DE102012211620A1

DE102012211620A1 - System und Verfahren für einen Selbst-Optimierenden Verkehrsfluss unter Verwendung gemeinsam genutzter Fahrzeuginformationen

Info

Publication number: DE102012211620A1
Application number: DE102012211620A
Authority: DE
Inventors: David Bruce Lection; Eric Leonard Masselle
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2013-01-24
Anticipated expiration: 2032-07-05
Also published as: GB201208998D0; US8855900B2; DE102012211620B4; US20130013179A1; GB2492623A

Abstract

System und Verfahren für einen selbst-optimierenden Verkehrsfluss unter Verwendung gemeinsam genutzter Fahrzeuginformationen, das zum Optimieren des Verkehrsflusses mehrere dynamisch verbundene Steuereinheiten nutzt. Das System und Verfahren verwendet eine oder mehrere Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten (TSCs) (Empfänger), die Informationen von einem oder mehreren fahrzeugintegrierten Sendern, genannt Fahrzeuginformations-Agenten (VIAs), und/oder einem Netzwerk aus Verkehrsleiteinheiten (TCDs) empfangen, die mit den Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten verbunden sind, um eine Vielzahl von Informationen in Bezug auf den Verkehr in einer geografischen Region zu bestimmen, einschließlich Verkehrsaufkommen, Geschwindigkeit, Ziel, beabsichtigte Route des Fahrzeuges, ebenso wie weitere fahrzeugbezogene Informationen, um den optimalen Verkehrsfluss in der Region zu bestimmen. Zum optimalen Steuern des Verkehrsflusses werden anschließend Verkehrsleitsignale durch das System und Verfahren an die verschiedenen Verkehrsleiteinheiten in der Region oder angrenzenden Regionen gesendet. Das System und das Verfahren können Informationen zwischen Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten innerhalb des Netzwerkes auch gemeinsam verwenden, um den Verkehrsfluss in einer größeren Region zu optimieren.

Description

I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen dynamische Verkehrsleitsysteme. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System und Verfahren für einen selbst optimierenden Verkehrsfluss unter Verwendung gemeinsam genutzter Fahrzeuginformationen, das eine Vielzahl miteinander in dynamischer Verbindung stehender Steuereinheiten zum Optimieren des Verkehrsflusses verwendet.
II. Hintergrund der Erfindung
Von Verkehrssystemen wird erwartet, dass sie Menschen und Güter von einem Ort zum anderen befördern. Im Laufe der Jahre haben sich Verkehrssysteme von einer einfachen isolierten Ansammlung von Straßen zu robusteren Systemen entwickelt. Moderne Verkehrssysteme umfassen viele miteinander verbundene Wege, Straßen und Highways, die schließlich als integrierte Highway-Systeme mit einer lokalen, bundesstaatlichen oder landesweiten Dimension ausgelegt sind.
Diese Systeme werden oftmals für ein funktionierendes und reibungsloses Ineinandergreifen entwickelt und ermöglichen auf diese Weise einen effizienten Verkehrsfluss. Durch die allgegenwärtige Präsenz von Fahrzeugen und die ständig steigenden Anforderungen an Verkehrssysteme aufgrund zahlloser Einzelpersonen, Unternehmen oder anderer Einrichtungen kommt es zu einer zunehmenden Überlastung moderner Verkehrssysteme. Unzureichende Verkehrsleitsysteme verschlimmern zudem die mit der Überlastung einhergehenden Probleme. Des Weiteren stellen Überlastungen insbesondere in Großstadträumen ein Problem dar, wo normalerweise zu jeder Zeit eine äußerst hohe Anzahl Fahrzeuge im Verkehrssystem vorhanden ist. Außerdem werden diese Probleme während der morgendlichen und abendlichen Pendlerzeiten, in den Ferien und bei Großveranstaltungen wie beispielsweise Sportveranstaltungen, Konzerten und Ähnlichen, wenn also die Konzentration an Fahrzeugen in einer Region in kürzester Zeit zunimmt, noch verschärft. Diese Überlastungen führen zu einer hochgradigen Ineffizienz, insbesondere zu langen Verspätungen, erhöhten Kraftstoffkosten, Verstopfungen, erhöhtem Schadstoffausstoß (von Motorabgasen), zunehmender Unfallhäufigkeit, höherem Fahrerstress und einer allgemein negativen Auswirkung für Ortschaften.
Diese Unzulänglichkeiten haben Ingenieure und Planer dazu veranlasst, Verkehrssysteme mit integrierten Verkehrsleitsystemen zu entwickeln, die einen optimalen Fahrzeugfluss ermöglichen. Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass ein System, das zwar über einige Zeiträume hinweg optimal funktionieren kann, während anderer Zeiten möglicherweise überhaupt nicht optimal läuft, so beispielsweise zu Pendlerzeiten, besonderen Veranstaltungen oder an bestimmten Tagen.
III. Kurzdarstellung der Erfindung
In wenigstens einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein System zum Optimieren des Verkehrsflusses basierend auf von einem oder mehreren Fahrzeuginformations-Agenten gesendeten Informationen bereit, die wenigstens eine mit wenigstens einem Fahrzeuginformations-Agenten verbundene Verkehrssynchronisations-Steuereinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrssynchronisations-Steuereinheit von dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten gesendete Informationen empfängt und basierend auf den empfangenen Informationen einen optimalen Verkehrsfluss innerhalb einer Region berechnet; und wenigstens eine mit der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit verbundene Verkehrsleiteinheit umfasst, wobei die wenigstens eine Verkehrsleiteinheit den berechneten optimalen Verkehrsfluss von der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit empfängt und dynamisch Zustände beibehält oder verändert, um den berechneten optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.
In wenigstens einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Optimieren des Verkehrsflusses basierend auf von einem oder mehreren Fahrzeuginformations-Agenten gesendeten Informationen bereit, das Folgendes umfasst: Bereitstellen einer oder mehrerer Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten innerhalb einer Region, wobei die eine oder die mehreren Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten in der Lage sind, sich auf ein oder mehrere Fahrzeuge beziehende Informationen zu empfangen und zu senden; Bereitstellen einer oder mehrerer Verkehrsleiteinheiten innerhalb der Region, wobei die eine oder die mehreren Verkehrsleiteinheiten in der Lage sind, Steuerzustände dynamisch zu ändern; Empfangen von Informationen, die von einem oder mehreren Fahrzeuginformations-Agenten gesendet werden, in der einen oder mehreren Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten; Berechnen eines optimalen Verkehrsflusses innerhalb der Region basierend auf den empfangenen Informationen; und dynamisches Beibehalten oder Ändern des Zustands einer oder mehrerer Verkehrsleiteinheiten innerhalb der Region, um den berechneten optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.
In wenigstens einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein System zum Optimieren des Verkehrsflusses bereit, das Folgendes umfasst: wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten, der auf einem Fahrzeug angeordnet werden kann, wobei der wenigstens eine Fahrzeuginformations-Agent zum Senden von Informationen in der Lage ist; wenigstens eine mit dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten verbundene Verkehrssynchronisations-Steuereinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrssynchronisations-Steuereinheit Folgendes umfasst: ein Mittel zum Senden verschiedener Informationen in Bezug auf die Fortbewegung wenigstens eines Fahrzeuges innerhalb einer Verkehrsregion; ein Mittel zum Empfangen der gesendeten Informationen in Bezug auf die Fortbewegung des wenigstens einen Fahrzeuges innerhalb einer Verkehrsregion; ein Mittel zum Berechnen eines optimalen Verkehrsflusses innerhalb der Region auf Basis der empfangenen Informationen und ein Mittel zum dynamischen Beibehalten oder Ändern wenigstens eines Verkehrsleitsignals in Reaktion auf den berechneten optimalen Verkehrsfluss, um den optimalen berechneten Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.
In einem Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Optimieren des Verkehrsflusses basierend auf von einem oder mehreren Fahrzeuginformations-Agenten gesendeten Informationen, das Folgendes umfasst:
wenigstens eine mit wenigstens einem Fahrzeuginformations-Agenten verbundene Verkehrssynchronisations-Steuereinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrssynchronisations-Steuereinheit:
von dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten gesendete Informationen empfängt und
basierend auf den empfangenen Informationen einen optimalen Verkehrsfluss innerhalb einer Region berechnet; und
wenigstens eine mit der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit verbundene Verkehrsleiteinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrsleiteinheit:
den berechneten optimalen Verkehrsfluss von der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit empfängt und
Zustände dynamisch beibehält oder ändert, um den berechneten optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die sich auf das Fahrzeug beziehenden Informationen aus der Gruppe ausgewählt, die Folgendes umfasst: Fahrzeugposition, Richtung, Geschwindigkeit, Fahrzeugtyp, geplante Route, Tankfüllstand und Anzahl der Fahrzeuginsassen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das System des Weiteren eine mit der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit verbundene zentrale Einrichtung, wobei die zentrale Einrichtung die sich auf die Fahrzeuge beziehenden Informationen und den berechneten optimalen Verkehrsfluss von jeder der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit empfängt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung berechnet die zentrale Einrichtung basierend auf den Fahrzeuginformationen und den berechneten optimalen Verkehrsflüssen einen aktuellen optimalen Verkehrsfluss.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung gibt die zentrale Einrichtung die Berechnung des aktuellen optimalen Verkehrsflusses an Verkehrsleiteinheiten innerhalb der Region oder in angrenzenden Regionen weiter, um den Verkehrsfluss weiter zu verbessern.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Fahrzeuginformations-Agent Folgendes:
eine Benutzerschnittstelle, wobei es die Benutzerschnittstelle Benutzern ermöglicht, die Einstellungen des Fahrzeuginformations-Agenten einzurichten und anzupassen;
ein Positionsmodul, wobei das Positionsmodul in der Lage ist, eine Vielzahl von Informationen in Bezug auf die räumliche Position des Fahrzeuges bereitzustellen;
ein Fahrzeuginformationsmodul, wobei das Fahrzeuginformationsmodul sich auf das Fahrzeug beziehende Informationen speichert; und,
ein Kommunikationsmodul, wobei das Kommunikationsmodul das Sender und Empfangen von Informationen von einer Verkehrssynchronisations-Steuereinheit oder Verkehrsleiteinheit ermöglicht.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Fahrzeuginformations-Agent des Weiteren eine Datenbank, die in der Lage ist, eine Vielzahl von Informationen und Einstellungen zu speichern.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren die Verkehrssynchronisations-Steuereinheit Folgendes:
ein Fahrzeuginformationsmodul, wobei das Fahrzeuginformationsmodul die Fahrzeuginformationen empfängt und zusammenfasst;
ein Verkehrsleiteinheit-Modul, wobei das Verkehrsleiteinheit-Modul Informationen in Bezug auf den Zustand und die Einstellungen einer jeden der wenigstens einen Verkehrsleiteinheit speichert;
ein Berechnungsmodul, wobei das Berechnungsmodul ein Verkehrsleitsignal bestimmt, das den geeigneten Zustand für jede der einen oder mehreren Verkehrsleiteinheiten enthält;
ein Kommunikationsmodul, wobei das Kommunikationsmodul Kommunikation mit dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten und der wenigstens einen Verkehrsleiteinheit ermöglicht; und,
eine Datenbank, die eine Vielzahl von Informationen und Einstellungen speichern kann.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Verkehrsleiteinheit Folgendes:
ein Signalmodul, wobei das Signalmodul eine Einstellung des Verkehrsleitsignals von der Verkehrssynchronisations-Steuereinheit empfängt;
ein Kommunikationsmodul, wobei das Kommunikationsmodul Kommunikation mit der Verkehrssynchronisations-Steuereinheit ermöglicht; und,
eine Anzeige, wobei die Anzeige in der Lage ist, ein Verkehrsleitsignal bereitzustellen und dynamisch zu ändern.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Verkehrsleiteinheit des Weiteren eine Datenbank, die in der Lage ist, eine Vielzahl von Informationen und Einstellungen zu speichern.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Verkehrsleiteinheit des Weiteren ein Sensormodul, das folgende Fähigkeiten besitzt:
Empfangen und Zusammenfassen einer Vielzahl von fahrzeug- und verkehrsbezogenen Informationen, und,
Erstellen von Brutto-Fahrzeugzählungen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Verkehrssynchronisations-Steuereinheit die empfangenen Informationen zum Identifizieren von Anhäufungen von Fahrzeugen verwendet.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung behält die Verkehrssynchronisations-Steuereinheit den Zustand der wenigstens einen Verkehrsleiteinheit bei oder ändert diesen Zustand, um eine Anhäufung von Fahrzeugen zu bilden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung behält die Verkehrssynchronisations-Steuereinheit den Zustand der wenigstens einen Verkehrsleiteinheit bei oder ändert diesen Zustand, um eine Anhäufung von Fahrzeugen zu teilen.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Optimieren des Verkehrsflusses basierend auf Informationen, die von einem oder mehreren Fahrzeuginformations-Agenten übermittelt werden, das Folgendes umfasst:
Bereitstellen einer oder mehrerer Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten innerhalb einer Region, wobei die eine oder die mehreren Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten in der Lage sind, sich auf ein oder mehrere Fahrzeuge beziehende Informationen zu empfangen und zu senden;
Bereitstellen einer oder mehrerer Verkehrsleiteinheiten innerhalb der Region, wobei die eine oder die mehreren Verkehrsleiteinheiten in der Lage sind, Steuerzustände dynamisch zu ändern;
Empfangen von durch einen oder mehrere Fahrzeuginformations-Agenten gesendeten Informationen in der einen oder den mehreren Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten;
Berechnen eines optimalen Verkehrsflusses innerhalb der Region basierend auf den empfangenen Informationen; und
dynamisches Beibehalten oder Ändern des Zustands einer oder mehrerer Verkehrsleiteinheiten innerhalb der Region, um den berechneten optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die von dem einen oder den mehreren Fahrzeuginformations-Agenten gesendeten Informationen zunächst von einer Verkehrsleiteinheit empfangen und anschließend von der Verkehrsleiteinheit an die eine oder die mehreren Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten gesendet.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung verwendet die Verkehrssynchronisations-Steuereinheit die empfangenen Informationen zum Identifizieren von Anhäufungen von Fahrzeugen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das dynamische Beibehalten oder Ändern des Zustandes einer oder mehrerer Verkehrsleiteinheiten das Bilden von Anhäufungen von Fahrzeugen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet das dynamische Beibehalten oder Ändern des Zustandes einer oder mehrerer Verkehrsleiteinheiten das Teilen von Anhäufungen von Fahrzeugen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren das Senden der sich auf die Fahrzeuge beziehenden Informationen und des berechneten optimalen Verkehrsflusses von jeder der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten an eine zentrale Einrichtung; und
das Berechnen eines aktuellen optimalen Verkehrsflusses basierend auf den Fahrzeuginformationen und berechneten optimalen Verkehrsflüssen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren das Verbreiten der aktuellen Verkehrsflussberechnung an eine oder mehrere Verkehrsleiteinheiten innerhalb der Region oder in angrenzenden Regionen, um den Verkehrsfluss weiter zu verbessern.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren das Senden einer empfohlenen Route an Fahrzeuge wenigstens zum Teil basierend auf der optimierten Verkehrsflussberechnung.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Optimieren des Verkehrsflusses, das Folgendes umfasst:
wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten, der bei einem Fahrzeug angeordnet werden kann, wobei der wenigstens eine Fahrzeuginformations-Agent zum Senden von Informationen in der Lage ist;
wenigstens eine mit dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten verbundene Verkehrssynchronisations-Steuereinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrssynchronisations Steuereinheit Folgendes umfasst:
Mittel zum Senden verschiedener Informationen in Bezug auf die Fortbewegung von wenigstens einem Fahrzeug innerhalb einer Verkehrsregion;
Mittel zum Empfangen der gesendeten Informationen in Bezug auf die Fortbewegung von wenigstens einem Fahrzeug innerhalb einer Verkehrsregion;
Mittel zum Berechnen eines optimalen Verkehrsflusses innerhalb der Region basierend auf den empfangenen Informationen und
Mittel zum dynamischen Beibehalten oder Ändern von wenigstens einem Verkehrsleitsignal in Reaktion auf den berechneten optimalen Verkehrsfluss, um den berechneten optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein System zur Verkehrsflussoptimierung, das Folgendes umfasst:
wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten, der bei einem Fahrzeug angeordnet werden kann, wobei der mindestens eine Fahrzeuginformations-Agent sich auf das Fahrzeug beziehende Informationen sendet;
wenigstens eine mit dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten verbundene Verkehrssynchronisations-Steuereinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrssynchronisations-Steuereinheit:
von dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten gesendete Informationen empfängt und
basierend auf den empfangenen Informationen einen optimalen Verkehrsfluss innerhalb einer Region berechnet; und
wenigstens eine mit der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit verbundene Verkehrsleiteinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrsleiteinheit:
den berechneten optimalen Verkehrsfluss von der Verkehrssynchronisations-Steuereinheit empfängt und
Zustände dynamisch beibehält oder ändert, um den berechneten optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.
In wenigstens einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein System zum Optimieren des Verkehrsflusses bereit, das Folgendes umfasst: wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten, der auf einem Fahrzeug angeordnet werden kann, wobei der wenigstens eine Fahrzeuginformations-Agent sich auf das Fahrzeug beziehende Informationen sendet; wenigstens eine mit dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten verbundene Verkehrssynchronisations-Steuereinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrssynchronisations-Steuereinheit von dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten gesendete Informationen empfängt und auf Basis der empfangenen Informationen einen optimalen Verkehrsfluss innerhalb einer Region berechnet; und wenigstens eine mit der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit verbundene Verkehrsleiteinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrsleiteinheit den berechneten optimalen Verkehrsfluss von der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit empfängt und dynamisch Zustände beibehält oder ändert, um den berechneten optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.
IV. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 veranschaulicht einen Überblick eines Beispiels des Verkehrssynchronisationssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 veranschaulicht ein Blockschaltbild eines Beispiels eines Fahrzeuginformations-Agenten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 veranschaulicht ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Verkehrssynchronisations-Steuereinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 veranschaulicht ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Verkehrsleiteinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5A veranschaulicht ein Beispiel eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5B veranschaulicht ein Beispiel eines optionalen Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 veranschaulicht einen Überblick eines Beispiels des Verkehrssynchronisationssystems gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 veranschaulicht ein Beispiel des Verkehrssynchronisationssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Gebrauch.
Anhand der nun folgenden Beschreibung der Zeichnungen sollten sich dem Fachmann das Verfahren und die Vorrichtung erschließen.
V. Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung offenbart ein System und ein Verfahren zur Verkehrsleitung unter Verwendung eines Netzwerkes aus Empfängern, die mit Verkehrsleiteinheiten und fahrzeugintegrierten Sendern verbunden sind. In wenigstens einer Ausführungsform verwendet die vorliegende Erfindung wenigstens einen Empfänger bzw. eine Verkehrssynchronisations-Steuereinheit (Traffic Synchronization Controller, TSC), der bzw. die mit einer oder mehreren Verkehrsleiteinheiten, wie beispielsweise dynamischen Straßenschildern, Ampeln und Geschwindigkeitsbegrenzungsschildern sowie mit fahrzeugintegrierten Sendern, genannt Fahrzeuginformations-Agent (Vehicle Information Agent, VIA) verbunden ist, um sich auf den Verkehr innerhalb einer festgelegten geografischen Region beziehende Informationen zu erfassen. In wenigstens einer Ausführungsform verwenden das System und Verfahren die erfassten Verkehrsinformationen zum dynamischen Steuern des Zustands der Verkehrsleiteinheiten innerhalb einer festgelegten geografischen Region, um den optimalen Verkehrsfluss innerhalb der festgelegten Region sicherzustellen. In wenigstens einer weiteren Ausführungsform umfasst die vorliegende Erfindung eine mit einer oder mehreren Fahrzeugsynchronisations-Steuereinheiten (TSC) verbundene zentrale Einrichtung, wobei die zentrale Einrichtung Informationen von der einen oder den mehreren TSCs erfasst, dynamisch die zum Sicherstellen des optimalen Verkehrsflusses erforderlichen Anpassungen berechnet und die Änderungen an jede TSC weitergibt. Auf Basis dieser Berechnungen behalten oder ändern die TSCs anschließend den Zustand der zugehörigen Verkehrsleiteinheiten, um den optimalen Verkehrsfluss innerhalb der festgelegten Region sicherzustellen. In unterschiedlichen Ausführungsformen sind die TSCs zu einem eigenständigen Betrieb oder zum Betrieb als Slave für eine gemeinsam genutzte zentrale Verarbeitungseinrichtung in der Lage. Des Weiteren kann der Grad der Eigenständigkeit der TSC entsprechend dem Zustand oder der Leistung des Systems oder entsprechend der Verfügbarkeit der zentralen Verarbeitungseinrichtung angepasst werden.
1 veranschaulicht ein Diagram eines Beispiels eines Verkehrssynchronisationssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System umfasst eine Verkehrssynchronisations-Steuereinheit (Traffic Synchronization Controller, TSC) 110, einen oder mehrere Fahrzeuginformations-Agenten (Vehicle Information Agents, VIAs) 120, 122, 124, 126 und eine oder mehrere Verkehrsleiteinheiten 130, 132, 134, 136. In wenigstens einer Ausführungsform sind die TSC 110, VIAs 120–126 und Verkehrsleiteinheiten 130–136 allesamt mit Kommunikationsmodulen ausgestattet, die das Senden und Empfangen von Informationen ermöglichen. Die Verkehrssynchronisations-Steuereinheit 110 kommuniziert mit den Fahrzeuginformations-Agenten 120, 122, 124, 126 und einer oder mehreren Verkehrsleiteinheiten 130, 132, 134, 136.
In einigen Ausführungsformen ist die Verkehrssynchronisations-Steuereinheit 110 möglicherweise ein programmierbarer Computer, Personalcomputer, Notebook-Computer oder Ähnliches. In einigen Ausführungsformen ist der Fahrzeuginformations-Agent 120 möglicherweise ein programmierbarer Computer, Personalcomputer, Notebook-Computer, Smartphone, Personal Digital Assistant (PDA), integriertes GPS, mobiles GPS-Gerät oder eine integrierte Einpark-Hilfe wie beispielsweise OnStar von der OnStar Corporation, Detroit, Michigan. Die Fahrzeuginformations-Agenten 120, 122, 124, 126 sind jeweils in einem Fahrzeug installiert. Gelangt ein VIA in den Reichweitenbereich einer TSC, überträgt der VIA verschiedene, sich auf das Fahrzeug beziehende Informationen, an die TSC 110. Diese Informationen können beispielsweise die Fahrzeugposition, Richtung, Geschwindigkeit, den Fahrzeugtyp, die geplante Route, den Tankfüllstand, die Anzahl der Fahrzeuginsassen, Benutzerpräferenzen, so zum Beispiel weniger Stopps, mehr kommerzielle Routen und dergleichen umfassen. In einigen Ausführungsformen können die Verkehrsleiteinheiten 130, 132, 134, 136 Ampeln, Straßenschilder und dergleichen sein, die ihren Zustand dynamisch ändern können. Beispiele dieser Verkehrsleiteinheiten umfassen Ampeln, Geschwindigkeitsbegrenzungsschilder, Gefahrenzeichen, Straßenzustandsschilder, Hinweisschilder für Fahrer und Richtzeichen (zum Beispiel umgekehrter Verkehrsfluss, Beschränkungen für nicht mit Fahrgemeinschaften besetzte Fahrzeuge, tages- oder wochenzeitliche Beschränkungen usw.). Die Fahrzeugrouteninformationen liefern eine Vorhersage dafür, wohin das an einem aktuellen Ort befindliche Fahrzeug in der unmittelbaren Zukunft fährt. Benutzerpräferenzen können ebenfalls als Hilfestellung dazu verwendet werden, Fahrzeugrouten vorherzusagen und zu ermöglichen.
Im Gebrauch werden die eine oder die mehreren Verkehrsleiteinheiten 130, 132, 134, 136 innerhalb wenigstens einer Region eines Verkehrssystems, z. B. an einer Vielzahl von ampelgesteuerten Kreuzungen platziert. Nähern sich Fahrzeuge, die mit VIAs 120, 122, 124, 126 ausgestattet sind, der gesteuerten Kreuzung oder einer anderen überwachten Zone, senden die VIAs 120, 122, 124, 126 sich auf das Fahrzeug beziehende Informationen an die TSC 110. Die TSC 110 verwendet diese empfangenen Informationen und berechnet den optimalen Verkehrsfluss in der Region. Anschließend behält oder ändert die TSC 110 den Zustand der Verkehrsleiteinheiten 130, 132, 134, 136, um den berechnetem optimalen Verkehrsfluss zu ermöglichen. Die TSC 110 kann die von den VIAs empfangenen Informationen oder andere Informationen in Bezug auf den berechneten optimalen Verkehrsfluss auch an eine zentrale Einrichtung 140 senden, die außerdem mit anderen (nicht dargestellten) TSCs innerhalb der Region verbunden sein kann. Die zentrale Einrichtung 140 kann diese Informationen auf eine Vielzahl von Arten verwenden, um den Verkehrsfluss innerhalb einer Region zu verbessern, einschließlich Berechnen und Verbreiten eines Steuersignals zum regionalen optimalen Verkehrsfluss an andere TSCs, Vergleichen von Berechnungen zur Verbesserung des Verkehrsflusses, z. B. Tageszeit, Wochentag, besondere Veranstaltung, usw. ebenso wie Bereitstellen eines Verkehrsprotokolls, das für die Planung zukünftiger Verkehrsprojekte verwendet werden kann.
2 veranschaulicht ein Beispiel eines Fahrzeuginformations-Agenten (VIA) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der VIA 200 umfasst eine Benutzerschnittstelle 210, ein Positionsmodul 220, ein Fahrzeuginformationsmodul 230 und ein Kommunikationsmodul 240. Wahlweise kann der VIA 200 eine Datenbank oder ein Speichermedium 250 umfassen. Über die Benutzerschnittstelle 210 kann der Benutzer die Funktionen des VIAs, so zum Beispiel Ziel, beabsichtigte Route, sich auf das Fahrzeug beziehende Informationen, gesendete Informationen, Benutzerpräferenzen und Ähnliches einstellen und Interaktionen damit ausführen. Der VIA 200 kann flexibel zum Senden eines festgelegten Informationsumfanges eingestellt sein. Generell kann jedoch davon ausgegangen werden, dass das System mit einem größeren Umfang an gesendeten Informationen optimalere Entscheidungen für den Verkehrsfluss erzeugen kann. Zu den von dem VIA 200 gesendeten Informationen können beispielsweise Fahrzeugroutendaten, z. B. gemäß ihrer Ermittlung durch eine GPS-Vorrichtung; Fahrzeuggeschwindigkeit; Tankfüllstand, insbesondere in Bezug auf jegliches in den Fahrzeugroutendaten angegebene Endziel; Anzahl der Fahrzeuginsassen; Fahrzeugtyp (Personenkraftfahrzeug, Rettungsfahrzeug, Polizeifahrzeug, Lieferfahrzeug, Großfrachtfahrzeug, usw.) und Ähnliches gehören. Die Signalübertragung von dem VIA 200 an die TSC kann ebenfalls flexibel je nach Systemanforderungen eingestellt sein und kann zum Beispiel kontinuierliche Übertragung, periodische Übertragung, Übertragung als Reaktion auf eine Aufforderung, Übertragung basierend auf der Nähe zu einer Verkehrsleiteinheit oder Übertragung basierend auf der Nähe zu einem vorab festgelegten Standort wie beispielsweise kritische Stellen (bekannte Engpässe, viel befahrene Kreuzungen und Ähnliches) umfassen. Das Positionsmodul 220 bestimmt die geografische Position, Geschwindigkeit, Richtung, das Ziel, die beabsichtigte Route und weitere ähnliche Informationen. Das Positionsmodul 220 kann zum Beispiel einen GPS-Sensor umfassen oder zum Empfangen von Positionsdaten von einer GPS-Einheit ausgelegt sein. Das Fahrzeuginformationsmodul 230 speichert sich auf das Fahrzeug beziehende Informationen, unter Anderem Kraftstofffüllstand, Kraftstoffverbrauch, Fahrzeug-Identifikationsnummer (FIN), Fahrzeugtyp (Personenkraft-, Fracht-, Fernverkehrsfahrzeug, Polizeifahrzeug), Länge, Breite, Höhe, Anzahl der Fahrzeuginsassen, maximale Insassenanzahl, Fahrzeugzustand (gewöhnlicher Transit, Sondertransit, Notfall, Nicht-Notfall, Übersteuerung, verbleibender Kraftstoff, Motortemperatur, aktuelle Geschwindigkeit) usw. Beispiele zu Fahrzeugtyp und -zustand können z. B. ein Polizeifahrzeug auf Routinestreife, einen Krankenwagen auf Rettungsfahrt, einen mit Verspätung fahrenden regionalen Städteschnellbus usw. umfassen. Der zu den verschiedenen Fahrzeugtypen und -zuständen zugehörige Prioritätsgrad kann flexibel auf eine Vielzahl von Prioritätseinstellungen gesetzt werden. Mithilfe dieser Prioritätseinstellungen kann die TSC die Informationen zum Fahrzeugtyp und -zustand zum Einstellen der Verkehrsleiteinheiten verwenden, um einen bevorzugten Verkehrsfluss zu erzielen. Während das den VIA 200, die TSC 300 (nachfolgend) und den TCD 400 (nachfolgend) umfassende Übertragungssystem normalerweise über Drahtlosübertragung z. B. mittels Mobil- oder Breitbandübertragung umgesetzt wird, sind auch andere Übertragungsformen machbar. Des Kommunikationsmodul 240 unterstützt eine Vielzahl von unterschiedlichen Übertragungsplattformen und -protokollen einschließlich Local Area Networks (LAN), Wide Area Networks (WAN), und Ähnliche. Das Kommunikationsmodul 240 befähigt den VIA 200 zur Kommunikation z. B. zum Senden von Datenpaketen unter Verwendung eines Time-Triggered Protocol (TTP) mit anderen Einheiten, unter Anderem TSCs, Verkehrsleiteinheiten, GPS-Geräten und anderen Geräten, die auf kompatiblen Plattformen funktionieren. Die optionale Datenbank bzw. das optionale Speichermedium 250 kann zum Speichern zusätzlicher Informationen, unter Anderem von beispielsweise Benutzerpräferenzen, Fahrzeuginformationen, häufig verwendeten Routen, zuletzt verwendeter Route, Routenwarnungen, Einstellungen zum Umfang gesendeter Informationen und Ähnlichem verwendet werden.
3 veranschaulicht ein Beispiel einer Verkehrssychronisations-Steuereinheit (TSC) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die TSC 300 umfasst ein VIA-Modul 310, ein Verkehrsleiteinheit-Modul 320, ein Berechnungsmodul 330 und ein Kommunikationsmodul 340. Die TSC 300 kann wahlweise auch eine Datenbank oder ein Speichermedium 350 umfassen. Über das Kommunikationsmodul 340 kommuniziert die TSC 300 mit dem VIA und/oder der Verkehrsleiteinheit zum Empfangen von Informationen in Bezug auf das zugehörige Fahrzeug. Das VIA-Modul 310 empfängt die von der TSC 300 erfassten verschiedenen Informationen, einschließlich Subsets an Informationen und fasst diese zusammen. Das Verkehrsleitmodul 320 speichert Informationen zum Zustand sowie Einstellungen für jede zugehörige Verkehrsleiteinheit. Das Berechnungsmodul 330 empfängt Informationen von dem VIA-Modul 310 und dem Verkehrsleiteinheit-Modul 320 und bestimmt ein Verkehrsleitsignal, das die geeignete Einstellung für jede zugehörige Verkehrsleiteinheit umfasst, um den optimalen Verkehrsfluss für die Region zu erzeugen. Das Kommunikationsmodul 340 sendet das Verkehrsleitsignal an die Verkehrsleiteinheiten. Einige Beispiele dahingehend, wie die TSCs den Zustand der zugehörigen Verkehrsleiteinheiten beibehalten oder ändern können, umfassen insbesondere das Anpassen der Schaltphasenlänge von Ampeln (grün, rot und gelb), Synchronisieren der Zeitsteuerung von Ampeln, Staffeln der Zeitsteuerung von Ampeln, Anpassen von Geschwindigkeitsbegrenzungen (sowohl Höchst- als auch Mindestgeschwindigkeit), Ändern von Verkehrsrouten, z. B. Umkehren der Fahrtrichtung einzelner Spuren, Anpassen der Anforderungen an Fahrzeugbesetzung, z. B. Beschränkungen für nicht mit Fahrgemeinschaften besetzte Fahrzeuge, Identifizieren einer „Anhäufung” oder eines „dichten Aufkommens” von Fahrzeugen, Bilden einer „Anhäufung” oder eines „dichten Aufkommens” von Fahrzeugen, Teilen einer „Anhäufung” oder eines „dichten Aufkommens” an Fahrzeugen und Ähnliches. Die optionale Datenbank (oder Speichermedium) 350 kann zum Speichern von zusätzlichen Informationen, unter Anderem von beispielsweise Gesamt-Verkehrsaufkommen, Standardsystemeinstellungen, Gesamt-Fahrzeugtyp, Gesamt-Fahrzeugzustand und Ähnlichem verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen ist die TSC 300 in der Lage, eine Vielzahl von Fahrzeugen als eine einzelne „Anhäufung” oder ein „dichtes Aufkommen” zu verwalten. Um diese Funktion auszuführen, identifiziert die TSC 300 ein oder mehrere Fahrzeug(e) als Führungsfahrzeug(e), ein oder mehrere Fahrzeug(e) als Folgefahrzeug(e) und ein oder mehrere Fahrzeuge) zwischen dem (den) Führungsfahrzeug(en) und dem (den) Folgefahrzeug(en) als „Rest des dichten Aufkommens”. Die „Anhäufung” oder das „dichte Aufkommen” können zum Beispiel durch Identifizieren und Kennzeichnen einer Gruppe von Fahrzeugen bestimmt werden, die allesamt in einem vorab festgelegten zeitlichen Abstand zueinander, zum Beispiel als TCD, einen bestimmten Punkt passiert haben, wobei das erste Fahrzeug bzw. die ersten Fahrzeuge das Führungsfahrzeug ist bzw. die Führungsfahrzeuge sind, das letzte Fahrzeug bzw. die letzten Fahrzeuge das Folgefahrzeug ist bzw. die Folgefahrzeuge sind und Fahrzeuge dazwischen der „Rest des dichten Aufkommens” sind. Mit diesem „Anhäufen” des „dichten Aufkommens” kann die TSC 300 die Gruppe von Fahrzeugen effektiv als eine einzelne Einheit bearbeiten. Während darüber hinaus das Führungsfahrzeug bzw. die Führungsfahrzeuge, das Folgefahrzeug bzw. die Folgefahrzeuge und der „Rest des dichten Aufkommens” im Verlauf der Zeit wechseln können, werden Muster identifiziert, mit denen Fahrzeuge erkannt werden, die sich als „Anhäufungen” oder „dichtes Aufkommen” fortbewegen. Mit diesen erkannten Mustern kann die TSC 300 die TCDs steuern, um die Fahrzeuge im Wesentlichen als einzelnes Fahrzeug oder als Einheit zu verwalten und dadurch den Fahrzeugdurchgang in der Region zu optimieren.
Auf ähnliche Weise kann die TSC 300 mit diesen erkannten Mustern aktiv dichte Aufkommen von Fahrzeugen „zu Anhäufungen formen” und „teilen”, um den Fahrzeugdurchgang noch effektiver zu optimieren. Beginnt bzw. beginnen beispielsweise das Folgefahrzeug bzw. die Folgefahrzeuge einer Anhäufung, zu weit hinter dem Rest des dichten Aufkommens zurückzubleiben, kann die TSC 300 durch Einstellen einer TCD, beispielsweise als rote Ampel, diese Fahrzeuge von diesem dichten Aufkommen trennen, um diese Fahrzeuge für eine weitere sich nähernde Anhäufung aufzuhalten. In demselben Beispiel kann die TCD 300 auch die gesamte Anhäufung an einer roten Ampel aufhalten, um mit weiteren sich nähernden Fahrzeugen, die in dieselbe Richtung geleitet werden, eine größere Anhäufung zu bilden. Das ausschlaggebende Merkmal besteht in der Fähigkeit, Muster zu erkennen und diese Muster anschließend für ein effektiveres Leiten und Steuern des Verkehrsflusses durch das System zu verwenden.
4 veranschaulicht ein Beispiel einer Verkehrsleiteinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Verkehrsleiteinheit 400 umfasst ein Signalmodul 420, eine Anzeige 430 und ein Kommunikationsmodul 440. Die Verkehrsleiteinheit 400 kann wahlweise auch ein Sensormodul und/oder eine Datenbank (oder Speichermedium) 450 umfassen. Über das Kommunikationsmodul 440 kommuniziert die Verkehrsleiteinheit 400 mit der TSC und/oder dem VIA. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Verkehrsleiteinheit direkt mit der TSC, direkt mit dem VIA oder sowohl mit der TSC als auch dem VIA kommunizieren. Das Signalmodul 420 empfängt ein Verkehrsleitsignal von der TSC, das den geeigneten Zustand für die Verkehrsleiteinheit anzeigt. Das Verkehrsleitsignal kann verschiedene Anweisungen zum Beibehalten oder Ändern des Zustands der Verkehrsleiteinheit, unter Anderem Anpassen der Schaltphasenlänge von Ampeln (grün, rot und gelb), Synchronisieren der Zeitsteuerung von Ampeln, Staffeln der Zeitsteuerung von Ampeln, Anpassen von Geschwindigkeitsbegrenzungen (sowohl Höchst- als auch Mindestgeschwindigkeit), Ändern von Verkehrsrouten, z. B. Umkehren der Fahrtrichtung einzelner Spuren, Anpassen der Anforderungen an Fahrzeugbesetzung, z. B. Beschränkungen für nicht mit Fahrgemeinschaften besetzte Fahrzeuge und Ähnliches umfassen. Die Kontrollanzeige 430 liefert eine visuelle Ausgabe des Verkehrsleitsignals. Die Kontrollanzeige 430 kann in einer Vielzahl von Formen von Verkehrsleitanzeigen, insbesondere Ampeln, Geschwindigkeitsbegrenzungsschildern, Gefahrenzeichen, Straßenzustands schildern, Hinweisschildern für Fahrer und Richtzeichen (zum Beispiel umgekehrter Verkehrsfluss, Beschränkungen für nicht mit Fahrgemeinschaften besetzte Fahrzeuge, tages- oder wochenzeitliche Beschränkungen usw.) ausgebildet sein. Das optionale Sensormodul 410 führt ähnliche Funktionen wie das VIA-Modul der TSC aus. Das Sensormodul 410 ist in der Lage, verschiedene fahrzeug-/verkehrsbezogene Informationen, unter Anderem Subsets an Informationen entweder von der TSC oder direkt von dem VIA zu empfangen und zusammenzufassen. Das festgelegte Verhältnis von mit VIA ausgestatteten Fahrzeugen zu nicht mit VIA ausgestatteten Fahrzeugen kann zum Anpassen und Verbessern der TSC-Berechnungen und -Aktionen genutzt werden. Dementsprechend ist das Sensormodul 410 auch in der Lage, unter Verwendung von beispielsweise Eingaben von Kameras und/oder Induktionsschleifen-Systemen (nicht dargestellt) Brutto-Fahrzeugzählungen durchzuführen. Mit den Kameras und/oder Brutto-Fahrzeugzählmechanismen werden die Zuverlässigkeit und das Vorhersagevermögen des Systems dadurch verbessert, dass auch Fahrzeuge berücksichtigt werden, die nicht mit einem VIA ausgestattet sind, und auf diese Weise die TSC den Verkehrsfluss effektiver optimieren kann. Die optionale Datenbank bzw. das optionale Speichermedium 450 können zum Speichern von zusätzlichen Informationen, beispielsweise Gesamtverkehrsaufkommen, zusätzliche Verkehrszählung (vom Sensormodul), Standardsystemeinstellungen, Gesamt-Fahrzeugtyp, Gesamt-Fahrzeugzustand und Ähnliches verwendet werden. Bei Empfang eines Signals von der TSC zum Ändern des Zustands der Verkehrsleiteinheit wird das entsprechende Verkehrsleitsignal an der Verkehrsleiteinheit 400 angezeigt, so dass der Verkehr bei dem Signal geeignet geleitet wird. Auf ähnliche Weise werden die anderen Verkehrsleiteinheiten in dem Netzwerk geeignet gesteuert, um den Verkehrsfluss innerhalb der Region effektiv zu optimieren.
5A veranschaulicht ein Beispiel eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 500 kann von verschiedenen Ausführungsformen der hierin beschriebenen Erfindung zum Erfassen von Informationen in Bezug auf Fahrzeugverkehr innerhalb einer Region und zum Verwenden dieser erfassten Informationen zum dynamischen Beibehalten oder Ändern des Zustands von Verkehrsleiteinheiten innerhalb der Region zur Optimierung des Verkehrsflusses umgesetzt werden. Das Verfahren 500 wird bei 502 durch Empfangen einer Vielzahl von Informationen in Bezug auf ein oder mehrere Fahrzeuge von einem oder mehreren Fahrzeuginformations-Agenten initiiert. Bei 504 werden die Fahrzeuginformationen zum Berechnen eines optimalen Verkehrsflusses innerhalb der Region verwendet. Bei 506 wird der Zustand der einen oder mehreren Verkehrsleiteinheiten dynamisch beibehalten oder verändert, um den berechneten optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.
5B veranschaulicht ein Beispiel eines optionalen Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Verkehrsflussberechnungen, die mit dem in vorstehender 5A ausgeführten Verfahren angestellt werden, können wahlweise zur weiteren Optimierung des Verkehrsflusses innerhalb der Region (oder innerhalb angrenzender Regionen) verwendet werden. Bei 508 werden wahlweise die von dem einen oder mehreren Fahrzeuginformations-Agenten empfangenen Fahrzeuginformationen und jeder berechnete optimale Verkehrsfluss an eine zentrale Einrichtung gesendet. Bei 510 wird auf Basis der Fahrzeuginformationen und jedes berechneten optimalen Verkehrsflusses ein aktueller optimaler Verkehrsfluss berechnet. Bei 512 wird die Berechnung des aktuellen optimalen Verkehrsflusses an Verkehrsleiteinheiten in der Region (oder angrenzenden Regionen) verbreitet, um die Verkehrsleiteinheiten zu steuern, so dass ein optimaler Verkehrsfluss innerhalb der Region und/oder angrenzenden Regionen sichergestellt wird. Wahlweise kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung auf Basis von Berechnungen des optimalen Verkehrsflusses und dem beabsichtigten Ziel des Fahrzeuges (empfangen vom GPS) auch eine empfohlene Route oder Routenänderungsinformationen an Fahrzeuge senden.
Wie dies im weiteren Verlauf noch ausführlicher beschrieben wird, können die Fahrzeuginformationsmodule (VIAs) auch Informationen zur Identität des Fahrzeuges und seines Zustandes (z. B. ein Polizeifahrzeug auf Routinestreife, ein Krankenwagen auf einer Rettungsfahrt, ein mit Verspätung fahrender regionaler Städteschnellbus usw.) umfassen und diese Informationen zu einer nutzbringenden Entschleunigung des Verkehrs mit nützlicher Wirkung verwenden. Diese fahrzeugintegrierten Komponenten können auf vielfach unterschiedliche Weise ausgebildet sein, unter Anderem in integrierte GPS, mobile GPS, OnStar- oder andere ähnliche Einheiten eingebaut sein. Um sicherzustellen, dass Informationen ausschließlich von fahrenden Fahrzeugen gesendet werden (im Gegensatz zu geparkten Autos, einer mit einer Mobileinheit laufenden Person, usw.), kann die TSC die Position mit der Identität des Fahrzeuges abgleichen, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug geparkt ist, in einen Unfall, Stau usw. verwickelt ist. Als Optimierung kann der VIA Übertragungen auch auf solche Zeiten begrenzen, in denen der VIA in Bewegung ist, zum Beispiel bei einer Mindestgeschwindigkeit, die größer als normale Laufgeschwindigkeit ist.
TSCs können mit Ampeln, Verkehrsleitschildern mit dynamischen Anzeigen (z. B. Geschwindigkeitsbegrenzungsschilder, Stopp/Vorfahrtsschilder usw.) verbunden sein, oder sie können einfach an kritischen Verkehrsstellen positioniert werden, um dem Gesamt-TSC-Netzwerk (z. B. entlang eines freien Highwayabschnittes) Informationen zu liefern. TSCs erfassen von VIAs innerhalb ihrer Region gesendete Informationen und können diese Informationen in einer gegebenen Implementierung zum Steuern der mit ihr verbundenen Verkehrsleiteinheiten verwenden. Die TSC sendet die erfassten Informationen an eine zentrale Einrichtung, die die Eingabe aller TSCs zusammenfasst und diese dann zum Berechnen aller erforderlichen Einstellungen an jeder Verkehrsleiteinheit in dem System verwendet. Ein Beispiel dafür, wie die TSC zum Optimieren des Verkehrsflusses verwendet wird, wird im Folgenden in Bezug auf 7 überblicksartig beschrieben.
6 veranschaulicht einen Überblick eines Beispiels des Verkehrssynchronisationssystems gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 600 umfasst eine oder mehrere Verkehrssynohronisations-Steuereinheiten (TSCs) 610, 620, einen oder mehrere Fahrzeuginformations-Agenten (VIAs) 620, 622, 624, 626, 628, 630, 632 und eine oder mehrere Verkehrsleiteinheiten 640, 642, 644, 646, 648, 650. In wenigstens einer Ausführungsform sind alle TSCs 610, 612, VIAs 620–632 und Verkehrsleiteinheiten 640–650 jeweils mit Kommunikationsmodulen ausgestattet, die das Senden und Empfangen von Informationen ermöglichen. Die TSCs 610, 612 kommunizieren mit der einen oder mehreren Verkehrsleiteinheiten 640–650. Die Verkehrsleiteinheiten 640–650 kommunizieren sowohl mit der einen oder den mehreren TSCs 610, 612 als auch dem einen oder den mehreren VIAs 620–632.
Obgleich die in 6 dargestellte alternative Ausführungsform eine andere Anordnung aufweist, umfasst sie ähnliche Komponenten wie die Ausführungsform des in 1 dargestellten Verkehrssynchronisationssystems. Die VIAs 620–632 befinden sich in jedem Fahrzeug. In dieser Ausführungsform kommunizieren die VIAs 620–632 jedoch mit den Verkehrsleiteinheiten 640–650. Begibt sich ein VIA 620–632 in den Reichweitenbereich einer der Verkehrsleiteinheiten 640–650, überträgt der VIA verschiedene, sich auf das zugehörige Fahrzeug beziehende Informationen an die Verkehrsleiteinheit. Diese Informationen können beispielsweise Fahrzeugposition, Richtung, Geschwindigkeit, Fahrzeugtyp, geplante Route, Tankfüllstand, Anzahl der Fahrzeuginsassen und Ähnliches umfassen. Die Verkehrsleiteinheiten 640–650 können beispielsweise Ampeln, Straßenschilder und Ähnliches umfassen, die zum dynamischen Ändern ihres Zustands in der Lage sind. Beispiele dieser Verkehrsleiteinheiten umfassen Ampeln, Geschwindigkeitsbegrenzungsschilder, Gefahrenzeichen, Straßenzustandsschilder, Hinweisschilder für Fahrer und Richtzeichen (zum Beispiel umgekehrter Verkehrsfluss, Beschränkungen für nicht mit Fahrgemeinschaften besetzte Fahrzeuge, tages- oder wochenzeitliche Beschränkungen usw.). Die Fahrzeugrouteninformationen liefern eine Vorhersage dazu, wohin das sich an einem aktuellen Ort befindende Fahrzeug in der unmittelbaren Zukunft fahren wird.
Im Gebrauch ist die eine oder sind die mehreren Verkehrsleiteinheiten 640–650 innerhalb wenigstens einer Region eines Verkehrssystems, z. B. an einer Vielzahl von mit Ampeln gesteuerten Kreuzungen platziert. Nähern sich die mit VIAs 620–632 ausgestatteten Fahrzeuge der gesteuerten Kreuzung oder einer anderen überwachten Zone, senden die VIAs 620–632 sich auf das Fahrzeug beziehende Informationen an die Verkehrsleiteinheit 640–650. Die Verkehrsleiteinheiten 640–650 senden diese Informationen an die TSC 610 oder 612. Die Verkehrsleiteinheiten 640–650 können diese Informationen entweder in dem Maße gesendet werden, wie sie empfangen werden, oder die empfangenen Informationen können gespeichert und periodisch, z. B. in kurzen Intervallen, je nachdem, was erforderlich ist, gesendet werden. Die TSCs 610, 612 erfassen diese gesendeten Informationen und berechnen den optimalen Verkehrsfluss in der Region. Um den berechneten optimalen Verkehrsfluss zu ermöglichen, senden die TSCs 610, 612 anschließend Anweisungen zum geeigneten Beibehalten oder Ändern ihres Zustands an die Verkehrsleiteinheiten 640–650.
Die TSCs 610, 612 können die von den Verkehrsleiteinheiten 640–650 empfangenen Informationen sowie andere Informationen zu dem berechneten optimalen Verkehrsfluss auch an eine zentrale Einrichtung 660 senden, die ebenfalls mit anderen TSCs (nicht dargestellt) verbunden sein kann. Die zentrale Einrichtung 660 kann diese Informationen auf eine Vielzahl von Arten verwenden, um den Verkehrsfluss innerhalb der Region zu verbessern, so zum Beispiel zum Berechnen und Verbreiten eines Steuersignals an andere TSCs für einen optimalen regionalen Verkehrsfluss, zum Vergleichen von Berechnungen zum Verbessern des Verkehrsflusses, z. B. Tageszeit, Wochentag, Großveranstaltung, usw. sowie zum Bereitstellen eines Verkehrsprotokolls, das zum Planen zukünftiger Verkehrsprojekte verwendet werden kann.
7 veranschaulicht ein Beispiel des Verkehrssynchronisationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung im Gebrauch. Im Folgenden wird das Verkehrssynchronisationssystem 700 in Bezug auf das Steuern des Verkehrsflusses innerhalb der durch den Kartenausschnitt definierten Region beschrieben. In seiner dargestellten Form umfasst das Verkehrssynchronisationssystem 700 eine Verkehrssynchronisations-Steuereinheit (TSC1) 710, dynamische Stoppschilder 712, 714, 716, 718, ein dynamisches Geschwindigkeitsbegrenzungsschild 720, eine Ampel 722, eine Verkehrssynchronisations-Steuereinheit (TSC2) 730, eine Ampel 732, ein dynamisches Geschwindigkeitsbegrenzungsschild 734 und eine zentrale Verarbeitungseinheit 740. Die TSC1 710 ist mit den dynamischen Stoppschildern 712, 714, 716, 718, dem dynamischen Geschwindigkeitsbegrenzungsschild 720 und der Ampel 722 verbunden. Die TSC2 730 ist mit der Ampel 732 und dem dynamischen Geschwindigkeitsbegrenzungsschild 734 verbunden. TSC1 und TSC2 sind beide mit der zentralen Verarbeitungseinrichtung 740 verbunden.
Im Hinblick auf innerhalb der Region vorhandenen Verkehr werden die folgenden Annahmen, Parameter und Überlegungen berücksichtigt. Zuerst sei angenommen, dass Segment eins in der Wilson Road, Jones Road und Smith Road aktuell jeweils eine Verkehrshäufigkeit von 30 Fahrzeugen pro Minute und eine Durchgangskapazität von 30 Fahrzeugen pro Minute bei der für jede Straße geltenden Geschwindigkeitsbegrenzung aufweist. Zweitens sei angenommen, dass Segment zwei einer jeden Straße 30 Fahrzeuge pro Minute befördern kann und aktuell Häufigkeiten von 24–28 Fahrzeugen pro Minute (über einen vorgeschriebenen Zeitraum) aufweist. Drittens sei angenommen, dass Segment 3 der Wilson Road eine Durchgangskapazität von 30 Fahrzeugen pro Minute aufweist und seine aktuelle Häufigkeit bei 30 Fahrzeugen pro Minute liegt. Viertens ist zu beachten, dass das System aktuell anscheinend einen stabilen Verkehrsfluss aufrechterhält und scheinbar keine Anpassungen der Verkehrsleitsysteme erforderlich sind. Fünftens sollte beachtet werden, dass die von der TSC1 710, welche (über die Verkehrsleiteinheiten 712, 714, 716, 718) mit der Kreuzung Wilson Road & Smith Road und (über die Verkehrsleiteinheit 722) mit der Kreuzung Wilson Road & Jones Road verbunden ist, und die von der TSC2 730, welche (über die Verkehrsleiteinheit 732) mit der Kreuzung Jones Road & Smith Road verbunden ist, empfangenen Informationen anzeigen, dass die Anzahl von Fahrzeugen, die von der Smith Road in nördlicher Richtung rechts auf die Jones Road abbiegen werden und die Anzahl von Fahrzeugen, die von der Jones Road in südlicher Richtung rechts auf die Wilson Road abbiegen werden, zu einem Stau beginnend in Segment 3 der Wilson Road und dann weiterführend zu einem Stau in Segment 2 sowohl für die Jones Road als auch für die Wilson Road führen werden.
Ausgehend von diesen Annahmen, Parametern und Überlegungen stellen TSC1 710 und TSC2 730 des Verkehrssynchronisations-Steuersystems 700 die geeigneten Berechnungen an und senden auf Basis dieser Berechnungen Verkehrsleitsignale an die zugehörige Verkehrsleiteinheit, um den drohenden Verkehrsstau zu verhindern und einen optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region sicherzustellen. Die TSC1 710 sendet ein Verkehrsleitsignal an das dynamische Geschwindigkeitsbegrenzungsschild 720 in Segment 1 der Wilson Road, um die Geschwindigkeit des Verkehrs herabzusetzen. Die TSC1 710 sendet auch an die Ampel 722 an der Kreuzung Wilson Road und Jones Road ein Verkehrsleitsignal, um die Länge der Grünphase in Richtung des Staus, d. h. in südlicher und östlicher Richtung, leicht zu verkürzen. Gleichzeitig sendet die TSC2 730 ein Verkehrsleitsignal an das dynamische Geschwindigkeitsbegrenzungsschild 734 in Segment 1 der Jones Road, um die Geschwindigkeit des Verkehrs herabzusetzen. Die TSC2 730 sendet darüber hinaus ein Verkehrsleitsignal an die Ampel 732 an der Kreuzung Smith Road/Jones Road, um die Länge der Grünphase in Richtung des Verkehrsstaus, d. h. in westlicher und nördlicher Richtung, leicht zu verkürzen. Mit diesen Anpassungen kann der Verkehr verlangsamt und die Verkehrsstockung in Richtung des möglichen Staus gemildert werden. Des Weiteren können die Informationen von der TSC1 710 und der TSC2 730 an die zentrale Verarbeitungseinrichtung 740 gesendet und zum Berechnen von aktuellen optimalen Verkehrssteuerungen auf Basis der Informationen von beiden TSCs verwendet werden. Des Weiteren können dynamische Schilder (nicht dargestellt) verwendet werden, um Fahrer darauf aufmerksam zu machen, bei Vorhersage eines Staus durch das Verkehrssynchronisationssystem 700 freiwillig alternative Strecken zu nutzen.
Hierbei sollte beachtet werden, dass ein TSC-Netzwerk zwangsläufig Grenzen hat. So können beispielsweise zwei benachbarte Gemeinden jeweils ein TSC-Netzwerk, z. B. System 1 und System 2 implementieren. Diese zwei Systeme können für eine Kooperation miteinander oder einen eigenständigen Betrieb eingestellt werden. In jedem Fall kann man Verbesserungen hinsichtlich des Verkehrsflusses erwarten. Werden die Systeme jedoch für eine Kooperation eingestellt, kann System 1 System 2 über das Verkehrsaufkommen (Menge, Häufigkeit) informieren, das gemäß seinen Erwartungen in seinem eigenen geografischen Gebiet (Region) aufkommen und in System 2 eintreten wird. System 2 kann diese Informationen anschließend zum Berechnen von Anpassungen an seinem eigenen System verwenden. Selbst wenn die Systeme nicht miteinander in Kooperation stehen, wird es dennoch beachtliche Verbesserungen des Verkehrsflusses geben. So wurde beispielsweise der das System 1 verlassende Verkehr von dem TSC-Netzwerk verlangsamt, um den bestmöglichen Verkehrsfluss zu erzielen. Tritt der das System 1 verlassende Verkehr in das System 2 ein, werden die von der Steuerung auf das System 1 angewendeten Vorteile von System 2 umgesetzt. Sobald der Verkehr in System 2 eintritt und auf eine TSC trifft, wird er Bestandteil der Planung und Koordination (Optimierung) von System 2.
Des Weiteren wird mit zunehmender Anzahl der mit VIA ausgestatteten Fahrzeuge innerhalb des Systems die Effektivität des Systems gesteigert. Jeder Fahrzeuginformations-Agent kann von seinem Bediener zum Senden eines Informationsumfangs eingestellt werden. Generell kann davon ausgegangen werden, dass die ISO mit größeren Umfängen an Informationen optimalere Entscheidungen für den Verkehrsfluss treffen kann. Die an beliebigen Orten erfassten Gesamt-Fahrzeuginformationen können jeweils zum Anpassen des Zustands der Verkehrsleiteinheit verwendet werden, und einem Netzwerk aus TSCs können auch dazugehörige Subsets von Daten bereitgestellt werden, die z. B. durch die lokale TSC verbreitet (d. h. „gepusht”) werden. Zusätzlich zu den lokal erfassten Daten können die TSCs auch diese gemeinsam verwendeten Daten zum Anpassen ihres eigenen Zustands verwenden. Dadurch kann jede TSC den besten aktuellen Zustand für die mit ihr verbundenen Verkehrsleiteinheiten festlegen, um einen optimalen Verkehrsfluss für eine geografische Region zu erzeugen. TSCs können auch Zustandsänderungen der mit ihr verbundenen Verkehrsleiteinheiten an alle anderen TSCs in dem Netzwerk verbreiten.
Die Grenzen des TSC-Netzwerkes können veränderbar oder unveränderbar, symmetrisch oder asymmetrisch sein und von Ort zu Ort variieren. So kann das Netzwerk beispielsweise an einem Ort weitere TSCs umfassen, die sich alle innerhalb der zwei „Sprünge” der lokalen TSC befinden. Das heißt demzufolge, es liegt eine TSC zwischen der am weitesten entfernt positionierten TSC und der lokalen TSC. Alternativ dazu kann der Umfang des Netzwerkes anhand der Reichweite der von einzelnen TSCs gesendeten Informationen bestimmt werden. Des Weiteren kann sich die Grenze entsprechend der Tageszeit, dem Verkehrsaufkommen oder anderen ähnlichen Staus beeinflussenden Faktoren ändern. Die Grenzen müssen nicht symmetrisch sein. Die Länge, d. h. die Anzahl an ,Sprüngen', von TSCs entlang einer spezifischen Achse, die durch eine Straße oder eine geografische Ausrichtung (z. B. Ost-West) oder der am weitesten entfernt positionierten TSC definiert ist, kann größer sein als die entlang anderer Achsen. TSCs arbeiten mit Nebenbedingungen, wodurch kleinst- und größtmögliche Zeiträume zwischen Zustandsänderungen vorgegeben sind. Es können auch andere Nebenbedingungen vorhanden sein. So kann beispielsweise Polizei- und Rettungsfahrzeugen aufgrund eines Notfalls an ihrem Zielort eine bevorzugte Zeiteinteilung entlang ihrer Route bereitgestellt werden. Auf ähnliche Weise kann einem öffentlichen Verkehrsmittel eine hohe Priorität eingeräumt werden, wenn das Fahrzeug mit Verspätung auf einer Route fährt.
Da TSCs fortlaufend Informationen erfassen, die die Fahrzeuganzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit für jeglichen Ort und Zeitpunkt beinhalten, sind sie in der Lage, die Effektivität ihrer gemeinsamen Entscheidungen zur Zustandsänderung zu erfassen. Auf diese Weise können sie lernen, ihr Verhalten anzupassen und so einen nahezu optimalen Verkehrsfluss in verschiedene Richtungen erzielen. Die Systeme sind darüber hinaus in der Lage, Vorhersagen an das TSC-Netzwerk weiterzugeben. Ist beispielsweise bekannt, dass sich eine große Menge Verkehr zu einer bestimmten Zeit, in einem bestimmten Gebiet und/oder entlang bestimmter Straßen anhäuft, kann diese Information von dem TSC-Netzwerk verwendet werden, um proaktiv Anpassungen vorzunehmen, um dieses Gebiet noch vor Eintritt eines solchen Ereignisses von Verkehr zu entlasten. Sollte es sich bei dem Ereignis um ein wiederkehrendes Ereignis wie beispielsweise Verkehr aufgrund von täglichem Pendleraufkommen, Konzerten oder einem College-Footballspiel handeln, kann das TSC-Netzwerk frühere Fälle nutzen, um den Erfolg für die Aufrechterhaltung eines guten Verkehrsflusses einzuschätzen und im Verlauf der Zeit fortlaufende Verbesserungen vorzunehmen.
Die TSCs sind in der Lage, mit einem oder mehreren VIAs und/oder einer oder mehreren TCDs zu kommunizieren. Die TSCs kommunizieren in allen Ausführungsformen mit wenigstens einem VIA oder einer TCD. In verschiedenen Ausführungsformen können die TSCs auch mit einer Vielzahl von VIAs und/oder einer Vielzahl von TCDs kommunizieren.
Die TSC kann mit einem oder mehreren VIAs und/oder einer oder mehreren TCDs kommunizieren. So kann in einer gegebenen Ausführungsform von den zwei Typen von Einheiten, mit denen die TSC kommunizieren kann (VIA und TCD), diese entweder mit einer oder beiden Typen kommunizieren, und muss allerdings auf jeden Fall mit wenigstens einem dieser Typen kommunizieren. Hinsichtlich der Typen von Einheiten, mit denen sie kommuniziert, kann sie mit einer oder mehreren Einheiten kommunizieren.
Die Erfindung kann als reine Hardware-Ausführungsform, als reine Software-Ausführungsform oder als Ausführungsform ausgelegt sein, die sowohl Hardware- als auch Softwareelemente enthält. In wenigstens einer beispielhaften Ausführungsform ist die Erfindung in Software implementiert, die unter Anderem Firmware, residente Software, Mikrocode usw. umfasst.
Des Weiteren kann die Erfindung als Computerprogrammprodukt ausgebildet sein, das für ein vom Computer nutzbares oder lesbares Medium zugänglich ist, welches einen Programmcode zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Computer oder einem Befehlsausführungssystem bereitstellt. Im Sinne dieser Beschreibung kann ein von einem Computer nutzbares oder lesbares Medium jegliche Vorrichtung sein, die das Programm zur Nutzung durch das oder in Verbindung mit dem Befehlsausführungssystem, der Vorrichtung oder der Einheit enthalten, speichern, kommunizieren, verbreiten oder transportieren kann.
Das Medium kann ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches oder Halbleitersystem (oder eine entsprechende Vorrichtung oder Einheit) oder ein Weitergabemedium sein. Beispiele eines von einem Computer lesbaren Mediums umfassen einen Halbleiter- oder Solid-State-Speicher, ein Magnetband, eine entnehmbare Computerdiskette, einen Arbeitsspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), eine stabile Magnetplatte und eine optische Platte. Aktuelle Beispiele von optischen Platten umfassen CD-Nur-Lese-Speicher (CD-ROM), Schreib-/Lese-CD (CD-R/W) und DVD.
Ein Datenverarbeitungssystem, das zum Speichern und/oder Ausführen von Programmcode geeignet ist, umfasst wenigstens einen Prozessor, der über einen Systembus direkt oder indirekt mit Speicherelementen verbunden ist. Die Speicherelemente können während der eigentlichen Programmausführung eingesetzte lokale Speicher, Massenspeicher und Caches umfassen, die temporäre Speicher von wenigstens einigen Programmcodes bereitstellen, um die Anzahl der erforderlichen Male an Aufrufen des Codes während der Ausführung aus dem Massenspeicher zu reduzieren.
Eingabe-/Ausgabe- beziehungsweise E-/A-Einheiten (unter Anderem Tastaturen, Anzeigen, Zeigegeräte, usw.) können über zwischengeschaltete Ein-/Ausgabecontroller entweder direkt oder indirekt mit dem System verbunden werden.
Es können auch Netzadapter mit dem System verbunden werden, so dass das Datenverarbeitungssystem über dazwischenliegende private oder öffentliche Netze mit weiteren Datenverarbeitungssystemen oder fernen Druckern oder Speichereinheiten verbunden werden kann. Modems, Kabelmodems, kabellose Datenmodems und Ethernet-Karten sind nur einige wenige der gegenwärtig erhältlichen Typen von Netzadaptern.
Der Fachmann wird verstehen, dass die vorliegende Erfindung als computerimplementiertes Verfahren, programmierter Computer, Datenverarbeitungssystem, Signal, und/oder Computerprogramm umgesetzt werden kann. Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung als reine Hardware-Ausführungsform, reine Software-Ausführungsform oder als Ausführungsform ausgebildet sein, die Software- und Hardwareaspekte vereint. Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung als Computerprogramm auf einem computernutzbaren Speichermedium mit einem in dem Medium implementierten computernutzbaren Programmcode ausgebildet sein. Es kann jedes geeignete computerlesbare Medium, unter Anderem Festplatten, CD-ROMs, optische Speichereinheiten, Trägersignale-/wellen oder andere Speichereinheiten verwendet werden.
Der Computerprogrammcode für das Ausführen der Operationen der vorliegenden Erfindung kann in einer Vielzahl von Computerprogrammiersprachen geschrieben werden. Der Programmcode kann als eigenständiges Softwarepaket vollständig auf wenigstens einem Datenverarbeitungsgerät ausgeführt werden, oder er kann teils auf einem Datenverarbeitungsgerät und teils auf einem fernen Computer ausgeführt sein. Im letzteren Fall kann der ferne Computer über ein LAN oder WAN (beispielsweise Intranet) direkt mit einem Datenverarbeitungsgerät verbunden sein, oder die Verbindung kann indirekt über einen externen Computer (beispielsweise über das Internet, ein sicheres Netzwerk oder eine Kombination dieser beiden) hergestellt werden.
Es versteht sich, dass jeder Block der Ablaufdiagramm- und Blockschaltbildillustrationen durch Anweisungen und/oder Mittel eines Computerprogramms implementiert werden kann. Diese Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines Mehrzweckcomputers, Spezialzweckcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung zur Herstellung einer Maschine bereitgestellt werden, und zwar so, dass mit den Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder anderen Datenverarbeitungsgerätes ausgeführt werden, Mittel zur Implementierung der in den Ablaufplänen oder Blockschaltbildern spezifizierten Funktionen geschaffen werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können auf eine Vielzahl von Arten miteinander kombiniert werden. Des Weiteren können die in den Figuren veranschaulichten Schritte und die Anzahl der dargestellten verschiedenen Schritte abweichend von den dargestellten gestaltet werden.
Hierbei sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt werden kann und nicht im Sinne einer Einschränkung durch die hierin beschriebenen Ausführungsformen erachtet werden sollte; vielmehr werden die hierin beschriebenen Ausführungsformen angeführt, um eine gründliche und vollständige Offenbarung bereitzustellen und den Fachleuten den Umfang der Erfindung vollauf zu vermitteln. Die begleitenden Zeichnungen veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Obgleich die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit bestimmten beispielhaften Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Anhand der vorstehenden Lehre können Fachleute alternative Ausführungsformen, Beispiele und Modifizierungen umsetzen, die immer noch in den Umfang der Erfindung fallen.
Fachleute werden verstehen, dass verschiedene Anpassungen und Modifizierungen der vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen konfiguriert werden können, ohne dabei vom Umfang und Gedanken der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist zu beachten, dass die Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche auch auf eine andere Weise als die hierin speziell beschriebene konfiguriert werden kann.

Claims

System zum Optimieren des Verkehrsflusses basierend auf von einem oder mehreren Fahrzeuginformations-Agenten gesendeten Informationen, das Folgendes umfasst: wenigstens eine mit wenigstens einem Fahrzeuginformations-Agenten verbundene Verkehrssynchronisations-Steuereinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrssynchronisations-Steuereinheit: von dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten gesendete Informationen empfängt und basierend auf den empfangenen Informationen einen optimalen Verkehrsfluss innerhalb einer Region berechnet; und wenigstens eine mit der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit verbundene Verkehrsleiteinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrsleiteinheit: den berechneten optimalen Verkehrsfluss von der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit empfängt und Zustände dynamisch beibehält oder ändert, um den berechneten optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.
System nach Anspruch 1, wobei die sich auf das Fahrzeug beziehenden Informationen aus der Gruppe ausgewählt sind, die Folgendes umfasst: Fahrzeugposition, Richtung, Geschwindigkeit, Fahrzeugtyp, geplante Route, Tankfüllstand und Anzahl der Fahrzeuginsassen.
System nach Anspruch 1 oder 2, des des Weiteren eine mit der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit verbundene zentrale Einrichtung umfasst, wobei die zentrale Einrichtung die sich auf die Fahrzeuge beziehenden Informationen und den berechneten optimalen Verkehrsfluss von jeder der wenigstens einen Verkehrssynchronisations-Steuereinheit empfängt.
System nach Anspruch 3, wobei die zentrale Einrichtung basierend auf den Fahrzeuginformationen und den berechneten optimalen Verkehrsflüssen einen aktuellen optimalen Verkehrsfluss berechnet.
System nach Anspruch 4, wobei die zentrale Einrichtung die Berechnung des aktuellen optimalen Verkehrsflusses an Verkehrsleiteinheiten innerhalb der Region oder in angrenzenden Regionen weitergibt, um den Verkehrsfluss weiter zu verbessern.
System nach einem der Ansprüche 1–5, wobei der Fahrzeuginformations-Agent Folgendes umfasst: eine Benutzerschnittstelle, wobei es die Benutzerschnittstelle Benutzern ermöglicht, die Einstellungen des Fahrzeuginformations-Agenten einzurichten und anzupassen; ein Positionsmodul, wobei das Positionsmodul in der Lage ist, eine Vielzahl von Informationen in Bezug auf die räumliche Position des Fahrzeuges bereitzustellen; ein Fahrzeuginformationsmodul, wobei das Fahrzeuginformationsmodul sich auf das Fahrzeug beziehende Informationen speichert; und, ein Kommunikationsmodul, wobei das Kommunikationsmodul das Senden und Empfangen von Informationen von einer Verkehrssynchronisations-Steuereinheit oder Verkehrsleiteinheit ermöglicht.
System nach einem der Ansprüche 1–6, wobei der Fahrzeuginformations-Agent des Weiteren eine Datenbank umfasst, die in der Lage ist, eine Vielzahl von Informationen und Einstellungen zu speichern.
System nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die Verkehrssynchronisations-Steuereinheit Folgendes umfasst: ein Fahrzeuginformationsmodul, wobei das Fahrzeuginformationsmodul die Fahrzeuginformationen empfängt und zusammenfasst; ein Verkehrsleiteinheit-Modul, wobei das Verkehrsleiteinheit-Modul Informationen in Bezug auf den Zustand und die Einstellungen einer jeden der wenigstens einen Verkehrsleiteinheit speichert; ein Berechnungsmodul, wobei das Berechnungsmodul ein Verkehrsleitsignal bestimmt, das den geeigneten Zustand für jede der einen oder mehreren Verkehrsleiteinheiten enthält; ein Kommunikationsmodul, wobei das Kommunikationsmodul Kommunikation mit dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten und der wenigstens einen Verkehrsleiteinheit ermöglicht; und, eine Datenbank, die eine Vielzahl von Informationen und Einstellungen speichern kann.
System nach einem der Ansprüche 1–8, wobei die Verkehrsleiteinheit Folgendes umfasst: ein Signalmodul, wobei das Signalmodul eine Einstellung des Verkehrsleitsignals von der Verkehrssynchronisations-Steuereinheit empfängt; ein Kommunikationsmodul, wobei das Kommunikationsmodul Kommunikation mit der Verkehrssynchronisations-Steuereinheit ermöglicht; und, eine Anzeige, wobei die Anzeige in der Lage ist, ein Verkehrsleitsignal bereitzustellen und dynamisch zu ändern.
System nach einem der Ansprüche 1–9, wobei die Verkehrsleiteinheit des Weiteren ein Sensormodul umfasst, das folgende Fähigkeiten besitzt: Empfangen und Zusammenfassen einer Vielzahl von fahrzeug- und verkehrsbezogenen Informationen, und, Erstellen von Brutto-Fahrzeugzählungen.
System nach einem der Ansprüche 1–10, wobei die Verkehrs synchronisations-Steuereinheit die empfangenen Informationen zum Identifizieren von Anhäufungen von Fahrzeugen verwendet.
System nach einem der Ansprüche 1–11, wobei die Verkehrssynchronisations-Steuereinheit den Zustand der wenigstens einen Verkehrsleiteinheit beibehält oder ändert, um eine Anhäufung von Fahrzeugen zu bilden.
Computer-implementiertes Verfahren zum Optimieren des Verkehrsflusses basierend auf Informationen, die von einem oder mehreren Fahrzeuginformations-Agenten übermittelt werden, das Folgendes umfasst: Bereitstellen einer oder mehrerer Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten innerhalb einer Region, wobei die eine oder die mehreren Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten in der Lage sind, sich auf ein oder mehrere Fahrzeuge beziehende Informationen zu empfangen und zu senden; Bereitstellen einer oder mehrerer Verkehrsleiteinheiten innerhalb der Region, wobei die eine oder die mehreren Verkehrsleiteinheiten in der Lage sind, Steuerzustände dynamisch zu ändern; Empfangen von durch einen oder mehrere Fahrzeuginformations-Agenten gesendeten Informationen in der einen oder den mehreren Verkehrssynchronisations-Steuereinheiten; Berechnen eines optimalen Verkehrsflusses innerhalb der Region basierend auf den empfangenen Informationen; und dynamisches Beibehalten oder Ändern des Zustands einer oder mehrerer Verkehrsleiteinheiten innerhalb der Region, um den berechneten optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.
System zum Optimieren des Verkehrsflusses, das Folgendes umfasst: wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten, der bei einem Fahrzeug angeordnet werden kann, wobei der wenigstens eine Fahrzeuginformations-Agent zum Senden von Informationen in der Lage ist; wenigstens eine mit dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten verbundene Verkehrssynchronisations-Steuereinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrssynchronisations-Steuereinheit Folgendes umfasst: Mittel zum Senden verschiedener Informationen in Bezug auf die Fortbewegung von wenigstens einem Fahrzeug innerhalb einer Verkehrsregion; Mittel zum Empfangen der gesendeten Informationen in Bezug auf die Fortbewegung von wenigstens einem Fahrzeug innerhalb einer Verkehrsregion; Mittel zum Berechnen eines optimalen Verkehrsflusses innerhalb der Region basierend auf den empfangenen Informationen und Mittel zum dynamischen Beibehalten oder Ändern von wenigstens einem Verkehrsleitsignal in Reaktion auf den berechneten optimalen Verkehrsfluss, um den berechneten optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.
System zur Verkehrsflussoptimierung, das Folgendes umfasst: wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten, der bei einem Fahrzeug angeordnet werden kann, wobei der mindestens eine Fahrzeuginformations-Agent sich auf das Fahrzeug beziehende Informationen sendet; wenigstens eine mit dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten verbundene Verkehrssynchronisations-Steuereinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrssynchronisations-Steuereinheit: von dem wenigstens einen Fahrzeuginformations-Agenten gesendete Informationen empfängt und basierend auf den empfangenen Informationen einen optimalen Verkehrsfluss innerhalb einer Region berechnet; und wenigstens eine mit der wenigstens einen Verkehrs synchronisations-Steuereinheit verbundene Verkehrsleiteinheit, wobei die wenigstens eine Verkehrsleiteinheit: den berechneten optimalen Verkehrsfluss von der Verkehrssynchronisations-Steuereinheit empfängt und Zustände dynamisch beibehält oder ändert, um den berechneten optimalen Verkehrsfluss innerhalb der Region zu ermöglichen.