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Verkehrsdatenmessvorrichtung, insbesondere
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für die Bestimmung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen.
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Die vorliegende Neuerung betrifft eine Verkehrsdatenmessvorrichtung,
insbesondere für die 3bestimmung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen, mit mindestens
einem Paar koaxialer Detektorkabeln der Art, die ein Piezoelektrisches bzw. triboelektrisches
Signal unter der Einwirkung eines mechanischen Impulses abgeben, BefestigungsmitteE
zur Befestigung und Spannung der Kabel an bzw. der einer Strassenoberfläche und
einer eiektronischenverarbeitungseinrichtung.
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Vorrichtungen dieser Art werden für die direkte, vollautomatische
Ablesung der Geschwindigkeit eines sich huber einen bekannten Abstand bewegenden
Fahrzeuges verwendet.
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Eine solche Geschwindigkeitsmessvorrichtung ist der DE-PS Nr. 1673386
zu entnehmen. Umfangreiche Versuche, in welchen vergleichsweise Messungen der Geschwindigkeit
des gleichen Fahrzeuges mit mehr als einem dieser Geräte vorgenommen wurden, ergaben
im allgemeinen eine wesentlich bessere Genauigkeit als 5%, z.B. mehr als 1%. Für
etwa eine aus 500 Messungen ergaben sich jedoch unerwartete Fehler von bis zu 5%.
Diese waren vermutlich auf vereinzelnd und unvorhersehbare triboelektrische Impulse,
die den Piezo-elektrischen Effekt überlagerten, zurückzuführen. Die bekannte Vorrichtung
hatte auch den Nachteil, dass die Aufstellung der Einzelteile unbequem war, dass
die Abstände der Detektorkabel nicht leicht genau einstellbar waren, und dass die
Kabel im Laufe der Zeit schadhaft wurden.
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Bei der Anwendung der Geräte mussten geschulte Bedienungspersonen
und Verkehrsbeamte ständig, oft viele Stunden lang bereit stehen. Je nach Zustand
der Strassenoberfläche und Verkehrsdichte war die Lebenserwartung der Kabel äusserst
wechselhaft. Bei der Anwendung aui mehrspurige Autobahnen erwies sich die Trennung
der Spuren voneinander als schwierig bzw.
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als unzuverlässig.
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Die vorliegende Neuerung soll hinsichtlich der genannten
Nachteile
Abhilfe schaffen.
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Die vorliegende Neuerung soll ferner für die Einfangung, Analyse,
Speicherung und Verarbeitung sämtlicher Verkehrsdaten wie Fahrzeugzählung, Fahrzeuglänge,
Fahrzeugankunftszeit, Fahrzeuggeschwindigkeit (in beliebigen Geschwindigkeitseinheiten),
Anzahl Achsen pro Fahrzeug , Achsenabstand pro Fahrzeug, Abstand zwischen Fahrzeugen,
Entfernung zwischen aufeinanderfolgenden Fahrzeugvorderenden, und gegebenenfalls
Achsenlast, geeignet Bein; In gewissen Anwendungen dieser Art soll die Vorrichtung
ferner kombiniert mit einer Rahmendetektoranordnung und/oder .Lastenmessungskissen
verwendet werden. Demgemäss sieht die Neuerung in einer Vorrichtung der eingangsgenannten
Art vor, dass die elektronische Verarbeitungseinrichtung eine Impedanzumwandlun-und
Verstärkungseinheit besitzt, vorzugsweise in Kunststoff, z.B. Epoxydharz eingegossen
in einem mechanisch kräftigen Gehäuse, welches die Einheit als Faraday-Käfig abschirmt,
mit Einsteckverbindungen für die elektrischen Eingangsanschlüsse der Detektorkabel
und elektrischen Ausgangsanschlüsse zu einem Verbindungskabel, gegebenenfalls mit
einer Verlängerungskabelwinde, einer Hauptdatenverarbeitungseinheit, vorzugsweise
aktenkofferartig untergebracht, mit Einsteckverbindungen für den elektrischen Eingang
von der Impedanzumwandlerverbindungs
leitung und gegebenenfalls
für einen ; oder mehrere elektrische Ausgänge, die zu einer automatisch registrierenden
Kamera bzw. einer Datendruck- und/oder Analyseneinrichtung führen. Ausführungen
der Neuerung werden im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
erläutert. In den Zeichnungen stellen dar: Fig. 1, eine isometrische Ansicht einer
typischen neuerungsgemässen Anlage mit bevorzugten und alternativen Komponenten;
Fig. 2, eine Perspektiv -Draufaicht der Hauptverarbeitungseinheit der Vorrichtung;
Fig. 3, eine isometrische Ansicht der Impedanzumwandlungs-und Verstärkereinheit;
Fig. 4 und 5, Detailansichten der Befestungs- und Spannungsmittel für die Detektorkabel;
Fig. 6, eine diagrammatische Draufsicht der Anordnung für mehrspurige Autobahnen;
und Fig. 7, 8 und 9, Anschlussdiagramme der Komponenten der Vorrichtung.
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Gemäss Fig. 1 besitzt die Vorrichtung zwei Detektorkabel,
nämlich
ein Startkabel 1 und ein Stoppkabel 2, die über eine Strassenoberfläche 3 verspannt
und befestigt sind.
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Gemäß Fig. 4 und 5 wird die Befestigung mit Hilfe von in die Strassenoberfläche
getriebenen StahlnägeE 4 zustande gebracht. In an sich bekannter Weise wird die
Kabelposition für das Startkabel so vermessen, dass dieses genau im rechten Winkel
zur Strassenrichtung liegt.
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Anschliessend werden die Stahlnägelpositionen fUr das Stoppkabelso
vermessen, dass das Stoppkabel genau im Abstand von 1,5 Meter zum Startkabel verspannt
ist.
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Zu diesem Zweck wird vorzugsweise eine genormte Distanzstange 5 verwendet,
die vorzugsweise bei 5,1 ein Schanier besitzt, damit sie für den Transport bequem
verkürzbar ist, wobei das Schanier exakt und sorgfältig zur Gewährleistung der genauen
Distanzhaltung der einander zugewandten Oberflächen der Kabel ausgeflihrt ist.
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Die gabelenden auf der Strassenmitte besitzen Je eine Schlaufe 6,
die ihrerseits mit einer an den Nägeln 4 befestigten Drahtschlaufe 7 verwirkt ist.
Am Strassenrand wird von einer entsprechenden Kabellänge eine Schlaufe 8 gebildet,
die mit einer elastischen Schlaufe 9 verwirkt ist, die ihrerseits im Eingriff mit
einem Nagel 4 steht.
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Die Position der Schlaufe 8 im Detektorkabel wird so gewählt, dass
die elastische Schlaufe 9 zwecks Spannung
des sich über die Strasee
erstreckenden Kabels kräftig angespannt ist.
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Die Enden 2,1 und 1,1 der Detektorkabel werden in die am Strassenrand
befindliche Impedanzumwandler und Verstärkereinheit eingesteckt. Zum Schutz durch
den Faradayeffekt ist diese vollständig in ein Stahlgehäuse eingekapselt. Eine Verbindungsschnur
11 wird in einem Ausgangsstecker 10,1 des Gehäuses 10 eingesteckt, während die Kabel
1 und 2 in die Eingangsstecker 10,2 eingesteckt werden. Die Verbindungsleitung 11
fahrt zu einer Verlängerungskabelrolle 12 zur bequemen Verlängerung über einen gewtiwchten
Abstand bis zum Ort der Aufstellung der Hauptverarbeitungseinheit 13 in einem aktenkofferartigen
Gehäuse. Von der Kabelrolle 12 führen Verbindungen 14 zur Haupteinheit 13. Ein Ausgangskabel
15 führt von der Hauptverarbeitungseinheit 13 zu einer Kamera 16, die automatisch
zur Registrierung eines Fahrzeuges eingerichtet ist, das die Detektorkabel überfahren
und dabei beispielsweise, im Falle der Anwendung der Vorrichtung auf die gesetzliche
Geschwindigkeitsüberprüfung>die zulässige Geschwindigkeitsgrenze überschritten
hat.
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Ein Kabel 17 führt von der Hauptverarbeitungseinheit 13 wahlweise
zu einem telemetrischen Empfänger 18.
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Statt der Kabelrolle 12 mit Verbindungsleitung 11 und
Anschlüssen
14 kann auch ein telemetrischer Sender 19 an die Impedansumwandlungs- und Verstärkereinheit
10 angeschlossen werden. In dem Fall werden die von der Einheit 10 verarbeiteten
elektrischen Signale der Kabel telemetrisch zum Empfänger 18 gesendet und von dort
zur Uauptdatenverarbeitungseinheit 13. Die telemetrische Verbindung hat den Vorteil
der Vermeidung von Drähten und gestattet eine grössere Reichweite von den Detektorkabeln
bis zur Einheit 1S.
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Weitere Einzelheiten der Einheit 13 sind Fig. 2 zu entnehmen. Dort
wird die Geschwindigkeitsmessung auf der Lesevorrichtung 13,1 angezeigt. Der Eingang
der Detektorkabel führt zu den Steckdosen 13,2 und der Ausgang zur Kamera bzw. zur
Speicherung oder Datenverarbeitung wird über die Steckdose 13,3 bewerkstelligt,
falls das Gerät für die Geschwindigkeitskontrolle verwendet werden soll. Dabei wird
die automatisch ausgelöste Kamera manuell auf eine vorgegebene bei 13,4 angezeigte
Geschwindigkeitsgrenze eingestellt. Uber die Steckdosen 13,5 wird die Einheit 13
mit Strom versehen.
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Die Einzelteile der obenbeschriebenen Einheiten werden im einselnen
in den Figuren 7,8 und 9 gezeigt. Der Ausgang zur Druck- bzw. Analyseneinrichtung
gemäss Fig. 9 lässt sich in der eingangserwähnten Weise tür
die
Sammlung und Analyse von Verkehrsdaten verwenden und auch zur Umwandlung in bestimmte
Darstellungsformen, beispielsweise typische Geschwindigkeitsverteilungskurven beispielsweise
zur automatischen Ermittlung der 80-prozentigen Geschwindigkeitsverteilungskurven
für eine gegebene Strasse in Abhängigkeit zur Verkehrsdichte.
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Die Figuren 7,8 und 9 zeigen die Anordnung und Verbindung der Einzelteile
der Impedanzumwandlungs- und Verstärkereinheit 10, der Hauptverarbeitungseinheit
13 und der Kamera 16.
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Zur Verhinderung des Kabelverschleissproblems und auch zur Erleichterung
der mehrspurigen Verkehrsmessung wird in der Anordnung gemäss Fig. 6 eine Kabel
verlegung unter der Oberfläche vorgesehen. Die Detektorkabel 20 der Spur I werden
unter der Oberfläche in einer solchen Weise verlegt, dass mechanische Impulse der
Ueber die Kabel fahrenden Fahrzeugräder dennoch genügend auf die Kabel übertragen
werden zur Erregung eines piezo- bzw0 triboelektrischen Impulses im Kabel.
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Impedanzumwandler und Verstärkereinheiten 21 haben einen ähnlichen
Aufbau wie die Einheit 10 gemäss teig. 1, sind jedoch ebenso wie die damit elektrisch
verbundenen Kabel in die Strassenoberfläche eingelassen. Kabel 22 führen das umgewandelte
Signal einer Einheit 23 zu, von wo aus die Signale, beispielsweise über eine Kabelrolle
24
der Hauptverarbeitungseinheit 25 zugeführt werden, an die wahlweise eine Kamera
26 verbunden ist. In gleicher Weise werden far die Spur II Detektorkabel 27 vorgesehen
mit Impedansumwandler-und Verstärkereinheiten 28, Kabeln 29 zur Weiterleitung des
umgewandelten Signals, einer Einheit 30 analog zur Einheit 23, einer Kabelrolle
31 analog zur Kabelrolle 24, die wiederum zur Hauptverarbeitungseinheit 25 führt.
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Detektorkabel 32, ebenfalls unter der Oberfläche führen zu einer Impedanzumwalder
und Verstärkereinheit 33 und von dort über die gabelrolle 34 wiederum zur Einheit
25.
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Nach der Impedanzumwandlung-und Verstärkung ist das aber die Kabel
22 und 29 weitergeleitete Signal verhEltnismSssig unempfindlich gegen die Einwirkung
mechanischer Impulse. Ausserdem sind die Kabel starr eingekapselt und somit weitgehend
gegen die Ubertragung mechanischer Impulse von Fahrzeugrädern geschützt.
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Hieraus ergibt sich eine klare Trennung der beiden Fahrspuren. -Ausserdem
wird Verschleiss ausgeschaltet und werden die Kabel weitgehend unsichtbar für die
Fahrer der Kraftfahrzeuge, was die Verkehrskontrolle erleichtert.
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In Fig. 9 haben die folgenden Abkürzungen folgende Bedeutungen: LSD
= "least significant decimal" = am wenigsten signifikante Dezimalstelle MSD = "most
significant decimal" = am meisten signifikante Dezimalstelle BCD = nbinary coded
decimal" izimalstelle in Binärkode N = Zifferanzeige