EP3866135B1 - Method for controlling a light signal system - Google Patents

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EP3866135B1
EP3866135B1 EP21151471.6A EP21151471A EP3866135B1 EP 3866135 B1 EP3866135 B1 EP 3866135B1 EP 21151471 A EP21151471 A EP 21151471A EP 3866135 B1 EP3866135 B1 EP 3866135B1
Authority
EP
European Patent Office
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traffic condition
traffic
control signals
threshold value
signal system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP21151471.6A
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP3866135C0 (en
EP3866135A1 (en
Inventor
David Borst
Florian Fanderl
Markus Mauder
Evren Pamir
Konrad Vowinckel
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Yunex GmbH
Original Assignee
Yunex GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yunex GmbH filed Critical Yunex GmbH
Publication of EP3866135A1 publication Critical patent/EP3866135A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3866135B1 publication Critical patent/EP3866135B1/en
Publication of EP3866135C0 publication Critical patent/EP3866135C0/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0108—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions based on the source of data
    • G08G1/0116—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions based on the source of data from roadside infrastructure, e.g. beacons
    • G—PHYSICS
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0125—Traffic data processing
    • G08G1/0129—Traffic data processing for creating historical data or processing based on historical data
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0137—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions for specific applications
    • G08G1/0145—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions for specific applications for active traffic flow control
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a traffic signal system.
  • the invention relates to a device, a computer program and a machine-readable storage medium.
  • EP 3 425 608 A1 discloses a method for controlling a traffic signal system.
  • EP 1 628 274 A1 discloses a method for determining traffic information and controlling traffic.
  • Traffic signal systems are usually operated or controlled based on a signal schedule.
  • a signal schedule is fixed and not changed while the traffic signal system is in operation.
  • the signal schedule is changed during ongoing operation. This, for example, based on a traffic condition in an area around the traffic signal system.
  • machine learning algorithms can be used to change a signal schedule based on traffic conditions in the area around the traffic signal system.
  • Such algorithms are usually trained using training data.
  • different traffic conditions in the area around the traffic signal system can be simulated. These simulated traffic conditions can be used as training data for machine learning.
  • the object on which the invention is based is to provide a concept for efficiently controlling a traffic signal system, which makes it possible to efficiently determine training data for machine learning with regard to predicting the behavior of the traffic signal system.
  • a method for controlling a traffic signal system is provided, which is specified in claim 1.
  • a device which is set up to carry out all steps of the method according to the first aspect.
  • a computer program which comprises instructions which, when the computer program is executed by a computer, for example by the device according to the second aspect, cause the computer to carry out a method according to the first aspect.
  • a machine-readable storage medium is provided on which the computer program according to the third aspect is stored.
  • the invention is based on and includes the knowledge that the above object can be achieved by changing or replacing a current signal schedule during ongoing operation of the traffic signal system. This brings about the particular technical advantage that the traffic signal system can or will be controlled based on the changed signal schedule or based on the replaced signal schedule.
  • This recorded traffic condition can advantageously be used as training data for machine learning be, for example, to predict or predict the behavior of the traffic signal system, for example to predict a signal time of the traffic signal system.
  • the current traffic condition is compared with a historical traffic condition in order to determine a deviation of the current traffic condition from the historical traffic condition.
  • the control signals are generated based on the determined deviation.
  • the determined deviation is too large, it can be assumed that there is a problem in the area around the traffic signal system, for example an accident or a traffic jam. In such a situation, the already critical traffic condition should not be potentially negatively influenced by experiments regarding changed or replaced signal schedules.
  • taking the historical traffic condition into account also has the advantage of finding particularly suitable ones To recognize traffic conditions with regard to changing or replacing the current signal schedule in order to obtain or determine training data for different real traffic conditions.
  • the particular technical advantage is that a concept for efficiently controlling a traffic signal system is provided, which makes it possible to efficiently determine training data for machine learning, for example in order to determine behavior during ongoing operation of the traffic signal system based on a correspondingly trained algorithm of traffic responsive to a change or replacement of the signal schedule.
  • signal schedule can also be used for the term “signal schedule”.
  • deviation threshold signals are received, which represent a deviation threshold, the determined deviation being compared with the deviation threshold, the control signals being generated depending on the comparison of the determined deviation with the deviation threshold.
  • control signals are not generated if the determined deviation is greater than or equal to the deviation threshold value.
  • the deviation determined is a percentage.
  • the deviation threshold is a percentage.
  • the percentage can, for example, refer to the historical traffic condition.
  • control signals are only generated if the determined deviation is less than or equal to the deviation threshold value.
  • the deviation can be zero, for example.
  • control signals are such that the changed signal schedule or the replaced signal schedule can cause a deterioration or an improvement in a current traffic flow through the traffic signal system.
  • traffic condition threshold signals are received which represent at least one traffic condition threshold, the control signals being generated based on the at least one traffic condition threshold.
  • the at least one traffic condition threshold is an element from the following group of traffic condition thresholds: a minimum and/or maximum number of vehicles per green second and/or a minimum and/or maximum number of vehicles per rotation time unit and/or a minimum and/or maximum detector occupancy per rotation time unit.
  • the current traffic condition is compared with the at least one traffic condition threshold, the control signals being generated based on the comparison of the current traffic condition with the at least one traffic condition threshold.
  • control signals are such that the changed signal time plan or the replaced signal time plan correspond to a signal time base plan.
  • control signals before the control signals are output, it is checked whether changing or replacing the signal schedule would cause the current traffic condition to exceed the traffic condition threshold, the control signals being output depending on a result of the testing.
  • control signals will not be output.
  • control signals are only output if the result of the check indicates that the current traffic condition remains within the predetermined threshold values.
  • the current and the historical traffic status each include a number of vehicles per green second and/or number of vehicles per rotation time unit and/or a detector occupancy per rotation time unit.
  • the orbital period unit is an orbital second or a value which is smaller or greater than one orbital second.
  • a detector occupancy represents a number of vehicles that are detected by a detector in the vicinity of the traffic signal system.
  • a detector includes, for example, a video camera and/or an induction coil, which is embedded or arranged, for example, within a roadway.
  • a detector includes, for example, an environment sensor or several environment sensors.
  • An environment sensor is, for example, one of the following environment sensors: radar sensor, ultrasonic sensor, magnetic field sensor, lidar sensor, magnetic field sensor, infrared sensor, video sensor, in particular video sensor of a video camera.
  • training data signals are generated and output, which represent training data for machine learning, the training data comprising one or more of the following data: traffic status in the area around the traffic signal system, while the traffic signal system is operating based on the changed signal schedule or is operated on the replaced signal schedule, at least one parameter of the changed signal schedule or the replaced signal schedule, the currently applied change to the signal schedule, the resulting signal schedule, Detection times of vehicles, vehicle numbers derived therefrom, static information about the traffic signal system, in particular topology of a junction, in particular intersection, whose traffic the traffic signal system regulates, and / or static information about a system assigned to the traffic signal system, occupancy data, the occupancy data in particular one or more elements the following group of occupancy data include: position of a detection of a vehicle, trajectory of the detected vehicle, occupancy values of a detector per rotation time unit, number of vehicles per detector per rotation time unit, rotation time.
  • the above exemplary data for training data relates to the traffic signal system.
  • one or more corresponding analog data related to a direct or indirect neighboring light signal system of the light signals are included.
  • a traffic condition in the sense of the description includes, for example, a lane-specific or lane-dependent traffic condition.
  • the traffic condition or the traffic condition threshold is or are defined in relation to a lane.
  • the historical traffic condition includes an averaged historical traffic condition.
  • the method includes controlling the traffic signal system based on the output control signals.
  • the method according to the first aspect is a computer-implemented method.
  • the environment of the traffic signal system refers in particular to an area around the traffic signal system up to a maximum distance of, for example, 1 km, in particular 500 m, in particular 200 m, in particular 100 m, in particular 50 m, in particular 20 m.
  • the method according to the first aspect is carried out or carried out by means of the device according to the second aspect.
  • Machine learning includes in particular a neural network and/or reinforcement learning.
  • changing the current signal schedule includes changing at least one parameter of the current signal schedule.
  • the at least one parameter of the signal plan is an element selected from the following group of parameters: start time of a signal state, duration of a signal state, start point, switch-on time, rotation time.
  • FIG 2 shows a device 201.
  • the device 201 is set up to carry out all steps of the method according to the first aspect.
  • the device 201 includes an input 203, which is set up to receive the first traffic status data.
  • the input 203 is further set up to receive the second traffic status data.
  • the device 201 includes a processor 205, which is set up to determine a deviation of the current traffic condition from the historical traffic condition.
  • the processor 205 is further set up to generate control signals for controlling the traffic signal system based on the determined deviation in such a way that when controlling the traffic signal system based on the Control signals, a current signal schedule is changed or replaced.
  • the device 201 includes an output 207, which is set up to output the generated control signals.
  • the device 201 comprises several processors instead of the one processor 205.
  • FIG 3 shows a machine-readable storage medium 301.
  • a computer program 303 is stored on the machine-readable storage medium 301.
  • the computer program 303 includes commands that occur when the computer program 303 is executed by a computer, for example by the device 201 according to FIG 2 , cause this to carry out a method according to the first aspect.
  • changing the current signal schedule includes changing at least one parameter of the current signal schedule.
  • the concept described here is based, among other things, on researching traffic system behavior in real time by changing or replacing a current signal schedule of a traffic signal system. This brings about the particular technical advantage that the resulting traffic conditions can be examined or recorded for different signal schedules.
  • traffic detectors also simply referred to as detectors
  • Such traffic detectors include, for example, video cameras and/or induction loops that are embedded or embedded in a roadway.
  • the current traffic status can include, for example, a number of vehicles per green second and/or number of vehicles per rotation time unit and/or a detector occupancy per rotation time unit.
  • the current traffic condition is compared in particular with a historical traffic condition in the area around the traffic signal system.
  • the historical traffic condition may include, for example, a number of vehicles per green second and/or number of vehicles per rotation time unit and/or a detector occupancy per rotation time unit.
  • the historical traffic condition is or the historical traffic condition includes an averaged historical traffic condition.
  • the historical traffic condition includes an average number of vehicles per green second and/or an average number of vehicles per rotation time unit and/or an average detector occupancy per rotation time unit.
  • a current date is assigned to the current traffic status.
  • the historical traffic condition is assigned a historical date corresponding to the current date.
  • a date includes in particular the specification of a day of the week and/or the specification of a time and/or the specification of a year.
  • a deviation of the current traffic condition from the historical traffic condition is determined. For example, a deviation of the current number of vehicles per green second and/or number of vehicles per rotation time unit and/or a detector occupancy per rotation time unit with a historical number of vehicles per green second and/or number of vehicles per rotation time unit and/or a detector occupancy per rotation time unit , in particular an averaged historical number of vehicles per green second and/or an averaged historical number of vehicles per rotation time unit and/or an average historical detector occupancy per rotation time unit.
  • a decision is made in particular as to whether the current signal schedule of the traffic signal system should be changed or replaced.
  • the deviation can be a percentage, for example.
  • a deviation threshold value is specified, with the control signals being generated depending on a comparison of the determined deviation with the deviation threshold value.
  • the determined deviation is less than or less than or equal to the predetermined deviation threshold value, provision is made in particular to change or replace the current signal schedule.
  • the current signal schedule has not been changed or replaced.
  • the background to such a procedure is in particular that if a deviation is greater than or equal to the predetermined deviation threshold value, it can be assumed that there is an atypical traffic situation, i.e. an atypical traffic condition, in the area around the traffic signal system.
  • an atypical traffic condition can occur, for example, due to an accident or a traffic jam.
  • the key figures of the traffic i.e. the traffic condition, at the intersection, in particular at the intersection, are compared with predetermined traffic condition threshold values.
  • the limits which may not be exceeded by changing or maintaining a signal plan are defined in particular by, for example, a minimum and/or maximum number of vehicles per green second and/or a minimum and/or maximum Number of vehicles per rotation time unit and/or a minimum and/or maximum detector occupancy per rotation time unit.
  • the control signals are generated in particular depending on a result of this comparison.
  • the concept described here offers a variety of advantages in controlling the traffic signal system and its impact on traffic conditions, primarily by improving efficiency, reducing costs and expanding the possibilities of the traffic signal system to control or operate based on a variety of changed or replaced signal schedules.
  • the limiting factor of well-known concepts is the amount of time an engineer needs to simulate a traffic system or to monitor the state of the traffic system in order to avoid negative influences on the traffic system. Neglecting negative influences on the traffic system would limit the collection of training data to traffic situations in which only limited negative effects on traffic would be expected. This takes into account the obligation of local governments to optimally manage their networks. Therefore, it is expected that severe negative traffic impacts will not be accepted by the customer, limiting real-world exploration to scenarios with low traffic volumes and low potential for negative impacts. However, this also dramatically limits the ability to accumulate training data sets. This disadvantage is overcome by the concept described here.
  • an AI artificial intelligence
  • the proposed solution represents a compromise between the need for large, diverse training data sets and the expected negative impact on the traffic situation by automatically monitoring the traffic system and generating the control signals based on the comparison of the historical with the current traffic status.
  • the current traffic volume as well as the historical traffic volume is advantageously taken into account, in particular in relation to different lanes of a junction, in particular a road intersection, so that the change or replacement of the current signal schedule is automatically reduced or deactivated when the current control of the Traffic signal system based on the current signal schedule could have a significant negative impact on the traffic system.
  • the concept advantageously enables a machine learning algorithm to optimize the traffic system, for example.
  • the concept also allows the application of machine learning algorithms to be transferred to a variety of road intersections.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Lichtsignalanlage. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.The invention relates to a method for controlling a traffic signal system. The invention relates to a device, a computer program and a machine-readable storage medium.

Die Offenlegungsschrift EP 3 425 608 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern einer Lichtsignalanlage.The disclosure document EP 3 425 608 A1 discloses a method for controlling a traffic signal system.

Die Offenlegungsschrift EP 1 628 274 A1 offenbart ein Verfahren zum Ermitteln von Verkehrsinformationen und zum Steuern eines Verkehrs.The disclosure document EP 1 628 274 A1 discloses a method for determining traffic information and controlling traffic.

Lichtsignalanlagen werden üblicherweise basierend auf einem Signalzeitenplan betrieben respektive gesteuert.Traffic signal systems are usually operated or controlled based on a signal schedule.

Hierbei kann vorgesehen sein, dass ein Signalzeitenplan fest und nicht verändert wird, während die Lichtsignalanlage betrieben wird.It can be provided that a signal schedule is fixed and not changed while the traffic signal system is in operation.

Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Signalzeitenplan im laufenden Betrieb geändert wird. Dies zum Beispiel basierend auf einem Verkehrszustand in einer Umgebung der Lichtsignalanlage.However, it can also be provided that the signal schedule is changed during ongoing operation. This, for example, based on a traffic condition in an area around the traffic signal system.

Zum Ändern eines Signalzeitenplanes basierend auf einem Verkehrszustand in der Umgebung der Lichtsignalanlage können zum Beispiel Algorithmen aus dem maschinellen Lernen verwendet werden.For example, machine learning algorithms can be used to change a signal schedule based on traffic conditions in the area around the traffic signal system.

Solche Algorithmen werden üblicherweise unter Verwendung von Trainingsdaten trainiert.Such algorithms are usually trained using training data.

Hier besteht ein Bedarf, solche Trainingsdaten effizient zu ermitteln.There is a need to efficiently determine such training data.

Zum Beispiel können unterschiedliche Verkehrszustände in der Umgebung der Lichtsignalanlage simuliert werden. Diese simulierten Verkehrszuständen können als Trainingsdaten für das maschinelle Lernen verwendet werden.For example, different traffic conditions in the area around the traffic signal system can be simulated. These simulated traffic conditions can be used as training data for machine learning.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein Konzept zum effizienten Steuern einer Lichtsignalanlage bereitzustellen, welches es ermöglicht, Trainingsdaten für ein maschinelles Lernen hinsichtlich einer Prädiktion eines Verhaltens der Lichtsignalanlage effizient zu ermitteln.The object on which the invention is based is to provide a concept for efficiently controlling a traffic signal system, which makes it possible to efficiently determine training data for machine learning with regard to predicting the behavior of the traffic signal system.

Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.This task is solved by means of the respective subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent subclaims.

Nach einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern einer Lichtsignalanlage bereitgestellt, welches im Anspruch 1 angegeben ist.According to a first aspect, a method for controlling a traffic signal system is provided, which is specified in claim 1.

Nach einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt auszuführen.According to a second aspect, a device is provided which is set up to carry out all steps of the method according to the first aspect.

Nach einem dritten Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Befehle umfasst, die bei Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer, beispielsweise durch die Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt, diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.According to a third aspect, a computer program is provided which comprises instructions which, when the computer program is executed by a computer, for example by the device according to the second aspect, cause the computer to carry out a method according to the first aspect.

Nach einem vierten Aspekt wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das Computerprogramm nach dem dritten Aspekt gespeichert ist.According to a fourth aspect, a machine-readable storage medium is provided on which the computer program according to the third aspect is stored.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis und schließt diese mit ein, dass die obige Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass im laufenden Betrieb der Lichtsignalanlage ein aktueller Signalzeitenplan geändert oder ersetzt wird. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass die Lichtsignalanlage basierend auf dem geänderten Signalzeitenplan oder basierend auf dem ersetzten Signalzeitenplan gesteuert werden kann respektive wird.The invention is based on and includes the knowledge that the above object can be achieved by changing or replacing a current signal schedule during ongoing operation of the traffic signal system. This brings about the particular technical advantage that the traffic signal system can or will be controlled based on the changed signal schedule or based on the replaced signal schedule.

Dadurch kann in vorteilhafter Weise Einfluss auf den aktuellen Verkehrszustand in der Umgebung der Lichtsignalanlage genommen werden.This makes it possible to advantageously influence the current traffic condition in the area around the traffic signal system.

Das heißt also, dass dann ein Verkehrszustand erfasst respektive gemessen werden kann, wie er während eines Betriebs der Lichtsignalanlage basierend auf dem geänderten Signalzeitenplan oder dem ersetzten Signalzeitenplan sich ergibt.This means that a traffic condition can then be recorded or measured as it arises during operation of the traffic signal system based on the changed signal schedule or the replaced signal schedule.

Dieser erfasste Verkehrszustand kann in vorteilhafter Weise als Trainingsdaten für ein maschinelles Lernen verwendet werden, um zum Beispiel ein Verhalten der Lichtsignalanlage vorherzusagen respektive zu prädizieren, beispielsweise eine Signalzeit der Lichtsignalanlage vorherzusagen.This recorded traffic condition can advantageously be used as training data for machine learning be, for example, to predict or predict the behavior of the traffic signal system, for example to predict a signal time of the traffic signal system.

Es stehen somit reale Messdaten für ein solches Training zur Verfügung.This means that real measurement data is available for such training.

Dies weist gegenüber einer Simulation von verschiedenen Verkehrszuständen in der Umgebung der Lichtsignalanlage den Vorteil auf, dass die Realität effizient abgebildet werden kann und keine Näherungen wie bei einer Simulation erfolgen müssen. Entsprechend kann ein Algorithmus eines maschinellen Lernens effizient trainiert werden.Compared to a simulation of different traffic conditions in the area around the traffic signal system, this has the advantage that reality can be represented efficiently and no approximations have to be made as in a simulation. Accordingly, a machine learning algorithm can be trained efficiently.

Weiter ist gemäß dem hier beschriebenen Konzept vorgesehen, dass der aktuelle Verkehrszustand mit einem historischen Verkehrszustand verglichen wird, um eine Abweichung des aktuellen Verkehrszustands von dem historischen Verkehrszustand zu ermitteln. Die Steuersignale werden basierend auf der ermittelten Abweichung erzeugt.Furthermore, according to the concept described here, it is provided that the current traffic condition is compared with a historical traffic condition in order to determine a deviation of the current traffic condition from the historical traffic condition. The control signals are generated based on the determined deviation.

Dies weist zum Beispiel den technischen Vorteil auf, dass dadurch in effizienter Weise Verkehrszustände erkannt werden können, die sich wenig bis gar nicht für ein Ermitteln von Trainingsdaten unter Änderung des aktuellen Signalzeitenplans oder unter Ersetzung des aktuellen Signalzeitenplans eignen.This has, for example, the technical advantage that traffic conditions can be recognized in an efficient manner that are little or not at all suitable for determining training data by changing the current signal schedule or by replacing the current signal schedule.

Sofern zum Beispiel die ermittelte Abweichung zu groß ist, kann davon ausgegangen werden, dass in der Umgebung der Lichtsignalanlage ein Problem vorliegt, zum Beispiel ein Unfall oder ein Stau. In einer solchen Situation sollte nicht noch der ohnehin kritische Verkehrszustand noch durch Experimente hinsichtlich geänderter respektive ersetzter Signalzeitenpläne potentiell negativ beeinflusst werden.If, for example, the determined deviation is too large, it can be assumed that there is a problem in the area around the traffic signal system, for example an accident or a traffic jam. In such a situation, the already critical traffic condition should not be potentially negatively influenced by experiments regarding changed or replaced signal schedules.

Weiter weist das Berücksichtigen des historischen Verkehrszustands auch den Vorteil auf, um besonders geeignete Verkehrszustände zu erkennen hinsichtlich eines Änderns respektive Ersetzens des aktuellen Signalzeitenplans, um Trainingsdaten für unterschiedliche reale Verkehrszustände zu gewinnen respektive zu ermitteln.Furthermore, taking the historical traffic condition into account also has the advantage of finding particularly suitable ones To recognize traffic conditions with regard to changing or replacing the current signal schedule in order to obtain or determine training data for different real traffic conditions.

Nach allem wird somit insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein Konzept zum effizienten Steuern einer Lichtsignalanlage bereitgestellt ist, welches es ermöglicht, Trainingsdaten für ein maschinelles Lernen effizient zu ermitteln, um zum Beispiel basierend auf einem entsprechend trainierten Algorithmus im laufenden Betrieb der Lichtsignalanlage ein Verhalten eines Verkehrs ansprechend auf eine Änderung bzw. ein Ersetzen des Signalzeitenplans zu prädizieren bzw. vorherzusagen.After all, the particular technical advantage is that a concept for efficiently controlling a traffic signal system is provided, which makes it possible to efficiently determine training data for machine learning, for example in order to determine behavior during ongoing operation of the traffic signal system based on a correspondingly trained algorithm of traffic responsive to a change or replacement of the signal schedule.

Für den Begriff "Signalzeitenplan" kann auch der Begriff "Signalplan" verwendet werden.The term “signal schedule” can also be used for the term “signal schedule”.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Abweichungsschwellwertsignale empfangen werden, welchen einen Abweichungsschwellwert repräsentieren, wobei die ermittelte Abweichung mit dem Abweichungsschwellwert verglichen wird, wobei die Steuersignale abhängig von dem Vergleich der ermittelten Abweichung mit dem Abweichungsschwellwert erzeugt werden.According to one embodiment, it is provided that deviation threshold signals are received, which represent a deviation threshold, the determined deviation being compared with the deviation threshold, the control signals being generated depending on the comparison of the determined deviation with the deviation threshold.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Steuersignale effizient erzeugt werden können.This brings about the technical advantage, for example, that the control signals can be generated efficiently.

Zum Beispiel ist vorgesehen, dass von einem Erzeugen der Steuersignale abgesehen wird, wenn die ermittelte Abweichung größer oder größer gleich dem Abweichungsschwellwert ist.For example, it is provided that the control signals are not generated if the determined deviation is greater than or equal to the deviation threshold value.

Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die ermittelte Abweichung eine Prozentangabe ist.According to one embodiment it is provided that the deviation determined is a percentage.

Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abweichungsschwellwert eine Prozentangabe ist.According to one embodiment it is provided that the deviation threshold is a percentage.

Die Prozentangabe kann sich zum Beispiel auf den historischen Verkehrszustand beziehen.The percentage can, for example, refer to the historical traffic condition.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuersignale nur dann erzeugt werden, wenn die ermittelte Abweichung kleiner oder kleiner gleich dem Abweichungsschwellwert ist.According to one embodiment, it is provided that the control signals are only generated if the determined deviation is less than or equal to the deviation threshold value.

Die Abweichung kann zum Beispiel null betragen.The deviation can be zero, for example.

Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuersignale derart sind, dass der geänderte Signalzeitenplan oder der ersetzte Signalzeitenplan eine Verschlechterung oder eine Verbesserung eines aktuellen Verkehrsflusses durch die Lichtsignalanlage bewirken kann. Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass unterschiedliche Verkehrsflüsse erzeugt werden können, sodass für verschiedene respektive unterschiedliche Verkehrsflüsse effizient Trainingsdaten ermittelt werden können.According to one embodiment, it is provided that the control signals are such that the changed signal schedule or the replaced signal schedule can cause a deterioration or an improvement in a current traffic flow through the traffic signal system. This brings about the technical advantage, for example, that different traffic flows can be generated, so that training data can be efficiently determined for different or different traffic flows.

Es ist vorgesehen, dass Verkehrszustandsschwellwertsignale empfangen werden, welche zumindest einen Verkehrszustandsschwellwert repräsentieren, wobei die Steuersignale basierend auf dem zumindest einen Verkehrszustandsschwellwert erzeugt werden.It is provided that traffic condition threshold signals are received which represent at least one traffic condition threshold, the control signals being generated based on the at least one traffic condition threshold.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Steuersignale effizient erzeugt werden können.This brings about the technical advantage, for example, that the control signals can be generated efficiently.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zumindest eine Verkehrszustandsschwellwert jeweils ein Element aus der folgenden Gruppe von Verkehrszustandsschwellwerten ist: eine minimale und/oder maximale Anzahl an Fahrzeugen pro Grünsekunde und/oder eine minimale und/oder maximale Anzahl an Fahrzeugen pro Umlaufzeiteinheit und/oder eine minimale und/oder maximale Detektorbelegung pro Umlaufzeiteinheit.In one embodiment it is provided that the at least one traffic condition threshold is an element from the following group of traffic condition thresholds: a minimum and/or maximum number of vehicles per green second and/or a minimum and/or maximum number of vehicles per rotation time unit and/or a minimum and/or maximum detector occupancy per rotation time unit.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass besonders geeignete Verkehrszustandsschwellwerte verwendet werden.This brings about the technical advantage, for example, that particularly suitable traffic condition threshold values are used.

Die Formulierung "zumindest ein(e)" steht für "ein(e) oder mehrere".The phrase “at least one” stands for “one or more”.

Es ist vorgesehen, dass der aktuelle Verkehrszustand mit dem zumindest einen Verkehrszustandsschwellwert verglichen wird, wobei die Steuersignale basierend auf dem Vergleich des aktuellen Verkehrszustands mit dem zumindest einen Verkehrszustandsschwellwert erzeugt werden.It is provided that the current traffic condition is compared with the at least one traffic condition threshold, the control signals being generated based on the comparison of the current traffic condition with the at least one traffic condition threshold.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Steuersignale effizient erzeugt werden können.This brings about the technical advantage, for example, that the control signals can be generated efficiently.

Es ist vorgesehen, dass, wenn der aktuelle Verkehrszustand den zumindest einen Verkehrszustandsschwellwert überschreitet, die Steuersignale derart sind, dass der geänderte Signalzeitenplan oder der ersetzte Signalzeitenplan einem Signalzeitenbasisplan entsprechen.It is provided that if the current traffic condition exceeds the at least one traffic condition threshold, the control signals are such that the changed signal time plan or the replaced signal time plan correspond to a signal time base plan.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Steuersignale effizient erzeugt werden können. Weiter wird dadurch insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass, wenn der aktuelle Verkehrszustand außerhalb vorgegebener Schwellwerte (Verkehrszustandsschwellwerte) ist, auf einen Signalzeitenbasisplan zurückgegangen wird, um zu bewirken, dass der aktuelle Verkehrszustand wieder innerhalb der vorgegebenen Schwellwerte gelangt.This brings about the technical advantage, for example, that the control signals can be generated efficiently. Furthermore, this brings about the particular technical advantage that, if the current traffic condition is outside predetermined threshold values (traffic condition threshold values), a signal time base plan is reverted to in order to cause the current traffic condition to return within the specified threshold values.

Es ist vorgesehen, dass vor dem Ausgeben der Steuersignale geprüft wird, ob durch ein Ändern oder Ersetzen des Signalzeitenplans der aktuelle Verkehrszustand den Verkehrszustandsschwellwert überschreiten würde, wobei die Steuersignale abhängig von einem Ergebnis des Prüfens ausgegeben werden.It is envisaged that before the control signals are output, it is checked whether changing or replacing the signal schedule would cause the current traffic condition to exceed the traffic condition threshold, the control signals being output depending on a result of the testing.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass effizient sichergestellt werden kann, dass der aktuelle Verkehrszustand durch eine Änderung oder durch ein Ersetzen des aktuellen Signalplans nicht außerhalb vorgegebener Schwellwerte kommt.This brings about the technical advantage, for example, that it can be efficiently ensured that the current traffic status does not fall outside predetermined threshold values due to a change or replacement of the current signal plan.

Sofern zum Beispiel ein Betreiben bzw. Steuern der Lichtsignalanlage basierend auf dem geänderten Signalzeitenplan oder dem ersetzten Signalzeitenplan dazu führen würde, dass der aktuelle Verkehrszustand nicht mehr innerhalb der vorgegebenen Schwellwerte bleibt, wird von einem Ausgeben der Steuersignale abgesehen.If, for example, operating or controlling the traffic signal system based on the changed signal schedule or the replaced signal schedule would result in the current traffic condition no longer remaining within the specified threshold values, the control signals will not be output.

Das heißt also zum Beispiel, dass nach einer Ausführungsform vorgesehen ist, dass die Steuersignale nur dann ausgegeben werden, wenn das Ergebnis des Prüfens angibt, dass der aktuelle Verkehrszustand innerhalb der vorgegebenen Schwellwerte bleibt.This means, for example, that according to one embodiment it is provided that the control signals are only output if the result of the check indicates that the current traffic condition remains within the predetermined threshold values.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der aktuelle und der historische Verkehrszustand jeweils eine Anzahl an Fahrzeugen pro Grünsekunde und/oder Anzahl an Fahrzeugen pro Umlaufzeiteinheit und/oder eine Detektorbelegung pro Umlaufzeiteinheit umfassen.In one embodiment it is provided that the current and the historical traffic status each include a number of vehicles per green second and/or number of vehicles per rotation time unit and/or a detector occupancy per rotation time unit.

Die Umlaufzeiteinheit ist nach einer Ausführungsform eine Umlaufsekunde oder ein Wert, welcher kleiner oder größer als eine Umlaufsekunde ist.According to one embodiment, the orbital period unit is an orbital second or a value which is smaller or greater than one orbital second.

Eine Detektorbelegung repräsentiert eine Anzahl an Fahrzeugen, welche mittels eines Detektors in der Umgebung der Lichtsignalanlage detektiert werden.A detector occupancy represents a number of vehicles that are detected by a detector in the vicinity of the traffic signal system.

Ein Detektor umfasst zum Beispiel eine Videokamera und/oder eine Induktionsspule, welche zum Beispiel innerhalb einer Fahrbahn eingebettet bzw. angeordnet ist. Ein Detektor umfasst zum Beispiel einen Umfeldsensor oder mehrere Umfeldsensoren. Ein Umfeldsensor ist zum Beispiel einer der folgenden Umfeldsensoren: Radarsensor, Ultraschallsensor, Magnetfeldsensor, Lidarsensor, Magnetfeldsensor, Infrarotsensor, Videosensor, insbesondere Videosensor einer Videokamera.A detector includes, for example, a video camera and/or an induction coil, which is embedded or arranged, for example, within a roadway. A detector includes, for example, an environment sensor or several environment sensors. An environment sensor is, for example, one of the following environment sensors: radar sensor, ultrasonic sensor, magnetic field sensor, lidar sensor, magnetic field sensor, infrared sensor, video sensor, in particular video sensor of a video camera.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass auch stark abweichende Verkehrsstärken bezüglich einer einzelnen oder weniger gegebener Sekunde auch als ein Abweichung erkannt werden.In particular, it is provided that even significantly different traffic volumes with respect to a single or less given second are also recognized as a deviation.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass der aktuelle respektive historische Verkehrszustand effizient beschrieben oder charakterisiert werden kann.This brings about the technical advantage, for example, that the current or historical traffic condition can be described or characterized efficiently.

Gemäß einer Ausführungsform der unabhängigen Ansprüche ist vorgesehen, dass Trainingsdatensignale erzeugt und ausgegeben werden, welche Trainingsdaten für ein maschinelles Lernen repräsentieren, wobei die Trainingsdaten ein oder mehrere der folgenden Daten umfassen: Verkehrszustand in der Umgebung der Lichtsignalanlage, während die Lichtsignalanlage basierend auf dem geänderten Signalzeitenplan oder auf dem ersetzten Signalzeitenplan betrieben wird, zumindest ein Parameter des geänderten Signalzeitenplans oder des ersetzten Signalzeitenplans, die aktuell angewandte Änderung des Signalzeitenplans, der daraus resultierte Signalzeitenplan, Detektionszeitpunkte von Fahrzeugen, daraus abgeleitete Fahrzeugzahlen, statische Informationen über die Lichtsignalanlage, insbesondere Topologie eines Knotenpunkts, insbesondere Kreuzung, deren Verkehr die Lichtsignalanlage regelt, und/oder statische Informationen über eine der Lichtsignalanlage zugeordneten Anlage, Belegungsdaten, wobei die Belegungsdaten insbesondere ein oder mehrere Elemente der folgenden Gruppe von Belegungsdaten umfassen: Position einer Detektion eines Fahrzeugs, Trajektorie des detektierten Fahrzeugs, Belegungswerte eines Detektors pro Umlaufzeiteinheit, Anzahl an Fahrzeugen pro Detektor pro Umlaufzeiteinheit, Umlaufdauer.According to one embodiment of the independent claims, it is provided that training data signals are generated and output, which represent training data for machine learning, the training data comprising one or more of the following data: traffic status in the area around the traffic signal system, while the traffic signal system is operating based on the changed signal schedule or is operated on the replaced signal schedule, at least one parameter of the changed signal schedule or the replaced signal schedule, the currently applied change to the signal schedule, the resulting signal schedule, Detection times of vehicles, vehicle numbers derived therefrom, static information about the traffic signal system, in particular topology of a junction, in particular intersection, whose traffic the traffic signal system regulates, and / or static information about a system assigned to the traffic signal system, occupancy data, the occupancy data in particular one or more elements the following group of occupancy data include: position of a detection of a vehicle, trajectory of the detected vehicle, occupancy values of a detector per rotation time unit, number of vehicles per detector per rotation time unit, rotation time.

Die vorstehenden beispielhaften Daten für Trainingsdaten beziehen sich auf die Lichtsignalanlage.The above exemplary data for training data relates to the traffic signal system.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zusätzlich oder anstelle die Trainingsdaten analog ein oder mehrere entsprechende Daten bezogen auf eine unmittelbare oder mittelbare Nachbarlichtsignalanlage der Lichtsignale umfassen.In one embodiment, it is provided that in addition to or instead of the training data, one or more corresponding analog data related to a direct or indirect neighboring light signal system of the light signals are included.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass Trainingsdaten effizient ermittelt werden können, um einen Algorithmus hinsichtlich eines maschinellen Lernens effizient zu trainieren.This brings about the technical advantage, for example, that training data can be efficiently determined in order to efficiently train an algorithm with regard to machine learning.

Ein Verkehrszustand im Sinne der Beschreibung umfasst zum Beispiel einen fahrstreifenspezifischen respektive fahrstreifenabhängigen Verkehrszustand.A traffic condition in the sense of the description includes, for example, a lane-specific or lane-dependent traffic condition.

Das heißt also zum Beispiel, dass für jeden Fahrstreifen jeweils eine Anzahl von Fahrzeugen pro Grünsekunde und/oder Anzahl an Fahrzeugen pro Umlaufzeiteinheit und/oder eine Detektorbelegung pro Umlaufzeiteinheit vorliegt respektive bereitgestellt wird respektive bereitgestellt ist.This means, for example, that for each lane there is a number of vehicles per green second and/or a number of vehicles per rotation time unit and/or a detector occupancy per rotation time unit is provided or is provided.

Weiter ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass der Verkehrszustand respektive der Verkehrszustandsschwellwert bezogen auf eine Fahrspur definiert ist bzw. sind.Furthermore, according to one embodiment, it is provided that the traffic condition or the traffic condition threshold is or are defined in relation to a lane.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der historische Verkehrszustand einen gemittelten historischen Verkehrszustand umfasst.In one embodiment it is provided that the historical traffic condition includes an averaged historical traffic condition.

Dadurch können zum Beispiel in vorteilhafter Weise singuläre Ereignisse, die zu einer signifikante Abweichung von den üblichen Verkehrszuständen führen, effizient herausgemittelt werden können.This makes it possible, for example, to efficiently average out singular events that lead to a significant deviation from the usual traffic conditions.

Nach einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Steuern der Lichtsignalanlage basierend auf den ausgegebenen Steuersignalen.According to one embodiment, the method includes controlling the traffic signal system based on the output control signals.

Nach einer Ausführungsform ist das Verfahren nach dem ersten Aspekt ein computerimplementiertes Verfahren.According to one embodiment, the method according to the first aspect is a computer-implemented method.

Die Umgebung der Lichtsignalanlage bezeichnet insbesondere einen Bereich um die Lichtsignalanlage herum bis zu einer maximalen Distanz von zum Beispiel 1 km, insbesondere 500 m, insbesondere 200 m, insbesondere 100 m, insbesondere 50 m, insbesondere 20 m.The environment of the traffic signal system refers in particular to an area around the traffic signal system up to a maximum distance of, for example, 1 km, in particular 500 m, in particular 200 m, in particular 100 m, in particular 50 m, in particular 20 m.

Der Begriff "respektive" bedeutet "und/oder".The term “respectively” means “and/or”.

Die Abkürzung "bzw." steht für "beziehungsweise". Der Begriff "beziehungsweise" steht für "respektive".The abbreviation "or." stands for “respectively”. The term “respectively” stands for “respectively”.

Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt mittels der Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt ausgeführt oder durchgeführt wird.According to one embodiment, it is provided that the method according to the first aspect is carried out or carried out by means of the device according to the second aspect.

Vorrichtungsmerkmale ergeben sich auch entsprechenden Verfahrensmerkmalen und umgekehrt.Device features also result from corresponding process features and vice versa.

Das heißt also insbesondere, dass sich technische Funktionalitäten des Verfahrens nach dem ersten Aspekt aus entsprechenden technischen Funktionalitäten der Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt und umgekehrt ergeben.This means in particular that technical functionalities of the method according to the first aspect result from corresponding technical functionalities of the device according to the second aspect and vice versa.

Ein maschinelles Lernen umfasst insbesondere ein neuronales Netz und/oder ein bestärkendes Lernen respektive verstärkendes Lernen (auf Englisch: "reinforcement learning")Machine learning includes in particular a neural network and/or reinforcement learning.

Nach einer Ausführungsform umfasst ein Ändern des aktuellen Signalzeitenplans ein Ändern zumindest eines Parameters des aktuellen Signalzeitenplans.According to one embodiment, changing the current signal schedule includes changing at least one parameter of the current signal schedule.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zumindest eine Parameter des Signalplans ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Parametern ist: Startzeitpunkt eines Signalzustands, Dauer eines Signalzustands, Einsatzpunkt, Einschaltzeitpunkt, Umlaufzeit.In one embodiment it is provided that the at least one parameter of the signal plan is an element selected from the following group of parameters: start time of a signal state, duration of a signal state, start point, switch-on time, rotation time.

Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass besonders geeignete Parameter verwendet werden.This brings about the technical advantage, for example, that particularly suitable parameters are used.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei

  • FIG 1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt,
  • FIG 2 eine Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt und
  • FIG 3 ein maschinenlesbares Speichermedium nach dem dritten Aspekt zeigen.
The characteristics, features and advantages of this invention described above, as well as the manner in which these are achieved, will be more clearly and clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which will be explained in more detail in connection with the drawings, in which
  • FIG 1 a flowchart of a method according to the first aspect,
  • FIG 2 a device according to the second aspect and
  • FIG 3 a machine-readable storage medium according to the third aspect show.

FIG 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Lichtsignalanlage, umfassend die folgenden Schritte: Empfangen 101 von ersten Verkehrszustandsdaten, welche einen aktuellen Verkehrszustand in einer Umgebung der Lichtsignalanlage repräsentieren,

  • Empfangen 103 von zweiten Verkehrszustandsdaten, welche einen historischen Verkehrszustand in der Umgebung der Lichtsignalanlage repräsentieren,
  • Ermitteln 105 einer Abweichung des aktuellen Verkehrszustands von dem historischen Verkehrszustand,
  • Erzeugen 107 von Steuersignalen zum Steuern der Lichtsignalanlage basierend auf der ermittelten Abweichung derart, dass bei einem Steuern der Lichtsignalanlage basierend auf den Steuersignalen ein aktueller Signalzeitenplan geändert oder ersetzt wird,
  • Ausgeben 109 der erzeugten Steuersignale.
FIG 1 shows a flowchart of a method for controlling a traffic signal system, comprising the following steps: receiving 101 first traffic status data, which represents a current traffic status in an environment of the traffic signal system,
  • Receiving 103 second traffic status data, which represents a historical traffic status in the vicinity of the traffic signal system,
  • Determining 105 a deviation of the current traffic condition from the historical traffic condition,
  • Generating 107 control signals for controlling the traffic signal system based on the determined deviation in such a way that when the traffic signal system is controlled based on the control signals, a current signal schedule is changed or replaced,
  • Output 109 the generated control signals.

FIG 2 zeigt eine Vorrichtung 201. FIG 2 shows a device 201.

Die Vorrichtung 201 ist eingerichtet, alle Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt auszuführen.The device 201 is set up to carry out all steps of the method according to the first aspect.

Die Vorrichtung 201 umfasst einen Eingang 203, welcher eingerichtet ist, die ersten Verkehrszustandsdaten zu empfangen. Der Eingang 203 ist weiter eingerichtet, die zweiten Verkehrszustandsdaten zu empfangen.The device 201 includes an input 203, which is set up to receive the first traffic status data. The input 203 is further set up to receive the second traffic status data.

Die Vorrichtung 201 umfasst einen Prozessor 205, welcher eingerichtet ist, eine Abweichung des aktuellen Verkehrszustands von dem historischen Verkehrszustand zu ermitteln. Der Prozessor 205 ist weiter eingerichtet, Steuersignale zum Steuern der Lichtsignalanlage basierend auf der ermittelten Abweichung zu erzeugen derart, dass bei einem Steuern der Lichtsignalanlage basierend auf den Steuersignalen ein aktueller Signalzeitenplan geändert oder ersetzt wird.The device 201 includes a processor 205, which is set up to determine a deviation of the current traffic condition from the historical traffic condition. The processor 205 is further set up to generate control signals for controlling the traffic signal system based on the determined deviation in such a way that when controlling the traffic signal system based on the Control signals, a current signal schedule is changed or replaced.

Die Vorrichtung 201 umfasst einen Ausgang 207, welcher eingerichtet ist, die erzeugten Steuersignale auszugeben.The device 201 includes an output 207, which is set up to output the generated control signals.

In einer nicht gezeigten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 201 anstelle des einen Prozessors 205 mehrere Prozessoren.In an embodiment not shown, the device 201 comprises several processors instead of the one processor 205.

FIG 3 zeigt ein maschinenlesbares Speichermedium 301. FIG 3 shows a machine-readable storage medium 301.

Auf dem maschinenlesbaren Speichermedium 301 ist ein Computerprogramm 303 gespeichert. Das Computerprogramm 303 umfasst Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms 303 durch einen Computer, beispielsweise durch die Vorrichtung 201 gemäß FIG 2, diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.A computer program 303 is stored on the machine-readable storage medium 301. The computer program 303 includes commands that occur when the computer program 303 is executed by a computer, for example by the device 201 according to FIG 2 , cause this to carry out a method according to the first aspect.

Nach einer Ausführungsform umfasst ein Ändern des aktuellen Signalzeitenplans ein Ändern zumindest eines Parameters des aktuellen Signalzeitenplans.According to one embodiment, changing the current signal schedule includes changing at least one parameter of the current signal schedule.

Zusammenfassend basiert das hier beschriebene Konzept unter anderem insbesondere darauf, in Echtzeit ein Verkehrssystemverhalten zu erforschen, indem ein aktueller Signalzeitenplan einer Lichtsignalanlage geändert respektive ersetzt wird. Dadurch wird also insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass für verschiedene Signalzeitenpläne die sich daraus ergebenden Verkehrszustände untersucht bzw. erfasst werden können.In summary, the concept described here is based, among other things, on researching traffic system behavior in real time by changing or replacing a current signal schedule of a traffic signal system. This brings about the particular technical advantage that the resulting traffic conditions can be examined or recorded for different signal schedules.

Dadurch können in vorteilhafter Weise effizient Trainingsdaten für ein maschinelles Lernen ermittelt werden, ohne dass hierfür aufwändige und teure Verkehrssimulationen durchgeführt werden müssen.This advantageously allows training data for machine learning to be efficiently determined without having to carry out complex and expensive traffic simulations.

Es ist insbesondere vorgesehen, den aktuellen Verkehrszustand in der Umgebung der Lichtsignalanlage zu erfassen. Hierfür können zum Beispiel Verkehrsdetektoren, auch einfach als Detektor bezeichnet, vorgesehen sein. Solche Verkehrsdetektoren umfassen zum Beispiel Videokameras und/oder Induktionsschleifen, die in einer Fahrbahn eingelassen bzw. eingebettet sind.In particular, it is intended to record the current traffic status in the vicinity of the traffic signal system. For example, traffic detectors, also simply referred to as detectors, can be provided for this purpose. Such traffic detectors include, for example, video cameras and/or induction loops that are embedded or embedded in a roadway.

Der aktuelle Verkehrszustand kann zum Beispiel eine Anzahl an Fahrzeugen pro Grünsekunde und/oder Anzahl an Fahrzeugen pro Umlaufzeiteinheit und/oder eine Detektorbelegung pro Umlaufzeiteinheit umfassen.The current traffic status can include, for example, a number of vehicles per green second and/or number of vehicles per rotation time unit and/or a detector occupancy per rotation time unit.

Der aktuelle Verkehrszustand wird insbesondere mit einem historischen Verkehrszustand in der Umgebung der Lichtsignalanlage verglichen.The current traffic condition is compared in particular with a historical traffic condition in the area around the traffic signal system.

Der historische Verkehrszustand kann zum Beispiel eine Anzahl an Fahrzeugen pro Grünsekunde und/oder Anzahl an Fahrzeugen pro Umlaufzeiteinheit und/oder eine Detektorbelegung pro Umlaufzeiteinheit umfassen.The historical traffic condition may include, for example, a number of vehicles per green second and/or number of vehicles per rotation time unit and/or a detector occupancy per rotation time unit.

Zum Beispiel ist der historische Verkehrszustand bzw. umfasst der historische Verkehrszustand einen gemittelten historischen Verkehrszustand. Zum Beispiel umfasst der historische Verkehrszustand eine gemittelte Anzahl an Fahrzeugen pro Grünsekunde und/oder eine gemittelte Anzahl an Fahrzeugen pro Umlaufzeiteinheit und/oder eine gemittelte Detektorbelegung pro Umlaufzeiteinheit.For example, the historical traffic condition is or the historical traffic condition includes an averaged historical traffic condition. For example, the historical traffic condition includes an average number of vehicles per green second and/or an average number of vehicles per rotation time unit and/or an average detector occupancy per rotation time unit.

Zum Beispiel ist dem aktuellen Verkehrszustand ein aktuelles Datum zugeordnet. Zum Beispiel ist dem historischen Verkehrszustand ein dem aktuellen Datum entsprechendes historisches Datum zugeordnet.For example, a current date is assigned to the current traffic status. For example, the historical traffic condition is assigned a historical date corresponding to the current date.

Ein Datum umfasst insbesondere die Angabe eines Wochentags und/oder die Angabe einer Uhrzeit und/oder die Angabe eines Jahres.A date includes in particular the specification of a day of the week and/or the specification of a time and/or the specification of a year.

Es ist insbesondere vorgesehen, dass eine Abweichung des aktuellen Verkehrszustandes von dem historischen Verkehrszustand ermittelt wird. Zum Beispiel wird eine Abweichung der aktuellen Anzahl an Fahrzeugen pro Grünsekunde und/oder Anzahl an Fahrzeugen pro Umlaufzeiteinheit und/oder eine Detektorbelegung pro Umlaufzeiteinheit mit einer historischen Anzahl an Fahrzeugen pro Grünsekunde und/oder Anzahl an Fahrzeugen pro Umlaufzeiteinheit und/oder eine Detektorbelegung pro Umlaufzeiteinheit, insbesondere einer gemittelten historischen Anzahl an Fahrzeugen pro Grünsekunde und/oder gemittelten historischen Anzahl an Fahrzeugen pro Umlaufzeiteinheit und/oder eine gemittelte historische Detektorbelegung pro Umlaufzeiteinheit, verglichen.In particular, it is provided that a deviation of the current traffic condition from the historical traffic condition is determined. For example, a deviation of the current number of vehicles per green second and/or number of vehicles per rotation time unit and/or a detector occupancy per rotation time unit with a historical number of vehicles per green second and/or number of vehicles per rotation time unit and/or a detector occupancy per rotation time unit , in particular an averaged historical number of vehicles per green second and/or an averaged historical number of vehicles per rotation time unit and/or an average historical detector occupancy per rotation time unit.

Basierend auf der ermittelten Abweichung wird insbesondere entschieden, ob der aktuelle Signalzeitenplan der Lichtsignalanlage geändert oder ersetzt werden soll.Based on the determined deviation, a decision is made in particular as to whether the current signal schedule of the traffic signal system should be changed or replaced.

Die Abweichung kann zum Beispiel eine Prozentangabe sein.The deviation can be a percentage, for example.

Zum Beispiel ist ein Abweichungsschwellwert vorgegeben, wobei die Steuersignale abhängig von einem Vergleich der ermittelten Abweichung mit dem Abweichungsschwellwert erzeugt werden.For example, a deviation threshold value is specified, with the control signals being generated depending on a comparison of the determined deviation with the deviation threshold value.

Sofern zum Beispiel die ermittelte Abweichung kleiner oder kleiner gleich dem vorgegebenen Abweichungsschwellwert ist, ist insbesondere vorgesehen, den aktuellen Signalzeitenplan zu ändern respektive zu ersetzen.If, for example, the determined deviation is less than or less than or equal to the predetermined deviation threshold value, provision is made in particular to change or replace the current signal schedule.

Ist zum Beispiel die ermittelte Abweichung größer oder größer gleich dem vorgegebenen Abweichungsschwellwert, so wird zum Beispiel der aktuelle Signalzeitenplan nicht geändert respektive ersetzt.For example, if the determined deviation is greater than or equal to the specified deviation threshold value, then: For example, the current signal schedule has not been changed or replaced.

Hintergrund eines solchen Vorgehens ist insbesondere, dass bei einer Abweichung größer oder größer gleich dem vorgegebenen Abweichungsschwellwert davon ausgegangen werden kann, dass vorliegend eine atypische Verkehrssituation, also ein atypischer Verkehrszustand, in der Umgebung der Lichtsignalanlage vorliegt. Ein solch atypischer Verkehrszustand kann beispielsweise aufgrund eines Unfalls oder eines Staus auftreten.The background to such a procedure is in particular that if a deviation is greater than or equal to the predetermined deviation threshold value, it can be assumed that there is an atypical traffic situation, i.e. an atypical traffic condition, in the area around the traffic signal system. Such an atypical traffic condition can occur, for example, due to an accident or a traffic jam.

In einer solchen Situation könnte ein Ändern des aktuellen Signalzeitenplans bzw. ein Ersetzen des aktuellen Signalzeitenplans zwecks Generieren von Trainingsdaten die aktuelle Verkehrssituation womöglich in einem Übermaße verschlechtern.In such a situation, changing the current signal schedule or replacing the current signal schedule in order to generate training data could possibly worsen the current traffic situation to an extent.

Verglichen werden nach einer Ausführungsform die Kennzahlen des Verkehrs, also der Verkehrszustand, auf dem Knotenpunkt, insbesondere auf der Kreuzung mit vorgegebenen Verkehrszustandsschwellwerten. Das bedeutet insbesondere, dass die Grenzen (Verkehrszustandsschwellwerte), die durch eine Änderung oder Beibehaltung eines Signalplans nicht überschritten werden dürfen, insbesondere definiert werden durch zum Beispiel eine minimale und/oder maximale Anzahl an Fahrzeugen pro Grünsekunde und/oder eine minimale und/oder maximale Anzahl an Fahrzeugen pro Umlaufzeiteinheit und/oder eine minimale und/oder maximale Detektorbelegung pro Umlaufzeiteinheit. Die Steuersignale werden insbesondere abhängig von einem Ergebnis dieses Vergleichs erzeugt.According to one embodiment, the key figures of the traffic, i.e. the traffic condition, at the intersection, in particular at the intersection, are compared with predetermined traffic condition threshold values. This means in particular that the limits (traffic status thresholds) which may not be exceeded by changing or maintaining a signal plan are defined in particular by, for example, a minimum and/or maximum number of vehicles per green second and/or a minimum and/or maximum Number of vehicles per rotation time unit and/or a minimum and/or maximum detector occupancy per rotation time unit. The control signals are generated in particular depending on a result of this comparison.

Das hier beschriebene Konzept bietet eine Vielzahl von Vorteilen beim Steuern der Lichtsignalanlage und dessen Auswirkungen auf den Verkehrszustand, in erster Linie durch die Verbesserung der Effizienz, Senkung der Kosten und Erweiterung der Möglichkeiten, die Lichtsignalanlagen basierend auf einer Vielzahl an geänderten bzw. ersetzten Signalzeitenplänen zu steuern respektive zu betreiben. Der begrenzende Faktor bekannter Konzepte besteht in der Menge an Zeit, die ein Ingenieur benötigt, ein Verkehrssystem zu simulieren oder den Zustand des Verkehrssystems zu überwachen, um negative Einflüsse auf das Verkehrssystem zu vermeiden. Die Vernachlässigung negativer Einflüsse auf das Verkehrssystem würde das Ermitteln von Trainingsdaten auf Verkehrssituationen einschränken, in denen nur begrenzte negative Auswirkungen auf den Verkehr zu erwarten wären. Hierbei wird die Verpflichtung der Kommunalverwaltungen, ihre Netzwerke optimal zu steuern, berücksichtigt. Daher ist zu erwarten, dass stark negative Auswirkungen auf den Verkehr vom Kunden nicht akzeptiert werden, was die Erkundung in der realen Welt auf Szenarien mit geringem Verkehrsaufkommen und geringem Potential für negative Auswirkungen beschränkt. Dadurch wird aber auch die Möglichkeit, Trainingsdatensätze anzuhäufen, dramatisch begrenzt. Dieser Nachteil wird durch das hier beschriebene Konzept überwunden.The concept described here offers a variety of advantages in controlling the traffic signal system and its impact on traffic conditions, primarily by improving efficiency, reducing costs and expanding the possibilities of the traffic signal system to control or operate based on a variety of changed or replaced signal schedules. The limiting factor of well-known concepts is the amount of time an engineer needs to simulate a traffic system or to monitor the state of the traffic system in order to avoid negative influences on the traffic system. Neglecting negative influences on the traffic system would limit the collection of training data to traffic situations in which only limited negative effects on traffic would be expected. This takes into account the obligation of local governments to optimally manage their networks. Therefore, it is expected that severe negative traffic impacts will not be accepted by the customer, limiting real-world exploration to scenarios with low traffic volumes and low potential for negative impacts. However, this also dramatically limits the ability to accumulate training data sets. This disadvantage is overcome by the concept described here.

Dadurch, dass eine Vielzahl an denkbaren Verkehrssituationen gut repräsentiert sind, ist zum Beispiel eine KI (Künstliche Intelligenz), beschrieben durch einen Algorithmus des maschinellen Lernens, auch in der Lage, bekannte Ansätze signifikant zu übertreffen. Die vorgeschlagene Lösung stellt einen Kompromiss dar zwischen dem Bedarf an großen, vielfältigen Trainingsdatensätzen und dem zu erwartenden negativen Einfluss auf die Verkehrssituation durch automatische Überwachung des Verkehrssystems und Erzeugen der Steuersignale basierend auf dem Vergleich des historischen mit dem aktuellen Verkehrszustand. Es wird in vorteilhafter Weise das aktuelle Verkehrsaufkommen sowie das historische Verkehrsaufkommen berücksichtigt, insbesondere bezogen auf unterschiedliche Fahrspuren eines Knotenpunkts, insbesondere Straßenkreuzung, so dass das Ändern bzw. Ersetzen des aktuellen Signalzeitenplans automatisch verringert oder deaktiviert wird, wenn das aktuellen Steuern der Lichtsignalanlage basierend auf dem aktuellen Signalzeitenplan erhebliche negative Auswirkungen auf das Verkehrssystem haben könnte. Die Möglichkeit, Zeit und Kosten zu sparen und die Automatisierung sprechen für das Ändern bzw. Ersetzen des aktuellen Signalzeitenplans, ebenso wie die Möglichkeit zur Übertragung des hier beschriebenen Konzepts auf eine Vielzahl von Straßenkreuzungen. Das Konzept versetzt einen maschinellen Lernalgorithmus zum Beispiel in vorteilhafter Weise in die Lage, das Verkehrssystem zu optimieren. Das Konzept erlaubt außerdem eine Übertragung der Anwendung maschineller Lernalgorithmen auf eine Vielzahl von Straßenkreuzungen.Because a large number of conceivable traffic situations are well represented, an AI (artificial intelligence), for example, described by a machine learning algorithm, is also able to significantly outperform known approaches. The proposed solution represents a compromise between the need for large, diverse training data sets and the expected negative impact on the traffic situation by automatically monitoring the traffic system and generating the control signals based on the comparison of the historical with the current traffic status. The current traffic volume as well as the historical traffic volume is advantageously taken into account, in particular in relation to different lanes of a junction, in particular a road intersection, so that the change or replacement of the current signal schedule is automatically reduced or deactivated when the current control of the Traffic signal system based on the current signal schedule could have a significant negative impact on the traffic system. The ability to save time, cost and automation favor changing or replacing the current signal schedule, as well as the ability to apply the concept described here to a variety of street intersections. The concept advantageously enables a machine learning algorithm to optimize the traffic system, for example. The concept also allows the application of machine learning algorithms to be transferred to a variety of road intersections.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the examples disclosed and other variations may be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims (9)

  1. Method for controlling a light signal system, comprising the following steps:
    receiving (101) first traffic condition data that represent a current traffic condition in the surroundings of the light signal system,
    receiving (103) second traffic condition data that represent a historical traffic condition in the surroundings of the light signal system,
    ascertaining (105) a deviation of the current traffic condition from the historical traffic condition,
    producing (107) control signals for controlling the light signal system on the basis of the ascertained deviation in such a way that, when the light signal system is controlled on the basis of the control signals, a current signal timing plan is changed or replaced,
    outputting (109) the produced control signals, wherein training data signals that represent training data for machine learning are produced and output, wherein the training data comprise one or more of the following data: traffic condition in the surroundings of the light signal system, while the light signal system is operated on the basis of the changed signal timing plan or of the replaced signal timing plan, at least one parameter of the changed signal timing plan or of the replaced signal timing plan, the currently applied change to the signal timing plan, the signal timing plan resulting therefrom, vehicle detection times, vehicle numbers derived therefrom, static information relating to the light signal system, in particular topology of a junction, in particular intersection, the traffic at which is regulated by the light signal system, and/or relating to a system associated with the light signal system, occupancy data, wherein the occupancy data in particular comprise one or more elements of the following group of occupancy data: position of a detection of a vehicle, trajectory of the detected vehicle, occupancy values of a detector per unit of cycle time, number of vehicles per detector per unit of cycle time, cycle duration, characterized in that traffic condition threshold value signals that represent at least one traffic condition threshold value are received, wherein the control signals are produced on the basis of the at least one traffic condition threshold value, wherein the current traffic condition is compared with the at least one traffic condition threshold value, wherein the control signals are produced on the basis of the comparison of the current traffic condition with the at least one traffic condition threshold value,
    wherein, before the control signals are output, a check is carried out to determine whether the current traffic condition would exceed the at least one traffic condition threshold value as a result of changing or replacing the signal timing plan, wherein the control signals are output depending on a result of the check.
  2. Method according to Claim 1, wherein deviation threshold value signals that represent a deviation threshold value are received, wherein the ascertained deviation is compared with the deviation threshold value, wherein the control signals are produced depending on the comparison of the ascertained deviation with the deviation threshold value.
  3. Method according to Claim 1 or 2, wherein the control signals are such that the changed signal timing plan or the replaced signal timing plan can worsen or improve a current flow of traffic through the light signal system.
  4. Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one traffic condition threshold value is in each case one element from the following group of traffic condition threshold values: a minimum and/or maximum number of vehicles per second on green and/or a minimum and/or maximum number of vehicles per unit of cycle time and/or a minimum and/or maximum detector occupancy per unit of cycle time.
  5. Method according to one of the preceding claims, wherein, if the current traffic condition exceeds the at least one traffic condition threshold value, the control signals are such that the changed signal timing plan or the replaced signal timing plan corresponds to a signal timing basic plan.
  6. Method according to one of the preceding claims, wherein the current and the historical traffic condition each comprise a number of vehicles per second on green and/or number of vehicles per unit of cycle time and/or a detector occupancy per unit of cycle time.
  7. Device (201) that is configured to carry out all the steps of the method according to one of the preceding claims.
  8. Computer program (303), comprising commands which, when the computer program (303) is executed by a computer, cause said computer to carry out a method according to one of Claims 1 to 6.
  9. Machine-readable storage medium (301) on which the computer program (303) according to Claim 8 is stored.
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