EP0035960B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterscheidung von Fahrzeugen unterschiedlicher Bauart im Strassenverkehr - Google Patents

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EP0035960B1
EP0035960B1 EP81730032A EP81730032A EP0035960B1 EP 0035960 B1 EP0035960 B1 EP 0035960B1 EP 81730032 A EP81730032 A EP 81730032A EP 81730032 A EP81730032 A EP 81730032A EP 0035960 B1 EP0035960 B1 EP 0035960B1
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EP
European Patent Office
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time
loop
detuning
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preset response
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Expired
Application number
EP81730032A
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English (en)
French (fr)
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EP0035960A1 (de
Inventor
Hans-Peter Drieschner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elmeg Kommunikationstechnik GmbH
ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Original Assignee
Elmeg Kommunikationstechnik GmbH
ELMEG Elektro Mechanik GmbH
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Publication date
Application filed by Elmeg Kommunikationstechnik GmbH, ELMEG Elektro Mechanik GmbH filed Critical Elmeg Kommunikationstechnik GmbH
Priority to AT81730032T priority Critical patent/ATE9621T1/de
Publication of EP0035960A1 publication Critical patent/EP0035960A1/de
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Expired legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/015—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for distinguishing between two or more types of vehicles, e.g. between motor-cars and cycles

Definitions

  • the invention relates to a method for distinguishing vehicles of different types in road traffic by means of an induction loop embedded in the carriageway, and to a device for carrying out the method.
  • a vehicle passing over the loop field generates detuning signals in succession in both detectors, which form an electrical measure for the distribution of the metal masses of the vehicle, influenced by the ground clearance.
  • Each of the two detector circuits, each connected to a loop emits an output pulse corresponding to the dwell time of the vehicle above the loop, the two output pulses being staggered in time. The time offset depends on the distance with which the two loops are inserted in the lane one behind the other in the direction of travel.
  • the loop detuning is fed to a downstream logical evaluation as a measure of the ground clearance (DE-B-1944031) in order to be able to distinguish between cars and small trucks, which have approximately the same length .
  • the disadvantage here is that two loops with the associated detector loops are required per lane. Since the cost of laying loops in the lane is considerable due to the construction work involved, the arrangement of several loops per lane is quite expensive. Since the loop spacing at the installation locations can be different, additional means are required which enable adjustment when installing or replacing device parts in connection with maintenance work. In addition, an inadvertent incorrect adjustment can also lead to incorrect measurement results.
  • the object of the invention specified in claim 1 is to provide, while avoiding the disadvantages mentioned, a method for distinguishing between vehicle types which requires only one loop and enables the individual vehicle types to be differentiated into several classes.
  • the invention is based on the knowledge that the curves of the loop detuning have a different characteristic course depending on the type of vehicle, which can best be used to identify the type of vehicle by evaluating their symmetry properties - based on the first maximum of the amount of loop detuning. It is basically irrelevant for the evaluation whether the times between the beginning or end of the exceeding of a predetermined minimum loop detuning and the maximum value among each other or one of these times are related to the total time of exceeding a predefined loop detuning.
  • the time period (break-in time) between reaching a first minimum detuning and the amount of the first detuning maximum is clearly the time it takes for a vehicle to reach the point after the first triggering of the detector loop connected downstream of the loop, in which essential parts of the vehicle metal masses Loop area covered. Since the vast majority of vehicle types used in road traffic today have a uniform construction (conformity of the car body shapes in the front half, trucks with front-link construction), the distribution of the vehicle masses according to the aforementioned maximum makes an excellent differentiating criterion.
  • the method according to the invention can advantageously be used for measuring the speed of vehicles in road traffic, even independently of a device for distinguishing vehicles of different types.
  • Use is made of the fact that the time from the first response of the loop detector to the first maximum of the detuning for different vehicles - but at least for vehicles of the same category, i. H. Vehicles that have the same magnitude as the asymmetry of the detuning curve - is relatively constant in relation to the vehicle dimensions.
  • This variable therefore represents a length reference variable, so that the time determined between the two values is inversely proportional to the driving speed of the vehicle and can serve as the basis for the speed measurement.
  • the degree of loop detuning is used as an additional evaluation variable as an additional variable for vehicle differentiation - particularly in the passenger car / small truck sector.
  • memories can advantageously be used which, in the time elapsing from the response to reaching the first maximum, are filled with a predetermined intensity (clock speed for counters, current for capacitors as storage elements, etc.) and are emptied after exceeding the maximum with an intensity which is in a predetermined target ratio to the storage intensity.
  • a predetermined intensity clock speed for counters, current for capacitors as storage elements, etc.
  • a decision is made as to whether a predetermined limit set for discrimination between two types of vehicles is exceeded or undershot is.
  • a corresponding circuit in which the reloading of memories in connection with vehicle length criteria is used for differentiation is known from DE-B-1942160, an entirely different quotient here, namely the ratio of, in connection with the known two-loop method Presence time of the vehicle over one of the loops to the difference in response times between two loops laid one behind the other in the direction of travel is evaluated.
  • the formation of the quotient in the method according to the invention can also advantageously be determined mathematically or in other ways which enable the formation of a quotient in the case of analog or digital circuits, for example by using logic circuits in which, depending on an achieved counter reading a memory location is addressed in a read-only memory which contains the respective calculation result.
  • logic circuits of this type which contain the results in the manner of "tables"
  • other memory areas whose memory contents correspond to the changed input conditions can advantageously be addressed by further measurement results by changing individual bits of the address.
  • FIG. 1 shows the loop detuning ⁇ L as a function of the time t when passing a motor vehicle. (Since the metal mass of a vehicle causes a reduction in inductance as it passes, the detuning is shown in the negative area of the diagram.) Directly below this is the differentiated curve dL / dt of the detuning curve, which is zero in the maximum of the detuning curve.
  • a pulse shown below is formed from the negative area of the differentiated curve shape, the duration of which corresponds to the "running-in time" t, i. H. the time that elapses from the response of the detector circuit connected downstream of the loop until the first maximum of the detuning is reached. Furthermore, a further pulse is shown in FIG. 1 below, which corresponds to the total duration tp of the time in which the detuning exceeds a predetermined threshold value.
  • FIG. 3 in a block diagram, the signal processing is shown in a schematic form.
  • a loop 1 laid in the roadway is connected to a conventional detector circuit 2, which emits a signal ⁇ L proportional to the loop detuning.
  • a change in the frequency or phase position of an AC voltage signal that is fed in as a result of the change in the inductance of loop 1 is evaluated.
  • a signal is emitted by a first Schmitt trigger circuit 3 when the loop detuning exceeds a predetermined value (time tp in FIG. 1, below), while by a second Schmitt trigger circuit 5 connected downstream of a differential circuit 4 containing a capacitor C. a signal is emitted as long as the loop detuning increases after a vehicle enters the measuring range of the loop (time t x in FIG. 1).
  • the incoming signals are linked to one another via logic circuits 6 and 7 in such a way that a switch 8 charges the individual memory elements formed by capacitors in operational amplifier circuits in a memory unit 9 with a predetermined intensity (current) during the run-in period via resistors R1 to R3.
  • the resistors R1 to R3 are the same size in the illustrated embodiment. If the first maximum of the detuning is exceeded, the capacitors in the memory unit 9 are discharged via resistors R1 'to R3' via a switch 10.
  • the values of the resistors R1 to R1 ', R2 to R2' and R3 to R3 ' correspond to the ratios of those asymmetries t x to tp- x which form the limit values between the vehicle types to be output in each case. (If the limits from tx to tp, for example 0.55 and 0.3, are selected between three types of vehicle to be evaluated, as in the example shown in FIG.
  • the third storage unit with resistors R3 and R3 ' can be used to set a minimum or a to set the largest ratio of t x to tp of, for example, 0.1 or 0.7, which represents a limit for asymmetries in the detuning for which an evaluation is still being carried out.
  • the storage unit 9 is put into an initial state by additional means (not shown) when the presence of a vehicle in the detection range of the loop has ended, ie the loop detuning is below the response value.
  • the output signals of the memory unit 9 are fed to an impedance converter circuit 11, the outputs of which are connected to a digital memory 12, which records the states of the memories in the memory unit 9 when the loop detuning falls below the response level again. Any memory unloaded at this time means that if the time tp- x was exceeded, the limit set between two vehicle categories was exceeded, so it was not a car, but a truck or truck.
  • the digital memory 12 is reset at the end of the evaluation time specified by the delay circuit 17.
  • the absolute amount of the loop detuning is also compared with a differential voltage U ref , so that a measure of the ground clearance of the vehicles is obtained by means of a comparator circuit 13.
  • the outputs of the comparator circuit 13 are connected to a further digital memory 14, which records the respective comparison results for a vehicle.
  • the outputs of the memory units 12 and 14 are in turn connected to inputs of a further logic circuit 15, which outputs the respective vehicle type according to the predetermined differentiation criteria with regard to the symmetry of the loop detuning and the absolute value of the loop detuning achieved and feeds it to a display or storage unit 16.
  • the evaluation is delayed by a delay circuit 17 only after a predetermined time after the vehicle has left the detection area of the loop in order to ensure an evaluation that is independent of the measurement.
  • Figure 4 is a supplementary circuit for the reproduced arrangement shown in Figure 3, which makes it possible to determine the speed of vehicles in road traffic with a single loop arrangement.
  • an assumed reference length x is divided by a measured presence time t, here the output signal of the switch 8 in FIG. 3 representing a measure of the time period t x , from the first detection of the vehicle by the loop detector to the immersion of its maximum metal mass in the Detection area passes.
  • the driving speed is determined in a simple embodiment provided that an average value for the “ Entry length x, which the vehicles cover on average from the first response to the maximum detuning of the detector, can be specified.
  • a different length reference value is used as a basis for the evaluation in the unit 17 with the aid of AND gates 18, 19 or 20, depending on which type of vehicle has been determined by the device for distinguishing vehicle types and is accordingly recorded in the storage unit 12 is.
  • a delay unit 21 ensures that the determination of the speed v is only carried out when the type of vehicle is already established.
  • the total presence time tp of a vehicle in the detection area of the loop can also be used to determine the speed, taking into account an average vehicle length for the respective vehicle category, the curves in unit 17 having to be adapted accordingly .
  • the output of switch 8 the output of Schmitt trigger 3 is to be connected to the input of delay circuit 21.
  • a traffic density analyzer 22 which contains, for example, a retriggerable mono-flop and emits a signal at its output as soon as the time interval between successive vehicles is so small that the monoflop can no longer get to its initial state, which it assumes if none a signal indicating the vehicle appears at the output of the Schmitt trigger 3 is connected downstream of the output of the Schmitt trigger 3.
  • an AND gate 23 the speed determined for a car, which is also to be adopted for the vehicles that are closely spaced behind it and which are not cars, is then transferred from the unit 17 to a memory 24 and recorded there.
  • a switch 27 is set via an OR gate 25 and an AND gate 26, the second input of which is controlled by the traffic density analyzer 22, such that the output of the memory 24 corresponds to the output of the Output for the speed is connected, so that the previously determined speed of the car is used as a basis for the subsequent non-cars.
  • the time of the distance of successive vehicles from which the speed is assumed to be the same increases with increasing speed of the traffic flow in the illustrated embodiment .
  • a connection to the traffic density analyzer 22 is shown schematically from the output v in the arrangement shown, which changes the time constant of the mono-flop contained therein in the specified sense.
  • the limit interval times for the assumption of a traffic flow at constant speed are in turn a function of the speed of the traffic flow.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterscheidung von Fahrzeugen unterschiedlicher Bauart im Straßenverkehr mittels einer in der Fahrbahn eingelassenen Induktionsschleife sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Es sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, welche eine Unterscheidung verschiedener Fahrzeugarten auf einem Fahrstreifen unabhängig von deren Geschwindigkeit ermöglichen. Die bisher bekannten, mit Induktionsschleifen arbeitenden Systeme benötigen jedoch jeweils zwei in Fahrtrichtung hintereinander angeordnete Schleifen, um die Fahrzeuglänge als von der Fahrgeschwindigkeit unabhängige Bezugsgröße zu gewinnen.
  • Ein das Schleifenfeld überfahrendes Fahrzeug erzeugt dabei in beiden Detektoren nacheinander Verstimmungssignale, die ein elektrisches Maß für die Verteilung der Metallmassen des Fahrzeugs, beeinflußt von der Bodenfreiheit, bilden. Jede der beiden an je eine Schleife angeschlossenen Detektorschaltungen gibt - entsprechend der Verweilzeit des Fahrzeugs über der Schleife - Ausgangsimpuls ab, wobei die beiden Ausgangsimpulse gegeneinander zeitlich versetzt sind. Die zeitliche Versetzung ist von dem Abstand abhängig, mit dem die beiden Schleifen in Fahrtrichtung hintereinander in der Fahrspur eingelassen sind.
  • Als zusätzliche Größe - insbesondere zur Unterscheidung von Fahrzeugen im Grenzbereich - wird als Maß für die Bodenfreiheit die Schleifenverstimmung einer nachgeschalteten logischen Auswertung zugeführt (DE-B-1944031), um Pkw und Klein-Lkw, welche ungefähr die gleiche Länge aufweisen, auseinanderhalten zu können.
  • Nachteilig ist dabei, daß jeweils zwei Schleifen mit den zugehörigen Detektorschleifen je Fahrstreifen benötigt werden. Da die Kosten für die Schleifenverlegung in der Fahrbahn wegen der damit verbundenen Bauarbeiten beträchtlich sind, ist die Anordnung mehrerer Schleifen je Fahrstreifen recht kostspielig. Da die Schleifenabstände an den Verlegungsorten unterschiedlich sein können, sind zusätzliche Mittel erforderlich, welche bei Installation oder bei Austausch von Geräteteilen im Zusammenhang mit Wartungsarbeiten einen Abgleich ermöglichen. Außerdem kann ein versehentlicher falscher Abgleich auch zu fehlerhaften Meßergebnissen führen.
  • Weiterhin ist es aus SIEMENS-ZEITSCHRIFT, Band 44, Nr. 2, Februar 1970, S. 61-65, Erlangen, DE ; P. Lingenfelser et al. : « Schleifendetektoren zum Messen des Straßenverkehrs (S. 63, linke Spalte, letzter Absatz ; S. 64, rechte Spalte, Absatz 2), bekannt, auch mit Ein-Schleifen-Detektoren Lkw mit Anhänger von anderen Fahrzeugen zu unterscheiden. Diese Art der Erfassung beruht aber auf einem Erkennen der « Lücke » zwischen Lkw und Anhänger und ist deshalb nicht allgemein zur Fahrzeugartenunterscheidung geeignet.
  • Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der genannten Nachteile ein Verfahren zur Fahrzeugartenunterscheidung anzugeben, welches mit nur einer Schleife auskommt und eine Unterscheidung der einzelnen Fahrzeugarten in mehrere Klassen ermöglicht.
  • Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß die Kurven der Schleifenverstimmung je nach Fahrzeugart einen unterschiedlichen charakteristischen Verlauf haben, der am besten durch Auswertung ihrer Symmetrieeigenschaften - bezogen auf das erste Maximum des Betrages der Schleifenverstimmung - zum Erkennen der Fahrzeugart benutzt werden kann. Dabei ist es für die Auswertung grundsätzlich ohne Belang, ob die Zeiten zwischen dem Beginn bzw. dem Ende des Überschreitens einer vorgegebenen Mindestschleifenverstimmung und dem Maximalwert untereinander oder eine dieser Zeiten mit der Gesamtzeit der Überschreitung einer vorgegebenen Schleifenverstimmung ins Verhältnis gesetzt werden. Rein anschaulich bildet dabei die Zeitdauer (Einfahrzeit) zwischen dem Erreichen einer ersten Mindestverstimmung und dem Betrag des ersten Verstimmungsmaximums die Zeitdauer, die vergeht, bis ein Fahrzeug nach dem ersten Auslösen der der Schleife nachgeschalteten Detektorschleife den Punkt erreicht, in der wesentliche Teile der Fahrzeugmetallmassen den Schleifenbereich überdeckt. Da der weitaus überwiegende Teil der heute im Straßenverkehr verwendeten Fahzeugtypen eine gleichförmige Konstruktion aufweist (Übereinstimmung der Pkw-Karosserieformen in der vorderen Hälfte, Lkw in Frontlenkerbauweise), gibt die Verteilung der Fahrzeugmassen nach dem genannten Maximum ein ausgezeichnetes Unterscheidungskriterium ab.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich - auch unabhängig von einer Vorrichtung zur Unterscheidung von Fahrzeugen unterschiedlicher Bauart - vorteilhaft zur Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen im Straßenverkehr verwenden. Dabei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß die Zeit vom ersten Ansprechen des Schleifendetektors bis zum ersten Maximum der Verstimmung für verschiedene Fahrzeuge - mindestens aber für Fahrzeuge der selben Kategorie, d. h. Fahrzeuge, welche die selbe Größenordnung der Unsymmetrie der Verstimmungskurve aufweisen - bezogen auf die Fahrzeugabmessungen verhältnismäßig konstant ist. Diese Größe stellt also eine Längenbezugsgröße dar, so daß die ermittelte Zeit zwischen den beiden Werten umgekehrt proportional zur Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ist und als Grundlage der Geschwindigkeitsmessung dienen kann.
  • Weiterhin wird zur Erhöhung der Genauigkeit der Geschwindigkeitsermittlung, bei der es bei der allgemeinen Verkehrsüberwachung - im Gegensatz von polizeilich durchgeführten Geschwindigkeitsüberwachungsmaßnahmen - lediglich auf das Erkennen von Durchschnittswerten und Tendenzen (beispielsweise bezüglich einer möglicherweise bevorstehenden Staubildung) ankommt, eine verbesserte Genauigkeit erzielt werden kann. Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß bei größerer Verkehrsdichte alle Fahrzeuge einer Spur im wesentlichen die selbe Fahrgeschwindigkeit aufweisen müssen und eine individuelle Geschwindigkeitsermittlung damit überflüssig ist, wobei durch Meßungenauigkeiten verursachte Fehlmessungen sogar zu Fehlinterpretationen führen müßten.
  • Bei großer Verkehrsdichte, welche durch die Zeitdauer, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fahrzeugen vergeht, bestimmt wird, werden lediglich noch diejenigen Fahrzeuge zur Bestimmung der für alle Fahrzeuge einheitlichen Fahrgeschwindigkeit herangezogen, bei denen die Wahrscheinlichkeit von Fehlmessungen am geringsten ist, d. h. diejenigen, welche innerhalb der ermittelten Fahrzeugkategorie die geringsten Längenabweichungen aufweisen. Bei der Wahl der zur « Eichung herangezogenen Fahrzeuge können die örtlichen Gegebenheiten in Form des Anteils einer bestimmten Fahrzeugkategorie am Gesamtverkehr im Hinblick auf eine ausreichende Häufigkeit von echten Messungen oder aber gesetzliche Regelungen in Betracht gezogen werden, welche zum Beispiel eine maximale Länge für Lastzüge enthalten, so daß dann die längsten auftretenden Zeiten, welche innerhalb des Verkehrsflusses gemessen werden, derartigen Fahrzeugen mit Maximallänge zugeordnet werden, wobei deren Länge dann genau bekannt ist und damit eine entsprechend exakte Festlegung der Geschwindigkeit aller Fahrzeuge auf dem Fahrstreifen mit großer Verkehrsdichte ermöglicht.
  • Bei vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung wird als zusätzliche Größe zur Fahrzeugunterscheidung - insbesondere im Bereich Pkw/Klein-Lkw - das Maß der Schieifenverstimmung als zusätzliche Auswertungsgröße hinzugezogen.
  • Als Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich in vorteilhafter Weise Speicher verwenden, welche in der Zeit, die vom Ansprechen bis zum Erreichen des ersten Maximums vergeht, mit einer vorgegebenen Intensität (Taktgeschwindigkeit bei Zählern, Strom bei Kondensatoren als Speicherelementen, etc.) gefüllt werden und nach Überschreiten des Maximums mit einer Intensität entleert werden, welche zu der Einspeicherintensität in einem vorgegebenen Sollverhältnis steht. Je nachdem, ob beim Unterschreiten der zum Ansprechen der der Schleife nachgeschalteten Detektorschleife notwendigen Verstimmung gegen Ende des Passierens der Schleife der Speicher schon entladen ist oder noch eine Restladung enthält, wird entschieden, ob eine vorgegebene zur Diskrimination zwischen zwei Fahrzeugarten festgelegte Grenze über- oder unterschritten ist. Eine entsprechende Schaltung, bei der das Umladen von Speichern im Zusammenhang mit Fahrzeuglängenkriterien zur Unterscheidung herangezogen wird, ist aus der DE-B-1942160 bekannt, wobei hier im Zusammenhang mit der bekannten Zwei-Schleifen-Methode ein gänzlich anderer Quotient, nämlich das Verhältnis der Anwesenheitszeit des Fahrzeugs über einer der Schleifen zu der Differenz der Ansprechzeiten zwischen zwei in Fahrtrichtung hintereinander verlegten Schleifen, ausgewertet wird. Die Quotientenbildung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann je nach der verwendeten Schaltungsart ebenfalls vorteilhaft rechnerisch ermittelt werden oder auf andere Arten, welche bei Analog-oder Digitalschaltungen die Bildung eines Quotienten ermöglichen, wie beispielsweise durch die Verwendung von Logikschaltungen, bei denen in Abhängigkeit von einem erreichten Zählerstand ein Speicherplatz in einem Festwertspeicher adressiert wird, der das jeweilige Rechenergebnis enthält. Bei derartigen Logikschaltungen, welche die Ergebnisse nach Art von « Tabellen" enthalten, können in vorteilhafter Weise durch weitere Meßergebnisse über ein Ändern einzelner Bits der Adresse jeweils andere Speicherbereiche adressiert werden, deren Speicherinhalte den veränderten Eingabebedingungen entsprechen.
  • Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen :
    • Figur 1 verschiedene Zeitdiagramme, welche die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auftretenden Schleifenverstimmungen und die daraus hergeleiteten Impulse darstellen,
    • Figur 2 Zeitdiagramme der von verschiedenen Fahrzeugarten hervorgerufenen Verstimmungen,
    • Figur 3 eine Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Blockdarstellung sowie,
    • Figur 4 eine Zusatzschaltung zu der in Fig. 3 dargestellten Schaltung, welche die Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit ermöglicht.
  • In Figur 1 ist oben die Schleifenverstimmung ΔL in Abhängigkeit von der Zeit t beim Passieren eines Kraftfahrzeugs dargestellt. (Da die Metallmasse eines Fahrzeugs beim Passieren eine Verringerung der Induktivität bewirkt, ist die Verstimmung im negativen Bereich des Diagramms dargestellt.) Direkt darunter ist der differenzierte Verlauf dL/dt der Verstimmungskurve dargestellt, der im Maximum der Verstimmungskurve gleich Null ist. Aus dem negativen Bereich des differenzierten Kurvenverlaufs wird ein darunter dargestellter Impuls gebildet, dessen zeitliche Dauer der « Einfahrzeit » t, entspricht, d. h. der Zeit, die vom Ansprechen der der Schleife nachgeschalteten Detektorschaltung bis zum Erreichen des ersten Maximums der Verstimmung vergeht. Weiterhin ist in Figur 1 unten ein weiterer Impuls wiedergegeben, welcher der Gesamtdauer tp der Zeit entspricht, in der die Verstimmung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
  • In Figur 2 sind nun untereinander die unterschiedlichen Verstimmungskurven für einen Pkw (oben), einen Lkw (Mitte) und ein Lkz (Lastkraftzug, unten) dargestellt. Die Verstimmungskurven sind dabei so normiert, daß die Zeit tx für alle drei Verläufe konstant ist. (Tatsächlich ist der Verlauf dieser Kurven einerseits von der Fahrzeuggeschwindigkeit und andererseits von den Längenverhältnissen des Fahrzeugs abhängig.) Während sich bei Pkw ein vorwiegend symmetrischer Verlauf ergibt, ist - bedingt durch die Länge der Ladefläche und einen eventuellen Anhänger - die Verstimmung bei Lkw bzw. Lkz unsymmetrisch, d. h. die Schleifenverstimmung ist bei dem hinteren Teil des Fahrzeugs bzw. Anhänger geringer als im Maximum, welches aufgrund der konstruktiven Verteilung der Metallmassen ungefähr im Bereich der Vorderachse des Fahrzeugs erreicht wurde.
  • Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel in Blockdarstellung ist die Signalverarbeitung in schematisierter Form wiedergegeben.
  • Eine in der Fahrbahn verlegte Schleife 1 ist mit einer üblichen Detektorschaltung 2 verbunden, welche ein der Schleifenverstimmung proportionales Signal ΔL abgibt. Dabei wird bei den bekannten Schaltungen eine mit der Induktivitätsänderung der Schleife 1 einhergehende Änderung der Frequenz oder Phasenlage eines eingespeisten Wechselspannungssignals ausgewertet.
  • Durch eine erste Schmitt-Trigger-Schaltung 3 wird ein Signal abgegeben, wenn die Schleifenverstimmung einen vorgegebenen Wert überschreitet (Zeit tp in Figur 1, unten), während durch eine zweite, einer einen Kondensator C enthaltenden Differenzschaltung 4 nachgeschaltete Schmitt-Trigger-Schaltung 5 ein Signal abgegeben wird, solange die Schleifenverstimmung nach Einfahrt eines Fahrzeugs in den Meßbereich der Schleife noch zunimmt (Zeit tx in Figur 1). Über Logikschaltungen 6 und 7 werden die eingehenden Signale so miteinander verknüpft, daß ein Schalter 8 während der « Einfahrzeit über Widerstände R1 bis R3 die einzelnen durch Kondensatoren in Operationsverstärkerschaltungen gebildeten Speicherelemente in einer Speichereinheit 9 mit einer vorgegebenen Intensität (Strom) auflädt.
  • Die Widerstände R1 bis R3 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleich groß. Ist das erste Maximum der Verstimmung überschritten, so werden über einen Schalter 10 die Kondensatoren in der Speichereinheit 9 über Widerstände R1' bis R3' entladen. Die Werte der Widerstände R1 zu R1', R2 zu R2' und R3 zu R3' entsprechen den Verhältniszahlen derjenigen Unsymmetrien tx zu tp-x, die die Grenzwerte zwischen den jeweils auszugebenden Fahrzeugarten bilden. (Werden zwischen drei auszuwertenden Fahrzeugarten wie in dem in Figur 2 dargestellten Beispiel die Grenzen von tx zu tp beispielsweise zu 0,55 und 0,3 gewählt, so kann die dritte Speichereinheit mit den Widerständen R3 und R3' dazu dienen, ein kleinstes oder ein größtes Verhältnis von tx zu tp von beispielsweise 0,1 oder 0,7 festzulegen, welches eine Grenze für Unsymmetrien in der Verstimmung darstellt, für die eine Auswertung noch vorgenommen wird.) Auf diese Weise können Fehlmessungen z. B. bei Anfahr- oder Haltevorgängen in Fahrzeugstaus vermieden werden.
  • Die Speichereinheit 9 wird durch - nicht dargestellte - Zusatzmittel jeweils in einen Ausgangszustand versetzt, wenn die Anwesenheit eines Fahrzeugs im Erfassungsbereich der Schleife beendet ist, d. h. die Schleifenverstimmung unterhalb des Ansprechwertes liegt. Die Ausgangssignale der Speichereinheit 9 werden einer Impedanzwandlerschaltung 11 zugeführt, deren Ausgänge mit einem Digital-Speicher 12 verbunden sind, welche die Zustände der Speicher in der Speichereinheit 9 festhält, wenn die Schleifenverstimmung den Ansprechpegel wieder unterschreitet. Jeder zu diesem Zeitpunkt entladene Speicher bedeutet, daß durch Überschreiten der Zeitdauer tp-x, die zwischen zwei Fahrzeugkategorien festgelegte Grenze überschritten wurde, es sich also nicht um einen Pkw, sondern um einen Lkw bzw. Lkz handelte. Ein Zurücksetzen des Digital-Speichers 12 erfolgt am Ende der durch die Verzögerungsschaltung 17 vorgegebenen Auswertezeit.
  • Der Absolutbetrag der Schleifenverstimmung wird außerdem mit einer Differenzspannung Uref verglichen, so daß mittels einer Komparatorschaltung 13 ein Maß für die Bodenfreiheit der Fahrzeuge erhalten wird. Die Ausgänge der Komparatorschaltung 13 sind mit einem weiteren Digital-Speicher 14 verbunden, welcher die jeweiligen Vergleichsergebnisse für ein Fahrzeug festhält. Die Ausgänge der Speichereinheiten 12 und 14 sind ihrerseits an Eingänge einer weiteren Logikschaltung 15 angeschlossen, die die jeweilige Fahrzeugart nach den vorgegebenen Unterscheidungskriterien bezüglich Symmetrie der Schleifenverstimmung und dem Absolutwert der erreichten Schleifenverstimmung ausgibt und einer Anzeige- bzw. Speichereinheit 16 zuführt. Die Auswertung erfolgt durch eine Verzögerungsschaltung 17 erst jeweils eine vorgegebene Zeitdauer verspätet, nachdem das Fahrzeug den Erfassungsbereich der Schleife verlassen hat, um eine von der Messung unabhängige Auswertung zu gewährleisten.
  • Da bei kleinen Gechwindigkeiten die mit Anfahr- und Bremsvorgängen verbundenen Beschleunigungen wegen der dabei wirksam werdenden Integration eine maximale Auswirkung auf die ermittelten Ein- bzw. Ausfahrzeiten haben, treten hier - wie auch die den bekannten Zwei-Schleifen-Verfahren - die größten Meßfehler auf. Bei einer bevorzugten - nicht dargestellten - Ausführungsform der Erfindung werden solche Messungen von der Auswertung ausgeschlossen, bei denen die Einfahrzeit tx einen vorgegebenen Wert (entsprechend einer Mindestgeschwindigkeitsgrenze) überschreitet.
  • In Figur 4 ist eine Ergänzungsschaltung für die in Figur 3 dargestellte Anordnung wiedergegeben, welche es ermöglicht, mit einer nur einschleifigen Anordnung auch die Geschwindigkeit von Fahrzeugen im Straßenverkehr zu ermitteln. Grundsätzlich wird dabei eine angenommene Bezugslänge x durch eine gemessenen Anwesenheitszeit t geteilt, wobei hier das Ausgangssignal des Schalters 8 in Figur 3 ein Maß für die Zeitdauer tx darstellt, die vom ersten Erfassen des Fahrzeugs durch den Schleifendetektor bis zum Eintauchen seiner maximalen Metallmasse in den Erfassungsbereich vergeht. Über eine Recheneinheit 17, die entweder über einen entsprechend programmierten Rechner verfügt oder aber durch Aufsuchen von Tabellenwerten in einem Speicher die Division v = x/tx durchführt, wird die Fahrgeschwindigkeit bei einer einfachen Ausführung unter der Voraussetzung ermittelt, daß ein Mittelwert für die « Einfahrlänge x, die bei den Fahrzeugen durchschnittlich vom ersten Ansprechen bis zum Erreichen des Maximums der Verstimmung des Detektors zurückgelegt wird, angegeben werden kann. Bei einer verfeinerten Ausführung wird bei der Auswertung in der Einheit 17 mit Hilfe von UND-Gattern 18, 19 oder 20 jeweils ein unterschiedlicher Längenbezugswert für diese zugrundegelegt, je nachdem, welche Fahrzeugart von der Vorrichtung zur Fahrzeugartenunterscheidung ermittelt wurde und entsprechend in der Speichereinheit 12 festgehalten ist.
  • Eine Verzögerungseinheit 21 sorgt dabei dafür, daß die Ermittlung der Geschwindigkeit v erst dann vorgenommen wird, wenn die Fahrzeugart bereits feststeht. Anstelle der « Einfahrzeit » kann bei einer anderen Ausführung der Erfindung auch die gesamte Anwesenheitszeit tp eines Fahrzeugs im Erfassungsbereich der Schleife zur Ermittlung der Geschwindigkeit unter Berücksichtigung einer durchschnittlichen Fahrzeuglänge für die jeweilige Fahrzeugkategorie herangezogen werden, wobei die Kurvenverläufe in der Einheit 17 entsprechend angepaßt sein müssen. (In diesem Fall ist anstelle des Ausgangs des Schalters 8 der Ausgang des Schmitt-Triggers 3 mit dem Eingang der Verzögerungsschaltung 21 zu verbinden.)
  • Ein Verkehrsdichte-Analysator 22, der beispielsweise ein retriggerbares Mono-Flop enthält und an seinem Ausgang ein Signal abgibt, sobald der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Fahrzeugen so gering ist, daß das Monoflop nicht mehr in seinen Ausgangszustand gelangen kann, den es einnimmt, wenn kein ein Fahrzeug anzeigendes Signal am Ausgang des Schmitt-Triggers 3 erscheint, ist dem Ausgang des Schmitt-Triggers 3 nachgeschaltet. Über ein UND-Gatter 23 wird daraufhin die für einen Pkw ermittelte Geschwindigkeit, die auch für die diesem in dichtem Abstand folgenden Fahrzeuge, die nicht Pkw sind, übernommen werden soll, von der Einheit 17 in einen Speicher 24 überführt und dort festgehalten. Bei in kleinen Abständen folgenden Nicht-Pkw wird über ein ODER-Gatter 25 und ein UND-Gatter 26, dessen zweiter Eingang von dem Verkehrsdichte-Analysator 22 angesteuert wird, ein Schalter 27 derart gesetzt, daß der Ausgang des Speichers 24 mit dem Ausgang der Ausgabe für die Geschwindigkeit verbunden ist, so daß für die nachfolgenden Nicht-Pkw die zuvor ermittelte Geschwindigkeit des Pkw zugrundegelegt wird.
  • Da der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Fahrzeugen, welche gleiche Geschwindigkeit haben, sich etwa mit dem Quadrat der Geschwindigkeit vergrößert, wird bei der dargestellten Ausführung mit zunehmender Geschwindigkeit des Verkehrsflusses auch die Zeit des Abstands aufeinanderfolgender Fahrzeuge, von der ab die Geschwindigkeit als gleich angenommen wird, vergrößert. Dazu ist vom Ausgang v in der wiedergegebenen Anordnung schematisch eine Verbindung zum Verkehrsdichte-Analysator 22 dargestellt, welche die Zeitkonstante des darin enthaltenen Mono-Flops im angegebenen Sinne verändert. Damit sind die Grenzabstandszeiten für die Annahme eines Verkehrsflusses mit konstanter Geschwindigkeit ihrerseits eine Funktion der Geschwindigkeit des Verkehrsflusses.

Claims (10)

1. Verfahren zur Unterscheidung von Fahrzeugen unterschiedlicher Bauart im Straßenverkehr mittels einer einzigen in der Fahrbahn eingelassenen Induktionsschleife (1) durch Auswertung der einen vorgegebenen Ansprechwert überschreitenden Schleifenverstimmung (AL), dadurch gekennzeichnet, daß die relative zeitliche Lage (tx; tp-,J des beim Passieren eines Fahrzeugs erreichten ersten Maximums der Schleifenverstimmung in Bezug auf Beginn und Ende der Gesamtdauer (tp) des Überschreitens des vorgegebenen Ansprechwerts quantitativ gemessen und als Unterscheidungskriterium herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit (t,J vom Überschreiten des vorgegebenen Ansprechwertes bis zum ersten Maximum der Schleifenverstimmung und die Zeitdauer, welche vom ersten Maximum der Schleifenverstimmung bis zum Ende des Überschreitens des vorgegebenen Ansprechwertes vergeht, untereinander oder jeweils einzeln ins Verhältnis gesetzt werden zu der Gesamtzeitdauer (tp), in der die Schleifenverstimmung den vorgegebenen Ansprechwert überschreitet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Verhältnis der Zeit (tx) vom Überschreiten des vorgegebenen Ansprechwertes bis zum ersten Maximum der Schleifenverstimmung zu der Gesamtzeitdauer (tp), in der die Schleifenverstimmung den vorgegebenen Ansprechwert überschreitet, größer ist als im wesentlichen 0,55, das Vorhandensein eines Personenkraftwagen (Pkw) angezeigt wird, daß, wenn das Verhältnis der Zeit (tj vom Überschreiten des vorgegebenen Ansprechwertes bis zum ersten Maximum der Schleifenverstimmung zu der Gesamtzeitdauer (tp), in der die Schleifenverstimmung den vorgegebenen Ansprechwert überschreitet, im wesentlichen zwischen 0,3 und 0,55 liegt, das Vorhandensein eines Lastkraftwagen (Lkw) angezeigt wird und/oder daß, wenn das Verhältnis der Zeit (tJ vom Überschreiten des vorgegebenen Ansprechwertes bis zum ersten Maximum der Schleifenverstimmung zu der Gesamtzeitdauer (tp), in der die Schleifenverstimmung den vorgegebenen Ansprechwert überschreitet, im wesentlichen kleiner ist als 0,3, das Vorhandensein eines Lastkraftzuges (Lkz) angezeigt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterscheidung von Fahrzeugen in Grenzbereichen zusätzlich der Grad der Schleifenverstimmung als Maß für die Bodenfreiheit ausgewertet wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Geschwindigkeit (v) eines Fahrzeugs eine feste Längenbezugsgröße mit der Zeit (tx) vom Überschreiten des vorgegebenen Ansprechwertes bis zum ersten Maximum der Schleifenverstimmung ins Verhältnis gesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Geschwindigkeit (v) eines Fahrzeugs eine Längenbezugsgröße, die für die ermittelte Fahrzeugart einen Durchschnittswert darstellt, mit der Zeit (tJ vom Überschreiten des vorgegebenen Ansprechwertes bis zum ersten Maximum der Schleifenverstimmung oder mit der Gesamtzeitdauer (tp), in der die Schleifenverstimmung einen vorgegebenen Ansprechwert überschreitet, ins Verhältnis gesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sobald der zeitliche Abstand aufeinanderfolgender Fahrzeuge einen vorgegebenen Wert unterschreitet, nur noch die Geschwindigkeit der Fahrzeuge derjenigen Kategorie (n), deren Längen innerhalb der betreffenden Fahrzeugkategorie erfahrungsgemäß relativ die geringsten Abweichungen aufweisen, als Geschwindigkeit für alle Fahrzeuge angezeigt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Abstandswert in Abhängigkeit von einer bzw. dem Mittelwert mehrerer vorher ermittelten Geschwindigkeiten verändert wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Diskriminationsmittel eine Speicherschaltung (9) vorgesehen ist, welche für eine der ins Verhältnis zu setzenden Zeitdauern mit konstanter Intensität gefüllt wird und für die andere (später beginnende) Zeitdauer mit konstanter Intensität entleert wird, wobei sich die Intensitäten wie das Verhältnis verhalten, welches die Grenze zwischen zwei anzuzeigenden Fahrzeugarten bildet und das Unterscheidungskriterium darin besteht, ob nach Ende der zweiten Zeitdauer der Speicher bereits vollständig geleert ist oder noch eine Restfüllung enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (9) aus einem elektrischen Kondensator besteht, der mit Stromstärken entsprechend den Intensitäten ge- bzw. entladen wird, und eine nachgeschaltete Spannungsdiskriminatorschaltung (11) eine vorhandene Restladung anzeigt.
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