DE4140068C1 - Road traffic vol. registering appts. - uses expansion measuring strips placed in parallel across road and connected to evaluation unit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erfassen von Verkehrsgrößen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 (CA 9 47 834).

Die zur Regelung des Straßenverkehrs benötigten Verkehrsgrößen, z. B. Anzahl der Fahrzeuge, Geschwindigkeit, Fahrzeugart, Verkehrsdichte, Belegung usw. können mit unterschiedlichen Verfahren festgestellt werden.

Aus der WO 9f 02 410 ist ein Geschwindigkeitsdetektor bekannt, der einen Streifensensor aufweist. Dieser Streifensensor besteht aus elektrischen Kontakten auf zwei Schichten die durch eine dielektrische Schicht voneinander getrennt sind.

Wenn ein Fahrzeug über den Streifensensor fährt wird ein Kontakt zwischen den elektrischen Kontakten hergestellt, da die dielektrische Schicht Öffnungen aufweist. Durch gezielte Anordnung der Öffnungen in der dielektrischen Schicht und von verschiedenen Streifensensoren in der Straße ist es möglich zwischen verschiedenen Fahrzeugtypen und zwischen mehreren über einen Sensor fahrenden Fahrzeugen zu unterscheiden.

Aus der FR 26 15 988 A1 ist ein Detektor bekannt, der passierende Reifen von Fahrzeugen feststellt. Der Detektor weist eine Metallplatte auf, die im Straßenbelag auf Fahrbahnniveau eingelassen ist und sich verbiegt, wenn ein Reifen über die Platte fährt. Die Platte ist auf einer Seite fest und auf der anderen beweglich und ein Schalter wird betätigt, wenn die Platte sich verbiegt. Der Detektor ist sehr robust und unempfindlich, aber er liefert nur wenig Information, nämlich die Anzahl der Reifen.

Aus dem Patent CA 9 47 834 ist es bekannt, die Fahrtrichtung und das Gewicht eines Fahrzeugs zu bestimmen. Dazu können druckempfindliche Meßstreifen unter einer Gummimatte in einer Fahrbahn angebracht werden, was jedoch recht ungenau ist. Eine verbesserte Lösung sieht vor, daß auf einer unbeweglichen Plattform zumindest zwei elektrische Dehnungsmeßstreifen vorgesehen sind, die auf Deformationen der Platte durch Fahrzeuge reagieren. Die Meßstreifen sind zur Auswertung teil einer Brückenschaltung und sind beispielsweise spannungs- oder kompressionsempfindlich. Die Platte wird zur Bestimmung des Achsgewichts eingesetzt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung anzugeben, die trotz ihrem einfachen Aufbau neben zuverlässigen Gewichtsmessungen und Achszählungen Klassifizierungen von Fahrzeugen durchführen kann.

Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Anordnung, die eine Erfassung der Verkehrsdichte z. B. zur Stauvorhersage, eine Erfassung des Verkehrsflusses, also der Geschwindigkeit einzelner Fahrzeuge oder der Durchschnittsgeschwindigkeit des ganzen Verkehrs, eine Fahrzeugerkennung, d. h. eine Unterscheidung zwischen Lkw, Pkw, Gespann, Motorrad, . . ., erlaubt, basiert auf dem Einsatz von gebräuchlichen, handelsüblichen Dehnungsmeßstreifen. Der Einsatz dieser Dehnungsmeßstreifen ist besonders sinnvoll zur Sicherung einer Straße oder Brücke vor Überlastung durch Erfassung der Fahrzeugmasse.

Die Dehnungsmeßstreifen können entweder im Asphalt oder auf- oder unterhalb einer sich elastisch verformenden Platte die in die Fahrbahn eingebracht ist, angebracht werden. Die Dehnungsmeßstreifen sind Teil eines Meßkreises, z. B. einer Brückenschaltung, in dem eine der Dehnung proportionale Meßgröße erfaßt wird. Werden mehrere Dehnungsmeßstreifen hintereinander angeordnet, so kann eine Geschwindigkeitsmessung durchgeführt werden. Aus der Größe der Meßgröße, die der Dehnung entspricht, kann auf das Gewicht des Fahrzeuges geschlossen werden. Wenn Fahrzeuge mit mehreren Achsen einen Dehnungsmeßstreifen passieren, kann aus der Folge der Impulse der Meßgröße die Zahl der Achsen und durch Vergleich der Achsabstände eine Fahrzeugklassifizierung durchgeführt werden. So kann man beispielsweise zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Kraftfahrzeug mit einem zweiachsigen Wohnanhänger unterscheiden. Dazu ist in der Auswerteeinheit ein Speicher vorgesehen, in dem typische Impulsfolgen zum Vergleich abgespeichert sind.

Die typischen Impulsfolgen sind beispielsweise in einer normierten Geschwindigkeit abgespeichert, auf die auch die gemessenen Impulsfolgen normiert werden sollten, um einen Vergleich zu erleichtern.

Die Dehnungsmeßstreifen sollten so angebracht werden, daß sie die Dehnung eines Teils feststellen, das sich beim Überfahren deformiert. Dabei sollte die Abhängigkeit der Deformation des Teils von dem Gewicht und der Geschwindigkeit des passierenden Fahrzeugs bekannt sein.

Es ist besonders einfach, den Dehnungsstreifen im Fahrbahnbelag bei einem komprimierbaren Mittel anzubringen.

Eine besonders robuste Ausführungsform sieht die Anbringung der Dehnungsmeßstreifen unter einer sich elastisch verformenden Platte vor. Unter der Platte befindet sich dann ein veränderbarer Raum, der beispielsweise mit einem komprimierbaren Stoff angefüllt ist. Eine genaue Aussage über die Stelle an der ein Fahrzeug die Fahrbahn passiert hat, kann getroffen werden, wenn in Querrichtung zur Fahrbahn viele Dehnungsmeßstreifen vorgesehen sind, die in der Auswerteeinheit einzeln ausgewertet werden. So kann die Spurbreite und auch die Reifenbreite bestimmt werden. Eine Fahrzeugklassifizierung kann auch über diese Größen erfolgen. Es können Vergleichsgrößen im Speicher der Auswerteeinheit abgespeichert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a und b Anbringung der Dehnungsmeßstreifen in einer Anordnung zur Erfassung von Verkehrsgrößen mit einer Platte im be- und entlasteten Zustand,

Fig. 2 Anbringung der Anordnungen in einer Fahrbahn,

Fig. 3 Impulsfolgen typischer Fahrzeuge und

Fig. 4 Anbringung der Dehnungsmeßstreifen im Fahrbahnbelag.

In Fig. 1a ist ein Schnitt in Längsrichtung der Fahrbahn durch eine Anordnung mit einem Dehnungsmeßstreifen 4 dargestellt. Der Dehnungsmeßstreifen 4 ist dabei an einer Platte 2, beispielsweise an einer Stahlplatte befestigt. Diese Stahlplatte 2 liegt auf zwei Stützen 3 und 3′ auf. Die Stützen 3, 3′ werden beim Vorbeifahren oder Darüberfahren eines Fahrzeuges nicht bewegt. Somit bleiben auch die Enden der Platte 2 unbeweglich. Die Anordnung aus Platte 2 und Stützen 3, 3′ ist in den Fahrbahnbelag 1 einer Fahrbahn eingebracht. Die Oberfläche der Platte 2 befindet sich dabei auf Fahrbahnniveau. Man erhält also eine ebene Fahrbahn. Der Dehnungsmeßstreifen 4 ist mit einer Auswerteeinheit A verbunden. In dieser Auswerteeinheit A befindet sich beispielsweise eine Brückenschaltung z. B. eine Wheatstonebrücke, mit der die Widerstandsänderung des Dehnungsmeßstreifens, die proportional zur Dehnung ist, festgestellt werden kann. Wenn ein Fahrzeug mit seinem Reifen R über die Platte 2 fährt, so wird diese Platte elastisch verformt. Es entsteht eine Auslenkung F, die eine Dehnung der Platte 2 zur Folge hat. Diese Dehnung wird mit dem Dehnungsmeßstreifen 4 festgestellt. Sie ist abhängig vom Gewicht des Fahrzeugs.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie zwei Fahrbahnen FB1 und FB2 durch vier unabhängige Anordnungen S1 bis F4 von Dehnungsmeßstreifen überwacht werden können. Zunächst sind auf jeder der Fahrbahnen FB1, FB2 zwei Anordnungen von Dehnungsmeßstreifen S1 und S2 beziehungsweise S3 und S4 in einem festen bekannten Abstand zueinander hintereinander angeordnet. Passiert ein Fahrzeug eine der beiden Fahrbahnen, so entstehen in den unterschiedlichen Anordnungen von Dehnungsmeßstreifen zeitlich nacheinander Impulse. Über den Zeitabstand zwischen den Impulsen und die bekannten Abstände zwischen den Anordnungen von Dehnungsmeßstreifen a1, a2 kann die Geschwindigkeit des passierenden Fahrzeuges ermittelt werden. Wenn die Anordnungen von Dehnungsmeßstreifen S1 bis S4 aus längs zur Fahrbahn orientierten Dehnungsmeßstreifen bestehen und quer zur Fahrbahn jeweils viele Dehnungsmeßstreifen angeordnet sind, die einzeln ausgewertet werden, so kann auch eine Aussage beispielsweise über die Spurbreite eines Fahrzeugs und über die Lage der Reifen bezüglich der Fahrbahn beim Passieren des Fahrzeugs gemacht werden.

In der Fig. 3 sind zwei unterschiedliche typische Impulsformen des Meßsignals P über der Zeit t aufgetragen. Das durchgezogene Signal stammt dabei von der ersten Anordnung von Dehnungsmeßstreifen und das gestrichelte Signal von einer zweiten Anordnung von Dehnungsmeßstreifen. Der zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Impulsen gibt mit dem Abstand zwischen den Anordnungen von Dehnungsmeßstreifen wie oben bereits erläutert Aufschluß über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. In der oberen Darstellung der Fig. 3 wird jeder Dehnungsmeßstreifen von vier Achsen passiert. Dabei sind auf die beiden ersten Achsen ein höheres Gewicht als auf die beiden hinteren Achsen verteilt. Dies ist beispielsweise das Signal eines Pkws mit einem zweiachsigen Wohnanhänger. Das untere Signal der Fig. 3 stammt beispielsweise von einem schwereren Pkw mit niederer Geschwindigkeit. Die gemessenen Impulsformen werden mit der gemessenen Geschwindigkeit normiert. Spurbreite und Achsabstand, sowie Achsgewicht werden zur Fahrzeugklassifizierung mit den im Speicher der Auswerteeinheit abgelegten Impulsformen verglichen.

In Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, die zeigt, wie man einen Dehnungsmeßstreifen auf eine andere Art in einer Fahrbahn unterbringen kann. Der Dehnungsmeßstreifen 4 befindet sich direkt im Fahrbahnbelag 1. Er ist ebenfalls mit einer Auswerteeinheit A verbunden. Unterhalb des Dehnungsmeßstreifens 4 befindet sich ein komprimierbares Mittel 6, das beim Passieren eines Fahrzeuges in definierter Weise zusammengsdrückt wird. Auch mit dieser Anordnung können Achsen gezählt werden, das Gewicht pro Achse bestimmt werden und über die Auswertung der Impulse pro Zeiteinheit festgestellt werden, welche Art von Fahrzeugen den Dehnungsmeßstreifen passiert haben.

A Auswerteeinheit
1 Fahrbahnbelag
2 Platte
3, 3′ Stützen
4 Dehnungsmeßstreifen
R Streifen
5 Hohlraum
6 komprimierbares Mittel
FB1, FB2 Fahrbahn
S1-S4 Anordnungen von Dehnungsmeßstreifen
a₁, a₂ Abstand zwischen S1 und S2 bzw. S3 und S4

Claims (3)

1. Anordnung zum Erfassen von Verkehrsgrößen auf mindestens einem zu überwachenden Abschnitt, mindestens einer zu überwachenden Fahrbahn, mit einer Auswerteeinheit, die zur Ermittlung der Verkehrsgrößen vorgesehen ist, mit mindestens einem Dehnungsmeßstreifen (4), der mit der Auswerteeinheit (A) verbunden ist und der an, über oder unter einem Teil (2, 6) befestigt ist, das deformiert wird, wenn ein Fahrzeug den zu überwachenden Abschnitt passiert, dadurch gekennzeichnet, daß viele Dehnungsmeßstreifen (4) parallel zueinander über die Fahrbahnbreite verteilt angeordnet sind, die einzeln ausgewertet werden und daß in der Auswerteeinheit (A) ein Speicher vorgesehen ist, in dem typische Impulsformen zum Vergleich abgelegt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsmeßstreifen (4) so angeordnet ist, daß er die Dehnung des Teils (2, 6) in Längsrichtung der Fahrbahn mißt.

3. Anordnung nach einen der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Anordnungen von parallelen Dehnungsmeßstreifen (4) unter Abstand zueinander zur Messung der Geschwindigkeit auf den zu überwachenden Abschnitt angebracht sind.