EP1057157B1 - Verkehrsleitsystem - Google Patents

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EP1057157B1
EP1057157B1 EP98954177A EP98954177A EP1057157B1 EP 1057157 B1 EP1057157 B1 EP 1057157B1 EP 98954177 A EP98954177 A EP 98954177A EP 98954177 A EP98954177 A EP 98954177A EP 1057157 B1 EP1057157 B1 EP 1057157B1
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EP
European Patent Office
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traffic
signals
radio
receivers
management system
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98954177A
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English (en)
French (fr)
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EP1057157A1 (de
Inventor
Jörg ARNOLD
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TTH AG
IP2H AG
Original Assignee
TTH AG
IP2H AG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/DE1998/001301 external-priority patent/WO1999044184A1/de
Application filed by TTH AG, IP2H AG filed Critical TTH AG
Publication of EP1057157A1 publication Critical patent/EP1057157A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1057157B1 publication Critical patent/EP1057157B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0967—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits
    • G08G1/096708—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the received information might be used to generate an automatic action on the vehicle control
    • G08G1/096716—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the received information might be used to generate an automatic action on the vehicle control where the received information does not generate an automatic action on the vehicle control
    • G—PHYSICS
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/07—Controlling traffic signals
    • G08G1/08—Controlling traffic signals according to detected number or speed of vehicles
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
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    • G08G1/096708—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the received information might be used to generate an automatic action on the vehicle control
    • G08G1/096725—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the received information might be used to generate an automatic action on the vehicle control where the received information generates an automatic action on the vehicle control
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    • G08—SIGNALLING
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    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0967—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits
    • G08G1/096733—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where a selection of the information might take place
    • G08G1/09675—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where a selection of the information might take place where a selection from the received information takes place in the vehicle
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    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0967—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits
    • G08G1/096766—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the system is characterised by the origin of the information transmission
    • G08G1/096783—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the system is characterised by the origin of the information transmission where the origin of the information is a roadside individual element

Definitions

  • the invention relates to a traffic control system for regulation, guidance and / or optimization of traffic movements, whereby to record the current traffic situation Sensors are provided and the sensors are each one Radio receiver and / or a receiver for optical signals and / or one Acoustic signal receiver for road users Have radio signals and / or optical signals and / or acoustic signals.
  • Traffic control systems of the type in question are known from practice. For example is already a traffic light system, the signal sequence by motor vehicles controlled, which run over a magnetic induction loop, a traffic control system in a small style, using the magnetic induction loop as a sensor serves.
  • variable speed limit signs are known from practice, the sensors here using acoustic or optical ultrasound motion detectors or infrared motion detector or also formed by light barriers can be.
  • the above-mentioned control of a traffic light system at a single traffic node or at a traffic intersection or junction is the simplest Use case. At such a traffic intersection then all Light signal systems controlled depending on each other. In the most elaborate Groups of many traffic signs are interdependent connected. There are several traffic nodes or traffic junctions includes. Traffic control computers are usually used for such networking used, which are provided in a central traffic control center. The math Treatment or process control of traffic regulation is for Larger and denser traffic areas so complex that only large computers in are able to process the huge amounts of traffic data that are susceptible here the control in the context of the previously very complex mathematical traffic models perform.
  • the central traffic regulation in traffic control centers requires numerous and extensive ones Telecommunication connections between the traffic signs and a traffic control center.
  • An independent control of individual traffic signs on related Traffic nodes or sections of a traffic route can -
  • the traffic situation hardly improve.
  • the connected traffic situation of larger traffic areas - for example in cities - can only be elaborate with the help of the described Control with central traffic control centers can be significantly improved.
  • EP-A-0 720 137 describes a traffic control system for regulation, guidance and / or Optimization of traffic movements known, being used to record the current Traffic situation multiple sensors are provided and the sensors a radio receiver for radio signals transmitted by road users exhibit.
  • the current traffic situation recorded by the sensors Descriptive signals are transmitted from the sensors to a control center.
  • the signals are processed there and the relevant information is made available to road users transmitted again.
  • a central traffic regulation huge amounts of data have to be processed centrally. This means an enormous central processing effort.
  • a central traffic regulation is required numerous and wide telecommunication connections between the sensors and the headquarters. Especially with wide telecommunication connections strong transmission signals are required for secure data transmission. this means a high electromagnetic pollution of the environment. With weaker signals in turn, the security of data transmission would suffer.
  • the present invention is therefore based on the object of a traffic control system of the type mentioned at the outset in such a way that, on the one hand, the effort reduced for data processing and on the other hand with radio transmission associated high electromagnetic pollution is avoided.
  • the above task is through a traffic management system with the characteristics of Claim 1 solved.
  • the traffic control system in question designed in such a way that the traffic data for traffic management, which are those of the Sensor recorded signals describing the current traffic situation represent, completely decentralized by the sensors, preferably the radio receiver and / or receivers for optical signals and / or receivers for acoustic Signals that are collected and processed.
  • the senor could be a traffic sign, preferably a traffic light system be assigned. This would result in separate sensor carriers, for example, masts are unnecessary.
  • the Road users to send radio signals and / or optical signals and / or acoustic signals radio transmitter and / or optical signal transmitter and / or be assigned to acoustic signal transmitters.
  • the transmitters could be motor vehicles the road user is assigned and / or arranged on it. That would be reached a connection between the transmitter and the motor vehicle, so that the transmitter is always ready for use when the respective motor vehicle is used. That would have to be the road user does not pay attention every time the vehicle is used, to carry the transmitter.
  • the radio transmitters and / or optical signal transmitters and / or acoustic signal transmitters could Transmitters as assemblies or as modules in telecommunication devices, in telemetric Devices, integrated into radio equipment or other electrical devices.
  • radio equipment or other electrical devices there integration into, for example, cell phones is conceivable.
  • Known cell phones For example, send for localization by the network operator at regular intervals Radio signals.
  • These radio signals could be used in the context of the invention Traffic control system can be used to detect the road user.
  • the radio signals and / or optical signals and / or acoustic signals Signals as periodic transmission pulses with predefinable transmission frequencies be provided.
  • the sensors radio transmitters and / or optical signal transmitters and / or acoustic Signal transmitters process units with memories and switching devices assigned his.
  • Preferably sent regularly Transmission impulses of those moving past a traffic sign or past one Traffic signs pending or at some distance on a traffic sign road users moving could be registered.
  • the processing could be through an internal comparison at each traffic sign or through a comparison between interdependent traffic signs in a traffic node occur. To do this, the transmitters and receivers of traffic signs, which have to be switched depending on each other, especially traffic signs a traffic junction or a section of a traffic route, in particular wireless communication with each other.
  • the processing could be in at certain intervals or continuously.
  • the respective could also be particularly effective Speeds of road users and / or their group speed be taken into account. This could be done, for example, by radio transmission, an optical or an acoustic transmission of the current one Speed value of the road user to the radio receiver and / or Receiver for optical signals and / or receiver for acoustic signals from the Sensor done.
  • the radio receiver and / or receiver could for optical signals and / or receivers for acoustic signals for detection and preferably storing the Doppler shift of the signal frequencies of the moving road users and thus the state of motion of the Road users should be trained. This would be an automatic determination the speed of road users through the sensor possible. The road users would then not have to transfer their speed value by means of the radio link, optical link or acoustic link be trained.
  • a larger traffic area could be predefinable groups of one another dependent traffic signs, preferably groups, the different Traffic nodes or sections of traffic routes can be assigned through which Traffic flow on the traffic routes networked and / or mutually be influenceable. This would make it possible for the road users themselves Data from one group of traffic signs to another group or to other groups of traffic signs. Other signal transmission devices would then not be necessary and the total radio traffic volume and / or optical and / or acoustic signals could be limited to spatially narrow areas, for example a narrow around the group under consideration delimited area.
  • the radio transmitters and / or optical signal transmitters could do this and / or acoustic signal transmitters radio receivers and / or receivers for optical Signals and / or receivers for acoustic signals, process units with Storage and switching devices can be assigned.
  • they could Radio transmitters assigned to road users and / or traffic signs and / or optical signal transmitter and / or acoustic signal transmitter and radio receiver and / or receivers for optical signals and / or receivers for acoustic Signals as radio relay and / or optical signal relay and / or acoustic Signal relay be formed. This would be a data transmission and / or a transmission of switching signals in any way via traffic signs and road users possible.
  • the signals could be different Groups of road users preferably depending on the situation to be different. It would be conceivable that, for example, public transport due to their specific radio signals and / or optical signals and / or acoustic signals classified as preferred road users and are preferably routed accordingly. If the respective, as public Vehicles used for transportation could no longer be in use the signals are modified accordingly so that no priority is given to the traffic management must be given more.
  • the predefinable switching behavior of the traffic signs could by radio signals and / or optical signals and / or acoustic Signals can be influenced.
  • a privilege signal is through For example, police vehicles, fire engines or thought by ambulance. This could allow safe passage of such privileged vehicles can be reached at intersections because of intersecting traffic automatically stopped using the appropriately controlled traffic signs could be.
  • the traffic management system could switch the traffic signs based on a comparison of the recorded traffic data and / or recorded weather data.
  • the control of traffic could depend on individual weather situations be made.
  • the radio receiver and / or receiver could do this for optical signals and / or receivers for acoustic signals in a particularly reliable and practical for detection and preferably storage the field attenuation of the radio signals and / or optical signals and / or acoustic Signals from preferably the road users and thus the weather situation, especially the snow, rain and fog situation.
  • the density of, for example, is Snow, rain or fog can be determined.
  • the signals could be from the Road users are sent out with motor vehicles on the road participate, and on the other hand by road users who use bicycles or are even on foot.
  • the signals must be not necessarily from drivers, but could also come from others Road users come from, whose signals differ from the signals of the Motorists could differentiate. The recording and evaluation of the weather situation is thus from the traffic volume formed by the motor vehicles independently.
  • the switching behavior of the traffic signs could be effectively controlled by a Be influenced by the optimization process. This could be the optimization process Variation method of the parameters influencing the switching process. As The parameters would be the traffic volume with optional consideration the weather situation in question.
  • the circuit could a traffic sign that depends on another traffic sign through which other traffic signs can be brought about.
  • fast franchise signals would be transferable without going through a processing process.
  • the traffic control system could function as a neural traffic control system be constructed.
  • the usual functional principles of a neural Network their application.
  • the traffic control system could also be set up as a navigation system for road users.
  • the radio transmitters and / or optical signal transmitters and / or acoustic ones Signal transmitter and radio receiver and / or receiver for optical signals and / or receivers for acoustic signals from traffic signs for communication with radio transmitters and / or optical signal transmitters and / or acoustic signal transmitters and radio receivers and / or receivers for optical signals and / or receivers for acoustic signals from road users and vice versa be trained.
  • a pure navigation system would also be without the traffic management through the inclusion of traffic data is conceivable, whereby the functions described below could be implemented.
  • the memory for the information could at least be in a particularly simple manner be assigned to a traffic sign. So a constant call would be in the frame a short signal connection route by an inquiring road user possible.
  • the information about traffic destinations could be stored in groups, the traffic destination directions assigned.
  • the road user could then enter the Direction of the desired destination can be directed, whereby for advertising purposes other possible goals for him in this direction be transmitted. It is aimed at commercial companies such as Retail stores thought. who are admitted to the Can find information stores.
  • the query could also be made by the road user be designed for a fee, so that by one or both last-mentioned measures financing the operation and updating of the memory would be reachable. This would be another traffic management function realized by means of the navigation system.
  • the traffic management system could also act as a weather information system be constructed.
  • This query could also be designed for a fee his.
  • the Query on a mobile phone whose network operator charges the fees could perform.
  • Such devices could easily be used as retrofit components for traffic signs already in use be used.
  • a Traffic transmitter-side radio transmitter and / or optical signal transmitter and / or acoustic signal transmitters for transmitting radio signals and / or optical signals and / or acoustic signals for the traffic control system are. This would also be an ideal retrofit option for Motor vehicles realized.
  • the radio transmitter and / or optical signal transmitter and / or acoustic signal transmitter The road user could very easily turn into radio receivers or traffic telemetry devices such as GPS navigation devices or integrated telecommunication devices. Especially all road users could simply use the same radio signals if possible and / or emit optical signals and / or acoustic signals. This concerns the form of the signals and their transmission frequency. In a simple case it would be possible to use a pulse train with periodic transmission pulses on a only very narrow-band transmission frequency can be sent.
  • the above description particularly concerns road traffic.
  • the invention is however also applicable to other traffic areas with means of transport or transportation applicable in traffic flows or traffic networks that correspond to the Let design invention.
  • Different groups of road users could be driving according to their type, for example, pedestrians or motor vehicles the type of vehicle, for example passenger vehicles or trucks, buses and railways, or according to their task, for example passenger or freight transport, Private traffic or commercial traffic, private traffic or public Traffic, transport services, cleaning services, clearing services, police services, Aid services, emergency services, etc., considered separately become.
  • police or emergency services could use special Use signals the traffic signs on their way to unlock the passage cause.
  • the radio transmitter and / or optical signal transmitter and / or acoustic signal transmitter and radio receiver and / or receiver for optical Road users could receive signals and / or receivers for acoustic signals as relays first of all information from or via a traffic sign about the traffic situation on the relevant traffic route or in the section of the traffic route or in the traffic node by means of a signal receive. These signals could go through until new information is received the road users repeated and thus to the next traffic sign be transmitted. For this, road users could keep the information permanent send or you could only send the information if you have a signal receiver detect a traffic sign. The signal receivers could do this by sending radio signals and / or optical signals and / or make acoustic signals noticeable themselves.
  • the information about cross traffic or other competing traffic other locations for example at previous traffic junctions, in this or be transmitted in other traffic routes.
  • the traffic sign transmitters could send information to but still distant road users are transmitted, the traffic situation at the next traffic junction or in the next traffic route section displays.
  • this information could be a behavior prompt to the road users, for example the cheapest possible Movement speed.
  • This could intelligently control the traffic signs at the traffic junction or at the sections of the traffic routes are supported in order to further optimize the flow of traffic.
  • the transmission powers could be set so low that only one Traffic route section or traffic node responsible traffic sign signals the road user can pick up from this section and thereby other. more distant traffic signs from other traffic route sections, if applicable or other traffic hubs that remain unaffected should not be influenced. So that the traffic on individual, different and certain traffic routes or the traffic in a certain direction of movement
  • the transmission and reception systems could be registered selectively for sending and receiving road user signals and for sending information for road users with antennas be equipped with only signals in or out of the traffic route in question or in or from a certain direction of the traffic route in question can send or record. For example, there are horn antennas Particularly suitable for high signal frequencies in the microwave range.
  • antennas with certain limited solid angles for sending or receiving can serve, in particular, for further information to get about the traffic situation. For example, if the signals the road user from one direction or from both directions one Traffic route can be detected separately, so the Doppler shift the reception frequencies or from the splitting of the reception frequency band in question a statement about the state of motion of the road users be made. In particular, stationary traffic or moving traffic Traffic can be detected and it can even change the speed of movement Road users can be determined.
  • the detection of the field attenuation could Standardization of the integrally registered reception power of the transmission pulses by means of the integrally registered transmission pulse rate.
  • the average transmission power of a road user after field attenuation Radiation at the receiving location with the same theoretical size without field attenuation are compared because of the standard transmission power of road users is known.
  • the comparison can be because of the potential
  • the field attenuation and subsequently the distance dependence of the received power average rain or fog density can be determined.
  • a more precise method would be include the change sizes.
  • Suitable frequency ranges are, for example, ranges in which water absorption resonances or high scatter cross sections for the radiation. This would be, for example, the 24 GHz range and higher radio frequency ranges.
  • the traffic control system according to the invention for a Traffic control in connection with traffic signs, for example the speed regulate traffic or no overtaking or road closures, Considering the weather situation results in considerable security advantages.
  • the traffic control function through a navigation function for road users be supplemented.
  • the memory allocated to the sensor could not include only traffic data, but also information about the traffic routes. for example directions to traffic route connections, traffic route nodes and sections of traffic routes.
  • predefinable ones Traffic destinations can be stored, for example certain facilities at the Traffic routes such as Building. Bridges, tunnels, sights, or for example commercial facilities such as Shops, businesses, Banks, restaurants, hotels, cinemas, petrol stations, information points, or public Facilities such as Theaters, casinos, museums.
  • Every road user who wants to use the navigation aid gives his traffic destination to his appropriately designed transmitter. This can Name or address of the traffic destination.
  • the transmitter can then in at regular intervals or continuously or when a predeterminable level is reached Distance to a traffic sign the destination request to the traffic sign, that may have saved the traffic destinations in groups.
  • the predeterminable distance can be recognized by signals of the traffic sign.
  • the respective groups can be assigned to the traffic directions, in which the road user must move to the desired traffic destination to reach.
  • the transmitter of the traffic sign sends the recipient of the road user on request, the direction information or movement information back of the road user on or after the road sign must follow.
  • the direction information - as described above - take into account the local traffic situation and local traffic conditions, to alternatively change a direction instruction, e.g. Traffic jams or Avoid bad weather areas and avoid them.
  • a visitor traffic to its traffic destination on certain main traffic routes are directed, thereby certain areas of the traffic area - for example Residential areas - can be relieved and traffic calmed.
  • the invention offers the major advantage for road users that they are not geographical Maps for the traffic area visited must be available, especially such material often after a short time due to a change in the transport network or the routing is out of date and may therefore be unusable.
  • the memory of the traffic signs can be updated at any time Be brought up. This could be done by radio transmission, for example and / or optical transmission and / or acoustic transmission to the preferably addressable traffic signs happen.
  • the signals for the switching instructions passed from one traffic sign to another Traffic signs sent can differ from the signals of road users and from those intended for road users and can be on different broadcast channels and with different Transmission frequencies and methods are sent.
  • the traffic control system can have multiple transmission channels for the switching signals and equipped for the traffic information and the navigation information his.
  • the individual traffic signs and the facilities the road user must be addressable.
  • Information about the traffic situation or switching instructions or navigation information then addressed or targeted according to certain transmission methods, for example digital and coded, transmitted.
  • a broadcasting process (“Token Ring” process) can be used.
  • the radio transmission process on the decentralized radio transmission procedures are based on the German patent applications 195 35 021.9. 197 20 236.5, 197 26 956.7 and 196 08 846.1 is.
  • the functional units of the traffic signs which consist of radio receivers and / or Receiver for optical signals and / or receiver for acoustic signals, Radio transmitter and / or optical signal transmitter and / or acoustic signal transmitter, Process unit with memory and switching devices can be constructed a certain switching behavior can be programmed to switch the traffic signs imprinted.
  • the switching behavior could be specified in this way be that it meets certain optimization requirements.
  • the switching behavior or the switching parameters such as the switching times, the switching frequency. the switching times etc. could or could accordingly be set so that swelling or decay, i.e. for example changing the Transmit pulse rate and the absolute strength of the transmit pulse rate by the receiver received, is minimized as far as possible. This would correspond to one if possible smooth traffic flow.
  • each individual functional unit could align their switching behavior to traffic information that is dependent on everyone Functional units are transferred.
  • all functional units would have the same information for decision-making before and there would be a competing switching behavior at the individual traffic signs can be prevented, which leads to an unstable Behavior of traffic control and traffic flow leads.
  • This switching behavior could develop such that each functional unit in a "try and error” method by varying the switching parameters the cheapest Attitude itself finds and tests impact-related. There would then be a variation procedure in which each functional unit varies all switching parameters can.
  • the variation of the switching parameters by the individual functional units the traffic sign, for example, of a traffic junction could have a predefinable one Procedures are carried out. This method would only so many and certain functional units switching parameters simultaneously or one after the other vary that the optimization is carried out as efficiently as possible. Can do this the functional units again radio information and / or optical information and / or exchange acoustic information.
  • These settings of the switching parameters could roughly be specified by settings be the functional unit in similar traffic situations already applied and remembered. In addition there are such data about the traffic situation and save the switching parameter settings applied to it.
  • the functional units of the traffic signs or the group of traffic signs For example, a traffic node in which a mutual connection are therefore capable of learning.
  • a functional unit of a traffic sign decides to switch. then it sends switching instructions to certain ones dependent traffic signs on the channels and switches itself at the same time.
  • the dependent traffic signs will be then switched at the same time. Every traffic sign has the option of all to switch other dependent traffic signs, e.g. the traffic node.
  • the switchover is carried out after an optimization process an optimization basis that is the same for all functional units.
  • the functional unit groups of the different traffic nodes and the different ones Traffic route sections together form a neural switching network.
  • the functional unit groups of a traffic node or a traffic route section form neural switches (neurons) by the traffic rule be networked themselves and through the connected traffic volume or the flow of traffic can be stimulated. It is theoretical Studies to be expected that this neural traffic control system the optimized the entire traffic flow in his area independently.
  • the invention can the traffic situation or the traffic flow in large traffic areas optimize itself without an external traffic management and large coherent Solve traffic problems.
  • Existing traffic signs can with the invention in components of a intelligent traffic control system can be converted, taking the necessary Sensors can be equipped with very inexpensive receivers.
  • the existing traffic signs can and must be upgraded cannot be replaced.
  • expensive cable connections in the Roads between the dependent traffic signs for example a traffic junction be avoided.
  • Traffic control system a very inexpensive navigation system can be realized, that no roadside measuring devices, satellite-supported Position measuring devices, visualization components, complex Processor and storage units and geographic map material in e.g. electronic storage media is required, making the related Costs can be avoided.
  • the traffic control system according to the invention is used considerably more flexible traffic control system than previously used traffic control systems emerged. It can be flexible to different traffic conditions and traffic situations at different traffic times and on weather conditions react automatically and self-regulating. Furthermore, it can be local to the requirements of individual road user groups in general or in certain Situations react. In particular, it can, for example, pedestrian traffic - preferably via mobile phones - integrate in cities and visitor traffic direct to its goals. It also increases the safety of road users in certain exceptional situations, such as during special operations or in bad weather situations. Such conditions can Not recognized and regulated flexibly enough by previous traffic control systems become.
  • an integrated weather warning system can be used with the invention and an integrated navigation system can be realized using telecommunications equipment such as how cell phones can be used and thus In addition to road users such as drivers, pedestrians are also available stands.
  • the system is networked in a particularly simple manner through the moving traffic itself, even as a carrier for others Traffic information can serve. This avoids networking via telecommunication devices.
  • Functional units of road users of oncoming traffic serve as moving relay stations, which preferably have only a short transmission and have reception range, but due to their movement and one if necessary, repeated transmission of the information also over long transmission distances could transmit.
  • the Group speed of the traffic flowing in one direction is determined become.
  • the road users of the originally considered traffic itself is the recipient of the oncoming traffic transmitted information about the traffic jam situation or the unfavorable traffic conditions his.
  • the information therefore does not have to be given to road users be transmitted via traffic signs, but can be directly from a e.g. Motor vehicle arranged functional unit of the road user received become.
  • This functional unit can now become a road user corresponding reaction - e.g. reduction in speed or change of direction - prompt and / or trigger such a reaction automatically.
  • the automatic process could interfere with the braking system Include cruise control and / or in the accelerator pedal position or be taken into account within a guidance process of a navigation system.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verkehrsleitsystem zur Regelung, Führung und/oder Optimierung von Verkehrsbewegungen, wobei zur Aufnahme der momentanen Verkehrssituation Sensoren vorgesehen sind und wobei die Sensoren jeweils einen Funkempfänger und/oder einen Empfänger für optische Signale und/oder einen Empfänger für akustische Signale für durch die Verkehrsteilnehmer ausgesandte Funksignale und/oder optische Signale und/oder akustische Signale aufweisen.
Verkehrsleitsysteme der in Rede stehenden Art sind aus der Praxis bekannt. Beispielsweise ist bereits eine Lichtsignalanlage, deren Signalfolge durch Kraftfahrzeuge gesteuert wird, die eine magnetische Induktionsschleife überfahren, ein Verkehrsleitsystem in kleinem Stil, wobei die magnetische Induktionsschleife als Sensor dient.
Des weiteren sind variable Geschwindigkeitsbegrenzungszeichen aus der Praxis bekannt, wobei die Sensorik hier durch akustische bzw. optische Ultraschallbewegungsmelder oder Infrarotbewegungsmelder oder auch durch Lichtschranken gebildet sein kann.
In dichten Verkehrsnetzen existiert das generelle Problem, dass der Verkehrsfluss an einem bestimmten Ort meist vom Verkehrsfluss an anderen Orten abhängig ist. Wenn der Verkehrsfluss hier insgesamt verbessert werden soll, so ist es daher erforderlich, den Verkehr auch an diesen anderen Orten zu beeinflussen. Verkehrsleiteinrichtungen bzw. Verkehrszeichen müssen dann insgesamt zusammenspielen und in einer bestimmten Abhängigkeit stehen.
Diese Abhängigkeiten sind üblicherweise in aufwendigen mathematischen Untersuchungen und Simulationen zu ermitteln und müssen dann auf das Zusammenspiel der Verkehrszeichen angewendet werden. Hierzu sind verschiedene Schritte erforderlich. Das Verkehrsaufkommen bzw. die Verkehrssituation und die Verkehrsbedingungen müssen an bestimmten Orten über Sensoren erfasst werden. Diese Ergebnisse dienen dann als Entscheidungsgrundlage in einem logischen Prozess, der Anweisungen zur Steuerung der Verkehrszeichen liefert.
Die oben genannte Steuerung einer Lichtsignalanlage an einem einzelnen Verkehrsknoten bzw. an einer Verkehrskreuzung oder Einmündung stellt hierbei den einfachsten Anwendungsfall dar. An einer derartigen Verkehrskreuzung werden dann sämtliche Lichtsignalanlagen in Abhängigkeit voneinander gesteuert. In der aufwendigsten Anwendung werden Gruppen aus vielen Verkehrszeichen in gegenseitiger Abhängigkeit geschaltet. Dabei sind mehrere Verkehrsknoten bzw. Verkehrskreuzungen umfasst. Für eine derartige Vernetzung werden üblicherweise Verkehrsleitcomputer eingesetzt, die in einer zentralen Verkehrsleitstelle vorgesehen sind. Die mathematische Behandlung bzw. die Prozesssteuerung der Verkehrsregelung ist für größere und dichtere Verkehrsräume so aufwendig, dass nur noch Großcomputer in der Lage sind, die hier anfälligen riesigen Verkehrsdatenmengen zu verarbeiten und die Steuerung im Rahmen der bislang sehr aufwendigen mathematischen Verkehrsmodelle durchzuführen.
Die zentrale Verkehrsregelung in Verkehrsleitstellen bedingt zahlreiche und weite Telekommunikationsverbindungen zwischen den Verkehrszeichen und einer Verkehrsleitstelle. Eine unabhängige Steuerung einzelner Verkehrszeichen an zusammenhängenden Verkehrsknoten oder Abschnitten eines Verkehrswegs kann hingegen - wie dies aus der Verkehrstheorie bekannt ist - die Verkehrssituation kaum verbessern. Die zusammenhängende Verkehrssituation größerer Verkehrsräume - beispielsweise in Städten - kann bisher nur mit Hilfe der beschriebenen aufwendigen Steuerung mit zentralen Verkehrsleitstellen wesentlich verbessert werden.
Für eine wirkungsvolle Verkehrsleitung ist weiterhin erforderlich, dass nahezu jedes Fahrzeug, das am Verkehr teilnimmt, bei der Steuerung berücksichtigt wird. Bei den bislang eingesetzten Sensoren in Form von zu überfahrenden Induktionsschleifen, von Bewegungsmeldern oder von Lichtschranken ist problematisch, dass deren Registrierungsvermögen auf einen eng vorgegebenen Raumbereich begrenzt ist, nämlich beispielsweise der Anordnungsbereich der zu überfahrende Induktionsschleife bzw. der detektierbare Raumwinkel der Bewegungsmelder bzw. der überstrahlte Bereich der Lichtschranke. Zum anderen ist bei den bekannten Sensoren problematisch, dass eine zuverlässige Detektion von Kraftfahrzeugen nur bei sich bewegendem Verkehr möglich ist. Ist bereits ein durch starken Verkehr bedingter Stau entstanden, bei dem die Kraftfahrzeuge stehen, können sowohl Induktionsschleifen als auch Bewegungsmelder als auch eine Lichtschranke keine weitere Zunahme der Anzahl von Kraftfahrzeugen im betrachteten Verkehrsbereich oder im Stau detektieren. Dieselbe Situation ergibt sich bei vor einer Lichtsignalanlage stehenden Kraftfahrzeugen.
Dies hat zur Folge, dass insbesondere zu Zeiten sich bereits stauenden Verkehrs keine genauen Daten hinsichtlich der Anzahl an beteiligten Kraftfahrzeugen aufnehmbar sind. Folglich ist eine präzise Verkehrsleitung aufgrund der ungenauen bzw. unvollständigen Daten meist nicht möglich. Vielmehr sind hier die Grenzen herkömmlicher Verkehrsleitsysteme mit einem daraus resultierenden Verkehrskollaps erreicht.
Aus der EP-A-0 720 137 ist ein Verkehrsleitsystem zur Regelung, Führung und/oder Optimierung von Verkehrsbewegungen bekannt, wobei zur Aufnahme der momentanen Verkehrssituation mehrere Sensoren vorgesehen sind und wobei die Sensoren einen Funkempfänger für durch die Verkehrsteilnehmer ausgesandte Funksignale aufweisen. Die von den Sensoren aufgenommenen, die momentane Verkehrssituation beschreibenden Signale werden von den Sensoren zu einer Zentrale übermittelt. Dort werden die Signale verarbeitet, und entsprechende Information wird den Verkehrsteilnehmem wieder übermittelt. Bei einer derart zentralen Verkehrsregelung müssen riesige Datenmengen zentral verarbeitet werden. Dies bedeutet einen enormen zentralen Verarbeitungsaufwand. Des Weiteren bedingt eine zentrale Verkehrsregelung zahlreiche und weite Telekommunikationsverbindungen zwischen den Sensoren und der Zentrale. Insbesondere bei weiten Telekommunikationsverbindungen sind zur sicheren Datenübertragung starke Sendesignale erforderlich. Dies bedeutet eine hohe elektromagnetische Belastung der Umgebung. Bei schwächeren Signalen würde wiederum die Sicherheit der Datenübertragung leiden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verkehrsleitsystem der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass einerseits der Aufwand für die Datenverarbeitung verringert und andererseits die mit der Funkübertragung verbundene hohe elektromagnetische Belastung vermieden wird.
Die voranstehende Aufgabe ist durch ein Verkehrsleitsystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Danach ist das in Rede stehende Verkehrsleitsystem derart ausgestaltet, dass die Verkehrsdaten zur Verkehrsleitung, die die von dem Sensor aufgenommenen, die momentane Verkehrssituation beschreibenden Signale darstellen, vollkommen dezentral durch die Sensoren, vorzugsweise die Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale, erhoben und verarbeitet werden.
Mit dem Verkehrsleitsystem können wesentlich genauere Daten hinsichtlich der Anzahl an beteiligten Verkehrsteilnehmern erfasst werden, woraus sich eine erheblich aussagekräftigere Datenbasis für ein Verkehrsleitsystem ergibt, als dies bei manchen herkömmlichen Verkehrsleitsystemen möglich war. Insbesondere ist eine genaue Datenerfassung auch bei stehendem Verkehr möglich.
Hinsichtlich einer besonders einfachen Ausgestaltung des Verkehrsleitsystems könnte der Sensor einem Verkehrszeichen, vorzugsweise einer Lichtsignalanlage zugeordnet sein. Damit würden sich in kostengünstiger Weise separate Sensorträger, beispielsweise Trägermasten, erübrigen.
Zur Gewährleistung einer sicheren Detektion der Verkehrsteilnehmer könnten den Verkehrsteilnehmern zur Aussendung der Funksignale und/oder optischen Signale und/oder akustischen Signale Funksender und/oder optische Signalsender und/oder akustische Signalsender zugeordnet sein. Dabei könnten die Sender Kraftfahrzeugen der Verkehrsteilnehmer zugeordnet und/oder an diesen angeordnet sein. Damit wäre eine Verbindung zwischen Sender und Kraftfahrzeug erreicht, so dass der Sender immer einsatzbereit ist, wenn das jeweilige Kraftfahrzeug benutzt wird. Damit müßte der Verkehrsteilnehmer nicht bei jedem Benutzen des Kraftfahrzeugs darauf achten, den Sender mitzuführen.
Im Hinblick auf eine besonders unauffällige und kompakte Installation der Funksender und/oder optischen Signalsender und/oder akustischen Signalsender könnten die Sender als Baugruppen oder als Module in Telekommunikationsgeräte, in telemetrische Geräte, in Rundfunkgeräte oder andere elektrische Geräte integriert sein. Dabei ist eine Integration in beispielsweise Mobiltelefone denkbar. Bekannte Mobiltelefone bspw. senden zur eigenen Lokalisation durch den Netzbetreiber in regelmäßigen Abständen Funksignale aus. Diese Funksignale könnten im Rahmen des erfindungsgemäßen Verkehrsleitsystems zur Detektion des Verkehrsteilnehmers genutzt werden. Insgesamt könnten die Funksignale und/oder optischen Signale und/oder akustischen Signale als periodische Sendeimpulse mit vorgebbaren Sendefrequenzen vorgesehen sein.
Im Hinblick auf einen besonders komfortablen Betrieb des Verkehrsleitsystems könnten den Sensoren Funksender und/oder optische Signalsender und/oder akustische Signalsender, Prozesseinheiten mit Speichern und Schalteinrichtungen zugeordnet sein. Damit könnte die Aufnahme und Verarbeitung der Verkehrsdaten bzw. der momentanen Verkehrssituation für die Steuerung der Verkehrszeichen, beispielsweise mehrerer Lichtsignalanlagen eines Verkehrsknotens, direkt vor Ort in dem jeweiligen Verkehrsknoten erfolgen.
Insbesondere hinsichtlich einer besonders sicheren Funktion des Verkehrsleitsystems könnten die Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale zur Detektion und vorzugsweise Abspeicherung der Signalimpulsraten und deren Änderungen und/oder der Empfangsleistung und deren Änderung ausgebildet sein. Vorzugsweise regelmäßig gesendete Sendeimpulse der sich an einem Verkehrszeichen vorbeibewegenden oder an einem Verkehrszeichen anstehenden oder sich in einiger Entfernung auf ein Verkehrszeichen zubewegenden Verkehrsteilnehmer könnten registriert werden. Die Verarbeitung könnte durch einen internen Vergleich an jedem Verkehrszeichen oder durch einen Vergleich zwischen voneinander abhängigen Verkehrszeichen in einem Verkehrsknoten stattfinden. Hierzu könnten die Sender und Empfänger von Verkehrszeichen, die voneinander abhängig zu schalten sind, insbesondere Verkehrszeichen eines Verkehrsknotens oder eines Abschnitts eines Verkehrswegs, zur insbesondere kabellosen Kommunikation miteinander ausgebildet sein. Die Verarbeitung könnte in bestimmten Zeitabständen oder kontinuierlich erfolgen.
Bei der Verkehrsleitung könnten in besonders wirkungsvoller Weise auch die jeweiligen Geschwindigkeiten der Verkehrsteilnehmer und/oder deren Gruppengeschwindigkeit berücksichtigt werden. Dies könnte beispielsweise durch eine Funkübertragung, eine optische oder eine akustische Übertragung des momentanen Geschwindigkeitswerts des Verkehrsteilnehmers zum Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale des Sensors erfolgen. Andererseits könnten die Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale zur Detektion und vorzugsweise Abspeicherung der Dopplerverschiebung der Signalfrequenzen der sich bewegenden Verkehrsteilnehmer und damit des Bewegungszustands der Verkehrsteilnehmer ausgebildet sein. Damit wäre eine automatische Ermittlung der Geschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer durch den Sensor möglich. Die Verkehrsteilnehmer müßten dann nicht zur Übertragung ihres Geschwindigkeitswerts mittels der Funkverbindung, optischen Verbindung oder akustischen Verbindung ausgebildet sein.
Zur Realisierung eines besonders vielseitigen und umfassenden Verkehrsleitsystems eines größeren Verkehrsraums könnten vorgebbare Gruppen von untereinander abhängigen Verkehrszeichen, vorzugsweise Gruppen, die verschiedenen Verkehrsknoten oder Abschnitten von Verkehrswegen zuordenbar sind, durch den Verkehrsfluß auf den Verkehrswegen miteinander vernetzt und/oder gegenseitig beeinflußbar sein. Damit wäre es möglich, mittels der Verkehrsteilnehmer selbst Daten von einer Gruppe von Verkehrszeichen zu einer anderen Gruppe oder zu anderen Gruppen von Verkehrszeichen zu übermitteln. Weitere Signalübertragungseinrichtungen wären dann nicht erforderlich und das insgesamte Funkverkehrsaufkommen und/oder optische und/oder akustische Signalaufkommen könnte auf räumlich enge Bereiche begrenzt werden, beispielsweise ein eng um die betrachtete Gruppe abgegrenzter Bereich.
Insbesondere hierzu könnten den Funksendern und/oder optischen Signalsendern und/oder akustischen Signalsendern Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale, Prozeßeinheiten mit Speichern und Schalteinrichtungen zugeordnet sein. Letztendlich könnten die den Verkehrsteilnehmern und/oder Verkehrszeichen zugeordneten Funksender und/oder optischen Signalsender und/oder akustischen Signalsender und Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale als Funkrelais und/oder optisches Signalrelais und/oder akustisches Signalrelais ausgebildet sein. Somit wäre eine Datenübertragung und/oder eine Übertragung von Schaltsignalen in beliebiger Weise über Verkehrszeichen und Verkehrsteilnehmer möglich.
Hinsichtlich einer besonders sensiblen Verkehrsleitung könnten die Signale verschiedener Gruppen von Verkehrsteilnehmern vorzugsweise situationsbedingt verschieden sein. Dabei wäre es denkbar, daß beispielsweise öffentliche Verkehrsmittel aufgrund ihrer spezifischen Funksignale und/oder optischen Signale und/oder akustischen Signale als bevorzugte Verkehrsteilnehmer eingestuft und entsprechend bevorzugt geleitet werden. Falls sich die jeweiligen, als öffentliche Verkehrsmittel genutzten Kraftfahrzeuge nicht mehr im Einsatz befinden, könnten die Signale entsprechend abgeändert werden, so daß keine Vorrangstellung bei der Verkehrsleitung mehr einzuräumen ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu könnte das vorgebbare Schaltverhalten der Verkehrszeichen durch Funksignale und/oder optische Signale und/oder akustische Signale beeinflußbar sein. Dabei ist insbesondere an ein Vorrechtssignal durch beispielsweise Einsatzfahrzeuge der Polizei, durch Feuerwehrfahrzeuge oder durch Krankenwagen gedacht. Dadurch könnte ein sicheres Passieren derartiger bevorrechtigter Fahrzeuge an Kreuzungen erreicht werden, da kreuzender Verkehr mittels der entsprechend gesteuerten Verkehrszeichen automatisch angehalten werden könnte.
In einer weiter komfortablen und wirkungsvollen Ausgestaltung des Verkehrsleitsystems könnte das Schalten der Verkehrszeichen aufgrund eines Vergleichs der aufgenommenen Verkehrsdaten und/oder aufgenommener Wetterdaten erfolgen. Dabei könnte die Steuerung des Verkehrs von individuellen Wettersituationen abhängig gemacht werden. Hierzu könnten die Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale in besonders zuverlässiger und praktischer Weise zur Detektion und vorzugsweise Abspeicherung der Felddämpfung der Funksignale und/oder optischen Signale und/oder akustischen Signale von vorzugsweise den Verkehrsteilnehmern und damit der Wettersituation, insbesondere der Schnee-, Regen- und Nebelsituation, ausgebildet sein. Je nach charakteristischer Dämpfung der Signale ist beispielsweise die Dichte von Schnee, Regen oder Nebel ermittelbar. Die Signale könnten einerseits von den Verkehrsteilnehmern ausgesandt werden, die mit Kraftfahrzeugen am Verkehr teilnehmen, und andererseits durch Verkehrsteilnehmer, die mit Fahrrädern oder gar zu Fuß unterwegs sind. Für die Aufnahme der Wettersituation müssen die Signale nicht zwingend von Kraftfahrern stammen, sondern könnten auch von anderen Verkehrsteilnehmern stammen, deren Signale sich von den Signalen der Kraftfahrer unterscheiden könnten. Die Aufnahme und Auswertung der Wettersituation ist damit vom durch die Kraftfahrzeuge gebildeten Verkehrsaufkommen unabhängig.
Das Schaltverhalten der Verkehrszeichen könnte in effektiver Weise durch einen Optimierungsprozeß beeinflußt sein. Hierbei könnte der Optimierungsprozeß ein Variationsverfahren der den Schaltprozeß beeinflussenden Parameter sein. Als Parameter kämen hierbei das Verkehrsaufkommen unter fakultativer Berücksichtigung der Wettersituation in Frage.
Im Hinblick auf einen besonders schnellen Steuerungsprozeß könnte die Schaltung eines Verkehrszeichens, das von einem anderen Verkehrszeichen abhängig ist, durch das andere Verkehrszeichen bewirkbar sein. Insbesondere schnelle Vorrechtssignale wären hierbei ohne Durchlauf eines Verarbeitungsprozesses übertragbar.
Insgesamt könnte das Verkehrsleitsystem als neuronales Verkehrsleitnetzsystem aufgebaut sein. Hierbei finden die üblichen Funktionsprinzipien eines neuronalen Netzes ihre Anwendung.
In einer weiter besonders vorteilhaften Ausgestaltung könnte das Verkehrsleitsystem zusätzlich als Navigationssystem für Verkehrsteilnehmer aufgebaut sein. Hierzu könnten die Funksender und/oder optischen Signalsender und/oder akustischen Signalsender und Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale von Verkehrszeichen zur Kommunikation mit Funksendern und/oder optischen Signalsendern und/oder akustischen Signalsendern und Funkempfängern und/oder Empfängern für optische Signale und/oder Empfängern für akustische Signale von Verkehrsteilnehmern und umgekehrt ausgebildet sein. Andererseits wäre auch ein reines Navigationssystem ohne die Verkehrsleitung durch die Aufnahme von Verkehrsdaten denkbar, wobei hierbei die unten beschriebenen Funktionen realisiert sein könnten.
Programmierbare Information über geographische und/oder topologische Eigenschaften der Verkehrswege, insbesondere eine Information über Verkehrsziele der Verkehrsteilnehmer, könnte in zentraler Weise in einem Speicher ablegbar sein. Dabei wäre von besonderem Vorteil, daß nicht jeder Verkehrsteilnehmer geographische und/oder topologische Daten mitführen müßte, die üblicherweise auf einer Compakt Disc abgespeichert sind.
Der Speicher für die Information könnte in besonders einfacher Weise mindestens einem Verkehrszeichen zugeordnet sein. Somit wäre ein ständiger Abruf im Rahmen einer nur kurzen Signalverbindungsstrecke durch einen anfragenden Verkehrsteilnehmer möglich.
Die Information über Verkehrsziele könnte in Gruppen gespeichert sein, die Verkehrszielrichtungen zugeordnet sind. Der Verkehrsteilnehmer könnte dann in die Richtung des von ihm gewünschten Ziels verwiesen werden, wobei zu Werbezwecken auch noch weitere in dieser Richtung befindliche mögliche Ziele an ihn übermittelt werden. Dabei ist an gewerbliche Unternehmen wie beispielsweise Einzelhandelsgeschäfte gedacht. die gegen ein gewisses Entgelt Aufnahme in den Informationsspeicher finden können. Auch könnte die Abfrage durch den Verkehrsteilnehmer gebührenpflichtig gestaltet werden, so daß durch eine oder beide zuletzt genannten Maßnahmen eine Finanzierung des Betriebs und der Aktualisierung des Speichers erreichbar wäre. Somit wäre eine weitere Verkehrsleitfunktion mittels des Navigationssystems realisiert.
Die Ergebnisse, die im Falle der Ermittlung der Wettersituation durch die Sensoren vorliegen, könnten ebenfalls einem Verkehrsteilnehmer auf Abruf bereitgestellt werden. Somit könnte das Verkehrsleitsystem zusätzlich als Wetterinformationssystem aufgebaut sein. Auch diese Abfrage könnte gebührenpflichtig ausgestaltet sein. Hierbei und im Falle des Navigationssystems bietet sich insbesondere die Abfrage über ein Mobiltelefon an, dessen Netzbetreiber das Erheben der Gebühren durchführen könnte.
Im Hinblick auf eine umfassende Nutzung des Verkehrsleitsystems könnte ein elektronisches Gerät bereitgestellt werden, das durch einen Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale für durch die Verkehrsteilnehmer ausgesandte Funksignale und/oder optische Signale und/oder akustische Signale gekennzeichnet ist. Derartige Geräte könnten in einfacher Weise als Nachrüstkomponenten für bereits verwendete Verkehrszeichen eingesetzt werden.
Weiterhin könnten auch elektronische Geräte bereitgestellt werden, die durch einen verkehrsteilnehmerseitigen Funksender und/oder optischen Signalsender und/oder akustischen Signalsender zur Aussendung von Funksignalen und/oder optischen Signalen und/oder akustischen Signalen für das Verkehrsleitsystem gekennzeichnet sind. Hierdurch wäre auch eine ideale Nachrüstmöglichkeit für Kraftfahrzeuge realisiert.
Zum ergänzenden Verständnis des oben beschriebenen Verkehrsleitsystems werden im folgenden einige besonders wesentliche Aspekte des Verkehrsleitsystems näher erläutert:
Die Funksender und/oder optischen Signalsender und/oder akustischen Signalsender der Verkehrsteilnehmer könnten in sehr einfacher Weise in Rundfunkempfänger oder verkehrstelemetrische Geräte wie beispielsweise GPS-Navigationsgeräte oder Telekommunikationsgeräte integriert sein. In besonders einfacher Weise könnten alle Verkehrsteilnehmer möglichst die gleichen Funksignale und/oder optischen Signale und/oder akustischen Signale abgeben. Dies betrifft die Form der Signale und deren Sendefrequenz. In einem einfachen Fall wäre eine Impulsfolge mit periodischen Sendeimpulsen einsetzbar, die auf einer einzigen sehr schmalbandigen Sendefrequenz gesendet werden.
Die obige Beschreibung betrifft insbesondere den Straßenverkehr. Die Erfindung ist jedoch auch auf andere Verkehrsbereiche mit Verkehrs- bzw. Transportmitteln in Verkehrsströmen bzw. Verkehrsnetzen anwendbar, die sich entsprechend der Erfindung ausgestalten lassen.
Im Straßenverkehr könnten unterschiedliche Gruppen von Verkehrsteilnehmern nach zum Beispiel ihrer Art, beispielsweise Fußgänger oder Kraftfahrzeuge, nach dem Fahrzeugtyp, beispielsweise Personenfahrzeuge oder Lastfahrzeuge, Busse und Bahnen, oder nach ihrer Aufgabe, beispielsweise Personenverkehr oder Güterverkehr, Privatverkehr oder kommerzieller Verkehr, Individualverkehr oder öffentlicher Verkehr, Transportdienste, Reinigungsdienste, Räumdienste, Polizeidienste, Hilfsdienste, Rettungsdienste etc., getrennt voneinander berücksichtigt werden. Beispielsweise könnten Polizei- oder Rettungsdienste durch besondere Einsatzsignale die Verkehrszeichen auf ihrem Weg zum Freischalten der Durchfahrt veranlassen.
Zu bestimmten Verkehrszeiten könnte der Personenindividualverkehr oder der öffentliche Personenverkehr vor dem kommerziellen Lastverkehr Vorrang erhalten. Dies wäre insbesondere für Berufspendler in Verkehrsstoßzeiten vorteilhaft oder könnte den Schwerlastverkehr durch Städte in für die Anwohner der Verkehrswege akzeptablere Verkehrszeiten steuern.
Bei der Ausgestaltung der Funksender und/oder optischen Signalsender und/oder akustischen Signalsender und Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale als Relais könnten die Verkehrsteilnehmer zunächst von einem bzw. über ein Verkehrszeichen eine Information über die Verkehrssituation auf dem betreffenden Verkehrsweg oder in dem Abschnitt des Verkehrswegs oder in dem Verkehrsknoten mittels eines Signals erhalten. Diese Signale könnten bis zum Empfang neuer Information durch die Verkehrsteilnehmer wiederholt und somit zum nächsten Verkehrszeichen übertragen werden. Hierzu könnten die Verkehrsteilnehmer die Information permanent senden oder sie könnten die Information erst senden, wenn sie einen Signalempfänger eines Verkehrszeichens detektieren. Hierzu könnten sich die Signalempfänger durch Aussenden von Funksignalen und/oder optischen Signalen und/oder akustischen Signalen selbst bemerkbar machen.
Dies hätte den Vorteil, daß zur Steuerung der Verkehrszeichen auch andere Informationen als nur die Anzahl der zufließenden, abfließenden, anstehenden oder durchfahrenden Verkehrsteilnehmer berücksichtigt werden könnte. Es könnte z.B. die Information über den Querverkehr oder sonstigen konkurrierenden Verkehr an anderen Orten, beispielsweise an vorhergehenden Verkehrsknoten, in diesem oder in anderen Verkehrswegen übertragen werden. Auch könnte als Information eine integrale Information oder eine akkumulierte Information über den Verlauf des bisherigen Verkehrs auf dem Verkehrsweg des Verkehrsteilnehmers übertragen werden. Dies könnte beispielsweise eine Kurzinformation sein, die darüber Auskunft gibt, daß am vorher durchfahrenen Verkehrsknoten ein Stau vorliegt. Demnach könnten die Verkehrszeichen in einem größeren Verkehrsraum die Verkehrsleitung dahingehend durchführen. daß der Verkehrsknoten, an dem der Stau vorliegt, umfahren wird.
Insbesondere bei der relaisartigen Informationsübertragung mittels der Verkehrsteilnehmer könnte eine stärkere Kopplungsmöglichkeit bzw. Vernetzungsmöglichkeit hinsichtlich der einzelnen Abschnitte des Verkehrswegs und/oder der einzelnen Verkehrsknoten untereinander realisierbar sein. Hierdurch könnten beispielsweise Hauptverkehrswege zu verschiedenen Verkehrszeiten gegenüber anderen Verkehrswegen begünstigt werden.
Des weiteren könnte von den Sendern der Verkehrszeichen Information an zuflieβende, aber noch entfernte Verkehrsteilnehmer übertragen werden, die die Verkehrssituation am nächsten Verkehrsknoten oder im nächsten Verkehrswegeabschnitt anzeigt. Insbesondere könnte diese Information eine Verhaltensaufforderung an die Verkehrsteilnehmer umfassen, beispielsweise eine möglichst günstige Bewegungsgeschwindigkeit. Dadurch könnte die intelligente Steuerung der Verkehrszeichen an den Verkehrsknoten oder an den Abschnitten der Verkehrswege unterstützt werden, um dadurch den Verkehrsfluß noch weiter zu optimieren.
Die Sendeleistungen könnten so gering eingestellt werden, daß nur die für einen Verkehrswegeabschnitt oder Verkehrsknoten zuständigen Verkehrszeichen Signale der Verkehrsteilnehmer aus diesem Abschnitt aufnehmen können und dadurch andere. weiter entfernte Verkehrszeichen von gegebenenfalls anderen Verkehrswegeabschnitten oder anderen Verkehrsknoten, welche unbeeinflußt bleiben sollen, nicht beeinflußt werden. Damit der Verkehr auf einzelnen, verschiedenen und bestimmten Verkehrswegen oder der Verkehr in einer bestimmten Bewegungsrichtung selektiv registriert werden kann, könnten die Sende- und Empfangsanlagen für das Senden und den Empfang der Verkehrsteilnehmersignale und für das Senden von Informationen für die Verkehrsteilnehmer mit Antennen ausgerüstet werden, die nur Signale in dem oder aus dem betreffenden Verkehrsweg oder in einer oder aus einer bestimmten Richtung des betreffenden Verkehrswegs senden oder aufnehmen können. Hier sind beispielsweise Hornantennen für hohe Signalfrequenzen im Mikrowellenbereich besonders geeignet.
Die Verwendung von Antennen mit bestimmten eingegrenzten Raumwinkeln für das Senden oder den Empfang kann insbesondere dazu dienen, weitere Informationen über die Verkehrssituation zu erhalten. Wenn beispielsweise die Signale der Verkehrsteilnehmer aus einer Richtung oder aus beiden Richtungen eines Verkehrsweges getrennt detektiert werden, so kann über die Dopplerverschiebung der Empfangsfrequenzen bzw. aus der Aufspaltung des betreffenden Empfangsfrequenzbandes eine Aussage über den Bewegungszustand der Verkehrsteilnehmer gemacht werden. Insbesondere kann ein stehender Verkehr oder ein bewegter Verkehr erkannt werden, und es kann sogar die Bewegungsgeschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer bestimmt werden.
Daraus ergibt sich der Vorteil, daß das erfindungsgemäße Verkehrsleitsystem Stausituationen erkennen kann und diese Information über die Verkehrsteilnehmer transportieren und verbreiten kann. Hierdurch kann die Selbststeuerung des Verkehrsleitsystems beeinflußt werden. Weiterhin könnte eine Verkehrsüberwachung, beispielsweise eine Geschwindigkeitsüberwachung, an den betreffenden Verkehrszeichen automatisch stattfinden.
Hinsichtlich der Ermittlung der Wettersituation durch eine Dämpfung der Funksignale und/oder optischen Signale und/oder akustischen Signale könnte die Sendefrequenz derart ausgewählt werden, daß die Signale der Verkehrsteilnehmer einer besonders hohen Abschwächung durch beispielsweise Wassermoleküle unterworfen sind. Hierbei ist vorauszusetzen, daß die Sendeleistung der Sender der Verkehrsteilnehmer konstant und standardisiert ist. Eine entsprechende Felddämpfung der Funksignale und/oder optischen Signale und/oder akustischen Signale läßt dann Rückschlüsse über das Vorhandensein von Regen, Nebel oder Schnee- und Eisgefahr zu.
In der einfachsten Weise könnte die Feststellung der Felddämpfung durch die Normierung der integral registrierten Empfangsleistung der Sendeimpulse mittels der integral registrierten Sendeimpulsrate erfolgen. Im Ergebnis könnte dann die mittlere Sendeleistung eines Verkehrsteilnehmers nach der Felddämpfung seiner Strahlung am Empfangsort mit der gleichen theoretischen Größe ohne Felddämpfung verglichen werden, die wegen der Normsendeleistung der Verkehrsteilnehmer bekannt ist. Aus dem Vergleich kann wegen der potenzartigen Entfernungsabhängigkeit der Empfangsleistung die Felddämpfung und folgend die mittlere Regen- oder Nebeldichte bestimmt werden. Eine exaktere Methode würde die Änderungsgrößen miteinbeziehen.
Geeignete Frequenzbereiche sind beispielsweise Bereiche, in denen Wasserabsorptionsresonanzen oder hohe Streuquerschnitte für die Strahlung liegen. Dies wären beispielsweise der 24 GHz-Bereich und höhere Funkfrequenzbereiche. Insbesondere beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verkehrsleitsystems für eine Verkehrslenkung in Verbindung mit Verkehrszeichen, die beispielsweise die Geschwindigkeit des Verkehrs oder Überholverbote oder Fahrbahnsperrungen regeln, ergeben sich durch die Berücksichtigung der Wettersituation erhebliche Sicherheitsvorteile.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verkehrsleitsystems könnte die Verkehrsleitfunktion durch eine Navigationsfunktion für die Verkehrsteilnehmer ergänzt werden. Der dem Sensor zugeordnete Speicher könnte nicht nur Verkehrsdaten umfassen, sondern auch Information über die Verkehrswege. beispielsweise Anfahrtrichtungen zu Verkehrswegeanschlüssen, Verkehrswegeknoten und Abschnitten von Verkehrswegen. Des weiteren könnten vorgebbare Verkehrsziele abgespeichert sein, beispielsweise bestimmte Einrichtungen an den Verkehrswegen wie z.B. Gebäude. Brücken, Tunnels, Sehenswürdigkeiten, oder beispielsweise gewerbliche Einrichtungen wie z.B. Ladengeschäfte, Betriebe, Banken, Restaurants, Hotels, Kinos, Tankstellen, Informationsstellen, oder öffentliche Einrichtungen wie z.B. Theater, Spielbanken, Museen. Kunstgalerien, Kirchen, Sportstätten, Schwimmbäder, zoologische Gärten, Schulen, Universitätsinstitute, Parkhäuser, Behörden, Ministerien, Krankenhäuser, Kuranlagen, Parkanlagen, Polizeidienststellen, militärische Einrichtungen, Bahnhöfe, Flugplätze und dergleichen. Im Rahmen des Materialverkehrs in Produktionsstätten könnten beispielsweise die Position von Lagerabteilungen, Lagerfächern, Verarbeitungsstraßen, Montagebändern, Sortiereinrichtungen, Verpackungseinrichtungen, Meß- und Prüfeinrichtungen, Versandausgängen oder dergleichen abgespeichert sein. An jedem Verkehrszeichen des betrachteten beliebigen Verkehrsraums kann auf diese Information zurückgegriffen werden.
Jeder Verkehrsteilnehmer, der die Navigationshilfe in Anspruch nehmen will, gibt seinem entsprechend ausgestalteten Sender sein Verkehrsziel an. Dies kann die Bezeichnung oder die Adresse des Verkehrsziels sein. Der Sender kann dann in regelmäßigen Abständen oder auch dauernd oder bei Erreichen einer vorggebbaren Distanz zu einem Verkehrszeichen die Zielanfrage an das Verkehrszeichen, das die Verkehrsziele gegebenenfalls in Gruppen gespeichert hat, senden. Das Erkennen der vorgebbaren Distanz kann durch Signale des Verkehrszeichens erfolgen. Die jeweiligen Gruppen können den Verkehrsrichtungen zugeordnet sein, in die sich der Verkehrsteilnehmer bewegen muß, um das gewünschte Verkehrsziel zu erreichen.
Der Sender des Verkehrszeichens sendet dem Empfänger des Verkehrsteilnehmers auf die Anfrage hin die Richtungsinformation bzw. eine Bewegungsinformation zurück, der der Verkehrsteilnehmer am oder nach dem Verkehrszeichen folgen muß. Insbesondere kann die Richtungsinformation - wie oben beschrieben - die lokale Verkehrssituation und lokale Verkehrsbedingungen berücksichtigen, um eine Richtungsanweisung alternativ zu ändern, um z.B. Verkehrsstaus oder Schlechtwettergebieten auszuweichen und diese zu umfahren. Des weiteren kann ein Besucherverkehr zu seinem Verkehrsziel auf bestimmten Hauptverkehrswegen geleitet werden, wodurch bestimmte Gebiete des Verkehrsraums - beispielsweise Wohngebiete - entlastet und verkehrsberuhigt werden können. Die Erfindung bietet für den Verkehrsteilnehmer den großen Vorteil, daß er kein geographisches Kartenmaterial für den besuchten Verkehrsraum bereithalten muß, zumal solches Material oftmals nach kurzer Zeit wegen einer Änderung des Verkehrsnetzes oder der Verkehrsführung veraltet und daher gegebenenfalls unbrauchbar ist. Die Speicher der Verkehrszeichen können jedoch jederzeit auf den neuesten Stand gebracht werden. Dies könnte beispielsweise durch eine Funkübertragung und/oder optische Übertragung und/oder akustische Übertragung an die vorzugsweise adressierbaren Verkehrszeichen geschehen.
Die Signale für die Schaltanweisungen, die von einem Verkehrszeichen an andere Verkehrszeichen gesendet werden, können sich von den Signalen der Verkehrsteilnehmer und von denen, die für die Verkehrsteilnehmer bestimmt sind, unterscheiden und können auf unterschiedlichen Sendekanälen und mit unterschiedlichen Sendefrequenzen und -verfahren gesendet werden.
Das Verkehrsleitsystem kann mit mehreren Übertragungskanälen für die Schaltsignale und für die Verkehrsinformationen und die Navigationsinformationen ausgestattet sein. Dazu können die einzelnen Verkehrszeichen und die Einrichtungen der Verkehrsteilnehmer adressierbar ausgeführt sein. Informationen über die Verkehrssituation oder Schaltanweisungen oder Navigationsinformationen können dann adressiert bzw. gezielt nach bestimmten Übertragungsverfahren, beispielsweise digital und kodiert, übertragen werden. Als Beispiel für die erforderliche Kommunikation zwischen den Verkehrszeichen könnte ein Rundspruchverfahren ("Token Ring" - Verfahren) eingesetzt werden. Als Ausführungsbeispiel für eine funktechnische Ausgestaltung könnte das Funkübertragungsverfahren auf dem dezentralen Funkübertragungsverfahren beruhen, das durch die deutschen Patentanmeldungen 195 35 021.9. 197 20 236.5, 197 26 956.7 und 196 08 846.1 beschrieben ist.
Den Funktionseinheiten der Verkehrszeichen, die aus Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale, Funksender und/oder optischem Signalsender und/oder akustischem Signalsender, Prozeßeinheit mit Speicher und Schalteinrichtungen aufgebaut sein können, ist zum Schalten der Verkehrszeichen ein bestimmtes Schaltverhalten programmierbar eingeprägt. Beispielsweise könnte das Schaltverhalten so vorgegeben sein, daß es bestimmten Optimierungsanforderungen genügt. Das Schaltverhalten bzw. die Schaltparameter wie beispielsweise die Schaltzeitpunkte, die Schalthäufigkeit. die Schaltdauern etc. könnte bzw. könnten demnach so eingestellt werden, daß das Anschwellen oder das Abklingen, d.h. beispielsweise die Änderung der Sendeimpulsrate und der absoluten Stärke der Sendeimpulsrate, die vom Empfänger empfangen wird, möglichst minimiert wird. Dies entspräche einem möglichst flüssigen Verkehrsstrom. Insbesondere könnte jede einzelne Funktionseinheit ihr Schaltverhalten auf Verkehrsinformationen ausrichten, die an alle abhängigen Funktionseinheiten übertragen werden.
Dies könnte beispielsweise die Summe aller registrierten Einzelsendeimpulsraten und/oder Einzeländerungen der Sendeimpulsraten der einzelnen Verkehrszeichen sein. Dadurch lägen allen Funktionseinheiten die gleichen Informationen zur Entscheidungsfindung vor und es würde ein konkurrierendes Schaltverhalten bei den einzelnen Verkehrszeichen verhindert werden können, welches zu einem instabilen Verhalten der Verkehrssteuerung und des Verkehrsstromes führt.
Dieses Schaltverhalten könnte sich derart entwickeln, daß jede Funktionseinheit in einem "Try And Error"-Verfahren durch die Variation der Schaltparameter die günstigste Einstellung selbst findet und wirkungsbezogen testet. Es läge dann ein Variationsverfahren vor, bei dem jede Funktionseinheit alle Schaltparameter variieren kann. Die Variation der Schaltparameter durch die einzelnen Funktionseinheiten der Verkehrszeichen bspw. eines Verkehrsknotens könnte dabei über ein vorgebbares Verfahren durchgeführt werden. Bei diesem Verfahren würden nur jeweils soviele und bestimmte Funktionseinheiten gleichzeitig oder nacheinander Schaltparameter variieren, daß die Optimierung möglichst effizient erfolgt. Hierzu könnten die Funktionseinheiten wieder Funkinformationen und/oder optische Informationen und/oder akustische Informationen austauschen.
Diese Einstellungen der Schaltparameter könnten grob durch Einstellungen vorgegeben werden, die die Funktionseinheit in ähnlichen Verkehrssituationen bereits angewendet hat und sich gemerkt hat. Dazu sind solche Daten über die Verkehrssituation und die hierauf angewendeten Schaltparametereinstellungen abzuspeichern. Die Funktionseinheiten der Verkehrszeichen bzw. die Gruppe von Verkehrszeichen bspw. eines Verkehrsknotens, bei denen eine gegenseitige Schaltung erfolgt, sind deshalb lernfähig.
Wenn nun eine Funktionseinheit eines Verkehrszeichens nach dem logischen Prozeß eine Umschaltung beschließt. dann sendet sie Schaltanweisungen an bestimmte abhängige Verkehrszeichen auf den hierfür bestimmten Kanälen und schaltet sich gleichzeitig selbst um. Die abhängigen Verkehrszeichen werden dann gleichzeitig umgeschaltet. Jedes Verkehrszeichen hat die Möglichkeit, alle anderen abhängigen Verkehrszeichen bspw. des Verkehrsknotens umzuschalten. Das Umschalten wird, wie oben beschrieben, nach einem Optimierungsprozeß mit einer allen Funktionseinheiten gleichen Optimierungsgrundlage durchgeführt.
Die Funktionseinheitengruppen der verschiedenen Verkehrsknoten und der verschiedenen Verkehrswegeabschnitte bilden gemeinsam ein neuronales Schaltnetz. Die Funktionseinheitengruppen eines Verkehrsknotens oder eines Verkehrswegeabschnitts bilden neuronale Schalter (Neuronen), die durch die Verkehrsregel selbst vernetzt werden und durch das zusammenhängende Verkehrsaufkommen bzw. den Verkehrsstrom stimuliert werden. Es ist aus theoretischen Untersuchungen zu erwarten, daß dieses neuronale Verkehrsleitnetzsystem den gesamten Verkehrsstrom in seinem Bereich selbständig optimiert. Die Erfindung kann die Verkehrssituation bzw. den Verkehrsstrom in großen Verkehrsräumen von selbst ohne ein externes Verkehrsmanagement optimieren und große zusammenhängende Verkehrsprobleme lösen. Dies resultiert insbesondere aus der Tatsache, daß die riesigen für eine Verkehrsproblemlösung oder Verkehrsoptimierung erforderlichen Verkehrsdatenmengen vollkommen dezentral, in kleine Mengen verteilt, in allen Verkehrsknoten und Verkehrswegeabschnitten einzeln erhoben und dort direkt verarbeitet werden können und das gesamte Verkehrsleitnetzsystem als neuronales Netz eine in etwa gleiche Verarbeitungsleistung erzeugen kann, wie dies bei herkömmlichen Großcomputern üblich ist.
Die Vorteile des beschriebenen Verkehrsleitsystems ergeben sich einerseits im wirtschaftlichen und andererseits im technischen Bereich. Mit der Erfindung können Verkehrsleitsysteme mit vorzugsweise kombinierten Navigations- und Wetterwarnsystemen wesentlich kostengünstiger hinsichtlich der Grundinstallation und des Betriebs bereitgestellt werden, als es bislang möglich ist, da keine zentralen Verkehrsleiteinrichtungen mit steuernden Großcomputern und dem notwendigen Betriebspersonal erforderlich sind. Des weiteren ist kein separates Telekommunikationsnetzwerk zur Verbindung mit den Verkehrssensoren und den Verkehrszeichen in Verkehrswegen erforderlich.
Bestehende Verkehrszeichen können mit der Erfindung in Komponenten eines intelligenten Verkehrsleitsystems umgerüstet werden, wobei die erforderlichen Sensoren mit sehr konstengünstigen Empfängern ausgerüstet werden können. Die bestehenden Verkehrszeichen können damit nachgerüstet werden und müssen nicht ersetzt werden. Des weiteren können teure Kabelverbindungen in den Fahrbahnen zwischen den abhängigen Verkehrszeichen bspw. eines Verkehrsknotens vermieden werden. Insbesondere kann mit dem erfindungsgemäßen Verkehrsleitsystem ein sehr kostengünstiges Navigationssystem realisiert werden, das keine verkehrsteilnehmerseitigen Fahrwegmeßeinrichtungen, satellitenunterstützte Positionsmeßeinrichtungen, Visualisierungskomponenten, aufwendige Prozessor- und Speichereinheiten und geographisches Kartenmaterial in bspw. elektronischen Speichermedien benötigt, wodurch die damit zusammenhängenden Kosten vermieden werden können.
Im technischen Bereich ist mit dem erfindungsgemäßen Verkehrsleitsystem ein erheblich flexibleres Verkehrsleitsystem als bisher gebräuchliche Verkehrsleitsysteme entstanden. Es kann flexibel auf unterschiedliche Verkehrsbedingungen und Verkehrssituationen zu unterschiedlichen Verkehrszeiten und auf Wetterbedingungen selbsttätig und selbststeuernd reagieren. Des weiteren kann es lokal auf die Anforderungen einzelner Verkehrsteilnehmergruppen generell oder in bestimmten Situationen reagieren. Insbesondere kann es bspw. den Fußgängerverkehr - vorzugsweise über Mobiltelefone - in Städten integrieren und den Besucherverkehr zu seinen Zielen lenken. Es erhöht zudem die Sicherheit von Verkehrsteilnehmern in bestimmten Ausnahmesituationen wie bspw. bei einem Sondereinsatzverkehr oder in Schlechtwettersituationen. Derartige Bedingungen können von bisherigen Verkehrsleitsystemen nicht flexibel genug erkannt und geregelt werden. Insbesondere kann mit der Erfindung ein integriertes Wetterwarnsystem und ein integriertes Navigationssystem realisiert werden, das über Telekommunikationseinrichtungen wie bspw. Mobiltelefone eingesetzt werden kann und somit neben Straßenverkehrsteilnehmem wie Kraftfahrern auch Fußgängern zur Verfügung steht. Die Vernetzung des Systems erfolgt in besonders einfacher Weise durch den bewegten Verkehr selbst, wobei dieser sogar als Träger für weitere Verkehrsinformationen dienen kann. Dies vermeidet eine Vernetzung über Telekommunikationseinrichtungen.
In einem einfachen Fall der Einbindung der Verkehrsteilnehmer als Träger der Verkehrsinformation könnten zunächst Sensoren mit Funkempfängern und/oder Empfängern für optische Signale und/oder Empfängern für akustische Signale die durchschnittliche Geschwindigkeit und/oder das Verkehrsaufkommen und/oder die Wettersituation auf einer Fahrbahn in einer Richtung feststeilen. Sollte sich an diesem Meßpunkt eine Stausituation oder eine sonstige ungünstige Verkehrsbedingung entwickeln, könnte die Information hierüber von den Funkempfängern und/oder Empfängern für optische Signale und/oder Empfängern für akustische Signale der Sensoren durch Funksignale und/oder optische Signale und/oder akustische Signale über den Gegenverkehr in die entgegengesetzte Richtung, d.h. in die Richtung, aus der der ursprünglich betrachtete Verkehr kommt, übertragen werden. Funktionseinheiten der Verkehrsteilnehmer des Gegenverkehrs würden dabei als bewegte Relaisstationen dienen, die vorzugsweise eine nur kurze Sende- und Empfangsreichweite aufweisen, aber aufgrund ihrer Bewegung und einem ggf. wiederholten Senden der Information die Information auch über weite Übertragungsstrecken übermitteln könnten. Damit könnten Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale von bspw. Verkehrszeichen, die in einem vom betrachteten Verkehr vorher durchfahrenen Bereich vor der Stausituation oder der sonstigen ungünstigen Verkehrsbedingung angeordnet sind, die übertragenen Informationen über die Stausituation oder die ungünstige Verkehrsbedingung aufnehmen und bspw. den Geschwindigkeitsbegrenzungswert an den Verkehrszeichen - vor dem Staubereich - herabsetzen oder eine Verkehrsumleitung bewirken. Dies würde zur Auflösung des Staus bzw. zur Umgehung der ungünstigen Verkehrsbedingung beitragen und den Verkehrsstrom flüssiger gestalten. Bei diesem Beispiel könnte insbesondere die Gruppengeschwindigkeit des in einer Richtung fließenden Verkehrs bestimmt werden.
Alternativ oder zusätzlich hierzu könnten auch die Verkehrsteilnehmer des ursprünglich betrachteten Verkehrs selbst die Empfänger der durch den Gegenverkehr übertragenen Information über die Stausituation oder die ungünstige Verkehrsbedingung sein. Die Information muß den Verkehrsteilnehmern also nicht über Verkehrszeichen übermittelt werden, sondern kann direkt von einer bspw. im Kraftfahrzeug angeordneten Funktionseinheit des Verkehrsteilnehmers empfangen werden. Diese Funktionseinheit kann nun den Verkehrsteilnehmer zu einer entsprechenden Reaktion - bspw. Verringerung der Geschwindigkeit oder Fahrtrichtungswechsel - auffordern und/oder eine derartige Reaktion automatisch auslösen. Der automatische Vorgang könnte einen Eingriff in das Bremssystem, in eine Geschwindigkeitsregelanlage und/oder in die Gaspedalstellung umfassen oder innerhalb eines Leitvorgangs eines Navigationssystems berücksichtigt werden.
Herkömmliche Verkehrsleitsysteme, bspw. funkferngesteuerte Lichtsignalanlagen an Fußgängerüberwegen oder Baustellen oder funkferngesteuerte variable Verkehrszeichen wie bspw. variable Geschwindigkeitsbegrenzungszeichen sind aus der Praxis bekannt. Dabei handelt es sich jedoch um Einrichtungen, bei denen lediglich die Strecke zwischen der zentralen Verkehrsleitstelle und dem Verkehrszeichen mittels einer Funkübertragung überwunden wird. Teure Kabelverbindungen werden dadurch vermieden.
Insgesamt ist mit dem erfindungsgemäßen Verkehrsleitsystem ein alternatives, sehr wirkungsvolles und hochflexibles Verkehrsleitsystem zur Verbesserung der Verkehrssituation in Verkehrsräumen angegeben, bei dem sämtliche verkehrsrelevanten Parameter berücksichtigt sind. Dabei ist der hohe Aufwand für die Einrichtung herkömmlicher Verkehrsleitsysteme mit Verkehrsleitstellen und Telekommunikationsverbindungsnetzen vermieden.

Claims (29)

  1. Verkehrsleitsystem zur Regelung, Führung und/oder Optimierung von Verkehrsbewegungen, wobei zur Aufnahme der momentanen Verkehrssituation Sensoren vorgesehen sind und wobei die Sensoren jeweils einen Funkempfänger und/oder einen Empfänger für optische Signale und/oder einen Empfänger für akustische Signale für durch die Verkehrsteilnehmer ausgesandte Funksignale und/oder optische Signale und/oder akustische Signale aufweisen,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Verkehrsdaten zur Verkehrsleitung, die die von dem Sensor aufgenommenen, die momentane Verkehrssituation beschreibenden Signale darstellen, vollkommen dezentral durch die Sensoren, vorzugsweise die Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale, erhoben und verarbeitet werden.
  2. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren jeweils einem Verkehrszeichen, vorzugsweise einer Lichtsignalanlage zugeordnet sind.
  3. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Verkehrsteilnehmem zur Aussendung der Signale Funksender und/oder optische Signalsender und/oder akustische Signalsender zugeordnet sind.
  4. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Funksender und/oder optischen Signalsender und/oder akustischen Signalsender Kraftfahrzeugen der Verkehrsteilnehmer zugeordnet und/oder an diesen angeordnet sind.
  5. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Funksender und/oder optischen Signalsender und/oder akustischen Signalsender als Baugruppen oder als Module in Telekommunikationsgeräte, in telemetrische Geräte, in Rundfunkgeräte oder andere elektrische Geräte integriert sind.
  6. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Funksignale und/oder optischen Signale und/oder akustischen Signale periodische Sendeimpulse mit vorgebbaren Sendefrequenzen sind.
  7. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Sensoren Funksender und/oder optische Signalsender und/oder akustische Signalsender, Prozeßeinheiten mit Speichern und Schalteinrichtungen zugeordnet sind.
  8. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale zur Detektion und vorzugsweise Abspeicherung der Signalimpulsraten und deren Änderungen und/oder der Empfangsleistung und deren Änderung ausgebildet sind.
  9. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Funksender und/oder optischen Signalsender und/oder akustischen Signalsender und Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale von Verkehrszeichen, die voneinander abhängig zu schalten sind, insbesondere Verkehrszeichen eines Verkehrsknotens oder eines Abschnitts eines Verkehrswegs, zur insbesondere kabellosen Kommunikation miteinander ausgebildet sind.
  10. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale zur Detektion und vorzugsweise Abspeicherung der Dopplerverschiebung der Signalfrequenzen der sich bewegenden Verkehrsteilnehmer und damit des Bewegungszustands der Verkehrsteilnehmer ausgebildet sind.
  11. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vorgebbare Gruppen von untereinander abhängigen Verkehrszeichen, vorzugsweise Gruppen, die verschiedenen Verkehrsknoten oder Abschnitten von Verkehrswegen zuordenbar sind, durch den Verkehrsfluß auf den Verkehrswegen miteinander vemetzt sind und/oder gegenseitig beeinflußbar sind.
  12. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß den Funksendern und/oder optischen Signalsendern und/oder akustischen Signalsendern Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale, Prozeßeinheiten mit Speichern und Schalteinrichtungen zugeordnet sind.
  13. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verkehrsteilnehmern und/oder Verkehrszeichen zugeordneten Funksender und/oder optischen Signalsender und/oder akustischen Signalsender und Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale als Funkrelais und/oder optisches Signalrelais und/oder akustisches Signalrelais ausgebildet sind.
  14. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale verschiedener Gruppen von Verkehrsteilnehmern vorzugsweise situationsbedingt verschieden sind.
  15. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgebbare Schaltverhalten der Verkehrszeichen durch Funksignale und/oder optische Signale und/oder akustische Signale beeinflußbar ist.
  16. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalten der Verkehrszeichen aufgrund eines Vergleichs der aufgenommenen Verkehrsdaten und/oder aufgenommener Wetterdaten erfolgt.
  17. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale zur Detektion und vorzugsweise Abspeicherung der Felddämpfung der Funksignale und/oder optischen Signale und/oder akustischen Signale von vorzugsweise den Verkehrsteilnehmern und damit der Wettersituation, insbesondere der Schnee-, Regen- und Nebelsituation, ausgebildet sind.
  18. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltverhalten durch einen Optimierungsprozeß beeinflußt wird.
  19. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Optimierungsprozeß ein Variationsverfahren der den Schaltprozeß beinflussenden Parameter ist.
  20. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eines Verkehrszeichens, das von einem anderen Verkehrszeichen abhängig ist, durch das andere Verkehrszeichen bewirkbar ist.
  21. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß es als neuronales Verkehrsleitnetzsystem aufgebaut ist.
  22. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich als Navigationssystem für Verkehrsteilnehmer aufgebaut ist.
  23. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Funksender und/oder optischen Signalsender und/oder akustischen Signalsender und Funkempfänger und/oder Empfänger für optische Signale und/oder Empfänger für akustische Signale von Verkehrszeichen zur Kommunikation mit Funksendern und/oder optischen Signalsendem und/oder akustischen Signalsendern und Funkempfängem und/oder Empfängern für optische Signale und/oder Empfängern für akustische Signale von Verkehrsteilnehmern und umgekehrt ausgebildet sind.
  24. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine programmierbare Information über geographische und/oder topologische Eigenschaften der Verkehrswege, insbesondere eine Information über Verkehrsziele der Verkehrsteilnehmer, in einem Speicher ablegbar ist.
  25. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher mindestens einem Verkehrszeichen zugeordnet ist.
  26. Verkehrsleitsystem nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Information über Verkehrsziele in Gruppen gespeichert ist, die den Verkehrszielrichtungen der Verkehrsteilnehmer zugeordnet sind.
  27. Verkehrsleitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich als Wetterinformationssystem aufgebaut ist.
  28. Elektronisches Gerät eines Verkehrsleitsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 27, gekennzeichnet durch einen Funkempfänger und/oder einen Empfänger für optische Signale und/oder einen Empfänger für akustische Signale für durch die Verkehrsteilnehmer ausgesandte Funksignale und/oder optische Signale und/oder akustische Signale.
  29. Elektronisches Gerät eines Verkehrsleitsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 27, gekennzeichnet durch einen verkehrsteilnehmerseitigen Funksender und/oder optischen Signalsender und/oder akustischen Signalsender zur Aussendung von Funksignalen und/oder optischen Signalen und/oder akustischen Signalen.
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