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Die
Erfindung betrifft ein Verkehrsbeeinflussungssystem zur Verflechtung
zweier Verkehrsströme nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
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Schnellstraßen
tragen dazu bei, einen großen Teil des Verkehrs schnell
und zuverlässig abzuwickeln. Zur Erfüllung dieser
Aufgabe ist es erforderlich, dass der Verkehr ungestört
fließen kann, damit die Leistungsfähigkeit der
Strecke nicht eingeschränkt oder gefährdet wird.
Einfahrten und Verflechtungsbereiche sind Orte entlang der Strecke,
an denen der Verkehrsfluss durch Spurwechsel- und Beschleunigungsvorgänge
gestört wird, so dass es hier bei entsprechender Verkehrsbelastung
zu einer Verlangsamung der Fahrzeuge oder sogar zu deren Stillstand
kommen kann.
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Kennzeichen
solcher Verflechtungsbereiche ist es, dass zwei Verkehrsströme
zusammengeführt werden bzw. dass ein Verkehrsstrom sich
mit einem zweiten Verkehrsstrom vermischt. Zur Unterstützung des
Verflechtungsvorgangs und zur Vermeidung von Zusammenbrüchen
sind verschiedene Verfahren bekannt. Eine Möglichkeit besteht
darin, dem stärkeren Verkehrsstrom im Folgenden Hauptverkehrsstrom genannt
einen zusätzlichen Fahrstreifen zuzuweisen und dem geringeren
Verkehrsstrom im Folgenden Nebenverkehrsstrom genannt einen Fahrstreifen wegzunehmen.
Eine andere Möglichkeit ist es, den Zufluss von einer Rampe
so zu dosieren, dass der fließende Strom der Hauptfahrbahn
nie mehr Fahrzeuge aufnehmen muss, als er aus Sicht der Leistungsfähigkeit
verkraften bzw. abführen kann.
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Aus
der Offenlegungsschrift
DE
101 46 209 A1 ist ein System zur Verkehrsbeeinflussung
in einem Ausschnitt eines Autobahnnetzes mit einer dreistreifigen
Hauptfahrbahn, in die eine zweistreifige Rampe einmündet,
bekannt. Der Verkehr wird über Wechselverkehrszeichen beeinflusst,
deren Anzeigegeräte die zulässige Höchstgeschwindigkeit
und Dauerlichtzeichen für eine Fahrstreifenzuteilung anzeigen
können. Zur Steuerung des Autobahngebietes sind ein Fahrstreifenmanagement,
d. h. die Sperrung des linken oder rechten Fahrstreifens auf der Hauptfahrbahn
zur Berücksichtigung von Unfällen oder Baustellen,
und eine Verflechtungsoptimierung für die Sperrung des
linken Fahrstreifens auf der Rampe oder des rechten Fahrstreifens
auf der Hauptfahrbahn, um den Verkehr auf der Rampe zu bevorzugen,
implementiert. Die Geschwindigkeitsanzeigen können fünf
diskrete Schaltzustände annehmen, wobei diese nach den
MARZ-Regeln abgeglichen werden.
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Die
Offenlegungsschrift
DE
103 30 989 A1 offenbart ein lokales, rechnergestütztes
Verkehrsleitsystem zur Stauvermeidung bei Fahrstreifenreduktion
unter Anwendung des Reißverschlussprinzips. Mittels geeigneter
Sensoren werden für alle Fahrstreifen die mittleren Geschwindigkeiten,
die Abstände und Längen der Fahrzeuge in gewissem
Abstand vor bzw. nach der Fahrstreifen-Reduktionsstelle erfasst.
Mittels einer Recheneinheit und Anwendung einprogrammierter Regeln
werden Leitkommandos, insbesondere zur Soll-Geschwindigkeit auf
allen Fahrstreifen vor und nach der Fahrstreifen-Reduktionsstelle,
zur Geschwindigkeitsanpassung einzelner Fahrzeuge, die Aufforderung
zum versetzten Fahren und gezielten Einfädeln innerhalb
einer bestimmten Einfädelzone gebildet. Dieser Hinweis
erfolgt durch ein Anzeigesystem mit entlang der Strecke angeordneten
Schildern.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verkehrsbeeinflussungssystem
der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dessen Hilfe der
Verflechtungsvorgang bei der Zusammenführung zweier Verkehrsströme
auf einfache und sichere Weise unterstützt werden kann.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein gattungsgemäßes Verkehrsbeeinflussungssystem
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Indem
das Verkehrsbeein flussungssystem Erfassungsmittel zur Erfassung
einer Geschwindigkeit eines Fahrzeuges auf der Hauptfahrbahn und
Kommunikationsmittel zur drahtlosen Übertragung der Geschwindigkeit
an die Anzeigemittel aufweist, fließt in das Fahrverhalten
des einfädelnden Fahrzeuges die Information über
die Geschwindigkeit auf der Hauptfahrbahn ein. Der Erfindung liegt
die Erkenntnis zugrunde, dass ein in einen Hauptverkehrsstrom einfahrendes
Fahrzeug diesen am wenigsten beeinträchtigt – also
am leichtesten einflechten kann –, wenn es dieselbe Geschwindigkeit
wie der Hauptverkehrsstrom hat. Indem dem Fahrer eines Fahrzeuges
auf der Nebenfahrbahn diese Geschwindigkeitsinformation angezeigt
wird, kann er die Geschwindigkeit seines Fahrzeuges aktiv dahingehend
anpassen, dass die Differenzgeschwindigkeit zwischen seinem Fahrzeug
und dem Hauptverkehrsstrom minimal ist. Hierdurch wird ein reibungsloser
und sicherer Verflechtungsvorgang gefördert.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verkehrsbeeinflussungssystems sind die Erfassungsmittel als fahrbahnseitiger
Detektor derart ausgebildet, dass die Geschwindigkeiten von allen
während eines vorgegebenen Zeitintervalls auf der Hauptfahrbahn
fahrenden Fahrzeugen erfassbar sind. Ein solcher Detektor kann beispielsweise
durch einen Passivinfrarotsensor gebildet sein, mittels dessen das
Gesamtkollektiv an einen Messquerschnitt passierenden Fahrzeugen
erfasst wird. Während jeweils eines Messintervalls werden
die Geschwindigkeiten sämtlicher Fahrzeuge die auf der Hauptfahrbahn
den durch den Detektor gebildeten Messquerschnitt passieren, aufgenommen.
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Vorzugsweise
sind die Erfassungsmittel als fahrbahnseitiger Detektor derart ausgebildet,
dass die Geschwindigkeiten von allen während eines vorgegebenen
Zeitintervalls auf einem Fahrstreifen der Hauptfahrbahn fahrenden
Fahrzeugen erfassbar sind. Von besonderer Bedeutung ist hier also
derjenige Teilverkehrsstrom des Hauptverkehrsstromes, der sich – bei
Rechtsverkehr – auf dem rechten Fahrstreifen der Hauptfahrbahn
bewegt, in welchen die Nebenfahrbahn einmündet.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verkehrsbeeinflussungssystems sind die Detektoren zur Ermittlung
einer fahrstreifenbezogenen oder fahrbahnbezogenen, mittleren Geschwindigkeit
ausgebildet. Als Basis für die Mittelung werden sämtliche
Geschwindigkeitsmesswerte, die innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls aufgenommen
wurden, herangezogen. Durch die Mittelung wird erreicht, dass die
angezeigte Soll-Geschwindigkeit für einen Fahrer des Nebenverkehrsstromes
sich nicht all zu schnell ändert.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verkehrsbeeinflussungssystems ist in einem Fahrzeug ein Endgerät
mit einem Messwertgeber für die aktuelle Geschwindigkeit
des Fahrzeuges und mit einer Kommunikationseinheit zum drahtlosen
Aussenden der aktuellen Geschwindigkeit angeordnet. Mit dieser Ausführungsform
kann auf fahrbahnseitige Detektoren verzichtet werden, wenn die
Fahrzeuge des Hauptverkehrsstromes ihre aktuelle Fahrgeschwindigkeit
selbst bestimmen und drahtlos übermitteln.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform weist das erfindungsgemäße
verkehrsbeeinflussungssystem eine fahrbahnseitige Kommunikationsstation
auf, welche zum Empfangen der von Detektoren erfassten und/oder
der von Fahrzeugen ausgesandten Geschwindigkeiten sowie zum Aussenden
der Soll-Geschwindigkeit ausgebildet ist. Hierzu können
beispielsweise bestehende Streckenstationen an den Autobahnen verwendet
werden, wenn diese mit einer Sende-/Empfangseinheit zur drahtlosen
Datenübermittlung ausgestattet sind. Je nach Anwendung
werden entweder die von den Fahrzeugen der Hauptfahrbahn ausgesandten
Geschwindigkeiten von der Kommunikationsstation drahtlos empfangen
oder die von den Detektoren ermittelten Geschwindigkeiten an die
Kommunikationsstation etwa über vorhandene Leitungsverbindungen übertragen.
In jedem Fall sendet die Kommunikationsstation die für
ein optimales Einfädeln erforderliche Soll-Geschwindigkeit
an die geeigneten Anzeigemittel.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verkehrsbeeinflussungssystems weisen die Anzeigemittel eine im fahrzeugseitigen Endgerät
angeordnete Anzeigeeinheit zur optischen Darstellung der Soll-Geschwindigkeit
auf. Hier erhält ein auf der Nebenfahrbahn fahrender Fahrer
die Soll-Geschwindigkeit direkt im Cockpit angezeigt.
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Vorzugsweise
umfasst das fahrzeugseitige Endgerät Warnmittel, welche
zur Abgabe eines optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Warnsignals
für den Fahrer ausgebildet sind, solange die aktuelle Geschwindigkeit
des Fahrzeuges von der Soll-Geschwindigkeit abweicht. Hierdurch
wird dem Fahrer signalisiert, ob er seine aktuelle Geschwindigkeit
noch anpassen muss, um sich optimal in den Hauptverkehrsstrom einfädeln
zu können. Es können verschiedene Signalfarben
und/oder Signaltöne für ein zu langsames oder
zu schnelles Fahren vorgesehen werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verkehrsbeeinflussungssystems weisen die Anzeigemittel einen nebenfahrbahnseitigen
Zeichengeber zum Empfangen und Darstellen der Soll-Geschwindigkeit
für einfädelnde Fahrzeuge auf. Damit wird die
ermittelte Geschwindigkeitsinformation des Hauptverkehrsstroms auch
Fahrern angezeigt, deren Fahrzeuge nicht über ein vorgenanntes
fahrzeugseitiges Endgerät verfügen.
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Vorzugsweise
zeigen die Anzeigemittel als Soll-Geschwindigkeit die mittlere Geschwindigkeit auf
der Hauptfahrbahn an. Ein Fahrer auf der Nebenfahrbahn kann sich
anhand dieser Geschwindigkeitsinformation auf den Verkehrszustand
auf der Hauptfahrbahn einstellen und seine Geschwindigkeit derart an
diese mittlere Geschwindigkeit anpassen, dass beim Einfädeln
in den Hauptverkehrsstrom eine minimale Geschwindigkeitsdifferenz
vorliegt.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen
Verkehrsbeeinflussungssystems werden anhand eines in der Zeich nung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert,
in deren einziger Figur das System, angewendet auf eine Autobahnrampe,
schematisch veranschaulicht ist.
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Gemäß der
einzigen Figur weist eine Hauptfahrbahn H einer dreispurigen Autobahn
einen linken Fahrstreifen H1, einen mittleren
Fahrstreifen Hm und einen rechten Fahrstreifen
Hr auf, in den im Bereich M eine als Rampe
ausgebildete Nebenfahrbahn N von rechts einmündet. Die
Fahrtrichtung der den Hauptverkehrsstrom bildenden Fahrzeuge FH sowie die der den Nebenverkehrsstrom bildenden
Fahrzeuge FN verläuft auf dem Zeichnungsblatt
von unten nach oben. Im Mündungsbereich M findet ein Verflechtungsvorgang
des Haupt- und des Nebenverkehrsstromes statt, indem die von der
Nebenfahrbahn N kommenden Fahrzeuge FN auf
den rechten Fahrstreifen Hr der Hauptfahrbahn
H wechseln, um sich in den Hauptverkehrsstrom einzufädeln.
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Ein
erfindungsgemäßes Verkehrsbeeinflussungssystem 10 zur
Verflechtung der beiden Verkehrsströme weist Erfassungsmittel
zur Erfassung einer Geschwindigkeit eines Fahrzeuges FH auf
der Hauptfahrbahn H auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
weisen die Fahrzeuge FH bzw. FN ein fahrzeugseitiges
Endgerät 20 auf, welches einen Messwertgeber 21 zur
Erfassung der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges FH umfasst. Das Endgerät 20 umfasst
ferner eine Kommunikationseinheit 22, mittels der die aktuell
gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit drahtlos an eine fahrbahnseitige
Kommunikationsstation 40 übertragen wird. Alternativ oder
zusätzlich kann als Erfassungsmittel ein fahrbahnseitiger
Detektor 30 an einem Messquerschnitt angeordnet sein, der
beispielsweise als Passivinfrarotsensor ausgebildet ist. Mittels
des Detektors 30 wird ebenfalls die aktuelle Geschwindigkeit
von den Messquerschnitt passierenden Fahrzeugen FH gemessen
und beispielsweise leitungsgebunden an die Kommunikationsstation 40 am
Rande der Hauptfahrbahn H übertragen.
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In
der als Streckenstation ausgebildeten Kommunikationsstation 40 wird
aus den während eines vorgebbaren Zeitintervalls gemessenen
Fahrzeuggeschwindigkeiten eine mittlere Geschwindigkeit für
den sich auf dem rechten Fahrstreifen Hr der Hauptfahrbahn
H bewegenden Teilverkehrsstrom berechnet. Erfindungsgemäß wird
die berechnete mittlere Geschwindigkeit als Soll-Geschwindigkeit
auf Anzeigemitteln für einen Fahrer eines Fahrzeuges FN auf der Nebenfahrbahn N zur Anzeige gebracht.
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Mit
Vorteil wird der momentane Sollgeschwindigkeitswert von der Kommunikationsstation 40 drahtlos
an auf der Nebenfahrbahn N vorbeifahrenden Fahrzeugen FN gesendet.
Hierfür dient ebenfalls die Kommunikationseinheit 22 im
Endgerät 20 der Fahrzeuge FN.
Das Endgerät 20 umfasst nun des Weiteren eine
Anzeigeeinheit 23, etwa eine Flüssigkristallanzeige,
auf der die Soll-Geschwindigkeit optisch wahrnehmbar dargestellt
wird. Der Fahrer kann nun seine aktuelle Geschwindigkeit mit der übertragenen
und angezeigten Soll-Geschwindigkeit vergleichen und seine Geschwindigkeit
entsprechend anpassen. Zur weiteren Unterstützung des Fahrers umfasst
das Endgerät 20 schließlich Warnmittel 24, die
ein optisches und/oder akustisches und/oder haptisches Warnsignal
für den Fahrer abgeben, solange die aktuelle Geschwindigkeit
des Fahrzeugs FN von der Soll-Geschwindigkeit
abweicht.
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Für
Fahrzeuge auf der Nebenfahrbahn, welche nicht über ein
Endgerät 20 verfügen, wird die Soll-Geschwindigkeit
auf einem nebenfahrbahnseitigen Zeichengeber 50 dargestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10146209
A1 [0004]
- - DE 10330989 A1 [0005]