DE102007034984B4

DE102007034984B4 - Verkehrsbeeinflussungssystem zur Verflechtung zweier Verkehrsströme

Info

Publication number: DE102007034984B4
Application number: DE200710034984
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Sachse
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2027-07-27
Also published as: DE102007034984A1

Abstract

Verkehrsbeeinflussungssystem (10) zur Verflechtung zweier Verkehrsströme im Mündungsbereich (M) einer Nebenfahrbahn (N), welche über eine Rampe in eine Hauptfahrbahn (H) mündet, mit Erfassungsmitteln zur Erfassung einer Geschwindigkeit eines Fahrzeuges (F_H) auf der Hauptfahrbahn (H) und mit Anzeigemitteln zur Anzeige einer Soll-Geschwindigkeit für einen Fahrer eines Fahrzeuges (F_N) auf der Nebenfahrbahn (N), gekennzeichnet durch als fahrbahnseitige Detektoren (30) ausgebildete Erfassungsmittel, die zur Erfassung der Geschwindigkeiten von allen während eines vorgebbaren Zeitintervalls auf einem Fahrstreifen (H_r) der Hauptfahrbahn (H) fahrenden Fahrzeugen (F_H) und zur Ermittlung einer fahrstreifen-bezogenen, mittleren Geschwindigkeit ausgebildet sind, durch eine fahrbahnseitige Kommunikationsstation (40), welche zum Empfangen der von den Detektoren (30) erfassten Geschwindigkeiten sowie zur drahtlosen Übertragung der mittleren Geschwindigkeit als Soll-Geschwindigkeit an die Anzeigemittel ausgebildet ist, und durch Anzeigemittel, die einen nebenfahrbahnseitig stromauf des Verflechtungsbereichs angeordneten Zeichengeber (50) zum Empfangen und Darstellen der Soll-Geschwindigkeit für einfädelnde Fahrzeuge (F_N) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verkehrsbeeinflussungssystem zur Verflechtung zweier Verkehrsströme nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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.
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.
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.
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.
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, wobei der Nebenverkehrsstrom über eine Rampe in die Hauptfahrbahn mündet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein gattungsgemäßes Verkehrsbeeinflussungssystem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.
Demnach 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. Die Detektoren sind 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. Ferner 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. Außerdem 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 fahrzeugseitiges Endgerät verfügen. Insgesamt 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.
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.
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.
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.
Gemäß der einzigen Figur weist eine Hauptfahrbahn H einer dreispurigen Autobahn einen linken Fahrstreifen H_l, einen mittleren Fahrstreifen H_m und einen rechten Fahrstreifen H_r auf, in den im Bereich Meine als Rampe ausgebildete Nebenfahrbahn N von rechts einmündet. Die Fahrtrichtung der den Hauptverkehrsstrom bildenden Fahrzeuge F_H sowie die der den Nebenverkehrsstrom bildenden Fahrzeuge F_N 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 F_N auf den rechten Fahrstreifen H_r der Hauptfahrbahn H wechseln, um sich in den Hauptverkehrsstrom einzufädeln.
Ein erfindungsgemäßes Verkehrsbeeinflussungssystem 10 zur Verflechtung der beiden Verkehrsströme weist Erfassungsmittel zur Erfassung einer Geschwindigkeit eines Fahrzeuges F_H auf der Hauptfahrbahn H auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Fahrzeuge F_H bzw. F_N ein fahrzeugseitiges Endgerät 20 auf, welches einen Messwertgeber 21 zur Erfassung der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges F_H umfasst. Das Endgerät 20 umfasst ferner eine Kommunikationseinheit 22, mittels der die aktuell gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit drahtlos an eine fahrbahnseitige Kommunikationsstation 40 übertragen wird. Zudem ist als Erfassungsmittel ein fahrbahnseitiger Detektor 30 an einem Messquerschnitt angeordnet, der beispielsweise als Passivinfrarotsensor ausgebildet ist. Mittels des Detektors 30 wird ebenfalls die aktuelle Geschwindigkeit von den Messquerschnitt passierenden Fahrzeugen F_H gemessen und beispielsweise leitungsgebunden an die Kommunikationsstation 40 am Rande der Hauptfahrbahn H übertragen.
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 H_r der Hauptfahrbahn H bewegenden Teilverkehrsstrom berechnet. Erfindungsgemäß wird die berechnete mittlere Geschwindigkeit als Soll-Geschwindigkeit auf Anzeigemitteln für einen Fahrer eines Fahrzeuges F_N auf der Nebenfahrbahn N zur Anzeige gebracht.
Mit Vorteil wird der momentane Sollgeschwindigkeitswert von der Kommunikationsstation 40 drahtlos an auf der Nebenfahrbahn N vorbeifahrenden Fahrzeugen F_N gesendet. Hierfür dient ebenfalls die Kommunikationseinheit 22 im Endgerät 20 der Fahrzeuge F_N. 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 F_N von der Soll-Geschwindigkeit abweicht.
Für Fahrzeuge auf der Nebenfahrbahn, welche nicht über ein Endgerät 20 verfügen, wird die Soll-Geschwindigkeit auf einem nebenfahrbahnseitigen Zeichengeber 50 dargestellt.

Claims

Verkehrsbeeinflussungssystem (10) zur Verflechtung zweier Verkehrsströme im Mündungsbereich (M) einer Nebenfahrbahn (N), welche über eine Rampe in eine Hauptfahrbahn (H) mündet, mit Erfassungsmitteln zur Erfassung einer Geschwindigkeit eines Fahrzeuges (F_H) auf der Hauptfahrbahn (H) und mit Anzeigemitteln zur Anzeige einer Soll-Geschwindigkeit für einen Fahrer eines Fahrzeuges (F_N) auf der Nebenfahrbahn (N), gekennzeichnet durch als fahrbahnseitige Detektoren (30) ausgebildete Erfassungsmittel, die zur Erfassung der Geschwindigkeiten von allen während eines vorgebbaren Zeitintervalls auf einem Fahrstreifen (H_r) der Hauptfahrbahn (H) fahrenden Fahrzeugen (F_H) und zur Ermittlung einer fahrstreifen-bezogenen, mittleren Geschwindigkeit ausgebildet sind, durch eine fahrbahnseitige Kommunikationsstation (40), welche zum Empfangen der von den Detektoren (30) erfassten Geschwindigkeiten sowie zur drahtlosen Übertragung der mittleren Geschwindigkeit als Soll-Geschwindigkeit an die Anzeigemittel ausgebildet ist, und durch Anzeigemittel, die einen nebenfahrbahnseitig stromauf des Verflechtungsbereichs angeordneten Zeichengeber (50) zum Empfangen und Darstellen der Soll-Geschwindigkeit für einfädelnde Fahrzeuge (F_N) aufweisen.
Verkehrsbeeinflussungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei die Anzeigemittel eine in einem fahrzeugseitigen Endgerät (20) angeordnete Anzeigeeinheit (23) zur optischen Darstellung der Soll-Geschwindigkeit aufweisen.
Verkehrsbeeinflussungssystem (10) nach Anspruch 2, wobei das fahrzeugseitige Endgerät (20) Warnmittel (24) umfasst, welche zur Abgabe eines optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Warnsignals für den Fahrer ausgebildet sind, solange die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeuges (F_N) von der Soll-Geschwindigkeit abweicht.