DE2049086A1

DE2049086A1 - Einrichtung zur Erfassung der Straßen verkehrsdichte

Info

Publication number: DE2049086A1
Application number: DE19702049086
Authority: DE
Inventors: Makoto Tokio Sato. Ikuo Kawasaki Imamura, (Japan)
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1969-10-06
Filing date: 1970-10-06
Publication date: 1971-04-22
Also published as: GB1289208A; US3688308A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Dichte im Straßenverkehr, die sich insbesondere zur Straßenverkehrsüberwachung einsetzen läßt.

Herkömmliche Vorrichtungen zur Erfassung der Straßenverkehrsdichte weisen im allgemeinen einen ersten, als Referenzoszillator arbeitenden Oszillator und einen zweiten Oszillator auf, der mit einer im Straßenbett eingelagerten Oszillatorspule verbunden ist, und weiterhin ist ein Mischer zur Erzeugung eines Schwebungssignals zwischen den beiden Ausgangssignalen der beiden Oszillatoren vorgesehen. Der zweite Oszillator wird normalerweise so eingestellt, daß er ausgangsseitig die gleiche Frequenz wie der erste Oszillator erzeugt, wenn kein Fahrzeug im Wirkungsbereich der Oszillatorspule vorhanden ifit. Erreicht ein Fahrzeug die Spule des zweiten Oszillators, so kann sich die Ausgangsfrequenz ändern, so daß der Mischer ein

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Schwebungssignal erzeugt, daß der Frequenzdifferenz zwischen den beiden Oszillatorsignalen entspricht. Mit diesem Differenzsignal kann eine Zählvorrichtung zur Erfassung der die Spule des zweiten Oszillators überfahrenden Fahrzeuge verbunden sein.

Bei dieser "bekannten Vorrichtung ist es jedoch erforderlich, die beiden Oszillatoren bei der Installation am Bestimmungsort sehr genau aufeinander abzustimmen. Weiterhin kann die eingelagerte Spule des zweiten Oszillators beim tiberfahren durch schwerere Fahrzeuge verformt werden, und damit kann die Frequenzkonstanz des Oszillatorkreises verändert werden. Weiterhin unterliegen die Oszillatoren hinsichtlich der Frequenzkonstanz den Einflüssen durch Temperaturänderungen. Auch das in das Straßenbett einsickernde Regenwasser übt einen Einfluß auf die Oszillatorspule des zweiten Oszillators aus und verändert dessen Ausgangsfrequenz. Die bekannten Vorrichtungen dieser Art zeigen daher oft unerwünschte Betriebsstörungen oder Fehler, die sich aufgrund der Veränderung der einzelnen Eonstanten und des Wetters ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Erfassung einer Straßenverkehrsdichte zu schaffen, die die Nachteile bekannter Einrichtungen dieser Art nicht aufweist. Insbesondere soll die bisher auch nach der Installation oftmals noch erforderliche Abgleichung entfallen können. Weiterhin sollen Veränderungen in den einzelnen Konstanten des Oszillatorkreises auf die zu erfassende Größe keinen Einfluß haben, so daß Fehlinterpretationen ausgeschlossen sind. Auch soll in das Straßenbett einsickerndes Wasser hinsichtlich seines Einflusses auf die zu erfassende Straßenverkehrsdichte praktisch bedeutungslos sein. Und schließlich ist es ein Ziel, die Straßenverkehrsdichte so zu erfassen, daß Verkehrsstauungen,Verzögerungen und dergl. überwacht werden können.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist eine Einrichtung zur Erfassung der Straßenverkehrsdichte einen Oszillator

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auf, dessen.Oszillatorspule in an sich bekannter Weise in das Straßenbett eingelagert ist und dessen Ausgangsfrequenz durch einen Frequenz-Spannungs-Umsetzer in eine zu dieser Frequenz proportionale Gleichspannung umgesetzt wird. Der Frequenz-Spannungs-Umsetzer ist mit einer Verzögerungsschaltungseinheit versehen, die nach einer "bestimmten Zeitverzögerung eine Reduzierung des Ausgangsspannungspegels des Umsetzers "bis zum Null-Pegel "bewirkt. Weiterhin ist eine auf das Ausgangssignal des Frequenz-Spannungs-Umöetzers ansprechende Relaiseinheit vorgesehen, um das Vorhandensein oder Mchtvorhandensein eines Fahrzeugs über der Oszillator3pule des Oszillators nachzuweisen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert, wobei die

einzige Figur in vereinfachter Darstellung die Schaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Erfassung der Straßenverkehrsdichte zeigt.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Oszillator bezeichnet, der eine Spule 11 aufweist, die ,im Bett einer Straße 12 eingelagert ist und die oszillatorische Frequenz des Oszillators 10 bestimmt. Erreicht ein Fahrzeug 13 den Bereich der Spule 12, so wirkt dieses ähnlich wie eine Sekundärwicklung zur Spule 11, so daß sich die gesamte Induktivität des Oszillatorkreises vermindert, und damit die Ausgangsfrequenz des Oszillators schlagartig erhöht wird.

Die Ausgangsfrequenz des Oszillators 10 wird einmal über einen Frequenz-Strom-umwandelnden Kreis 14, der einen Kondensator 15 und in der angegebenen Weise verbundene Dioden 16 und 17 aufweist, in einen Strom umgewandelt. Dieser Strom wird dann einem Operationsverstärker 18 zugeführt, der einen Rückkopplungskreis 19 mit einem Widerstand 20 und einem Kondensator 21 aufweist, die zum Verstärker 18 parallel liegen, und weiterhin erfolgt eine Umwandlung in eine zur Ausgangsfrequenz des Oszillators

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proportionale Gleichspannung.

Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 18 wird einem Relais 22 zugeführt, das damit anspricht, und wird andererseits über einen Widerstand 23 einer klemme eines Rückkopplungsverstärkers 24 zugeführt, dessen andere Eingangsklemme an Masse liegt. Der vorerwähnt« Eingang des Rückkopplungsverstärkers ist über einen Kondensator 25 an Masse gelegt, der zusammen mit einem dazu in Reihe liegenden Widerstand 23 einen Zeitverzögerungskreis 26 "bildet.

fc In dem Rückkopplungsverstärker 24 wird die vom Zeitverzögerungs^rf kreis 26 am Kondensator 25 erhaltene Spannung gegen die Null-Spannung oder Massepotential verglichen, und es wird ein Ausgangssignal erzeugt, um das Eingangssignal des Operationsverstärkers 18 auf Full herunterzudrücken.

Aus der soweit gegebenen Beschreibung ist leicht ersichtlich, daß ein Ausgangssignal am Operationsverstärker 18 zum Ansprechen des Relais 22 dann erzeugt wird, wenn sich die Ausgangsfrequenz des Oszillators 10 plötzlich ändert, jedoch entsteht am Ausgang dieses Verstärkers 18 kein Signal, wenn der Ausgang des Oszillators sich hinsichtlich seiner Ausgangsfrequenz nur langsam ändert, so daß das Relais 22 nicht zum Ansprechen ge- W bracht wird. Der erstgenannte Fall des plötzlichen Anspreehens tritt auf, wenn das Fahrzeug 13 die eingelagerte Spule 11 erreicht, und der letztgenannte Fall der langsamen Veränderung kann beispielsweise auftreten, wenn Regenwasser allmählich in das Straßenbett einsickert, so daß die Konstanten des Oszillatorkreises sich(beispielsweise auch durch Deformationen der Spule) verändern, was unter Umständen auftreten kann, wenn · vie erwähnt * plötzlich schwerere Fahrzeuge über die Spule rollen, und es kann auch aufgrund von Temperaturänderungen und FeuchtigkeitseinflüsBen zu solchen Verformungen kommen.

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Es ist ersichtlich, daß das Relais 22 lediglich auf das Vorhandensein von Fahrzeugen über der Oszillatorspule 11 anspricht, so daß Eontakte 221 und 222 geschlossen werden. Schließt der Kontakt 221, so gelangt von einer elektrischen Spannungsquelle ein dem Fahrzeug entsprechender Zählimpuls auf einen Zähler 27. Beim Schließen des Eontakts 222 wird ein Zusatzkondensator 28 zum Kondensator 25 parallel geschaltet, so daß die Zeitverzögerung des Ereises 26 erhöht wird, und damit erhält die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 18 eine längere Abklingzeit, d.h. es steht am Ausgang des Operationsverstärkers 18 längere Zeit ein Signal.

Damit lassen sich Verkehrsstauungen, beispielsweise an Kreuzungen, überwachen. Tritt eine Verkehrsstauung auf, so kann das Fahrzeug 13 längere Zeit über der Oszillatorspule 11 des Oszillators zum Stehen kommen. Obgleich es von den Verkehrsumständen abhängt, sei nun angenommen, daß die längste Stauzeit 5 Minuten betrage. Diese Verzögerungszeit läßt sich mit Hilfe der Zusatzkapazität 28 durch den Verzögerungskreis 26 leicht erreichen, so daß das Ausgangssignal am Operationsverstärkers 18 während 5 Minuten aufrechterhalten bleibt. Überfährt das Fahrzeug 13 jedoch die Spule 11 innerhalb einer bestimmten Zeit und löscht damit die Ausgangsspannung am Operationsverstärker 18, so wird auch das Relais 22 wieder abfallen, d.h. die Kontakte 221 und 222 werden geöffnet. "

Auf diese Weise läßt sich die Verzögerungszeit für das Fahrzeug durch Anzeige auf einer Wiedergabevorrichtung ermitteln, die über den Relaiskontakt 221 an Spannung gelegt wird. Weiterhin ist eine Fernmeßanlage 30 vorgesehen, die ebenfalls über den Relaiskontakt 221 an die Versorgungsspannung gelegt wird, um die Information über die Verkehrsdichte oder den stagnierenden Verkehrsfluß an einen entfernten Verkehrsüberwachungsraum zu übertragen.

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Bei der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung, bei der die Oszillatorspule 11 in das Straßenbett eingelagert ist, ist die genaue Einstellung oder Kalibrierung des Oszillators zum Betrieb der Einrichtung nicht erforderlich. Damit lassen sich die Installationskosten verringern. Weiterhin entsteht am Operationsverstärker 18 bei geringer Änderung der Ausgangsfrequenz des Oszillators,die beispielsweise aufgrund von in das Straßenbett einsickerndem Regenwasser oder durch Veränderungen der Kreiskonstanten des Oszillatorkreiees bei Verformungen der eingelagerten Spule als auch durch Änderungen der Umgebungsbedingungen auftreten kann,kein Ausgangssignal wegen des Rtickkopplungsverstärkers 24 in Verbindung mit der Zeitverzögerungsschaltung 26, so daß jede !Fehlsehaltung des Relais 22 ausgeschlossen ist. Durch die zusätzliche Kapazität 28 am Zeitverzögerungskreis 26 lassen sich Verkehrsstauungen leicht ermitteln.

Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich in ganz ähnlicher Weise auch zur Überwachung der Start- und Landebahnen auf Plugplätzen verwenden.

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Claims

Patentansprüche

Einrichtung zur Erfassung der Straßenverkehrsdichte, gekennzeichnet durch einen Oszillator (10) mit einer im Straßenbett (12) eingelagerten Oszillatoroder Erregerspule (11), über die "bei Vorhandensein eines Fahrzeugs (15) im Wirkungsfeld der Spule (11) eine Frequenzänderung erzeugt wird, ein Frequenz-Spannungs-Umsetzer (14 his 20) zur Umsetzung der durch den Oszillator erzeugten Frequenz in eine Spannung, eine zur negativen Rückkopplung "bestimmte, zwischen dem Ausgang und dem Eingang des Frequenz-Spannungs -Umsetzers vorgesehene Verzögerungsschaltung (23,24,25) um das Ausgangesignal des Umsetzers mit "bestimmter Zeitverzögerung auf annähernd Hull-Amplitude zu setzen, und eine auf das Ausgangssignal des Umsetzers ansprechende Relaisvorrichtung (22).

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerungsschaltung eine Einrichtung (222,28) zur Änderung der Zeitkonstante der Verzögerung in Abhängigkeit von der Erregung oder dem Betrieb der Relaisvorrichtung (22) aufweist.

Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenz-Spannungs-Umsetzer aus einer Frequenz-Stromumwandlerschaltung (14,15,17), die die umzuwandelnde Ausgangsfrequenz vom Oszillator (10) erhält, einem zum Frequenz-Stromumwandler in Reihe liegenden Operationsverstärker (18) zur Umsetzung des Ausgangsstroms in eine entsprechende Spannung, einem zwischen dem Ausgang und dem Eingang dee Operationsverstärkerp (18) liegenden Rückkopplungsverstärker (24) zur negativen Rückkopplung des

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Ausgangs des Operationsverstärkers (18) und aus einer Zeitverzögerungsschaltung (22,25) "besteht, die am Ausgang des Operationsverstärkers (18) liegt und in Reihenschaltung einen Widerstand (25) und einen Kondensator (25) aufweist, um ein verzögertes Ausgangssignal vom Operationsverstärker (18) an den Rückkopplungsverstärker (24) zu liefern.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenz-Spannungs-Umsetzer mit der Relaisvorrichtung so verbunden ist, daß hei Vorhandensein eines Fahrzeugs über der Oszillatorspule die Relaisvorrichtung während eines bestimmten Zeitintervalls in Betrieb ist, jedoch sofort dann wieder rückstellt, d.h. stromlos wird, wenn das Fahrzeug innerhalb des bestimmten ZeitIntervalls die Spule passiert hat.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang der Relaisvorrichtung mit einem Zähler (27) verbunden ist, um die über der Oszillatorspule passierenden Fahrzeuge zu zählen.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad urch gekennzeichnet, daß die Relaisvorrichtung ausgangsseitig mit einer Registrier-,Speicher- oder Anzeigeeinheit verbunden ist, um eventuell auftretende Ver-

. kehrsstauungen anzuzeigen.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Relaisvorrichtung zur Übertragung der Verkehrsinformation mit einer Ferameßeinrichtung in einem entfernten Überwachungsraum verbunden ist.

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