EP1148460A2 - Warnsystem zum Sichern einer temporären Strassenbaustelle - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a warning system for securing a Construction site temporarily set up on a trunk road according to the preamble of claim 1.
- the invention is therefore based on the object for a warning system a further embodiment of the type mentioned to create that provides the opportunity to face the dangerous situation crucial at a temporary construction site to defuse, to put into operation there without further notice is and above all high operational reliability, in particular with regard to serious accidents.
- a further development of the invention is particularly advantageous, after which the evaluation of these measurands in a multi-stage Fuzzy decision logic takes place in a first stage first the respective measured values for speed, distance and acceleration of the in the monitored route section located vehicle belonging to value ranges, e.g. "low”, “medium”, “high” of a corresponding linguistic Variables "speed", “distance” or “acceleration” assigns.
- fuzzy decision logic are linked in a second stage to these affiliations with the help of an interpreting the distance accordingly Rule base affiliations for a linguistic Output variable "Danger” determined.
- the determined affiliations become the decision logic the linguistic output variable "danger” in use an averaging function in sharp output quantities converted for a collision probability, with a certain value for the probability of collision Warning device is triggered.
- fuzzy logic - in contrast on classic decision-making and control procedures based on the Evaluation of absolute quantities are based - as a result of the decision-making process
- fuzzy logic enable that Warning system according to the invention with relatively simple means the local environmental conditions at a temporary construction site to adjust.
- the fuzzy logic enables the membership functions the linguistic variable "distance”, “Speed” or “Acceleration” each the geographical and also weather-related conditions at a construction site by simply changing parameters.
- the warning system according to the invention is therefore in a very flexible Way to set up the decision making process based on the measured data always on the local conditions runs related and thus to optimized results leads.
- FIG. 1 A traffic situation is shown schematically in FIG. 1, for temporary construction sites, especially on multi-lane Trunk roads, is typical. This is in the drawing Construction site due to construction vehicles parked in the left lane 1 or 1 'indicated schematically. In the direction of traffic seen, carries the first, placed in front of the actual construction site Construction vehicle 1 arranged on its rear wall a widely recognizable barrier board 2, which the incoming traffic to Prompt lane change to the adjacent inner lane. In particular on short-term and also only for a short time Construction sites, so-called day construction sites, form this construction site 1 to the rear of the construction site Warning lights on the construction site vehicles the most essential Security measure for those working in the construction site area.
- a security system is schematically shown in FIG. 1 as one possibility indicated for solving this problem. It contains a detector device 3 with, for example, a Laser detector as a sensor on or on which the Construction site in front of the construction vehicle blocking traffic 1 is mounted. As shown in Figure 1 by a schematically in Direction of the beam of rays emitted on the incoming traffic 4 is indicated, the ones on the cordoned off Road lane approaching vehicles, for example a truck 5 is detected. At short intervals, for example after every 100 ms, the distance d as well as the speed v des in the example the locked lane approaching truck 5 measured. From the measurement results of successive intervals acceleration a or deceleration of the determine approaching vehicle.
- a detector device 3 with, for example, a Laser detector as a sensor on or on which the Construction site in front of the construction vehicle blocking traffic 1 is mounted.
- a schematically in Direction of the beam of rays emitted on the incoming traffic 4 is indicated, the ones on the cordoned off Road lane approaching vehicles, for
- FIG. 2 a flowchart schematically shows an evaluation and decision process that is better adapted to the different parameters of the traffic situation to be assessed than classic decision or control methods based on digital statements.
- This diagram shows, as input variables 7, the speed and distance values v and d measured at predetermined intervals of, for example, 100 ms.
- the corresponding acceleration a is determined from the speed values v i and v i-1 for two successive intervals i-1 and i according to the following relationship:
- a control step 9 the measurement results determined in this way for the current speed v, the instantaneous distance d or the current acceleration a of the approaching vehicle are compared with the corresponding measurement values of the measurement series already present at the previous time intervals in order to determine them Check plausibility. In many cases, it should be advisable to smooth measured values that appear to be plausible if they are too noisy. Noise components can be attributed, among other things, to the different reflection properties of the scanning laser beam, which have been explained above. This smoothing is carried out in a computing process 10. The smoothed values for the speed v, the acceleration a and the distance d of an individual vehicle that compensate for the noise component are determined, for example, on the basis of the following relationships:
- the subsequent process 11 in the flowchart in FIG. 2 states now schematically that an actual linkage of the to this extent prepared measurement results for a decision criterion using fuzzy logic.
- fuzzy logic supplied quantified input variables not as absolute in the decision-making process Values. Rather, the fuzzy logic is based on so-called linguistic variables a state not quantitative, but to describe qualitatively by: assigns him to certain areas of affiliation.
- the linguistic variable is for distance d and the acceleration a defined in Figures 4 and 5 respectively.
- the affiliations determined in this way are linked to one another in a next step and affiliations for the linguistic output variable "danger" are determined.
- the probability of ascent is determined in the sense of Fuzzy logic interpreted as a sharp output value, in absolute terms, however, a single value does not always have to be correct, i.e. be flawless.
- a warning based on a single high probability of collision determined in this way of an approaching vehicle, so this could lead to false alarms more often.
- Particularly critical it would be if, as a result, the employees construction site accustomed to these false alarms and therefore one individual warning may no longer actually be one assign critical situation. It therefore seems appropriate at least the employees in the construction site area in particular not already due to an acoustic warning signal to draw attention to an individual value.
- FIG. 2 shows the evaluations of the Functionally schematized results for the probability of collision shown in test step 12, to which the Alarm 13 follows if critical values for the probability of collision as described above become.
- the table thus describes twelve different operating situations, from which the operator selects the appropriate one and using the corresponding number of the parameter in enters the warning system.
- the variants given are sufficient to match the decision logic to the respective on The situation at hand, that is, the membership functions the described linguistic variables Adapt "speed", "distance” or "acceleration".
- Warning system is also a monitoring device for recording of images of the predetermined one located in front of the barrier Route section provided, the within a Periodic images along with the images taken at the same time measured values of the detector device triggered be saved by a given event.
- This makes it possible to add the personal warning system still used for accident monitoring.
- the specified event for example pictures taken by a video camera as well as the measured values for the speed recorded by the detector unit and the distance from the wall panel one yourself approaching vehicle discarded after a predetermined period of time and replaced by currently recorded data.
- the detectable for example, by the noise caused thereby the recorded images and measured values become one lasting until the time of the specified event Saved permanently. So that could be after a Accident are checked whether the warning system works properly Has.
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Abstract
Description
- FIG 1
- schematisch eine Baustellensituation, bei der die linke Randspur einer Fernverkehrsstraße durch eine Baustelle belegt ist, wobei von dem die Baustelle sichernden Baufahrzeug aus auf der belegten Fahrspur näher kommende Fahrzeuge überwacht sowie deren sich ändernder Abstand und Geschwindigkeit gemessen und anschließend ausgewertet wird,
- FIG 2
- ein Flussdiagramm einer Auswerteeinrichtung für diese Messdaten, die auf einer Fuzzy-Entscheidungslogik beruht,
- FIG 3 - 5
- jeweils eine schematische Darstellung der Zugehörigkeitsfunktionen für linguistische Variablen "Geschwindigkeit", "Abstand" bzw. "Beschleunigung" dieser Fuzzy-Entscheidungslogik und
- FIG 6
- als Ergebnis des Entscheidungsprozesses in einem Diagramm die Zugehörigkeitsfunktion für eine Ausgangsvariable "Auffahrwahrscheinlichkeit", ausgedrückt in prozentualen Werten.
Auffahrwahrscheinlichkeit für d = sehr gering | |||
a / v | gering | mittel | hoch |
gleichbleibend | mittel | sehr hoch | sehr hoch |
beschleunigend | gering | mittel | hoch |
Auffahrwahrscheinlichkeit für d = gering | |||
a / v | gering | mittel | hoch |
gleichbleibend | mittel | sehr hoch | sehr hoch |
beschleunigend | gering | mittel | hoch |
Auffahrwahrscheinlichkeit für d = mittel | |||
a / v | gering | mittel | hoch |
gleichbleibend | mittel | mittel | hoch |
beschleunigend | gering | mittel | hoch |
Auffahrwahrscheinlichkeit für d = hoch | |||
a / v | gering | mittel | hoch |
gleichbleibend | gering | mittel | hoch |
beschleunigend | gering | gering | mittel |
Betriebsparametersätze | ||||||
# | Fahrbahn zustand | Fahrbahnneigung | zulässig km/h | |||
trocken | nass | Gefälle | Ebene | Steigung | ||
1 | + | + | ||||
2 | + | + | ||||
3 | + | + | ||||
4 | + | + | ||||
5 | + | + | ||||
6 | + | + | ||||
7 | + | + | ≤ 80 | |||
8 | + | + | ≤ 80 | |||
9 | + | + | ≤ 80 | |||
10 | + | + | ≤ 80 | |||
11 | + | + | ≤ 80 | |||
12 | + | + | ≤ 80 |
Claims (12)
- Warnsystem zum Sichern einer an einer Fernverkehrsstraße temporär eingerichteten Baustelle, die mindestens eine Fahrspur der Fernverkehrsstraße belegt, wobei die Sperrung der belegten Fahrspur für den auflaufenden Verkehr mittels einer Absperrtafel angezeigt ist, wobei ferner eine der Absperrtafel räumlich zugeordnete optisch wirksame Detektoreinrichtung mit einer Sende- und Empfangseinheit vorgesehen ist, die entgegen der Verkehrsrichtung auf der belegten Fahrspur einen vorbestimmten, vor der Absperrtafel liegenden Streckenabschnitt abtastet, Abstand (d) und Geschwindigkeit (v) eines darauf befindlichen Fahrzeuges (5) in vorgegebenen Intervallen (▵t) misst, wobei der Detektoreinrichtung eine Auswerteeinrichtung zugeordnet ist, mittels der aus einer Änderung der gemessenen Geschwindigkeit in aufeinanderfolgenden Intervallen eine Beschleunigung (a) des Fahrzeuges ermittelt wird und dass eine Warneinrichtung vorgesehen ist, die durch einen kritischen Wert ausgelöst ein Alarmsignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung weiterhin aus einer logischen Verknüpfung der Messwerte einen Wahrscheinlichkeitswert dafür ermittelt, dass das sich nähernde Fahrzeug auf die Baustelle auffahren wird, und dass das Alarmsignal der Warneinrichtung durch einen kritischen Wert für die Auffahrwahrscheinlichkeit ausgelöst an den Baustellenbereich und/oder das sich nähernde Fahrzeug abgegeben wird.
- Warnsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinrichtung eine mehrstufige Fuzzy-Entscheidungslogik enthalten ist, die in einer ersten Stufe zunächst den jeweiligen Messwerten für Geschwindigkeit (v), Abstand (d) und Beschleunigung (a) des im überwachten Streckenabschnitt befindlichen Fahrzeuges (5) Zugehörigkeiten zu Wertebereichen, z. B. "gering", "mittel", "hoch" einer entsprechenden linguistischen Variablen "Geschwindigkeit", "Abstand" bzw. "Beschleunigung" zuordnet, die anschließend in einer zweiten Stufe in Verknüpfung dieser Zugehörigkeiten mit Hilfe einer den Abstand (d) entsprechend interpretierenden Regelbasis Zugehörigkeiten für eine linguistische Ausgangsvariable "Gefahr" ermittelt und die in einer dritten Stufe die ermittelten Zugehörigkeiten der linguistischen Ausgangsvariablen "Gefahr" in Anwendung einer Mittelungsfunktion jeweils in scharfe Ausgangsgrößen für eine Auffahrwahrscheinlichkeit umgewandelt, wobei bei einem vorbestimmten Wert für die Auffahrwahrscheinlichkeit die Warneinrichtung ausgelöst wird.
- Warnsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Regelbasis bei sehr geringen oder geringen Abständen (d) sowie ohne Beschleunigung (a) einerseits den Zugehörigkeiten "gering", "mittel" und "hoch" der linguistischen Variablen "Geschwindigkeit" Wertebereiche "mittel", "sehr hoch" beziehungsweise ebenfalls "sehr hoch" für die linguistische Ausgangsvariable "Gefahr" zugeordnet sind sowie bei den gleichen Abstandsbereichen, aber Beschleunigung bei andererseits den genannten Zugehörigkeiten der linguistischen Variablen "Geschwindigkeit" die Wertebereiche "gering", "mittel" beziehungsweise "hoch" für die linguistische Ausgangsvariable "Gefahr" zugeordnet sind.
- Warnsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Regelbasis ferner bei mittleren Abständen (d) sowie ohne Beschleunigung (a) einerseits den Zugehörigkeiten "gering", "mittel" und "hoch" der linguistischen Variablen "Geschwindigkeit" die Wertebereiche "mittel", ebenfalls "mittel" beziehungsweise "hoch" für die linguistische Ausgangsvariable "Gefahr" zugeordnet sind sowie bei dem gleichen Abstandsbereich, jedoch bei Beschleunigung andererseits den genannten Zugehörigkeiten der linguistischen Variablen "Geschwindigkeit" die Wertebereiche "gering", "mittel" beziehungsweise "hoch" für die linguistische Ausgangsvariable "Gefahr" zugeordnet sind.
- Warnsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Regelbasis weiterhin bei großen Abständen (d) sowie ohne Beschleunigung (a) einerseits den Zugehörigkeiten "gering", "mittel" oder "hoch" der linguistischen Variablen "Geschwindigkeit" die Wertebereiche "gering", "mittel" beziehungsweise "hoch" für die linguistische Ausgangsvariable "Gefahr" zugeordnet sind sowie bei ebenfalls bei großen Abstanden, aber Beschleunigung andererseits den genannten Zugehörigkeiten der linguistischen Variablen "Geschwindigkeit" die Wertebereiche "gering", ebenfalls "gering" beziehungsweise "mittel" für die linguistische Ausgangsvariable "Gefahr" zugeordnet sind.
- Warnsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu seinem Anpassen an lokale Betriebsbedingungen vorbestimmte Parametersätze für ein Einstellen die Entscheidungslogik der Auswerteeinrichtung vorgesehen sind, durch die insbesondere ein Fahrbahnzustand, eine Längsneigung der Fahrbahn und/oder eine Geschwindigkeitsbegrenzung im Baustellenbereich definiert sind.
- Warnsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch eine Plausibilitätsprüfung der Messwerte für den Abstand (d) und die Geschwindigkeit (v) sowie der daraus ermittelten Werte für die Beschleunigung (a) vor ihrer weiteren Verarbeitung.
- Warnsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kompensieren einzelner Messfehler die plausibel erscheinenden Werte für den Abstand (d), die Geschwindigkeit (v) beziehungsweise die Beschleunigung (a) durch Vergleichen der entsprechenden Werte aufeinanderfolgender Intervalle geglättet werden.
- Warnsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kompensieren von Bewertungsfehlern zum Fahrverhalten des sich auf der gesperrten Fahrspur nähernden Fahrzeuges (5) die Ausgangsgrößen für die Auffahrwahrscheinlichkeit über mehrere Zeitintervalle gemittelt werden.
- Warnsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Warneinrichtung zum Kompensieren von Bewertungsfehlern zum Fahrverhalten des sich auf der gesperrten Fahrspur nähernden Fahrzeuges (5) erst dann ausgelöst wird, wenn die Ausgangsgrößen für die Auffahrwahrscheinlichkeit über mehrere Zeitintervalle hinweg einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten haben.
- Warnsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Warneinrichtung mehrstufig ausgebildet ist, wobei jeder Warnstufe ein individueller kritische Wahrscheinlichkeitswert für eine bevorstehende Kollision des sich auf der gesperrten Fahrspur nähernden Fahrzeuges (5) im Baustellenbereich zugeordnet ist und für die Warnstufen individuelle Warnsignale für das sich nähernde Fahrzeug und/oder den im Baustellenbereich Beschäftigten vorgesehen sind.
- Warnsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Überwachungsgerät zum Aufnehmen von Bildern des vorbestimmten, vor der Absperrtafel liegenden Streckenabschnitts vorgesehen ist, wobei die innerhalb eines Zeitraums aufgenommenen Bilder zusammen mit den dazu zeitgleich aufgenommenen Messwerten der Detektoreinrichtung ausgelöst durch ein vorgegebenes Ereignis abgespeichert werden.
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