein- und Aus schalten vermieden wird. Die Erfindung zur Lösung dieser Auf gabe zeichnet sich dadurch aus, daß das Ausbringen des Streu stoffs durch ein Streumengenprofil gesteuert und dieses durch eine alle Werte der orts- und witterungsabhängigen Streudich te einfassende Begrenzungskurve über die gesamte Streustrecke gebildet wird.The object of the invention is to fully automa the workflow to let the table run, so that a temporary loading serving a spreader by hand except for on and off switching is avoided. The invention to solve this on is characterized in that the spreading of the litter controlled by a spread rate profile and this by all values of the location and weather dependent scatter bounding curve over the entire spread is formed.
Durch die Erfindung wird ein vollautomatischer Ablauf des Streu vorgangs ermöglicht. Das Streumengenprofil kann als Programm in die rechnergestützte Steuerungseinrichtung gegeben werden, so daß die auszutragende Streustoffmenge selbsttätig über die gesamte Streustrecke durch gespeicherte Werte gesteuert werden kann.The invention enables a fully automatic flow of the litter process enabled. The spread rate profile can be used as a program be put into the computer-aided control device, so that the amount of spreading material to be discharged automatically over the The entire spread is controlled by stored values can.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet aber auch den Vorteil, das Ausbringen der Streustoffmenge während des Abfahrens der Streustrecke durch in Abständen aufgenommene Soll-Werte zu steuern. In beiden Fällen wird sichergestellt, daß die topo graphischen Verhältnisse einer Streustrecke und nicht nur wichtige Daten der Witterung berücksichtigt werden. In das Streu mengenprofil können auch bauliche und verkehrstechnische Ein flüsse eingehen, so daß auch dadurch die Streudichte mit dem Ziel der Minimierung der Werte beeinflußt wird. Das erfindungs gemäße Verfahren ermöglicht letztendlich die Bewältigung der Streuarbeit durch den Fahrer des Streugerätes ohne fremde Hilfe, da lediglich an Bedienungsarbeit das Ein- und Ausschal ten notwendig ist.The method according to the invention also offers the advantage the application of the amount of spreading material during the departure of the Scattered distance due to target values recorded at intervals Taxes. In both cases it is ensured that the topo graphical relationships of a stray line and not only important weather data are taken into account. In the litter quantity profile can also include structural and traffic engineering flow so that the scattering density with the The aim of minimizing the values is influenced. The invention Proper procedures ultimately enable you to cope with the Spreading work by the driver of the spreading device without third parties Help, since the on and off scarf is only for operational work ten is necessary.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Steuerungsimpulse nach dem Streumengenprofil durch solche zu überlagern, die durch ein Streubreiten- und ein Streubildprofil hervorgerufen werden. Das Streubreitenprofil läßt sich als eine streustreckenabhän gige Funktion der Gesamtstreubreite und das Streubildprofil als eine streustreckenabhängige Funktion der sich auf die Fahr zeuglängsachse beziehenden und sich beidseitig dazu erstrecken den Teilstreubreiten darstellen. Dadurch werden verkehrstech nische Einflüsse berücksichtigt. Außerdem besteht die Möglich keit, das Streumengenprofil zusätzlich mit Zustandskennwerten des Verkehrsweges und mit Werten der Verkehrsdichte zu ergän zen.There is also the possibility of following the control impulses to superimpose the spread rate profile by those by a spreading profile and a spreading profile profile are created. The spreading width profile can be dependent on the spreading range Function of the total spreading width and the spread pattern profile as a distance-dependent function of the driving longitudinal axis and extend to both sides represent the partial spread. This will cause traffic jams influences. There is also the possibility speed, the spread rate profile with additional status parameters of the traffic route and to be supplemented with values of traffic density Zen.
Das Streumengenprofil kann vorteilhafterweise aus statischen Mittelwerten gebildet werden, so daß die zu erwartenden Be darfswerte mit großer Sicherheit erreicht werden. Sie können vor Fahrtantritt in den Bordrechner des Streurechners gegeben werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Daten des Streumengenprofils als über die Streustrecke verteilte Soll werte, also während der Streufahrt aufzunehmen.The spread rate profile can advantageously be static Averages are formed so that the expected Be allowed values can be achieved with great certainty. You can given in the spreading computer's on-board computer before starting the journey will. However, there is also the possibility to change the data of the Spreading rate profile as the target spread over the spreading distance values, i.e. to be recorded during the spreading run.
Als Mindestkennwerte für den Witterungseinfluß sollten die Lufttemperatur, die allgemeine Bodentemperatur und die Luft feuchtigkeit in die Steuerung eingehen. Für die Zustandskenn werte des Verkehrsweges eignen sich die Temperatur der Fahr bahnoberfläche, das Material des Fahrbelages, die Oberflächen struktur und der Glättegrad. Auch die Ermittlung und Berück sichtigung der Restsalzmenge für die nach Erfahrungswerten eben falls ein Profil erstellt werden kann, wird als zusätzlicher Zustandskennwert des Verkehrsweges von Vorteil.The minimum parameters for the influence of weather should be the Air temperature, general floor temperature and air moisture in the control. For the status code Traffic route values are suitable for the temperature of the vehicle track surface, the material of the driving surface, the surfaces structure and the degree of smoothness. Also the determination and consideration consideration of the amount of residual salt for those based on experience if a profile can be created, will be added Condition characteristic of the traffic route is an advantage.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich beispielsweise ein Streugerät, das mit einer Steuereinheit, mit einem Mikroprozessor zur Verarbeitung der aus einem Bedien pult eingehenden Informationen für die Ansteuerung der Steuer organe des Streugeräts ausgerüstet ist, wobei die Steuerein heit über ein Steuerkabel mit dem Bedienpult eines im Fahrzeug des Streugeräts angeordneten Bordrechners verbunden und das Be dienpult mit einer Aufnahmestelle zum Einlesen der auf einem Datenchip gespeicherten Informationen versehen ist.It is suitable for carrying out the method according to the invention for example a spreader that is connected to a control unit, with a microprocessor for processing from one operator pult incoming information for the control of the tax organs of the spreader is equipped, the Steuerein unit via a control cable with the control panel in the vehicle the spreader arranged on-board computer connected and the Be control panel with a recording point for reading in on a Data chip stored information is provided.
Vorteilhaft ist es, die Steuereinheit mit einem Sender zum Emittieren von strahlenförmig gebündelten elektromagnetischen Wellen, beispielsweise Licht und einem Empfänger für reflek tierte Strahlen auszurüsten. Die reflektierten Strahlen können als Kennungen für lokale Soll-Werte und über geeignete, an sich bekannte Auswerteeinheiten zum Erzeugen von die Steuer organe des Streugeräts korrigierenden Steuerimpulsen dienen. Neben der mit Streugut zu versehenden Verkehrsfläche können zu diesem Zweck Reflektoren für die emittierten Strahlen in stalliert sein. Dadurch kann beispielsweise eine Beeinflus sung des Streubreiten-, des Streubildes- und eine Korrektur des Streumengenprofils über Soll- und Istwertvergleiche er reicht werden.It is advantageous to the control unit with a transmitter Emit radiation-focused electromagnetic Waves, such as light and a receiver for reflec equipped beams. The reflected rays can as identifiers for local target values and via suitable ones known evaluation units for generating the tax organs of the spreader serve corrective control pulses. In addition to the traffic area to be provided with grit, for this purpose reflectors for the emitted rays in be installed. This can have an influence, for example solution of the spread width, the spread pattern and a correction the spread rate profile via setpoint and actual value comparisons be enough.
Um unterschiedliche Kennungen zu schaffen, können beispiels weise die Reflektoren für die Reflektion ausgewählter Spek tralbereiche der emittierten Strahlen installiert werden. Weitere, die Erfindung vorteilhaft gestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.To create different identifiers, for example assign the reflectors for the reflection of selected spectra central areas of the emitted beams. Further features that advantageously shape the invention are specified in the subclaims.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung rein schematisch dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigtIn the drawing, exemplary embodiments of the invention are pure shown schematically and explained below. It shows
Fig. 1 die Hauptbausteine einer zur Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens geeigneten Einrichtung, Fig. 1 shows the main building blocks of a suitable for carrying out of the method according proper means,
Fig. 2 ein Streumengenprofil, Fig. 2 shows a spread rate profile,
Fig. 3 ein Streubreitenprofil, Fig. 3 is a scatter profile,
Fig. 4 ein Streubildprofil und Fig. 4 is a scatter pattern and
Fig. 5 drei unterschiedliche Streubilder eines Streuautomaten. Fig. 5 three different scatter patterns of an automatic spreader.
Ein Streuautomat 1 mit einem Vorratsbehälter 2 ist mit einer Steuereinheit 3 ausgerüstet, der beispielsweise mit einem Mikro prozessor bestückt ist, um eingehende Informationen zur An steuerung der Steuerorgane des Streugeräts verarbeiten zu können. Das eigentliche Streugerät ist andeutungsweise durch den Streu teller 4 dargestellt.A spreader 1 with a storage container 2 is equipped with a control unit 3 , which is equipped, for example, with a microprocessor in order to be able to process incoming information for controlling the control elements of the spreader. The actual spreader is indicated by the scatter plate 4 .
Ein Steuerkabel 5 verbindet den Streuautomaten mit einer rech nergesteuerten Übergabestelle (Bedienpult) 6 für manuelle Daten eingabe. Der eigentliche Bordrechner ist mit 7 bezeichnet. Der Rechner ist mit einer Steckdose 8 für den Dateneingang ausge führt. Zum Einspeisen von Daten kann ein Datenchip 9 dienen, das gleichzeitig in der Lage ist, Daten aus der rechnerge steuerten Übergabestelle 6 zu übernehmen. Der Datenchip 9 kann ferner in eine Lesestation 10 eines stationären Computers 11 gegeben werden, der üblicherweise mit einem handelsüblichen Druckers 12 bestückt ist.A control cable 5 connects the spreader to a computer-controlled transfer point (control panel) 6 for manual data entry. The actual on-board computer is labeled 7 . The calculator is out with a socket 8 for data input. A data chip 9 can be used for feeding in data, which is at the same time able to take over data from the computer-controlled transfer point 6 . The data chip 9 can also be placed in a reading station 10 of a stationary computer 11 , which is usually equipped with a commercially available printer 12 .
Der Bordcomputer kann gleichzeitig mit einer Schnittstelle 11 im Anschluß an ein Fernsteuerungssystem ausgerüstet sein.The on-board computer can also be equipped with an interface 11 following a remote control system.
Das Schaubild gemäß Fig. 2 zeigt den Verlauf eines Streumengen profils. Es ist eine Funktion der Streudichte in Abhängigkeit von der zu bestreuenden Wegstrecke. Die Witterungsabhängigkeit der Streudichte wird im gezeigten Beispiel durch drei ver schiedene Streustrufen I bis III berücksichtigt. Diesen Stufen sind die ortsabhängigen Kennwerte überlagert. Als Beispiel sind vier verschiedene Einflüsse dargestellt. Mit 1 ist die Erhöhung der Streudichte über einen vorgewählten Grundabschnitt im Be reich besonders gefährdeter Abschnitte, beispielsweise in einer Flußsenke mit hoher Luftfeuchtigkeit, dargestellt. Nach dem Durchfahren dieses Streckenabschnitts springt die Streudichte zurück auf den jeweiligen, vorgewählten Grundbetrag. Ein erneuter Anstieg im Streckenbereich 2, der gegebenenfalls höher ist als der Anstieg 1 kann beispielsweise im Bereich erheblicher Steigungen liegen. Innerhalb dieses Streckenabschnitts kann der Austrag von Streustoff auf Null zurückgehen, wenn beispiels weise völlig überdachte Strecken durchfahren werden. Völlig überdachte Strecken sind tunnelartige Unterführungen und der gleichen. Beim Überfahren einer Brücke kann erneut ein erhöhter Bedarf an Streustoff auftreten, so daß die Streudichte einen weiteren Spitzenwert bei 3 erreichen kann. Beim Unterfahren einer Brücke kann dagegen der Grundaustrag unterschritten wer den, ohne daß ein völliges Aussetzen des Streuvorgangs möglich ist. Ein ähnliches Absenken des jeweilig vorgewählten Grundbe trages I bis III kann auch durch andere Einflüsse hervorgerufen werden, beispielsweise bei erheblicher Sonneneinstrahlung aus gesetzten Verkehrsstrecken mit verminderter Glättegefahr.The graph of FIG. 2 shows the profile of a spread rate profile. It is a function of the spreading density depending on the distance to be spread. The weather dependence of the scattering density is taken into account in the example shown by three different scattering levels I to III. The location-dependent characteristic values are superimposed on these levels. Four different influences are shown as an example. 1 shows the increase in the scattering density over a preselected basic section in the area of particularly vulnerable sections, for example in a river valley with high atmospheric humidity. After driving through this section of the route, the spreading density jumps back to the pre-selected basic amount. A renewed ascent in route area 2 , which may be higher than ascent 1, may be in the area of significant inclines, for example. The spreading of spreading material can decrease to zero within this section if, for example, completely covered sections are driven through. Completely covered routes are tunnel-like underpasses and the same. When driving over a bridge, an increased need for spreading material can occur again, so that the spreading density can reach a further peak value at 3 . When driving under a bridge, on the other hand, the basic discharge can be undershot, without a complete suspension of the spreading process being possible. A similar lowering of the respective preselected basic amount I to III can also be caused by other influences, for example in the case of considerable solar radiation from set traffic routes with a reduced risk of slippery surfaces.
Die Streubreite kann im Verlauf einer Streustrecke erheblichen Schwankungen unterliegen, was durch die Kennziffern I bis III (Fig. 2) veranschaulicht ist. Innerhalb dieses Bereichs ergibt sich durch völlige Einstellung des Streuvorgangs im Tunnelbe reich die Streubreite null.The spreading width can be subject to considerable fluctuations in the course of a spreading section, which is illustrated by the code numbers I to III ( FIG. 2). Within this range, the spreading width in the tunnel area is zero because of the complete setting of the spreading process.
Auch die Streubilder, wie in den Fig. 4 und 5 zur Erläuterung schematisch dargestellt, können im Verlauf einer Streustrecke erheblichen Änderungen unterliegen. Es ist hierbei insbesondere an eine Verbreiterung des Verkehrsweges bei einem an der rechten Seite fahrenden Streufahrzeug oder an den Wechsel des Fahr zeugs beim Umfahren von Hindernissen und dergleichen zu den ken.The scatter patterns, as shown schematically in FIGS. 4 and 5 for explanation, can also be subject to considerable changes in the course of a scatter path. It is in particular a widening of the traffic route in a spreading vehicle traveling on the right side or the change of vehicle when driving around obstacles and the like to the ken.
Das Ausführungsbeispiel einer Einrichtung und die grafischen Darstellungen zur Erläuterung erheben keinen Anspruch auf Voll ständigkeit und können durch eine Vielzahl anderer Ausführun gen ersetzt werden.The embodiment of a device and the graphic Illustrations for explanation do not claim full consistency and can be achieved through a variety of other designs be replaced.
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