NL9100591A - Drukgevoelige drempel. - Google Patents

Description

DRUKGEVOELIGE DREMPEL

Door aanvraagster wordt als uitvinder genoemd:

Robertus Adrianus VAN DEN BOS te HAARLEM

De uitvinding heeft betrekking op een drukgevoelige drempel voor het vaststellen van het passeren van de drempel door een object en voorzien van een steunplaat voor het steunen van het object bij het passeren.

In de praktijk is een. dergelijke drukgevoelige drempel bekend in de vorm van een teltrede. Teltreden worden onder meer gebruikt in bussen, trams, treinwagons en metrowagons voor het tellen van passagiers. De bekende teltrede is onderdeel van een ingang- of uitgangtrapje van een der bovengenoemde transportmiddelen. De teltrede is voorzien van een steunplaat die beweegbaar is onder invloed van de belastende kracht die een passagier bij het in- of uitstappen door zijn gewicht erop uitoefent. Aan de beweegbare steunplaat is een schakelelement gekoppeld dat telkens als de steunplaat belast wordt, een digitale schakelpuls afgeeft. Uit het aantal digitale schakelpulsen van de teltrede van het ingangtrapje wordt het aantal ingestapte passagiers afgeleid; uit het aantal digitale schakelpulsen van de teltrede van het uitgangtrapje het aantal uitgestapte passagiers.

In geval het ingang- en uitgangtrapje tot één trapje gecombineerd zijn, zoals bijvoorbeeld in treinen, metro's en bussen of trams met stempelautomaten het geval kan zijn, zijn meerdere treden van het trapje als teltrede uitgevoerd. Als achtereenvolgens een lager geplaatste en een hoger geplaatste teltrede wordt belast, dan wordt daaruit afgeleid dat een passagier instapt. Vindt de belasting in omgekeerde volgorde plaats, dan wordt aangenomen dat een passagier uitstapt.

Uit combinatie van door de teltreden gesignaleerde aantallen passagiers met de plaats van in- of uitstappen, bijvoorbeeld op basis van tachograafgegevens, kan het aantal passagiers-kilometers worden bepaald per voertuig, per lijn, per tijdseenheid enz.

De bekende teltrede heeft een aantal bezwaren die ertoe leiden dat de nauwkeurigheid van de telling van het aantal passagiers kan dalen tot beneden 50%. Een eerste bezwaar van de bekende teltrede is dat zij niet kan vaststellen dat twee of meer passagiers gelijktijdig eenzelfde teltrede belasten. De teltrede zal dan slechts één passagier detecteren dan wel een telfout veroorzaken als in- en uitstappende passagiers elkaar op de teltrede passeren. Dit bezwaar doet zich ook gelden indien de teltrede voortdurend wordt belast bijvoorbeeld door een door een passagier meegevoerde last, zoals een tas, die op de teltrede wordt weggezet. Deze teltrede is dan blind voor later in- of uitstappende passagiers.

Nog een bezwaar is dat de teltrede niet toepasbaar is bij zogenaamde knielbussen waarbij het in- en uitgangtrapje verdwenen is en vervangen is door een instapplateau. Hierbij is het niet meer mogelijk het aantal individuele passagiers op het instapplateau te onderscheiden.

Het doel van de uitvinding is een drukgevoelige drempel, dat ook toepasbaar is als teltrede, te verschaffen waarmee de eerdergenoemde problemen voorkomen worden. Daartoe is de drukgevoelige drempel volgens de uitvinding erdoor gekenmerkt dat de drempel voorzien is van detectiemiddelen voor het detecteren van een verandering in de tijd in de door het object op de steunplaat uitgeoefende kracht.

De uitvinding berust op het inzicht dat het vaststellen van het passeren van een object, zoals een passagier, gedetecteerd kan worden door een verandering in de kracht vast te stellen. Statische belastingen, zoals op een teltrede als drukgevoelige drempel weggezette last wordt door de drukgevoelige drempel volgens de uitvinding niet gezien. Ook indien zich reeds een passagier op een teltrede bevindt, en een tweede passagier stapt op dezelfde teltrede, wordt het passeren van deze tweede passagier vastgesteld als gevolg van de optredende verandering van de kracht op de drukgevoelige drempel.

Een voorkeursuitvoering van de drukgevoelige drempel volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat de detectiemiddelen een kracht-opnemer omvatten voor het opnemen van de uitgeoefende kracht. De krachtopnemer, in een uitvoering met een elektrische uitgang, geeft een meetsignaal af dat afhankelijk is van de erop uitgeoefende kracht. Met bekende middelen zoals een differentiërende schakeling is het mogelijk het krachtsafhankelijke meetsignaal om te zetten in een signaal dat afhankelijk is van de verandering in de uitgeoefende kracht in de tijd. Krachtopnemers met een elektrische uitgang zijn in veel varianten, met bekrachtigingsschakelingen en primaire signaalverwerking verkrij gbaar.

Een verdere voorkeursuitvoering is erdoor gekenmerkt dat de krachtopnemer een piëzo-elektrische opnemer is. Piëzo-elektrische opnemers hebben het voordeel dat ze robuust en goedkoop zijn en in veel uitvoeringsvormen verkrijgbaar zijn. Het is met eenvoudige middelen mogelijk het van een piëzo-elektrische opnemer afkomstige elektrische signaal te converteren naar een elektrisch signaal dat reproduceerbaar afhankelijk is van de op de opnemer optredende verandering in de kracht.

Een eenvoudige uitvoeringsvorm van de drukgevoelige drempel volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat de krachtopnemer een op druk belastbare krachtopnemer is. Een dergelijke krachtopnemer is constructief eenvoudig aan te brengen tussen bijvoorbeeld een samenstel van twee ten opzichte van elkaar beweegbare platen waarvan een plaat de steunplaat is.

Een andere uitvoeringsvorm van de drukgevoelige drempel volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat de krachtopnemer een op buiging belastbare krachtopnemer is. Deze uitvoeringsvorm is in het bijzonder dan toepasbaar indien de drempel wordt toegepast in een bestaand systeem. Een daartoe geschikt deel van het systeem, zoals een bestaande traptrede of een deel van een vloer, kan worden voorzien van de op buiging belastbare krachtopnemer met lage ombouwkosten. Voorbeelden van op buiging belastbare krachtopnemers zijn rekstrookjes en schijfvormige piëzo-elektrische opnemers.

Een andere voorkeursuitvoering van de drukgevoelige drempel volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat de detectiemiddelen ten minste twee krachtopnemers omvatten die, gezien in de normale richting van passeren, naast elkaar geplaatst zijn en voor de uitgeoefende kracht mechanisch althans ten dele ontkoppeld zijn. Deze uitvoeringsvorm is in het bijzonder bij brede drempels van voordeel. Door twee of meer opnemers naast elkaar te plaatsen en deze opnemers voor de uitgeoefende kracht te ontkoppelen wordt voorkomen dat de opnemers mechanisch overbelast worden indien meerdere passagiers gelijktijdig op de drukgevoelige drempel staan. Bovendien wordt het voordeel bereikt dat de veranderingen in kracht die een enkele opnemer ondergaat in de tijd gezien beter verspreid worden en veranderingen in kracht elkaar minimaal overlappen. Een met de drukgevoelige drempel verbonden gegevensverwerkingssysteem kan daardoor eenvoudig van constructie zijn. Bovendien kan het in- en uitstapgedrag bij brede in- en uitgangen gevolgd worden zonder het gebruik van dwangstangen die slechts één passagier tegelijk doorlaat verschaffen.

Nog een andere uitvoeringsvorm van de drukgevoelige drempel is erdoor gekenmerkt dat de detectiemiddelen ten minste twee kracht-opnemers omvatten die, gezien in de normale richting van passeren, achter elkaar geplaatst zijn en voor de uitgeoefende kracht mechanisch althans ten dele ontkoppeld zijn. Uit proeven is gebleken dat de krachtverdeling over twee of meer achter elkaar geplaatste krachtopnemers bij het passeren van een passagier afhankelijk is van de looprichting van die passagier. Uit een analyse van de door elk der krachtopnemers afgegeven uitgangssignalen kan worden bepaald of een passagier instapt of uitstapt.

Op een meting in transportvoertuigen werken veel storende invloeden in. Elektrische signalen worden gestoord door elektromotoren of de ontsteking van verbrandingsmotoren, meetopnemers staan bloot aan mechanische trillingen en schokken. Gebleken is dat deze verstorende invloeden althans ten dele geëlimineerd kunnen worden in een uitvoeringsvorm van de drukgevoelige drempel welke erdoor is gekenmerkt dat de drukgevoelige drempel voorzien is van een kracht-opnemer die tijdens normaal passeren niet belastbaar is door het object. Deze krachtopnemer wordt gebruikt als referentie, waarvan het uitgangssignaal door een met de drukgevoelige drempel verbonden gegevensverwerkingssysteem gebruikt kan worden als basisniveau voor het uitgangssignaal van de belastbare krachtopnemers.

Een bijzonder nauwkeurige en betrouwbare drukgevoelige drempel wordt verkregen in een uitvoering welke erdoor is gekenmerkt dat de detectiemiddelen voorzien zijn van een analysesysteem voor het analyseren van het verloop in de tijd van de verandering in de door het object op de steunplaat uitgeoefende kracht. Uit proeven is gebleken dat het verloop van de kracht als functie van de tijd bij het opstappen op een drukgevoelige drempel een ander verloop heeft, ook in absolute waarde, dan het verloop van de kracht als functie van de tijd bij het afstappen van een drukgevoelige drempel. Uit een analyse van het verloop van de gemeten kracht, als functie van de tijd, dus een analyse van de verandering in kracht, is het mogelijk op zeer betrouwbare wijze vast te stellen of een persoon op de drukgevoelige drempel stapt of dat een persoon van de drukgevoelige drempel stapt.

Verrassenderwijs is gebleken dat, in het geval de persoon een passagier is die op de trede van een trap stapt, de vorm van de krachtsverandering als functie van de tijd verschillend is bij het in opwaartse richting of in neerwaartse richting op de trede stappen. Uit een analyse van de vorm van de krachtsverandering kan het analysesysteem eenvoudig vaststellen of een passagier instapt of uitstapt. Het is mogelijk om met en enkele teltrede, voorzien van een drukgevoelige drempel volgens de uitvinding, het aantal passagiers vast te stellen en vast te stellen of een passagier instapt of uitstapt.

De nauwkeurigheid kan verder vergroot worden met een uitvoeringsvorm welke erdoor is gekenmerkt dat de detectiemiddelen voorzien zijn van normeringsmiddelen voor het normeren naar een standaardwaarde van de gedetecteerde verandering in de door het object op de steunplaat uitgeoefende kracht. Door het normeren van de gedetecteerde verandering tot een vaste waarde is de variatie in vastgestelde toename van de kracht per tijdseenheid in absolute grootheden kleiner geworden waardoor de nauwkeurigheid van de telling verder wordt vergroot.

Eveneens uit proeven is gebleken dat de verandering in tijd van de kracht, zowel bij het opstappen op de drukgevoelige drempel als bij het er vanaf stappen, onder normale omstandigheden per persoon binnen zekere grenzen reproduceerbaar is. Bijzondere voordelen kunnen daarom worden bereikt bij een drukgevoelige drempel welke erdoor is gekenmerkt dat het analysesysteem een zelflerend systeem is. Het zelflerende systeem kan van een bepaalde persoon de karakteristieke tred een eerste keer opnemen en opslaan en bij iedere volgende passage van een persoon kan de dan vastgestelde tred vergeleken worden met de bibliotheek van reeds opgeslagen treden. De aldus uitgevoerde drempel kan dan tevens als toegangssysteem fungeren. Door de zelflerende eigenschap van het analysesysteem kan het analysesysteem geleidelijke veranderingen in de tred van een bepaalde persoon volgen.

Uiteraard is het ook mogelijk het zelflerende systeem te gebruiken bij de toepassing van de drukgevoelige drempel als teltrede. Het analysesysteem is dan in staat om geleidelijke veranderingen in de kracht-uitgangssignaal-verhouding van elke krachtopnemer te volgen en voor veranderingen te compenseren.

Bij voorkeur is de drukgevoelige drempel zo uitgevoerd dat de detectiemiddelen een telsysteem omvatten voor het tellen van het aantal gepasseerde objecten en meer bij voorkeur dat het telsysteem een heen- en terugtelsysteem omvat. De drukgevoelige drempel geeft daarmee de mogelijkheid om met gebruikmaking van statistische en rekenkundige technieken overzicht te krijgen in het passagier-transport per voertuig, per lijn enz.

Een bijzonder geschikte vorm van een analysesysteem is erdoor gekenmerkt dat het analysesysteem een programmeerbaar rekentuig omvat. Een programmeerbaar rekentuig heeft het voordeel dat veel functies erin kunnen worden ondergebracht, zoals de telfuncties, de heen- en.terugtelfunctie, de normeringsfunctie en de relatie kracht-uitgangssignaal van elke krachtopnemer. Bovendien kan het programmeerbaar rekentuig gebruikt worden voor de statistische en rekenkundige bewerkingen op de gemeten resultaten en als datalogger voor het vastleggen van rij- en stopgegevens van het voertuig waarin een teltrede is gemonteerd.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een analysesysteem zoals beschreven als onderdeel van de drukgevoelige drempel.

De uitvinding zal in het hierna volgende worden uitgelegd aan de hand van de tekening van een niet-beperkend uitvoeringsvoorbeeld.

In de tekening is fig. 1 een grafische weergave van het verloop van de kracht op een krachtopnemer en van de daaruit afgeleide verandering in de kracht bij het op- en afstappen op een drukgevoelige drempel volgens de uitvinding; fig. 2 een grafische weergave van het verloop van de kracht op een krachtopnemer en van de daaruit afgeleide verandering in de kracht bij het in op- en in neerwaartse richting betreden van een trede; fig. 3 een schematische perspectivische weergave van een doorsnede van een eerste uitvoeringsvorm van de drukgevoelige drempel en fig. 4 een schematische weergave in zijaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van de drukgevoelige drempel.

In fig. 1 is een mogelijke relatie tussen de door een passagier op een drukgevoelige drempel uitgeoefende kracht getekend als functie van de tijd. Op het tijdstip t0 begint de toename van de kracht als de passagier op de drukgevoelige drempel stapt. Op tijdstip tx staat de passagier met zijn volle gewicht op de drukgevoelige drempel. Op tijdstip t2 begint het afstappen, dat op tijdstip t3 voltooid is. Uit proeven is gebleken dat de tijdsduur t^ t0 groter is dan de tijdsduur t3-t2. Het gevolg hiervan is te zien in fig. lb, waarin de naar de tijd gedifferentieerde kracht, in praktische toepassing, is weergegeven. Uit het verschil in signaalvorm is door middel van een analysesysteem op basis van bijvoorbeeld de flanksteilheid van elke piek of een deel ervan af te leiden of het om een opstappen of afstappen handelt.

Binnen zekere grenzen is de vorm van de piek, indien een persoon op- en afstapt, karakteristiek voor die persoon. De drukgevoelige drempel is dan geschikt als toelaatsysteem, bijvoorbeeld voor ruimten, gebouwen of terreinen.

Fig. 2 toont het verloop van de kracht en van de verandering van de kracht op een drukgevoelige drempel als trede van een trap. Uit fig. 2 blijkt de stijgtijd t!-t0 bij het in opwaartse richting op de trede opstappen, fig. 2a (instappen in een voertuig), groter is dan bij het uitstappen, fig. 2b. Door gebruik te maken van dit verschil in stijgtijd tx-t0 (helling) kan op eenvoudige wijze, naast vaststellen dat een passagier de trede passeert, ook worden vastgesteld in welke richting dat plaatsvindt.

Fig. 3 toont in perspectivische doorsnede een uitvoeringsvorm van een drukgevoelige drempel volgens de uitvinding.

In fig. 3 is 10 de steunplaat waarop een passagier bij het passeren van de drukgevoelige drempel stapt. De steunplaat is verdeeld in een aantal steunvlakken waarvan er enkele zijn aangegeven met de verwijzingscijfers 11-16. De steunvlakken zijn onderling verbonden door middel van elastische stroken 17 en 18. De steunvlakken zijn daardoor voor verticale belasting mechanisch ontkoppeld; in horizontale richting zorgen de elastische stroken 17 en 18 voor voldoende verband. De onderzijde van de drukgevoelige drempel omvat een bodemplaat 19. Tussen bodemplaat en elk der steunvlakken is een piëzo-elektrische krachtopnemer geplaatst, waarvan er enkele met verwijzingscijfers 20-23 zijn aangegeven.

Tussen de steunplaat 10 en de bodemplaat 19 is de resterende ruimte opgevuld met een elastische rubberlaag 24. Door de verdeling van de steunplaat in een aantal steunvlakjes met elk zijn eigen krachtopnemer, is het eenvoudig mogelijk zowel de richting van passeren als het aantal passagiers vast te stellen. In het bijzonder de richting is eenvoudig vast te stellen door met behulp van een analysesysteem de opeenvolging in de tijd van de belasting van krachtopnemers te analyseren. Uit praktijkproeven is gebleken dat het gebruikelijk af rollen in looprichting van de voet bij het lopen goed herkenbaar is. Ook dat afrollen kan, in het bijzonder bij een zelflerend systeem gebruikt worden als identificatie van de passerende persoon.

Fig. 4 geeft een andere uitwerking van een drukgevoelige drempel volgens de uitvinding.

In fig. 3 is 10 weer de steunplaat, die nu echter voorzien is van uithollingen 30-33, elk voorzien van een aan de steunplaat gekoppelde krachtopnemer, respectievelijk 34-37.

Een geschikte krachtopnemer is een piëzo-elektrisch kristal dat tegen de steunplaat 10 bevestigd wordt door middel van bijvoorbeeld lijmen. De steunplaat 10 is aan de onderzijde afgesloten met grond-plaat 19. Om de steunvlakken 41-43 mechanisch te ontkoppelen voor de belasting door een zich erop bevindend object zijn de steunvlakken met rubber stroken 17 met elkaar verbonden. Bij belasting wordt de bovenwand van elk der steunvlakken 40-43 belast op buiging, die door de krachtopnemers 34-37 gevolgd wordt.

Claims (15)

1. Drukgevoelige drempel voor het vaststellen van het passeren van de drempel door een object en voorzien van een steunplaat voor het steunen van het object bij het passeren, met het kenmerk, dat de drempel voorzien is van detectiemiddelen voor het detecteren van een verandering in de tijd in de door het object op de steunplaat uitgeoefende kracht.

2. Drukgevoelige drempel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de detectiemiddelen een krachtopnemer omvatten voor het opnemen van de uitgeoefende kracht.

3. Drukgevoelige drempel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de krachtopnemer een piëzo-elektrische opnemer is.

4. Drukgevoelige drempel volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de krachtopnemer een op druk belastbare krachtopnemer is.

5. Drukgevoelige drempel volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de krachtopnemer een op buiging belastbare krachtopnemer is.

6. Drukgevoelige drempel volgens een der conclusies 2-5, met het kenmerk, dat de detectiemiddelen ten minste twee krachtopnemers omvatten die, gezien in de normale richting van passeren, naast elkaar geplaatst zijn en voor de uitgeoefende kracht mechanisch althans ten dele ontkoppeld zijn.

7. Drukgevoelige drempel volgens een der conclusies 2-6, met het kenmerk, dat de detectiemiddelen ten minste twee krachtopnemers omvatten die, gezien in de normale richting van passeren, achter elkaar geplaatst zijn en voor de uitgeoefende kracht mechanisch althans ten dele ontkoppeld zijn.

8. Drukgevoelige drempel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de drukgevoelige drempel voorzien is van een krachtopnemer die tijdens normaal passeren niet belastbaar is door het object.

9. Drukgevoelige drempel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de detectiemiddelen voorzien zijn van een analysesysteem voor het analyseren van het verloop in de tijd van de verandering in de door het object op de steunplaat uitgeoefende kracht.

10. Drukgevoelige drempel volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de detectiemiddelen voorzien zijn van normeringsmiddelen voor het normeren naar een standaardwaarde van de gedetecteerde verandering in de door het object op de steunplaat uitgeoefende kracht.

11. Drukgevoelige drempel volgens een der conclusies 9 of 10, met het kenmerk, dat het analysesysteem een zelflerend systeem is.

12. Drukgevoelige drempel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de detectiemiddelen een telsysteem omvatten voor het tellen van het aantal gepasseerde objecten.

13. Drukgevoelige drempel volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het telsysteem een heen- en terugtelsysteem omvat.

14. Drukgevoelige drempel volgens een der conclusies 9-13, met het kenmerk, dat het analysesysteem een programmeerbaar rekentuig omvat. (

15. Analysesysteem zoals beschreven als onderdeel van een drukgevoelige drempel volgens een der conclusies 9-14.