DE1616228B1

DE1616228B1 - Control device for a traffic signal system

Info

Publication number: DE1616228B1
Application number: DE1968W0045578
Authority: DE
Inventors: Oskar Aschwanden; Ernst Sulzer
Original assignee: BERN und MICRO ELECTRIC AG; Westinghouse Bremsen und Signale AG
Current assignee: BERN und MICRO ELECTRIC AG; Westinghouse Bremsen und Signale AG
Priority date: 1967-01-30
Filing date: 1968-01-25
Publication date: 1971-09-23
Also published as: BE710106A; AT279435B; CH472749A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Verkehrssignalanlage mit von einem Antriebs'-motor über Nockenscheiben und Schalter betriebenen Signalgebern sowie mit einer zwischen Antriebsmotor und Nockenscheiben vorgesehenen Vorrichtung zum wahlweisen. Verändern der Drehzahl der Nocken-Scheiben.The invention relates to a control device for a traffic signal system with signal transmitters operated by a drive motor via cam disks and switches as well as with a device provided between the drive motor and the cam disks for optional. Changing the speed of the cam disks.

Eine gute Verkehrssignalanlage soll den Verkehr nicht nur nach einem festen Steuerprogramm regeln, sondern sie soll auch die Dauer der einzelnen Verkehrsphasen dem tatsächlich anfallenden Verkehr anpassen. Die Verkehrsdichte kann beispielsweise mittels Fahrzeugschwellen oder Fahrbahnkontakten, über die die Fahrzeuge rollen,. festgestellt werden. Mit diesen Ermittlungswerten kann dann die Dauer der einzelnen Verkehrsphasen beeinflußt und damit eine dem tatsächlich auftretenden Verkehr entsprechende Verkehrsregelung erreicht werden. Die bisher üblichen elektronischen Schaltungen, welche mit dem durch die Fahrzeugkontakte festgestellten Wert die Dauer der einzelnen Verkehrsphasen beeinflussen, sind zwar für große oder mehrere solcher Anlagen sehr zweckmäßig, jedoch für kleinere, einzelne Anlagen viel zu aufwendig und zu teuer. Auch ist der Unterhalt elektronischer Anlagen deshalb schwierig, weil die Kenntnisse eines Durchschnittsmonteurs hierzu meist nicht ausreichen. Es ist auch eine Verkehrssignalanlage bekanntgeworden (deutsche Patentanmeldung J 725 VM b/74 d, bekanntgemacht 22. 11. 51); bei der ein Steuermotor ; die Verkehrssignale steuert und wobei sowohl die Periodenumlaufzeit als auch die Einzelsignalfolge regelbar sind. Ein Schaltapparat- ermöglicht hierbei eine stufenlose, willkürliche Veränderung der Periodenumlaufzeit und eine stufenlose Veränderung der Einzelsignalfolgezeiten: Die erwünschten Veränderungen müssen aber durch Verstellen einer Feststellschraube von Hand erfolgen, um hierdurch das übersetzungsverhältnis des Getriebes zwischen der Antriebswelle des Antriebsmotors und der Schaltwelle einer Rasterscheibe zu verändern. Durch eine Verstellung der Rasterscheibe gegenüber der Schaltwelle läßt sich auch eine- Veränderung der einzelnen Phasenzeiten erzielen. Eine rasche Veränderung der Schaltzeiten in Abhängigkeit vom Ver- , kehrsfluß ist hierbei nicht möglich und auch nicht beabsichtigt. Bei einer anderen Verkehrssignalanlage (französische Patentschrift 1114 188) erfolgt die Steuerung von einer Zentrale aus. Jede dieser Anlagen weist einen _ Synchronmotor auf, der eine Schaltwelle mit Nockenscheiben, die ihrerseits die Verkehrsampeln ein- und ausschalten, antreibt. Durch Verändernder Frequenz der Steuerspannung für diese Synchronmotoren in der Zentrale werden auch die Periodenumlaufzeiten geändert und einem allgemeinen Verkehrsbedürfnis angepaßt. Auch wenn die einzelnen Phasenzeiten durch die Zentrale verlängert oder verkürzt werden, kann keine direkte Regelung in Abhängigkeit des Verkehrsflusses erfolgen. Bei - einer anderen Verkehrssignalanlage i (deutsches Patent 567168) kann die Veränderung der Drehzahl auch durch eine den jeweiligen Verkehrsbedürfnissen angepaßte Steuerung vorgenommen werden. Dazu wird zwischen dem Antriebsmotor und der Nockenwelle ein veränderliches über- i setzungsgetriebe vorgesehen. Dieses übersetzungsgetriebe kann ein Schrittschaltwerk öder auch ein Zahnradwechselgetriebe sein. Eine stufenweise Änderung der Übersetzung ist möglich, jedoch müssen ' während; der Umschaltung die Signallampen ausgeschaltet werden. Auch lassen sich die Phasenzeiten nur von einer zentralen Stelle aus von Zeit zu Zeit ändern. Eine Steuerung der Schaltungen in Abhängigkeit des Verkehrsflusses -erfolgt aber, nicht.A good traffic signal system should not only regulate the traffic according to a fixed control program, but it should also adapt the duration of the individual traffic phases to the actual traffic. The traffic density can, for example, by means of vehicle sleepers or lane contacts over which the vehicles roll. to be established. With these determination values, the duration of the individual traffic phases can then be influenced and thus a traffic regulation corresponding to the traffic actually occurring can be achieved. The previously common electronic circuits, which influence the duration of the individual traffic phases with the value determined by the vehicle contacts, are indeed very useful for large or several such systems, but much too complex and expensive for smaller, individual systems. The maintenance of electronic systems is also difficult because the knowledge of an average fitter is usually insufficient. A traffic signal system has also become known (German patent application J 725 VM b / 74 d, published November 22, 51); in which a control motor; controls the traffic signals and both the cycle time and the individual signal sequence can be regulated. A switching device enables a stepless, arbitrary change in the cycle time and a stepless change in the individual signal sequence times: The desired changes must be made by adjusting a locking screw by hand in order to change the transmission ratio of the gearbox between the drive shaft of the drive motor and the switching shaft of a raster disc . By adjusting the raster disk with respect to the switching shaft, a change in the individual phase times can also be achieved. A quick change of the switching times depending on the traffic flow is not possible and also not intended. In another traffic signal system (French patent specification 1 114 188) , the control is carried out from a control center. Each of these systems has a synchronous motor that drives a control shaft with cam disks, which in turn switch the traffic lights on and off. By changing the frequency of the control voltage for these synchronous motors in the control center, the cycle times are also changed and adapted to a general traffic requirement. Even if the individual phase times are lengthened or shortened by the control center, there can be no direct control depending on the traffic flow. With - another traffic signal system i (German patent 567168) the change of the speed can also be made by a control adapted to the respective traffic needs. For this purpose, a variable transmission gear is provided between the drive motor and the camshaft. This transmission gear can be a stepping mechanism or a gear change gear. A gradual change in the translation is possible, but 'during; the signal lamps are switched off after the switchover. The phase times can also only be changed from time to time from a central point. The circuits are controlled as a function of the traffic flow, but not.

Aufgabe der Erfindung, ist es; eine Steuereinrichtung für kleinere, einzelne Verkehrssignalanlagen zu schaffen, bei der die Signalperioden direkt vom tatsächlichen Verkehrsfluß an der zu regelnden Straßenkreuzung beeinflußt werden und dabei die Einrichtung von solch einfachem Aufbau ist; daß der Unterhalt der .Anlage keine besonderen Spezialkenntnisse erfordert.The object of the invention is; a control device for smaller, to create individual traffic signal systems, in which the signal periods directly from actual traffic flow at the intersection to be regulated can be influenced and the device is of such simple construction; that the maintenance of the . System does not require any special knowledge.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Differentialgetriebe finit einem Steuermotor und eine mit der jeweiligen Grünphase schaltende Auswahlvorrichtung zum Verbinden dieser zugehörigen Fahrbahnkontakte mit dem Steuermotor vorgesehen sind. Die gewählten Einrichtungen, wie ein Differentialgetriebe mit einem Elektromotor, ein Reduktionsgetriebe mit einer Einrichtung zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses und ein den Verkehrsfluß registrierendes und die Steuerimpulse übertragendes Gerät, sind einfach und robust, und ihre Wartung setzt keine besonderen Anforderungen voraus. Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung regelt den Verkehr auch tatsächlich nach den die Straßenkreuzung. überquerenden Fahrzeugen. Deshalb ist die erfindungsgemäße Anlage auch besonders für Außenstellen mit sehr unterschiedlich frequentiertön Kreuzungen geeignet.To solve this problem, a control device is the one at the outset mentioned type provided, which is characterized according to the invention in that a differential gear finitely one control motor and one with the respective green phase switching selection device for connecting these associated roadway contacts are provided with the control motor. The chosen facilities, such as a differential gear with an electric motor, a reduction gear with a device for changing the gear ratio and a traffic flow registering and the control pulses transmitting device, are simple and robust, and their maintenance does not imply any particular Requirements ahead. The control device according to the invention regulates the traffic actually after the intersection. crossing vehicles. That's why the system according to the invention is also very different, especially for branch offices suitable for frequented intersections.

Die Zeichnung zeigt eine Verkehrssignalanlage gemäß der Erfindung. Es stellt dar F i g. 1 ein vereinfachtes Schaltschema und F i g. 2 eine schematisierte weitere Ausführungsform.The drawing shows a traffic signal system according to the invention. It represents F i g. 1 a simplified circuit diagram and FIG. 2 a schematic further embodiment.

In F i g: 1 treibt ein elektrischer Antriebsmotor 1 über ein Differentialgetriebe 2 auf einer Nockenwelle 3 befestigte Nockenscheiben 4 an. Der Antriebsmotor 1. ist vorzugsweise ein Synchronmotor, der mit den Anschlußklemmen 5 und 6 verbunden ist. Diese beiden Anschlußklemmen können an ein Wechselstromnetz angeschlossen werden. Jeder Nockenscheibe 4, von denen der Einfachheit halber nur fünf dargestellt sind, ist ein Schalter 7 zugeordnet: Diese Schalter 7 werden je nach dem Drehwinkel der Nockenscheiben 4 und einer festgelegten Nockenstellung betätigt. Je ein Schalter 7 ist einem wenigstens eine Lampe 8, 9 oder 10 enthaltenden Stromkreis zugeteilt. Sie sind für das Aufleuchten der roten Lampen 8, der grünen Lampen 9 und der gelben Lampen 10, die auf Signalgebern 11 bzw. 12 angeordnet sind, direkt oder indirekt verantwortlich. Die Signalgeber 11 mit den drei Lampen werden so an der Fahrbahn des rollenden Verkehrs aufgestellt, daß sie von in Fahrzeugen: befindlichen Personen gut wahrnehmbar sind,- während die Signalgeber 12 beispielsweise für 'die Regelung des Fußgängerverkehrs bestimmt sind: Die Stromkreise, Schalter 7 und Lampen 89 oder 10, sind parallel zu den Anschlußklemmen 5 und 6 geschaltet und beziehen die notwendige elektrische Energie aus dem Wechselstromnetz.In FIG. 1, an electric drive motor 1 drives cam disks 4 attached to a camshaft 3 via a differential gear 2. The drive motor 1 is preferably a synchronous motor which is connected to the connection terminals 5 and 6. These two connection terminals can be connected to an alternating current network. A switch 7 is assigned to each cam disk 4, of which only five are shown for the sake of simplicity: These switches 7 are actuated depending on the angle of rotation of the cam disks 4 and a defined cam position. One switch 7 is assigned to a circuit containing at least one lamp 8, 9 or 10. You are directly or indirectly responsible for the lighting up of the red lamps 8, the green lamps 9 and the yellow lamps 10, which are arranged on signal transmitters 11 and 12, respectively. The signal generators 11 with the three lamps are set up on the lane of the rolling traffic that they are easily perceptible by people in vehicles - while the signal generators 12 are intended for example for 'regulating pedestrian traffic: the circuits, switches 7 and Lamps 89 or 10 are connected in parallel to the connection terminals 5 and 6 and draw the necessary electrical energy from the alternating current network.

Auf eine dritte Achse. des Differentialgetriebes 2 ist ein Steuermotor 14 wirksam. Der letztere ist vorzugsweise ebenfalls ein Synchronmotor. In dessen einer Zuleitung ist ein Arbeitskontakt 15 vorgesehen. Dieser Arbeitskontakt ist einem Relais 16 zugeordnet, das über eine Leitung 17 Steuerimpulse, die beispielsweise von einem Fahrzeugkontakt kommen, empfangen kann. Dadurch wird der Steuermotor 14 betätigt. Der Steuermotor 14 kann auch mittels eines Kontaktes 13 zum Umlauf' in der anderen Richtung veranlaßt werden.On a third axis. of the differential gear 2, a control motor 14 is effective. The latter is preferably also a synchronous motor. A normally open contact 15 is provided in one of its feed lines. This normally open contact is assigned to a relay 16 which can receive control pulses via a line 17, for example from a vehicle contact. This actuates the control motor 14. The control motor 14 can also be caused to rotate in the other direction by means of a contact 13.

Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung ist folgende: Die Nockenwelle 3 ist mit so vielen Nockenscheiben 4 und den zugehörigen Schaltern 7 versehen; als Lampen, die nicht gleichzeitig aus- und eingeschaltet werden, vorgesehen sind. Die Nocken auf den Nockenscheiben 4 sind derart ausgebildet und versetzt angeordnet, daß bei einer Umdrehung der Nockenwelle 3 ein vollständiger Zyklus der verschiedenen Verkehrsphasen abläuft, d. h., daß während einer Umdrehung der Nockenwelle 3 nacheinander alle Verkehrsrichtungen einmal offen waren. Da der Antriebsmotor 1 eine konstante Drehzahl aufweist; wird den einzelnen Verkehrsphasen; vorausgesetzt, daß keine weiteren Einflüsse wirksam sind, eine vorbestimmte Zeit zugeordnet. Damit nun die Steuerung des Verkehrsflusses dem tatsächlich anfallenden Verkehr angepaßt werden kann, wird der Steuermotor 14 über die Leitung 17 entsprechend beeinftußt. Weil der Steuermotor auf das Differentialgetriebe 2 einwirkt, wird dadurch die Drehgeschwindigkeit der Nockenwelle nach Wunsch im positiven ; oder negativen Sinne beschleunigt, je nachdem, ob der Kontakt 13 oder 15 geschlossen wird, was sich als Verkürzung oder Verlängerung der in diesem Moment wirksamen Verkehrsphase auswirkt. Die Steuereinrichtung kannbeispielsweise so ausgeführt werden, daß jeder auf dem Leiter 17 eintreffende Impuls eine Verlängerung dieser Verkehrsphase um 2 Sekunden bewirkt.The mode of operation of the control device is as follows: the camshaft 3 is provided with as many cam disks 4 and the associated switches 7; as lamps that are not switched off and on at the same time. The cams on the cam disks 4 are designed and offset in such a way that with one revolution of the camshaft 3 a complete cycle of the various traffic phases takes place, ie that during one revolution of the camshaft 3 all traffic directions were open one after the other. Since the drive motor 1 has a constant speed; is the individual traffic phases; provided that no further influences are effective, assigned a predetermined time. So that the control of the traffic flow can now be adapted to the traffic actually occurring, the control motor 14 is influenced accordingly via the line 17. Because the control motor acts on the differential gear 2, the rotational speed of the camshaft is thereby as desired in the positive; accelerated or negative sense, depending on whether the contact 13 or 15 is closed, which has the effect of shortening or lengthening the effective traffic phase at that moment. The control device can, for example, be designed in such a way that each pulse arriving on conductor 17 causes this traffic phase to be prolonged by 2 seconds.

Vorzugsweise wird der Ablauf einer Verkehrsphase mit Absicht relativ kurz angesetzt, wobei jedes einen Steuerimpuls liefernde, die Fahrzeugkontakte überfahrende Fahrzeug die Phasenzeit um 2 Sekunden verlängert. Die Nockenwelle 3 wird dadurch langsamer gedreht, wird aber schließlich dennoch das Ende dieser Verkehrsphase einleiten, obwohl noch weitere Fahrzeuge im Anrollen sind. Dies ist erwünscht; denn die Verlängerung einer Verkehrsphase darf ein bestimmtes Maß nicht überschreiten, selbst dann nicht, wenn noch weitere Fahrzeuge für diese Verkehrsphase anwesend sind. Die relativ kurz angesetzte Verkehrsphase hat den Zweck, daß, wenn keine Fahrzeuge für diese Verkehrsrichtung anwesend sind, der tlbergang zur nächsten Phase sobald wie möglich erfolgt und nur dann eine Verlängerung eintritt, wenn entsprechende Fahrzeuge tatsächlich auf die Straßenkreuzung zufahren.Preferably, the flow of a traffic phase becomes relative on purpose briefly set, with each delivering a control pulse that overruns the vehicle contacts Vehicle extended the phase time by 2 seconds. The camshaft 3 is thereby rotated slower, but will eventually lead to the end of this traffic phase, although other vehicles are still rolling. This is desirable; because the extension a traffic phase must not exceed a certain level, even then, if other vehicles are present for this traffic phase. The relatively short The assigned traffic phase has the purpose that, if there are no vehicles for this traffic direction are present, the transition to the next phase takes place as soon as possible and only then an extension occurs when the corresponding vehicles are actually on the Drive to the intersection.

Eine mehrere Relais 18 mit je einem Arbeitskontakt aufweisende und gestrichelt eingerahmte Auswahlvorrichtung 20 hat die Aufgabe, nur jene Fahrzeugkontakte wirksam werden zu lassen, die gerade für die momentan gültige Verkehrsphase wesentlich sind. Die Relais 18 sind mit einer für eine bestimmte Grünphase typische Lampe parallel geschaltet, und der zugehörige Kontakt 19 verbindet alsdann die Leitung 17 mit den entsprechenden Fahrzeugköntakten, so daß nur diese für die Betätigung des Steuermotors 14 und damit für die Verlängerung dieser Verkehrsphase wirksam sind. Mit Hilfe dieser Auswahlvorrichtung 20 werden die Fahrzeugschwellen zwangläufig richtig umgeschaltet, so daß nur die für diese Verkehrsphase berechtigten Fahrzeuge den zeitlichen Ablauf dieser Verkehrsphase beeinflussen können. A selection device 20 , which has a plurality of relays 18 each with a working contact and is framed in dashed lines, has the task of only allowing those vehicle contacts to become effective which are essential for the currently valid traffic phase. The relays 18 are connected in parallel with a lamp typical for a certain green phase, and the associated contact 19 then connects the line 17 to the corresponding vehicle contacts, so that only these are effective for the actuation of the control motor 14 and thus for the extension of this traffic phase. With the help of this selection device 20, the vehicle thresholds are automatically switched over correctly, so that only the vehicles authorized for this traffic phase can influence the timing of this traffic phase.

Eine solche Steuereinrichtung betätigt die Signalgeber entsprechend der tatsächlichen Verkehrsdichte. Sie ist dennoch sehr einfach aufgebaut. Die Unterhaltsarbeiten beschränken sich im wesentlichen auf das Reinigen der Kontakte bei den Schaltern und den Relais. Die Arbeitsweise ist einfach und übersichtlich, so daß auch durchschnittlich ausgebildetes Personal diese Anlage warten kann.Such a control device actuates the signal transmitter accordingly the actual traffic density. However, it is very simply structured. The maintenance work are essentially limited to cleaning the contacts on the switches and the relay. The way of working is simple and clear, so that also average trained personnel can maintain this system.

In F i g. 2 ist zwischen Differentialgetriebe 2 und den Nockenscheiben 4 ein Reduktionsgetriebe 21 eingebaut. Dadurch werden die Variationsmöglichkeiten der Steuereinrichtung erhöht, indem beispielsweise bevorzugte Verkehrsphasen während gewisser Zeitabschnitte, z. B. nachts oder in Stoßzeiten, von vornherein verkürzt oder verlängert werden können, wenn gleichzeitig bei Einschaltung dieser Phasen auch das übersetzungsverhältnis des Reduktionsgetriebes verändert wird und nach Schluß dieser Verkehrsphase wieder in den ursprünglichen Zustand zurückversetzt wird.In Fig. 2 is between differential gear 2 and the cam disks 4 a reduction gear 21 installed. This opens up the possibilities for variation the control device increased by, for example, preferred traffic phases during certain periods of time, e.g. B. at night or during rush hour, shortened from the start or can be extended if at the same time when these phases are switched on also the transmission ratio of the reduction gear is changed and after At the end of this traffic phase, it is reset to its original state will.

Es ist auch möglich, mit Hilfe dieses Reduktionsgetriebes, eines -zusätzlichen Synchronisiernockens und zwei Verbindungsleitern zwischen zwei Verkehrssignalanlagen eine Synchronisierung gewisser Verkehrsphasen zu erzwingen, wobei die Drehzahl der einen Nockenscheibenwelle je nach Bedarf erhöht oder verkleinert wird.It is also possible to use an additional reduction gear Synchronizing cam and two connecting conductors between two traffic signal systems to force a synchronization of certain traffic phases, whereby the speed of the a cam disk shaft is increased or decreased as required.

Claims

Claim: Control device for a traffic signal system with Signal transmitters operated by a drive motor via cam disks and switches as well as with a device provided between the drive motor and the cam disks for optionally changing the speed of the cam disks, marked thereby e t that a differential gear (2) with a control motor (14) and one with the respective green phase switching selection device (20) for connecting these associated Road contacts with the control motor (14) are provided.