DE3002434C2

DE3002434C2 -

Info

Publication number: DE3002434C2
Application number: DE19803002434
Authority: DE
Inventors: Stefan Dr.-Ing. 7913 Senden De Maslowski
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-01-24
Filing date: 1980-01-24
Publication date: 1988-08-18
Also published as: DE3002434A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Anordnung ist z. B. aus der DE-AS 10 86 926 bekannt.

Bei der bekannten Anordnung sind zwei Metalldrähte über eine Fahrbahn senkrecht zur Fahrtrichtung und in einem festen Abstand parallel zueinander gespannt und mit einem Ende auf der einen Fahrbahnseite befestigt. Mit dem anderen Ende sind sie jeweils an einer festen Hülle eines in einem Geber enthaltenen Mikrophons befestigt. Die Ausgangskreise der beiden zum Geben elektrischer Signale bestimmten Mikrophone sind über getrennte Leitungen jeweils mit einem Verstärker verbunden, der über einen Vollweggleichrichter und ein bistabiles Relais mit einer Geschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung in einer Registrier- oder Aufzeichnungseinheit verbunden ist.

Überfährt nun ein Fahrzeug mit seinen Vorderrädern einen der beiden Drähte, wird in dem Draht eine aus verschiedenen Frequenzen zusammengesetzte mechanische "Krachschwingung" erzeugt, die von dem zugehörigen Mikrophon in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das anschließend verstärkt und gleichgerichtet wird und das bei Überschreiten einer festgelegten Schwelle über das Relais der Geschwindigkeitsbestimmungsanordnung einen Startimpuls gibt. Überfährt kurze Zeit später das Fahrzeug mit seinen Vorderrädern den zweiten Draht, wird in gleicher Weise ein Stopimpuls an die Geschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung gegeben, so daß aus Drahtabstand und Zeitdauer zwischen Start- und Stopimpuls in bekannter Weise die Geschwindigkeit ermittelt werden kann.

Schwierigkeiten treten bei dieser Anordnung immer dann auf, wenn bei mehrspurigen Fahrbahnen zwei Fahrzeuge gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig die Drähte überfahren und es daraufhin zu fehlerhaften Geschwindigkeitsbestimmungen kommt, da die Anordnung nicht fahrzeug- bzw. fahrtrichtungsselektiv arbeitet. Außerdem besteht bei dieser Anordnung die Gefahr, daß die Drähte durch die überfahrenden Fahrzeuge aus ihrer Verankerung gerissen bzw. im schlimmsten Fall sogar zerrissen werden.

Weiterhin sind ähnliche Anordnungen bekannt, die z. B. mit Induktionsschleifen, Druckaufnehmern, Radar oder Lichtschranken arbeiten. Während bei den beiden ersten Anordnungen durch die Einbringung in die Fahrbahn ein hoher Aufwand getrieben werden muß, ist Radar an sich teuer. Die viertgenannte Anordnung ist besonders störanfällig durch Verschmutzung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Nachteile der vorbekannten Lösungen nicht aufweist und insbesondere fahrzeug- bzw. fahrtrichtungsselektiv arbeitet. Darüber hinaus sollte sie durch die Fahrzeuge mechanisch nicht zerstörbar sein.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Ausbildungen der Erfindung.

Anhand einer vorteilhaften Ausbildung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

Angenommen, neben einer zweispurigen Fahrbahn (einer Autobahn) seien an der Stelle P zwei Richtmikrophone aufgestellt, die in die Richtungen I und II gerichtet sind, vgl. die Figur. Ein Fahrzeug, das auf einer der Fahrbahnen mit der Geschwindigkeit v vorüberfährt, werde zur Zeit t₁ von dem Richtmikrophon in Richtung I und zur Zeit t₂ von dem Richtmikrophon in Richtung II erfaßt. Aus der Zeitdifferenz t₂-t₁ und den akustischen Frequenzspektren zu den Zeiten t₁ und t₂ können der Abstand d der Fahrspur vom Mikrophonstandort P und die Geschwindigkeit v des Fahrzeuges bestimmt werden.

Geschieht dies für jedes vorüberfahrende Fahrzeug, erhält man Informationen über Anzahl und Geschwindigkeit der Fahrzeuge, erfaßt also den Verkehrszustand.

Mehrere solcher Aufnahmesysteme entlang einer Strecke können zu Verkehrsüberwachungssystemen verbunden werden und die Basis für Verkehrsleitsysteme, z. B. über optische Signale (Blinkzeichen, gesteuerte Verkehrszeichen u. ä.) für die Fahrzeuglenker bilden. Die Ermittlung von d und v wird im folgenden näher erläutert.

Als Beispiel sei angenommen, Richtung I sei senkrecht zu den Fahrspuren. Richtung II bilde mit I den Winkel α. Der Einfachheit halber nehmen wir weiter an, das Fahrzeug erzeuge ein monofrequentes akustisches Signal der Frequenz . Die nachfolgenden Betrachtungen lassen sich leicht auf ein komplexeres Frequenzspektrum erweitern, wie es durch die Eigengeräusche des Fahrzeuges gegeben ist. Dieses Frequenzspektrum ist für Fahrzeugart und -geschwindigkeit charakteristisch und kann prinzipiell zum Erhalt weiterer Informationen benutzt werden, wie Aufschlüsselung nach PKW oder LKW.

Um das Prinzip aufzuzeigen, sind die Betrachtungen mit einer monofrequenten Signalquelle der Frequenz ausreichend.

Passiert das Fahrzeug mit der Geschwindigkeit v zur Zeit t₁ die Richtung I, fängt das erste Richtmikrophon die Frequenz ₁= auf. Zur Zeit t₂ erhält das zweite Richtmikrophon dann die Frequenz ₂, die gegenüber ₁ auf Grund des Dopplereffektes verschoben ist.

Quantitativ gilt:

I zur Zeit

t₁ : ₁ =

II zur Zeit

(c = Schallgeschwindigkeit)

Aus

und

können v und d leicht bestimmt werden.

Bei genauerer Betrachtung sind die Laufzeiten des Schalles vom Fahrzeug zu den Richtmikrophonen mit einzubeziehen, was an der Messung und Auswertung jedoch prinzipiell nichts ändert (lediglich

für Gleichung (1)).

Liegt ein komplexeres Frequenzspektrum vor, so ergibt sich für jede Einzelfrequenz das in Gleichung (2) definierte Verhältnis.

Um bei mehreren Fahrspuren und evtl. Überholvorgängen alle Fahrzeuge zu erfassen, kann es sinnvoll sein, weitere Richtmikrophone in weitere Richtungen anzuordnen, in der Figur z. B. ein weiteres in Richtung III (z. B. Winkel - α gegen I).

Fahrzeuge in der Gegenrichtung können von solchen in der bisher betrachteten Fahrtrichtung leicht unterschieden werden, da sie die Richtmikrophone in umgekehrter Reihenfolge passieren.

Claims

1. Anordnung zum Erfassen der Zahl und der Geschwindigkeit von Fahrzeugen auf einem Verkehrsweg, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen auf einer Straße oder Autobahn, mit akustischen Sensoren, welche an einem Ort neben dem Verkehrsweg angeordnet sind und von den Fahrzeugen erzeugte Geräusche aufnehmen und in elektrische Signale umwandeln, wobei besagte Signale in einer elektronischen Rechenschaltung verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die akustischen Sensoren Richtmikrophone sind, die unter verschiedenen Winkeln zum Vekehrsweg angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustischen Sensoren Eigengeräusche der Fahrzeuge, wie Motorgeräusche oder Rollgeräusche, aufnehmen.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustischen Sensoren von den Fahrzeugen speziell erzeugte Geräusche aufnehmen.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Speicher charakteristische Geräuschespektren gespeichert sind, die durch Messungen an unterschiedlichen Fahrzeugen, z. B. PKW und LKW, erhalten wurden.