Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern von Anlagen zur Verkehrsbeeinflussung in Abhängigkeit von der Bildung bzw. Auflösung eines Fahrzeugstaues.
Auf Verkehrssträngen mit sich individuell fortbewegenden Fahrzeugen kann die Bildung eines Fahrzeugstaues nachteilige Folgen für weiter hinten nachfolgende Fahrzeuge und insbesondere auch für den Querverkehr an Kreuzungen, Einmündungen und Abzweigungen haben. Es geschieht häufig, dass wegen eines Fahrzeugstaues jeder Querverkehr unnötigerweise zum Erliegen kommt, sofern die Fahrer der gestauten Fahrzeuge nicht selbst durch diszipliniertes Verhalten dafür sorgen, dass im Fahrzeugstau genügend Raum für den Querverkehr offen bleibt. Es besteht daher das Bedürfnis nach Anlagen zur Verkehrsbeeinflussung, die bei Bildung eines Fahrzeugstaues selbsttätig die nachfolgenden Fahrzeuglenker rechtzeitig veranlasst. anzuhalten oder die Fahrt zu verlangsamen, so dass für den Querverkehr stets genügend freier Raum offen bleibt bzw. dass Auffahrunfälle vermieden werden.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Einrichtung, die das Entstehen wie auch das Auflösen eines Fahrzeugstaues ermittelt und ein Ausgangssignal liefert, das zum Steuern von Anlagen zur Verkehrsbeeinflussung benützbar ist.
Die diese Aufgabe lösende Einrichtung gemäss der Erfindung macht in bekannter Weise Gebrauch von wenigstens einer Detektorvorrichtung zum Erfassen von Fahrzeugen und zum Ermitteln der effektiven Fahrgeschwindigkeit eines jeden erfassten Fahrzeuges sowie von Mitteln zum Erzeugen eines die ermittelte Fahrgeschwindigkeit repräsentierenden elektrischen Messwertes.
Die Einrichtung ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch Mittel zur Eingabe und Speicherung eines Referenzwertes, der eine vorgegebene Richtgeschwindigkeit repräsentiert, Vergleichsmittel zum Vergleichen des die effektive Fahrgeschwindigkeit repräsentierenden Messwertes mit dem die Richtgeschwindigkeit repräsentierenden Referenzwert und zum Abgeben eines Höher -Signals, wenn die effektive Fahrgeschwindigkeit höher als die Richtgeschwindigkeit ist, bzw.
eines Tiefer -Signals, wenn die effektive Fahrgeschwindigkeit die Richtgeschwindigkeit nicht übersteigt, Mittel zum Erzeugen einer ersten vorbestimmten Anzahl elektrischer Impulse für jedes von der Detektorvorrichtung erfasste Fahrzeug, dessen effektive Fahrgeschwindigkeit höher als die Richtgeschwindigkeit ist, sowie zum Erzeugen einer zweiten vorbestimmten Anzahl elektrischer Impulse für jedes von der Detektorvorrichtung erfasste Fahrzeug, dessen effektive Fahrgeschwindigkeit die Richtgeschwindigkeit nicht übersteigt, Aufwärts/Abwärts-lmpulszählmittel, welche die für jedes Fahrzeug erzeugten elektrischen Impulse in Abhängigkeit vom Höher -Signal bzw. vom Tiefer - Signal zählen und addieren bzw.
zählen und subtrahieren, Mittel zur Eingabe und Speicherung mindestens einer innerhalb der Zählkapazität der Aufwärts/Abwärts-Impulszählmittel liegenden Impulszahl, und Vergleichsmittel zum Vergleichen des laufenden Zählergebnisses der Aufwärts/Abwärts-Impulszählmittel mit der eingegebenen Impulszahl und zur Abgabe eines zum Steuern von Anlagen zur Verkehrsbeeinflussung benützbaren Ausgangssignals, das signalisiert, ob das Zählergebnis die eingegebene Impulszahl unterschreitet oder überschreitet und folglich ob sich ein Fahrzeugstau bildet oder auflöst.
Die Vorteile der Erfindung und Einzelheiten von speziellen Ausführungsformen ergeben sich aus der nun folgenden ausführlichen Beschreibung sowie aus den zugehörigen Zeichnungen, in denen der Erfindungsgegenstand rein beispielsweise veranschaulicht ist.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm der elektrischen Schaltungsanordnung einer erfindungsgemäss ausgebildeten Einrichtung;
Fig. 2 und 3 stellen den zeitlichen Verlauf von Potentialen und Impulsen innerhalb der Einrichtung für zwei unterschiedliche Betriebsfälle dar.
Die in Fig. 1 veranschaulichte Einrichtung weist eine Detektorvorrichtung 20 zum Erfassen von auf einem Verkehrsstrang verkehrenden Fahrzeugen und zum Ermitteln der effektiven Fahrgeschwindigkeit eines jeden erfassten Fahrzeuges auf. Die Detektorvorrichtung 20 umfasst eine in der Fahrbahn eingelassene Induktionsschleife 21, die an eine Oszillator- und Diskriminator-Einheit 22 angeschlossen ist. Die Schleife 21 ist Teil eines Hochfrequenz-Schwingungskreises, dessen Schwingungsfrequenz eine Veränderung erfährt, sobald und solange ein Fahrzeug sich innerhalb der von der Schleife 21 umgrenzten Messfläche befindet. An die Oszillator- und Diskriminator-Einheit 22 ist ein Relais ST angeschlossen, das einen Umschaltkontakt st mit einem Ruhekontaktelement 23 und einem Arbeitskontaktelement 24 aufweist.
Das Relais ST ist durch die erwähnte Veränderung der Schwingungsfrequenz zur Erregung bringbar, wenn ein Fahrzeug in die Messfläche einfährt, und kehrt in seine Ruhelage zurück, wenn das Fahrzeug die Messfläche verlässt. Die Zeitdauer der Erregung des Relais ST ist umgekehrt proportional der effektiven Fahrgeschwindigkeit Ve des ermittelten Fahrzeuges.
Anstelle der Induktionsschleife 21 kann die Detektorvorrichtung 20 ebenso gut andere durch jedes Fahrzeug beeinflussbare Mittel aufweisen, wie pneumatische Schwellen, photoelektrische Schranken, Ultraschallschranken, Radargeräte usw.
Die Einrichtung weist ferner eine Schaltungsanordnung 25 auf zum Feststellen, ob die effektive Fahrgeschwindigkeit Ve eines von der Detektorvorrichtung 20 erfassten Fahrzeuges eine vorgegebene Richtgeschwindigkeit Vs übersteigt oder nicht. Zur Erzeugung eines die effektive Fahrgeschwindigkeit repräsentierenden elektrischen Messwertes sind ein als Impulsgeber dienender Oszillator 26, ein Impulszähler 27 und ein zwischen dem Oszillator 26 und dem Impulszähler angeordnetes elektronisches Gatter 28, z. B. ein NAND-Gatter, vorhanden. Der Ausgang des Oszillators 26 ist durch einen Leiter 29 mit einem Eingang des NAND-Gatters 28 verbunden. Ein zweiter Eingang des NAND-Gatters steht durch einen Leiter 30 mit dem Arbeitskontaktelement 24 des Relaiskontaktes st in Verbindung. Der Ausgang des NAND-Gatters 28 ist mit dem Zähleingang des Impulszählers 27 durch einen Leiter 31 verbunden.
Die Anzahl der durch den Impulszähler 27 gezählten Impulse ist umgekehrt porportional der effektiven Fahrgeschwindigkeit Ve eines jeden von der Detektorvorrichtung 20 erfassten Fahrzeuges und damit ein die effektive Fahrgeschwindigkeit repräsentierender Messwert. Der Impulszähler 27 ist auf Null rückstellbar durch einen Rückstellimpuls, der über einen Leiter 32 zugeführt wird. Der Rückstellimpuls wird durch ein Monoflop 33 erzeugt, welches an das Arbeitskontaktelement 24 des Relaiskontaktes st angeschlossen ist.
Der Impulszähler 27 liefert das Zählergebnis in binär codierter Form über eine Leitung 34 an den einen Eingang einer elektronischen Vergleichsvorrichtung 35, deren zweiter Eingang mittels einer Leitung 36 mit einer Eingabeeinheit 37 verbunden ist. Die Einheit 37 ermöglicht die Eingabe und Speicherung einer beliebigen innerhalb der Zählkapazität des Impulszählers 27 liegenden Impulszahl in binär codierter Form.
Diese Impulszahl ist ein die gewählte Richtgeschwindigkeit Vs repräsentierender Referenzwert, der mittels der Vergleichsvorrichtung 35 mit dem die ermittelte effektive Fahrgeschwindigkeit Ve eines Fahrzeuges repräsentierenden Zählergebnis des Impulszählers 27 verglichen wird. Die Vergleichsvorrichtung 35 weist zwei Ausgänge mit daran angeschlossenen Leitern 38 und 39 auf, auf denen entgegengesetzte Potentialzustände herrschen, die jeweils wechseln, wenn das Zählergebnis des Impulszählers 27 die in die Eingabeeinheit 37 eingegebene Impulszahl erreicht.
Die Potentialzustände auf den Leitern 38 und 39 repräsentieren somit ein Höher -Signal, wenn die ermittelte effektive Fahrgeschwindigkeit Ve höher als die eingegebene Richtgeschwindigkeit Vs ist, bzw. ein Tiefer Signal, wenn die effektive Fahrgeschwindigkeit Ve die Richtgeschwindigkeit Vs nicht übersteigt.
Die Ausgangleiter 38 und 39 der Vergleichsvorrichtung 35 stehen je mit einem Eingang eines NAND-Gatters 40 bzw.
eines NAND-Gatters 41 in Verbindung. Die Ausgänge der beiden NAND-Gatter 40 und 41 sind durch Leiter 42 und 43 mit zwei Eingängen eines Vierfach-NAND-Gatters 44 verbunden. An einen dritten Eingang des Gatters 44 ist über einen Leiter 45 ein als Impulsgeber dienender Oszillator 46 mit verhältnismässig hoher Frequenz, z. B. 1 MHz, angeschlossen.
Einem vierten Eingang des Gatters 44 wird über einen Leiter 47 ein als Auswertbefehl dienender Impuls zugeführt, der durch ein Monoflop 48 erzeugt wird. Letzteres ist an das Ruhekontaktelement 23 des Relaiskontaktes st angeschlossen.
Je ein zweiter Eingang der beiden NAND-Gatter 40 und 41 ist über einen Leiter 50 bzw. über einen Leiter 51 mit einer Schaltungsanordnung 53 zur Erzeugung von Sperrsignalen verbunden. Diese Schaltungsanordnung 53 weist einen Impulszähler 54 auf, dessen Zähleingang durch einen Leiter 55 an den Ausgang des Vierfach-NAND-Gatters 44 angeschlossen ist.
Der Impulszähler 54 liefert das Zählergebnis in binär codierter Form sowohl über eine Leitung 56 an den einen Eingang einer elektronischen Vergleichsvorrichtung 57 als auch über eine Leitung 58 an den einen Eingang einer weiteren elektronischen Vergleichsvorrichtung 59. Der zweite Eingang der Vergleichsvorrichtung 57 ist mittels einer Leitung 60 mit einer Eingabeeinheit 61 verbunden. In analoger Weise ist der zweite Eingang der andern Vergleichsvorrichtung 59 über eine Leitung 62 mit einer Eingabeeinheit 63 verbunden. Jede der Eingabeeinheiten 61 und 63 ermöglicht die Eingabe und Speicherung einer beliebigen innerhalb der Zählkapazität des Impulszählers 54 liegenden Impulszahl in binär codierter Form. Die Zählkapazität des Impulszählers 54 kann beispielsweise 16 Impulse betragen.
Mittels der Vergleichsvorrichtungen 57 und 59 wird das Zählergebnis des Impulszählers 54 mit den in die Einheiten 61 und 63 eingegebenen Impulszahlen verglichen. Wenn jeweils das Zählergebnis mit einer der eingegebenen Impulszahlen übereinstimmt oder diese überschreitet, tritt am Ausgang der betreffenden Vergleichsvorrichtung 57 bzw. 59 ein Potential auf, welches als Sperrsignal über den Leiter 50 bzw. 51 an das NAND-Gatter 40 bzw. 41 gelangt. Der Impulszähler 54 ist auf Null rückstellbar durch einen Rückstellimpuls, der über einen Leiter 64 vom Ausgang des Monoflops 33 zugeführt wird. Die in die Eingabeeinheiten 61 und 63 einzugebenden Impulszahlen sind einzeln und voneinander unabhängig wählbar.
Wie weiter unten noch erläutert werden wird, ist die in die eine Eingabeeinheit 61 eingegebene Impulszahl gleich der Anzahl zu erzeugender Impulse für jedes von der Detektorvorrichtung 20erfasste Fahrzeug, dessen effektive Fahrgeschwindigkeit Ve die gewählte Richtgeschwindigkeit Vs nicht übersteigt. Analog ist die in die andere Eingabeeinheit 63 eingegebene Impulszahl gleich der Anzahl zu erzeugenden Impulse für jedes von der Detektorvorrichtung 20 erfasste Fahrzeug, dessen effektive Fahrgeschwindigkeit Ve höher als die Richtgeschwindigkeit Vs ist.
An den Ausgang des Vierfach-NAND-Gatters 44 ist mittels eines Leiters 65 ferner der Zähleingang eines Aufwärts/Abwärts-Impulszählers 66 angeschlossen, der durch das am einen Ausgangsleiter 39 der Vergleichsvorrichtung 35 auftretende Höher - oder Tiefer -Signal über einen Leiter 67 umsteuerbar ist entweder auf Aufwärtszählen oder auf Abwärtszäh len . Bei Vorliegen des Höher -Signals, d. h. wenn die effektive Fahrgeschwindigkeit Ve eines Fahrzeuges höher als die Richtgeschwindigkeit Vs ist, zählt der Impulszähler 66 aufwärts, im andern Fall abwärts. Das Zählergebnis des Aufwärts/Abwärts-Impulszählers 66 wird in binär codierter Form fortlaufend über eine Leitung 68 an den einen Eingang einer elektronischen Vergleichsvorrichtung 69 geliefert.
An den zweiten Eingang der Vergleichsvorrichtung 69 ist mittels einer Leitung 70 eine Eingabeeinheit 71 angeschlossen.
Letztere ermöglicht die Eingabe und Speicherung einer beliebigen innerhalb der Zählkapazität des Aufwärts/Abwärts Impulszählers 66 liegenden Impulszahl in binär codierter Form.
Die Zählkapazität des Aufwärts/Abwärts-Impulszählers 66 beträgt beispielsweise 99 Impulse. Die Vergleichsvorrichtung 69 weist zwei Ausgänge auf, an die je ein Leiter 72 bzw. 73 angeschlossen sind. Auf den Leitern 72 und 73 herrschen entgegengesetzte Potentialzustände, die jeweils wechseln, wenn das Zählergebnis des Aufwärts/Abwärts-Impulszählers 66 mit der in die Eingabeeinheit 71 eingegebenen Impulszahl übereinstimmt. Die Potentialzustände auf den Leitern 72 und 73 repräsentieren Signale zur Meldung, ob im Überwachungshereich der Detektorvorrichtung 20 die Fahrzeuge freie Fahrt haben oder ob ein Fahrzeugstau im Entstehen ist oder bereits vorliegt.
An den einen Ausgangsleiter 73 der Vergleichsvorrichtung 69 ist ein Relais Y angeschlossen, das einen Arbeitskontakt y aufweist. Letzterer ist mit Anschlussklemmen 74 und 75 zum Anschliessen eines Steuerstromkreises einer nicht dargestellten Verkehrsregelungsanlage verbunden.
Dem Aufwärts/Abwärts-Impulszähler 66 sind elektronische
Mittel 76 und 77 zugeordnet, die jeweils ein Sperrsignal in
Form eines Potentials erzeugen, wenn das Zählergebnis des
Impulszählers 66 das Minimum, d. h. Null , bzw. das Maxi mum, d. h. 99 , erreicht. Diese Sperrsignale werden über
Leiter 78 bzw. 79 je dem zweiten Eingang des NAND-Gatters
40 bzw. des NAND-Gatters 41 zugeleitet, um mit Hilfe des
Vierfach-NAND-Gatters 44 zu verhindern, dass im Aufwärts/
Abwärts-Impulszähler 66 die untere bzw. die obere Endzähl stellung überlaufen wird.
Der Aufwärts/Abwärts-Impulszähler 66 ist auf Null rück stellbar durch einen Rückstellimpuls, der über einen Leiter 80 zugeführt wird. Der Rückstellimpuls wird durch elektronische
Mittel 81 erzeugt, die dem Impulszähler 27 zugeordnet sind und den Rückstellimpuls an den Leiter 80 abgeben, wenn das
Zählergebnis des Impulszählers 27 das Maximum erreicht. An den Leiter 80 ist zusätzlich ein manuell betätigbarer Schalter 82 angeschlossen, mit dem es möglich ist, die Rückstellung des
Aufwärts/Abwärts-Impulszählers willkürlich herbeizuführen.
Das Rückstellen des Aufwärts/Abwärts-Impulszählers 66 auf
Null hat zur Folge, dass das Zählergebnis am Ausgang des
Impulszählers 66 in jedem Fall kleiner als die in die Eingabe einheit 71 eingegebene Impulszahl ist und daher an den
Ausgangsleitern 72 und 73 der Vergleichsvorrichtung 69 ein das Vorliegen eines Fahrzeugstaues meldendes Signal auftritt.
Schliesslich ist der Aufwärts/Abwärts-Impulszähler 66 auch auf die obere Endzählstellung 99 einstellbar durch einen
Vorwärtsstellimpuls, der über einen Leiter 83 zugeführt und durch eine Schaltungsanordnung 84 erzeugt wird. Die Schal tungsanordnung 84 enthält einen als Impulsgeber dienenden
Oszillator 85 mit verhältnismässig tiefer Frequenz, z. B. 2 Hz.
Der Ausgang des Oszillators ist über einen Leiter 86 an einen
Eingang eines NAND-Gatters 87 angeschlossen, das noch zwei weitere Eingänge aufweist. Ein zweiter Eingang des NAND
Gatters 87 ist durch einen Leiter 88 mit dem Ruhekontaktele ment 23 des Relaiskontaktes st verbunden. An den dritten
Eingang des NAND-Gatters 87 ist der eine Ausgangsleiter 72 der Vergleichsvorrichtung 69 angeschlossen. Der Ausgang des
NAND-Gatters 87 steht über einen Leiter 89 mit dem Zähl eingang eines Impulszählers 90 in Verbindung, dessen Zähl kapazität beispielsweise 16 Impulse beträgt. Der Impulszähler
90 ist auf Null rückstellbar durch einen Rückstellimpuls, der über einen Leiter 91 zugeführt und vom Monoflop 33 geliefert wird.
Das Zählergebnis des Impulszählers 90 wird in binär codierter Form über eine Leitung 92 dem einen Eingang einer elektronischen Vergleichsvorrichtung 93 zugeleitet. An den zweiten Eingang der Vergleichsvorrichtung 93 ist mittels einer
Leitung 94 eine Eingabeeinheit 95 angeschlossen, welche die
Eingabe und Speicherung einer innerhalb der Zählkapazität des
Impulszählers 90 liegenden Impulszahl in binär codierter Form ermöglicht. Der Ausgang der Vergleichsvorrichtung 93, an den der bereits erwähnte Leiter 83 angeschlossen ist, liefert den
Vorwärtsstellimpuls, wenn das Zählergebnis des Impulszählers
90 mit der in die Eingabeeinheit 95 eingegebenen Impulszahl übereinstimmt. An den Leiter 83 ist zusätzlich ein manuell betätigbarer Schalter 96 angeschlossen, mit dem ermöglicht ist, das Vorwärtsstellen des Aufwärts/Abwärts-Impulszählers 66 willkürlich herbeizuführen.
Das Vorwärtsstellen des Impuls zählers 66 hat zur Folge, dass das Zählergebnis am Ausgang des
Impulszählers 66 in jedem Fall grösser ist als die in die Einga beeinheit 71 eingegebene Impulszahl und daher an den
Ausgangsleitern 72 und 73 der Vergleichsvorrichtung 69 ein
Signal auftritt, das die freie Fahrt der von der Detektorvorrichtung 20 erfassen Fahrzeuge meldet.
Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der beschriebenen
Einrichtung ist wie folgt:
Zum leichteren Verständnis der Funktionsabläufe sind im Blockdiagramm der Fig. 1 Pfeile eingezeichnet, welche die Richtung des Signal- oder Informationsflusses angeben. Es wird auch auf die Fig. 2 und 3 verwiesen, in denen die zeitlichen Abläufe der Potentialzustände auf mehreren Leitem der Schaltungsanordnung von Fig. 1 veranschaulicht sind. Die einzelnen Potentialverläufe sind in den Fig. 2 und 3 mit den gleichen Überweisungszeichen bezeichnet wie die entsprechenden Leiter im Blockdiagramm von Fig. 1.
Wenn ein Fahrzeug in die von der Induktionsschleife 21 umgrenzte Messfläche einfährt, wird das Relais ST erregt, wodurch der Relaiskontakt st ein Potential an das Arbeitskontaktelement 24 legt. Das Monoflop 33 erzeugt nun augenblicklich einen Impuls, der über die Leiter 32, 64 und 91 als Rückstellimpuls den Impulszählern 27, 54 und 90 gleichzeitig zugeführt wird. Die genannten Impulszähler werden somit auf Null rückgestellt. Der Relaiskontakt st bringt auf den Leiter 30 ein Dauerpotential, durch welches das NAND-Gatter 28 für die Impulse des Oszillators 26 leitend wird. Am Ausgang des NAND Gatters 28, d.h. auf dem Leiter3 1, erscheint daher ein Impulszug, Oszillators 26 leitend wird. Am Ausgang des NAND-Gatters 28, d. h. auf dem Leiter 31, erscheint daher ein Impulszug, dessen einzelne Impulse durch den Impulszähler 27 gezählt werden.
Der Impulszug dauert fort, solange das Relais ST erregt bleibt, d. h. bis das von der Detektorvorrichtung 20 ermittelte Fahrzeug die von der Induktionsschleife 21 umgrenzte Messfläche verlässt. Das Zählergebnis des Impulszählers 27 ist daher proportional der Zeitdauer, die ein Fahrzeug zum Durchfahren der Messfläche benötigt, und folglich umgekehrt proportional zur effektiven Fahrgeschwindigkeit Ve des Fahrzeuges. Das Zählergebnis des Impulszählers 27 wird in der Vergleichsvorrichtung 35 fortlaufend mit der in die Eingabeeinheit 37 eingegebenen Impulszahl verglichen, die dem reziproken Wert der gewählten Richtgeschwindigkeit Vs entspricht. Im folgenden sind zwei verschiedene Fälle zu unterscheiden.
Es ist zunächst angenommen, die effektive Fahrgeschwindigkeit Ve eines von der Detektorvorrichtung 20 erfassten Fahrzeuges sei grösser als die gewählte Richtgeschwindigkeit Vs. Das Zählergebnis des Impulszählers 27 bleibt somit unterhalb der in die Eingabeeinheit 37 eingegebenen Impulszahl. An den Ausgangsleitern 38 und 39 der Vergleichsvorrichtung 45 tritt somit keine Änderung der Potentialzustände ein, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Der Ausgangsleiter 38 ist spannungslos, wodurch das NAND-Gatter 40 in einen Zustand gesteuert ist, bei welchem sein Ausgang 42 ein Potential führt.
Am andern Ausgangsleiter 39 der Vergleichsvorrichtung 35 liegt ein Potential, durch welches über den Leiter 67 der Aufwärts/Abwärts-Impulszähler 66 auf Aufwärtszähler gesteuert ist. Die Ausgangsleiter 50 und 51 der beiden Vergleichsvorrichtungen 57 und 59 sind zunächst spannungslos.
Daher liegt am Ausgangsleiter des NAND-Gatters 41 ein
Potential. Der Leiter 47 vom Ausgang des Monoflops 48 ist zunächst spannungslos, weshalb das Vierfach-NAND-Gatter
44 gesperrt ist und keine Impulse vom Oszillator 46 zu dem
Impulszähler 54 und dem Aufwärts/Abwärts-Impulszähler 66 gelangen können.
Wenn das von der Detektorvorrichtung 20 ermittelte
Fahrzeug die Messfläche der Induktionsschleife 21 verlässt, wird das Relais ST entregt. Der Relaiskontakt st legt nun
Potential an das Ruhekontaktelement 23, wodurch das Mono flop 48 zum Arbeiten gebracht wird und auf dem Leiter 47 einen Impuls erzeugt, der als Auswertebefehl dient. Während der Dauer des Impulses auf dem Leiter 47 ist das Vierfach
NAND-Gatter 44 leitend, so dass vom Oszillator 46 erzeugte
Impulse an die Zähleingänge des Impulszählers 54 und des
Aufwärts/Abwärts-Umpulszählers 66 gelangen. In beiden Impulszählem 54 und 66 werden die ankommenden Impulse gezählt und addiert.
Sobald das Zählergebnis im Impulszähler
54 mit der in die Eingabeeinheit 63 eingegebeben Impulszahl übereinstimmt, erscheint auf dem Ausgangsleiter 51 der
Vergleichsvorrichtung 59 ein Potential, das dem einen Eingang des NAND-Gatters 41 zugeführt wird. Da am andem Eingang dieses Gatters, wie erwähnt, bereits ein Potential liegt, wird der
Ausgangsleiter 43 des NAND-Gatters 41 spannungslos, was die sofortige Spenung des Vierfach-NAND-Gatters 44 zur
Folge hat. Daher können von diesem Augenblick an keine weiteren Impulse mehr vom Oszillator 46 zum Impulszähler 54 und zum Aufwärts/Abwärts-Impulszähler 66 gelangen.
Für den Fall, dass in der Eingabeeinheit 61 eine niedrigere
Impulszahl gespeichert ist als in der Eingabeeinheit 63, so liefert die Vergleichsvorrichtung 57 zwar an den Ausgangsleiter
50 ein Potential, bevor die Vergleichsvorrichtung 59 die
Sperrung des Vierfach-NAND-Gatters 44 herbeiführt. Dies bleibt jedoch ohne Einfluss auf das NAND-Gatter 40 und auf die beschriebene Wirkungsweise, da der Leiter 38 spannungslos ist und der Ausgangsleiter 42 des NAND-Gatters 40 ohnehin ein Potential aufweist.
Jedesmal, wenn ein Fahzeug mit einer die eingestellte
Richtgeschwindigkeit Vs übersteigenden effektiven Fahrge schwindigkeit Ve von der Detektorvorrichtung 20 erfasst wird, wiederholen sich die beschriebenen Vorgänge, wobei für jedes
Fahrzeug die gleiche Anzahl Impulse, in Übereinstimmung mit der in die Eingabeeinheit 63 eingegebenen Impulszahl, dem
Zähleingang des Aufwärts/Abwärts-Impulszählers 66 zuge führt werden. Diese Impulse werden im Aufwärts/Abwärts
Impulszähler 66 immer aufwärts gezählt, d. h. addiert. Das
Zählergebnis dieses Impulszählers 66 übersteigt daher sehr bald die in die Eingabeeinheit 71 eingegebene Impulszahl.
Wenn dies der Fall ist, liegt am Ausgangsleiter 73 der Ver gleichsvortichtung 69 ein Potential, welches freie Fahrt möglichkeit signalisiert. Das Relais Y ist entregt, da das dem
Leiter 73 entgegengesetzte Ende der Relaisspule dauernd an ein gleiches Potential angelegt ist.
Wenn das Zählergebnis im Aufwärts/Abwärts-Impulszähler 66 den höchstmöglichen Stand 99 erreicht, tritt am Ausgangsleiter 79 der elektronischen Vorrichtung 77 ein Potential auf, das unabhängig von der Vergleichsvorrichtung 59 das NAND-Gatter 41 in einen Zustand steuert, bei welchem ein Ausgangsleiter 43 spannungslos wird. Dies hat die sofortige Sperrung des Vierfach-NAND-Gatters 44 zur Folge, so dass keine weiteren Impulse mehr vom Oszillator 46 zum Zähleingang des Aufwärts/Abwärts-Impulszählers 66 gelangen können, solange der Potentialzustand am Ausgangsleiter 39 der Vergleichsvorrichtung 35 nicht ändert, d. h. solange die Detektorvorrichtung 20 kein Fahrzeug ermittelt, dessen effektive Fahrgeschwindigkeit Ve die Richtgeschwindigkeit Vs nicht übersteigt. Dadurch wird ein Überlaufen des Impulszählers 66 über sein höchstmögliches Zählergebnis hinaus verhütet.
Es wird nun der Fall betrachtet, bei welchem die Detektorvorrichtung 20 ein Fahrzeug ermittelt, dessen effektive Fahrgeschwindigkeit Ve die vorgewählte Richtgeschwindigkeit nicht übersteigt (Fig. 3). In diesem Fall wird das Zählergebnis im Impulszähler 27 gleich oder grösser als die in die Eingabeeinheit 37 eingegebene Impulszahl. Bei Beginn der Impulszählung herrschen die gleichen Potentialzustände wie im vorstehend beschriebenen Beispiel einer die Richtgeschwindigkeit übersteigenden effektiven Fahrgeschwindigkeit. Sobald die Anzahl der im Impulszähler 27 gezählten Impulse die in der Eingabeeinheit 37 gespeicherte Impulszahl erreicht, wechseln die Potentialzustände auf den Ausgangsleitern 38 und 39 der Vergleichsvorrichtung. Der Leiter 39 wird spanungslos, wogegen am Leiter 38 ein Potential auftritt.
Das bedeutet ein Tiefer -Signal, d. h. die Feststellung, dass die effektive Fahrgeschwindigkeit Ve niedriger als die Richtgeschwindigkeit Vs oder dieser höchstens gleich ist. Durch den Wegfall des Potentials auf dem Leiter 39 wird auch der mit ihm verbundene Leiter 67 spannungslos, wodurch der Aufwärts/Abwärts Impulszähler 66 auf Abwärtszählen umgesteuert wird. Gleichzeitig tritt am Ausgangsleiter 43 des NAND-Gatters 41 ein Potential auf, unabhängig davon, ob dem zweiten Eingang des NAND-Gatters 41 ein Potential über den Leiter 51 oder den Leiter 79 zugeführt wird. Da der Ausgangsleiter 50 der Vergleichsvorrichtung 57 zunächst spannungslos ist, liegt auch am Ausgangsleiter 42 des NAND-Gatters 40 ein Potential.
Sobald das von der Detektorvorrichtung 20 erfasste Fahrzeug die von der Induktionsschleife umgrenzte Messfläche verlässt, wird das Relais ST entregt. Der Relaiskontakt st legt Potential an das Ruhekontaktelement 23, wodurch das Monoflop 48 zum Arbeiten gebracht wird. Dieses erzeugt einen als Auswertebefehl dienenden Impuls auf dem Leiter 47, wodurch das Vierfach-NAND-Gatter 44 in leitenden Zustand gesteuert wird. Die vom Oszillator 46 erzeugten Impulse gelangen nun über das Vierfach-NAND-Gatter 44 und die Leiter 55 und 65 an die Zähleingänge des Impulszählers 54 und des Aufwärts/Abwärts-Impulszählers 66. In letzterem werden die ankommenden Impulse gezählt und fortlaufend vom bereits vorhandenen Zählergebnis subtrahiert.
Wenn das Zählergebnis des Impulszählers 54 mit der in die Eingabeeinheit 61 eingegebenen Impulszahl übereinstimmt, erscheint auf dem Ausgangsleiter 50 der Vergleichsvorrichtung 57 ein Potential, das an den einen Eingang des NAND-Gatters 40 gelangt. Da dem andern Eingang dieses Gatters über den Leiter 38 abenfalls ein Potential zugeführt ist, wird der Ausgangsleiter 42 des NAND Gatters 40 spannungslos, wodurchdas Vierfach-NAND-Gatter 44 in sperrenden Zustand gebracht wird. Somit können keine weiteren Impulse mehr vom Oszillator 46 zu dem Impulszähler 54 und zum Aufwärts/Abwärts-Impulszähler 66 gelangen. Die Anzahl der im Impulszähler 66 gezählten und subtrahierten Impulse stimmt mit der in der Eingabeeinheit 61 gespeicherten Impulszahl überein.
Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich jedesmal, wenn die Detektorvorrichtung 20 ein Fahrzeug erfasst, dessen effektive Fahrgeschwindigkeit Ve kleiner als die Richtgeschwindigkeit Vs oder dieser höchstens gleich ist. Dabei wird im Aufwärts/Abwärts-Impulszähler 66 für jedes Fahrzeug die gleich Anzahl Impulse vom vorliegenden Zählergebnis subtrahiert. Langsam fahrende Fahrzeuge, besonders wenn mehrere solche einander folgen, deuten auf die Bildung eines Fahrzeugstaues hin. Sobald das Zählergebnis des Aufwärts/Abwärts-Impulszählers 66 mit der in die Eingabeeinheit 71 eingegebenen Impulszahl übereinstimmt, wechseln die Potentialzustände auf den Ausgangsleitern 72 und 73 der Vergleichsvorrichtung 69, was die Bildung eines Fahrzeugstaues signalisiert.
Der Leiter 73 wird spannungslos, wodurch das Relais Y erregt und sein Kontakt y geschlossen wird. Damit wird ein an die Klemmen 74 und 75 angeschlossener Steuerstromkreis einer Verkehrsregelungsanlage eingeschaltet, die den nachfolgenden Fahrzeugverkehr beeinflusst. Die Verkehrsregelungsanlage kann z. B. den nachfolgenden Fahrzeugen ein Haltesignal (Rotlicht nach vorhergehender Gelbphase) so rechtzeitig geben, dass diese nicht auf den gebildeten Fahrzeugstau auffahren und dem gegebenenfalls vorhandenen Querverkehr ausreichend Durchfahrtsraum frei lassen.
Wenn ein Fahrzeug innerhalb der von der Induktionsschleife 21 umgrenzten Messfläche zum Stillstand kommt, wird die dem Impulszähler 27 zugeleitete Impulsfolge nicht beendet, solange das Fahrzeug nicht weiterfährt. Das Zählergebnis des Impulszählers 27 erreicht dann sein Maximum. In diesem Moment erzeugen die dem Impulszähler 27 zugeordneten elektronischen Mittel 81 einen eine Staumeldung hervorrufenden Rückstellimpuls, der über den Leiter 80 dem Aufwärts/Abwärts-Impulszähler 66 zugeleitet wird und diesen auf Null rückstellt. Dadurch kommt das Zählergebnis des Aufwärts/Abwärts-Impulszählers 66 in jedem Fall unterhalb die in der Eingabeeinheit 71 gespeicherte Impulszahl zu liegen. Dies hat zur Folge, dass auf den Ausgangsleitern 72 und 73 der Vergleichsvorrichtung 68 ein eine Staumeldung signalisierender Potentialzustand auftritt.
Das gleiche Ergebnis kann auch durch manuelles Betätigen des Schalters 82 herbeigeführt werden.
Liegt eine Staumeldung vor und befindet sich kein Fahrzeug innerhalb der von der Induktionsschleife umgrenzten Messfläche, so kommt die Schaltungsanordnung 84 zur Wirkung.
Über den Kontakt st des in diesem Fall nicht erregten Relais ST, das Ruhekontaktelement 23 und den Leiter 88 ist ein Potential an einen Eingang des NAND-Gatters 87 gelegt.
Gleichzeitig bringt der Leiter 72 von der Vergleichsvorrichtung 69 auch Potential an einen weiteren Eingang des NAND Gatters 87. Dieses wird daher leitend und lässt vom Oszillator 85 erzeugte Impulse über den Leiter 89 zum Zähleingang des Impulszählers 90 gelangen. Sobald das Zählergebnis des Impulszählers 90 mit der in die Eingabeeinheit 95 eingegebenen Impulszahl übereinstimmt, was wegen der verhältnismässig tiefen Frequenz des Oszillators 85 (z.B. 2Hz) etwa 0,5 bis 8 Sekunden dauert, fällt ein am Ausgang der Vergleichsvorrichtung 93 liegendes Potential weg. Das bedeutet ein Vorwärtsstellsignal, das über den Leiter 83 den Aufwärts/Abwärts Impulszähler 66 auf das höchstmögliche Zählergebnis 99 vorwärts stellt.
Dadurch wird das Zählergebnis des Aufwärts/ Abwärts-Impulszählers 66 in jedem Fall grösser oder gleich gross wie die in der Eingabeeinheit 71 gespeicherte Impulszahl, wodurch auf den Ausgangsleitern 72 und 73 der Vergleichsvorrichtung 69 der Potentialzustand gewechselt wird, so dass das Staumeldesignal sofort in Wegfall kommt und nachfolgende Fahrzeuge freie Fahrt haben. Das gleiche Ergebnis lässt sich auch durch manuelles Betätigen des Schalters 96 herbeiführen.
Die Schaltungsanordnung 84 hat die Wirkung eines Verzögerungs-Zeitgebers mit einstellbarer Verzögerungsdauer, wobei die Verzögerungsdauer durch die in die Eingabeeinheit 95 eingegebene Impulszahl bestimmt ist.
In zahlreichen Fällen der Praxis ist es so, dass die eine Staumeldung durch einige Fahrzeuge, welche die Induktionsschleife 21 mit einer die Richtgeschwindigkeit Vs übersteigenden Fahrgeschwindigkeit Ve überfahren, selbsttätig in Wegfall gebracht wird, indem die von einem jeden dieser Fahrzeuge ausgelösten und dem Zähleingang des Aufwärts/Abwärts
Impulszählers 66 zugeleiteten Impulse in diesem Zähler addiert werden, wobei das zunächst unter der in der Eingabeeinheit 71 gespeicherten Impulszahl liegende Zählergebnis ansteigt.
Sobald hierbei das Zählergebnis die eingegebene Impulszahl erreicht oder überschreitet, wechseln an den Ausgangsleitern 72 und 73 der Vergleichsvorrichtung 69 die Potentialzustände in der Weise, dass die Staumeldung dahinfällt. Dies ist deshalb berechtigt, da mehrere Fahrzeuge die Induktionsschleife 21 nicht mit einer die Richtgeschwindigkeit Vs übersteigenden Fahrgeschwindigkeit Ve überfahren könnten, wenn der zuvor aufgetretene Fahrzeugstau nicht wieder in Auflösung begriffen wäre.
Die beschriebene Einrichtung lässt sich leicht den verschiedensten in der Praxis vorkommenden Gegebenheiten, wie z. B.
die geographische Situation der Verkehrsstränge, die üblicherweise eingehaltenen Fahrzeuggeschwindigkeiten, die Fahrzeugdichte usw., anpassen. Dies kann durch Verändern der in den Eingabeeinheiten 37, 61, 63, 71 und 95 gespeicherten Impulszahlen erfolgen. Die in die Eingabeeinheit 37 eingegebene Impulszahl, welche die Richtgeschwindigkeit Vs repräsentiert, wird z.B. entsprechend der für den Verkehrsablauf am günstigsten erscheinenden Fahrgeschwindigkeit gewählt. Durch eine passende Wahl der in die Eingabeeinheit 71 eingegebenen Impulszahl lässt sich die Arbeitsweise der Einrichtung in der Weise verändern, dass sie eher zur Abgabe einer Staumeldung oder eher zur Abgabe einer Meldung für freie Fahrt tendiert.
Das Gleiche, aber in verfeinertem Mass, kann man durch die Wahl der in den Eingabeeinheiten 61 und 63 gespeicherten Impulszahlen herbeiführen, wobei es durchaus möglich und häufig sogar erwünscht ist, für die Fahrzeuge mit einer die Richtgeschwindigkeit übersteigenden Geschwindigkeit eine andere Impulszahl zu wählen als für die Fahrzeuge mit einer die Richtgeschwindigkeit nicht erreichenden Fahrgeschwindigkeit.
Durch die Wahl der in die Eingabeeinheit 95 eingegebenen Impulszahl ist schliesslich die Verzögerungszeitdauer veränderbar, die beim Vorliegen einer Staumeldung bei gleichzeitig freier Induktionsschleife 21 bis zum Wegfall der Staumeldung verstreicht.
Bei einer zweckmässigen Ausführung kann die Eingabe der Impulszahlen in die Eingabeeinheiten 37, 61, 63, 71 und 95 durch steckbare Codier-Karten oder -Stöpsel erfolgen.
Es ist klar, dass zahlreiche Einzelheiten der beschriebenen Einrichtung abgeändert werden können, ohne dass die wesentlichen Funktionen der Einrichtung beeinträchtigt werden. So ist es insbesondere möglich, anstelle der Schaltungsanordnung 84 einen anderen Verzögerungszeitgeber an sich bekannter Ausbildung zu verwenden.
The present invention relates to a device for controlling systems for influencing traffic as a function of the formation or resolution of a vehicle jam.
On traffic routes with individually moving vehicles, the formation of a vehicle jam can have negative consequences for vehicles following further behind and in particular also for cross traffic at intersections, junctions and junctions. It often happens that all cross traffic comes to a standstill unnecessarily due to a vehicle jam, unless the drivers of the jammed vehicles themselves ensure through disciplined behavior that enough space remains open for cross traffic in the vehicle jam. There is therefore a need for systems for influencing traffic, which automatically prompt the following vehicle drivers in good time when a vehicle jam forms. stopping or slowing down the journey so that there is always enough free space for cross traffic and that rear-end collisions are avoided.
The object of the invention is therefore to create a device which determines the occurrence as well as the resolution of a traffic jam and supplies an output signal that can be used to control systems for influencing traffic.
The device according to the invention solving this problem makes use of at least one detector device for detecting vehicles and for determining the effective driving speed of each detected vehicle as well as means for generating an electrical measurement value representing the driving speed in a known manner.
The device is characterized according to the invention by means for inputting and storing a reference value which represents a predetermined recommended speed, comparison means for comparing the measured value representing the effective driving speed with the reference value representing the recommended speed and for emitting a higher signal when the effective driving speed is higher than the Is the recommended speed or
a lower signal, if the effective driving speed does not exceed the recommended speed, means for generating a first predetermined number of electrical pulses for each vehicle detected by the detector device, the effective driving speed of which is higher than the recommended speed, and for generating a second predetermined number of electrical pulses for Each vehicle detected by the detector device, the effective driving speed of which does not exceed the recommended speed, up / down pulse counting means, which count and add or add the electrical pulses generated for each vehicle as a function of the higher signal or the lower signal.
counting and subtracting, means for inputting and storing at least one pulse number lying within the counting capacity of the up / down pulse counting means, and comparison means for comparing the current count of the up / down pulse counting means with the entered number of pulses and for outputting one for controlling systems for traffic influencing usable output signal that signals whether the counting result falls below or exceeds the entered number of pulses and consequently whether a vehicle jam is forming or resolving.
The advantages of the invention and details of specific embodiments emerge from the detailed description that follows and from the accompanying drawings, in which the subject matter of the invention is illustrated purely by way of example.
1 shows a block diagram of the electrical circuit arrangement of a device designed according to the invention;
Fig. 2 and 3 show the time course of potentials and pulses within the device for two different operating cases.
The device illustrated in FIG. 1 has a detector device 20 for detecting vehicles traveling on a traffic route and for determining the effective travel speed of each detected vehicle. The detector device 20 comprises an induction loop 21 embedded in the roadway, which is connected to an oscillator and discriminator unit 22. The loop 21 is part of a high-frequency oscillating circuit, the oscillation frequency of which changes as soon as and as long as a vehicle is located within the measuring area bounded by the loop 21. A relay ST is connected to the oscillator and discriminator unit 22 and has a changeover contact st with a normally closed contact element 23 and a normally open contact element 24.
The relay ST can be excited by the aforementioned change in the oscillation frequency when a vehicle drives into the measuring area, and returns to its rest position when the vehicle leaves the measuring area. The duration of the energization of the relay ST is inversely proportional to the effective driving speed Ve of the determined vehicle.
Instead of the induction loop 21, the detector device 20 can equally well have other means that can be influenced by any vehicle, such as pneumatic thresholds, photoelectric barriers, ultrasonic barriers, radar devices, etc.
The device also has a circuit arrangement 25 for determining whether the effective driving speed Ve of a vehicle detected by the detector device 20 exceeds a predetermined recommended speed Vs or not. To generate an electrical measured value representing the effective driving speed, an oscillator 26 serving as a pulse generator, a pulse counter 27 and an electronic gate 28 arranged between the oscillator 26 and the pulse counter, e.g. B. a NAND gate available. The output of the oscillator 26 is connected by a conductor 29 to an input of the NAND gate 28. A second input of the NAND gate is connected by a conductor 30 to the normally open contact element 24 of the relay contact st. The output of the NAND gate 28 is connected to the counting input of the pulse counter 27 by a conductor 31.
The number of pulses counted by the pulse counter 27 is inversely proportional to the effective driving speed Ve of each vehicle detected by the detector device 20 and thus a measured value representing the effective driving speed. The pulse counter 27 can be reset to zero by a reset pulse which is fed via a conductor 32. The reset pulse is generated by a monoflop 33 which is connected to the normally open contact element 24 of the relay contact st.
The pulse counter 27 supplies the counting result in binary-coded form via a line 34 to one input of an electronic comparison device 35, the second input of which is connected to an input unit 37 by means of a line 36. The unit 37 enables any number of pulses within the counting capacity of the pulse counter 27 to be entered and stored in binary-coded form.
This number of pulses is a reference value representing the selected recommended speed Vs, which is compared by means of the comparison device 35 with the counting result of the pulse counter 27 representing the determined effective driving speed Ve of a vehicle. The comparison device 35 has two outputs with conductors 38 and 39 connected to them, on which opposing potential states prevail, which change each time the counting result of the pulse counter 27 reaches the number of pulses entered into the input unit 37.
The potential states on the conductors 38 and 39 thus represent a higher signal if the determined effective vehicle speed Ve is higher than the entered recommended speed Vs, or a lower signal if the effective vehicle speed Ve does not exceed the recommended speed Vs.
The output conductors 38 and 39 of the comparison device 35 are each connected to an input of a NAND gate 40 or
a NAND gate 41 in connection. The outputs of the two NAND gates 40 and 41 are connected to two inputs of a quadruple NAND gate 44 by conductors 42 and 43. At a third input of the gate 44 is a conductor 45 serving as a pulse generator oscillator 46 with a relatively high frequency, z. B. 1 MHz connected.
A fourth input of the gate 44 is supplied via a conductor 47 with a pulse which serves as an evaluation command and which is generated by a monoflop 48. The latter is connected to the normally closed contact element 23 of the relay contact st.
A second input each of the two NAND gates 40 and 41 is connected via a conductor 50 or via a conductor 51 to a circuit arrangement 53 for generating blocking signals. This circuit arrangement 53 has a pulse counter 54, the counting input of which is connected to the output of the quadruple NAND gate 44 through a conductor 55.
The pulse counter 54 delivers the counting result in binary coded form both via a line 56 to one input of an electronic comparison device 57 and via a line 58 to one input of a further electronic comparison device 59. The second input of the comparison device 57 is via a line 60 connected to an input unit 61. In an analogous manner, the second input of the other comparison device 59 is connected to an input unit 63 via a line 62. Each of the input units 61 and 63 enables any number of pulses within the counting capacity of the pulse counter 54 to be input and stored in binary-coded form. The counting capacity of the pulse counter 54 can be 16 pulses, for example.
The counting result of the pulse counter 54 is compared with the pulse numbers input into the units 61 and 63 by means of the comparison devices 57 and 59. If the counting result matches or exceeds one of the input pulse numbers, a potential occurs at the output of the relevant comparison device 57 or 59, which reaches the NAND gate 40 or 41 as a blocking signal via the conductor 50 or 51. The pulse counter 54 can be reset to zero by a reset pulse which is fed via a conductor 64 from the output of the monoflop 33. The pulse numbers to be entered in the input units 61 and 63 can be selected individually and independently of one another.
As will be explained further below, the number of pulses input into an input unit 61 is equal to the number of pulses to be generated for each vehicle detected by the detector device 20, the effective vehicle speed Ve of which does not exceed the selected recommended speed Vs. Similarly, the number of pulses input to the other input unit 63 is equal to the number of pulses to be generated for each vehicle detected by the detector device 20, the effective traveling speed Ve of which is higher than the recommended speed Vs.
At the output of the quadruple NAND gate 44, the counting input of an up / down pulse counter 66 is also connected by means of a conductor 65, which can be reversed via a conductor 67 by the higher or lower signal appearing on an output conductor 39 of the comparison device 35 either counting up or counting down. If the higher signal is present, i.e. H. if the effective traveling speed Ve of a vehicle is higher than the recommended speed Vs, the pulse counter 66 counts up, otherwise it counts down. The counting result of the up / down pulse counter 66 is continuously supplied in binary-coded form via a line 68 to one input of an electronic comparison device 69.
An input unit 71 is connected to the second input of the comparison device 69 by means of a line 70.
The latter enables any number of pulses within the counting capacity of the up / down pulse counter 66 to be entered and stored in binary-coded form.
The counting capacity of the up / down pulse counter 66 is 99 pulses, for example. The comparison device 69 has two outputs to each of which a conductor 72 and 73 are connected. Opposite potential states prevail on the conductors 72 and 73 and change each time the counting result of the up / down pulse counter 66 corresponds to the number of pulses input into the input unit 71. The potential states on the conductors 72 and 73 represent signals for reporting whether the vehicles are moving freely in the monitoring area of the detector device 20 or whether a vehicle jam is developing or is already present.
A relay Y, which has a normally open contact y, is connected to one output conductor 73 of the comparison device 69. The latter is connected to terminals 74 and 75 for connecting a control circuit of a traffic control system, not shown.
The up / down pulse counters 66 are electronic
Means 76 and 77 assigned, each having a locking signal in
Generate the shape of a potential if the counting result of the
Pulse counter 66 the minimum, i.e. H. Zero or the maximum, i.e. H. 99, reached. These locking signals are over
Conductor 78 and 79 each to the second input of the NAND gate
40 or the NAND gate 41 supplied to with the help of the
Quadruple NAND gate 44 to prevent the upward /
Downward pulse counter 66, the lower or the upper end counter position is overrun.
The up / down pulse counter 66 can be reset to zero by a reset pulse which is supplied via a conductor 80. The reset pulse is provided by electronic
Means 81 generated, which are assigned to the pulse counter 27 and emit the reset pulse to the conductor 80 when the
Counting result of the pulse counter 27 reaches the maximum. In addition, a manually operated switch 82 is connected to the conductor 80, with which it is possible to reset the
Up / down pulse counter arbitrarily bring about.
Resetting the up / down pulse counter 66 to
Zero means that the counting result at the output of the
Pulse counter 66 is in each case smaller than the number of pulses entered into the input unit 71 and therefore to the
Output conductors 72 and 73 of the comparison device 69 a signal indicating the presence of a vehicle jam occurs.
Finally, the up / down pulse counter 66 can also be set to the upper end counting position 99 by a
Forward setting pulse which is supplied via a conductor 83 and generated by a circuit arrangement 84. The circuit arrangement 84 includes a serving as a pulse generator
Oscillator 85 with a relatively low frequency, e.g. B. 2 Hz.
The output of the oscillator is via a conductor 86 to a
Input of a NAND gate 87 connected, which has two further inputs. A second entrance to the NAND
Gate 87 is connected by a conductor 88 to the rest contact element 23 of the relay contact st. On the third
The input of the NAND gate 87 is connected to one output conductor 72 of the comparison device 69. The outcome of the
NAND gate 87 is connected via a conductor 89 to the counting input of a pulse counter 90, the counting capacity of which is 16 pulses, for example. The pulse counter
90 can be reset to zero by a reset pulse which is fed via a conductor 91 and supplied by the monoflop 33.
The counting result of the pulse counter 90 is fed in binary-coded form via a line 92 to one input of an electronic comparison device 93. At the second input of the comparison device 93 is by means of a
Line 94 connected to an input unit 95, which the
Entry and storage of a within the counting capacity of the
Pulse counter 90 allows the number of pulses in binary coded form. The output of the comparison device 93, to which the aforementioned conductor 83 is connected, supplies the
Forward setting pulse if the counting result of the pulse counter
90 corresponds to the number of pulses entered in the input unit 95. In addition, a manually operable switch 96 is connected to the conductor 83, with which it is possible to bring about the forward setting of the up / down pulse counter 66 at will.
The forward setting of the pulse counter 66 has the consequence that the counting result at the output of the
Pulse counter 66 is in each case greater than the number of pulses entered in the input unit 71 and therefore to the
Output conductors 72 and 73 of the comparison device 69
Signal occurs that reports the free travel of the detected by the detector device 20 vehicles.
The use and effect of the described
Setup is as follows:
For easier understanding of the functional processes, arrows are drawn in the block diagram of FIG. 1, which indicate the direction of the signal or information flow. Reference is also made to FIGS. 2 and 3, in which the time sequences of the potential states on several conductors of the circuit arrangement of FIG. 1 are illustrated. The individual potential curves are denoted in FIGS. 2 and 3 with the same transfer symbols as the corresponding conductors in the block diagram of FIG.
When a vehicle drives into the measuring area delimited by the induction loop 21, the relay ST is energized, whereby the relay contact st applies a potential to the normally open contact element 24. The monoflop 33 now immediately generates a pulse which is fed to the pulse counters 27, 54 and 90 simultaneously via the conductors 32, 64 and 91 as a reset pulse. The pulse counters mentioned are thus reset to zero. The relay contact st brings a permanent potential to the conductor 30, through which the NAND gate 28 becomes conductive for the pulses of the oscillator 26. At the output of NAND gate 28, i. on the conductor3 1, a pulse train appears, oscillator 26 becomes conductive. At the output of the NAND gate 28, i. H. A pulse train appears on the conductor 31, the individual pulses of which are counted by the pulse counter 27.
The pulse train continues as long as the relay ST remains energized, i. H. until the vehicle determined by the detector device 20 leaves the measurement area delimited by the induction loop 21. The counting result of the pulse counter 27 is therefore proportional to the length of time which a vehicle needs to drive through the measurement area, and consequently inversely proportional to the effective driving speed Ve of the vehicle. The counting result of the pulse counter 27 is continuously compared in the comparison device 35 with the number of pulses input into the input unit 37, which corresponds to the reciprocal value of the selected recommended speed Vs. Two different cases are to be distinguished below.
It is initially assumed that the effective driving speed Ve of a vehicle detected by the detector device 20 is greater than the selected recommended speed Vs. The counting result of the pulse counter 27 thus remains below the number of pulses entered into the input unit 37. There is thus no change in the potential states at the output conductors 38 and 39 of the comparison device 45, as is shown in FIG. The output conductor 38 is de-energized, as a result of which the NAND gate 40 is controlled in a state in which its output 42 carries a potential.
At the other output conductor 39 of the comparison device 35 there is a potential, by means of which the up / down pulse counter 66 is controlled to an up counter via the conductor 67. The output conductors 50 and 51 of the two comparison devices 57 and 59 are initially de-energized.
Therefore, there is a 41 at the output conductor of the NAND gate
Potential. The conductor 47 from the output of the monoflop 48 is initially dead, which is why the quadruple NAND gate
44 is blocked and no pulses from the oscillator 46 to the
Pulse counter 54 and the up / down pulse counter 66 can get.
If the detected by the detector device 20
The vehicle leaves the measuring surface of the induction loop 21, the relay ST is de-energized. The relay contact st now sets
Potential to the normally closed contact element 23, whereby the mono flop 48 is made to work and generates a pulse on the conductor 47, which serves as an evaluation command. During the duration of the pulse on conductor 47 that is four times
NAND gate 44 conductive, so that generated by oscillator 46
Pulses to the counting inputs of the pulse counter 54 and the
Get up / down pulse counter 66. The incoming pulses are counted and added in both pulse counters 54 and 66.
As soon as the counting result in the pulse counter
54 corresponds to the number of pulses entered into the input unit 63, the appears on the output conductor 51
Comparison device 59 a potential which is fed to one input of the NAND gate 41. Since, as mentioned, there is already a potential at the input of this gate, the
Output conductor 43 of the NAND gate 41 de-energized, which means that the quadruple NAND gate 44 is immediately disconnected
Consequence. Therefore, from this moment on, no more pulses can pass from the oscillator 46 to the pulse counter 54 and to the up / down pulse counter 66.
In the event that the input unit 61 has a lower
The number of pulses is stored than in the input unit 63, the comparison device 57 delivers to the output conductor
50 a potential before the comparison device 59 the
Blocking of the quadruple NAND gate 44 brings about. However, this has no effect on the NAND gate 40 and on the mode of operation described, since the conductor 38 is de-energized and the output conductor 42 of the NAND gate 40 has a potential anyway.
Every time a vehicle is set with a
The effective driving speed Ve exceeding the recommended speed Vs is detected by the detector device 20, the processes described are repeated, with for each
Vehicle the same number of pulses in accordance with the number of pulses inputted into the input unit 63, the
Count input of the up / down pulse counter 66 is supplied. These impulses are in the up / down
Pulse counter 66 always counts up, d. H. added. The
The counting result of this pulse counter 66 therefore very soon exceeds the number of pulses entered into the input unit 71.
If this is the case, there is a potential on the output conductor 73 of the comparison device 69, which signals the possibility of free travel. The relay Y is de-energized, because the
Conductor 73 opposite end of the relay coil is continuously applied to the same potential.
When the counting result in the up / down pulse counter 66 reaches the highest possible level 99, a potential occurs at the output conductor 79 of the electronic device 77 which, independently of the comparison device 59, controls the NAND gate 41 to a state in which an output conductor 43 is de-energized becomes. This results in the immediate blocking of the quadruple NAND gate 44, so that no more pulses can get from the oscillator 46 to the counting input of the up / down pulse counter 66 as long as the potential state on the output conductor 39 of the comparison device 35 does not change, i.e. H. as long as the detector device 20 does not detect a vehicle whose effective vehicle speed Ve does not exceed the recommended speed Vs. This prevents the pulse counter 66 from overflowing beyond its highest possible count.
The case will now be considered in which the detector device 20 detects a vehicle whose effective driving speed Ve does not exceed the preselected recommended speed (FIG. 3). In this case, the counting result in the pulse counter 27 is equal to or greater than the number of pulses entered in the input unit 37. At the start of the pulse counting, the same potential states prevail as in the above-described example of an effective driving speed that exceeds the recommended speed. As soon as the number of pulses counted in the pulse counter 27 reaches the number of pulses stored in the input unit 37, the potential states on the output conductors 38 and 39 of the comparison device change. The conductor 39 is de-energized, whereas a potential occurs on the conductor 38.
That means a lower signal, i.e. H. the determination that the effective vehicle speed Ve is lower than the recommended speed Vs or at most equal to this. Due to the loss of the potential on the conductor 39, the conductor 67 connected to it is also de-energized, as a result of which the up / down pulse counter 66 is switched to counting down. At the same time, a potential occurs at the output conductor 43 of the NAND gate 41, regardless of whether the second input of the NAND gate 41 is supplied with a potential via the conductor 51 or the conductor 79. Since the output conductor 50 of the comparison device 57 is initially dead, there is also a potential on the output conductor 42 of the NAND gate 40.
As soon as the vehicle detected by the detector device 20 leaves the measuring area delimited by the induction loop, the relay ST is de-energized. The relay contact st applies potential to the normally closed contact element 23, whereby the monoflop 48 is made to work. This generates a pulse serving as an evaluation command on the conductor 47, as a result of which the quadruple NAND gate 44 is switched to the conductive state. The pulses generated by the oscillator 46 now reach the counting inputs of the pulse counter 54 and the up / down pulse counter 66 via the quadruple NAND gate 44 and the conductors 55 and 65. In the latter, the incoming pulses are counted and continuously from the already existing counting result subtracted.
If the counting result of the pulse counter 54 corresponds to the number of pulses input into the input unit 61, a potential appears on the output conductor 50 of the comparison device 57, which potential is applied to one input of the NAND gate 40. Since the other input of this gate is also supplied with a potential via the conductor 38, the output conductor 42 of the NAND gate 40 is de-energized, whereby the quadruple NAND gate 44 is brought into the blocking state. As a result, no further pulses can pass from the oscillator 46 to the pulse counter 54 and to the up / down pulse counter 66. The number of pulses counted and subtracted in the pulse counter 66 corresponds to the number of pulses stored in the input unit 61.
The processes described are repeated every time the detector device 20 detects a vehicle whose effective driving speed Ve is less than the recommended speed Vs or at most equal to it. The same number of pulses is subtracted from the present counting result in the up / down pulse counter 66 for each vehicle. Slowly moving vehicles, especially if several of these are following one another, indicate the formation of a vehicle jam. As soon as the counting result of the up / down pulse counter 66 matches the number of pulses entered into the input unit 71, the potential states on the output conductors 72 and 73 of the comparison device 69 change, which signals the formation of a vehicle jam.
The conductor 73 is de-energized, whereby the relay Y is energized and its contact y is closed. This switches on a control circuit of a traffic control system connected to terminals 74 and 75, which influences the following vehicle traffic. The traffic control system can, for. B. give the following vehicles a stop signal (red light after the preceding yellow phase) in good time so that they do not run into the traffic jam and leave enough space for cross traffic.
If a vehicle comes to a standstill within the measuring area delimited by the induction loop 21, the pulse sequence fed to the pulse counter 27 is not ended as long as the vehicle does not continue to move. The counting result of the pulse counter 27 then reaches its maximum. At this moment, the electronic means 81 assigned to the pulse counter 27 generate a reset pulse which causes a traffic jam message and which is fed via the conductor 80 to the up / down pulse counter 66 and resets it to zero. As a result, the counting result of the up / down pulse counter 66 always lies below the number of pulses stored in the input unit 71. As a result, a potential state that signals a traffic jam occurs on the output conductors 72 and 73 of the comparison device 68.
The same result can also be brought about by manually actuating switch 82.
If there is a traffic jam message and there is no vehicle within the measuring area delimited by the induction loop, the circuit arrangement 84 comes into effect.
Via the contact st of the relay ST, which in this case is not excited, the normally closed contact element 23 and the conductor 88, a potential is applied to an input of the NAND gate 87.
At the same time, the conductor 72 from the comparison device 69 also brings potential to a further input of the NAND gate 87. This therefore becomes conductive and allows pulses generated by the oscillator 85 to reach the counting input of the pulse counter 90 via the conductor 89. As soon as the counting result of the pulse counter 90 matches the number of pulses entered in the input unit 95, which takes about 0.5 to 8 seconds due to the relatively low frequency of the oscillator 85 (e.g. 2 Hz), a potential at the output of the comparison device 93 is removed. This means a forward setting signal which sets the up / down pulse counter 66 up to the highest possible count 99 via the conductor 83.
As a result, the counting result of the up / down pulse counter 66 is in any case greater than or equal to the number of pulses stored in the input unit 71, as a result of which the potential state on the output conductors 72 and 73 of the comparison device 69 is changed so that the jam signal is immediately eliminated and following vehicles have free travel. The same result can also be brought about by manually actuating the switch 96.
The circuit arrangement 84 has the effect of a delay timer with an adjustable delay duration, the delay duration being determined by the number of pulses entered into the input unit 95.
In numerous cases in practice, the one traffic jam report is automatically canceled by some vehicles that drive over the induction loop 21 at a driving speed Ve exceeding the recommended speed Vs by adding the one triggered by each of these vehicles and the counting input of the upward /Down
Pulse counter 66 supplied pulses are added in this counter, the counting result initially below the number of pulses stored in the input unit 71 increasing.
As soon as the counting result reaches or exceeds the number of pulses entered, the potential states on the output conductors 72 and 73 of the comparison device 69 change in such a way that the traffic jam message disappears. This is justified because several vehicles would not be able to drive over the induction loop 21 at a driving speed Ve exceeding the recommended speed Vs if the vehicle jam that had previously occurred had not been resolved again.
The device described can easily be used in a wide variety of circumstances occurring in practice, such. B.
adapt the geographical situation of the traffic routes, the vehicle speeds usually maintained, the vehicle density, etc. This can be done by changing the pulse numbers stored in the input units 37, 61, 63, 71 and 95. The number of pulses entered into the input unit 37, which represents the target speed Vs, is e.g. selected according to the driving speed that appears to be the most favorable for the traffic flow. By a suitable choice of the number of pulses entered into the input unit 71, the mode of operation of the device can be changed in such a way that it tends to issue a traffic jam report or rather to issue a report for free travel.
The same, but more refined, can be achieved by selecting the number of pulses stored in input units 61 and 63, whereby it is entirely possible and often even desirable to select a different number of pulses for vehicles with a speed exceeding the recommended speed than for the vehicles with a driving speed that does not reach the recommended speed.
By selecting the number of pulses entered into the input unit 95, the delay time can finally be changed, which elapses when a traffic jam message is present and the induction loop 21 is free until the jam message disappears.
In an expedient embodiment, the input of the pulse numbers into the input units 37, 61, 63, 71 and 95 can be done by plug-in coding cards or plugs.
It is clear that numerous details of the device described can be modified without affecting the essential functions of the device. It is thus possible, in particular, to use a different delay timer of a known design instead of the circuit arrangement 84.