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Einrichtung zur Unterscheidung zwischen Fahrzeugen verschiedener
Länge und unterschiedlicher, vorzugsweise dem Verwendungszweck entsprechender Bauart,
insbesondere im Straßeüverkehr Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur
Unterscheidung zwischen Fahrzeugen verschiedener Länge und unterschiedlicher, vorugsweise
dem Verwendungszweck entsprechender Bauart, insbesondere im Straßenverkehr, mittels
längs der Fahrbahn der zu erfassenden Fahrzeuge angeordneter Detektoren, z.B. in
Gestalt von zwei in Fahrt-
richtung hintereinander angeordneter
elektrischer Induktivschleifen, die Anzeigemittel, z.B. mehrere den zu witerscheidenden
Meßergebnissen zugeordneten Zähler, über eine durch beide Meßergebnisse, nämlich
die Fahrzeuglänge und die Fahrzeugbauart, beeinflußbare Auswerteeinrichtung steuern.
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Im Rahmen der für den Ausbau von Straßen und die selbständige Steuerung
von Verkehrasignalanlagen erforderlichen Verkehrszählung sollen die Fahrzeuge selbstätig,
ohne Mithilfe von Überwachungspersonen erfaßt werden. Dazu sind bereits eine Vielzahl
von Detektoren, die nach unterschiedlichen Methoden arbeiten, bekannt. So verwendet
man Energieschranken, deren Schwächung oder Änderung Empfangsmittel beeinflussen.
Auch wird die Geschwindigkeit und die Verweilzeit der Fahrzeuge nach dem Dopplerprinzip
gemessen und schließlich können die gleichen Meßergebnisse aus der Verstimmung elektromagnetischer
Meßeinrichtungen, z.B. Induktivschleifen, festgestellt werden. All diese bekannten
Einrichtungen vermögen zwar mit Sicherheit die Anvlesenheit von Fahrzeugen anzuzeigen,
doch sind sie nicht in der Lage, eindeutig zwischen Personen-und Lastfahrzeugen
zu unterscheiden. Gerade darauf kommt es aber häufig an. Ein Kriterium für diese
Unterscheidung ist die Fahrzeuglänge, doch läßt sich ein erheblicher Teil der Fahrzeuge
auf diese Weise nicht klassifizieren, nämlich LKW besonders geringer und PKW besonders
großer Länge. Dies zeigt sich bei. der Messung mit Induktivschleifendetektoren als
besonders nachteilig, da LKW wegen ihrer großen Bodenfreiheit elektrisch kürzer
erscheinen, als sie tatsächlich sind, während PKW mit kleiner Bodenfreiheit elektrisch
erhebLich langer als die entsprechenden LKW gemessen werden. Dies ist besonders
wichtig, da die Induktivschleifen für die Fahrzeugerfassung eine immer größere Bedeutung
erlangen, nachdem sie in die Fahrbahndecke eingelassen und-damit mechanisch nicht
beschädigt werden könnens und sie außerdem gegenüoer anderen Verfahren, die mit
Energieschranken oder nach dem Donplerprinzip
arbeiten, keine aufwendigen
Aufhängevorrichtungen in Gestalt von Masten über der Fahrbahndecke oder seitlichen
Pfosten benötigen.
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Aufgabe der Erfindung ist es also, eine Einrichtung zu schaffen, die
mit geringstmöglichen technischem Aufwand mit großer Sicherheit zwischen unterschiedlichen
Fahrzeugtypen zu unterscheiden vermag.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß an sich bekannte,
der unterschiedlichen Fahrzeugbauart entsprechend steuerbare Detektoren, nämlich
die Bodenfreiheit oder Fahrzeughöhe unterscheidende Detektoren, die Auswerteeinrichtungen
im Sinne einer Korrektur der durch die Detektoren meßbaren Fahrzeuglänge steuern.
Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Einrichtung bei der Verwendung von Induktivschleifen
besonders vorteilhaft, doch bringt auch die Verwendung anderer Detektoren gegenüber
den bisherigen, der Unterscheidung einzelner Fahrzeugarten dienenden Methoden noch
Vorteile, so daß der Erfindungsgegenstand nicht auf durch Verstimmung elektromagnetischer
Meßeinrichtungen arbeitende Detektoren beschränkt sein soll.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können von mehreren längs
der Fahrbahn angeordneten Detektoren zur Erkennung der unterschiedlichen Fahrzeuglängen
nach der Abstandsmethode wahlweise mindestens zwei durch die Fahrzeugbauart erkennende
Detektoren en die Anzeigemittel anschaltbar sein. Es können weiterhin die die Fahrzeuglänge,
z.B. nach der Verhältnis-oder Abstandsmethode und die die Fahrzeugbauart erkennenden
Detektoren gemeinhen ein die Fahrzeuglänge analog wiedergehendes Anzeigemittel steuern.
Es ist auch vorteilhaft. daß die die Fahrzeugbauart erkennenden. Detektoren durch
Vers@@mmung elektromagnetischer Meßeinrichtungen mittels der Bodenfreiheit oder
durch Messung der Lan@zeit bzw. Intensitätsänderung von
Energiestrahlung
mittels der Fahrzeughöhe arbeiten.
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Weiterhin können ein Speicher durch die die Fahrzeuglänge nach der
Verhältnismethode erkennenden Detektoren während einer Verhältnisgröße eingebbar
und gleichzeitig während beider oder einer dieser Zeitabschnitte durch die die Fahrzeugbauart
erkennenden Detektoren beeinflußbar und am Ende der Längenmessung abfragbar sein.
Ein weiterer Vorteil entsteht schließlich dadurch, daß der Korrekturfaktor, der
die Fahrzeugbauart berücksichtigenden Detektoren im Simme einer Überkompensation
der durch die die Fahrzeuglängen erkennenden Detektoren lieferbaren Meßergebnisse
anwendbar ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben scih aus den in der Zeichnung
darge'teliten Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen Fig. 1 die nach ihrer Länge aufgeschlüsselte unterschiedliche
Fahrzeugverteilung von PKW und LKW, Fig. 2 die sich aus der unterschiedlichen Bodenhöhe
von PKW und LKW ergebende unterschiedliche elektrische Länge dieser Fahrzeuge bei
der Messung mit In schleifen, Fig. 3 die Schaltung eines ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 4 dazugehörige Diagramme, Fig. 5 eine durch die Verstimmung eines Detektors
steuebare Stromquelle eingeprägten Stroms, Fig. G ei Diagramm zur Fig. 5 und Fig.
7 eine Korrectureinrichtung für nach der Abs-tandsmethode arbeitende Detektoren.
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In Fig. 1 sind auf der Ordinate die PKW bzw. LKW und auf der Abszisse
die entsprechenden Fahrzeuglängen abgetragen. Die ausgezogenen Diagramme zeigen
die allein sich aus diesen Längen ergebende Fahrzeugverteilung, die gestrichelt
dargestellen Linien eine Scheinkurve, wie sie der elektrischen Länge dieser Fahrzeuge
entspricht. Die/ punktierte Linie strich
zeigt Schließlich ein Diagramm,
bei dem die elektrischen Längen überkompensiert wurden, wodurch der sich überlappende
Bereich zwischen PKW and LKW voneinander fast völlig getrennt wird.
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In Fig. 2 sind zwei unterschiedliche Fahrzeugtypen, nämlich ein PKW
niederer Bodenfreiheit und ein LKW hoher Bodenfreineit und gleicher Länge von 7m
dargetellt, die eine in der Fahrbahn Fb angeordnete Schleife S1 von gleichfalls
7m Schleifenlänge überfahren. An der Stoßstange vorne ist ein Pfeil amgedeutet und
dieser soll den Wirkungsbeginn beider Fahrzeuge auf die Schleifen S1 anzeigen. Aus
dem darunter gezeichneten Diagramm sind auf der Ordinate die Verstimmung V = @@/L
und auf der Abszisse die elektrische Länge el der beiden unterschiedlichen Fahrzeuge
aufgetragen. Weiterhin ist noch eine Schwelle angenommen, so daß erst nach einer
Verstimmung V1 um 1 % die elektrische Länge el meßbar wird. Aus dem Diagramm ergibt
sich nun, daß der PKW mit niederer Bodenfreiheit praktisch sofort nach Einfahren
mit seinem Bezugspfeil in die Schleife S1 eine Verstimmung hervorruft, die steil
nach oben steigt und bei 10 % ein Maximum erreicht, das über einen längeren Bereich
konstant bleibt. Die elektrische Länge el@ dieses Fahrzeuges beträgt demnach einschließlich
der Schleifenlänge S1 von 7m insgesamt etwa 13m. Demgegenüber überschreitet der
LKW mit hoher Bodenfreiheit erst viel später den Schwellwert von 1 % und erreicht
nur eine Verstimmung V2 von 6%, die ebenfalls über einen längeren Zeitraum konstant
bleibt. Die elektrische Länge c12 des mechanisch gleich langen LKW beträgt demnach
nur 8m.
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In Fig. 3 werden nun bei einer Einrichtung zur Erfassung der Fahrzeuglängen
nach der Verhältnis-Methode diese tatsächlich gemessenen elektrischen Längen durch
eine Korrektureinrichtung so kompensiert, daß LKW nicht nur mit ihrer tatsächlichen
mechanischen Länge, sondern sogar noch mechanisch länger
erscheinen.
Im einzolnen erfolfgt dies, wie auch @@@ den Diagrammen gem. Fig.4 zu erschen ist,
in folgender Weise.
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Werden die Schleifen S1, S2 von einem in Fig. dargestellten 3,5 m
langen Fahrzeug Fz in Fahrtrichtung F überichren, so spricht über die Meßeinrichtung
M1 zuerst das Relais A und anschließend über die Meßeinrichtung M2 das Relais B
an, wenn jeweils das Fahrzeug mit seiner wirksamen Stößstange in den Bereich dieser
Schleifen gelangt. Damit ziehen aber, wie in Fig.4 dargestellt, aufeinanderfolgend
die Relais A und B an, so daß daraus die Folgezeit tf1 bzw. tf2 und die Verweilzeit
tv1 bzw. tv2 ableitbar ist. Da zunächst während der Folgesetzt tf beide Relaiskontakte
a1, b1 geschlossen sind, (vergl. Fig.3), wird aus der Stromquelle Q1,die einen eingeprägten
Strom i1 abgibt, der Kondensator @1 aufgeladen. Von den Ruhekontakten a2, b2 bzw.
a3' , b3' ist aber wahrend der Folgezeit if mindestens immer einer geöffnet, so
daß sie den Ladevorgang des Kondensators C1 nicht beeinflussen. An Ende der Folgezeit
tf zicht das Relais B an, öffnet damit seinen Kontakt b1 und schließt seinen Kontakt
b4, so daß aus der Stromquelle Q2 der Kondensator C1mit dem eingeprägten Strom 12
umgeladen wird. Außerdem wurde während der gesamten Folgezeit tf über die Meßeinrichtungen
M1 , M2 und die Eichtleiter R1, R2 die Verstimmung der Meßschleifen S1 , S2 an die
besondere Stromquelle Q3 gegeben, die ebenfalls einen eingeprägten Strom i3 gleicher
Richtung wie der der Stromquelle Q2 an den Kondensator C@ gibt, ihn also ebenfalls
umlädt. Dieser eingeprägte Strom @3 kann aber, wie später noch näher zu erläutern
ist, durch die Verstimmung der Meßschleifen S1 , S2 verändert werden. Der Kondensator
C1 wurde also zunächst während der Folgezeit tf von der Stromquelle Q1 auf- und
von der Stromquelle Q3 gleichzeitig entladen, während er während der Verweilzeit
tv von beiden Stromquellen Q2, Q3 nurmehr ent- bzw. umgeladen wird.
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An Ende der Verweilzeit tv schließen beide Ruheckentakte a2, b@ gleichzeitig
und prüfen damit den Ladezustand d@@ Kondensators C1.
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Die beiden Ruhekontakte a3', b3' sollen nämlich, wie durch die Striche
angedeutet ist, nur verzögelt abfallen Sie schließen also den Kondensator C1 erst
nach der Überprüfung durch die Spannungsrelais D bzw. E bis zum nächsten Meßvorgang
kurz und verhindern so eine Restladung. Ist nun der Kondensator C1 in der durch
die in Klammern angedeuteten Vorzeichen geladen, so gibt er über den Richtleiter
R4 einen Spannungsimpuls an das Relais D. Da der abfallverzögerte Kontakt b5' noch
angezogen ist, gelangen deshalb einmal ein Impuls an den Zähler Z1 (@ Fz), außerdem
über den angezogenen Arbeitskontakt d an den Zähler Z3 (@ PKW). Wird stattdessen
der Kondensator C1 über Null hinaus umgeladen, so gelangt am Ende der Folgezeit
tf ein Impuls über den Richtleiter R3 an das Spannungsrelais E und damit werden
in ähnlicher Weise Impulse an den Zähler Z1 (@ Fz) und den Zähler Z2 (@ LKW) gegeben,
also ein LKW angezeigt. Die Wirkungsweise dieser nach der Verhältnismethode arbeitenden
und durch die Verstimmung der Meßschleifen (S1, S2) korrigierbaren Längenmeßeinrichtung
sei nun des weitern anhand der Fig. 4 erläutert.
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Bei einem PKW, also einem Fahrzeug niedriger Bodenhöhe, kann die Verstimmung
so stark sein, daß die regelbare Spannungsquelle Q3 für einen eingeprägten Strom
i3 überhaupt keinen Strom abgibt. Dann wird der Kondensator C1 während der Folgezeit
tf1 nur mit dem S1rom i1 geladen und während der verbleibenden Folgerzeit nur mit
dem Strom i2 entladen. Diese Ströme sind durch die Neigung der Geraden von 40° bzw.
25° dargestellt und auf die Ordinate sind die Spannung Uc des Kondensators C1 und
auf der Abszisse die Lade- bzw. Entladezeit abgetragen; Am Ende der Verweilzeit
tv1 ist also, wie aus dem oberen Diagramm eindeutig zu erkennen ist, der Kondensator
C1 noch positiv geladen und zeigt damit ein "kurzes" Fahrzeug, also einen PKW, an.
Demogegenüber wird bei einem Fahrzeug hoher Bodenhöhe zusätzlich zu den Strömen
i1@bzw. i2 noch der Strom i3 fließen und dies hat zur Folge, daß der Kondensator
nur mit einem kleineren Gescamtztrom, der durch 25° angedeutet/ist, and mit @ ich
größeren Gesamtstrom, der durch 40° angedeutcht
ist, als bei dem
darüber liegenden Diagramm geladen bzw. ent- bzw. ungeladen. Thotz der kürzeren
Entladezeit des Kondensators wegen der kürzeren elektrischen Länge des Fahrzeuges
hoher Bodenfreiheit, wird bei gleicher Geschwindigkeit, also gleicher Folgezeit
tf1 bzw. tf2, der Kondensator am Ende soweit umgeladen sein, daß die an ihm anliegende
Stannung negativ ist. In diesem Fall handelt e sich also um ein "langes" Fahrzeug,
also einen LKW.
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In Fig. 5 ist eine durch die Verstimmung der Meßschleifen S1, , <$2
steuerbare Stromquelle Q3 für eine eingeprägten Strom i3 dargestellt. Dabei soll
die Stromquelle Q3 entsprechend ihren Klemmen k1, k2, k3, k3' in die Schaltung gem.
Fig.3 eingeschleift sein. Der TRansistors T ist zunächst durchlässig, wie durch
seine Schraffur angedeutet ist. Damit fließt über seinen Widnrstand W4, W3 ein verhältnismäßig
hoher Strom i3, wie aus der Geraden gem. Fig.6 zu entnehmen ist, da an den Meßschleifen
S1, S2 keine Verstimmung vorliegt. Wird eine der Meßschleifen S1, S2 verstimmt,
so gibt die zugehörige Meßschalting M1 oder M2 über einen der der Entkopplung dienenden
Richtleiter R1, R2 eine Spannung an den Kondensator C2, der diese Spannung in Verbindung
mit dem Widerstand W1 an den Spannungsteiler aus dem Widerstand W2 und dem Richtleiter
R5 gibt. Damit steuert er den Transistor und zwar in der Weise, daß mit zunehmender
Verstimmung der Strom i3 abnimmt und schließlich auf Null absinkt; ein Fall, der
für die vorausgegangenen Betrachtungen angenommen wurde. Wird der Widerstand W4
durch einen Richtleiter R6 in der angezeigten Weise ersetzt, so verläuft die Änderung
des Stromes i3 nicht mehr linear und dieser Verlauf hat sich bei einer Einrichtung
der obengenannten Art als besonders vorteilhaft erwisen. Die Betriebsspannung erhält
die Stromquelle Q3 für einen eingeprägten, veränderbaren Strom i3 von der Gleichstromquelle
Sq.
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In Fig. 7 sind schließlien nech vier längs der Tahrbahn angeordnete
Meßschleifen S1...S4 dargestellt, die nach der Abstandsmethode arbeiten. Da ein
PKW eine stärkere Vertstimmung als ein LKW zur Folge hat, gelangt ein entsprechender
Verstimmungsstrom von der Schleife S1 an den schwellwertabhängigen Schalter R7,
G und läßt diesen anstrechen, so daß seine Umschaltkontakte g1, g2 in die gestrichelte
Lage gebracht werden. Damit sind aber die Schleifen S1, S3 und S4 an die Mefeinrichtungen
M2, M3 angeschlosse, sc daß ein kurzer und auch ein relativ langer PKW nicht gleichzeitig
die Meßschleifen S1 und S3 überdecken kann, also als PKW gewertert wird. Über den
K ntakt a4 wird or mur im Zähler Z1 ( @@Pz) gezählt. Fährt dagegen ein LKW mit hoher
Bodenfreicheit über die Meßsechleifen S1...S4, so wird die Mwßschleife S1, wi@ vorher
bereits erlautert, wening verstimmt, der schwellwertabhängige Schalter R7, G spricht
nicht an. Damit bleiben aber auch seine Kontakte g1, g2 in Ruhelage. Sowohl ein
kurzer wie ein längerer LKW können also entweder die Schleifen S1, S2 oder sogar
die Schleifen S1, S2 und S3 gleichzeiting überdecken und damit die Relöais A und
B bzw, die Relais A, B und H zum Ansprochen bringen, die damit einen Impuls in die
Zähler Z1 und Z2 oder soger noch in den Zähler Z3 geben. Im ersteren Falle handelt
es sich um einen normalen LKW und im letzteren Fall um einen besonders langen LKW,
der z.B. länger also 12 m ist, so daß dann dieser in allen drei Zählern Z1 bis Z3
gleichzeitig gezählt wird.
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7 Figuren 13 Patentansprüche