DE1574054B1 - Vorrichtung zur bestimmung des autoverkehrsflusses - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung des Autoverkehrsflusses auf einer Fahrspur, mit einer die Vorbeifahrt jedes Fahrzeugs feststellenden und durch ein Ausgangssignal angebenden Detektorvorrichtung, die mit einem die Fahrzeuge bis zu einem gegebenen Höchstwert zählenden Zähler verbunden ist, und mit einem Zeitmeßgerät.

Es sind Vorrichtungen zur Steuerung des Straßenverkehrs bekannt (französische Patentschrift 1428 042), durch die ein sehr enges Blocksystem für eine Straße verwirklicht wird und die Besetzung jedes Streckenabschnitte überwacht wird. Auch ist es bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 183 290), die aufeinanderfolgend eine Stelle der Straße passierenden Fahrzeuge zu zählen. Schließlich ist eine Anlage zum Bestimmen des Autoverkehrsflusses bekannt (USA.-Patentschrift 3 185 959), bei der an mehreren Meßstellen entlang der Fahrstrecke in geringen Abständen je ein Vorbeifahrtdetektor und ein Geschwindigkeitsdetektor angeordnet sind. Durch Vergleich der von den verschiedenen Meßstellen aufgenommenen Daten werden Schlüsse auf den entlang den Meßstellen fließenden Verkehr gezogen.

Die bekannten Vorrichtungen benötigen zum Bestimmen des Verkehrsflusses an einem einzigen — gegebenenfalls lang hingezogenen — Bestimmungsort jeweils mindestens zwei Meßstellen, deren Meßresultate in vergleichender Weise ausgewertet werdeo. Wegen der für jede Meßstelle erforderlichen Installationen ist der hierdurch bedingte Aufwand sehr hoch.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Autoverkehrsfluß je Bestimmungsort mit einer einzigen Meßstelle und demnach wesentlich verminderter Installation zu bestimmen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmeßgerät ein die Durchfahrt des ersten und des letzten einer Gruppe von Fahrzeugen, die von dem Zähler gezählt werden, anzeigendes Signal angibt, daß eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung die Geschwindigkeit oder den Kehrwert der Geschwindigkeit jedes Fahrzeugs mißt und ihre dem Meßwert entsprechenden Ausgangssignale einem die Geschwindigkeiten bzw. die Kehrwerte der Geschwindigkeiten der Fahrzeuge der Gruppe addierenden Speicher zugeleitet sind und daß das Zeitmeßgerät und der Speicher mit einer Datenverarbeitungsmaschine verbunden sind, in die zwei Gruppen vorgegebener Vergleichsdaten eingespeichert sind und die Anzeigevorrichtungen steuert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet also so, daß gruppenweise die mittlere Geschwindigkeit und die mittlere Passierfrequenz der Fahrzeuge gemessen werden und zur Ermittlung einer Aussage über den Verkehrsfluß entsprechend einer gegebenen mathematischen Funktion des Fahrzeugabstands von der Geschwindigkeit zueinander in Beziehung gesetzt werden. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung die Bestimmung so durchführen, daß sie laufend die Zeit für die Durchfahrt einer mitgezählten Anzahl von Fahrzeugen mißt, diesen Meßzyklus jeweils spätestens nach Erreichen einer gegebenen Fahrzeugzahl oder nach Erreichen einer maximalen Meßzeit beendet und daß die gemessene Zeit und die Fahrzeugzahl zueinander in Beziehung gesetzt und in der Datenverarbeitungsmaschine mit den Vergleichsdaten verglichen' werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bedingt je Bestimmungsort nur eine einzige Meßinstallation, mit deren Hilfe die verlangte Aussage über den Verkehrsfluß einwandfrei dargestellt werden kann. Soll die Verkehrsentwicklung einer ganzen Strecke laufend beobachtet werden, wobei mehrere an geeigneten Punkten der Strecke vorgesehene Bestimmungsorte gleichzeitig in Funktion sind und ihre Ergebnisse ausgewertet werden, so macht sich die einfache Installation je Bestimmungsort besonders günstig bemerkbar.

Vorzugsweise herrscht zwischen den jeweiligen Werten der Daten der beiden Gruppen in der Datenverarbeitungsmaschine eine parabolische Beziehung, da diese den Gegebenheiten des Autoverkehrsflusses am besten gerecht wird und somit eine möglichst wirklichkeitsnahe Klassifizierung des Verkehrszustandes erlaubt. Die voreingespeicherten Daten für die Fahrzeugfrequenz und die Geschwindigkeit bzw. deren Kehrwert sind vorteilhafterweise in zwei Gruppen zu je drei Werten eingeteilt, nämlich drei Werten der Fahrzeugpassierfrequenz und drei Werten entsprechend der mittleren Geschwindigkeit oder Geschwindigkeitssumme. Der Vergleich für jede der beiden gemessenen Größen, ob der gemessene Wert über, unter oder in einem der beiden Intervalle zwischen den gespeicherten Werten liegt, gibt eine für den praktischen Gehjauch im allgemeinen ausreichende Feinheit der Klassifizierung des Verkehrszustandes. Je nach Ergebnis kann die Datenverarbeitungsmaschine mit Signallampen das Ergebnis anzeigen.

Für den in der Vorrichtung verwendeten Zähler, das Zeitmeßgerät, die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung und die Detektorvorrichtung kann der Fachmann verschiedene Ausführungen wählen, von denen bevorzugte in der beispielsweisen Beschreibung der Erfindung erläutert sind.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 Kennlinien des gleichförmig verteilten Verkehrs als Funktion der durchschnittlichen Geschwindigkeit, und zwar oben die Kurve T_1n der durchschnittlichen Durchgangszeit von 16 Fahrzeugen und unten die Kurve der Dichte,

Fig. 2 ein Prinzipschema einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Bestimmen des Verkehrsflusses,

F i g. 3 eine schematische Ansicht eines Straßenabschnitts, auf dem ein Radardetektorgerät und eine Vorbeifahrt-Detektorvorrichtung angeordnet sind,

F i g. 4 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 3,

F i g. 5 ein Prinzipschema des Komparators,
F i g. 6 ein Prinzipschema einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Messen der Dichte und

F i g. 7 eine graphische Darstellung, die die Kurven zum Bestimmen des zwei örtliche Detektorsysteme voneinander trennenden Abstandes wiedergibt.

Zur Herleitung der in F i g. 1 dargestellten Beziehungen wird von folgenden Annahmen ausgegangen:

Es wird eine einspurige Straße in Betracht gezogen. Für eine mehrspurige Straße müssen die jeweiligen charakteristischen Größen mit der Anzahl der Spuren multipliziert werden.

Ist die Zahl der die Spur befahrenden Kraftfahrzeuge gering, so liegt eine statistische Verteilung vor. Tritt jedoch auf Grund eines Hindernisses eine Stauung auf, so sammelt sich in Fahrtrichtung gesehen vor der Stauung eine Anzahl von Fahrzeugen, deren Dichte zunimmt und deren durchschnittlicher Abstand abnimmt. Eine zunehmende Dichte läßt sich außerdem bei verstärkter Belegung der Spur feststellen. Ist die Belegung sehr hoch, so kann der durch die Sicherheitsabstände sich ergebende Ausgleich der Fahrzeugverteilung leicht unstabil werden. Die jeweils ermittelten Geschwindigkeiten ergeben eine Aussage über den Grund der Verkehrsdichte.

Es seien folgende Parameter angenommen:

Q = der stündliche Fahrzeugdurchsatz auf einer Spur,

v,„ = die Durchschnittsgeschwindigkeit der Fahrzeuge, die sich auf einer Längeneinheit der Spur befinden,

e,„ = der durchschnittliche Abstand, der den Vorderrand eines Fahrzeugs vom Vorderrand des nachfolgenden oder vorhergehenden Fahrzeugs trennt.

Wenn der Fahrzeugdurchsatz regelmäßig ist, kann angenommen werden, daß sich der durchschnittliche Abstand zwischen den Fahrzeugen durch eine Parabelfunktion der Durchschnittsgeschwindigkeit der Fahrzeuge ausdrucken läßt, die durch folgende Formel dargestellt werden kann:

e_m = avl + ßv„, + γ, e,„ in Meter,
v_m in m/sec,

wobei α, β und γ drei Koeffizienten sind, die z. B. durch die drei folgenden Annahmen bestimmt sind:

1. für v„, = 0 (haltender Verkehr) haben die Fahrzeuge einen durchschnittlichen Abstand vn 7 m, folglich γ = 7.

2. Der Maximalfahrzeugdurchsatz tritt bei v_m = 60 km/Std. auf, also 16 m/sec; hieraus errechnet sich α = 0,027.

3. Durch die Wahl zusammengehöriger Größen für e_m und v_m, z. B.

v_m = 10 m/sec (36 km/Std.), e„, = 20

erhält man dann /3=1.
Daraus folgt nachstehende Beziehung:

e_m = 0,027 ü,„²

v_m

7.

Diese Parabelbeziehung weist ein Maximum auf und entspricht der Wirklichkeit sehr gut.

Der stündliche Fahrzeugdurchsatz Q kann nun auf folgende Weise ausgedrückt werden:

η ^3600v™ n\

und die Dichte c der auf ein und demselben Spurabschnitt einer Länge von 1000 m fahrenden Fahrzeuge durch

c =

1000

1000

K + ß v_m + c

(3)

Die Kurve auf dem unteren Teil der F i g. 1 zeigt, wie sich die Dichte c in Abhängigkeit von der durchschnittlichen Geschwindigkeit v_m (in m/sec) verändert. Die Kurve ist monoton, und v_m verringert sich bei wachsendem c.

Mit den Formeln (1), (2) und (3) ist es möglich, andere wichtige Größen zu bestimmen.

Eine davon ist die Durchgangszeit T_n, von η gleichmäßig verteilten Fahrzeugen, nämlich:

nommen. Die Ordinatenparallele durch 0 begrenzt die beiden Bereiche I und II der Fig. 1.

Die Kurve T_n, (v_in) im Abschnitt der hohen Geschwindigkeiten (Abschnitt QM der Kurve im Bereich I) entspricht nahezu einer der Geschwindigkeitsachse parallelen Geraden. Der Bereich I ist ein Bereich stabilen Verkehrs.

Im Bereich der niedrigen Geschwindigkeiten, etwa nahe 15 km/Std., Abschnitt ON der Kurve (Bereich II),

ίο bewirkt eine geringe Änderung der Durchgangszeit von 16 Fahrzeugen eine geringe Änderung der Geschwindigkeit und eine große Änderung der Dichte. Im Abschnitt OiV ist die Kurve also unstabil, weil einer Zunahme der Durchgangszeit gleichzeitig eine Verminderung der Geschwindigkeit und eine Zunahme der Dichte entspricht.

In F i g. 2 ist durch eine Vorrichtung 1 eine Größe lieferbar, die der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs proportional ist. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist diese Vorrichtung ein Radargerät, das eine Frequenz der Welle / aussendet. In dem Augenblick, wenn ein Fahrzeug in das Feld der Welle eingelangt, wird die Welle mit einer Frequenz f+ Af reflektiert, wobei die Größe Af, die sogenannte Dopplerfrequenz, proportional zur Geschwindigkeit, des Fahrzeugs ist. Das Radargerät ist einem Frequenzmesser 2 zugeordnet, der auf Grund seiner Einstellung die Dopplerfrequenz während einer sehr kurzen Zeit Ji der Größenordnung 10~³s empfängt. Der Frequenzmesser liefert eine Anzeige, die proportional zu Af-At ist.

Wenn ein zweites Fahrzeug auftaucht, nimmt der Frequenzmesser das entsprechende Signal während der gleichen Zeit auf usw.

Wenn endlich η Fahrzeuge, im vorliegenden Fall beispielsweise 16 Fahrzeuge, in das Radarfeld eingelangt sind, hat der Frequenzmesser eine Größe addiert, die gleich

: 16

K₈Af_nAt

It= 1

ist, wobei K₃ eine Konstante ist. Diese Größe ist proportional zu

T'
m =

ne„,

Im oberen Teil der F i g. 1 ist die Durchgangszeit T_1n in Abhängigkeit von der durchschnittlichen Geschwindigkeit v_m für eine auf 16 festgelegte Zahl η dargestellt.

Die Kurve T_n, — g (v_m) verläuft bei dem Wert

. durch ein Minimum.

Unter normalen Verkehrsbedingungen fahren η Fahrzeuge in einer Durchgangszeit T₀ und T₂ vorbei, wobei die Zeit T₀ nahe dem Minimum der Kurve T_n, (v) gewählt ist und die Zeit T₂ einem langsamen Verkehr entspricht, der zwar erheblich behindert, aber gerade noch fließend ist. Für η = 16 werden diese Durchgangszeiten jeweils nahe 0,5 und 0,75 Minuten angenommen.

Die Kurve T_n, (v_m) = ~ gibt den Fahrzeugdurchsatz wieder. 0 sei als Minimum dieser Kurve ange-11= 1

Eine Detektorvorrichtung 3 für die Fahrzeuge besteht vorteilhafterweise aus einer elektrischen Detektorschleife mit Induktanzänderung, die immer dann ein Signal liefert, wenn ein Fahrzeug in das Wirkungsfeld der Schleife eingelangt.

Alle anderen bekannten Detektormittel (Detektor mit abgestimmtem Kreis, mit Kapazitivkreis, Magnetkreis, optischer Detektor, Infrarot-Detektor, Ultraschall-Detektor, Radar-Detektor, Vorrichtungen mit Pedal) können als Abwandlung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden.

Diese Detektorvorrichtung ist mit einem Zähler 4 verbunden, der eine Zählkapazität von n, in diesem Fall 16, Fahrzeugen hat. Eine Uhr 5 wird in Gang gesetzt, wenn ein erstes Fahrzeug durch den Zähler 4 angezeigt wird. Der Zähleranschluß zum Inbetriebsetzen ist mit 50 und ein Anschluß zum Rückführen der Uhr in die Nullstellung, wenn der Zähler 4 16 Fahrzeuge registriert hat, ist mit 51 bezeichnet.

Der Frequenzmesser 2 ist mit einer Speichervorrichtung 7 verbunden, die über einen Anschluß 70 die im Frequenzmesser enthaltene Information aufnehmen kann.

Diese Speicherung kann auf den Nullpunkt zurückgestellt werden, wenn der Zähler 4 den Maximalwert, in diesem Beispiel 16, anzeigt. Ein Anschluß 71 ermöglicht diese Null-Rückführung.

Endlich verbindet ein Anschluß 72 den Zähler mit dem Frequenzmesser, um diesen auf den Nullpunkt zurückzuführen, wenn der Zähler den Maximalwert anzeigt.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:

a) Zum Zeitpunkt Null, bevor das erste Fahrzeug durchfährt, sind die Uhr und auch der Frequenzmesser auf Null.

b) Durch das gleichzeitige Eingelangen eines Fahrzeugs in die Schleife und das Radarfeld wird die Uhr in Gang gesetzt, der Frequenzmesser wird um eine Größe Af₁ J t verdreht, und der Zähler rückt um eine Einheit vor.

c) Auf Grund der Durchfahrt eines zweiten Fahrzeugs rückt der Zähler um eine Einheit vor, die Anzeige des Frequenzmessers wird um eine Größe Af₂At vermehrt, und die Uhr zeigt weiterhin die Zeit seit dem Null-Zeitpunkt an.

d) Eine Meßfolge besteht aus dem Empfang der Informationen, und zwar entweder während der Durchgangszeit von 16 Fahrzeugen, wenn diese Zeit kleiner als T₂ ist oder während einer Zeit T₂. Im ersten Fall führt ein vom Zähler nach Durchgang des 16. Fahrzeugs ausgesandtes Signal die Speicherung auf den Nullpunkt zurück, bewirkt dann die übertragung des Frequenzmesser-Inhalts von

35

16

K_sAf At

40

in die Speicherung und bringt den Frequenzmesser und die Uhr auf den Nullpunkt zurück. Das 17. Fahrzeug, das erste der neuen Folge, setzt die Uhr in Betrieb, und es beginnt eine neue Folge. Im zweiten Fall werden die vorstehenden Arbeitsgänge nach Ablauf einer Zeit T₂ bewirkt, und das erste nach dieser Zeit T₂ durchfahrende Fahrzeug bildet den Anfang einer neuen Folge.

Ein Komparator 10 (F i g. 5) dient nach jeder Folge zum Analysieren der Werte von Σ und T. Zu diesem Zweck sind die Eingangsklemmen des Komparators jeweils mit der .Speichervorrichtung 7 und der Uhr 5 verbunden. In F i g. 2 sind die jeweiligen Ausgänge der beiden Vorrichtungen mit 73 und 53 bezeichnet.

Mit dem Komparator können gleichzeitig die Werte von Σ und von T mit einer Reihe feststehender Werte verglichen werden, z. B. mit drei Werten Σ: Σ_ο, Σ₁ und Σ₂ und drei Werten T: T₀, T₁ und T₂.

Diese Werte können derart gewählt sein, daß Σ₂ > Σ₁ > Σ_ο ist und daß Σ₂ einem lebhaften schnellen Verkehr entspricht, und Σ_ο einem sehr verlangsamten Verkehr, wobei Σ₁ einen Zwischenwert hat. T₂ und T₀ können wie oben definiert werden, wobei T₁ ein Zwischenwert ist.

Nach jeder Folge analysiert und vergleicht der Komparator die Werte von Σ und von T mit den vorstehend erwähnten, feststehenden Werten und unterscheidet folgende Fälle:

bei T > T₂ mit Σ > Σ₂ ist die Straße praktisch leer und der Komparator gibt einen Befehl, z. B. das Einschalten eines grünen Signallichts V;

bei T₂ > T > T₁ mit Σ₂ > Σ > Σ₁ oder bei T₁ > T> T₀ ist der Verkehr frei, und es wird ein grünes Signalblinklicht V_c eingeschaltet;

bei T₀ < T < T₁ mit E₁ > Σ > Σ_ο ist der Verkehr dicht, jedoch flüssig; es wird ein gelbes Signallicht O eingeschaltet;

bei T₀ < T < T₁ und Σ < E₀ ist der Verkehr dicht, verlangsamt und nahezu unstabil, und es wird ein gelbes Blinklicht O_c eingeschaltet;

bei T₂ > T > T₁ und Σ < Σ_ο ist der Verkehr langsam und kann schnell unstabil werden, es wird ein Rotlicht R eingeschaltet;

bei T >T₂ und Σ < Σ_ο ist der Verkehr blockiert, und es wird ein rotes Signalblinklicht jR_c eingeschaltet.

Folglich kann der Komparator einerseits die Zeit T eines Zyklus von η Fahrzeugen und andererseits den 27J/Ji-Wert des vorhergehenden Zyklus aufnehmen (Verwendung einer Speicherstufe). In diesem Fall liegt ein systematisches Wahrnehmen der Entwicklung des Verkehrs vor, falls dem Komparator der Wert T eingespeist wird, und zwar entweder bei Beendigung des Zyklus, wenn T <T₂ ist oder systematisch, sobald im Verlauf des Zyklus T > T₂ wird.

Mit einer derartigen Vorrichtung läßt sich die Entwicklung des Verkehrs verfolgen, die sich je nach den Gegebenheiten durch ein Umschalten von starrem Grünlicht auf Rotblinklicht ausdrückt, wenn die Zwischenstufen im Fall einer Entwicklung hin. zu einer Stauung und umgekehrt in der richtigen Reihenfolge eingehalten werden. Die Anzahl von dem Komparator erteilten Festwerten ist natürlich nicht auf drei Σ- und T-Werte beschränkt; es sind leicht mehr Werte verwendbar, die dann ein noch genaueres Bild vom Zustand des Verkehrs ermöglichen.

In einer anderen Ausführungsform sammelt man die Informationen, die durch die Vorbeifahrt von 16 aufeinanderfolgenden Fahrzeugen geliefert werden, ungeachtet der dafür gebrauchten Zeit.

Die Uhr wird erst bei Vorbeifahrt des 16. Fahrzeugs auf den Nullpunkt zurückgestellt und erst nach Vorbeifahrt des 17. Fahrzeugs wieder eingeschaltet. Wenn 16 Fahrzeuge in einer kürzeren Zeit als der Zeit T₂ vorbeifahren, unterscheidet sich der Vorgang nicht von dem vorstehend beschriebenen. Im anderen Fall wird in den Komparator der Wert Σ' von Σ eingespeist, den der Frequenzmesser zeigt, wenn die Uhr den Zeitpunkt T₂ überschreitet. Damit die dem Komparator gegebenen Informationen zusammenhängend sind, da letzterer ja mit den Daten Σ_ο, Σ_1} Σ₂ gespeist wird, die 16 Fahrzeugen entsprechende Größen darstellen, muß am Ausgang des Frequenzmessers 2 eine Divisorvorrichtung vorgesehen sein, die die Division der Größe Σ' durch die in der Zeit T₂ vorbeifahrende Anzahl m Fahrzeuge vornimmt und anschließend ein Multiplikator, der das Produkt der Σ'

Größe — mit 16 multipliziert.

In Fig. 6 ist das Schema der Vorrichtung zum

209 511/42

Messen der Dichte in «einer abgewandelten Ausführungsform dargestellt.

Eine Verkehrsspur 100 ist mit zwei Detektorvorrichtungen 101 und 102 ausgestattet; wie durch die Pfeilrichtung angezeigt, rollt der Verkehr von der Schleife 101 zur Schleife 102 ab.

Die Detektorvorrichtungen können von der oben beschriebenen Art sein, vorzugsweise eine Schleife mit veränderlicher Induktanz. Diese Vorrichtungen sind durch einen Abstand voneinander getrennt, der klein genug ist, daß ein über die Schleife 101 fahrendes Fahrzeug auch über die Schleife 102 fährt: ein Abstand von einigen Metern, z. B. von 2 m, ist sehr vorteilhaft.

Fährt ein Auto über die Detektorschleifen 101 und 102, wird von zwei Relais 103 und 104 ein elektrisches Signal ausgesendet.

Die Vorrichtung zum Messen der Dichte weist außerdem einen Signalgenerator 105 mit sehr stabiler Frequenz auf, der über ein Tor 106 mit einem Summenzähler 107 verbunden ist.

Der Summenzähler 107 ist mit der Eingangsklemme einer Speichervorrichtung 108 verbunden.

In einem Ringzähler 109, der beispielsweise 16 Stufen zählt, werden von einer der Detektorschleifen, z. B. der Schleife 102, Signale eingespeist; unter bestimmten Betriebsbedingungen, die nachstehend noch beschrieben werden, ist er weiterhin für seine Rückstellung auf den Nullpunkt mit einer Klemme der Speichervorrichtung 108 verbunden.

Eine Uhr 110, die mit der Position 1 zum Ingangsetzen des Zählers 109 und der Position 16 zum Rückführen in die Nullpunkt-Stellung verbunden ist, vervollständigt die Vorrichtung. Die jeweiligen Ausgänge der Uhr und der Speicherung, die zum Speisen Eine Meßfolge kann aus folgenden Stufen bestehen:

Beim Durchgang des ersten Fahrzeugs wird die

ursprünglich auf dem Nullpunkt stehende Uhr in Gang gesetzt. Der ebenfalls ursprünglich auf dem Nullpunkt stehende Summenzähler 107 zeigt eine

k
erste Größe S₁ = — an, wobei k eine Proportionali-

^vl

tätskonstante und U₁ die Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs ist.

Die Uhr zeigt weiterhin die Zeit an, und durch den Durchgang des zweiten Fahrzeugs rückt der Ringzähler 109 von Wert 1 auf den Wert 2 vor, und der Anzeige S₁ des Summenzählers 107 wird eine Größe

S₂ = — hinzugefügt (v₂ : Geschwindigkeit des zweiten

^VZ

Fahrzeugs). Der Summenzähler 107 zeigt nun S₁ + S₂ an.

Bei Durchgang des 16. Fahrzeugs wird die Uhr angehalten, die Speicherung 108 auf Null zurückgestellt und anschließend der Inhalt des Zählers 107 in die Speicherung übertragen.
Am Ausgang der Speicherung liegt nun eine Größe

S=5~ —

vor, wobei t>_; die jeweilige Geschwindigkeit der vorbeigefahrenen 16 Fahrzeuge darstellt.

Weiterhin hat man als Ausgangswert der Uhr die Zeit T, die diese 16 Fahrzeuge gebraucht haben, um an der Meßvorrichtung vorbeizufahren.

Wie im vorhergehenden Fall ist es möglich, auf der Uhr eine gewisse Anzahl Zeitschwellen, z. B. drei Schwellen T₀, T₁ und T₂ und eine Zahl, die den Werten

eines Komparators, z. B. desjenigen gemäß Fig. 5 35 von S₁ entspricht: z. B. S₀, S₁ und S₂ zu bestimmen, vorgesehen sind, sind mit 113 bzw. 114 bezeichnet.

Die Betriebsweise der Vorrichtung ist folgende: Wenn ein Fahrzeug in der Nähe der Detektorschleife 101 vorbeifährt, öffnet die ihr zugeordnete elektronische Vorrichtung 103 das Tor, das den Generator 105 mit dem Summenzähler 107 verbindet. Wenn das Fahrzeug über die Schleife 102 fährt, schließt die dieser zugeordnete elektronische Vorrichtung 104 das Tor. In der Zeit zwischen diesen beiden Arbeitsgängen hat der Generator 105 in den Zähler ein Signal eingespeist, dessen Dauer der Durchgangszeit des Fahrzeugs von dem einen Detektor zum anderen entspricht; somit ist die Elektrizitätsmenge S dem Kehrwert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs proportional. Außerdem Mittels dieser Werte kann über den oben beschriebenen Komparator die Art des vorliegenden Verkehrs bestimmt werden.

Da der Hauptteil der Kurve T_n, sehr flach ist, kann, von einem Proportionalitätsfaktor abgesehen, die Größe

ί = 16 ,,

S =

I= 1

dem Kehrwert der oben definierten Größe Σ angeglichen werden.

Die Einschaltzustände für die verschiedenen Verkehrsampeln sind folglich die gleichen wie im ersten

wird bei jeder beginnenden Erregung der Schleife 102 50 Beispiel; es sind nur die jeweiligen Aufgaben von S₀

der Ringzähler 109 gespeist, der um einen Schritt vorrückt. Wenn der Ringzähler eine Einheit anzeigt, setzt schließlich ein elektrischer Anschluß 111 die Uhr nach dem Rückführen in die Nullpunkt-Stellung in Betrieb. Die Uhr kann durch ein Signal angehalten werden, das vom Ringzähler 109 ausgesandt und durch einen elektrischen Anschluß 112 übertragen wird, wenn der Zähler die Position 16 anzeigt.

Wie in der vorstehenden Ausführungsform ist die Durchfahrt der aufeinanderfolgenden Fahrzeuge abhängig:

von der Messung der Durchgangszeit durch die Uhr 110,

von der Zählung der Fahrzeuge durch den Ringzähler 109,

von der Messung einer Größe S, die der Summe der reziproken Geschwindigkeiten der aufeinanderfolgenden Fahrzeuge entspricht.

und S₂ mit

Σ_Ί bzw. E_n vertauscht.

In einer abgewandelten Ausführungsform kann eine Meßfolge derart gebildet sein, daß die Uhr, der Ringzähler und der Summenzähler nach der Aufnähme der Informationen nicht nur nach Vorbeifahrt von 16 Fahrzeugen auf den Nullpunkt zurückgestellt werden, sondern auch nach Ablauf einer Zeit T₂ nach Vorbeifahrt des ersten Fahrzeugs der Folge. Diese Art des Vorgehens hat ungefähr die gleichen Vorteile wie im obigen Fall.

Um den Verkehr auf dem gesamten in Frage kommenden Straßenabschnitt sichtbar zu machen, werden alle ρ Kilometer örtliche' Modulationssysteme angeordnet; dabei stellt ρ den sogenannten Abstand dar.

Der Abstand muß derart berechnet sein, daß eine Stauung oder ein Unfall innerhalb von Zeiten wahrgenommen wird, die auf die Erneuerungsgeschwindigkeit der Dichteinformationen abgestimmt sind.

65

Diese Erneuerung findet in der Größenordnung von 0,6 Minuten im Fall von η = 16 Fahrzeugen statt, wenn sich der Verkehr zwar verdichtet, jedoch noch immer flüssig bleibt (Fig. 1).

Es sei angenommen, daß zwei Modulationssysteme E₁ und E₂ auf einer Spur angeordnet sind, wobei E₂, in Fahrtrichtung gesehen, nach E₁ liegt. Der Abstand ist mit P bezeichnet (P = E₁ E₂), und zwischen E₁ und E₂ befindet sich ein Punkt M, an dem ein Unfall auftreten soll.

Ein solcher Unfall bewirkt bei E₁ und E₂ zwei entgegengesetzte Erscheinungen:

a) bei E₂ einen Rückgang des Verkehrs.

Der Verkehr bei E₂ war beispielsweise derart, daß das grüne Blinklicht oder das Gelblicht eingeschaltet war; der Verkehr wird Null, und nach einer bestimmten Zeit wechselt die Signalisation auf feststehendes Grünlicht über.

_t (Minute) _ ME₂ _ X

^f2 - 60, - v_m ⁺⁷²'

wobei T₂ die Erneuerungszeit für die Informationen darstellt.

b) bei E₁ eine Zunahme der Fahrzeugdichte.

Sie drückt sich durch das Einschalten des feststehenden roten Signals aus, nachdem die Zwischensignale hintereinander eingeschaltet waren.

Die Zeit, nach deren Ablauf das Rotlicht auftritt, kann durch die Formel

(Sekunde) _ (c_max -C₀)(P- X)

¹ 1000 QJs

errechnet werden, wobei c_max die Höchstdichte, C₀ die durchschnittliche Dichte vor dem Unfall und Q/s der Fahrzeugdurchsatz pro Sekunde sind.

^cmax — ^co ^negt im allgemeinen in der Größenordnung von 100 Q/s. Qjs liegt in der Größenordnung von 0,5; folglich ist

Minute _^_

1 ~

P-X
5-60

+ T₂

+ T₂

In F i g. 7 sind die Kurven der Zeiten T₁ und t₂ in Minuten dargestellt, und zwar in Abhängigkeit vom Abstand X von der Unfallstelle oder der Stauung zu den jeweiligen Standorten der Vorrichtungen i_x und i₂.

Die Kurven der Zeit t₂ sind gestrichelt gezeichnet; es sind zwei Werte für die durchschnittliche Geschwindigkeit dargestellt, nämlich die Kurve 2¹ für 36 km/Std. und die Kurve 2² für 57,6 km/Std.
Die Kurven der Zeit J₁ für zwei Abstandwerke sind voll ausgezogen gezeichnet, nämlich die Kurve I¹ für P = 3000 m und die Kurve I² für P = 5000 m.

Aus diesen graphischen Darstellungen geht hervor, daß bei Verwendung eines Abstandes von 3000 m ein Unfall wahrgenommen werden kann, und zwar in Fahrtrichtung gesehen nach dem Detektor innerhalb weniger als 5 Minuten und vor dem Detektor innerhalb 10 bis 17 Minuten.

Findet ein Unfall auf halber Strecke statt, betragen diese Zeiten etwa 3 bzw. 6 Minuten.

Diese Werte sind sehr günstig, da sie die Stauungen oder Unfälle schnell anzeigen und den Verkehr umleiten können, bevor sich eine zu große Anzahl Fahrzeuge vor der Blockierung auf der Spur angesammelt hat.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung des Autoverkehrsflusses auf einer Fahrspur, mit einer die Vorbeifahrt jedes Fahrzeugs feststellenden und durch ein Ausgangssignal angebenden Detektorvorrichtung, die mit einem die Fahrzeuge bis zu einem gegebenen Höchstwert zählenden Zähler verbunden ist, und mit einem Zeitmeßgerät, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmeßgerät (5, 110) ein die Durchfahrt des ersten und des letzten einer Gruppe von Fahrzeugen, die von dem Zähler (4,109) gezählt werden, anzeigendes Signal angibt, daß eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung (1; 101, 102) die Geschwindigkeit oder den Kehrwert der Geschwindigkeit jedes Fahrzeugs mißt und ihre dem Meßwert entsprechenden Ausgangssignale einem die Geschwindigkeiten bzw. die Kehrwerte der Geschwindigkeiten der Fahrzeuge der Gruppe addierenden Speicher (7,107) zugeleitet sind und daß das Zeitmeßgerät und der Speicher mit einer Datenverarbeitungsmaschine (10) verbunden sind, in die zwei Gruppen vorgegebener Vergleichsdaten eingespeichert sind und die Anzeigevorrichtungen steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den jeweiligen Werten der Daten der beiden Gruppen in der Datenverarbeitungsmaschine (10) eine parabolische Beziehung herrscht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der höchste Zählwert des Zählers (4,109) sechszehn Fahrzeuge beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (4,109) ein Ringzähler ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (4,109) zwei Steuerausgänge (50, 51; 111, 112) aufweist, an denen jeweils bei der Zählung des ersten Schritts bzw. des dem Höchstwert entsprechenden Schritts ein Steuersignal auftritt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (4, 109) durch ein äußeres Signal auf den Zählwert Null zurückstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmeßgerät (5,110) eine elektronische Uhr ist, die durch den Einschaltbefehl durch den Zähler (4,109) zum Loslaufen und durch den Ausschaltbefehl zur Nullrückstellung gesteuert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmeßgerät (5,110) eine Steuerung umfaßt, die es und den Zähler (4,109) nach Durchlaufen einer gegebenen gemessenen Zeitdauer auf Null stellt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung (1, 101, 102) mit einer bei der Vorbeifahrt eines Fahrzeugs für eine beschränkte Zeit messenden, auf die Fahrbahn gerichteten Radarsende- und Empfangsvorrichtung (F i g. 3, 4) ausgestattet ist, als Ausgangssignal ein durch Auswertung des Dopplereffekts erhaltenes geschwindigkeitsproportionales Differenzfrequenzsignal aufweist und an ein Frequenzmeß-

gerät angeschlossen ist, das die empfangenen Signale addiert.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung (101, 102) einen Impulsgenerator (105) fester Frequenz aufweist, dessen Ausgangssignal über eine Torschaltung (106), die an die aus zwei in Fahrtrichtung in einem gegebenen Abstand angeordneten Detektorelementen (101; 102) gebildete Detektorvorrichtung angeschlossen ist, als inverses Geschwindigkeits-Signal dem Speicher (7, 107) zugeleitet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorvorrichtung eine magnetisch aufnehmende Schleife umfaßt (Fig. 3,4).

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorvorrichtung eine Strahlenschranke umfaßt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Datenverarbeitungsmaschine (10) voreingespeicherten . Daten für die Fahrzeugpassierfrequenz und die Geschwindigkeiten sich in zwei Gruppen teilen, von denen die eine Gruppe (C₀, C₁, C₂) drei Werte, die ausgewählten Fahrzeugpassierfrequenzen entsprechen, und die andere Gruppe (E₀, E₁, E₂) drei Werte, die ausgewählten mittleren Geschwindigkeiten entsprechen, umfassen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an die Datenverarbeitungsmaschine ausgangsseitig Signallampen (F, V_c, O, O_c, R, R_c) mit verschiedenen Farben und verschiedenem Leuchtmodus angeschlossen sind.