DE3624302A1 - Fahrbares absicherungssystem fuer arbeitsfahrzeuge auf strassen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein fahrbares Absicherungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Durchführung von Wartungsarbeiten auf Straßen, ins­ besondere Schnellstraßen und Autobahnen, werden Arbeits­ fahrzeuge eingesetzt, die eine wandernde Baustelle bil­ den. Solche Arbeitsfahrzeuge kehren beispielsweise die Fahrbahn oder sie streichen die Markierungslinien, setzen Straßenmarkierungsnägel u.dgl. Um zu verhindern, daß Fahrzeuge in die Arbeitsstelle hineinfahren, muß die Arbeitsstelle abgesichert werden. Dies kann bei­ spielsweise dadurch geschehen, daß ein Arbeiter mit einer Fahne Winksignale gibt, oder durch ein hinter dem Arbeitsfahrzeug fahrendes Sicherungsfahrzeug, das eine deutlich sichtbare Warntafel trägt. In jedem Fall ist es erforderlich, für die Absicherung Personen ein­ zusetzen. Das Absichern von Arbeitsstellen auf Schnell­ straßen verursacht nicht nur hohe Personalkosten, son­ dern es ist für das eingesetzte Personal auch außer­ ordentlich gefährlich, da nicht selten Fahrzeuge in die Warnstelle hineinfahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein fahrbares Absicherungssystem nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 zu schaffen, das den Einsatz von zusätz­ lichem Warnpersonal entbehrlich macht und damit auch die Gefahren, denen solches Warnpersonal ausgesetzt ist, vermeidet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Nach der Erfindung wird ein Sicherungsfahrzeug benutzt, das dem Arbeitsfahrzeug führerlos mit vorbestimmtem Abstand folgt. Der Antrieb des Sicherungsfahrzeugs wird von der Entfernungsmeßeinrichtung gesteuert, während die Lenkung des Sicherungsfahrzeugs durch die Sensor­ vorrichtung entsprechend den Leitelementen erfolgt. Das Sicherungsfahrzeug folgt also der Fahrbahn unabhängig davon, ob das vorausfahrende Arbeitsfahrzeug eine Kurve durchfährt oder seine Position in bezug auf den Fahr­ bahnverlauf ändert. Wenn sich das Sicherungsfahrzeug beispielsweise an der rechten Fahrbahnbegrenzungslinie orientiert, fährt es an dieser Begrenzungslinie ent­ lang, auch wenn das Arbeitsfahrzeug seine Position in bezug auf die Begrenzungslinie verändert.

Durch geeignete Steuerbefehle, die vom Arbeitsfahrzeug aus gegeben werden, ist es möglich, den Abstand zwi­ schen Arbeitsfahrzeug und Sicherungsfahrzeug zu ver­ ändern. Beispielsweise kann nach Beendigung der Arbei­ ten der Abstand so verringert werden, daß das Siche­ rungsfahrzeug selbsttätig an das Arbeitsfahrzeug her­ anfährt, so daß es nicht durch eine Person geholt wer­ den muß.

Das Sicherungsfahrzeug kann relativ einfach ausgebildet sein. Es braucht lediglich ein lenkbares Fahrgestell mit Antriebsvorrichtung sowie die Sensorvorrichtung und ggf. die Entfernungsmeßvorrichtung zu enthalten. Die Fahrgeschwindigkeit, mit der das Sicherungsfahrzeug fahren muß, entspricht der Arbeitsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs, die relativ niedrig ist. Das Siche­ rungsfahrzeug ist daher relativ einfach und kosten­ günstig herstellbar. Sollte es durch ein auffahrendes Fahrzeug zerstört oder beschädigt werden, so ist der Schaden relativ gering.

Die Sensorvorrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet und angeordnet, daß sie auf die Ränder von Straßen­ markierungsstreifen anspricht. Solche Straßen­ markierungsstreifen können beispielsweise die Seiten­ streifen oder der Mittelstreifen zwischen zwei Fahr­ bahnen sein. Wenn der Markierungsstreifen Unter­ brechungen aufweist, sollte die Steuerung so aus­ gebildet sein, daß das Sicherungsfahrzeug am Ende eines Strichs den bisherigen Weg beibehält, bis es den nächstfolgenden Strich erreicht. Wenn nach einer vor­ bestimmten Wegstrecke kein neuer Strich erreicht wurde, sollte das Sicherungsfahrzeug selbsttätig anhalten und ein Alarmsignal geben. Es ist auch möglich, die Lenkungssteuerung des Sicherungsfahrzeugs durch ein vom Arbeitsfahrzeug aus gegebenes Signal für eine vor­ bestimmte Weglänge außer Betrieb zu setzen, z.B. wenn das Sicherungsfahrzeug entlang des Seitenstreifen fährt, der an einer Ausfahrt unterbrochen ist. Auch hierbei überbrückt das Sicherungsfahrzeug die Unter­ brechung des Seitenstreifens selbsttätig, um an­ schließend die Lenkungssteuerung wieder aufzunehmen.

Die Entfernungsmeßeinrichtung kann mit Radiowellen (ähnlich wie ein Radargerät), mit lnfrarotstrahlung, mit Laserstrahlung oder auch mit Ultraschall arbeiten. Derartige Entfernungsmeßeinrichtungen sind bekannt. Um sicherzustellen, daß die Entfernungsmeßeinrichtung die richtige Entfernung mißt, sollte dasjenige Fahrzeug, dessen Abstand von dem anderen Fahrzeug gemessen wird, mit einer Reflektorvorrichtung oder einer unverwechsel­ baren anderen Markierung ausgestattet sein, die eine Unterscheidung des Ziels der Entfernungsmeßeinrichtung von anderen (störenden) Gegenständen ermöglicht.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht des Absicherungssystems,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Sicherungs­ fahrzeugs,

Fig. 3 eine Rückansicht des Sicherungsfahrzeugs, ohne Warnvorrichtung,

Fig. 4 das Abtasten eines Seitenstreifens und

Fig. 5 das Abtasten eines unterbrochenen Mittel­ streifens.

In Fig. 1 ist die Fahrbahn einer Schnellstraße, z.B. einer Autobahn, dargestellt, die durch Seitenstreifen 10, 11 begrenzt ist und deren Fahrspuren durch den unterbrochenen Mittelstreifen 12 getrennt sind. Die Fahrbahnmarkierungen 10, 11 und 12 sind mit Farbe (z.B. Weiß) auf den Fahrbahnbelag aufgetragen.

Auf der rechten Fahrspur fährt das Arbeitsfahrzeug 13, z.B. eine Kehrmaschine. In einem Abstand von mehr als 100 m hinter dem Arbeitsfahrzeug 13 fährt das Siche­ rungsfahrzeug 14, das am Heck eine Sicherungsvorrich­ tung 15 in Form einer mit Blitzlampen 16 bestückten Warntafel, einer Flaggenschwenkvorrichtung o.dgl. trägt. Die Warnvorrichtung 15 kann auch an einem An­ hänger des Sicherungsfahrzeugs 14 montiert sein.

Das Sicherungsfahrzeug 14 weist ein Fahrgestell 17 auf, an dem die angetriebenen Hinterräder 18 nichtlenkbar gelagert sind, während das Vorderrad 19 durch die Lenk­ vorrichtung 20 lenkbar ist. Der Antrieb der Hinterräder 18 erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Riementrieb 21 durch die Antriebsvorrichtung 22, z.B. einen Elektromotor oder einen Verbrennungs­ motor mit hydrostatischer Kupplung. Der Antrieb 22 ist vorzugsweise stufenlos regelbar, jedoch reicht auch ein solcher Antrieb aus, der nur zwischen einer Fahr­ geschwindigkeit und Halt umgeschaltet werden kann.

Auf dem Sicherungsfahrzeug 14 ist das Entfernungs­ meßgerät 23 montiert, das einen nach vorne gerichteten Strahlungssender 24 und eine Empfangsantenne 25 auf­ weist. Der Strahlungssender 24 sendet einen Strahl 26 in Form einer schmal gebündelten Strahlungskeule in Fahrtrichtung (nach vorne). Dieser Strahl 26 wird von dem am Arbeitsfahrzeug 13 montierten Reflektor 27 reflektiert und anschließend von der Empfangsantenne 25 empfangen. Aus der Laufzeitdifferenz kann die Ent­ fernung ermittelt werden. Der Antrieb 22 wird in Ab­ hängigkeit von der gemessenen Entfernung so gesteuert, daß ein vorbestimmter Abstand zwischen Arbeitsfahrzeug 13 und Sicherungsfahrzeug 14 eingehalten wird.

In der Nähe des vorderen Endes des Fahrgestells 17 be­ findet sich an einem Halter 31 die Sensorvorrichtung 27, die auf den Markierungsstreifen 10 anspricht. Die Sensorvorrichtung 27 steht seitlich vom Sicherungs­ fahrzeug 24 ab und die Sensoren 28, 29 befinden sich dicht über der Fahrbahnoberfläche in einem Abstand, der im wesentlichen der Breite des Streifens 10 entspricht. Die Sensoren 28 und 29 sind Fotodetektoren, die fest­ stellen, ob sich unter ihnen die weiße Farbe des Strei­ fens 10 oder die graue Farbe des Straßenbelages be­ findet. Zusätzlich kann noch eine Lichtquelle vor­ gesehen sein, die den Zielbereich der Sensoren 28 und 29 beleuchtet. Die Abtastbereiche der Sensoren 28 und 29 verlaufen in den Randbereichen des Streifens 10, so daß bei richtiger Ausrichtung beide Sensoren 28 und 29 Weiß-Signal empfangen. Wenn der linke Sensor 28 Schwarz-Signal empfängt, während der rechte Sensor 29 Weiß-Signal empfängt, wird die Lenkvorrichtung 20 so gesteuert, daß sie ein wenig nach rechts lenkt, bis beide Sensoren Weiß-Signal empfangen. Anschließend nimmt die Lenkung wieder die Geradeausposition ein.

Fig. 4 zeigt eine modifizierte Form der Abtastung des Streifens 10 mit vier Sensoren 28 a, 28 b und 29 a, 29 b. Bei richtiger Ausrichtung des Fahrzeugs liefert der linke Sensor 28 a Schwarz-Signal, und der unmittelbar rechts daneben angeordnete Sensor 28 b liefert Weiß-Signal, weil er den Markierungsstreifen 10 erkennt. Beide Sen­ soren 28 a und 28 b erkennen also den linken Streifen­ rand. Der rechte Streifenrand wird von den Sensoren 29 a und 29 b überwacht, die ebenfalls dicht nebeneinander angeordnet sind und von denen bei richtiger Ausrichtung des Fahrzeugs der linke Sensor 29 b Weiß-Signal liefert, während der rechte Sensor 29 a Schwarz-Signal liefert. Wenn das Fahrzeug von dem vorgesehenen Kurs abweicht, liefert z.B. das Sensorpaar 28 a, 28 b Schwarz-Signal, während das Sensorpaar 29 a, 29 b Weiß-Signal liefert. In diesem Fall muß eine Lenkkorrektur nach rechts er­ folgen.

Fig. 5 zeigt die Abtastung des Mittelstreifens 12 mit den Sensoren 28, 29 von Fig. 3. Die Steuereinrichtung steuert die Lenkung so, daß die Lücke 30 zwischen zwei Streifenabschnitten in Geradeausfahrt überbrückt wird, bis der nächste Streifenabschnitt erreicht ist. Wenn einer der Sensoren 28 oder 29 wieder Weiß-Signal lie­ fert, erfolgt anschließend die Lenkkorrektur anhand des neuen Streifenabschnitts.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Ent­ fernungsmeßeinrichtung 23 an dem Sicherungsfahrzeug 14 montiert. Das Arbeitsfahrzeug 13 weist einen Sender auf, mit dem drahtlos Befehle an das Sicherungsfahrzeug 14 übertragen werden können, um beispielsweise die ein­ zuhaltende Entfernung zu verändern. Der Antrieb des Sicherungsfahrzeugs 14 braucht lediglich in eine Rich­ tung (Vorwärtsrichtung) anzutreiben. Sollte die ein­ zuhaltende Entfernung unterschritten werden, dann wird der Antrieb abgeschaltet, bis das Arbeitsfahrzeug 13 so weit fortgefahren ist, bis der Abstand wieder erreicht ist. Alternativ ist es auch möglich, das Sicherungs­ fahrzeug so auszubilden, daß es rückwärts fahren kann, jedoch wird hierbei die Sensorvorrichtung und die Lenkungssteuerung wesentlich aufwendiger.

Beim Betrieb sollte der Abstand zwischen Sicherungs­ fahrzeug 14 und Arbeitsfahrzeug 13 möglichst genau ein­ gehalten werden. Es ist jedoch auch möglich, den An­ trieb des Sicherungsfahrzeugs schrittweise zu betäti­ gen, indem ein maximaler Abstand und ein minimaler Ab­ stand festgelegt werden. Wenn der maximale Abstand überschritten wird, wird das Sicherungsfahrzeug so lange angetrieben, bis der minimale Abstand erreicht ist, und anschließend angehalten. Der Antrieb wird erst wieder eingeschaltet, wenn der maximale Abstand wieder er­ reicht worden ist.

Die Entfernungsmeßeinrichtung 23 kann auch an dem Arbeitsfahrzeug 13 angebracht sein, jedoch ist es dann erforderlich, die Steuersignale für den Antrieb 22 drahtlos vom Arbeitsfahrzeug zum Sicherungsfahrzeug zu übertragen.

Claims (5)

1. Fahrbares Absicherungssystem für Arbeitsfahrzeuge auf Straßen, mit einem eine Warnvorrichtung (15) tragenden Sicherungsfahrzeug (14), das im Abstand hinter dem Arbeitsfahrzeug (13) fährt, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsfahrzeug (14) eine auf Leit­ elemente der Straße reagierende Sensorvorrichtung (27) aufweist, welche die Lenkung des Sicherungs­ fahrzeugs derart steuert, daß das Sicherungs­ fahrzeug (14) einer vorgegebenen Spur auf der Straße folgt, und daß an dem Sicherungsfahrzeug (14) oder an dem Arbeitsfahrzeug (13) eine Ent­ fernungsmeßeinrichtung (23) vorgesehen ist, die den Abstand zwischen Arbeitsfahrzeug (13) und Sicherungsfahrzeug (14) mißt und den Antrieb (22) des Sicherungsfahrzeugs (14) derart steuert, daß dieser Abstand auf einem vorgegebenen Wert ge­ halten wird.

2. Absicherungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungsmeßeinrichtung (23) am Sicherungsfahrzeug (14) angebracht ist.

3. Absicherungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungsmeßeinrichtung am Arbeitsfahrzeug (13) angebracht ist und den Antrieb (22) des Sicherungsfahrzeugs fernsteuert.

4. Absicherungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorvorrich­ tung (27) optische Sensoren (28, 29) enthält, die die Ränder von Straßenmarkierungsstreifen (10, 11, 12) erkennen.

5. Absicherungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (22) des Sicherungsfahrzeugs (14) in Betrieb gesetzt wird, wenn die Entfernung einen Maximalwert über­ steigt, und abgeschaltet wird, wenn die Entfernung einen Minimalwert unterschreitet.