CN101842819A - 用于控制交通流量的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制交通流量的方法和装置。为此，应用关于在交通信号灯(3)被切换为另一交通信号灯状态之前的时间段的信息，从而为车辆(6)的驾驶员提供一驶向所述交通信号灯(3)的速度推荐。在确定速度推荐方面得以改进，在数据库(2)中存储交通信号灯(3)的位置(P)和切换时间(Si)，所述位置和切换时间可通过移动无线通信链路(5)由车辆(6)调用，从而在应用所述信息的情况下为所述车辆(6)的驾驶员提供速度推荐。

Description

用于控制交通流量的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于控制交通流量的方法和设备。在本文中规定，使用关于在交通信号灯被切换为另一交通信号灯状态、特别是红、黄或绿(灯状态)之前的时间段的信息，从而为车辆驾驶员提供一驶向所述交通信号灯的速度推荐。根据本发明的交通信号灯是向路面交通中的车辆提供指示的任意的交通信号灯。
背景技术
在这种交通信号灯状态辅助设备中，关于在交通信号灯被切换为下一交通信号灯状态、例如从绿灯切换为黄灯、红灯之前的时间段的信息可用来指示驾驶员：驾驶员在哪个速度时具有绿波(grüne Welle)，即驾驶员是否能够在绿灯状态时通过交通信号灯，或者所述交通信号灯将在此之前切换为红灯并且强迫驾驶员停车。为了实现这种交通信号灯状态辅助设备的功能，需要车辆知道在交通信号灯的各状态之间的切换时刻。通常，为此应用在交通信号灯和车辆之间的直接通信，通过所述通信来传输切换时刻。为此使用所谓的专用短程通信(DSRC)，即基于Ad hoc网络的车辆至基础设施-通信。
然而问题在于，所述Ad hoc网络经常不能足够快速地建立，或者与各车辆的硬件相关不能用于所有车辆。此外，通信的范围不足以为连续通过的多个交通信号灯提供总地根据所述交通信号灯的速度推荐。
发明内容
因此本发明的目的在于，在确定速度推荐方面得以改进，其中还应总地使得更多车辆实现。
所述目的通过权利要求1和10的特征实现。根据本发明提出的方法，在具有服务器功能的数据库中存储用于多个交通信号灯的交通信号灯位置和切换时间。车辆可通过移动无线通信链路来调用所述数据(位置和切换时间)，从而在应用所述信息、即特别是交通信号灯的切换时间和/或位置的情况下为车辆驾驶员提供速度推荐。通过使用优选的中央数据库来存储交通信号灯状态的切换时刻，由此即使在没有直接无线链接至这些特定的交通信号灯的情况下，还能使用这些交通信号灯的切换时刻来计算交通信号灯状态辅助设备的速度推荐。由于许多车辆已经具有或将来具有移动无线通信设备，以便例如实现紧急呼叫(自动紧急呼叫)，其中所述移动无线通信设备例如与驾驶员辅助系统连接，所以大量车辆能以这种方式实现而无需使用新的硬件。此外，交通信号灯切换时间的中央管理有利于交通规划，因为还能在研发交通方案时使用所述数据，并且所述数据可用于模拟。
根据本发明，在此特别规定：车辆相对于交通信号灯的位置同时被考虑用于为驾驶员提供的速度推荐，特别是用来确定：在例如作为具有位置和切换时间的其它参数能传输给交通信号灯的最大允许速度内，对于驾驶员来说是否能实现所谓的绿波，即驾驶员在到达交通信号灯时没有被强制停车。
根据本方法变型的一个改进方案，车辆的位置和交通信号灯的位置可以在数字式道路交通图中被考虑，在所述数字式道路交通图中例如还记录最大允许速度。在这种情况下，所述速度将不必在数据传输过程中同时传输。此外，本发明变型能够预测：交通信号灯是否处于车辆的交通路线中，并且使得车辆事先调用这个交通信号灯的切换时刻。
根据本发明，为此所述数据库优选如此进行分类，使得借助交通信号灯和/或车辆的位置数据来实现数据调用，即交通信号灯在数据库中根据优选定位或导航系统的全球坐标进行分类，以便例如基于所传输的车辆位置传输即将出现的交通信号灯的切换时刻以及必要时传输随后的交通信号灯的切换时刻。
如果车辆的导航数据被考虑用于速度推荐，能够进一步提高预测准确性。这在输入导航系统的行驶路线中特别是如此实现，使得在路线上的其它交通信号灯被考虑用于确定速度推荐，即使当偏离主交通路线时仍可以实现用于多个连续交通信号灯的绿波。对于主交通路线而言，通常预置交通信号灯状态从而设定绿波。如果没有输入行驶路线，也可以对车辆的导航数据进行解释，以便沿着行驶路线确定一更可能的路线并且为此输出速度推荐。如果在确定速度推荐时在较长的行驶路线上不仅考虑即将出现的交通信号灯而且还考虑随后的交通信号灯，则根据本发明这是适合的：以较高的权重考虑即将出现的交通信号等和必要时下一个交通信号灯。从而实现了：给出优化的速度推荐用于紧接着的交通信号灯，因为特别是在城市中不能预测在向前的路线上是否会出现迫使与速度推荐偏离的障碍。
在根据本发明提出的方法的改进方案中，还可提出：当前的或当前平均的车辆速度例如通过在当前的或当前平均的速度周围的速度范围(Geschwindigkeitskorridor)被考虑用于速度推荐。由此，驾驶员的舒适速度或者交通状况已经能够被考虑用于确定速度推荐。
为了避免由于实时时钟(real time clock)的时间误差引起的不精确性，本本发明的一个特别优选的实施方式提出：优选全球定位或导航系统的时基用作基准时间。特别地，这种定位或导航系统是GPS系统或者将来的欧洲伽利略卫星定位系统、或者基于卫星信号在应用精确时基的情况下进行定位的类似系统。
为了实时保持根据本发明提出的数据库，特别是在交通信号灯状态动态适配时，即在交通信号灯状态切换之前的时间段，所述数据库还能进行动态更新。这优选可以借助移动无线链路或者还直接借助在城市中的有线通信网络例如总线系统来实施。根据本发明，这种在交通信号灯和数据库之间的通信可能性还可以并行地用于维护工作或者用于传输故障报告。
根据一个有利的实施方式提出，移动无线通信链路借助2G、2.5G、2.75G、3G和/或4G移动无线网络来实现，所述移动无线网络为要传输的数据提供了足够的数据传输容量。然而，本发明不局限于已知的移动无线通信解决方案，而是原则上还可利用使得从具有数据库的中央服务器可靠地将数据传输至移动车辆和/或交通信号灯的其它无线通信解决方案来实施。
为了减少无线传输的数量，根据所述方法的一个特别有利的变型提出：在传输即将出现的交通信号灯的切换时间中，特别是分别连同位置数据，同时传输一个或多个随后的交通信号灯的切换时间。从而所有信息已经在车辆中，所述信息可以通过交通信号灯状态辅助设备在没有其它无线通信的情况下被考虑用于确定速度推荐。
本发明还涉及一种用于控制交通流量的装置，所述装置与根据权利要求10的特征所述的交通信号灯状态辅助设备一起使用。与所述装置一起使用的交通信号灯状态辅助设备设置成：在关于交通信号灯被切换为另一交通信号灯状态之前的时间段的信息的基础上，为车辆驾驶员提供一驶向所述交通信号灯的速度推荐。在这种情况下，根据本发明的装置不仅可设计成用于与所述交通信号灯状态辅助设备连接，而且还包括集成的交通信号灯状态辅助设备。
根据本发明，在所述装置中、特别是在数据服务器中设置一数据库，在所述数据库中存储用于多个交通信号灯的交通信号灯位置和切换时间。所述切换时间是在交通信号灯状态(例如红、黄、绿)间的转换时刻，其中为了实施根据本发明的方法，只要考虑用于红灯和绿灯状态的切换时刻就足够了，因为黄灯状态非常短且不须考虑用于速度推荐。根据本发明，数据库与一能通过移动无线链路请求一个或多个交通信号灯的位置和切换时间的移动无线通信设备连接。数据库或者其上安装有数据库的数据服务器可以设置成具有如下功能：作为特别是用于实施上述方法或上述方法的多个部分的控制设备。
根据所述装置的一个优选实施方式，所述数据服务器与特别是全球定位或导航系统的接收器相连接，并且被设置成用来确定定位或者导航系统的时基。这个时基可用作基准时间以避免：每个交通信号灯必须自己获知和精确地保持基准时间。
为了设定和/或动态更新，例如在切换时间改变时，为了实施根据本发明的方法，交通信号灯能以给定的(时间)间隔将各个状态的切换时刻传输给数据服务器，其中在切换时刻和传输之间的时间被记录并且同时被传输。利用这个信息，所述数据服务器随后可将切换时间转变为基准时间并在这个时基的基础上存储所述切换时间。由于在交通信号灯状态转换的切换时刻和至服务器的传输之间的时间很短，因此不会出现显著的不精确性。然而，如果交通信号灯自己获知基准时基，例如由于所述交通信号灯也配备有定位或者导航系统的接收器或者以规则的时间间隔通过通信链路使基准时间同步，则能够省却这个过程。在某些情况下，在交通信号灯控制器中还安装有一确定地规定切换时间的程序。在这种情况下，例如还能将程序和其起始时间传输给数据库。基于此，所述数据库可计算用于所述交通信号灯的切换时刻，并且将所述切换时刻明确地或者作为计算规则存储到数据库中。因此原则上这是足够的：所述程序和起始时间特别是在操作开始时仅发送一次。然而为了同步这是适合的：以固定的时间间隔再次传输起始时间和必要时传输所述程序。适合的时间间隔例如是24小时，即每天进行一次同步。
在本发明的改进方案中，所述装置还可具有一移动发送和接收设备，所述移动发送和接收设备具有通向交通信号灯状态辅助设备的接口。所述通信设备优选安装到车辆上，且可以是一具有启动所述通信设备的交通信号灯状态辅助设备的单元。当然，还能够设置一与所述交通信号灯状态辅助设备分离的控制设备，从而所述装置可与交通信号灯状态辅助设备无关地进行进行操作并且为所述交通信号灯状态辅助设备仅提供必需的信息。在后一变例中，根据本发明提出的装置特别适于改装现有的交通信号灯状态辅助设备。
在本发明装置的全面的设计方案中，所述发送和接收设备和/或所述交通信号灯状态辅助设备集成在驾驶员辅助系统中，所述驾驶员辅助系统还具有其它功能，特别是设计成例如具有可编程的微处理器或者比较运算器的计算机。在这种情况下，本发明装置的分布到车辆上的移动部分也可以设计成计算机程序产品，所述计算机程序产品设定驾驶员辅助系统的处理器以实施前述方法并且使用车辆内的元件、特别是所述发送和接收设备和交通信号灯状态辅助设备。
附图说明
本发明的其它优点、特征和应用机会还能从下面对示例性实施例的说明和附图中获知。关于这一点，所说明的和/或附图示出的全部特征本身或以任意组合的方式构成本发明的主题，而与其在权利要求中的总结性概述或返回引用无关。在附图中：
图1示意性示出了在实施所提出的方法时本发明装置的实施例。
具体实施方式
图1示出了用于控制交通流量的装置1，所述装置具有一含数据库的数据服务器2，在数据库中存储用于多个交通信号灯3的交通信号灯3的位置P和切换时间Si，其中图1仅示出了交通信号灯3的一个数据项(P，Si)。数据服务器的数据库2与移动无线通信设备4连接，所述移动无线通信设备4能通过移动无线链路5请求交通信号灯3的位置P和切换时间Si。举例来说，移动无线链路5可以是通常通过商业渠道获得的2G、2.5G、2.75G、3G或4G的移动无线网络之一，上述各代移动无线网络能以不同的传输速度传输数据。
车辆6通常已经装备有相应的移动发送和接收设备7。所述发送和接收设备7实施来自车辆6的还用于其它功能性单元的多个数据传输，所述发送和接收设备7具有一通向设置在车辆6内的交通信号灯状态辅助设备8的接口。所述交通信号灯状态辅助设备8设置成：以关于在交通信号灯3切换为其它交通信号灯状态之前的时间段(切换时间Si)的信息作为基础，向车辆6的驾驶员提供一驶向所述交通信号灯3的速度推荐，从而驾驶员尽可能在绿灯状态期间抵达所述交通信号灯而不必在交通信号灯3处停车。为此，在交通信号灯状态辅助设备8的控制下，在数据服务器或者数据库2中请求，期望怎样的切换时间Si。在此，交通信号灯3通过其位置数据P来识别，车辆由同样与移动发送和接收设备连接的定位或导航系统9获知位置数据P。
定位或导航系统9还能够由车辆6的当前位置和交通信号灯3的位置P通过交通信号灯状态辅助设备8提供非常准确的驶向交通信号灯3的速度推荐，其中必要时甚至还考虑当前最大速度或者道路状态。
全球定位或导航系统的时基用作公共基准时间，在车辆6内的定位或导航系统9还使用所述时基。举例来说，这可以是现在广泛使用的GPS系统，其中还可以考虑其它的未来系统、例如伽利略系统。
为了将交通信号灯3的切换时间Si设定成公共基准时间，装置1具有定位或导航系统的接收器10，接收器10与移动无线通信设备4和数据服务器或数据库2连接，所述接收器10设置成用来确定导航或定位系统的时基。因此，由交通信号灯3例如还借助移动无线链路5传输的切换时间Si可存储在具有在整个系统中有效的基准时间的数据库2中。以这种方式，通过使用公共时基避免了在整个系统的不同元件中的多个不同时钟的同步问题。
由于交通信号灯3经常还动态地响应交通流量来适配其切换时间，因此提出，交通信号灯3通过移动无线链路5以规则的时间间隔和/或当切换时间Si变化时将所述切换时间传达给具有数据库2的数据服务器，从而交通信号灯3可通过持续地更新切换时间Si动态地保持更新。为了简化在系统中的指示，动态变化的切换时间可在数据库2中识别，并且设置有标识(标志)，所述标识能够使得更快地访问所述切换时间以用于连续的更新。例如，这可通过在数据库2中的切换时间的特殊指示来实现。
利用所述系统存储与交通信号灯3的位置P相关联的切换时间Si，以用于在优选的中央数据库2中识别所述位置P，在此切换时间Si还可以通过移动无线链路5调用，而无需在交通信号灯3和车辆6之间直接的Ad hoc无线链路。具有移动发送和接收设备7的移动无线通信设备通常安装在车辆6中例如用于紧急呼叫(Ecall)，从而能够使用现有的通信技术。这在技术方面比建立Ad hoc网络链接更简单。因此，交通信号灯状态辅助设备8以在技术方面简单的方式使用所需的信息，而无需在交通信号灯3和车辆6之间设置直接的无线通信链接。
附图标记列表
1用于控制交通流量的装置
2数据服务器、数据库
3交通信号灯
4移动无线通信设备
5移动无线链路
6车辆
7发送和接收设备
8交通信号灯状态辅助设备
9定位或导航系统
10接收器
P交通信号灯的位置
Si交通信号灯状态(i)的切换时间

Claims (13)

1.一种用于控制交通流量的方法，其中使用关于在交通信号灯(3)被切换为另一交通信号灯状态之前的时间段的信息，从而为车辆(6)的驾驶员提供一驶向所述交通信号灯(3)的速度推荐，其特征在于，
在数据库(2)中存储交通信号灯(3)的位置(P)和切换时间(Si)，所述位置和切换时间可通过移动无线通信链路(5)由车辆(6)调用，从而在应用所述信息的情况下为所述车辆(6)的驾驶员提供速度推荐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆(6)相对于所述交通信号灯(3)的位置同时被考虑用于所述速度推荐。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述车辆(6)的位置和交通信号灯(3)的位置在数字式道路交通图中被考虑。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述车辆(6)的导航数据被考虑用于所述速度推荐。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述车辆(6)的速度被考虑用于所述速度推荐。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，全球定位或导航系统的时基用作基准时间。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在交通信号灯状态动态适配时，所述数据库(2)进行动态更新。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述移动无线通信链路(5)借助2G、2.5G、2.75G、3G和/或4G移动无线网络来实现。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在传输即将出现的交通信号灯(3)的切换时间(Si)时，同时传输一个或多个随后的交通信号灯的切换时间。
10.一种用于控制交通流量的装置，所述装置与交通信号灯状态辅助设备(8)一起使用，所述交通信号灯状态辅助设备设置成：在关于交通信号灯(3)切换为另一交通信号灯状态之前的时间段的信息的基础上，为车辆(6)的驾驶员提供一驶向所述交通信号灯(3)的速度推荐，其特征在于，
设置一数据库(2)，在所述数据库(2)中存储所述交通信号灯(3)的位置(P)和切换时间(Si)；一移动无线通信设备(4)与所述数据库(2)连接，所述移动无线通信设备能通过移动无线链路(5)请求所述交通信号灯(3)的位置(P)和切换时间(Si)。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述数据库(2)与定位或导航系统的接收器(10)相连接，并且被设置成用来确定定位或者导航系统的时基。
12.据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述装置(1)具有一移动发送和接收设备(7)，所述移动发送和接收设备具有通向交通信号灯状态辅助设备(8)的接口。
13.据权利要求10至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述发送和接收设备(7)和/或所述交通信号灯状态辅助设备(8)集成在驾驶员辅助系统中。
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