Verkehrsleit- und Informationssystem

Abstract

 In einem Verkehrsleit- und Informationssystem mit ortsfesten Leitbaken einer wechselseitigen Daten­übertragung (DT) mit passierenden, entsprechend ausgestatteten Fahrzeugen (FZ), sind die Leitbaken von Infrarotköpfen (IRK) gebildet. Zur Datenübertragung (DT) werden Signalleitungen benützt, die bereits für die Lichtsignalanlage (LSA) benötigt sind. Dazu sind im Verkehrsschaltgerät (VSG) und in jedem Infrarotkopf (IRK) jeweils Übertrager (UEV, UEI) angeordnet mit jeweils einer ersten Übertragerwicklung (W1) für die Übertragung der Datentelegramme (DT). Im Signalmast (SM) sind an zwei Signalrückleitern (RL1 und RL2) ein Kondensator (C) und in Reihe dazu eine zweite Übertragerwicklung (W2) des im Infrarotkopf (IRK) angeordneten Übertragers (UEI) angeklemmt (K1,K2). Im Verkehrsschaltgerät (VSG) ist einer der beiden Signalrückleiter (RL1) über eine zweite Übertragerwicklung (W2) des dortigen Übertragers (UEV) an den Massepunkt (Mp) geführt. Die für den Infrarotkopf (IRK) erforderliche Betriebsspannung wird aus der Netz­wechselspannung im Verkehrsschaltgerät (VSG) oder im Signalmast (SM) gewonnen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verkehrsleit- und Informationssystem in einem Straßennetz mit an den Straßen angeordneten ortsfesten Leitbaken, welche zyklisch Leitinformationen aufgrund einer wechselsei­tigen Datenübertragung mit allen passierenden, mit einer entsprechenden Empfänger-/Sender- und Verarbeitungsein­richtung ausgestatteten Fahrzeugen übermitteln, wobei die Leitbaken von Infrarot-Köpfen mit Sendern und Empfängern, die an vorhandenen Signalmasten einer Lichtsignalanlage angeordnet sind, und von einer Bakenelektronik, die im Schrank eines dazugehörigen Verkehrsschaltgerätes angeordnet ist, gebildet sind.

[0002] In einem Verkehrsleit- und Informationssystem, wie es beispielsweise in der DE-PS 29 36 062 und EP 0 029 201 B1 beschrieben ist, werden Leitinformationen zur Erreichung der von ihrem Standort aus wählbaren Fahrziele zu den Fahrzeugen übermittelt und Verkehrsdaten, wie z.B. Reisezeit je Streckenabschnitt, von den Fahrzeugen an die Leitstellen gemeldet. Die Infrastruktur für ein solches Verkehrsleit- und Informationssystem soll mit möglichst geringem Aufwand geschaffen werden. So können beispiels­weise vorhandene Verkehrssignalrechner für Verkehrssig­nalanlagensteuerungen mit herangezogen werden. Der Verkehrsleitrechner liefert beispielsweise die not­wendigen Informationen an eine Bakenelektronik, die im Schaltschrank des Verkehrsschaltgerätes angeordnet ist. Zur Informationsübertragung zwischen Infrarotkopf und der drahtgebunden zum Infrarotkopf übermittelt werden. Eine Verlegung zusätzlicher Kabel zwischen den Verkehrsschalt­geräten und den Signalmasten ist sehr aufwendig und teuer und sollte aus wirtschaftlichen Gründen unbedingt vermieden werden. Daher wurde schon vorgeschlagen (DE-Patentanmeldung P 35 29 166) bei wenigstens drei freien vorhandenen Adern sowohl die Datenübertragung als auch die Stromfernversorgung vorzunehmen. Dies erfordert aber immerhin noch drei freie Adern. Sehr häufig steht aber nur eine freie Ader, wenn überhaupt zur Verfügung.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein eingangs beschriebenes Verkehrsleit- und Informationssystem eine Einrichtung zur Übertragung der Daten und der erforderlichen Versorgungsspannung anzugeben, wenn lediglich eine freie oder überhaupt keine freie Leitungsader zur Verfügung steht, ohne dabei eigens ein gesondertes Kabel verlegen zu müssen.

[0004] Diese Aufgabe wird bei einem eingangs geschilderten Ver­kehrsleit- und Informationssystem erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Datenübertragung Signalleitungen benützt werden, die bereits für die Lichtsignalanlage benötigt sind, daß im Verkehrsschaltgerät für jeden Infrarot­kopf jeweils ein erster Übertrager angeordnet ist, der eine erste Übertragerwicklung für die Ein- und Auskopp­lung der Datentelegramme aufweist, daß ein erster Signalrückleiter über eine zweite Übertragerwicklung des ersten Übertragers an den Massepunkt geführt ist, daß im Signalmast an dem ersten Signalrückleiter eine Über­tragerwicklung eines im Infrarotkopf angeordneten zweiten Übertragers angeklemmt ist, daß in Reihe zu dieser Übertragerwicklung ein Kondensator angeschlossen ist, der an einem zweiten Signalrückleiter angeklemmt ist, ein Kondensator und in Reihe dazu eine Übertragerwicklung eines im Infrarotkopf angeordneten zweiten Übertragers angeklemmt sind, daß der zweite Übertrager eine erste Wicklung aufweist, über die die Daten von und zum Verkehrsschaltgerät für den Infrarotsender und -empfänger übertragen werden, wobei die zweiten Wicklungen mit dem Kondensator über die beiden Signalrückleiter in Reihe geschaltet sind und eine Leiterschleife bilden, die im Verkehrsschaltgerät geerdet ist, und daß die für den Infrarotkopf erforderliche Betriebsspannung aus der Netzwechselspannung im Verkehrsschaltgerät oder im Signalmast gewonnen wird.

[0005] Erfindungsgemäß werden Signalleitungen mit verwendet, über die Lampenströme fließen. Dabei nützt die Erfindung die Tatsache aus, daß jeder Signalgeber einen eigenen Rückleiter zum Verkehrsschaltgerät besitzt, wobei diese Rückleiter im Schaltgerät auf einer für alle Signalgeber gemeinsamen Massepunkt-Schiene gelegt sind. Zur Datenübertragung zwischen der Bakenelektronik im Schaltgerät und dem Infrarotkopf am Signalmast werden die Rückleiter zweier Signalgruppen durch einen Konden­sator zu einer Leiterschleife verbunden. Dieser Konden­sator stellt für die Netzfrequenz von 50 Hz einen großen Widerstand dar, jedoch nicht für die Impulse der Daten­telegramme, die in einem Frequenzbereich beispielsweise oberhalb von 100 kHz übertragen werden. Diese Impulse werden auf beiden Seiten der Übertragungsstrecke, also im Verkehrsschaltgerät und im Infrarotkopf, über die Übertrager ein- bzw. ausgekoppelt. Diese Schaltungs­anordnung hat den Vorteil, daß mit wenig Schaltelementen und ohne zusätzliche Leitungen die Datentelegramme über­tragen werden. Steht eine freie Ader zur Verfügung, so kann für die erforderliche Betriebsspannung ein Netz­transformator im Verkehrsschaltgerät vorgesehen sein, der die berührungssichere Niederwechselspannung zum Infrarotkopf überträgt, wo sie gleichgerichtet wird und dem Infrarotsender und -empfänger zur Verfügung steht. Steht keine freie Ader zur Verfügung, jedoch eine Netzspannung am Signalmast, weil beispielsweise dort ein dauernd leuchtender Fußgänger-Druckkopf oder ein Fahrrad­symbol mit der Netzspannung versorgt ist, so wird zweckmäßigerweise der Netztransformator im Mast angeordnet.

[0006] Fehlt eine freie Ader und ist auch am Signalmast keine Netzspannung vorhanden, so wird in Weiterbildung der Erfindung der Netztransformator mit seiner Primärwicklung parallel zu einer Signalgeber-Lampe geschaltet. Da die Signalgeberlampe nicht dauernd leuchtet, wird bei dieser Ausführung der Erfindung ein Akkumulator als Energie­puffer nach der Gleichrichterschaltung angeordnet, der die Infrarot-Sender/Empfänger in den Perioden mit der notwendigen Betriebsspannung versorgt, währendessen der betreffende Signalgeber abgeschaltet ist. Dabei wird zweckmäßigerweise der Netztransformator an einer Signal­lampe angeschaltet, die nicht auf Fadenbruch überwacht wird, also beispielsweise die Grünlampe.

[0007] Anhand der Zeichnung wird die Erfindung an zwei Aus­führungsbeispielen im folgenden erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Funktions­prinzips des bekannten Verkehrsleit- und Informations­systems,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einer freien Leitungsader und

Fig. 3 eine Weiterbildung der Erfindung ohne freie Leitungsader.

[0008] Fig. 1 zeigt das Funktionsprinzip des Leit- und Infor­mationssystems. In Form einer bestehenden Lichtsignal­anlage LSA ist ein Signalmast SM mit einem Signalgeber SG und mit dem Infrarotkopf IRK gezeigt. Der Signalmast SM ist über Signalleitungen SL mit dem Verkehrsschaltgerät VSG verbunden. In diesem Schaltgerät ist für das Leit-­und Informationssystem die Bakenelektronik BE angeordnet, die ihrerseits mit einem Verkehrsleitrechner VLR verbunden ist. Der Datenaustausch erfolgt über Infrarotsender und -empfänger SB und EB der Leitbake über den Infrarotkopf IRK. Im Kraftfahrzeug FZ ist die Empfangs- und Sendeeinrichtung EF und SF für die Infrarotsignale, die die Datentelegramme DT übermitteln, angeordnet. Ferner weist das Fahrzeug FZ eine Verar­beitungseinrichtung für diese Daten und zur Gewinnung aller anderen notwendigen Daten auf. Schematisch ist hier noch gezeigt die Magnetfeldsonde MS und das Ortungsgerät O, das andererseits auch noch Daten von einem Ratimpuls­geber RIG erhält. Neben einem Reisezeitmesser RZM und einem Navigationsgerät N ist im Fahrzeug FZ noch ein Bediengerät B mit einer Eingabetastatur, einer Richtungs­anzeige RZ und einem Zielspeicher ZSp angeordnet und gezeigt. Weitere Einzelheiten des bekannten Verkehrsleit-­und Informationssystems brauchen nicht erläutert zu werden.

[0009] Die Fig.2 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in Form einer Schnittstelle zwischen der Bakenelektronik BE und dem Infrarotkopf IRK. Das Verkehrsschaltgerät VSG weist u.a. für die Lichtsignalanlage Schalter, beispielsweise Relaiskontakte, für die Signalgeber auf. Die Phase Ph ist über diese Schalter S11 bis S22 über Signalleitungen SL11 bis SL22 mit hier nur zwei darge­stellten Signalgebern SG1 und SG2 verbunden. Der jeweilige Rückleiter eines Signalgebers, hier RL1 des Signalgebers SG1 und RL2 des Signalgebers SG2, sind vom Signalmast SM zum Verkehrsschaltgerät VSG getrennt geführt, wo sie an einer Nulleiterschiene MpS gemeinsam angeschlossen sind. Erfindungsgemäß ist nun am Rückleiter RL2 an der Klemme K2 eine Leitung angeklemmt, die zu dem Kondensator C führt, der seinerseits - hier vereinfacht dargestellt - zur Ankopplung an den (Ringkern)-Übertrager UEI nur durch den Ring geführt ist. Dies ist mit dem Bezugszeichen W2 für eine zweite Übertragerwindung gekennzeichnet. Der Anschluß ist dann weitergeführt zur Klemme K1 des Rückleiters RL1, so daß hierdurch eine Leiterschleife gebildet ist. Die Leiterschleife ist im Verkehrsschaltgerät VSG ebenfalls an einem (Ringkern-) Übertrager UEV mit einer zweiten Windung W2 angekoppelt. Hier in der Zeichnung ist dies ebenfalls vereinfacht dargestellt, indem der Rückleiter RL1 durch den Ringkern geführt und dann entsprechend an der Nulleiterschiene MpS angeschlossen ist. Die von der Bakenelektronik BE kommenden Datentelegramme DT werden über eine erste Übertragerwicklung W1 eingekoppelt und gelangen über die beiden Rückleiter RL1 und RL2 über die Wicklung W1 des Übertragers UEI im Infrarotkopf IRK zu den hier nicht mehr dargestellten Infrarotsender und -empfangseinrich­tungen. Die hier freie Ader der Signalleitung SL wird zur Übertragung der Betriebsspannung für den Infrarotkopf benützt. Deshalb ist ein Netztransformator TR im Verkehrsschaltgerät VSG angeordnet, der primärseitig an der Phase Ph und an der Nulleiterschiene MpS angeschlos­sen ist. Sekundärseitig ist die Wicklung einerseits auch an der Nulleiterschiene NpS1 angeschlossen, andererseits an der freien Ader SL.

[0010] Die Erfindung ist hier nur prinzipiell am Beispiel eines Signalmastes gezeigt. Die Bakenelektronik versorgt jedoch an einer Kreuzung im allgemeinen mehrere Infrarotköpfe, die an den verschiedenen Signalmasten angeordnet sind. Daher ist - wie das gestrichelt angedeutet ist - sowohl die Betriebswechselspannung (z.B. 24 Volt) als auch die Übertragung über Rückleiter anderer Signalgeber notwendig. Die Betriebswechselspannung wird über die freie Ader der Signalleitung SL zum Infrarotkopf IRK übertragen und dort mittels der Gleichrichterschalter GS gleichgerichtet. Dieser ist ein Glättungskondensator CG nachgeschaltet. An diesem wird die Betriebsgleichspannung für die Sende- und Empfangseinrichtungen des Infrarot­kopfes abgegriffen.

[0011] Zweckmäßigerweise ist der Ringkernübertrager UEV im Verkehrsschaltgerät VSG so dimensioniert, daß er bei den erforderlichen Signallampenströmen nicht in Sättigung gelangt. Diese Maßnahme sichert eine zuverlässige In­formationsübertragung mittels der Datenimpulse DT. Darüber hinaus hat diese erfindungsgemäße Schaltungs­anordnung noch den Vorteil, daß dieser Übertrager UEV die Impulse so formen, daß keine Oberwellen entstehen, die zu Funkstörungen führen könnten. Die Anordnung der Gleichrichterschalter GS im Infrarotkopf IRK hat den Vorteil, daß auf der freien Ader SL eine Wechselspannung im Gegensatz zu einer Gleichspannung übertragen wird, weil die Lichtsignalanlagen auf das Auftreten von Gleichspannungen überwacht werden. Dies wird als Fehlverhalten interpretiert und führt zur Abschaltung der Anlage.

[0012] Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung. Die hier gezeigte Schaltungsanordnung ist ähnlich der in der fig.2 dargestellten Schaltung jedoch mit dem Unterschied, daß eine freie Signalleitung SL fehlt und im Verkehrsschalt­gerät VSG kein Netztransformator TR zur Gewinnung der Betriebsspannung angeordnet ist. Die Übertragung der Datentelegramme DT über die entsprechenden Übertrager UEV, UEI ist bei diesem Ausführungsbeispiel genauso wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig.2. Lediglich die Gewinnung der Betriebsspannung für den Infrarotkopf IRK ist erfindungsgemäß anders gestaltet. Die Primärwick­lung des Netztransformators TR liegt parallel zu einer Signalgeberlampe, vorzugsweise zur Grünlampe des Signal­gebers SG1. Die Sekundärwicklung des Netztransformators TR wird unmittelbar zur Gleichrichterschaltung GS geführt. Da die Signalgeberlampe nicht dauernd leuchtet, muß bei dieser Art der Stromversorgung ein Akkumulator AK gepuffert werden, der die Infrarot-Sender/Empfänger in den Perioden mit der Betriebsspannung versorgt, während denen der betreffende Signalgeber abgeschaltet ist. Daher ist der Gleichrichterschaltung ein Energiespeicher AK nachgeschaltet.

Ansprüche

1. Verkehrsleit- und Informationssystem in einem Straßennetz mit an den Straßen angeordneten ortsfesten Leitbaken, welche zyklisch Leitinformationen aufgrund einer wechselseitigen Datenübertragung (DT) mit allen passierenden, mit einer entsprechenden Empfänger-/Sender- ­und Verarbeitungseinrichtung (EF/SF) ausgestatteten Fahrzeugen (FZ) übermitteln, wobei die Leitbaken von Infrarotköpfen (IRK) mit Sendern (SB) und Empfängern (EB), die an vorhandenen Signalmasten (SM) einer Lichtsignalanlage (LSA) angeordnet sind, und von einer Bakenelektronik (BE), die im Schrank eines dazugehörigen Verkehrsschaltgerätes (VSG) angeordnet ist, gebildet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Datenübertragung (DT) Signalleitungen benützt werden, die bereits für die Lichtsignalanlage (LSA) benötigt sind, daß im Verkehrsschaltgerät (VSG) für jeden Infrarot­kopf (IRK) jeweils ein erster Übertrager (UEV) angeordnet ist, der eine erste Übertragerwicklung (W1) für die Ein- und Auskopplung der Datentelegramme (DT) aufweist, daß ein erster Signalrückleiter (RL1) über eine zweite Übertragungswicklung (W2) des ersten Übertragers (UEV) an den Massepunkt (Mp) geführt ist, daß im Signalmast (SM) an dem ersten Signalrückleiter (RL1) eine zweite Über­tragerwicklung (W2) eines im Infrarotkopf (IRK) ange­ordneten Übertragers (UEI) angeklemmt (K1) ist, daß in Reihe zu dieser Übertragerwicklung (W2) ein Konden­sator (C) angeschlossen ist, der an einem zweiten Signal­rückleiter (RL2) angeklemmt (K2) ist, daß der zweite Übertrager (UEI) eine erste Wicklung (W1) aufweist, über die die Daten (DT) von und zum Verkehrsschaltgerät (VSG) für den Infrarotsender und -empfänger übertragen werden, wobei die zweiten Wicklungen (W2) mit dem Kondensator (C) über die beiden Signalrückleiter (RL1, RL2) in Reihe geschaltet sind und eine Leiterschleife bilden, die im Verkehrsschaltgerät (VSG) geerdet (Mp) ist, und daß die für den Infrarotkopf (IRK) erforderliche Betriebsspannung aus der Netzwechselspannung im Verkehrsschaltgerät (VSG) oder im Signalmast (SM) gewonnen wird.

2. Verkehrsleit- und Informationssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß im Ver­kehrsschaltgerät (VSG) ein Netztransformator (TR) ange­ordnet ist, dessen Sekundärwicklung mit einer berührungs­sicheren Niederwechselspannung über jeweils eine freie Signalleitung (SL) und jeweils eine beschaltete Signal­rückleitung (RL2) mit einer im Infrarotkopf (IRK) ange­ordneten Gleichrichterschaltung (GS) verbunden ist, wobei an einem der Gleichrichterschaltung (GS) nachge­schalteten Glättungskondensator (CG) die Betriebsgleich­spannung ansteht.

3. Verkehrsleit- und Informationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Signalmast (SM) ein Netztransformator (TR) parallel an einer nicht auf Fadenbruch überwachten Signalgeber-Lampe (z.B. Grün-Lampe) angeordnet ist, und daß die Sekundär­wicklung des Transformators (TR) unmitelbar mit der Gleichrichterschaltung (GS) verbunden ist, wobei der Gleichrichterschaltung (GS) ein Energiespeicher (AK) nachgeschaltet ist, der die Betriebsgleichsspannung abgibt.

4. Verkehrsleit- und Informationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Über­trager (UEV) im Verkehrsschaltgerät (VSG) so dimensio­niert ist, daß er bei den erforderlichen Signallampen­strömen nicht in Sättigung gelangt.

Zeichnung