EP1220181A1 - Tunnel monitoring system in a tunnel - Google Patents
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- G08G1/052—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for determining speed or overspeed
Definitions
- the invention relates to a tunnel monitoring system in a vehicle tunnel according to the preamble of claim 1.
- Tunnel monitoring systems in vehicle tunnels are different Commonly known embodiments:
- a tunnel monitoring system in which in the tunnel and fire detectors are installed along the length of the tunnel.
- This System should be a possible fire in the tunnel, especially a burning one Vehicle can be determined and localized.
- This system can also Control device, which automatically in the event of a detected fire Warning devices, traffic control devices or shut-off devices actuated.
- Such a monitoring system is only for detection suitable for fire-related hazards.
- Another well-known tunnel monitoring system is made up of several Surveillance cameras, which are installed at a distance in the course of the tunnel are built. This allows assigned tunnel sections be visually monitored by the events captured by a camera Screens shown in a tunnel monitoring control center and from one Supervisor can be evaluated. Such surveillance cameras are also known swivel mount, with a remote controlled Swiveling from the tunnel monitoring control center is possible.
- Such a tunnel monitoring system with surveillance cameras is costly to buy and maintain. In particular, they are Camera lenses in case of dirt and smoke critical fire is restricted in its function.
- a protective function depends essentially on the individual attention of a surveillance person from time to time quick detection of a dangerous situation with required quick reactions is not guaranteed.
- the object of the invention is to provide a tunnel monitoring system to provide that with good function inexpensive to manufacture and low maintenance is operable as well as extensive and variable monitoring information provides with the possibility of an automatic evaluation.
- the localization sensors are ultrasonic sensors executed, each with a radiation and reception area on the least a lane are directed such that when a Vehicle in the radiation and reception area of an ultrasonic sensor from a corresponding sensor signal together with a sensor detection signal can be delivered to the evaluation unit.
- the evaluation unit includes a transit time measuring unit with which by means of a sensor signal the stay of a vehicle in a radiation and reception area of a a runtime measurement can be activated for certain ultrasonic sensors. through a subsequent sensor signal one in the direction of travel in the tunnel following ultrasonic sensor, in its radiation and reception area the moving vehicle stays later is the travel time between at least these two ultrasonic sensors can be detected.
- For the runtime measurement can use ultrasound sensors immediately following one another for evaluation or even more distant ultrasonic sensors can be used. There the distances of the ultrasonic sensors used for the transit time measurement are predefined and known, can be in a downstream speed measuring unit, which essentially consists of a multiplier immediately determines a speed signal for a specific vehicle become.
- Speed measurements are preferably given in the above Type carried out for all vehicles entering the tunnel, whereby a runtime measurement when driving through a vehicle first ultrasonic sensor started and after driving through the second assigned ultrasonic sensor is terminated.
- the Measuring section for a following vehicle and for a new runtime measurement can be reactivated.
- Such measurement sections can be made in the course of the tunnel be set up one after the other so that practically every vehicle can be determined at each tunnel location. Derived from this can be easily and quickly Information such as average speeds driven or vehicle densities can be determined.
- This arrangement can advantageously be particularly slow in a simple manner moving or stationary vehicle determined very quickly and automatically are assigned by a threshold for the runtime between two Ultrasonic sensors is set in the evaluation unit. With additional Evaluation of a sensor detection signal assigned to the current ultrasonic sensor can thus automatically the location of a broken down or particularly slow-moving vehicle can be detected in the tunnel. Also a determined sensor signal that is present during a specified time If not changed, the evaluation unit indicates that something has been left behind Vehicle.
- the radiation and reception areas along the length of the tunnel successive ultrasonic sensors on the vehicle detection areas adjoin each other and in the longitudinal direction in the direction of vehicle travel correspond to the usual vehicle lengths. This will make one complete detection and monitoring of a lane over the entire length of the tunnel possible. In addition, a certain ultrasonic sensor only one vehicle can be detected, so that double detections or omissions of vehicles practically impossible are. This makes the evaluation result particularly reliable and meaningful.
- a tunnel monitoring system is from relative affordable and reliable components.
- ultrasonic sensors relatively inexpensive, reliable and low maintenance Encoder units operating in harsh operating conditions, for example are also proven in maritime use.
- Such ultrasonic sensors are advantageous largely insensitive to contamination and also deliver usable signals for localization in the event of fire during smoke development of vehicles.
- the evaluation of the sensor signals is together with the respective sensor detection signals relatively easily possible.
- the installation cost and operating costs are also relatively low.
- the exact vehicle passes using each individual vehicle a tracking unit possible.
- a vehicle enters the tunnel detected by a first ultrasonic sensor and the vehicle passage through the following ultrasonic sensors to the tunnel exit a forwarding and handover circuit recorded and controlled.
- a tracking unit can determine a broken down vehicle be when there is a break in the transmission of an ultrasonic sensor area to the next ultrasonic sensor area from the evaluation unit is detected. Together with an assigned sensor detection signal the exact location can be determined.
- the evaluation unit according to claim 4 can be a distance measuring unit comprise, wherein two sensor signals are evaluated, the successive Vehicles are assigned, which simply means a relative distance the vehicles can be determined.
- the sensor signals of the ultrasonic sensors according to claim 5 also evaluated in their signal intensity. Because different vehicle types have different reflection intensities for ultrasound can be in a vehicle type recognition unit different vehicle types can be distinguished. In order to can, for example, be advantageously differentiated as to whether one is left behind Vehicle is a motorcycle, a passenger car or a truck, which may represent different potential dangers and also different ones Reactions required. Vehicle type recognition can also be used, for example be used for statistical purposes.
- the evaluation unit can be simple a counting unit can be included with which a vehicle count can be made via the sensor signals is feasible.
- the ultrasonic sensors are proposed to be arranged on the tunnel ceiling, with a number of functional connected ultrasonic sensors the lanes in one direction, preferably each assigned to a single lane and breakdown spaces are.
- the lanes in one direction preferably each assigned to a single lane and breakdown spaces are.
- the assignment provides a much more meaningful monitoring an ultrasonic sensor row for each individual lane in one direction.
- the sensor distances can be up to approx. 10 m, whereby approx. 50 Ultrasound pulses are emitted and received every second.
- the sensor signals especially if the intensity of the sensor signals is to be digitized for electronic evaluation in the usual way.
- a / D converter already attach the ultrasonic sensors and the digitized signals over a to forward the serial bus system to the evaluation unit.
- ultrasonic sensor a certain sensor signal comes from in a manner known per se requires a sensor detection signal together to send the measurement signal to the evaluation unit.
- a two-wire system can be used, via which also the voltage supply of the ultrasonic sensors and the A / D converter is feasible. Only one voltage supply is particularly advantageous for this required in the low-voltage range, so that no further Can pose security risks for tunnel operation.
- a signal transmission from the ultrasonic sensors to Evaluation device can be provided via radio. This will depend on the circumstances the installation effort can be further reduced and a flawless Signal transmission also in the event that possibly at a Fire cables could be destroyed.
- the evaluation unit is proposed to connect a control unit with which depending on certain Evaluation results installed in front of or in the tunnel and / or warning actuators can be controlled automatically.
- actuators can Traffic light systems, flashing systems, sirens, warning signs with controllable texts, or other known control and warning systems, as well as tunnel safety devices his. Also announcements in the tunnel or via radio stations can be triggered or initiated automatically.
- the tunnel monitoring system according to the invention can be used advantageously in road and / or rail tunnels.
- the simple construction is a simple and inexpensive retrofit in existing ones Tunnels as well as an addition or combination with existing monitoring facilities.
- Fig. 1 is a cross section through a two-lane tunnel 1 for motor vehicles shown.
- lane 2 on the right side of the tunnel cross-section a truck 3 is shown schematically and in the opposite lane 4 a passenger car 5.
- each of the ultrasonic sensor units 7 comprises two ultrasonic sensors 9 and 10, each with its associated conical Beam and reception area 11, 12 side by side on the Lane 2 and opposite lane 4 are directed.
- motor vehicles 3 passing the emission and reception areas 11, 12, 5 recorded.
- Fig. 2 is a schematic plan view of the lane 2 and the opposite lane 3 from Fig. 1 shown with the vehicles 3 and 5.
- the approximately conical Emission and reception areas 11, 12 result in the lanes 2 4 shows the approximately circular regions shown.
- the arrangement of the Ultrasonic sensors 9, 10 can obviously be carried out in such a way that the radiation and Reception areas 11, 12 both according to the circles shown in the longitudinal direction as well as in the transverse direction approximately adjoin one another so that with regard to passing vehicles, complete detection in the lanes 2 and 4 is possible. If necessary, the radiation and reception areas successive ultrasonic sensors overlap slightly or be slightly spaced. What is important with the arrangements, that the distances are not so large that there is a space between them Vehicle finds space undetected or because of area overlap or, for large areas, only several vehicles in it could be detected as a vehicle.
- FIG. 3 shows a functional diagram of the tunnel monitoring system with a schematic top view of the lanes 2 and 4.
- Ten ultrasonic sensor units 7 1 to 7 10 are arranged in the longitudinal direction, the tunnel being able to be continued.
- a breakdown bay 13 is provided next to the lane 5, which is also monitored with ultrasonic sensors 7 5a , 7 5b and 7 5c .
- the truck 3 is again in the lane 2 and a motor vehicle 14 has remained in the breakdown bay.
- An evaluation unit 16 is installed in a tunnel monitoring control center 15, to which the ultrasonic sensor units 7 with their respective ultrasonic sensors 9, 10 are connected via a serial bus 17.
- the evaluation unit is here is a process control system 18 which visualization and Documentation facilities includes.
- Two controls are provided schematically and by way of example:
- a control system concerns an entrance traffic light 19 at the tunnel entrance for example, in the case of a vehicle that has broken down in lane 2 or can be switched to "red" if a traffic congestion is detected.
- a control of a notice board 20 drawn in the tunnel for example Information on traffic management is given in flashing illuminated letters can be.
- the serial bus 17 communicates with the evaluation unit 16.
- This evaluation unit 16 can each Depending on the desired function and depending on the degree of upgrade, several if necessary have integrated measuring and evaluation units. In particular, is about a localization unit corresponding to a localization of vehicles their position in a certain radiation and reception range feasible. Runtime measurements and thus speed measurements are via a timer using a speed measuring unit for determination of vehicle speeds possible.
- the passage of one tracked certain vehicle through the tunnel by means of a tracking unit with a trace of the passage from the tunnel entrance to to the tunnel exit is completely possible.
- the evaluation unit 16 is an example of a screen as an output unit 22 downstream as a visualization device, with which a monitoring person can visually understand what is going on in the tunnel. Also are other known units for documentation, such as Storage and printer possible.
- the results of the evaluation unit 16 of a control unit 23 are also shown here supplied, with which automatically connected actuators for example Traffic management, warning, security, etc. can be controlled.
- exemplary are here with a lamp 24 traffic lights and / or flashing lights and / or Illuminated letters indicated.
- With a fan wheel 26 are intended to automate tunnel safety devices such as ventilation Extinguishing systems, shut-off devices, etc. may be included.
Landscapes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Tunnelüberwachungssystem in einem Fahrzeugtunnel
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a tunnel monitoring system in a vehicle tunnel
according to the preamble of
Tunnelüberwachungssysteme in Fahrzeugtunnels sind in unterschiedlichen Ausführungsformen allgemein bekannt:Tunnel monitoring systems in vehicle tunnels are different Commonly known embodiments:
Beispielsweise ist ein Tunnelüberwachungssystem bekannt, bei dem im Tunnel und Im Längsverlauf des Tunnels Brandmelder installiert sind. Mit diesem System soll ein möglicher Brand im Tunnel, insbesondere ein brennendes Fahrzeug ermittelt und lokalisiert werden. Dieses System kann zudem eine Steuereinrichtung umfassen, welche im Falle eines erkannten Brandes automatisch Warneinrichtungen, Verkehrsleiteinrichtungen oder Absperreinrichtungen betätigt. Ein solches Überwachungssystem ist ausschließlich zur Erkennung brandbedingter Gefahrenzustände geeignet.For example, a tunnel monitoring system is known in which in the tunnel and fire detectors are installed along the length of the tunnel. With this System should be a possible fire in the tunnel, especially a burning one Vehicle can be determined and localized. This system can also Control device, which automatically in the event of a detected fire Warning devices, traffic control devices or shut-off devices actuated. Such a monitoring system is only for detection suitable for fire-related hazards.
Ein weiteres allgemein bekanntes Tunnelüberwachungssystem ist aus mehreren Überwachungskameras, welche beabstandet im Verlauf des Tunnels installiert sind, aufgebaut. Damit können jeweils zugeordnete Tunnelabschnitte visuell überwacht werden, indem die von einer Kamera erfassten Vorgänge auf Bildschirmen in einer Tunnelüberwachungsleitstelle dargestellt und von einer Überwachungsperson ausgewertet werden. Es ist auch bekannt solche Überwachungskameras schwenkbar zu montieren, wobei eine ferngesteuerte Schwenkung von der Tunnelüberwachungsleitstelle aus möglich ist. Another well-known tunnel monitoring system is made up of several Surveillance cameras, which are installed at a distance in the course of the tunnel are built. This allows assigned tunnel sections be visually monitored by the events captured by a camera Screens shown in a tunnel monitoring control center and from one Supervisor can be evaluated. Such surveillance cameras are also known swivel mount, with a remote controlled Swiveling from the tunnel monitoring control center is possible.
Ein solches Tunnelüberwachungssystem mit Überwachungskameras ist kostenintensiv in der Anschaffung und in der Wartung. Insbesondere sind die Kameraobjektive bei Verschmutzungen und durch Rauchentwicklungen bei kritischen Brandfällen in ihrer Funktion eingeschränkt. Weiter sind systemimmanente automatische Erkennungen und Bewertungen von Gefahrenzuständen nicht oder nur beschränkt möglich, da von einer Überwachungskamera ein relativ großer Tunnelabschnitt mit ggf. einer Mehrzahl von Fahrzeugen erfasst wird und selbsttätige Bildauswertungen nur schwierig durchführbar sind. Somit obliegt eine Auswertung der Bildinformationen eines solchen Tunnelüberwachungssystems im wesentlichen einer Überwachungsperson in der Tunnelüberwachungsleitstelle hinsichtlich der Erkennung von Gefahrensituationen, einer Bewertung der Verkehrsdichte, von gefahrenen Geschwindigkeiten und eingehaltenen Abständen etc. Eine Schutzfunktion hängt somit wesentlich von der individuellen Aufmerksamkeit einer Überwachungsperson ab und eine schnelle Erkennung einer Gefahrensituation mit erforderlichen schnellen Reaktionen ist nicht sichergestellt.Such a tunnel monitoring system with surveillance cameras is costly to buy and maintain. In particular, they are Camera lenses in case of dirt and smoke critical fire is restricted in its function. Next are systemic automatic detection and evaluation of dangerous conditions not possible or only possible to a limited extent because of a surveillance camera relatively large tunnel section with possibly a plurality of vehicles and automatic image evaluations are difficult to carry out. Consequently is responsible for evaluating the image information of such a tunnel monitoring system essentially a surveillance person in the tunnel surveillance control center with regard to the detection of dangerous situations, an assessment of traffic density, speeds and maintained distances, etc. A protective function depends essentially on the individual attention of a surveillance person from time to time quick detection of a dangerous situation with required quick reactions is not guaranteed.
In den beiden vorstehend beschriebenen bekannten Tunnelüberwachungssystemen sind die Brandmelder und die Überwachungskameras in der Art von Lokalisierungssensoren für Fahrzeuge verwendbar mit denen Fahrzeuge in Normalbetrieb und/oder in Gefahrensituationen lokalisierbar sind, wobei jedoch die erläuterten Nachteile und Schwachstellen des Systems in Kauf zu nehmen sind.In the two known tunnel monitoring systems described above are the fire detectors and surveillance cameras in the manner of Localization sensors for vehicles can be used with those in vehicles Normal operation and / or can be localized in dangerous situations, however to accept the disadvantages and weaknesses of the system explained are.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Tunnelüberwachungssystem zur Verfügung zu stellen, das bei guter Funktion kostengünstig herstellbar und wartungsarm betreibbar ist sowie umfangreiche und variable Überwachungsinformationen liefert mit der Möglichkeit einer selbsttätigen Auswertung.The object of the invention is to provide a tunnel monitoring system to provide that with good function inexpensive to manufacture and low maintenance is operable as well as extensive and variable monitoring information provides with the possibility of an automatic evaluation.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved with the features of
Gemäß Anspruch 1 sind die Lokalisierungssensoren als Ultraschallsensoren
ausgeführt, die jeweils mit einem Abstrahl- und Empfangsbereich auf die wenigstens
eine Fahrspur gerichtet sind, dergestalt, dass beim Aufenthalt eines
Fahrzeugs im Abstrahl- und Empfangsbereich eines Ultraschallsensors von
diesem ein entsprechendes Sensorsignal zusammen mit einem Sensorerkennungssignal
an die Auswerteeinheit abgebbar ist. Die Auswerteeinheit umfasst
eine Laufzeitmesseinheit, mit der mittels eines Sensorsignals entsprechend
dem Aufenthalt eines Fahrzeugs in einem Abstrahl- und Empfangsbereich eines
bestimmten Ultraschallsensors eine Laufzeitmessung aktivierbar ist. Mittels
eines nachfolgenden Sensorsignals eines in Fahrtrichtung im Tunnel
nachfolgenden Ultraschallsensors, in dessen Abstrahl- und Empfangsbereich
sich das fahrende Fahrzeug später aufhält ist die Fahrzeit zwischen wenigstens
diesen zwei Ultraschallsensoren erfassbar. Für die Laufzeitmessung
können zur Auswertung unmittelbar aufeinanderfolgende Ultraschallsensoren
oder auch weiter beabstandete Ultraschallsensoren herangezogen werden. Da
die Abstände der für die Laufzeitmessung herangezogenen Ultraschallsensoren
fest vorgegeben und bekannt sind, kann in einer nachgeordneten Geschwindigkeitsmesseinheit,
die im wesentlichen aus einem Multiplikator besteht
sofort ein Geschwindigkeitssignal für ein bestimmtes Fahrzeug ermittelt
werden.According to
Vorzugsweise werden Geschwindigkeitsmessungen in der vorstehend angegebenen Art für alle in den Tunnel einfahrenden Fahrzeuge durchgeführt, wobei durch jedes Fahrzeug eine Laufzeitmessung beim Durchfahren eines ersten Ultraschallsensors in Lauf gesetzt und nach dem Durchfahren des zweiten zugeordneten Ultraschallsensors beendet wird. In der Auswerteeinheit kann ein solches Geschwindigkeitssignal für jedes Fahrzeug sehr schnell erhalten und ggf. für weitere Auswertungen abgespeichert werden, wobei die Messstrecke für ein nachfolgendes Fahrzeug und für eine neue Laufzeitmessung wieder aktivierbar ist. Solche Messstrecken können im Verlauf des Tunnels jeweils nacheinander eingerichtet sein, so dass praktisch jedes Fahrzeug an jedem Tunnelort ermittelbar ist. Daraus können einfach und schnell abgeleitete Informationen, wie beispielsweise gefahrene Durchschnittsgeschwindigkeiten oder Fahrzeugdichten bestimmt werden.Speed measurements are preferably given in the above Type carried out for all vehicles entering the tunnel, whereby a runtime measurement when driving through a vehicle first ultrasonic sensor started and after driving through the second assigned ultrasonic sensor is terminated. In the evaluation unit can get such a speed signal for any vehicle very quickly and possibly saved for further evaluations, the Measuring section for a following vehicle and for a new runtime measurement can be reactivated. Such measurement sections can be made in the course of the tunnel be set up one after the other so that practically every vehicle can be determined at each tunnel location. Derived from this can be easily and quickly Information such as average speeds driven or vehicle densities can be determined.
Mit dieser Anordnung kann vorteilhaft auf einfache Weise ein besonders langsam fahrendes oder stehendes Fahrzeug sehr schnell und automatisch ermittelt werden, indem ein Schwellwert für die Laufzeit zwischen zwei zugeordnete Ultraschallsensoren in der Auswerteeinheit festgelegt wird. Bei zusätzlicher Auswertung eines dem aktuellen Ultraschallsensor zugeordneten Sensorerkennungssignals kann somit selbsttätig der Ort eines liegengebliebenen oder besonders langsam fahrenden Fahrzeugs im Tunnel detektiert werden. Auch ein ermitteltes Sensorsignal, welches sich während einer festgelegten Zeit nicht ändert ergibt in der Auswerteeinheit einen Hinweis auf ein liegengebliebenes Fahrzeug.This arrangement can advantageously be particularly slow in a simple manner moving or stationary vehicle determined very quickly and automatically are assigned by a threshold for the runtime between two Ultrasonic sensors is set in the evaluation unit. With additional Evaluation of a sensor detection signal assigned to the current ultrasonic sensor can thus automatically the location of a broken down or particularly slow-moving vehicle can be detected in the tunnel. Also a determined sensor signal that is present during a specified time If not changed, the evaluation unit indicates that something has been left behind Vehicle.
Für eine besonders bevorzugte Ausführungsform nach Anspruch 2 wird vorgeschlagen
dass die Abstrahl- und Empfangsbereiche im Längsverlauf des Tunnels
aufeinander folgender Ultraschallsensoren an den Fahrzeugerfassungsbereichen
aneinandergrenzen und in der Längserstreckung in Fahrzeugfahrtrichtung
etwa üblichen Fahrzeuglängen entsprechen. Dadurch wird eine
lückenlose Erfassung und Überwachung einer Fahrspur über die gesamte Tunnellänge
möglich. Zudem kann in einem Abstrahl- und Empfangsbereich eines
bestimmten Ultraschallsensors nur ein Fahrzeug erfasst werden, so dass Doppelerfassungen
oder Auslassungen von Fahrzeugen praktisch ausgeschlossen
sind. Damit wird das Auswertungsergebnis besonders sicher und aussagefähig.For a particularly preferred embodiment according to
Ein erfindungsgemäßes Tunnelüberwachungssystem, auch in der vorstehenden bevorzugten Ausführung für eine lückenlose Überwachung, ist aus relativ preisgünstigen und funktionssicheren Komponenten herstellbar. Insbesondere sind Ultraschallsensoren relativ preisgünstige, funktionssichere und wartungsarme Gebereinheiten, die unter rauen Betriebsbedingungen, beispielsweise auch im maritimen Einsatz bewährt sind. Vorteilhaft sind solche Ultraschallsensoren weitgehend unempfindlich gegen Verschmutzungen und liefern auch im Brandfall bei Rauchentwicklungen verwertbare Signale zur Lokalisierung von Fahrzeugen. Zudem ist die Auswertung der Sensorsignale zusammen mit den jeweiligen Sensorerkennungssignalen relativ einfach möglich. Die Installationskosten und Betriebskosten sind ebenfalls relativ gering.A tunnel monitoring system according to the invention, also in the above preferred embodiment for complete monitoring, is from relative affordable and reliable components. In particular are ultrasonic sensors relatively inexpensive, reliable and low maintenance Encoder units operating in harsh operating conditions, for example are also proven in maritime use. Such ultrasonic sensors are advantageous largely insensitive to contamination and also deliver usable signals for localization in the event of fire during smoke development of vehicles. In addition, the evaluation of the sensor signals is together with the respective sensor detection signals relatively easily possible. The installation cost and operating costs are also relatively low.
Mit dem erfindungsgemäßen Tunnelüberwachungssystem sind gemäß Anspruch
3 in einer einfachen Ergänzung und Weiterbildung der Auswerteeinheit
die genauen Fahrzeugdurchgänge anhand jedes einzelnen Fahrzeugs mittels
einer Verfolgungseinheit möglich. Dazu wird ein Fahrzeug bei der Tunneleinfahrt
durch einen ersten Ultraschallsensor erfasst und der Fahrzeugdurchgang
durch die nachfolgenden Ultraschallsensoren bis zum Tunnelausgang durch
eine Weitergabe- und Übergabeschaltung erfasst und kontrolliert. Auch mittels
einer solchen Verfolgungseinheit kann ein liegengebliebenes Fahrzeug ermittelt
werden, wenn eine Unterbrechung in der Weitergabe von einem Ultraschallsensorbereich
auf den nächsten Ultraschallsensorbereich von der Auswerteeinheit
festgestellt wird. Zusammen mit einem zugeordneten Sensorerkennungssignal
kann dabei der genaue Ort festgestellt werden.With the tunnel monitoring system according to the invention are according to
Weiter kann die Auswerteeinheit gemäß Anspruch 4 eine Abstandsmesseinheit
umfassen, wobei zwei Sensorsignale ausgewertet werden, die aufeinanderfolgenden
Fahrzeugen zugeordnet sind, wodurch einfach ein Relativabstand
der Fahrzeuge ermittelbar ist.Furthermore, the evaluation unit according to
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Sensorsignale
der Ultraschallsensoren gemäß Anspruch 5 auch in ihrer Signalintensität ausgewertet.
Da unterschiedliche Fahrzeugtypen unterschiedliche Reflexionsintensitäten
für Ultraschall haben, können damit in einer Fahrzeugtyp-Erkennungseinheit
unterschiedliche Fahrzeugtypen unterschieden werden. Damit
kann beispielsweise vorteilhaft unterschieden werden ob ein liegengebliebenes
Fahrzeug ein Motorrad, ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen ist,
was ggf. unterschiedliche Gefahrenpotentiale darstellt und auch unterschiedliche
Reaktionen erfordert. Weiter kann beispielsweise die Fahrzeugtyp-Erkennung
zu statistischen Zwecken genutzt werden.In a particularly preferred embodiment, the sensor signals
of the ultrasonic sensors according to
In einer Weiterbildung nach Anspruch 6 kann in der Auswerteeinheit einfach
eine Zähleinheit aufgenommen sein, mit der über die Sensorsignale eine Fahrzeugzählung
durchführbar ist.In a development according to
Die vorstehenden Auswertungen mit den angegebenen einzelnen Einheiten können in an sich bekannter Art und Weise kompakt in einer Auswerteelektronik integriert sein, die beim Vorsehen entsprechender Programmiermöglichkeiten einfach auf konkrete Einbaugegebenheiten anpassbar ist.The above evaluations with the specified individual units can be compact in evaluation electronics in a manner known per se be integrated when providing appropriate programming options is easily adaptable to specific installation conditions.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 7 wird vorgeschlagen die Ultraschallsensoren
an der Tunneldecke anzuordnen, wobei eine Reihe von funktionsmäßig
verbundenen Ultraschallsensoren den Fahrspuren in einer Fahrtrichtung, vorzugsweise
jeweils einer einzigen Fahrspur sowie Pannenplätzen zugeordnet
sind. Für eine einfache Erkennungsfunktion von liegengebliebenen Fahrzeugen
wäre es auch denkbar zwei Fahrspuren unterschiedlicher Fahrtrichtung
mit nur einer darüber angebrachten Reihe von Ultraschallsensoren zu überwachen.
Eine wesentlich aussagefähigere Überwachung ergibt jedoch die Zuordnung
einer Ultraschallsensorreihe zu jeder einzelnen Fahrspur in einer Fahrtrichtung.
Insbesondere ist damit auch eine Fahrtrichtungserkennung möglich,
wodurch eventuelle Geisterfahrer sofort ermittelbar sind. Für eine optimale Anordnung
können die Sensorabstände bis ca. 10 m betragen, wobei etwa 50
Ultraschallimpulse pro Sekunde abgestrahlt und empfangen werden.With the features of
Die Sensorsignale, insbesondere wenn auch die Intensität der Sensorsignale bewertet wird sind für eine elektronische Auswertung in üblicher Weise zu digitalisieren. Nach Anspruch 8 ist es dabei zweckmäßig A/D-Wandler bereits an den Ultraschallsensoren anzubringen und die digitalisierten Signale über ein serielles Bussystem an die Auswerteeinheit weiterzuleiten. Zur Feststellung von welchem Ultraschallsensor ein bestimmtes Sensorsignal kommt ist es in an sich bekannter Weise erforderlich jeweils ein Sensorerkennungssignal zusammen mit den Messwertsignal an die Auswerteeinheit zu senden. Für eine einfache Installationstechnik kann dazu ein Zweileitersystem verwendet werden, über das auch die Spannungsversorgung der Ultraschallsensoren und der A/D-Wandler durchführbar ist. Besonders vorteilhaft ist hierzu nur eine Spannungsversorgung im Niedervoltbereich erforderlich, so dass davon keine weiteren Sicherheitsrisiken für den Tunnelbetrieb ausgehen können. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Signalübermittlung von den Ultraschallsensoren zur Auswerteeinrichtung über Funk vorgesehen sein. Damit wird je nach den Gegebenheiten der Installationsaufwand weiter verringerbar und eine einwandfreie Signalübertragung auch für den Fall, dass möglicherweise bei einem Brand Kabel zerstört werden könnten, sichergestellt.The sensor signals, especially if the intensity of the sensor signals is to be digitized for electronic evaluation in the usual way. According to claim 8, it is useful A / D converter already attach the ultrasonic sensors and the digitized signals over a to forward the serial bus system to the evaluation unit. To make a statement it is in which ultrasonic sensor a certain sensor signal comes from in a manner known per se requires a sensor detection signal together to send the measurement signal to the evaluation unit. For one simple installation technology, a two-wire system can be used, via which also the voltage supply of the ultrasonic sensors and the A / D converter is feasible. Only one voltage supply is particularly advantageous for this required in the low-voltage range, so that no further Can pose security risks for tunnel operation. Alternatively or In addition, a signal transmission from the ultrasonic sensors to Evaluation device can be provided via radio. This will depend on the circumstances the installation effort can be further reduced and a flawless Signal transmission also in the event that possibly at a Fire cables could be destroyed.
Da mit dem erfindungsgemäßen Tunnelüberwachungssystem Auswertungsergebnisse
weitgehend automatisiert und ohne die Notwendigkeit einer subjektiven
Bewertung durch eine Überwachungsperson zur Verfügung gestellt werden,
bietet es sich gemäß Anspruch 9 an auch Reaktionen auf bestimmte
Auswerteergebnisse zu automatisieren. Dazu wird vorgeschlagen der Auswerteeinheit
eine Steuereinheit nachzuschalten, mit der in Abhängigkeit bestimmter
Auswerteergebnisse vor oder im Tunnel angebrachte verkehrsleitende
und/oder warnende Stelleinrichtungen selbsttätig ansteuerbar sind. Damit
wird die Sicherheit wesentlich erhöht, da keine ggf. individuell bedingten
Zeitverzögerungen in Kauf zu nehmen sind. Solche Stelleinrichtungen können
Ampelanlagen, Blinkanlagen, Sirenen, Warntafeln mit steuerbaren Texten,
oder andere an sich bekannte Leit- und Warnsysteme, sowie Tunnelsicherungseinrichtungen
sein. Auch Durchsagen im Tunnel oder über Rundfunkstationen
können selbsttätig ausgelöst oder veranlasst werden. Since evaluation results with the tunnel monitoring system according to the invention
largely automated and without the need for a subjective
Assessment provided by a supervisor,
according to
Nach Anspruch 10 kann das erfindungsgemäße Tunnelüberwachungssystem
vorteilhaft in Straßen- und/oder Schienentunnels eingesetzt werden. Durch den
einfachen Aufbau ist eine einfache und kostengünstige Nachrüstung in bestehenden
Tunnels ebenso möglich wie eine Ergänzung oder Kombination mit
bereits bestehenden Überwachungseinrichtungen.According to
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to a drawing.
In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch einen zweispurigen Tunnel 1 für Kraftfahrzeuge
dargestellt. Auf der Fahrspur 2 auf der rechten Seite des Tunnelquerschnitts
ist schematisch ein Lastkraftwagen 3 dargestellt und auf der Gegenfahrspur
4 ein Personenkraftwagen 5.In Fig. 1 is a cross section through a two-
An der Tunneldecke 6, hier im mittleren Bereich, sind Ultraschallsensoren-Einheiten
7 angeordnet, die im Längsverlauf des Tunnels 1 in gleichen Sensorabständen
8 angeordnet sind. Jede der Ultraschallsensor-Einheiten 7 umfasst
zwei Ultraschallsensoren 9 und 10, die mit ihrem jeweils zugeordneten kegelförmigen
Abstrahl- und Empfangsbereich 11, 12 nebeneinanderliegend auf die
Fahrspur 2 und Gegenfahrspur 4 gerichtet sind. Wie aus Fig. 1 ersichtlich werden
die Abstrahl- und Empfangsbereiche 11, 12 passierende Kraftfahrzeuge 3,
5 erfasst. At the
In Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf die Fahrspur 2 und Gegenfahrspur
3 aus Fig. 1 dargestellt mit den Fahrzeugen 3 und 5. Die etwa kegelförmigen
Abstrahl- und Empfangsbereiche 11, 12 ergeben auf den Fahrspuren 2
und 4 die eingezeichneten etwa kreisförmigen Bereiche. Die Anordnung der
Ultraschallsensoren 9, 10 ist ersichtlich so durchgeführt, dass die Abstrahl- und
Empfangsbereiche 11, 12 entsprechend den eingezeichneten Kreisen sowohl
in Längsrichtung als auch in Querrichtung etwa aneinandergrenzen, so dass
bezüglich passierenden Fahrzeugen eine lückenlose Erfassung auf den Fahrspuren
2 und 4 möglich ist. Gegebenenfalls können die Abstrahl- und Empfangsbereiche
aufeinanderfolgender Ultraschallsensoren geringfügig überlappen
oder auch geringfügig beabstandet sein. Wesentlich ist bei den Anordnungen,
dass die Abstände nicht so groß gewählt werden, dass dazwischen ein
Fahrzeug unerkannt Platz findet oder dass aufgrund von Bereichsüberlappungen
oder zu großen Bereichen mehrere darin befindliche Fahrzeuge ggf. nur
als ein Fahrzeug dedektiert werden könnten.In Fig. 2 is a schematic plan view of the
In Fig. 3 ist ein Funktionsschema des Tunnelüberwachungssystems dargestellt
mit einer schematischen Draufsicht auf die Fahrspuren 2 und 4. In der Längserstreckung
sind zehn Ultraschallsensor-Einheiten 71 bis 710 angeordnet, wobei
der Tunnel weiter fortsetzbar ist. Im Bereich der Ultraschallsensor-Einheit
75 ist eine Pannenbucht 13 neben der Fahrspur 5 vorgesehen, die ebenfalls
mit Ultraschallsensoren 75a, 75b und 75c überwacht wird. Auf der Fahrspur 2
befindet sich wieder der Lastkraftwagen 3 und in der Pannenbucht ist ein
Kraftfahrzeug 14 liegengeblieben.FIG. 3 shows a functional diagram of the tunnel monitoring system with a schematic top view of the
In einer Tunnelüberwachungsleitstelle 15 ist eine Auswerteeinheit 16 installiert,
an die die Ultraschallsensoreinheiten 7 mit ihren jeweiligen Ultraschallsensoren
9, 10 über einen seriellen Bus 17 angeschlossen sind. Der Auswerteeinheit ist
hier ein Prozessleitsystem 18 nachgeschaltet welches Visualisierungs- und
Dokumentationseinrichtungen umfasst. Für eine weitere Verwertung der Auswerteergebnisse
sind schematisch und beispielhaft zwei Steuerungen vorgesehen:
Eine Steuerung betrifft eine Einfahrt-Ampel 19 am Tunneleingang, die
beispielsweise bei einem liegengebliebenen Fahrzeug auf der Fahrspur 2 oder
bei einer festgestellten Verkehrsüberlastung auf "rot" schaltbar ist. Weiter ist
eine Ansteuerung einer Hinweistafel 20 im Tunnel eingezeichnet, mit der beispielsweise
in blinkender Leuchtschrift verkehrsleitende Hinweise gegeben
werden können.An
In Fig. 4 ist beispielhaft ein Schaltschema für das Tunnelüberwachungssystem
dargestellt. Den einzelnen Ultraschallsensoren 9, 10 der Ultraschallsensor-Einheiten
7 ist jeweils ein Analog-Digital-Wandler 21 zugeordnet und nachgeschaltet
und an den seriellen Bus 17 angeschlossen. Der serielle Bus 17
kommuniziert mit der Auswerteeinheit 16. Diese Auswerteeinheit 16 kann je
nach gewünschter Funktion und je nach Aufrüstgrad mehrere ggf. miteinander
integrierte Mess- und Bewertungseinheiten aufweisen. Insbesondere ist über
eine Lokalisierungseinheit eine Lokalisierung von Fahrzeugen entsprechend
ihrer Position in einem bestimmten Abstrahl- und Empfangsbereich durchführbar.
Über einen Zeitgeber sind Laufzeitmessungen und damit Geschwindigkeitsmessungen
mittels einer Geschwindigkeitsmesseinheit zur Bestimmung
von Fahrzeuggeschwindigkeiten möglich. Zudem kann der Durchgang eines
bestimmten Fahrzeugs durch den Tunnel mittels einer Verfolgungseinheit verfolgt
werden, wobei eine Verfolgung des Durchgangs vom Tunneleingang bis
zum Tunnelausgang lückenlos möglich ist. Weiter sind Abstandsmessungen
zwischen Fahrzeugen durchführbar, ebenso wie Fahrtrichtungserkennungen
und Pannenplatzüberwachungen. Durch Auswertungen der Intensität von Sensorsignalen
ist bei einem entsprechenden Ausbau der Auswerteeinheit durch
Ermittlung von Höhen und Längen von Fahrzeugen auch eine Fahrzeugtyperkennung
durchführbar. Alle oder ein Teil der vorstehend genannten Auswertungsergebnisse
können zu statistischen Zwecken, zu Steuereingriffen oder
Warnhinweisen verknüpft werden. 4 is an example of a circuit diagram for the tunnel monitoring system
shown. The individual
Der Auswerteeinheit 16 ist hier als Ausgabeeinheit beispielhaft ein Bildschirm
22 als Visualisierungseinrichtung nachgeschaltet, womit eine Überwachungsperson
die Vorgänge im Tunnel visuell nachvollziehen kann. Zudem sind auch
weitere an sich bekannte Einheiten zur Dokumentation, wie beispielsweise
Speicher und Drucker möglich.The
Weiter sind hier die Ergebnisse der Auswerteeinheit 16 einer Steuereinheit 23
zugeführt, womit selbsttätig nachgeschaltete Stellglieder beispielsweise zur
Verkehrsleitung, zur Warnung, zur Sicherung, etc. angesteuert werden. Beispielhaft
sind hier mit einer Lampe 24 Ampeln und/oder Blinklampen und/oder
Leuchtschriften angedeutet. Weiter sind mit einem Lautsprecher 25 Sirenen
und/oder Durchsageeinrichtungen schematisch angegeben. Mit einem Lüfterrad
26 sollen Einrichtungen zur Tunnelsicherung, wie Lüftungen, automatisierte
Löschanlagen, Absperreinrichtungen, etc. umfasst sein.The results of the
Claims (10)
mit im Längsverlauf der wenigstens einen Fahrspur (2, 4) und verteilt im Tunnel angebrachten Lokalisierungssensoren als Bestandteile einer Fahrzeuglokalisierungseinrichtung,
mit einer Auswerteinheit (16), der Sensorsignale der Lokalisierungssensoren zuführbar sind, und
mit einer Ausgabeeinheit, die der Auswerteeinheit (16) nachgeordnet ist und mit der Auswerteergebnisse darstellbar sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierungssensoren Ultraschallsensoren (7; 9, 10) sind, die jeweils mit einem Abstrahl- und Empfangsbereich (11, 12) auf die wenigstens eine Fahrspur (2, 4) gerichtet sind, dergestalt, dass beim Aufenthalt eines Fahrzeugs (3, 5) im Abstrahl- und Empfangsbereich (11, 12) eines Ultraschallsensors (7; 9, 10) von diesem ein entsprechendes Sensorsignal (16) an die Auswerteeinheit abgebbar ist,
dass die Auswerteeinheit (16) eine Laufzeitmesseinheit umfasst, mit der mittels eines Sensorsignals entsprechend dem Aufenthalt eines Fahrzeugs (3, 5) in einem Abstrahl- und Empfangsbereich (11, 12) eines bestimmten Ultraschallsensors (7; 9, 10) eine Laufzeitmessung aktivierbar ist und mittels eines nachfolgenden Sensorsignals entsprechend dem späteren Aufenthalt des selben Fahrzeugs in einem Abstrahl- und Empfangsbereich eines in Fahrtrichtung im Tunnel nachfolgenden Ultraschallsensors die Fahrzeit zwischen wenigstens diesen zwei Ultraschallsensoren erfassbar ist, und
dass der Laufzeitmesseinheit eine Geschwindigkeitsmesseinheit nachgeordnet, mit der aus der erfassten Laufzeit und dem bekannten Sensorabstand ein Geschwindigkeitssignal für das Fahrzeug (3, 5) errechenbar ist.Tunnel monitoring system in a vehicle tunnel with at least one lane,
with in the longitudinal course of the at least one lane (2, 4) and distributed in the tunnel localization sensors as components of a vehicle localization device,
with an evaluation unit (16) to which sensor signals of the location sensors can be fed, and
with an output unit which is arranged downstream of the evaluation unit (16) and with which evaluation results can be displayed,
characterized in that the localization sensors are ultrasonic sensors (7; 9, 10), each with a radiation and reception area (11, 12) directed at the at least one lane (2, 4), such that when a vehicle ( 3, 5) in the radiation and reception area (11, 12) of an ultrasonic sensor (7; 9, 10), a corresponding sensor signal (16) can be emitted from the latter to the evaluation unit,
that the evaluation unit (16) comprises a transit time measurement unit with which a transit time measurement can be activated by means of a sensor signal corresponding to the location of a vehicle (3, 5) in a radiation and reception area (11, 12) of a specific ultrasonic sensor (7; 9, 10) and the travel time between at least these two ultrasonic sensors can be detected by means of a subsequent sensor signal corresponding to the later stay of the same vehicle in a radiation and reception area of an ultrasonic sensor following in the direction of travel in the tunnel, and
that the transit time measuring unit is followed by a velocity measuring unit with which a velocity signal for the vehicle (3, 5) can be calculated from the recorded transit time and the known sensor distance.
dass bei einer Unterbrechung der Weitergabe ein Stillstandssignal für das Fahrzeug (3, 5) in Verbindung mit einem Sensorerkennungssignal entsprechend dem Ort des nicht mehr durchfahrenen Ultraschallsensors abgebbar ist. Tunnel monitoring system according to claim 1 or claim 2, characterized in that the evaluation unit (16) comprises a tracking unit with which a vehicle (3, 5) detects when entering the tunnel by a first ultrasonic sensor and the passage through the subsequent ultrasonic sensors to the tunnel exit through a Forwarding circuit is detectable and controllable, and
that if the transmission is interrupted, a standstill signal for the vehicle (3, 5) can be emitted in conjunction with a sensor detection signal corresponding to the location of the ultrasound sensor that is no longer being driven through.
dass eine Reihe von funktionsmäßig verbundenen Ultraschallsensoren (7; 9, 10) den Fahrspuren (2, 4) einer Fahrtrichtung, vorzugsweise jeweils einer einzigen Fahrspur sowie Pannenplätzen (13) zugeordnet sind.Tunnel monitoring system according to one of claims 1 to 6, characterized in that; that the ultrasonic sensors (7; 9, 10) are arranged on the tunnel ceiling (6), and
that a number of functionally connected ultrasonic sensors (7; 9, 10) are assigned to the lanes (2, 4) of a direction of travel, preferably each to a single lane and breakdown spaces (13).
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