DE4102381A1

DE4102381A1 - Stauwarnanlage

Info

Publication number: DE4102381A1
Application number: DE19914102381
Authority: DE
Inventors: Albert Huebel
Original assignee: ABB Serienprodukte GmbH
Current assignee: ABB Serienprodukte GmbH
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 1992-07-30

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verkehrstechnik. Sie betrifft insbesondere eine Stauwarn anlage zur Überwachung des Verkehrsflusses auf einer Straße und Warnung der Verkehrsteilnehmer vor einem Fahrzeugstau, bei welcher Stauwarnanlage

a) entlang der Straße hintereinander eine Mehrzahl von Stausensoren fest angeordnet sind, und jeder der Stausensoren einen eigenen Straßenabschnitt über wacht; und
b) an markanten Punkten der Straße Warnanzeigen aufge stellt sind.

Eine solche Stauwarnanlage ist z. B. aus der DE-A1 28 24 019 bekannt.

Stand der Technik

In den industrialisierten Ländern führt eine zunehmende Dichte des Individualverkehrs immer häufiger zu einer Überlastung der Hauptverkehrsadern (insbesondere Autobah nen, mehrspurige Tangenten und dgl.), die sich in Fahr zeug-Staus zunehmender Häufigkeit, Länge und Dauer mani festiert.

Derartige Staus stellen einerseits eine erhebliche Ge fährdung für den schnell fließenden Verkehr dar, da sie oftmals zu schweren Auffahrunfällen und damit verbundenen Massenkarambolagen führen.

Andererseits ist es wünschenswert, die auf einen Stau zu fahrenden Verkehrsteilnehmer so rechtzeitig zu warnen, daß sie dem Stau auf einer Umgehungsroute ausweichen können und so Zeit und Treibstoff sparen und zur Auflö sung des Staus beitragen.

In der eingangs genannten Druckschrift ist nun vorge schlagen worden, bei Verkehrsstaus auf Autobahnen den Verkehrsstillstand durch Lichtschranken zu registrieren und an eine entsprechende Zentrale zu melden. Die Zen trale stellt dann den Ort des Staus fest und warnt über optisch-elektronische Warneinrichtungen, die an den vor handenen Notrufsäulen angebracht sind, (und/oder über Verkehrsfunk) den auf den Stau zufahrenden Verkehr.

Diese bekannte Art der Stauwarnung hat mehrere Nachteile:

- der Betrieb der Stausensoren (Lichtschranken) und der Warneinrichtungen ist an das Vorhandensein von regelmäßig beabstandeten Notrufsäulen geknüpft. Dies hat zur Folge, daß eine Stauwarnanlage nur auf Straßenabschnitten mit Notrufsäulen installiert werden kann und auch nur funktioniert, wenn das Not rufsäulennetz in Betrieb ist;
- die Stauwarnung richtet sich, da sie über die Not rufsäulen erfolgt, ausschließlich an den bereits auf der Autobahn befindlichen Verkehr. Andere Ver kehrsteilnehmer, die z. B. erst auf die Autobahn auf fahren wollen, können nicht gewarnt und so zu einer Umfahrung veranlaßt werden;
- die Auslösung der Stauwarnung erfolgt nicht selbst tätig vor Ort, sondern über eine zwischengeschaltete Zentrale, was zu einer Zeitverzögerung und (wegen der komplizierteren Übertragungswege) einer erhöh ten Störanfälligkeit führt.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Stauwarnanlage anzugeben, die ohne Rückgriff auf vorhandene Netzstruktu ren leicht und einfach aufgebaut werden kann, einen fle xiblen Einsatz zuläßt und ohne zentrale Steuerung aus kommt.

Die Aufgabe wird bei einer Stauwarnanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß

c) bestimmte Warnanzeigen und bestimmte Stausensoren einander fest zugeordnet sind;
d) die Stausensoren jeweils mit einer eigenen Energie versorgung versehen sind; und
e) jeder Stausensor selbsttätig über Funk mit einer zu geordneten Warnanzeige in Verbindung treten und diese Warnanzeige aktivieren kann.

Der Kern der Erfindung besteht darin, bestimmte Stausen soren und Warnanzeigen in lokalen Abschnitten jeweils zu einem autarken, automatisch arbeitenden System zusammen zufassen, welches, ohne daß irgendwelche Versorgungs- oder Nachrichtenleitungen verlegt werden müssen, über Funk verknüpft ist.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß

a) die überwachte Straße eine mehrspurige Autobahn ist, deren beide Fahrbahnseiten durch einen Mittel streifen getrennt sind;
b) die Stausensoren jeweils auf dem Mittelstreifen an geordnet sind;
c) die Warnanzeigen an den Zufahrten und Abfahrten der Autobahn aufgestellt sind; und
d) den Warnanzeigen bestimmter Zu- und Abfahrten je weils Stausensoren zugeordnet sind, welche in Fahrtrichtung hinter diesen Zu- und Abfahrten ange ordnet sind.

Durch diese Anordnung der Stausensoren und Warnanzeigen lassen sich günstig beide Fahrbahnseiten überwachen sowie Maßnahmen zur Umlenkung des Verkehrs ergreifen.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß

a) jeder Stausensor mit einem Funksender und jede Warnanzeige mit einem Funkempfänger verbunden ist;
b) jeder Stausensor einen Mast umfaßt;
c) an der Spitze des Mastes eine Sendeantenne angeord net ist;
d) im oberen Teil des Mastes ein Solar-Paneel zur Ener gieversorgung des Stausensors vorgesehen ist;
e) am unteren Teil des Mastes eine Steuerung angebracht ist; und
f) die Steuerung in einem Schutzgehäuse einen Akkumula tor zur Speicherung der Energie aus dem Solar- Paneel, eine Steuerungs-Elektronik und den Funksen der enthält.

Der mastartige Aufbau der Stausensoren erleichtert die Funkverbindung mit den Warnanzeigen und ermöglicht den Einbau von berührungslosen Sensoren mit einem größeren Überwachungsbereich. Das im oberen Mastbereich angeord nete Solar-Paneel sichert eine störungsfreie und unabhän gige Energieversorgung, während die Steuerung im unteren Mastbereich für Wartungsarbeiten gut zugänglich angebracht ist.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung soll nachfolgend im Zusammenhang mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläu tert werden. Es zeigen:

Fig. 1 in Draufsicht den Abschnitt einer Autobahn, die mit einer Stauwarnanlage gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung ausgerüstet ist;

Fig. 2 in seitlicher Ansicht (in Fahrtrichtung gese hen) einen bevorzugten Aufbau und eine bevor zugte Anordnung des Stausensors nach Fig. 1 mit zusätzlichen Warnleuchten; und

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung die Anordnung der zusätzlichen Warnleuchten gemäß Fig. 2.

Wege zur Ausführung der Erfindung

In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine Stauwarnanlage nach der Erfindung dargestellt. Die überwachte Straße ist dabei eine zwei- oder mehrspurige Autobahn 1, deren beide Fahrbahnseiten durch einen rela tiv breiten Mittelstreifen 4 voneinander getrennt sind.

Entlang der Autobahn sind in regelmäßigen Abständen a (z. B. mit a = 1 km) Stausensoren 2 angeordnet. Derartige Stausensoren 2 können grundsätzlich (für jede Fahrbahn seite einzeln) an den Seiten der Autobahn 1 installiert werden. Es wird jedoch aus Gründen der Kostenersparnis und der vereinfachten Energieversorgung bevorzugt, die Stausensoren 2 auf dem Mittelstreifen 4 aufzustellen. Auf diese Weise kann (wie in Fig. 1 wiedergegeben) jeder Stausensor 2 in einem nach zwei Seiten ausgerichteten, keulenartigen Überwachungsbereich 3 jeweils beide Fahr bahnseiten auf einen Fahrzeugstau hin überwachen.

An markanten Punkten der Autobahn, insbesondere an Zu fahrten 6 und Abfahrten 8, sind optische Warnanzeigen 9 in Form von blinkenden Warntafeln oder Lamellen-Anzeigen aufgestellt. Den Warnanzeigen 9 einer bestimmten Zu- und Abfahrt 6 bzw. 8 sind jeweils bestimmte Stausensoren 2, nämlich die in Fahrtrichtung dahinterliegenden, fest zu geordnet.

Sobald einer dieser Stausensoren 2 einen Stau von Autos 5 auf einer Fahrbahnseite der Autobahn 1 registriert, tritt er selbsttätig über Funk mit den ihm zugeordneten Warnan zeigen 9 in Verbindung und aktiviert sie. Hierbei kann beispielsweise jede der zugeordneten Warnanzeigen 9 einen eigenen Funkempfänger enthalten und direkt über Funk an gesprochen werden. Es ist aber auch denkbar, daß die zu geordneten Warnanzeigen 9 zu einer durch Leitungen ver bundenen Gruppe zusammengefaßt werden, die zentral über einen gemeinsamen Funkempfänger angesprochen wird.

Die Funkverbindung zwischen einander zugeordneten Stau sensoren 2 und Warnanzeigen 9 ermöglicht es, beim Aufbau der Stauwarnanlage auf umfangreiche Verlegungen von Sig nalkabeln zu verzichten. Um auch Versorgungsleitungen für die Stausensoren 2 zu vermeiden, sind diese mit einer ei genen Energieversorgung, vorzugsweise über Solarenergie, ausgestattet.

Durch die Aktivierung der Warnanzeigen 9 im Falle eines Staus wird erreicht, daß auf den Stau zufahrende Fahr zeuge die Autobahn 1 rechtzeitig verlassen können, um auf anderen Straßen den Stau zu umfahren. Desgleichen werden diejenigen Fahrzeuge, welche erst - von einem Zubringer 7 kommend - auf die Autobahn 1 auffahren wollen, davon ab gehalten. Die Warnung vermindert so die Gefahr von Auf fahrunfällen am Stauende und wirkt einem weiteren Anwach sen des Staus entgegen bzw. begünstigt seine schnelle Auflösung.

Eine bevorzugte Ausführung eines Stausensors 2 aus Fig. 1 ist in der Fig. 2 dargestellt. Der Stausensor 2, der auf dem Mittelstreifen 4 zwischen den inneren Leitplanken 14 der Autobahn 1 aufgestellt ist, umfaßt einen Mast 13, der vorzugsweise als etwa 5 m hoher Stahlmast ausgebildet sein kann. An der Spitze des Mastes 13 ist eine Sendean tenne 10 angebracht, über die der Sensor mit den zugeord neten Warnanzeigen in Verbindung treten kann.

Im oberen Teil des Mastes 13, unterhalb der Sendeantenne 10, ist weiterhin ein Solar-Paneel 11 angeordnet, welches im Zusammenhang mit einem (nicht gezeigten) Akkumulator die autarke Energieversorgung des Stausensors 2 sicher stellt.

Unter dem Solar-Paneel 11 sind am Mast 13 zwei Infrarot- Sensoren 2a und 2b befestigt, von denen der eine (2a) die linke Fahrbahnseite, der andere (2b) die rechte Fahrbahn seite überwacht. Als Infrarot-Sensoren 2a, b werden vor zugsweise die in Freiluftanwendungen bewährten Sensoren der Firma Busch-Jäger, Deutschland, sogenannte "Busch- Wächter", eingesetzt. Zweckmäßigerweise werden die In frarot-Sensoren 2a, b mit ihren Überwachungsbereichen 3 steil nach unten justiert, so daß sie vor allem die wich tigen innenliegenden Fahrspuren (bei einer 3-spurigen Au tobahn die Überholspuren 2 und 3) abdecken. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß keine Fehlauslo sungen durch flach einfallende Sonnenstrahlung erfolgt.

Es sei an dieser Stelle ausdrücklich angemerkt, daß ohne Einschränkung der Funktion anstelle der Infrarot-Sensoren natürlich auch andere Sensorarten wie z. B. Lichtschran ken, Ultraschall-Sensoren, akustische Sensoren (Mikrofone), Induktionsschleifen, Druckaufnehmer o. dgl. eingesetzt werden können.

Am unteren Teil des Mastes 13 ist schließlich, für eine eventuelle Wartung leicht zugänglich, eine Steuerung 15 angebracht, die in einem Schutzgehäuse den oben erwähnten Akkumulator, eine Steuerungselektronik (z. B. eine spei cherprogrammierbare Steuerung SPS) und einen Funksender enthält.

Die Steuerungs-Elektronik gibt eine Stau-Meldung ab, so bald eine Wärmequelle (insbesondere ein Auto 5) länger als etwa 1 Sekunde im Bereich eines der Infrarot-Sensoren 2a, b anwesend ist. In diesem Fall wird der Funksender des Stausensors 2 aktiviert; er sendet Signale aus, die dann von den zugeordneten Warnanzeigen 9 empfangen werden. Die solchermaßen aktivierten Warnanzeigen 9 signalisieren umgehend den Autofahrern, von der betroffenen Autobahn 1 abzufahren bzw. bei den Zufahrten 6 nicht mehr auf die Autobahn 1 aufzufahren.

Um eventuelle Fehlmeldungen durch Tiere (Wild, Vögel etc.) zu vermeiden, können durch eine Logik-Schaltung zwei aufeinanderfolgende Stausensoren 2 logisch derart miteinander verknüpft werden, daß nur dann die zugehöri gen Warnanzeigen aktiviert werden, wenn beide Stausenso ren gleichzeitig "stehende" Wärmequellen registrieren. Auf diese Weise läßt sich ein Ansprechen der Warnanlage

- bei allerdings zeitlich etwas verzögerter Stau-Warnung
- auf den Fall von Autokolonnen einschränken.

Neben den bereits beschriebenen Warnanzeigen 9 an den Zu- und Abfahrten 6 bzw. 8 können bei den Stausensoren 2 im oberen Teil des Mastes 13 zusätzlich Warnleuchten 12a, b angebracht werden, die dem Autofahrer bei Annäherung an das Stauende bereits auf hinreichend große Entfernung den Stau signalisieren. Die Warnleuchten 12a, b sind dabei (Fig. 3) vorzugsweise richtungsbezogen ausgeführt, d. h. strahlen nur entgegen der jeweils vom Stau betroffenen Fahrtrichtung. Sie sind insbesondere, ähnlich wie Nebel schlußleuchten an Autos, für eine große Lichtstärke ausgelegt und werden zusammen mit den Warnanzeigen 9 ak tiviert.

Die Warnanzeigen 9 schließlich können - wie die Stausen soren 2 - gleichfalls an Stahlmasten angebracht sein, die mit dem für die Aktivierung notwendigen Funkempfänger ausgerüstet sind. Zur Vereinfachung des Aufbaus der Warn anlage ist auch bei ihnen eine Energieversorgung über So lar-Paneele und Akkumulatoren vorteilhaft. Die einzelnen Funkempfänger in den Warnanzeigen sind dabei derart co diert, daß sie nur von den Funksendern der zugeordneten Stausensoren 2 angesprochen werden können.

Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung eine Stauwarnan lage, die einfach aufzubauen ist, ohne zentrale Überwa chung selbsttätig Warnungen ausgibt, und maßgeblich zum Abbau eines Fahrzeugstaus beitragen kann.

Claims

1. Stauwarnanlage zur Überwachung des Verkehrsflusses auf einer Straße und Warnung der Verkehrsteilnehmer vor einem Fahrzeugstau, bei welcher Stauwarnanlage

a) entlang der Straße hintereinander eine Mehrzahl von Stausensoren (2) fest angeordnet sind, und jeder der Stausensoren (2) einen eigenen Straßenabschnitt überwacht; und
b) an markanten Punkten der Straße Warnanzeigen (9) aufgestellt sind;

dadurch gekennzeichnet, daß

c) bestimmte Warnanzeigen (9) und bestimmte Stausenso ren (2) einander fest zugeordnet sind;
d) die Stausensoren (2) jeweils mit einer eigenen Ener gieversorgung versehen sind; und
e) jeder Stausensor (2) selbsttätig über Funk mit einer zugeordneten Warnanzeige (9) in Verbindung treten und diese Warnanzeige (9) aktivieren kann.

2. Stauwarnanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß

a) die überwachte Straße eine mehrspurige Autobahn (1) ist, deren beide Fahrbahnseiten durch einen Mittel streifen (4) getrennt sind;
b) die Stausensoren (2) jeweils auf dem Mittelstreifen (4) angeordnet sind;
c) die Warnanzeigen (9) an den Zufahrten (6) und Ab fahrten (8) der Autobahn (1) aufgestellt sind; und
d) den Warnanzeigen (9) bestimmter Zu- und Abfahrten (6, 8) jeweils Stausensoren zugeordnet sind, welche in Fahrtrichtung hinter diesen Zu- und Abfahrten (6, 8) angeordnet sind.

3. Stauwarnanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß

a) jeder Stausensor (2) mit einem Funksender und jede Warnanzeige (9) mit einem Funkempfänger verbunden ist;
b) jeder Stausensor (2) einen Mast (13) umfaßt;
c) an der Spitze des Mastes (13) eine Sendeantenne (10) angeordnet ist;
d) im oberen Teil des Mastes (13) ein Solar-Paneel (11) zur Energieversorgung des Stausensors (2) vorgesehen ist;
e) am unteren Teil des Mastes (13) eine Steuerung (15) angebracht ist; und
f) die Steuerung (15) in einem Schutzgehäuse einen Ak kumulator zur Speicherung der Energie aus dem Solar- Paneel (11), eine Steuerungs-Elektronik und den Funksender enthält.

4. Stauwarnanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß

a) jeder Stausensor (2) wenigstens zwei Infrarot-Senso ren (2a, b) umfaßt, von denen jeweils einer für eine Fahrbahnseite vorgesehen ist; und
b) die Infrarot-Sensoren (2a, b) am oberen Teil des Mastes (13) angeordnet und mit ihrem Überwachungs bereich (3) steil nach unten ausgerichtet sind.

5. Stauwarnanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß

a) der Mast (13) jedes Stausensors (2) etwa 5 m hoch ist;
b) die Stausensoren (2) hintereinander in einem Abstand von etwa 1 km angeordnet sind; und
c) jeweils wenigstens zwei aufeinanderfolgende Stausen soren (2) zur Vermeidung von Fehlmeldungen logisch miteinander verknüpft sind, derart, daß nur dann die zugehörigen Warnanzeigen (9) aktiviert werden, wenn die wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Stau sensoren (2) gleichzeitig ansprechen.

6. Stauwarnanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß

a) im oberen Teil des Mastes (13) zusätzlich richtungs bezogene Warnleuchten (12a, b) für jede Fahrtrichtung angebracht sind; und
b) die richtungsbezogenen Warnleuchten (12a, b) zusammen mit den zugehörigen Warnanzeigen (9) aktiviert wer den.

7. Stauwarnanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß auch die Warnanzeigen (9) zu ihrer Energiever sorgung mit einem Solar-Paneel und einem Akkumulator aus gerüstet sind.

8. Stauwarnanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß zur festen Zuordnung zwischen Warnanzeigen (9) und Stausensoren (2) die Funkempfänger der Warnanzeigen (9) derart codiert sind, daß sie nur von den Funksendern der zugeordneten Stausensoren (2) angesprochen werden können.