DE19842912A1 - Verfahren zur Fahrwegfreischaltung für Einsatzfahrzeuge mit Sonderbefugnissen unter Nutzung des GPS-Systems und Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, die Sicherheit und Schnelligkeit von Einsatzfahrzeugen wie Feuerwehr, Rettungsdienste und Polizei bei Minimierung des technischen Aufwandes zu erhöhen und die von der Fahrtrichtung der Einsatzfahrzeuge nicht berührte Fahrspuren weiterhin befahrbar zu lassen. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem dem Einsatzfahrzeug neben der üblichen Meldung des Einsatzortes dessen geografischen Koordinaten telemetrisch übertragen werden und alle auf dem Weg zum Einsatzort befindlichen Lichtsignalanlagen intern vorselektiert werden, und nur jeweils die Straßenfreischalteinrichtung ein Voranmeldesignal erhält, die sich in einem ersten individuell festgelegten geschwindigkeitsabhängigen Abstand zwischen Einsatzfahrzeug und der in Richtung Einsatzort liegenden Lichtsignalanlage befindet und nur jeweils die Straßenfreischalteinrichtung ein Hauptanmeldesignal erhält, die sich in einem zweiten individuell festgelegten geschwindigkeitsabhängigen Abstand zwischen Einsatzfahrzeug und der in Richtung Einsatzort liegenden Lichtsignalanlage befindet. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuereinrichtung, insbesondere für Verkehrsleitzentralen in großstädtischen Ballungsräumen, und dezentralisiert betriebene Fahrwegfreischaltungseinrichtungen, beispielsweise Lichtsignalanlagen, in kleineren Verkehrsräumen und städtischen Außenbezirken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrwegfreischaltung für Einsatzfahrzeuge mit Sonderbefugnissen unter Nutzung des GPS-Systems und eine Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere für Verkehrsleitzentralen in großstädtischen Ballungsräumen und dezentralisiert betriebene Fahrwegfreischaltungseinrichtungen, beispielsweise Lichtsignalanlagen, in kleineren Verkehrsräumen und städtischen Außenbezirken.

Es ist eine Anordnung zur Steuerung von Wechselverkehrslichtzeichen (DE 28 55 625.4 A1) bekannt, bei der aus dem Einsatzfahrzeug auf einem Sprachkanal ohne Zutun des Fahrzeugführers in einer Entfernung von bis zu 500 m vom zu beeinflussenden Objekt Steuersignale ausgesendet werden, wenn das betreffende Fahrzeug an einer Funkbake vorbeifährt. Funkbaken sind störanfällig, Reflexionen von anderen Einsatzfahrzeugen sind nicht auszuschließen. Daran ändern auch die Herabsetzung der Eingangsempfindlichkeit des Fahrzeugempfängers und die Erhöhung der Sendeleistung der Funkbake nichts. Auch bleibt die Geschwindigkeit der Einsatzfahrzeuge bei dieser Anordnung unberücksichtigt.

In einer Anordnung (DE 28 50 208.1-35 B1) von jeweils aus Sender/Empfängerkombination bestehenden Meldestationen sind alle in einem Kreuzungsbereich vorgesehenen Meldestationen zu einer einzigen Meldestation zusammengefaßt und der Datenaustausch erfolgt zwischen dem Einsatzfahrzeug und dieser zentralen Meldestation.

Die Meldestation befindet sich zentral über der Kreuzung, und die Daten werden mittels Mikrowellen übertragen. Durch die zentrale Lage der Meldestation werden zwar Abstand und Geschwindigkeit des Einsatzfahrzeuges ständig ermittelt, jedoch die Meldestation entscheidet über den Zeitablauf der Ampelsteuerung unabhängig von einer, beispielsweise verkehrsbedingten, kurzfristigen Kursänderung des Einsatzfahrzeuges.

Letztlich ist eine Steueranordnung (DE 195 08 043 C1) für eine Ampel bekannt, die einen Empfänger aufweist, und mit einem Sender und einem GPS-Empfänger in einem Einsatzfahrzeug, dessen Positionssignale über den Sender an den Empfänger der Ampel gesendet werden, wobei aus den Positionssignalen in einem Ampelrechner die Richtung und die Geschwindigkeit des sich annähernden Fahrzeuges ermittelt wird, um die Verkehrssignale der Ampel für das Einsatzfahrzeug zu steuern. Der Nachteil dieser Lösung ist das hohe Funkdatenaufkommen, um genaue und zutreffende Informationen an die Ampel zu übertragen. Bei dieser Lösung muß das Einsatzfahrzeug kontinuierlich seriell seine Position in Form von Ortsdatenmustern aussenden, da nicht bekannt ist, wo sich die nächste anzusprechende Ampel befindet. Alle Ampeln im Empfangsbereich des Fahrzeugsenders müssen diese Daten empfangen und auswerten, um zu erkennen, welche Ampel zu passieren ist und die Grünphase einleiten muß. Befinden sich im Empfangsbereich einer Ampel mehrere Einsatzfahrzeuge mit gleicher Sendefrequenz auf unterschiedlichen Routen, so ist bei der beschriebenen Lösung eine fehlerfreie Datenübertragung durch überlagerten Funkempfang nicht gewährleistet und es kann zu großen Verzögerungen der Datenübertragung kommen, wodurch die Ampel nicht rechtzeitig die Fahrtrichtung freischalten kann. Auch ist die dezentral verteilte Ortsinformation in Form einzelner Ortsdatenmuster zur Beschreibung der möglichen Anfahrrichtungen in jedem Ampelrechner anders.

Die Ortsdatenmuster sind in einem Festwertspeicher abgelegt, was einen großen Aufwand erfordert. Eine flexible Anpassung an veränderte Verkehrsverhältnisse im Zufahrtsbereich der Kreuzung ist nicht möglich, jede neue Situation erfordert einen hohen Änderungsaufwand. Ungünstig ist ebenfalls, daß im Ampelrechner nur die Anfahrtrichtung des Einsatzfahrzeuges ermittelt werden kann, nicht aber der weitere Fahrtrichtungswunsch bekannt ist. Es ist nicht möglich mit diesem Lösungskonzept eine gewünschte Fahrtrichtungsänderung des Einsatzfahrzeuges zu erkennen und damit intelligent in die diversen Verkehrsströme einer komplizierten Kreuzung einzuwirken. Beispielsweise muß bei Linksabbiegen des Einsatzfahrzeuges der Gegenverkehr anhalten, bei Rechtsabbiegen oder Geradeausfahren sollte der Gegenverkehr aber ungestört rollen können. Auch erfordert es einen nicht gerechtfertigten Aufwand, in jedem Ampelrechner die Geschwindigkeit des Einsatzfahrzeuges zu berechnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fahrwegfreischaltung für Einsatzfahrzeuge mit Sonderbefugnissen unter Nutzung des GPS-Systems und eine Steuereinrichtung zu schaffen, die die Sicherheit und Schnelligkeit von Einsatzfahrzeugen mit Sonderbefugnissen wie Feuerwehr, Rettungsdienste und Polizei bei Minimierung des technischen Aufwandes erhöhen und die von der Fahrtrichtung der Einsatzfahrzeuge nicht berührte Fahrspuren weiterhin befahrbar lassen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Fahrwegfreischaltung für Einsatzfahrzeuge mit Sonderbefugnissen unter Nutzung des GPS-Systems, bei dem dem Einsatzfahrzeug neben der üblichen Meldung des Einsatzortes an den Einsatzfahrer von einer Leitstelle die geografischen Koordinaten des Einsatzortes sowie der Leitstelle vom Einsatzfahrzeug in einem bestimmten Takt die aktuellen Ortskoordinaten des Einsatzfahrzeuges telemetrisch übertragen werden, gelöst. Dabei werden im Einsatzfahrzeug die aktuell ermittelten Ortskoordinaten des Einsatzfahrzeuges mit den Koordinaten von Lichtsignalanlagen des entsprechenden Territoriums verglichen. Alle auf dem Weg zum Einsatzort befindlichen Lichtsignalanlagen werden intern vorselektiert. Nur jeweils die Straßenfreischalteinrichtung erhält ein Voranmeldesignal, die sich in einem ersten individuell festgelegten geschwindigkeitsabhängigen Abstand zwischen Einsatzfahrzeug und der in Richtung Einsatzort liegenden Lichtsignalanlage befindet. Anschließend erhält nur jeweils die Straßenfreischalteinrichtung ein Hauptanmeldesignal, die sich in einem zweiten individuell festgelegten geschwindigkeitsabhängigen Abstand zwischen Einsatzfahrzeug und der in Richtung Einsatzort liegenden Lichtsignalanlage befindet. Sowohl nach dem Passieren der hauptangemeldeten Lichtsignalanlage als auch nach einer Fahrtrichtungsänderung vor dem Passieren der hauptangemeldeten Lichtsignalanlage veranlaßt ein Abmeldesignal den üblichen Betrieb der Straßenfreischalteinrichtung. Dabei wird dem Einsatzfahrzeug ein Signal übermittelt, wenn eine bereits vorangemeldete Straßenfreischalteinrichtung aus einer anderen Richtung angesteuert wird. Es ist vorteilhaft, wenn die angemeldeten Straßenfreischalteinrichtungen entwarnt werden, wenn der Koordinatenvergleich ergibt, daß diese Lichtsignalanlagen nicht mehr auf dem Fahrweg des Einsatzfahrzeuges liegen, daß die Vorselektion im Einsatzfahrzeug aufgehoben wird und daß der Weg zum Einsatzort im Einsatzfahrzeug neu geroutet wird. Das Einsatzfahrzeug kann bei Passieren eines freigeschalteten Weges die betroffenen Straßenfreischalteinrichtungen verzögert abmelden, es kann aber auch die Straßenfreischalteinrichtung nach Empfang des Abmeldesignals den üblichen Betrieb der Straßenfreischalteinrichtung verzögert veranlassen. Zur Feststellung des Aufenthaltsortes des Einsatzfahrzeuges auf dem Bildschirm in der Leitstelle reicht es, wenn in einem Takt zwischen 60 und 120 Sekunden die aktuelle Ortskoordinate des Einsatzfahrzeuges übermittelt wird. Es ist zweckmäßig, wenn dem Einsatzfahrzeug eine Warnung übermittelt wird, wenn beispielsweise eine bereits vorangemeldete Straßenfreischalteinrichtung aus einer anderen Richtung angesteuert wird und eine Freischaltung der entsprechenden Lichtsignalanlage nicht erfolgt oder wenn trotz eigener Voranmeldung durch ein Einsatzfahrzeug höherer Priorität die Freischaltung der entsprechenden Lichtsignalanlage verwehrt wird. Letzteres ist möglich, wenn den Einsatzfahrzeugtypen Prioritäten zugeordnet sind, die über eine Hauptanmeldung entscheiden, wenn diese noch nicht bestätigt wurde aber bereits eine Voranmeldung vorliegt.

Die Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Fahrwegfreischaltung für Einsatzfahrzeuge mit Sonderbefugnissen unter Nutzung des GPS-Systems, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie aus mindestens einer Leitstelle, mindestens einer Straßenfreischalteinrichtung und mindestens einem Einsatzfahrzeug besteht, bei der alle diese Bestandteile jeweils mindestens sowohl ein Datenfunkmodul mit Empfänger und Sender, über das sie untereinander in Funkverbindung stehen und telemetrisch geografische Koordinaten, Adressen, Modi und Statusmeldungen übertragen, als auch eine Recheneinheit aufweisen. Dabei ist es sinnvoll, die Einsatzfahrzeuge je nach Unterstellung in verschiedene Typen von Greenwaymobilen zu unterteilen. Jedes Einsatzfahrzeug oder jedes Greenwaymobil enthält neben dem Datenfunkmodul einen GPS- Empfänger und einen Bordcomputer.

In größeren Orten ist es günstig, wenn die Leitstelle aus mehreren Einsatzleitstellen besteht, wobei jeder Einzelleitstelle ein Typ von Greenwaymobilen zugeordnet ist und jede Einzelleitstelle neben dem Datenfunkmodul einen Einsatzleitrechner und einen Visucomputer enthält. Günstig ist es, wenn jede Straßenfreischalteinrichtung neben dem Datenfunkmodul jeweils mindestens einen Kommunikationskontroller, ein Interface und eine Lichtsignalanlage enthält. Die als Verkehrsleitzentrale ausgebildete Straßenfreischalteinrichtung enthält zusätzlich einen Verkehrsleitrechner und der Kommunikator ist als Gebietsknotenkommunikator ausgebildet. Dabei weist der Verkehrsleitrechner den Gebietsknotenkommunikatoren jeweils eine Gruppe von Lichtsignalanlagen zu. Auch ist es möglich, daß das Einsatzfahrzeug bzw. die Greenwaymobile eine Fahrzeugkolonne sind oder daß die Straßenfreischalteinrichtungen Schranken steuern.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch Einbeziehen von Intelligenz in den Bordcomputer eines jeden Einsatzfahrzeuges und die Beschränkung der Rechenfunktion im Stationärteil der Steuereinrichtung auf einfache Datenkommunikationsroutinen die aufgeführten Nachteile der bekannten Lösung beseitigt werden und eine wesentliche Verbesserung und Erweiterung des Funktionsumfanges der erfindungsgemäßen Lösung erreicht wird.

Da für die Funktion der Erfindung nur die Voranmelde-, Hauptanmelde- und Abmeldebefehle an die Straßenfreischalteinrichtung der jeweils zu passierenden Kreuzung und die Quittung des Empfangs und der Weiterleitung der Befehle an die angesprochene Straßenfreischalteinrichtung notwendig sind und die Geschwindigkeitsberechnung bereits in jedem GPS-Empfänger erfolgt und somit im Fahrzeug zur Nutzung zur Verfügung steht, ist das Funkdatenaufkommen stark reduziert. Es müssen folglich dicht einzelne Ortskoordinaten an den stationären Teil übertragen und damit die knappe Datenfunkkapazität unnötig belastet werden.

Im Voranmelde- und Hauptanmeldebefehl ist für jede zu passierende Kreuzung die Information der beabsichtigten Fahrtrichtung des Einsatzfahrzeuges enthalten. Damit ist es möglich, intelligent in diverse Verkehrsströme einer komplizierten Kreuzung einzuwirken und beispielsweise den Gegenverkehr nicht unnötig anzuhalten, wenn ein Linksabbiegen nicht vorgesehen ist.

Es ist eine flexible und differenzierte Anpassung unterschiedlicher Einsatzfahrzeugtypen an die individuell festgelegten Abstände zwischen dem Einsatzfahrzeug und der in Richtung Einsatzort liegenden Lichtsignalanlage möglich und es erfolgt eine schnelle Anpassung an veränderte Verkehrsverhältnisse im Zufahrtsbereich von Kreuzungen. Ebenfalls ist eine schnelle Anpassung an veränderte Verkehrswegbedingungen möglich, indem in den Einsatzfahrzeugen der Speicher mit dem abgelegten vektorisierten Stadtplan geändert oder ausgetauscht wird.

In die zentrale Straßenfreischalteinrichtung können vorhandene Verkehrsleitstellen in Großstädten mit ihren Lichtsignalanlagen problemlos einbezogen werden, indem eine Vielzahl dieser in Gruppen zusammengefaßten Lichtsignalanlagen durch jeweils einen Gebietsknotenkommunikator über den Verkehrsleitrechner gesteuert werden. Es ist aber auch möglich, alle Lichtsignalanlagen zu einer einzigen Gruppe zusammenzufassen.

Durch die ständige Beobachtung der Einsatzfahrzeuge auf dem Bildschirm des Einsatzleitrechners kann ein Einsatz gut koordiniert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Zur Fahrwegfreischaltung für Einsatzfahrzeuge mit Sonderbefugnissen wird das übliche GPS-System benutzt, bei dem ständig die Position eines Fahrzeuges ermittelt bzw. geortet wird und die Position des Fahrzeuges durch dessen gesendete Koordinaten in einem Koordinatensystem, dem beispielsweise ein Stadtplan überlagert ist, sichtbar ist. Die aktuellen Ortskoordinaten des Einsatzfahrzeuges werden in einem bestimmten Takt, z. B. im Minutentakt, telemetrisch übertragen und beispielsweise auf dem Bildschirm eines Sichtgerätes in einer Leitstelle sichtbar gemacht. Damit ist in der Leitstelle möglich, die Einsatzfahrt und den aktuellen Standort des Einsatzfahrzeuges zu verfolgen.

Dem Einsatzfahrzeug werden nun, neben der üblichen Meldung des Einsatzortes an den Einsatzfahrer, beispielsweise per Funk, von einer Leitstelle die geografischen Koordinaten des Einsatzortes, beispielsweise eines Unfallortes, telemetrisch übertragen und in einem Bordcomputer des Einsatzfahrzeuges verarbeitet. Die im Einsatzfahrzeug aktuell ermittelten Ortskoordinaten des Einsatzfahrzeuges werden im Einsatzfahrzeug mit den Koordinaten der Lichtsignalanlagen des entsprechenden Territoriums verglichen. Alle auf dem Weg zum Einsatzort befindlichen Lichtsignalanlagen werden im Bordcomputer vorselektiert. Nur jeweils die Straßenfreischalteinrichtung erhält aber ein Voranmeldesignal, die sich in einem ersten individuell festgelegten geschwindigkeitsabhängigen Abstand zwischen Einsatzfahrzeug und der in Richtung Einsatzort liegenden Lichtsignalanlage befindet. Ein Hauptanmeldesignal erhält nur jeweils die Straßenfreischalteinrichtung, die sich in einem zweiten individuell festgelegten geschwindigkeitsabhängigen Abstand zwischen Einsatzfahrzeug und der in Richtung Einsatzort liegenden Lichtsignalanlage befindet.

Ein Hauptanmeldesignal veranlaßt die Freischaltung für das Einsatzfahrzeug. Sowohl nach dem Passieren der hauptangemeldeten Lichtsignalanlage als auch nach einer Fahrtrichtungsänderung vor dem Passieren der hauptangemeldeten Lichtsignalanlage veranlaßt ein Abmeldesignal des Einsatzfahrzeuges den üblichen Betrieb der Straßenfreischalteinrichtung. Wird bei der Voranmeldung eines zweiten Einsatzfahrzeuges in der gleichen Freischaltrichtung eine bereits vorangemeldete oder hauptangemeldete Straßenfreischalteinrichtung angesteuert, kann dieses dem Einsatzfahrzeug signalisiert werden; damit weiß der Fahrer dieses Einsatzfahrzeuges, daß bereits ein Fahrzeug in der gleichen Richtung zur Lichtsignalanlage unterwegs ist. Wird allerdings eine bereits vorangemeldete Straßenfreischalteinrichtung aus einer anderen Richtung angesteuert, wird dem Einsatzfahrzeug eine Warnung übermittelt; damit weiß der Fahrer, daß er keine Straßenfreischaltung erhält und kann entweder seine Geschwindigkeit regulieren oder die Fahrtrichtung verändern. Mit der Fahrtrichtungsänderung vom ursprünglichen Routingplan wird die alte Strategie aufgegeben, und es erfolgt ein Neurouting, d. h., daß alle Vorselektionen aufgehoben und alle vor- oder hauptangemeldeten Straßenfreischalteinrichtungen abgemeldet werden und eine neue Vorselektion erfolgt und bei Erreichen der oben beschriebenen Abstände zu nun folgenden Lichtsignalanlagen neue Vor- und Hauptanmeldungen abgegeben werden.

Die für dieses Verfahren erfundene Steuereinrichtung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung in vereinfachter Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen telemetrieunterstützten Steuereinrichtung.

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild einer telemetrieunterstützten Steuereinrichtung dargestellt. Es gibt verschiedene Typen von Einsatzfahrzeugen 1 mit Sonderbefugnissen, wie Feuerwehr, Polizei, Rettungsdienste, Bundesgrenzschutz und Havariedienste. Der Einfachheit halber sind zwei Gruppen von Einsatzfahrzeugen, bestehend jeweils aus mindestens einem Einsatzfahrzeug, dargestellt, beispielsweise Greenwaymobil 2 als Feuerwehr und Greenwaymobil 3 als Krankenfahrzeug.

Jedes Einsatzfahrzeug 1 bzw. Greenwaymobil 2 und 3 besitzt neben einem Bordcomputer 4 einen GPS-Empfänger 5 und ein Datenfunkmodul 6. Bordcomputer 4, GPS-Empfänger 5 und Datenfunkmodul 6 bilden eine Einheit und stehen über das Datenfunkmodul 6 sowohl mit einer Leitstelle 7 als auch mit einer zentrale Straßenfreischalteinrichtung 8, beispielsweise einer Verkehrsleitzentrale, in Funkverbindung, wobei neben oder anstelle der Verkehrsleitzentrale auch dezentrale Straßenfreischalteinrichtungen 9 existieren können.

Jede Straßenfreischalteinrichtung 9 besteht aus einer freizuschaltenden Einrichtung, beispielsweise einer Lichtsignalanlage 11, und einem Kommunikator 12. Die Kommunikatoren 12 bestehen aus einem Datenfunkmodul 6, einem Kommunikationscontroller 10 und einem Interfacemodul 20. Anstelle der Lichtsignalanlage 11 können auch andere Einrichtungen, wie beispielsweise Schranken, gesteuert werden.

Die zentrale Straßenfreischalteinrichtung 8, also die Verkehrsleitzentrale, besteht aus einer beliebigen Anzahl zentral über einen Verkehrsleitrechner 13 gesteuerten freizuschaltenden Einrichtungen, im Ausführungsbeispiel ebenfalls Lichtsignalanlagen 11, und einer beliebigen Anzahl Gebietsknotenkommunikatoren 14, denen jeweils konkrete Lichtsignalanlagen 11 zugeordnet sind. Die zentrale Straßenfreischalteinrichtung 8 ist also ähnlich aufgebaut wie die dezentralen Straßenfreischalteinrichtungen 9, wobei anstelle der Kommunikatoren 12 Gebietsknotenkommunikatoren 14 eingesetzt werden, die neben dem Datenfunkmodul 6 und dem Kommunikationscontroller 10 ein entsprechendes mit dem Verkehrsleitrechner 13 kommunizierendes Interfacemodul 19 aufweisen.

Die Leitstelle 7 kann aus mehreren Einsatzleitstellen 15 und 16 bestehen. Sinnvoll ist es, die Zuordnung der Einsatzleitstellen 15 und 16 entsprechend der Typen von Einsatzfahrzeugen 1 mit Sonderbefugnissen, wie Feuerwehr, Polizei, Rettungsdienste, Bundesgrenzschutz und Havariedienste zu wählen. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Einsatzleitstellen 15 und 16 dargestellt, beispielsweise eine Einsatzleitstelle 15 für die Greenwaymobile 2 als Feuerwehr-Einsatzleitstelle und eine Einsatzleitstelle 16 als Krankenfahrzeug- Einsatzleitstelle für die Greenwaymobile 3.

Die Leitstelle 7 bzw. jede Einsatzleitstelle 15 oder 16 besteht aus einem Einsatzleitrechner 17, einem Datenfunkmodul 6 und einem Visucomputer 18 mit den Funktionen Visualisierung, Geodatenkonvertierung und Funkdatencontrolling sowie einem Straßenkartenspeicher. Der Bordcomputer 4 eines Einsatzfahrzeuges 1 bzw. eines Greenwaymobils 2 oder 3 führt die Funktionen Ortung, Mapmatching, Routing, Ampelselektion, Ampeldispatching, Funkdatencontrolling, Straßenkartenspeicherung, Ereignisspeicherung und Neurouting aus.

Zusammenfassend ergibt sich ein klares Konzept. Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Fahrwegfreischaltung für Einsatzfahrzeuge mit Sonderbefugnissen unter Nutzung des GPS-Systems, bestehend aus mindestens einer Leitstelle 7, mindestens einer Straßenfreischalteinrichtung 8 und 9 und mindestens einem Einsatzfahrzeug 1, bei der alle diese Bestandteile jeweils mindestens sowohl ein Datenfunkmodul 6 mit Empfänger und Sender, über das sie untereinander in Funkverbindung stehen und telemetrisch geografische Koordinaten, Adressen, Modi und Statusmeldungen übertragen, als auch eine Recheneinheit aufweisen. Es ist zweckmäßig die Einsatzfahrzeuge 1 je nach Unterstellung in verschiedene Typen von Greenwaymobilen 2 und 3 zu unterteilen, die Typanzahl sollte aber in Grenzen gehalten werden. Jede Straßenfreischalteinrichtung 8 und 9 enthält neben dem Datenfunkmodul 6 jeweils mindestens einen Kommunikationscontroller 10, ein Interface 19 bzw. 20 und eine Lichtsignalanlage 11. Die als Verkehrsleitzentrale ausgebildete zentrale Straßenfreischalteinrichtung 8 enthält dabei lediglich zusätzlich einen Verkehrsleitrechner 13 und der Kommunikator 12 der dezentralen Straßenfreischalteinrichtung 9 ist als Gebietsknotenkommunikator 14 ausgebildet, wobei der Verkehrsleitrechner 13 den Gebietsknotenkommunikatoren 14 jeweils eine Gruppe von Lichtsignalanlagen 11 zuweist. Abschließend sei erwähnt, daß das Einsatzfahrzeug 1 eine Fahrzeugkolonne sein kann und daß die Straßenfreischalteinrichtungen 8 bzw. 9 Schranken o. ä. steuern können.

Die Einsatzfahrzeuge 1 verfügen über einen Funkkanal zum Auslösen ihrer Freischaltforderung unter Verwendung eines D-GPS-Empfängers, eines Bordcomputers 4 und eines Datenfunkmoduls 6,
über einen zweiten Datenfunkkanal stehen die Einsatzfahrzeuge 1 mit dem ihm zugeordneten Datenfunkmodul 6 und dem dazugehörigen Computer in der Leitstelle 7 in Verbindung, die Ampeln werden zentral von einem Verkehrsleitrechner 13 gesteuert und diesem sind ein oder mehrere Gebietsknotenkommunikatoren 14 mit je einem Datenfunkmodul 6, Kommunikationscontroller 10 und zentralem seriellem Interfacemodul 19 vorgeschaltet,
weitere dezentrale Ampeln, die nicht vom Verkehrsleitrechner 13 gesteuert werden weisen ebenfalls ein Datenfunkmodul 6 und einen Kommunikationscontroller 10 und ein dezentrales paralleles Interfacemodul 20 auf.

Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung stellt sich wie folgt dar und zeichnet sich dadurch aus, daß

• - die Positionssignale des D-GPS-Empfängers im Bordcomputer 4 zu in einem GIS (geografisches Informationssystem) ( Vektorkarte des Einsatzgebietes) gespeicherten Daten in Bezug gebracht werden (Map-Match- Algorithmus),
• - die Koordinaten des Einsatzzieles von der Leitstelle 7 (Konvertierungsalgorithmus) in den Bordcomputer 4 über Datenfunk übertragen werden,
• - zwischen den aktuell ermittelten Ortskoordinaten (gegenwärtiger Standort) des Einsatzfahrzeuges 1 und der in den Bordcomputer 4 übertragenen Koordinaten des Zielortes der schnellste Fahrweg ermittelt (Routingalgorithmus) und die auf dieser Route liegenden Ampelkreuzungen selektiert und der zutreffenden Datenfunkadresse der ampelseitigen Datenfunkmodule 6 zugeordnet werden,
• - bei Verlassen des vorgeschlagenen Kurses von dem neuen aktuellen Standort zum Zielort neu geroutet wird und dabei die vorher selektierten Ampeln annulliert und die auf dem neuen Kurs liegenden Ampeln selektiert werden,
• - vor den Kreuzungsschnittpunkten konzentrisch auf allen Zufahrtstraßen virtuell eine oder mehrere Zonen festgelegt sind, bei deren Passieren durch das sich nähernde Einsatzfahrzeug 1 abstands- oder geschwindigkeitsabhängig je ein Datensatz mit der Freischaltanmeldung (-voranmeldung) für die auf der Route nächstgelegene Ampel generiert und an den ampelseitigen Datenfunkmodul 6 zur Einleitung der Bevorrechtigung gesendet wird und bis zu dreimal wiederholt werden kann,
• - auf dem Kreuzungsschnittpunkt oder nach dessen Verlassen ein weiterer Datensatz als Quittung für das Passieren der Kreuzung generiert und an den ampelseitigen Datenfunkmodul 6 eine Abmeldung zur Aufhebung der Bevorrechtigung gesendet wird,
• - die vom ampelseitigen Datenfunkmodul 6 empfangenen Datensätze im Ampel-Kommunikationscontroller ausgewertet und an einen zentralen Verkehrsleitrechner 13 oder dezentralen Knotenpunktsteuerrechner weitergeleitet werden, wodurch die Einleitung eines Sonderprogrammes im Knotenpunktsteuerrechner der jeweils selektierten Ampel erwirkt wird,
• - die Auswertung der empfangenen Datensätze im Ampelkommunikationscontroller eine Kolonnenfahrt erkennt und dafür jeweils die erste Vor- und Hauptanmeldung sowie die letzte Abmeldung einer Kolonne weiterleitet,
• - die Auswertung der empfangenen Datensätze im Ampelkommunikationscontroller die nahezu gleichzeitige Freischaltanforderung von zwei konkurrierenden Einsatzfahrzeugen 1 erkennt und den exakt erstempfangenen Datensatz weiterleitet und dies dem ersten Einsatzfahrzeug 1 quittiert und einen weiteren Datensatz generiert und an das zweite Einsatzfahrzeug 1 adressiert sendet, der im zweiten Einsatzfahrzeug 1 empfangen wird und einen Warnton auslöst,
• - der Ampelkommunikationscontroller nach Weiterleitung der Daten an den Verkehrsleitrechner bzw. eine Knotenpunktsteuergerät eine Quittung über die erfolgte Datenweitergabe an das anfordernden Einsatzfahrzeug 1 zurücksendet, um die sonst bei Ausbleiben der Quittung einsetzende mehrfache Wiederholung der Datenübertragung vom Einsatzfahrzeug 1 zum ampelseitigen Datenfunkmodul 6 zu deaktivieren und
• - die aktuellen Ortsdaten aller zur Flotte gehörenden Einsatzfahrzeuge 1 zeitabhängig zyklisch von den Einsatzfahrzeugen 1 an die Leitstelle 7 gesendet werden und hier in der Vektorkarte des Einsatzgebietes verwaltet und vom Visucomputer 18 in der Leitstelle 7 zur Anzeige kommen.

Alternativ zur Bevorrechtigung durch den exakt erstempfangenen Datensatz können die Einsatzfahrzeuge 1 einer jeden Flotte priorisiert sein, wenn noch keine Hauptanmeldung vorliegt.

Bezugszeichenliste

1

Einsatzfahrzeug

2

Greenwaymobil

3

Greenwaymobil

4

Bordcomputer

5

GPS-Empfänger

6

Datenfunkmodul

7

Leitstelle

8

Straßenfreischalteinrichtung

9

Straßenfreischalteinrichtung

10

Kommunikationscontroller

11

Lichtsignalanlage

12

Kommunikator

13

Verkehrsleitrechner

14

Gebietsknotenkommunikator

15

Einsatzleitstelle

16

Einsatzleitstelle

17

Einsatzleitrechner

18

Visucomputer

19

Interface, zentral

20

Interface, dezentral

Claims (15)

1. Verfahren zur Fahrwegfreischaltung für Einsatzfahrzeuge mit Sonderbefugnissen unter Nutzung des GPS-Systems, bei dem dem Einsatzfahrzeug neben der üblichen Meldung des Einsatzortes an den Einsatzfahrer von einer Leitstelle die geografischen Koordinaten des Einsatzortes sowie der Leitstelle in einem bestimmten Takt die aktuelle Ortskoordinate des Einsatzfahrzeuges telemetrisch übertragen werden, wobei im Einsatzfahrzeug die aktuell ermittelten Ortskoordinaten des Einsatzfahrzeuges mit den Koordinaten von Lichtsignalanlagen des entsprechenden Territoriums verglichen werden und alle auf dem Weg zum Einsatzort befindlichen Lichtsignalanlagen intern vorselektiert werden, und nur jeweils die Straßenfreischalteinrichtung ein Voranmeldesignal erhält, die sich in einem ersten individuell festgelegten geschwindigkeitsabhängigen Abstand zwischen Einsatzfahrzeug und der in Richtung Einsatzort liegenden Lichtsignalanlage befindet und nur jeweils die Straßenfreischalteinrichtung ein Hauptanmeldesignal erhält, die sich in einem zweiten individuell festgelegten geschwindigkeitsabhängigen Abstand zwischen Einsatzfahrzeug und der in Richtung Einsatzort liegenden Lichtsignalanlage befindet, und bei dem sowohl nach dem Passieren der hauptangemeldeten Lichtsignalanlage als auch nach einer Fahrtrichtungsänderung vor dem Passieren der hauptangemeldeten Lichtsignalanlage ein Abmeldesignal den üblichen Betrieb der Straßenfreischalteinrichtung veranlaßt, wobei dem Einsatzfahrzeug eine Warnung übermittelt wird, wenn eine bereits vorangemeldete Straßenfreischalteinrichtung aus einer anderen Richtung angesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angemeldeten Straßenfreischalteinrichtungen entwarnt werden, wenn der Koordinatenvergleich ergibt, daß diese Lichtsignalanlagen nicht mehr auf dem Fahrweg des Einsatzfahrzeuges liegen, daß die Vorselektion im Einsatzfahrzeug aufgehoben wird und daß der Weg zum Einsatzort im Einsatzfahrzeug neu geroutet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einsatzfahrzeug eine Warnung übermittelt wird, wenn eine bereits vorangemeldete Straßenfreischalteinrichtung aus einer anderen Richtung angesteuert wird und eine Freischaltung der entsprechenden Lichtsignalanlage nicht erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Einsatzfahrzeugtypen Prioritäten zugeordnet sind, die über eine Hauptanmeldung entscheiden, wenn diese noch nicht bestätigt wurde aber bereits mindestens eine Voranmeldung vorliegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitstelle in einem Takt zwischen 60 und 120 Sekunden die aktuelle Ortskoordinate des Einsatzfahrzeuges übermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzfahrzeug bei Passieren eines freigeschalteten Weges die betroffenen Straßenfreischalteinrichtungen verzögert abmeldet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Straßenfreischalteinrichtung nach Empfang des Abmeldesignals den üblichen Betrieb der Straßenfreischalteinrichtung verzögert veranlaßt.

8. Steuereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Fahrwegfreischaltung für Einsatzfahrzeuge mit Sonderbefugnissen unter Nutzung des GPS-Systems, bestehend aus mindestens einer Leitstelle (7), mindestens einer Straßenfreischalteinrichtung (8; 9) und mindestens einem Einsatzfahrzeug (1), bei der alle diese Bestandteile jeweils mindestens sowohl ein Datenfunkmodul (6) mit Empfänger und Sender, über das sie untereinander in Funkverbindung stehen und telemetrisch geografische Koordinaten, Adressen, Statusmeldungen und Modi übertragen, als auch eine Recheneinheit aufweisen.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzfahrzeuge (1) je nach Unterstellung in verschiedene Typen von Greenwaymobilen (2; 3) unterteilt sind.

10. Steuereinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Einsatzfahrzeug (1) oder jedes Greenwaymobil (2; 3) neben dem Datenfunkmobil (6) einen GPS-Empfänger (5) und einen Bordcomputer (4) enthält.

11. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstelle (7) aus Einsatzleitstellen (15; 16) besteht, wobei jeder Einzelleitstelle (15; 16) ein Typ von Greenwaymobilen (3; 2) zugeordnet ist.

12. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einzelleitstelle (15; 16) neben dem Datenfunkmodul (6) einen Einsatzleitrechner (17) und einen Visucomputer (18) enthält.

13. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Straßenfreischalteinrichtung (8; 9) neben dem Datenfunkmodul (6) jeweils mindestens einen Kommunikationskontroller (10), ein Interface (19; 20), und eine Lichtsignalanlage (11) enthält, daß die als Verkehrsleitzentrale ausgebildete Straßenfreischalteinrichtung (8) zusätzlich einen Verkehrsleitrechner (13) enthält und der Kommunikator (12) als Gebietsknotenkommunikator (14) ausgebildet ist, wobei der Verkehrsleitrechner (13) den Gebietsknotenkommunikatoren (14) jeweils eine Gruppe von Lichtsignalanlagen (11) zuweist.

14. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzfahrzeug (1) eine Fahrzeugkolonne ist.

15. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Straßenfreischalteinrichtungen (8; 9) Schranken steuern.