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Einrichtung zur Steuerung einer Verkehrsampelanlage
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durch Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur
Steuerung einer Verkehrsampelanlage durch Fahrzeuge, die mit Vorrichtungen zur automatischen
Standortbestimmung (Ortung) versehen sind mit einem einzigen, den erforderlichen
Betriebsfunktionen entsprechend umschaltbaren Sendeoszillator und in Richtung der
abzusetzenden Informationen (Aufforderungstelegramme) und Ortungseinrichtungen (Antwortgerät)
strahlende Sende-/Empfangsantennen aufweisen.
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Die ständige Zunahme der Motorisierung und damit des innerstädtischen
Verkehrs führt dazu, daß die'Fahrzeuge des öffentlichen Nahverkehrs, wie Busse und
Straßenbahnen, in Ballungsräumen unter immer schwierigeren Verhältnissen die Dienstleistungsaufgaben
erfüllen müssen. Gerade diese Beförderungsmittel sollen jedoch für den Kunden attraktiv
und im Betrieb effektiv sein.
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Damit verknüpft ist das Erfordernis hoher Geschwindigkeit, dichter
Wagenfolge und Einhaltung der Fahrpläne.
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Eine wirkungsvolle Disposition des öffentlichen Nahverkehrs erfordert
daher die Möglichkeit zur Zwangs-.steuerung der Grünphasen von Ampelanlagen. Eine
solche Zwangssteuerung ist jedoch noch zwingender beim Einsatz von Rettungs- und
Polizeifahrzeugen.
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Durch die DE-PS 27 54 024 ist eine Einrichtung der einleitend beschriebenen
Art bekannt. Dabei handelt es sich um ein Mikrowellensystem (SETRID) mit einem Abfrage-
und
einem Antwortgerät, bei dem das im Fahrzeug installierte Abfragegerät Einrichtungen
zur Ortung und Ampelfernsteuerung enthält. Die Ampelfernsteuerung ermöglicht, ohne
Eingriff des Fahrers, eine bevorzugte Grünphase für das Verkehrsmittel zur schnellen
Passage des Kreuzungsbereichs. Das Abfragegerät zur Ortung tastet dabei ständig
mittels Mikrowellenstrahls den seitlichen Straßenbereich nach einem Antwortgerät
ab. Die Ampelfernsteuerung sendet im kreuzungsnahen Bereich ständig Mikrowellen
signale zur Anforderung einer Grünphase. Die ständige Abstrahlung von Mikrowellensignalen
durch mehr als ein Fahrzeug im kreuzungsnahen Bereich ist für eine eindeutige Funktion
des gesamten Systems sehr störend, insbesondere bei langsam fließendem oder stehendem
Verkehr.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine solche Einrichtung
eine Lösung anzugeben, mit der die vorstehend genannten Probleme in einfacher Weise
gelöst werden.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß eine
fahrstreckenabhängige Steuerung der Einrichtung zur Ortskennung und Ampelsteuerung
vorgesehen ist, derart, daß ein vom Fahrzeug abgeleiteter Wegimpuls ein Ein- und
Ausschalten des umschaltbaren Sendeoszillators bewirkt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes
sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 Die Steuerungseinrichtung in einem Blockschaltbild
Fig. 2 das Abfragegerät in einem Blockschaltbild und Fig. 3 das Funktionsdiagramm
der Antwortgerät-Ortung und Ampelsteuerung für einen Fahrstreckenabschnitt.
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Bei der in Fig. 1 im Blockschaltbild dargestellten Einrichtung ist
mit 1 das im Fahrzeug installierte Abfragegerät des Mikrowellensystems SETRID bezeichnet,
in dem die Vorrichtungen zur automatischen Standortbestimmung (Antwortgerät-Ortung)
und Ampelfernsteuerung angeordnet sind. Das Abfragerät 1 ist mit einem an eine Betriebssteuerleitung
angeschlossenen Bordrechner 2 verbunden, der von der Vorrichtung zur Ortung Informationen
darüber erhält, in welchem Abschnitt der Fahrstrecke sich das Fahrzeug befindet.
Das Abfragegerät ist mit zwei Sende-/Empfangsantennen 3,6 versehen, von denen die
Abfrageantenne 3-mit einer Antenne 4 des Antwortgerätes 5 in Funkverbindung steht
und von der Antenne 6 (Ampelsteuerungs-Antenne) die Ampelsteuersignale auf die Antenne
7 des Ampelsteuerempfängers 8 gegeben werden, der mit einer Betriebssteuerleitung
verbunden ist. Ferner ist das Abfragegerät 1 über eine Wegimpulsaufbereitung 9 mit
einem Wegimpulsgeber 10 verbunden, der an ein Rad 11 des Fahrzeugs angeschlossen
ist.
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Die Vorrichtungen zur automatischen Standortbestimmung (Antwortgerät-Ortung)
und zur Ampelfernsteuerung im Abfragegerät 1 weisen einen einzigen, den erforderlichen
Betriebsfunktionen entsprechend umschaltbaren Sendeoszillator auf. Der schaltungstechnische
Aufbau eines solchen Abfragegerätes ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei
ist
der Oszillator 12 über einen ASK-FSK-Modulator 13 an einen Antennenumschalter 14
angeschlossen, an den einerseits die Antenne 6 (Sendeantenne) für die Ampelsteuerung
und andererseits über eine Weiche 15 die Antenne 3 (Sende-Empfangsantenne) zum Informationsaustausch
mit dem Antwortgerät 5 angeschlossen sind.
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Außerdem ist eine mit dem Modulator 13 und dem Antennenumschalter
14 verbundene Steuerschaltung 16 vorgesehen, d-eren einem Eingang I eine Information
über die Sendeart eingegeben wird und deren zweitem Eingang II das APS-Telegramm
eingegeben wird. ttber die Steuerschaltung 16 erfolgt die Steuerung bzw. Umschaltung
des Modulators 13, und über den gleichzeitig gesteuerten Antennenumschalter 8 wird
dann entweder ein ASK-Signal (amplitudenmoduliertes Signal) an die Ortungseinrichtung
gegeben oder ein FSK-Signal (frequenzmoduliertes Signal) an die Sendeantenne 6,
mit dem eine Meldung an den Empfänger 8 der Ampel abgesetzt wird. Der Antennenumschalter
14 ist ferner über eine Weiche 15 mit einer Signalverarbeitung 17 verbunden, die
eine Prüfeinrichtung enthält.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Sendeoszillator 12 zusätzlich
zu der den erforderlichen Betriebsfunktionen entsprechenden Umschaltung auch ein
und ausgeschaltet wird. Hierzu wird ein Impuls herangezogen, der durch åede Radumdrehung
des Fahrzeugs erzeugt wird, ein sogenannter Wegimpuls. Realisiert ist dies durch
den mit einem Rad 11 des Fahrzeugs verbundenen Wegimpulsgeber 10, der über die Wegimpulsaufbereitung
9 mit dem Abfragegerät 1 verbunden ist.
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Hierdurch wird erreicht, daß bei stehendem oder langsam fahrendem
Fahrzeug nicht ständig und teilweise nutzlos Hochfrequenzenergie abgestrahlt wird.
Schnell fahrende Fahrzeuge dagegen strahlen, den Anforderungen entsprechend, häufiger
ab.
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Ortsabhängige Mehrfachsendungen von Antwortgerät-und Ampelsteuertelegrammen
schließen die Möglichkeit des Empfangs mehr oder weniger gestörter Datenblöcke ein.
Dies ergibt sich dadurch, daß der Mikrowellenempfang im mobilen Einsatz starken
Schwankungen durch Streckendämpfung, durch Mehrfachreflexion und durch Fremdsender
unterliegt. Durch eine in der empfängerseitigen Signalverarbeitung 17 vorgesehene
Prüfeinrichtung, die unter anderem eine Läuterung der Empfangsnachricht bewirkt,
gelangt Nachricht ohne oder nur mit geringstem Störanteil zur Auswertung.
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Fig. 3 zeigt als Ausführungsbeispiel das Funktionsdiagramm eines Fahrstreckenausschnittes.
Dabei ist in Zeile a die alternierende Einschaltung des Abfragegerätes in Abhängigkeit
vom Wegimpuls (z.B.
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alle 0,5 m) dargestellt. Zeile b zeigt den Verlauf der Steuerspannung
für die Ortung, Zeile c die Ein- und Ausschaltzeiten des Senders für die Ampelsteuerung
und Zeile d den Verlauf der Steuerspannung für die Ampelsteuerung. Nach Eintritt
des Antwortgerätes in den Lesebereich (Passageanfang) werden die ersten Antwortgerätedaten
(AG-Daten) aufgrund des noch geringen Empfangspegels fehlerhaft sein (schraffierte
Darstellung). Mit Fortsetzung der Bewegung des Abfragegerätes in gleicher Richtung
werden die Empfangsbedingungen stetig besser, so daß dann unter normalen Bedingungen
alle AG-Daten richtig gelesen werden können. Unter der Vorraussetzung, daß unmittelbar
nach einem Antwortgerät nicht wieder eines installiert ist, das gelesen werden soll,
ist vor Einschaltung des Antwortgeräte-Suchbetriebes eine Auszeit des Abfragegerätes
für z.B 50 Meter Fahrstrecke vorgesehen. Damit wird erreicht, daß die Einschaltzeiten
von Abfragegeräten im Nahbereich eines
Antwortgerätes gering sind.
Die ersten AG-Daten beinhalten Angaben zur Ortung, die zweiten und dritten AG-Daten
solche zur Ampelfernsteuerung.
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Mit den zweiten AG-Daten wird dem Bordrechner über das Abfragegerät
übermittelt, daß eine Grünphase eingeleitet werden soll. Dieser bildet ein Anforderungstelegramm,
welches über die Antenne 6 (APS-Antenne) zum Ampelsteuerempfänger 8, z.B. 10 mal
im Fahrstreckenabstand von z.B. 2 m, übermittelt wird. Da die Ubertragungsstrecke
rückkanalfrei ist und damit keine Empfangsquittierung erfolgen kann, ist die Aussendung
von z.B. 10 gleichen Anforderungstelegrammen in unterschiedlichen Streckenabschnitten
in Anbetracht der typischen Mikrowellenempfängerverhältnisse technisch sinnvoll.
Mit der Vielzahl der ausgesendeten Anforderungstelegramme steigt die Wahrscheinlichkeit
zur sicheren Einleitung einer Grünphase. Innerhalb des Streckenabschnittes, in dem
Ampelsteuertelegramme gesendet werden, erfolgt, keine Antwortgeräte-Abfrage. Der
Antwortgeräte-Suchbetrieb wird nach dem zehnten Telegramm und z.B. 30 m Fahrstrecke
wieder aufgenommen. Hat das Fahrzeug den Kreuzungsbereich passiert, dann wird mittels
der dritten Antwortgerät-Daten eine Abmeldung der Grünphase eingeleitet. Die Prozedur
hierfür läuft dann in gleicher Form ab wie die Anmeldung.
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4 Patentansprüche 3 Figuren
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