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

Abstract

At least one strain gauge (4) is connected to an evaluating unit (A) and fastened to another part (2), either above it or below it. This part is subjected to deformation when a vehicle passes through the section being monitored. Pref. many strain gauges are arranged in parallel and distributed over the width of the road. The gauges are evaluated separately. A memory in the evaluating unit stores typical pulse forms for comparing with the information from the gauges. USE/ADVANTAGE - Improvement in reliability with which data concerning number of axles passing and weights involved can be classified.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erfassen von Verkehrsgrößen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 (CA 9 47 834).The invention relates to an arrangement for detecting Traffic quantities according to the preamble of claim 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.The ones needed to regulate road traffic Traffic sizes, e.g. B. number of vehicles, speed, Vehicle type, traffic density, occupancy, etc. can with different procedures can be determined.

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.A speed detector is known from WO 9f 02 410, which has a stripe sensor. This stripe sensor consists of electrical contacts on two layers are separated from each other by a dielectric layer.

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.When a vehicle drives over the strip sensor, one turns on Contact between the electrical contacts made because the dielectric layer has openings. Through targeted Arrangement of the openings in the dielectric layer and of different strip sensors in the street it is possible between different vehicle types and between several distinguish between vehicles traveling via a sensor.

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. From FR 26 15 988 A1 a detector is known which passes passing tires of vehicles. The detector has a metal plate on the road surface Road level is set in and bends when one Tires run over the plate. The plate is on one side fixed and movable on the other and a switch will actuated when the plate bends. The detector is very robust and insensitive, but it delivers little Information, namely the number of tires.  

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.From the patent CA 9 47 834 it is known the direction of travel and determine the weight of a vehicle. You can do this pressure sensitive measuring strips under a rubber mat in a Lane are attached, but this is quite imprecise. A improved solution provides that on an immobile platform at least two electrical strain gauges are provided are due to deformations of the plate by vehicles react. The measuring strips are part of an evaluation Bridge circuit and are for example voltage or sensitive to compression. The plate is used to determine the Axle weight used.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung anzugeben, die trotz ihrem einfachen Aufbau neben zuverlässigen Gewichtsmessungen und Achszählungen Klassifizierungen von Fahrzeugen durchführen kann.It is an object of the present invention to provide an arrangement specify that in addition to their simple structure reliable weight measurements and axle counts Can carry out classifications of vehicles.

Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The task is accomplished by an arrangement with the characteristic features of the Claim 1 solved. Advantageous further developments are specified in the subclaims.

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.The arrangement according to the invention, the detection of Traffic density e.g. B. for congestion prediction, a detection of Traffic flow, i.e. the speed of individual vehicles or the average speed of all traffic, vehicle detection, d. H. a distinction between trucks, Car, team, motorcycle,. . ., allowed, is based on the stake of common, commercially available strain gauges. The Use of these strain gauges is particularly useful for Securing a road or bridge from overloading Registration of the vehicle mass.

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.The strain gauges can either be in the asphalt or on or below an elastically deforming plate the in  the carriageway is installed. The Strain gauges are part of a measuring circuit, e.g. B. one Bridge circuit in which one of the expansion proportional Measured variable is detected. Be multiple strain gauges arranged one behind the other, so one Speed measurement can be carried out. From the size of the Measured variable that corresponds to the elongation can be based on the weight of the Vehicle are closed. If vehicles with several Axes passing a strain gauge can result from this the impulses of the measured quantity the number of axes and by Comparison of the center distances a vehicle classification be performed. So you can, for example, between one Motor vehicle and a motor vehicle with a biaxial Distinguish caravans. For this is in the evaluation unit a memory is provided in which typical pulse trains for Comparison are saved.

Die typischen Impulsfolgen sind beispielsweise in einer normierten Geschwindigkeit abgespeichert, auf die auch die gemessenen Impulsfolgen normiert werden sollten, um einen Vergleich zu erleichtern.The typical pulse sequences are, for example, in one normalized speed to which the measured pulse trains should be standardized to a To facilitate comparison.

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.The strain gauges should be attached so that they determine the elongation of a part that is moving over deformed. The dependence of the deformation of the Part of the weight and speed of the passing Be known vehicle.

Es ist besonders einfach, den Dehnungsstreifen im Fahrbahnbelag bei einem komprimierbaren Mittel anzubringen.It is particularly easy to use the stretch marks in the Apply road surface with a compressible medium.

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.The attachment provides a particularly robust embodiment the strain gauge under an elastic itself deforming plate. Then is under the plate  a changeable space, for example with a compressible material is filled. A precise statement about the place where a vehicle has passed the lane be taken if many in the transverse direction to the lane Strain gauges are provided in the Evaluation unit can be evaluated individually. So it can Track width and also the tire width can be determined. A Vehicle classification can also be made using these sizes. There can be comparison variables in the memory of the evaluation unit can be saved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is based on the Described drawings. Show it:

Fig. 1a und b Anbringung der Dehnungsmeßstreifen in einer Anordnung zur Erfassung von Verkehrsgrößen mit einer Platte im be- und entlasteten Zustand, Figures 1a and b attachment. Of the strain gauges in an arrangement for detection of traffic sizes with a plate in the loaded and unloaded state,

Fig. 2 Anbringung der Anordnungen in einer Fahrbahn, Fig. 2 mounting the assemblies in a roadway,

Fig. 3 Impulsfolgen typischer Fahrzeuge und Fig. 3 pulse trains of typical vehicles and

Fig. 4 Anbringung der Dehnungsmeßstreifen im Fahrbahnbelag. Fig. 4 attachment of the strain gauges in the road surface.

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. 1a a section in the longitudinal direction of the road is represented by an arrangement with a strain gauge. 4 The strain gauge 4 is attached to a plate 2 , for example on a steel plate. This steel plate 2 lies on two supports 3 and 3 '. The supports 3 , 3 'are not moved when driving past or driving over a vehicle. Thus, the ends of the plate 2 remain immobile. The arrangement of plate 2 and supports 3 , 3 'is introduced into the road surface 1 of a road. The surface of the plate 2 is at road level. So you get a level road. The strain gauge 4 is connected to an evaluation unit A. In this evaluation unit A there is, for example, a bridge circuit z. B. a Wheatstone bridge with which the change in resistance of the strain gauge, which is proportional to the strain, can be determined. When a vehicle drives its tire R over the plate 2 , this plate is elastically deformed. There is a deflection F, which results in an expansion of the plate 2 . This strain is determined with the strain gauge 4 . It depends on the weight of the vehicle.

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. FIG. 2 shows how two carriageways FB 1 and FB 2 can be monitored by four independent arrangements S 1 to F 4 of strain gauges. First, two arrangements of strain gauges S 1 and S 2 or S3 and S4 are arranged one behind the other at a fixed known distance on each of the carriageways FB 1 , FB 2 . If a vehicle passes one of the two lanes, impulses occur one after the other in the different arrangements of strain gauges. The speed of the passing vehicle can be determined via the time interval between the pulses and the known distances between the arrangements of strain gauges a 1 , a 2 . If the arrangements of strain gauges S 1 to S 4 consist of strain gauges oriented longitudinally to the carriageway and many strain gauges are arranged transversely to the carriageway, which are evaluated individually, then a statement can also be made, for example, about the track width of a vehicle and the position of the tires the lane when passing the vehicle.

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. 3 show two different shapes of the measurement signal typical pulse P is plotted over time t. The solid signal originates from the first arrangement of strain gauges and the dashed signal from a second arrangement of strain gauges. The time interval between the individual pulses and the distance between the arrangements of strain gauges, as already explained above, provides information about the speed of the vehicle. In the upper representation of FIG. 3, each strain gauge is passed through four axes. The first two axles are heavier than the two rear axles. This is, for example, the signal of a car with a two-axle caravan. The lower signal in FIG. 3 originates, for example, from a heavier car at low speed. The measured pulse shapes are standardized with the measured speed. Track width and center distance, as well as axle weight are compared for vehicle classification with the pulse shapes stored in the memory of the evaluation unit.

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.In Fig. 4 an arrangement is shown, which shows how to accommodate a strain gauge in a different way in a road. The strain gauge 4 is located directly in the road surface 1 . It is also connected to an evaluation unit A. Below the strain gauge 4 there is a compressible means 6 , which is compressed in a defined manner when passing a vehicle. With this arrangement, too, axles can be counted, the weight per axle can be determined and the evaluation of the impulses per unit of time can be used to determine which type of vehicle has passed the strain gauge.

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 A evaluation unit
1 road surface
2 plate
3, 3 ′ supports
4 strain gauges
R stripes
5 cavity
6 compressible means
FB 1 , FB 2 lane
S 1 -S 4 arrangements of strain gauges
a₁, a₂ distance between S 1 and S 2 or S 3 and S 4

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.1. Arrangement for detecting traffic variables on at least one section to be monitored, at least one roadway to be monitored, with an evaluation unit which is provided for determining the traffic variables, with at least one strain gauge ( 4 ) which is connected to the evaluation unit (A) and which is attached to, above or below a part ( 2 , 6 ) which is deformed when a vehicle passes the section to be monitored, characterized in that many strain gauges ( 4 ) are arranged parallel to one another over the width of the roadway and are individually evaluated and that a memory is provided in the evaluation unit (A) in which typical pulse shapes are stored for comparison. 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.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the strain gauge ( 4 ) is arranged so that it measures the elongation of the part ( 2 , 6 ) in the longitudinal direction of the road. 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.3. Arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least two arrangements of parallel strain gauges ( 4 ) are spaced from each other for measuring the speed on the section to be monitored.