(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物走行面上の乗物を検出するシステムであって、
乗物走行面の下に設けられる設置用の導管と、
前記導管の内部に摺動式に挿入される第１支持セクションと、前記第１支持セクションに取付構造を介して端部同士で接続される第２支持セクションとを具備し、
前記第１及び第２支持セクションは、前記導管の内部で該第１及び第２支持セクションに対し予め定めた位置に固定的に方向付けした状態でセンサプローブを支持でき、
前記第１及び第２支持セクションは、設置完了後も、乗物走行面に対する前記センサプローブの方向性を調整できるように、前記導管の内部で一体的に回転可能であり、かつ、乗物走行面を損傷せずに該第１及び第２支持セクションに接近可能であること、
を特徴とするシステム。
【請求項２】
隣接する前記第１支持セクションと前記第２支持セクションとが互いに分離可能である請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記取付構造が、隣接する前記第１支持セクションと前記第２支持セクションとを互いに着脱自在に接続する少なくとも１つのクリップを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１及び第２支持セクションの内部のセンサプローブをさらに具備する請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記センサプローブが遠隔インジケータに接続される請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１及び第２支持セクションがそれ自体の方向付けのために重み付けされている請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記取付構造が、前記第１支持セクションと前記第２支持セクションとの間に介在して、該第１及び第２支持セクションを相対的に固定した位置で接続する第３セクションを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
プローブ用の支持セクションであって、
外壁と、
プローブを受容するとともに該プローブを支持セクションに対して固定位置に維持する受容部と、
搭載部と、
支持セクションの端部に隣接して配置されるとともに、隣接する他の支持セクションの同様の搭載部に取付可能な取付構造とを具備し、
支持セクションが他の支持セクションと共に導管の内部に摺動式に挿入されるものであり、乗物走行面を損傷せずにそれら支持セクションを導管に設置した後も、前記取付構造を取り付けたそれら支持セクションが、導管内部で一体的に回転可能であって、前記プローブの方向性を調整できること、
を特徴とする支持セクション。
【請求項９】
前記搭載部はタブを含み、前記取付構造は、該タブを受容するスロットを含む請求項８に記載の支持セクション。
【請求項１０】
前記受容部は、複数の前記プローブを開放頂部へ向けた状態で整列させるように構成される請求項８に記載の支持セクション。
【発明の詳細な説明】
背景技術
１．技術分野
本発明は、乗物を感知するための地下装置および方法と、その装置を設置する方法とに関する。
２．従来技術
街路または道路上の乗物の存在を検出するための方法および装置は良く知られている。乗物の存在の検出は、様々な理由で行われる。乗物は交通量を監視し、道路使用状況を判定するために検出されても良い。この情報は、輸送計画や交通信号機のコントロールのために利用されても良い。対にした感知装置が乗物速度を監視するために利用されても良い。
道路が敷設された後に設置される場合、従来の乗物検出装置は、一般に舗道を経由してのボーリングや、その舗道の表面の切断を行うことが必要となるので、長期間交通量を遮断しなければならない。この作業は、運転者にとっては実質的に遅延および迷惑となる。直径が６フィート以上の誘導性ループを利用して、乗物の存在の変化を検出するシステムは、米国特許第3,984,764号に示される。米国特許第3,984,764号は、複合ループが、その多巻線ループを収容するために舗道表面を実質的に矩形状に切断しなければならない従来技術を示す。多数のセンサ用に反復されたループを利用するシステムは、米国特許第3,943,399号に示される。別々の矩形状切断穴が、センサループ毎に舗道に設けられなければならない。より深くこれらのループが舗道内に埋設されると、システムの所望の感度を得るために、より多くの巻線回数が必要となる。さらに、これらのシステムは、システムコントローラに導く配線を収容するために舗道の縁まで切断しなければならない。
抵抗の変化によって乗物の存在を検出するシステムは、米国特許第5,491,475号に示される。米国特許第5,491,475号は、道路を敷設する際に導管が設置されること、また幅の広いスロットが道路の敷設後にその表面を通って造られなければならない。さらに、その導管を通してセンサを設置し、そのシステムの配線を行うための導管へのアクセスを提供するために道路の各側部にアクセスボックスを設置しなければならない。この検出システムの設置は、コンクリート製の道路建設で使用された補強バーの間を通して切断しなければならず、この設置がさらに面倒なものとなる。さらに、抵抗変化の精度は、補強バーの格子の磁力およびその格子による地磁界強度の減少により悪影響を受ける恐れもある。
米国特許第4,449,115号に示された他の装置は、舗道を貫通して空けられたボアが必要で、そのボア内に挿入された感知装置を用いて、乗物が存在する場合のインピーダンス変化を感知する。これらの装置は、典型的にセンサから舗道の側部まで配線するためのスロットを舗道表面に切断することも必要である。このシステムは精密感知システムを提供するが、舗道に対して破壊的でもあり、装置の設置や補修のために長期にわたって車線を閉鎖しなければならない。
舗道表面に造られた切断部は、亀裂内に水を浸透させるので、凍結および解凍サイクルによる膨張および収縮が道路の劣化をより早める原因となる。舗道の膨張および収縮は、乗物の検出システム配線に損傷を与え、修理および/または交換が必要となる恐れもある。切断部を充填する密封コンパウンドは、しばしばアスファルトを冒し、劣化や漏水を加速する。
故に、乗物を検出するための新規および改善された地下埋設システムが必要であることが理解できよう。そのようなシステムは、所定の場所の上を通過する全ての乗物を精密且つ正確に検出すべきである。そのようなシステムは、車線の閉鎖回数および期間を低減するために舗道表面の切断を無くすべきである。そのようなシステムは、１つのアクセスポイントを通して舗道の下に挿入されるべきである。そのようなシステムは、舗道を通してまたはその内部ではなく、舗道の下に配置されるセンサプローブの容易で正確な配置およびアライメントを提供すべきである。地下設置は、それらが乗物によりぶつけられない、影響を受けない、および温度変化による変化が低速であり、プラウまたは街路清掃機などの通常の舗道再生方法または保守設備によって影響されないので望ましい。プローブ支持構造体は、角度的アライメント、挿入および取り出しを容易にするために複数のセクションに分離可能であるべきである。本発明は、地下埋設乗物感知システムに関連する他の問題だけでなく、これらの問題とも取り組む。
発明の開示
本発明は、地下埋設乗物感知システム、厳密には、乗物走行面、特に舗道の下に配置される乗物感知システムに関する。舗道の上を通過する乗物は、舗道の下に設置された１つ以上の複数プローブ内のインピーダンスを変化させる。これらのプローブは、乗物の存在を確実に検出するような向きに固定され、安定的でなければならない。
センサプローブは、舗道の片側から舗道の表面下に延在する延長支持構造体内に配置される。表面アクセスホールまたはハンドホールは、構造体と連結し、支持構造体およびセンサ配列の挿入ができるようになっている。この支持構造体は、典型的に共にクリップ結合して延長された構造体を形成する複数の支持セクションを含む。システムは、プローブ支持セクションに支持プローブを接続しない部材または他の接続部材を利用することもある。これらの非支持セクションは、支持セクション間の相対的距離および回転的アライメントを維持する軸または他の構造体から形成されても良い。第１の態様では、各支持セクションは、隣接するセクションを保持し、相対的角度的変位を防止するクリップで両端部同士が相互に接続される。これらのセクションは、自動的に中心に戻るように実質的に曲線的に形成され、プローブを実質的に水平方向に向いた位置に維持するように重み付けられても良い。本発明は、セクションを通って延在し、道路の片側、または遠隔地に配置されたプロセッサまたは他のコントローラにプローブを接続する様々な配線構造を使用しても良い。各プローブ支持セクションは、センサプローブを受け入れる搭載ホールをその内部に備えたフレーム部分を含む。セクションは、舗道表面と実質的に平行に、典型的にはその表面下１６〜２４インチの深さのところを延在する、オリフィスまたは導管内にぴったり収まる。
システムの組立は、センサプローブをその内部に搭載した第１セクションが、表面アクセスホール内に配置されるので容易に行われる。第１セクションは、構造体が保守または修理のために取り出すことが必要な場合に、構造体を引き出し易くするために丸みを帯びた先端部分と復旧ラインとを包含しても良い。一旦、センサプローブが所定位置に配置されると、次のセクションのために十分な空間がハンドホール内に確保されるまで第１セクションは導管に沿って摺動される。次に、第２のセクションが挿入され、第１セクションにクリップ結合され、さらにこのステップは所定の間隔で反復される。プローブは所定セクションに搭載されて、所望の検出適用範囲を達成する。この工程は、延長構造体が、両端部同士が相互に結合した構造で位置配置されたセクションで組み立てられ、センサプローブがその構造体に沿って位置決めされるまで反復される。センサをそれらの所望の所定位置に配置するのに十分なセクションが挿入されると、最後のセクションは表面アクセスホールの所定位置でクリップ固定されるので、センサプローブをそれらの正しい間隔および実質的に水平な向きで保持できる。
本発明を特徴付ける新規のこれら特徴および様々な他の利点は、特に、これに添付され、この一部をもなすクレイムで指摘される。但し、本発明、その利点、およびその使用によって得られるものに対する理解をより図るために、さらにその部分をなす図面、および付属の記述への参照が行われ、そこで本発明の好適態様が例示され、説明される。
【図面の簡単な説明】
図を参照して、数図面を通して同一構造体には同一参照符号を付す。
第１図は、本発明の原理による乗物感知システムの第１実施例の部分切り欠き側部断面図を示す。
第２図は、第１図で示された乗物感知システムの一部分の部分切り欠き斜視図を示す。
第３図は、第１図で示された乗物感知システム用のプローブ運搬支持セクションの第１実施例の部分切り欠き斜視図を示す。
第４図は、第３図で示された支持セクション用のコネクタクリップの斜視図を示す。
第５図は、第３図で示された支持セクションの端部斜視図を示す。
第６図は、第３図で示された支持セクションの端部斜視図と、第１図で示された乗物感知システム用の受け台とを示す。
第７図は、第１図で示された乗物感知システム用のセンサプローブおよびハウジングの部分切り欠き斜視図を示す。
第８図は、本発明の原理によるプローブ運搬支持セクションの第２実施例の斜視図を示す。
第９図は、本発明の原理によるプローブ運搬支持セクションの第３実施例の斜視図を示す。
第１０図は、本発明の原理による搭載クリップを取り付けたプローブ運搬支持セクションの第４実施例の斜視図を示す。
第１１図は、本発明の原理による乗物感知システムの第２実施例の部分切り欠き側部断面を示す。
第１２図は、本発明の原理による乗物感知システムの第３実施例の部分切り欠き側部断面を示す。
発明を実施するための最良の形態
図面、特に第１図を参照して、一般に２０で示される地下乗物感知システムが示される。この乗物感知システム２０は、一般に乗物走行面２２、通常はコンクリートまたはアスファルトなどの舗道の下に、典型的に乗物走行面２２の上部表面下１６〜２４インチの深さに配置される。好適実施例では、ボアまたは導管２４が、乗物走行面２２の側部に設けられる、通常ではハンドホールと呼ばれる、表面アクセスホール２６から乗物走行面の下に水平に延在する。この表面アクセスホール２６は、典型的に乗物感知システム２０の配線、電子構成、および他の部品を保護するカバー２８を含む。上部開放部分７４を有する受け台７０は、表面アクセスホール２６内のスリーブ部材７２で導管２４に取り付ける。
第２図に示されるように、乗物感知システム２０は、相互に間隔を空けて配置された複数のセンサプローブ５０を含む。第７図に示されるように、各センサプローブ５０は、上部分５４と底部分５６とを有するハウジング５２、およびそのハウジング内で実質的に垂直に延在する電子センサ５８を含む。これらのプローブは、第２図に示されるように、ケーブル６０によって接続される、または各プローブ５０がプロセッサまたはコントローラに至る別々のケーブルを有しても良い。第７図に示されるように、電子センサ５８は、乗物がプローブの位置の上を通過する際のインピーダンスの変化を感知するための、平面ストリップ６４上に搭載されたマイクロループ６２、および回路構成ボックス６６を含む。道路内に既存する鉄筋または他の強磁性材料は、通常では、電子センサ５８の感度または精度に影響を及ぼさない。乗物の存在を正確に検出し、舗道内またはそれを貫通して配置することが不要である他のタイプの地下乗物感知装置が本発明で利用されても良いことは理解されよう。プローブ５０が乗物の存在を感知する場合、信号が、信号機制御または他の交通分析などの処理のためにマイクロプロセッサまたは、他の制御システムに送られる。正しく機能させるためには、プローブ５０は、実質的に垂直、または好適設計位置から逸れて傾斜するとその効率が低下するので、実質的に垂直方向に位置合せされなければならない。プローブハウジング５２は、センサ５８を正しい向きに安定化し易くするフランジまたは他の構造体を含んでも良い。センサ５８の性能は、センサ５８が垂直から１０°以内にあれば実質的に影響を受けないということが分かっている。さらに、満足のいくような性能は、センサ５８が垂直から４５°以内であれば達成される。
第２図で示された第１実施例では、プローブ５０は、プローブ５０を保護し、間隔を空けて配置し、位置合せをする延長保護支持構造体３０を形成するプローブ運搬支持セクション３２内に収容される。各セクション３２は、導管２４内に入る曲線的外壁３４を含む。第３図および５図で示されるように、セクション３２のそれぞれは、上部開放部分３６を備えた曲線的外壁３４を有する。フレーム部分３８は、第２図に示されるように、プローブ５０を受け、位置合せを行うためのプローブ搭載ホール４０を含む。フレーム３８は、セクション３２の一端に載るクリップ４４をも含む。フレーム３８または支持セクション３２の下方部分は、セクションを安定化させ、プローブ５０を実質的に垂直な安定した位置に保持するために重み付けされても良い。第４図に示されるように、クリップ４４は、次の隣接するセクション３２に取り付けられてそれらのセクションを接続された配置構成で且つ角度的に位置合せされた状態に保持する。クリップ４４は、隣接するセクションフレーム３８の反対端に形成されたクリップスロット４２と係合し、一旦挿入されると外れ難くする保持セクション４６を含む。好適実施例では、クリップ４４は、300シリーズステンレススチールまたはプラスチックなどの耐腐食性材料である。複数のセクション３２は、間隔を空けて配置された複数のプローブ５０を受容する延長支持体３０を形成するように接続されても良いことは理解されよう。フレーム３８は、プローブの間隔がプローブ間隔仕様に対応するように変更されても良いように間隔を空けて配置された２つ以上のプローブ搭載ホールを含むことは理解されよう。
延長支持セクション３０の挿入を容易にするために、円錐状曲線突出部７８が、導管２４内の、接合部または曲げ部など、任意の凹凸を越えて通過し易くする、または導管２４のボア内に溜まったちりを除去するのに第１支持セクション３２に取り付けられても良いことは理解されよう。取り出しを容易にするために、これらのセクションを復旧や除去のために引き戻すことができるように、復旧コードまたはライン７６が第１支持セクション３２に取り付けられても良い。
第８図を参照して、プローブ運搬支持セクション９０の第２実施例が示される。この支持セクション９０は、平面底部とそれから上方に延在する両側部とを含む。プローブ搭載オリフィス９２は、底部に形成され、センサプローブ５８を受容するために間隔を空けて配置される。スロット９４は支持セクション９０の端部近くに形成される。セクション９０は、第４図に示されるようにクリップ部材４４に適応されて、セクション同士がそれぞれの端部で相互に接続されることは理解されよう。セクション９０は、導管内に入り、間隔を空けて配置されたプローブ５０を支持し、センサ５８を実質的に垂直に位置合せを行うことは理解されよう。
第９図を参照して、プローブ運搬支持セクション１００の第３実施例が示される。この支持セクション１００は、外側部分１０２と搭載部分１０４とを含む。第９図に示されるように、外側部分１０２と搭載部分１０４は、１つの構成部分から一体的に形成されるが、他の方法で取り付けられても良い。この外側部分１０２は、搭載部分１０４の上側部分に設けられたオリフィス１０６に搭載するプローブ５８を受容するための開放頂部を形成する。搭載部分１０４は、セクション１００を端部同士で互いに接続する、第４図に示されるように、クリップ４４に適応されることは理解されよう。これらのクリップ４４は隣接するセクションのスロット１０８に取り付けられる。
第１０図を参照して、プローブ運搬支持セクション１４０の第４実施例が示される。支持セクション１４０は、アーチ状外側部分１４２と、スロット１４８が内部に形成された搭載部分１４４とを含む。この外側部分１４２は、搭載部分１４４の上側部分に設けられたオリフィス１４６内に搭載するプローブ５８を受容するための開放頂部を形成する。この搭載部分１４４は、セクション１４０を端部同士で互いに接続するための、第４図に示されるクリップ４４に適応される。これらのクリップ４４は、第４図に示される状態から反転されたクリップ４４で隣接するセクションのスロット１４８に取り付けられる。
第１図および２図を参照して、本発明を利用すると、プローブおよび乗物感知システム２０の組立/配置が単純化され、容易に達成されることが理解されよう。一旦、ボアが形成され、導管が、使用される場合には、挿入されると、支持構造体３０およびプローブ５０が配置されても良い。挿入を始めるためには、第１セクション３２は、アクセスホール２６内に配置され、受け台部材７０の開放部７４内に配置される。この受け台部材７０は、スリーブ部材７２を介して導管２４の残りの部分に接続される。第１センサプローブ５０は、フレーム３８の搭載ホール４０内に配置され、関連配線は開放端に向かって送り戻される。さらに、復旧ライン７６は、第１セクションに接続され、後方に延長される。このステップが完了すると、クリップ部材４４が第１セクション３２のフレーム３８内のスロット４２と係合できるように、セクション３２は、受け台７０の開放部７４内に第２セクション３２が配置されるのに十分な空間ができるまで導管内前方に押し込まれる。一連のセンサは、第２セクションの開放頂部３６を通して配置され、復旧ライン７６も、セクション３２内の開放部上に配置される。間隔が、プローブ５０をセクション３２内に配置することを指示する場合、プローブ５０は搭載ホール４０の１つに挿入される。このステップが完了すると、接続されたセクション３２は導管２４内の前方に押し込まれる。この工程は十分なセクション３２が導管２４内に配置されるまで反復され、それにより、センサプローブ５０が乗物走行面２２下のそれらの所定感知位置と位置合せされる。
第６図に示されるように、受け台クリップ８０は、受け台部材７０の開放部７４上、および最後のセクション３２上に配置される。この受け台クリップ８０は、支持セクション３２のフレーム３８上に適合する支持セクションフレーム係合部分８２を含む。この受け台クリップ８０は、開放部３６および湾曲壁３４の上を越えて延在する支持セクション壁係合部分８４をも含む。受け台係合部分８６は受け台開放部７４の縁に取り付けられる。このクリップ８０は、最後のセクション３２を所定位置に固定し、正しい位置合せ、および導管２４内に正しい距離で位置決めされた状態で全体の支持構造体３０を保持する。配線６０は、次に、ハンドホール２６に配置されるか、またはそれから遠く離れた場所に配置される、データ解析用の正規のプロセッサに送られる。
第１１図を参照して、第１図で示されたものと同一の乗物感知システム１２０の第２実施例が示される。システム１２０は、導管２４内の支持セクション３２内に搭載されたセンサプローブ５０を含む。但し、中間コネクタセクション１２２が、選択された支持セクション３２の場所に挿入されても良い。コネクタセクション１２０は、セクション３２に連続的に取り付けられる、またはコネクタセクション１２２を支持セクション３２に接続するためのヒンジ１２４を含んでも良い。コネクタセクション１２２は軽量化され、低コストの軸または圧縮材であっても良いことは理解されよう。コネクタセクション１２２は、セクション３２間の距離とセクション３２の相対的アライメントとが維持されるように典型的に支持セクション３２にクリップ結合、さもなければ着脱自在に接続される。このようにして、コネクタセクション１２２が、低コストで軽量、且つ設置および取り外しが簡単なシステム１２０を提供するために支持セクションと共に利用されても良い。
第１２図を参照して、乗物感知システム１３０の他の実施例が示される。乗物感知システム１３０は、導管２４内に挿入された支持セクション３２を含む。１つのアクセスホール２６が、システム１３０の設置のために利用されても良い。但し、第１１図に示すシステム１２０と同様に、センサ５０を支持しない長手方向領域に、コネクタ部材１３２を用いることもできる。システム１３０は、支持セクション３２にクリップ結合されるか或いは取り付けられるコネクタ部材１３２を利用する。このコネクタ部材１３２は、コイルまたはロール状に巻けるように若干の可撓性をも有する実質的に硬質な材料であっても良い。但し、導管２４内に挿入された場合、コネクタ部材１３２は支持セクション３２間の距離とその相対的角度アライメントとを維持する。このようにして、支持セクション３２は、材料１３２または支持センサ５０に沿って所定場所でコネクタ材料１３２にクリップ結合されるか或いは取り付けられても良い。
第１図、１１図、１２図で示された実施例は、支持セクション３２の利用を参考にするが、第８図、９図、１０図で示されるように、支持セクション９０、１００、１４０が利用されても良いことは理解されよう。
本発明では、設置方法は、一度に１つの支持セクション３２、９０、１００または１４０のみの配置が必要である。支持構造体３０は、引かれるようにして通過させる必要がなく、穴を通して電子構成や他の構造体を引くための開放部を各端部ではなく、乗物走行面２２の片側に１つの開放部２６しか必要としないことは理解されよう。さらに、この構造体は、容易に挿入できる軽量支持構造体３０となることは理解されよう。各セクションは、隣接するセクション３２間に相対的角度移動がないので、プローブ５０の全てが改善された性能が得られるように実質的に垂直に位置合せできる。
保守が必要な場合、この構造体は、一度に１つのセクション３２を取り除き、復旧ライン７６でセクションを引き戻すことによって、または最端のセクション３２を捕らえ、それを開放部内に引き込み、次の隣接するセクション３２から最端のセクション３２のクリップ結合を解除することによってアクセスホール２６を通して外側に引出されることは理解されよう。最端のセンサまでの距離は、アクセスホール２６から測定され、十分な支持セクション３２は、最端プローブ５０が舗道下の正規の位置に配置されるまで挿入されても良いことも理解されよう。センサプローブ５０が第１セクションから配置されなければならないところから後方に戻る距離は、復旧ライン７６に、または配線に印が付けられ、プローブが所定位置近くのセクション３２内に挿入されても良い。このようにして、次に第１最端プローブ５０の配置を行うための設置が容易となる。
本発明の構造体は、誤った読み取りの回数を低減する磁気誘導感知を提供し、より小さな乗物でもより正確な読み取りを提供することも理解されよう。さらに、このシステムは、実質的に軽量で且つ低コストであるので、プローブが、必要な場合には、舗道の実質的に全幅をカバーするために舗道下の各車線内の異なる複数の位置に配置されても良い。このシステムは地磁界の乗物により誘導された局部的変化を感知するので、舗道が無傷のままで、プローブ５０がより浅く配置されても良く、それにより、交通量がシステム２０の初期設置中に遮断される期間だけでなく、閉鎖しなければならない車線数を低減することができるようになることも理解されよう。さらに、保守または点検を行うのに、典型的にいかなる車線も閉鎖する必要がない。これは、乗物の存在が感知される場所での実質的な省力化および通行止めの減少となる。本発明は、舗道が効率を低下させずに敷設された後の乗物感知システム２０の設置または修理が容易となる。
本発明の構造および機能の詳細と共に、本発明の多数の特徴および利点が先の説明で詳述されてきたが、本開示は説明のみを目的としたものであり、変更が、添付クレイムによって表現される広義の用語で示される限界まで、本発明の原理の範囲内で、細部にわたって、特に部品の形状、サイズおよび配置構成において行われても良いことは理解されるべきである。
【図１】
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【図１１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１２】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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