Zentralsteuergerät für Strassenverkehrssignalanlagen
Die Erfindung betrifft ein Zentralsteuergerät für Strassenverkehrssignalanlagen mit Einrichtungen zur Bestimmung der Signalumlaufzeit und des Signalprogramms und mit Schaltmitteln zur Abgabe eines Steuersignals für jede mit örtlichen Steuergeräten verbundene Signalgruppe.
Durch die deutschen Auslegeschriften 1 135 800 und 1 204 979 sind Zentralsteuergeräte der genannten Art bekannt, die einen an zwei Schienen eines Kreuzschienenverteilers einstellbaren und durch Taktverteiler zeitlich festgelegten Steuerstrom für jeden mehr als zwei Signalbilder zeigenden Signalgeber an die örtlichen Steuergeräte abgeben. Der Steuerstrom schaltet unmittelbar bestimmte Signalbilder ein, während die übrigen Signalbilder noch von einem im örtlichen Steuergerät vorhandenen Zeitschaltwerk beeinflusst sind. Eine verkehrsabhängige Steuerung der Signalzyklen ist nicht vorgesehen.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Zentralsteuergerätes, das eine leicht einstellbare verkehrsabhängige Steuerung ermöglicht, grosse Anpassungsfähigkeit besitzt und aus möglichst einheitlichen Baugruppen aufgebaut ist.
Wohl ist in der deutschen Auslegeschrift 1 516 720 eine Verkehrssignal-Steuereinrichtung beschrieben, die eine Einstellung der Verkehrs abhängigkeit für den Lochbetrieb gestattet, doch bewirkt die Leitsteuereinrichtung ausser der nicht näher erläuterten Zentralsteuerung, nur die Umschaltung auf verschiedene Lokalbetriebsarten. Wenn die gezeigte Lösung zur Einstellung der Verkehrs abhängigkeit in einem Zentral steuergerät verwendet würde, müssten Programmierurrgsein- richtungen für jedes Signalbild, und Signalspeicher und
Verbindungsanschlüsse für jede an den örtlichen Stellen angeschlossene Signalgruppe vorgesehen werden. Die Erfindung strebt demgegenüber eine wesentliche Einsparung von Schaltmitteln an.
Das eingangs erwähnte Zentralsteuergerät zeichnet sich dadurch aus, dass eine Hauptausrüstung und einzeln je einem örtlichen Steuergerät zugeordnete und mit der Hauptausrüstung mindestens teilweise überstimmende Unterausrüstungen vorgesehen sind, dass die Hauptausrüstung einen Taktgeber aufweist, und die Hauptausrüstung und die Unterausrüstung je einen an diesem Taktgeber angeschlossenen Umlaufzeitgeber und mindestens eine Signalprogrammierungseinrichtung enthalten.
Zweckmässigerweise werden die Schaltmittel zur Abgabe des Steuersignals mit einem den Anfang und das Ende der Grünsignale markierenden Signalsender ausgerüstet, wobei auch Mehrfach-Sendeeinrichtungen für alle an einem örtlichen Steuergerät angeschlossenen Signalgruppen einsetzbar sind. Der Taktgeber kann abstellbar oder im Zeitablauf der Taktgebung veränderbar ausgebildet sein und es können taktgeberanschlüsse für die Verbindung mit einem übergeordneten Leitsteuergerät vorgesehen werden.
Die Erfindung soll nun an Hand des gezeichneten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt das elektrische und Fig. 2 das mechanische Aufbauprinzip eines erfindungsgemässen Zentralsteuergerätes.
Nach Fig. 1 besteht das Zentralstenergerät aus einer Hauptausrüstung 1 und aus Unterausrüstungen 2a, 2b...2n, die an je ein örtliches Steuergerät anschliessbar sind.
Die Hauptausrüstung enthält einen Taktgeber 3, einen Umlaulzeitgeber 4, mindestens eine Programmierungseinrichtung 5 und Mittel zur Auswahl und Ab- schaltung der blgnalprogramme. Hinzu kommen nicht gezeichnete bpelsungs-, Bedienungs- und Uberwacnungseinrlchtungen.
Die Unterausrüstungen besitzen gleiche Umiaufzeit- geber 4 und 1'rograrnnllerungsemricfltungen 5 wie die Hauptausrüstung.
Der Taktgeber 3 gibt im Sekundenraster Taktimpulse t und dazu synchrone aber zeitlich nacheilende Taktausführungsimpuise u an alle Umianizeitgeber ab.
Er kann netzsynchron oder über den Anschluss 9 auch durch ein übergeordnetes Leitgerät steuerbar oder im Zeitablauf der l-aktgebung veranderbar betrieben werden.
In den Umlaufzeitgebern 4 werden durch die Taktimpulse dekadische Zahlketten fortgeschaltet und ihre Stufenanschlüsse mittels der Taktaustührungsimpulse an einen L-Signalwert gelegt. In der Einer-Dekade erhält nach jeder Sekunde ein anderer Anschluss der Gruppe G1 und den L-Wert und in der Zehnerdekade nach jeder zehnten Sekunde ein anderer Anschluss der Gruppe G2. Beide Gruppen dieser Dekadenanschlüsse sind mit einem Kreuzschienenverteiler E bzw. D weiterverbindbar.
Eine Programmierungseinrichtung 5 enthält sechs Kreuzschienenverteiler A bis F mit je zwei Lagen steckverbindbarer Kontaktschienen. In der elektrischen Wirkungsrichtung betrachtet werden nachstehend die Schienen der ersten Lage als Eingangsschienen und jene der zweiten Lage als Ausgangsschienen bezeichnet. Die Eingangs schienen des ersten Kreuzschienenverteilers A sind mit den später näher beschriebenen Mitteln zur Auswahl und Abschaltung der Signalprogramme verbunden. An den Eingangsschienen des zweiten Kreuzschienenverteilers B sind eine erste Gruppe bistabiler Elemente 16 angeschlossen, die ihrerseits über verkehrsbeeinflusste Ausrüstungen mit Fahrzeugdetektoren und Fussgängertasten usw. verbindbar sind.
Die Ausgangsschienen des zweiten Kreuzschienenverteilers B sind mindestens teilweise über Trenndioden mit den zahlenmässig geringeren Eingangsschienen des dritten Kreuzschienenverteilers C verbunden. Dies ergibt eine Konzentration vom zweiten auf den dritten Kreuzschienenverteiler, oder eine Vermehrung der Eingänge des dritten Kreuzschienenverteilers. Die Eingangsschienen des vierten und des fünften Kreuzschienenverteilers D und E führen nacheinander die erwähnten Sekundenbzw. Zehnsekunden-Impulse des Umlaufzeitgebers.
Die Ausgangsschienen des ersten, dritten, vierten und fünften Kreuzschienenverteilers A, C, D und E sind an vier Eingänge aufweisende Verteiler-UND-Glieder 34 geführt, deren Ausgänge mit den Eingangsschienen des sechsten Kreuzschienenverteilers F Verbindung haben.
Die Verteiler-UND-Glieder nehmen am Ausgang den L Wert an, wenn an den vier Kreuzschienenverteileru je die mit dem gleichen UND-Glied verbundene Ausgangsschiene am L-Wert liegt. Die Ausgangsschienen des sechsten Kreuzschienenverteilers sind zur Hauptsache mit den Schaltpunkt- bzw. Signalgruppen-Anschlüssen 15, 32 verbunden und einige davon mit Verlängerungsanschlüssen V des Umiaufzeitgebers. Das Anlegen des L-Signalwertes an einen Verlängerungsanschluss bewirkt die Dehnung der Umiaufzeit und damit die Verlängerung des momentanen Signalbildes um einen für den Anschluss charakteristischen Betrag. Eine dieser Verbindungen V dient auch dazu den Umlaufzeitgeber am Ende eines Zyklus zu löschen.
Durch Stecken von Verbindungen an den sechs Kreuzschienenverteilern kann somit jeder Eingangsschiene am ersten Kreuzschienenverteiler ein verkenrs abhängiges oder verkehrunabhängiges Signalprogramm zugeordnet werden. Es sind mehrere Programnnerungsemrichtungen parallel in der Hauptausrüstung und/oaer in den Unterausrüstungen einsetzbar. Einzelne Ausgangsschienen des sechsten Kreuzschienenverteilers sind auch für besondere Signalisierungen verwendbar, wie (ieschwindigkeitsanzeige, Signatdeleuchtung, LokaI/Fern-Umschattung usw.
Die Hauptausrüstung 1 verarbeitet einen an einem Eingabeanschluss 10 angelegten L-Signalwert in je einen L-Slgnalwert an einem entsprechenden Programmanschluss 14 und an Schaltpunktanschlüssen 15 für alle bzw. für die einzelnen Unterausrüstungen. Der L-Wert an einem Schaltpunktanschluss markiert den günstigsten Schaltpunkt für den Programmwechsel in der Unterausrüstung. Die Eingabeanschlüsse sind beispielsweise mit Kontakten eines Rechners R, einer Schaltuhr U und einer Tastatur T verbindbar, sie werden durch eine erste Gruppe ODER-Glieder 17 gegeneinander entkoppelt und sind an den einen Eingang einer ersten Gruppe UND-Glieder 18 geführt.
Die Leitung 12 gibt Taktausführungsimpulse u an den anderen Eingang der ersten UND-Glieder, sodass der Eingabe-L-Wert mit jedem Takt an die nachgeschalteten Eingänge einer zweiten Gruppe UND-Glieder 19, eines zweiten ODER Gliedes 20 und einer zweiten Gruppe bistabiler Elemente 21 gelangt. Dieser Eingang der UND-Glieder ist negiert.
Die Ausgänge der zweiten UND-Glieder sind je mit dem anderen Eingang der zweiten bistabilen Elemente und der Ausgang des zweiten ODER-Gliedes parallel mit dem anderen Eingang der zweiten UND-Glieder verbunden. Diese Schaltungsanordnung bewirkt die Einspeicherung der Signalprogrammauswahl in eines der Speicherelemente 21 und die Löschung der vorangegangenen Einspeicherung. Ein über Trenndioden an einem Eingang eines der Speicherelemente angekoppelter Anschluss 11 gestattet die automatische Einstellung eines bestimmten Signalprogramms, z. B. des Gelb-Blinkens, beim Einschalten der Anlage. Die Ausgänge der zweiten bistabilen Speicherelemente sind über Trenndioden nochmals mit einer Verknüpfungsschaltung, bestehend aus einer dritten Gruppe UND-Glieder 22, einer ersten Gruppe NICHT-Glieder 23 und einer dritten Gruppe bistabiler Elemente 25, verbunden.
Durch Rückführung über ein drittes ODER-Glied 24 ist allenfalls eine automatische Rückstellung der dritten Speicherelemente gegeben. Eine Verbindung 13 schliesst den Umlaufzeitgeber und den Taktimpulsanschluss t des Taktgebers über ein negiertes viertes UND-Glied 26 und dazwischen geschaltete Trenudioden mit den Trenndioden an beiden Ausgängen der zweiten bistabilen Elemente zusammen. In der Nullstellung des Umlaufzeitgebers liegt getaktet der O-Signalwert an den Dioden, sodass die Programmwahl nach jedem Umlauf neu eingespeichert und die weggefallene Einspeicherung zurückgestellt wird. Der eine Ausgang der dritten bistabilen Elemente ist mit den Eingangs schienen des ersten Kreuzschienenverteilers und mit Programm-Anschlüssen 14 verbunden, die parallel zu fünften Gruppen UND Gliedern 27 in den Zweigausrüstungen geführt sind.
In der Programmierungseinrichtung werden, wie bereits erläutert, entsprechend den gesteckten Verbindungen verkehrs abhängig oder nicht verkehrsabhängig im gün stigsten Zeitpunkt der Umlaufzeit der L-Signalwert an die Schaltpunktausgänge 15 abgegeben.
Die Unterausrüstungen 2a, 2b...2n erzeugen aus den LSignalwerten an den Programm- und Schaltpunktanschlüssen 14, 15 das Signalgruppen-Steuersignal für die örtlichen Steuergeräte. Die Umlaufzeitgeber 4 aller Unter ausrüstungen laufen normalerweise synchron am Taktgeber der Hauptausrüstung. Die beiden Verbindungen W zum Umlaufzeitgeber der Hauptausrüstung gewährleisten einen Start/Stopp-Betrieb, indem die Hauptausrüstung mindestens zu Beginn ihres Umlaufs einen Startimpuls abgibt und am Schluss des Umlaufs alle Unterausrüstungen die Rückkehr ihrer Ketten in die Nullstellung melden. Es können auch mehrere auf den Umlauf verteilte Startimpulse abgegeben werden, sodass die Umiaufzeit einer oder aller Unterausrüstungen nicht gleich der Umiaufzeit der Hauptausrüstung zu sein braucht.
Für besondere Programme, wie Gelb-Blinken kann auf den Synchronismus verzichtet werden. Die L-Signalwerte an den Programmund Schaltpunktanschlüssen 14, 15 werden zwei Eingängen eines der UND-Glieder einer fünften Gruppe von UND-Gliedern 27 zugeleitet. In der einen Schaltlage aller Speicherelemente einer vierten Gruppe bistabiler Elemente 28, die diese durch die Leitung 30 und ein siebentes UND-Glied 33 bei gelöschtem Umlaufzeitgeber erreichen, wird einem dritten Eingang der fünften UND-Glieder durch ein sechstes UND-Glied 29 und die Leitung 31 ebenfalls der L-Signalwert übermittelt. Das aus der Hauptausrüstung mit L-Wert beaufschlagte Glied wird daher leitend und das nachgeschaltete bistabile Element der vierten Gruppe kippt in die andere Schaltlage.
Der dadurch den L-Wert annehmende Ausgang dieses bistabilen Elements ist mit einer Eingangsschiene des ersten Kreuzschienenverteilers A der Programmierungseinrichtung 5 verbunden. Entsprechend den gesteckten Verbindungen wird verkehrs abhängig oder nicht verkehrs abhängig und zum gewünschten Zeitpunkt des Signalzyklus der L-Wert an einen der Signaigruppenanschlüsse 32 gegeben und durch ein Speicherelement einer fünften Gruppe bistabiler Elemente 6 als Dauersignal einem Signalsender 7 zugeleitet.
Der Signalsender übermittelt dem angeschlossenen örtlichen Steuergerät je Signalgruppe das Steuersignal auf einer besonderen Leitung oder im Frequenz- oder Zeitvielfach. Es ist zweckmässig, die gesendeten Steuersignale zum Ein- und Ausschalten der Grün-Signale zu verwenden. Die Einschaltdauer des Obergangssignals Gelb ist im örtlichen Steuergerät selbst zu bestimmen.
Fig. 2 zeigt die Zusammensetzung und die Gestellanordnung der Baugruppen eines erfindungsgemässen Zentralsteuergerätes, das für die Verbindung mit sechs örtlichen Steuergeräten ausgebaut ist. Zuoberst befindet sich die Hauptausrüstung mit dem Taktgeber 3 und elektronischen Schaltmitteln 16-26, dem Umlaufzeitgeber 4 und mit zwei Programmierungseinrichtungen 5.
Die Unterausrüstungen für die sechs örtlichen Steuergeräte 4a bis 5f bestehen aus je einem Umlaufzeitgeber und drei bis vier Yrogrammierungseinrichtungen, Im mittleren Teil 35 sind Bedienungsmittel untergebracht und im untersten Gestelleinschub 36 die Stromversorgung.
Die Darstellung zeigt, dass die ganze Anlage überwiegend aus nur zwei verschiedenen Bausteinen besteht.
Central control unit for road traffic signal systems
The invention relates to a central control device for road traffic signal systems with devices for determining the signal cycle time and the signal program and with switching means for outputting a control signal for each signal group connected to local control devices.
Central control devices of the type mentioned are known from German Auslegeschriften 1 135 800 and 1 204 979, which emit a control current that is adjustable on two rails of a crossbar distributor and timed by clock distributors for each signal generator showing more than two signal images to the local control devices. The control current immediately switches on certain signal aspects, while the other signal aspects are still influenced by a timer in the local control unit. A traffic-dependent control of the signal cycles is not provided.
The aim of the invention is to create a central control device which enables easily adjustable traffic-dependent control, has great adaptability and is constructed from assemblies that are as uniform as possible.
The German Auslegeschrift 1 516 720 describes a traffic signal control device that allows the traffic dependency to be set for the hole-in-the-hole operation, but apart from the central control, which is not explained in detail, the master control device only switches over to various local operating modes. If the solution shown were used to set the traffic dependency in a central control device, programming devices would have to be for each signal image, and signal memory and
Connection terminals are provided for each signal group connected at the local points. In contrast, the invention seeks to achieve substantial savings in terms of switching means.
The central control device mentioned at the beginning is characterized in that main equipment and sub-equipment that is individually assigned to a local control device and at least partially coincide with the main equipment is provided, that the main equipment has a clock, and the main equipment and the sub-equipment each have a cycle timer connected to this clock and contain at least one signal programming device.
The switching means for outputting the control signal are expediently equipped with a signal transmitter marking the beginning and the end of the green signals, with multiple transmitting devices also being able to be used for all signal groups connected to a local control device. The clock generator can be designed to be switched off or can be designed to be changeable in the timing of the clocking, and clock generator connections can be provided for connection to a higher-level master control device.
The invention will now be explained in more detail with reference to the illustrated embodiment.
1 shows the electrical and FIG. 2 shows the mechanical construction principle of a central control device according to the invention.
According to Fig. 1, the central control device consists of a main equipment 1 and sub-equipment 2a, 2b ... 2n, each of which can be connected to a local control device.
The main equipment contains a clock generator 3, a Umlaulzeitgeber 4, at least one programming device 5 and means for selecting and switching off the signal programs. In addition, there are unmarked control, operating and monitoring devices.
The sub-equipment has the same timer 4 and programming device 5 as the main equipment.
The clock generator 3 emits clock pulses t and synchronous, but time lagging, clock execution pulses u to all Umian timers every second.
It can be operated synchronously with the mains or via the connection 9 in a controllable manner by a higher-level control device or in a variable manner in the course of the I-activation.
In the circulating timers 4, decadic number chains are incremented by the clock pulses and their step connections are connected to an L signal value by means of the clock execution pulses. In the one-decade, another connection of group G1 and the L value receives after every second, and in the decade of ten, another connection of group G2 receives after every tenth second. Both groups of these decade connections can be further connected with a crossbar distributor E or D.
A programming device 5 contains six crossbar distributors A to F, each with two layers of plug-in contact bars. Considered in the electrical direction of action, the rails of the first layer are referred to as input rails and those of the second layer are referred to as output rails. The input rails of the first crossbar distributor A are connected to the means for selecting and switching off the signal programs, which will be described in more detail below. A first group of bistable elements 16 are connected to the input rails of the second crossbar distributor B, which in turn can be connected to vehicle detectors and pedestrian buttons etc. via equipment that is influenced by traffic.
The output rails of the second crossbar distributor B are at least partially connected to the numerically smaller input rails of the third crossbar distributor C via isolating diodes. This results in a concentration from the second to the third crossbar distributor, or an increase in the inputs of the third crossbar distributor. The input rails of the fourth and fifth crossbar distributors D and E lead one after the other for the seconds or Ten-second pulses from the round trip timer.
The output rails of the first, third, fourth and fifth crossbar distributors A, C, D and E are led to four input distributor AND elements 34, the outputs of which are connected to the input rails of the sixth crossbar distributor.
The distribution AND elements take on the L value at the output if the output rail connected to the same AND element is at the L value on each of the four crossbar distributors. The output bars of the sixth crossbar distributor are mainly connected to the switching point or signal group connections 15, 32 and some of them with extension connections V of the round-trip timer. The application of the L signal value to an extension connection causes the circulation time to be stretched and thus the extension of the current signal image by an amount that is characteristic of the connection. One of these connections V is also used to clear the cycle timer at the end of a cycle.
By plugging connections on the six crossbar distributors, each input rail on the first crossbar distributor can be assigned a traffic-dependent or traffic-independent signal program. Several programming devices can be used in parallel in the main equipment and / or in the sub-equipment. Individual output bars of the sixth crossbar distributor can also be used for special signaling, such as (speed display, signage lighting, local / remote shading, etc.
The main equipment 1 processes an L signal value applied to an input connection 10 into an L signal value each at a corresponding program connection 14 and at switching point connections 15 for all or for the individual sub-equipment. The L value at a switching point connection marks the most favorable switching point for the program change in the sub-equipment. The input connections can be connected, for example, to contacts of a computer R, a time switch U and a keyboard T; they are decoupled from one another by a first group of OR elements 17 and are connected to one input of a first group of AND elements 18.
The line 12 sends clock execution pulses u to the other input of the first AND elements, so that the input L value is sent with each clock to the downstream inputs of a second group of AND elements 19, a second OR element 20 and a second group of bistable elements 21 got. This input of the AND gates is negated.
The outputs of the second AND elements are each connected to the other input of the second bistable element and the output of the second OR element is connected in parallel to the other input of the second AND element. This circuit arrangement effects the storage of the signal program selection in one of the storage elements 21 and the deletion of the previous storage. A connection 11 coupled via isolating diodes to an input of one of the storage elements allows the automatic setting of a specific signal program, e.g. B. the yellow flashing, when switching on the system. The outputs of the second bistable storage elements are again connected via isolating diodes to a logic circuit consisting of a third group of AND elements 22, a first group of NOT elements 23 and a third group of bistable elements 25.
By feedback via a third OR element 24, an automatic reset of the third storage element is possible at most. A connection 13 connects the circulating timer and the clock pulse connection t of the clock generator via a negated fourth AND element 26 and trenu diodes connected between them with the isolating diodes at both outputs of the second bistable elements. When the cycle timer is set to zero, the O signal value is clocked at the diodes, so that the program selection is stored again after each cycle and the storage that has been omitted is reset. One output of the third bistable element is connected to the input rails of the first crossbar distributor and to program connections 14 which are guided in parallel to fifth groups AND members 27 in the branch equipment.
In the programming device, as already explained, depending on the traffic or not depending on the traffic, the L signal value is output to the switching point outputs 15 at the most favorable point in time of the cycle time, depending on the connected connections.
The sub-equipment 2a, 2b ... 2n generate the signal group control signal for the local control devices from the L signal values at the program and switching point connections 14, 15. The round trip timers 4 of all sub-equipments normally run synchronously with the clock of the main equipment. The two connections W to the cycle timer of the main equipment ensure a start / stop operation in that the main equipment emits a start pulse at least at the beginning of its cycle and at the end of the cycle all sub-equipment reports the return of their chains to the zero position. It is also possible to emit several start impulses distributed over the circuit, so that the turnaround time of one or all of the sub-equipment need not be the same as the turnaround time of the main equipment.
Synchronism can be dispensed with for special programs such as yellow flashing. The L signal values at the program and switching point connections 14, 15 are fed to two inputs of one of the AND elements of a fifth group of AND elements 27. In one switching position of all storage elements of a fourth group of bistable elements 28, which they reach through line 30 and a seventh AND element 33 when the cycle timer is cleared, a third input of the fifth AND element is provided by a sixth AND element 29 and the line 31 also transmits the L signal value. The element to which the L value is applied from the main equipment therefore becomes conductive and the downstream bistable element of the fourth group switches to the other switching position.
The output of this bistable element, which thereby assumes the L value, is connected to an input rail of the first crossbar distributor A of the programming device 5. Depending on the connected connections, depending on the traffic or not depending on the traffic, the L value is given to one of the signal group connections 32 at the desired point in time of the signal cycle and fed to a signal transmitter 7 as a permanent signal through a memory element of a fifth group of bistable elements 6.
The signal transmitter transmits the control signal for each signal group to the connected local control unit on a special line or in frequency or time multiples. It is advisable to use the transmitted control signals to switch the green signals on and off. The switch-on duration of the transition signal yellow must be determined in the local control unit.
Fig. 2 shows the composition and the frame arrangement of the assemblies of a central control device according to the invention, which is designed for connection with six local control devices. At the top is the main equipment with the clock generator 3 and electronic switching means 16-26, the cycle timer 4 and with two programming devices 5.
The sub-equipments for the six local control devices 4a to 5f each consist of a cycle timer and three to four programming devices. In the middle part 35, operating means are accommodated and in the lowest rack module 36 the power supply.
The illustration shows that the entire system mainly consists of only two different modules.