AT393170B - Vorrichtung zum ueberwachen der geschwindigkeit und der fahrtrichtung von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

AT 393 170 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung von Kraftfahrzeugen mit einem am Kraftfahrzeug angeordneten Sender- und Empfängersystem, welches aus einem Sender für elektromagnetische Wellen, einem Empfänger für die an quer zur Fahrtrichtung im Bereich der Fahrbahn angeordneten Markierungen reflektierten elektromagnetischen Wellen und aus einer Auswerteschaltung für die vom Empfänger erfaßten Signale besteht

Bisher konnte im Straßenverkehrswesen die Einhaltung der jeweils zulässigen Höchstgeschwindigkeit trotz großem Aufwand nur mit geringem Erfolg überwacht werden. Die Kraftfahrer warnen sich bei Geschwindigkeitskontrollen gegenseitig. Im Bereich von stationären Radargeräten wird nur kurz heruntergebremst. Ein überwiegender Teil der schweren Verkehrsunfälle ist nachweislich auf überhöhte Geschwindigkeit der Kraftfahrzeuge zurückzuführen. Speziell für Ortsdurchfahrten und für Wohnhäuser entlang von Straßen bedeuten die Geschwindigkeitsüberschreitungen neben der erhöhten Lärmbelastung eine ständige Gefährdung und somit eine unzumutbare Minderung der Wohn- und Lebensqualität

In den letzten Jahren ist es zu einer beträchtlichen Zunahme von sogenannten "Geisterfahrem" gekommen. Darunter versteht man Kraftfahrzeuglenker, die - gewollt oder ungewollt - in der falschen Richtung auf eine Autobahn oder Schnellstraße (generell auf eine Einbahnstraße) auffahren und dort verheerende Unfälle verursachen. Bisher war es nicht, oder nur mit sehr unzureichenden Methoden möglich, dieses Verkehrsproblem zu lösen. Bisher erprobte oder vorgeschlagene Methoden basieren auf: - mechanischen Vorrichtungen, die in der Lage sind, die falsche Richtung eines Fahrzeuges zu erkennen und, wenn dies geschehen ist, die Bereifung dieses Fahrzeuges zu zerstören (teilweise in den USA in Verwendung); Nachteile dieses Systems: Funktionsstörungen im Winter (Frost, Schnee, Eis), Unfallgefährdung durch zerstörte Autoreifen, Weiter- bzw. Retourfahren nicht mehr möglich; Fahrzeuge, die in der vorgeschriebenen Richtung fahren, müssen ebenfalls über dieses Hindernis fahren; Vorteil: Anhalten des Fahrzeuges sichergestellt. - verstärkte Beschilderung der Autobahnabfahrten in verkehrter Richtung (für verkehrt auffahrende Kraftfahrzeuge) mit S toptafeln, Totenköpfen, Bodenmarkierungen. Nachteile: geringe Wirkung auf alkoholisierte Kfz-Lenker; bei schlechten Witterungsverhältnissen (Schnee, Regen, Dämmerung) leicht zu übersehen; Verwirrungszustand eines falsch Auffahrenden kann verstärkt werden; Anhalten nicht gewährleistet; bewußt falsch Auffahrende können nicht gestoppt werden. - Erkennen der falschen Richtung eines Fahrzeuges mit Induktionsschleifen in der Fahrbahn und darauffolgendes Einschalten optischer und akustischer Warnsignale; Nachteile: Stromversorgung erforderlich; sonst wie vorher. Für diese beiden schwerwiegenden Probleme im Sicherheitsbereich des Kraftfahrzeugverkehrs (Geschwindigkeits- und Richtungskontrolle) gibt es bisher weltweit keine auch nur annähernd zufriedenstellende Lösung.

Eine Vorrichtung der eingangsgenannten Art ist aus der DE-PS 1473 415 bekannt Bei diesem System sind die den Impuls gebenden bzw. reflektierenden Wegmarken in gleichen Abständen angebracht und die Abstände werden nicht variiert Mit diesem Prinzip ist es nicht möglich, unterschiedliche Geschwindigkeiten im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugeben. Die Reflektoren sind direkt auf der Fahrbahnoberfläche angebracht Diese Anbringung ist für den Dauereinsatz, auf den die vorliegende Erfindung ausgerichtet ist, wegen der auf der Fahrbahnoberfläche zwangsläufig erfolgenden Verschmutzung und Beschädigung nicht anwendbar. Weil die Reflexionseinrichtungen für beide Fahrtrichtungen in gleicher Weise wirksam sind, weist das System nach DE-PS 1 473 415 keine richtungsspezifische Funktion auf. Somit ist es auf einer Straße mit Gegenverkehr nicht möglich, für beide Fahrtrichtungen unterschiedliche Geschwindigkeitslimits vorzugeben. Weiters ist es mit dem System nach DE-PS 1473 415 nicht möglich, Fahrzeugbewegungen in unerlaubter Richtung ("Geisterfahrer") zu identifizieren. Mit der Vorrichtung nach DE-PS 1 473 415 ist die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung nicht lösbar.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art die eben geschilderten Nachteile zu vermeiden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen im Zentimeterbereich liegt, daß der Sender eine Richtcharakteristik aufweist, wodurch die elektromagnetischen Wellen unter einem spitzen Winkel, zum Beispiel 45 Grad, gegen die Fahrbahnoberfläche abgestrahlt werden, und daß die Markierungen in der Fahrbahn angeordnet sind, wobei jede Markierung aus mehreren, nebeneinander liegenden Konkavspiegeln für die elektromagnetischen Wellen besteht und die Hauptreflexionsrichtung der Konkavspiegel einen spitzen Winkel zur Fahrbahnoberfläche aufweist Durch die Fixierung des Systems auf eine Fahrtrichtung sowie durch das Verlegen der Reflexionsstreifen in entsprechend geringen Abständen können Fahrzeugbewegungen in unzulässiger Richtung vom System eindeutig erkannt und mit entsprechenden Reaktionen beantwortet werden. Infolge der Richtungssensitivität des Systems können bei Straßen mit Gegenverkehr beide Fahrspuren - durch verschiedene Streifenabstände der jeweils nur in einer Fahrtrichtung wirkenden Reflexionseinheiten - für unterschiedliche Geschwindigkeitslimits präpariert werden. Die Markierungen sind durch ihre Anordnung in der Fahrbahn sehr gut geschützt. Eine straßenseitige Energieversorgung ist nicht erforderlich.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der zeitliche Abstand zweier, von aufeinanderfolgenden Markierungen stammenden Signale mittels der Auswerteschaltung erfaßbar, wobei bei Unterschreitung eines vorgebbaren Grenzwertes Anzeigeeinrichtungen und/oder geschwindigkeitsändernde Maßnahmen auslösbar sind. Wird eine "krasse" Geschwindigkeitsüberschreitung registriert, so wird dies vom -2-

AT 393 170 B

System als Fahren in falscher Richtung interpretiert Auf Einbahnstraßen können die Reflexionsstreifen in derart geringen Abständen, daß bereits ein langsames Fahren als "krasses" Ereignis interpretiert wird, verlegt werden und zwar derart, daß die an den Streifen reflektierten elektromagnetischen Wellen nur an den Empfänger eines solchen Fahrzeuges, das sich in der unzulässigen Richtung bewegt, gelangen können. Wird eine Straße unter diesen Voraussetzungen in der erlaubten bzw. vorgeschriebenen Richtung befahren, kommt es wegen der erwähnten Ausrichtung der Reflektoren zu keiner Registrierung eines "krassen" Ereignisses. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Markierungen in der Fahrbahn sind in den Ansprüchen 3 und 4 gekennzeichnet

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die erfindungsmäßige Vorrichtung zum Überwachen der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung von Fahrzeugen in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine Teilansicht einer in der Fahrbahn verlegten Markierung und Fig. 3 ein Wegzeit-Diagramm zur Erläuterung der Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Das Kraftfahrzeug (1) wird mit einem Sender (2), einem Empfänger (3), sowie mit einem Prozessor (5) ausgestattet und andererseits werden in den Straßenbelag (9) in bestimmten Abständen Reflexionsbänder (6,7,8) quer zur Fahrtrichtung (10) verlegt. Der Sender (2) schickt kontinuierlich elektromagnetische Wellen geeigneter Wellenlänge (etwa im Zentimeterbereich) mit ausgeprägt» Richtcharakteristik in Achsrichtung unter einem spitzem Winkel, zum Beispiel 45 Grad, auf die Fahrbahn (9) aus. Diese elektromagnetischen Wellen werden dann an speziellen, in die Fahrbahn (9) verlegten Bändern reflektiert. Die Reflexionsbänder (6,7,8) bestehen aus in Längsachse aneinandergereihten Einzelelementen (7). Diese Elemente (7) können etwa Wülfel (7) sein, in deren Innerem Rächen (6), die mit leitendem Material beschichtet sind, oder leitende Bleche (6) (möglich sind auch reflektierende Dipole oder leitende Netze) eingebettet sind. Diese elektromagnetischen Spiegel (6) sind in ihrer Form einer Kugelfläche (sphärische Hohlspiegel) angenähert; ihr Brennpunkt liegt im Bereich des Empfängers (3). Die kompakten Würfelelemente (7) sind in ein schlauchähnliches druckbeständiges Material (8) eingebettet. Die reflektierenden Elemente (6,7) werden, streifenförmig aneinandergereiht, über die ganze befestigte Straßenbreite senkrecht zur Fahrtrichtung (10) in die Fahrbahndecke (9) verlegt. Dazu werden in der Fahrbahn (9) zwei parallele Schnitte angebracht, das Material ausgebrochen bzw. ausgeblasen, das im Querschnitt quadratische Reflexionsband (6,7,8) verlegt und zwar so, daß die Hauptreflexionsrichtung einen spitzen Winkel zur Fahrbahnoberfläche (9) aufweist. Das Reflexionsband (6,7,8) wird mit deckentauglichem Material verfugt und abgedeckt Durch den Boden, die Fahrbahndecke (9) sowie durch diverse Einbauten (Bewehrung, Kanaldeckel, Straßenquerende Leitungen, Entwässerungseinrichtungen, Brückenübergänge) kommt es zu keiner nennenswerten Rückstrahlung zum Empfänger (3).

Um die nötige Richtungsselektivität und Empfindlichkeit zu erreichen, wird der Empfänger (3) möglichst in der Sendeachse (etwa in Form eines parabolischen Spiegels mit der entsprechenden Empfangseinrichtung) angebracht. Sender (2) und Empfänger (3) können getrennt oder in integrierter Form ausgebildet sein. Die empfangenen Signale werden nach dem Durchlaufen eines Analog/Digital-Wandlers (4) in einem Prozess» (5) weiterverarbeitet, der dann unter gewissen Voraussetzungen die entsprechenden Reaktionen (11) im oder am Kraftfahrzeug (1) steuert.

Der Sender (2) schickt kontinuierlich Sendeimpulse aus. Der Empfänger (3) ist ständig auf der gleichen Frequenz auf Empfang geschaltet. Wenn das Fahrzeug (1) einen Reflexionsstreifen (6, 7, 8) überfährt, gelangen die Sendeimpulse zum Empfänger (3). Da die Stärke der dabei empfangenen Signale über einem fix einzustellenden Schwellenwert liegt, wird dieses Ereignis nach Durchlaufen des Analog/Digital-Wandlers (4) von dem Prozessor (5) eindeutig als Marke interpretiert, worauf beim erstmaligen Auftreten ein als Uhr fungierender Zähler gestartet wird. Das zeitliche Prüfintervall bzw. die Zeit zwischen dem Starten des Zählers und einer oberen Zeitmarke (15) bzw. einem oberen Prüfwert (15) ist im allgemeinen immer gleich lang. Bei Inbetriebnahme des Fahrzeuges (1) wird das System gestartet und auf Null gesetzt. Je nach zulässiger Höchstgeschwindigkeit ändern sich nur die Abstände der Reflexionsbänder (6, 7, 8) auf der Straße. Dieser Abstand stellt somit die einzige Variable im System dar. So müßte etwa bei Bandabständen, die (in m) den jeweils zulässigen Höchstgeschwindigkeiten (in km/h) entbrechen, dieses Zeitintervall 3,6 s betragen. Wenn innerhalb dieser fix vorgegebenen Zeiteinheit, das ist die Zeit zwischen dem Starten des Zählers und der oberen Zeitmarke (15), bzw. vor deren Ablauf, ein zweiter Impuls empfangen wird, stellt der Prozessor (5) fest, daß die zulässige Höchstgeschwindigkeit überschritten wird (12) und setzt den Zähler gleichzeitig auf Null.

Wenn die Zeit zwischen zwei Impulsen kleiner als ein vorgegebener unterer Grenzwert (Zeit zwischen dem Starten des Zählers und einer unteren Zeitmarke (14)) ist, wird dies vom Prozessor (5) als eine "krasse" Geschwindigkeitsüberschreitung (13) interpretiert. Durch ein Verlegen der Reflexionsstreifen (6, 7, 8) in entsprechend geringen Abständen ist es somit möglich, Fahrzeugbewegungen in eine falsche bzw. unzulässige Richtung eindeutig als ein derartiges "krasses" Ereignis (13) zu interpretieren und dann entsprechend zu reagieren. Bei einer Intervallänge von 3,6 s und 1 m Streifenabstand sowie der Vorgabe, daß eine doppelte Geschwindigkeitsüberschreitung (Ankunft des Folgeimpulses nach 1,8 s) diese Grenze darstellt, würde bereits eine Fahrzeuggeschwindigkeit von 2 km/h vom System als "krasses" Ereignis (13) registriert und mit entsprechenden Reaktionen (11) beantwortet Wird eine Straße unter diesen Voraussetzungen in der erlaubten bzw. vorgeschriebenen Richtung befahren, kommt es wegen der Ausrichtung der Reflektoren (6) zu keiner Registrierung eines "krassen" Ereignisses (13). Natürlich ist es möglich, in der erlaubten Richtung gleichzeitig • und völlig unabhängig von der Richtungskontrolle · eine Geschwindigkeitsanzeige bzw. -3-

Claims (4)

1. AT 393 170 B Geschwindigkeitskontrolle nach diesem System zu installieren. Wie erwähnt, können beide Fahrspuren einer Straße mit Gegenverkehr für unterschiedliche Geschwindigkeitslimits präpariert werden. Durch das Einstellen des Zeitintervalles nach einem bestimmten Faktor können je nach Fahrzeugtyp zusätzlich unterschiedliche zulässige Höchstgeschwindigkeiten vorgegeben werden. Bei festgestellter Überschreitung eines Geschwindigkeitslimits (12) kann das System unterschiedliche - auch kontinuierlich steigerbare - Reaktionen (11) im oder am Fahrzeug auslösen. Möglich wären etwa: optische und/oder akustische Signale bzw. Warnungen; sukzessive Verringerung der Kraftstoffzufuhr; automatisches Bremsen bzw. Reduktion der Geschwindigkeit nach Art eines Tempomats. Bei unerlaubter Fahrtrichtung (10) könnte das Fahrzeug durch Unterbinden der Kraftstoffzufuhr und/oder automatisches Bremsen zum Stillstand gebracht und dann für eine bestimmte Zeit durch Abschalten des Zündstroms oder Sperren der Gänge am Weiterfahren gehindert werden. Inwieweit von diesen Möglichkeiten Gebrauch gemacht werden sollte, kann nur in entsprechenden politischen Entscheidungen festgelegt werden. Als weitere Vorteile des Systems wären zu nennen: keine aufwendigen Baumaßnahmen; keine Fahrbahnaufbauten; keine zusätzliche Beschilderung bzw. Beleuchtung; keine straßenseitige Stromversorgung; Winter- und Wettersicherheit; keine Behinderung im Erhaltungsdienst; Funktionsüberprüfung des Systems im Rahmen der jährlichen Pickerl-Überpriifung. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Überwachen der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung von Kraftfahrzeugen mit einem am Kraftfahrzeug angeordneten Sender- und Empfängersystem, welches aus einem Sender für elektromagnetische Wellen, einem Empfänger für die an quer zur Fahrtrichtung im Bereich der Fahrbahn angeordneten Markierungen reflektierten elektromagnetischen Wellen und aus einer Auswerteschaltung für die vom Empfänger erfaßten Signale besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen im Zentimeterbereich liegt, daß der Sender (2) eine Richtcharakteristik aufweist, wodurch die elektromagnetischen Wellen unter einem spitzen Winkel, zum Beispiel 45 Grad, gegen die Fahrbahnoberfläche abgestrahlt werden, und daß die Markierungen in der Fahrbahn (9) angeordnet sind, wobei jede Markierung aus mehreren, nebeneinander liegenden Konkavspiegeln (6) für die elektromagnetischen Wellen besteht und die Hauptreflexionsrichtung der Konkavspiegel (6) einen spitzen Winkel zur Fahrbahnoberfläche aufweist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, mittels der Auswerteschaltung der zeitliche Abstand zweier, von aufeinanderfolgenden Markierungen stammenden Signale erfaßbar ist, wobei bei Unterschreitung eines vorgebbaren Grenzwertes Anzeigeeinrichtungen und/oder geschwindigkeitsändemde Maßnahmen auslösbar sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Markierung aus nebeneinander angeordneten Würfeln (7) besteht, wobei im Inneren jedes Würfels (7) der Konkavspiegel (6) für die elektromagnetischen Wellen angeordnet ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Würfel (7) einer Markierung in ein schlauchähnliches druckbeständiges Material (8) eingebettet sind (Fig. 2). Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-