DE3941887C2 - - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeugverkehrswarn- und Leitsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-Z Straße und Autobahn, Heft 7, 1977, S. 263-268).

Der DE-OS 27 15 081 und DE-OS 19 40 557 sind bereits Einrichtungen zur Warnung vor Verkehrs- und Umweltgefahren entnehmbar, bei denen Meßeinrichtungen wie Sensoren für Glatteisbildung oder Schleifendetektoren in der Fahrbahn angeordnet sind und sich die über eine Fernsprechleitung des Notrufsäulensystems angekoppelten Anzeigeeinrichtungen an den Notrufsäulen befinden. Für eine Energiezuführung über die vorhandene Fernsprechleitung kann jede Anzeigevorrichtung mit Flüssigkristallen aufgebaut sein. Aus Energieversorgungsgründen ist die Anzeigeeinrichtung nur für wenige und nicht besonders informative Anzeigen, wie "Stau" oder "Eis" geeignet. Überdies sind die Flüssigkristall-Anzeigen insbesondere bei grellem Tageslicht oder bei Nacht von einem vorbeifahrenden Kraftfahrzeug aus schlecht erkennbar, zumal sie sich nicht zentral im Blickfeld der Fahrzeugführer befinden. Installation und Wartung solcher Einrichtungen sind relativ aufwendig, weil dafür die Fahrbahn aufgebrochen und der Verkehr zeitweilig umgeleitet werden muß.

Der DE-AS 20 59 804 ist eine Unfallwarnanlage mit in Ab­ ständen längs einer Straße aufeinanderfolgenden Warn­ leuchten entnehmbar, die unter Zwischenschaltung jeweils eines Warnschalters parallel zueinander geschaltet sind und bei der mit einem Warnschalter mehrere Warnleuchten eines Streckenabschnittes entgegen der Fahrtrichtung ein­ schaltbar sind. Infolge eines Spannungsabfalls entlang einer straßenparallel geführten Leitung leuchten die Warn­ leuchten entgegen der Fahrtrichtung mit abnehmender Licht­ stärke. Überdies nimmt auch die Blinkfrequenz der Warn­ leuchten in derselben Richtung ab. Bei dieser Unfallwarn­ anlage sind die Signaleinrichtungen zwar gut erkennbar. Jedoch sind der Installations- und Energieaufwand groß und der Informationsgehalt der Warnsignale nur gering.

Aus der DE-AS 15 16 690 ist bekannt, bei einer Verkehrs­ warneinrichtung Signalgeber gleichmäßig entlang der Straße zu verteilen, wobei jeder alle für die Anzeige eines Geschwindigkeitstrichters bzw. einer Unfallwarnung erfor­ derlichen, unterschiedlichen Verkehrssymbole enthält. Die Installation der vorbekannten Signalgeber sowie der zuge­ hörigen Energieversorgung und deren Wartung sind relativ aufwendig.

Ferner ist in der DE-OS 31 29 094 eine Vorwarneinrichtung für den Kraftfahrzeugverkehr offenbart, bei der eine Sendeeinrichtung längsseitig einer Straße aufgestellte Sender speist, welche Sendebefehle an in Kraftfahrzeugen angeordnete Anzeigegeräte weitergeben. Bei dieser aufwendigen Einrichtung werden Warnsignale vom Anzeigegerät im Kraftfahrzeug abgegeben. Hierdurch wird jedoch der Fahrer vom Straßenverkehr abgelenkt.

Die US-PS 38 72 423 offenbart eine an einer Brücke befestigte Fernsehkamera für die Überwachung des Verkehrsflusses. Das Video-Signal wird am Ort eines Senders von verschiedenen Monitoren angezeigt. In Abhängigkeit von den Verkehrsbedingungen kann eine Bedienperson einen Signalgenerator einstellen, der entlang der Strecke verteilte Anzeigeeinrichtungen steuert. Diese Technik bedingt einen hohen Investitions- und Betriebskostenaufwand und ist zudem fehlerträchtig.

Die Veröffentlichung DE-Z Straße und Autobahn, Heft 7, 1977, Seiten 263 bis 268 betrifft ein Kraftfahrzeugverkehrswarn- und Leitsystem mit einer "closed-loop"-Steuerung, bei der ein Verkehrsrechner aus automatisch erfaßten Verkehrsdaten eine Verkehrsdiagnose errechnet und unmittelbar die Wechselverkehrszeichen steuert. Dafür werden 18 Meßstellen aus je 4 Induktivschleifendetektoren für Anwesenheitserfassung und Geschwindigkeitsmessung und Anzeigengeräte an besonderen Signalbrücken beschrieben. Für die Signalübertragung ist ein Fernsprechkabel zwischen Verkehrsrechner und Streckenstation offenbart. Diese Technik hat insbesondere den Nachteil, daß die Meßeinrichtungen wegen ihrer Integration in die Fahrbahn in Installation und Wartung relativ aufwendig sind. Weiterer hoher Aufwand ist durch die besonderen Signalbrücken für die Anzeigengeräte bedingt. Ferner müssen Erfassungssystem und Anzeigengeräte zuzüglich der Streckenstationen mit einer Energieversorgung ausgerüstet sein, wozu in der Regel längs der Straße kostenträchtige Energieleitungen neu zu verlegen sind.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein in Installation und Betrieb kostengünstigeres und auf einfache Weise aussagekräftigere Straßenverkehrszustandsdaten ermittelndes Verkehrswarn- und Leitsystem zur Verfügung zu stellen.

Mit der erfindungsgemäßen Befestigung der Meß- und Anzei­ geeinrichtung an den Brücken wird zunächst die Planung eines Warn- und Leitsystems vereinfacht, weil die Abstände zwischen den Brücken bekannt sind. Ferner ist die In­ stallation der Meß- und Anzeigeeinrichtungen vereinfacht und ohne Sperrung oder eingeschränkte Verkehrsführung der betroffenen Straße möglich, weil sie von der Oberseite der Brücke aus erfolgen kann. Zudem hat die Befestigung an den Brücken den Vorteil, daß keine aufwendigen Aufstellein­ richtungen, wie Maste u. ä. verwendet werden müssen, da die Meß- und Anzeigeeinrichtungen an den Brücken im Blickfeld der sich den Brücken nähernden Kraftfahrer montierbar sind. Auch das Erfassen der Straßenzustandsdaten durch die Meß­ einrichtungen wird durch eine Montage der Meßeinrichtungen hoch über der Straße begünstigt. Schließlich ist die War­ tung der Meß- und Anzeigeeinrichtungen vereinfacht, weil sie ebenfalls von der Oberseite der Brücke aus und ohne Störung des Straßenverkehrs erfolgen kann.

Darüber hinaus wird durch die beidseitige Anordnung der Meßeinrichtungen an den Brücken und die dazwischen angeordneten Meßstrecken auf besonders einfache Weise das Gewinnen wichtiger Straßenverkehrszustandsdaten ermöglicht. Zum einen ermöglicht diese Anordnung nämlich eine einfache Bestimmung der Kraftfahrzeuggeschwindigkeiten, indem der bekannte Abstand der Sensoren durch die gemessene Dauer für ihr Passieren durch ein Kraftfahrzeug erteilt wird. Ferner ist eine Erkennung bzw. Unterscheidung von Personenkraftwagen und Lastkraftwagen möglich, was für eine Staulängenberechnung wichtig ist. Schließlich ermöglicht dieses erfindungsgemäße Merkmal eine Fahrtrichtungsmessung, was für die Erfassung von und Warnung vor "Geisterfahrern" genutzt werden kann.

Erfindungsgemäß kommt somit den Brücken nicht nur die besonders vorteilhafte Funktion eines Trägers für die Meß- und Anzeigeeinrichtungen, sondern im Rahmen der Meßeinrichtung eine weiterreichende, übergeordnete Funktion zu.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind an jeder Brücke Meß- und Anzeigeeinrichtungen in einem ge­ meinsamen Gehäuse, vorzugsweise in Tafelform, untergebracht. Die Meß- und Anzeigeeinrichtungen können dann als Bauein­ heit vorfabriziert und bei Transport und Montage einfacher gehandhabt werden. Zudem werden Befestigungs- und Aufhänge­ einrichtungen eingespart.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung sind die Meß- und An­ zeigeeinrichtungen von brückenfesten Energieversorgungs­ leitungen gespeist. Hierdurch werden die überwiegend in Brücken bereits verlegten Energieversorgungsleitungen für die Meß- und Anzeigeeinrichtungen genutzt, wodurch eine ausreichende Energie zur Versorgung gut erkennbarer und hochinformativer Anzeigeeinrichtungen ohne besonderen Installationsaufwand zur Verfügung gestellt wird.

Bei einer anderen Fortbildung sind die Meß- und Anzeige­ einrichtungen über Fahrbahn und Gegenfahrbahn der Straße mit vorzugsweise mehrspurigen Fahr- und Gegenfahrbahnen angeordnet, so daß sie einen Spurwechsel bei Baustellen­ betrieb, Stau oder Unfall steuern und den Straßenzustand bei Spurwechsel auch überwachen können.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung haben die Meßeinrich­ tungen eine Verkehrsflußmeßeinrichtung, welche insbesondere die Verkehrsdichte und den Verkehrsfluß mißt. Verkehrs­ flußmeßeinrichtungen an benachbarten Brücken sind auch in der Lage, einen Verkehrsstillstand zwischen den Brücken aufgrund eines Unfalles o. ä. zu messen. Messungen der Ver­ kehrsflußmeßeinrichtungen können die entgegen der Verkehrs­ flußrichtung vorgelagerten Anzeigeeinrichtungen zur Abgabe einer entsprechenden Warnung oder einer Verkehrsleitinfor­ mation veranlassen.

Die Verkehrsflußmeßeinrichtung hat bevorzugt zwei in Fahrt­ richtung voneinander beabstandete - vorzugsweise nahe der beiden Brückenseiten angeordnete - Kraftfahrzeugsensoren - vorzugsweise Lichtschranken. Für das Bestimmen der Fahr­ zeuggeschwindigkeiten braucht nur der bekannte Abstand der Kraftfahrzeugsensoren durch die gemessene Dauer für ihr Passieren durch ein Kraftfahrzeug geteilt zu werden. Bei einer Breite der Brücken von ca. 7 bis 9 m und an den Brückenseiten angeordneten Sensoren ist auch eine Erkennung von Personenkraftwagen und Lastkraftwagen möglich, die für eine Staulängenberechnung wichtig ist. Wenn nämlich ein Personenkraftwagen, der normalerweise eine Länge von weni­ ger als 7 m hat, an den beiden Sensoren vorbeifährt, spricht jeweils nur ein Sensor an. Wenn ein Lastkraftwagen mit einer Länge von mehr als 7 m den in Fahrtrichtung zweiten Sensor erreicht, sprechen hingegen beide Sensoren zugleich an. Die Schaltzustände der Sensoren ermöglichen somit eine Fahrzeugerkennung.

Bevorzugt erfassen die Verkehrsflußmeßeinrichtungen die Kraftfahrzeuge unter einem spitzen Winkel zur Fahrbahn­ ebene, wodurch Meßwertschwankungen aufgrund unterschied­ licher Größenabmessungen der Kraftfahrzeuge verringert werden. Das Erfassen von Personenkraftwagen und Lastkraft­ wagen führt dann nur zu einer geringen Meßwertstreuung.

Bei einer praktischen Weiterbildung haben die Meßeinrich­ tungen eine Temperaturmeßeinrichtung, deren Meßsignale insbesondere zur Abgabe von Frostwarnungen über die An­ zeigeeinrichtungen genutzt werden können.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine - vorzugsweise frei programmierbare - Auswerteeinrichtung an die Signal­ leitungen angeschlossen, welche die übertragenen Meßwerte auswertet und daraus abgeleitete Steuersignale für die An­ zeigeeinrichtungen in die Signalleitungen einspeist. Die Auswerteeinrichtung kann anhand der von den Verkehrsfluß­ meßeinrichtungen gelieferten Daten den augenblicklichen Verkehrsfluß zwischen den Brücken errechnen und sogar Ver­ kehrsflußprognosen abgeben. Hieraus können Warn- und Leit­ informationen für den nachfolgenden Verkehr bestimmt und über Steuersignale an die Anzeigeeinrichtungen weitergegeben werden. Dabei können auch Temperaturmeßwerte einfließen, d. h. gemeinsam mit den Verkehrsflußdaten die Warn- und Leitinformationen beeinflussen. Auch Feuchtigkeitsmeßdaten können auf diese Weise verarbeitet und bei den Verkehrsanzeigen berücksichtigt werden. Die Übermittlung der Meßsignale der Meßeinrichtungen an die Auswerteeinrichtung und der Steuersignale der Auswerteeinrichtung an die Anzeigeeinrichtungen über eine Signalleitung kann sequentiell in einer vorgegebenen Reihenfolge oder nach Priorität erfolgen, wobei im letzteren Falle sämtliche zusammengehörenden Signale mit einer Herkunfts- und/oder Bestimmungskennung versehen sein sollten. Eine gleichzeitige Übertragung von Meß- und Steuersignalen ist z. B. durch Übertragen mit den Signalen modulierter Hochfrequenzträgersignale möglich.

Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist eine Steuereinrichtung an die Signalleitung angeschlossen, welche von einer Bedienperson bestimmbare Steuersignale für die Anzeigeeinrichtungen in die Signalleitung einspeist. Mittels der Steuereinrichtung sind die Anzeigeeinrichtungen manuell ansteuerbar, so daß der Verkehr bei vorbekannten Störungen, wie Baustellen, gesteuert werden kann. Auch können für Such- und Fahndungszwecke Kraftfahrzeugkennzeichen zur Anzeige gebracht werden.

Die Signalleitung kann eine für das System besonders in­ stallierte Leitung sein. Gemäß einer bevorzugten Weiter­ bildung ist die Signalleitung jedoch eine Fernsprechleitung, insbesondere eine straßenlängsseitige Notrufsäulen mit­ einander verbindende Fernsprechleitung. Zum einen kann hierdurch eine brückenfest installierte Fernsprechleitung der Post für die Signalübertragung herangezogen werden. Zum anderen ist mit dieser Weiterbildung aber auch eine ohnehin straßenlängsseitige Notrufsäulen miteinander ver­ bindende Fernsprechleitung für die Signalübertragung nutz­ bar. Hierdurch sind erhebliche Investitionskosten einspar­ bar.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Er­ findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, die schematisch ein erfindungs­ gemäßes Warn- und Leitsystem an einer Autobahn zeigt. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Autobahn mit dem Warn- und Leitsystem in der Draufsicht;

Fig. 2 dieselbe Autobahn in einem Längsschnitt durch eine Fahrbahn in vergrößerter Darstellung.

Die Fig. 1 zeigt eine vierspurige Autobahn 1, wobei die Fahrtrichtungen bei Normalnutzung mit Richtungspfeilen R gekennzeichnet sind. Längs der Autobahn sind in regel­ mäßigen Abständen Notrufsäulen 2 angeordnet, die unterein­ ander mit einer Fernsprechleitung 3 gekoppelt sind.

Die Autobahn wird von Brücken 4 überspannt, die in be­ kannten Abständen voneinander angeordnet sind. Bereits fest auf den Brücken 4 installiert sind Energieversorgungs­ leitungen 5, z. B. für eine Straßenbeleuchtung.

An beiden Seiten der Brücken 4 sind über der Autobahn 1 in bzw. an einem gemeinsamen Tafelgehäuse 6 untergebrachte Meß- und Anzeigeeinrichtungen befestigt. Auf beiden Brücken­ seiten sind die Tafelgehäuse sowohl über der Fahrbahn, als auch über der Gegenfahrbahn angeordnet. Die Meß- und An­ zeigeeinrichtungen sind an die Energieversorgungsleitungen 5 angeschlossen. Für eine Signaleinspeisung sind sie außer­ dem über kurze Signalleitungen 7 mit der Fernsprechleitung 3 verbunden.

Über eine weitere Signalleitung 8 ist eine zentrale Aus­ werteeinrichtung 9 an die Fernsprechleitung 3 angeschlossen. In den Tafelgehäusen 6 sind u. a. Verkehrsflußmeßeinrich­ tungen untergebracht, welche insbesondere Verkehrsdichte und Verkehrsfluß messen. Sämtliche Meßdaten gelangen über die Signalleitungen 7, 8 und die Fernsprechleitung 3 zur Auswerteeinrichtung 9, welche anhand der Daten einen Ver­ kehrsstau 10 lokalisieren und insbesondere das augenblick­ liche Stauende errechnen und dessen Entwicklung voraus­ berechnen kann. Hieraus leitet die Auswerteeinrichtung 9 Warn- und Leitsignale für die entgegen der Fahrtrichtung vorgeordneten Anzeigeeinrichtungen in den Tafelgehäusen 6 ab. Die Steuersignale werden wiederum über die Signal­ leitungen 8, 7 und die Fernsprechleitung 3 an die jewei­ ligen Anzeigeeinrichtungen weitergegeben.

Die Auswerteeinrichtung vermag den Verkehr zusammen mit den Anzeigeeinrichtungen zur Umgehung des Staus 10 auch auf die Gegenfahrbahn umzuleiten. Hierzu sind über Fahrbahn und Gegenfahrbahn an beiden Brückenseiten Meß- und Anzeige­ einrichtungen in Tafelgehäusen 6 angebracht, welche zu­ gleich den umgeleiteten Verkehr bei Spurwechsel überwachen.

Aus der Fig. 2 ergibt sich, daß die Anzeigeeinrichtungen in den Tafelgehäusen 6 untergebracht sind, wogegen Kraft­ fahrzeugsensoren 6′ einer Verkehrsflußmeßeinrichtung an der Innenseite der Tafelgehäuse 6 befestigt sind. Die einer Fahrbahn zugeordneten Kraftfahrzeugsensoren 6′ bei­ der Brückenseiten ermöglichen zusammen eine Geschwindig­ keitsmessung und eine Fahrzeugerkennung.

Der Abstand der Kraftfahrzeugsensoren 6′ entspricht etwa der Breite der Brücke 4 und beträgt ca. 7 bis 9 m. Anhand des bekannten Abstandes der Kraftfahrzeugsensoren 6′ und der gemessenen Zeit für das Passieren eines Kraftfahrzeu­ ges 11 kann eine Geschwindigkeitsmessung erfolgen. Da Per­ sonenkraftwagen in der Regel eine Länge von weniger als 7 m und Lastkraftwagen eine Länge von mehr als 7 m aufweisen, sprechen beide Kraftfahrzeugsensoren gleichzeitig nur an, wenn ein Lastkraftwagen den in Fahrtrichtung R zweiten Sensor 6′ erreicht.

Die Kraftfahrzeugsensoren 6′ sind als Lichtschranken aus­ geführt und senden einen Lichtstrahl zur Oberfläche der Autobahn 1. Von dort wird der Lichtstrahl zum Kraftfahr­ zeugsensor 6′ hin reflektiert, wozu in der Oberfläche der Autobahn 1 kleine Reflektoren eingelassen sein können.

Claims (11)

1. Kraftfahrzeugverkehrswarn- und Leitsystem, insbesondere für Schnellstraßen und Autobahnen, mit Meßeinrichtungen für Straßenverkehrszustandsdaten, die für eine Signalübertragung mit einer Signalleitung (3, 7) verbunden sind und mit Anzeigeeinrichtungen für Warn- und Leitsignale, die an die Signalleitung (3, 7) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und Anzeigeeinrichtungen (6) über der Straße (1) an diese überspannenden Brücken (4) befestigt sind und zwischen beidseitig an den Brücken (4) befestigten Meßbrücken (6) Meßstrecken für Straßenverkehrszustandsdaten angeordnet sind.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Brücke (4) Meß- und Anzeigeeinrichtungen in einem gemeinsamen Gehäuse (6), vorzugsweise in Tafelform, untergebracht sind.

3. System nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meß- und Anzeigeeinrichtungen (6) von brückenfesten Energieversorgungsleitungen (5) gespeist sind.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meß- und Anzeigeeinrichtungen über Fahrbahn und Gegenfahrbahn der Straße (1) mit vorzugs­ weise mehrspuriger Fahr- und Gegenfahrbahn angeordnet sind.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßeinrichtungen eine Verkehrsfluß­ meßeinrichtung haben.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkehrsflußmeßeinrichtung zwei in Fahrtrichtung von­ einander beabstandete - vorzugsweise nahe der beiden Brückenseiten angeordnete - Kraftfahrzeugsensoren - vor­ zugsweise Lichtschranken - hat.

7. System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkehrsflußmeßeinrichtung die Kraftfahrzeuge unter einem spitzen Winkel zur Fahrbahnebene erfaßt.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßeinrichtungen eine Temperaturmeß­ einrichtung haben.

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine - vorzugsweise frei programmierbare - Auswerteeinrichtung (9) an die Signalleitung (3, 7) an­ geschlossen ist, welche die übertragenen Meßwerte aus­ wertet und daraus abgeleitete Steuersignale für die Anzeigeeinrichtungen in die Fernsprechleitung einspeist.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Steuereinrichtung an die Signalleitung (3, 7) angeschlossen ist, welche von einer Bedienperson bestimmbare Steuersignale für die Anzeigeeinrichtungen in die Signalleitung ein­ speist.

11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signalleitung (3, 7) eine Fern­ sprechleitung, insbesondere eine straßenlängsseitige Notrufsäulen (2) miteinander verbindende Fernsprech­ leitung ist.