DE102013227144A1 - Traffic communication station and method for operating a traffic communication station - Google Patents
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Abstract
Die erfindungsgemäße Verkehrskommunikationsstation (RSU) ist zur Kommunikation mit entsprechend ausgerüsteten Fahrzeugen (V), wie z.B. Straßenfahrzeugen, Kraftfahrzeugen, Fahrrädern oder Schienenfahrzeugen geeignet. Sie verfügt erfindungsgemäß über eine richtungssensitive Antenne (A) sowie über eine Empfangseinrichtung (RX) zum Empfangen von durch die Fahrzeuge (V) gesendeten Funksignalen mittels der richtungssensitiven Antenne (A). Weiterhin weist die Verkehrskommunikationsstation (RSU) eine mit der Empfangseinrichtung (RX) gekoppelte Erfassungseinrichtung (EE) zum Erfassen einer Verkehrstopologie der Fahrzeuge (V) anhand der empfangenen Funksignale auf. Darüber hinaus verfügt die Verkehrskommunikationsstation (RSU) über eine mit der Erfassungseinrichtung (EE) gekoppelte Antennensteuerung (AS) zum dynamischen Ausrichten einer Richtcharakteristik der richtungssensitiven Antenne (A) abhängig von der erfassten Verkehrstopologie. The traffic communication station (RSU) according to the invention is for communicating with suitably equipped vehicles (V), e.g. Road vehicles, motor vehicles, bicycles or rail vehicles. It has, according to the invention, a direction-sensitive antenna (A) and a receiving device (RX) for receiving radio signals transmitted by the vehicles (V) by means of the direction-sensitive antenna (A). Furthermore, the traffic communication station (RSU) has a detection device (EE) coupled to the receiving device (RX) for detecting a traffic topology of the vehicles (V) on the basis of the received radio signals. In addition, the traffic communication station (RSU) has an antenna controller (AS) coupled to the detection device (EE) for dynamically aligning a directional characteristic of the direction-sensitive antenna (A) as a function of the detected traffic topology.
Description
Seit vielen Jahren ist zu beobachten, dass die Verkehrsdichte, insbesondere in Ballungsgebieten stetig zunimmt. Infolge dieses anhaltenden Trends ist eine effiziente Verkehrssteuerung und Verkehrsverwaltung für den Straßen- und Schienenverkehr unerlässlich. Neben der bekannten Steuerung von Verkehrsströmen durch z.B. herkömmliche Ampeln oder Signale gewinnen Verkehrskommunikationssysteme, bei denen zur Verkehrsinfrastruktur gehörige Steueranlagen direkt mit einem jeweiligen Fahrzeug kommunizieren, zunehmend an Bedeutung. Diese Technik wird in der Fachwelt häufig als Vehicle-to-X-Communication, abgekürzt V2X, bezeichnet. Die im Verkehr installierten Verkehrskommunikationsstationen, z.B. eine zur Kommunikation mit Fahrzeugen fähige Ampel, werden hierbei häufig als Roadside-Units, abgekürzt RSU, und ihre Gegenstellen im Fahrzeug als Onboard-Units, abgekürzt OBU, bezeichnet. Die RSUs und die OBUs können z.B. Verkehrsinformation, Statusinformation und/oder Warnungen in Echtzeit übermitteln, um z.B. einen Fahrer frühzeitig über einen Stau oder kritische Situation zu informieren oder um seitens der RSU Verkehrsdaten zu erfassen und z.B. Ampelphasen an die aktuelle Verkehrssituation anzupassen. Ein weiteres Beispiel für eine solche V2X-Kommunikation ist die elektronische Erfassung von Straßenmaut mit über Autobahnen angebrachten RSUs die mit den OBUs der vorbeifahrenden Fahrzeuge kommunizieren. For many years it has been noticeable that traffic density is steadily increasing, especially in conurbations. As a result of this continuing trend, efficient traffic management and traffic management for road and rail transport is essential. In addition to the known control of traffic flows by e.g. Conventional traffic lights or signals are increasingly gaining in importance in traffic communication systems in which control systems associated with the traffic infrastructure communicate directly with a respective vehicle. This technique is often referred to in the art as Vehicle-to-X-Communication, abbreviated V2X. The traffic communication stations installed in traffic, e.g. A traffic light capable of communicating with vehicles is often referred to herein as roadside units, RSU for short, and their counterparts in the vehicle are referred to as onboard units, abbreviated OBUs. The RSUs and the OBUs may e.g. Transmit traffic information, status information and / or warnings in real time, e.g. to inform a driver early about a traffic jam or critical situation, or to collect traffic data from the RSU, e.g. Adjust traffic light phases to the current traffic situation. Another example of such V2X communication is the electronic detection of road tolls with RSUs mounted over highways communicating with OBUs of passing vehicles.
Üblicherweise sind RSUs, wie z.B. Ampeln oder Mauterfassungsstationen, normiert und werden fest an dafür vorgesehenen Stellen im Verkehr installiert. Da die möglichen Verkehrssituationen und spezifischen örtlichen Gegebenheiten, z.B. hinsichtlich Straßenführung, Bebauung, Funkabschattung etc. eine große Variationsbreite aufweisen, ist die Kommunikationsreichweite einer installierten RSU allerdings in vielen Fällen verringert. Usually, RSUs, such as e.g. Traffic lights or toll collection stations, normalized and permanently installed in designated places in traffic. Since the possible traffic situations and specific local conditions, e.g. With regard to road guidance, building development, radio shading, etc. have a wide range of variations, the communication range of an installed RSU, however, is reduced in many cases.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verkehrskommunikationsstation mit verbesserter Kommunikationsreichweite anzugeben. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Verkehrskommunikationsstation anzugeben. It is an object of the present invention to provide a traffic communication station with improved communication range. It is a further object of the invention to provide a method for operating a traffic communication station.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Verkehrskommunikationsstation mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer Verkehrskommunikationsstation mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9. This object is achieved by a traffic communication station having the features of
Die erfindungsgemäße Verkehrskommunikationsstation ist zur Kommunikation mit entsprechend ausgerüsteten Fahrzeugen, wie z.B. Straßenfahrzeugen, Kraftfahrzeugen, Fahrrädern oder Schienenfahrzeugen geeignet. Die Verkehrskommunikationsstation verfügt erfindungsgemäß über eine richtungssensitive Antenne, wie z.B. eine sog. Phased-Array-Antenne, ein Antennenarray oder eine andere Richtantenne sowie über eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von durch die Fahrzeuge gesendeten Funksignalen mittels der richtungssensitiven Antenne. Weiterhin weist die Verkehrskommunikationsstation eine mit der Empfangseinrichtung gekoppelte Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Verkehrstopologie der Fahrzeuge anhand der empfangenen Funksignale auf. Die Verkehrstopologie kann beispielsweise Information über die Straßen- oder Schienentopologie, Verkehrsrichtung, Entfernung der Fahrzeuge, Verkehrsfluss, Verkehrsdichte, Verkehrsgeschwindigkeit, allgemeine Verkehrsmuster oder andere räumliche Beziehungen oder Anordnungen der Fahrzeuge und der Verkehrsinfrastruktur umfassen. Insbesondere kann die Verkehrstopologie auch zeitabhängig sein. Darüber hinaus verfügt die Verkehrskommunikationsstation über eine mit der Erfassungseinrichtung und der richtungssensitiven Antenne gekoppelte Antennensteuerung zum dynamischen Ausrichten einer Richtcharakteristik der richtungssensitiven Antenne abhängig von der erfassten Verkehrstopologie. The traffic communication station according to the invention is for communication with suitably equipped vehicles, e.g. Road vehicles, motor vehicles, bicycles or rail vehicles. According to the invention, the traffic communication station has a direction-sensitive antenna, such as e.g. a so-called. Phased array antenna, an antenna array or other directional antenna and a receiving device for receiving radio signals transmitted by the vehicles by means of the direction-sensitive antenna. Furthermore, the traffic communication station has a detection device coupled to the receiving device for detecting a traffic topology of the vehicles on the basis of the received radio signals. The traffic topology may include, for example, information about the road or rail topology, traffic direction, vehicle distance, traffic flow, traffic density, traffic speed, general traffic patterns or other spatial relationships or arrangements of the vehicles and the traffic infrastructure. In particular, the traffic topology can also be time-dependent. In addition, the traffic communication station has an antenna controller coupled to the detection device and the direction-sensitive antenna for dynamically aligning a directional characteristic of the direction-sensitive antenna depending on the detected traffic topology.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Verkehrskommunikationsstation werden von den Fahrzeugen gesendete Funksignale mittels der richtungssensitiven Antenne empfangen und die Verkehrstopologie anhand der empfangenen Funksignale erfasst. Die Richtcharakteristik der richtungssensitiven Antenne wird dann abhängig von der erfassten Verkehrstopologie dynamisch ausgerichtet. According to the method according to the invention for operating a traffic communication station, radio signals transmitted by the vehicles are received by means of the direction-sensitive antenna and the traffic topology is detected on the basis of the received radio signals. The directional characteristic of the directional antenna is then dynamically aligned depending on the detected traffic topology.
Die Richtcharakteristik, häufig auch als Antennencharakteristik bezeichnet, kann insbesondere derart ausgerichtet werden, dass eine oder mehrere Haupt- und/oder Nebenkeulen der richtungssensitiven Antenne auf die konkret und aktuell vorliegenden Verkehrsströme und/oder -Richtungen ausgerichtet werden. Auf diese Weise kann sowohl die Empfangsreichweite als auch die Sendereichweite der richtungssensitiven Antenne erheblich erhöht werden. Dies erlaubt es, die Funkabdeckung auch in funktechnisch unübersichtlichem Gelände und bei wechselnden Verkehrssituationen dynamisch an die aktuell vorliegende Verkehrs- und/oder Umgebungssituation anzupassen. Die Anpassung kann automatisch während des Betriebs erfolgen, so dass der Einstellungsaufwand bei der Installation der Verkehrskommunikationsstation reduziert werden kann. Darüber hinaus kann aufgrund der Verbesserung der Funkabdeckung die Sendeleistung und damit der Energieverbrauch der Verkehrskommunikationsstation verringert werden. The directional characteristic, frequently also referred to as antenna characteristic, can in particular be oriented such that one or more main and / or side lobes of the directionally sensitive antenna are aligned with the actual and currently present traffic streams and / or directions. In this way, both the reception range and the transmission range of the direction-sensitive antenna can be significantly increased. This makes it possible to dynamically adapt the radio coverage to the current traffic and / or environmental situation even in radioically unclear terrain and in changing traffic situations. The adjustment can be done automatically during operation, so that the setup effort in the installation of the traffic communication station can be reduced. In addition, due to the improvement of the radio coverage, the transmission power and thus the power consumption of the traffic communication station can be reduced.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Erfassungseinrichtung zur Auswertung einer durch ein jeweiliges Fahrzeug gesendeten Statusmeldung über einen Status des Fahrzeugs und/oder einer gesendeten Ortsinformation über einen Ort des Fahrzeugs eingerichtet sein. Die Erfassung der Verkehrstopologie kann dann abhängig von der ausgewerteten Statusmeldung und/oder Ortsinformation erfolgen. According to an advantageous development of the invention, the detection device can be set up to evaluate a status message sent by a respective vehicle about a status of the vehicle and / or a transmitted location information about a location of the vehicle. The detection of the traffic topology can then take place depending on the evaluated status message and / or location information.
Die Ortsinformation kann beispielsweise die von einem GPS-Empfänger (GPS: Global Positioning System) des Fahrzeugs bestimmte Fahrzeugposition oder andere GPS-Daten umfassen. Aus den von den Fahrzeugen empfangenen Fahrzeugpositionen kann die Verkehrskommunikationsstation eine Karte der Verkehrstopologie, wie z.B. des Verkehrsflusses, der Verkehrsrichtung, der Verkehrsdichte, der Verkehrsgeschwindigkeit und/oder allgemeiner Verkehrsmuster erstellen. Die Ausrichtung der Richtcharakteristik der richtungssensitiven Antenne kann dann abhängig von der oder den erstellten Karten erfolgen. The location information may include, for example, the vehicle position determined by a GPS (Global Positioning System) receiver or other GPS data. From the vehicle positions received by the vehicles, the traffic communication station may obtain a map of the traffic topology, such as the traffic information. traffic flow, traffic direction, traffic density, traffic speed and / or general traffic pattern. The alignment of the directional characteristic of the directional antenna can then be done depending on the or created maps.
Die Statusmeldung kann Information über den aktuellen Status, wie z.B. Geschwindigkeit, Brems- oder Beschleunigungszustand des sendenden Fahrzeugs umfassen. The status message may contain information about the current status, e.g. Speed, braking or acceleration state of the transmitting vehicle include.
Vorteilhafterweise kann die Verkehrskommunikationsstation ein Lernmodul zum Erfassen und Erkennen von Mustern in der erfassten Verkehrstopologie aufweisen. Als Muster können beispielsweise bestimmte Richtungs-, Dichte-, Geschwindigkeits- und/oder Durchflussmuster des Verkehrs erkannt, analysiert und/oder gelernt werden. Die Muster können vorzugsweise in ihrer zeitlichen Variation (z.B. Stoßzeiten / ruhige Zeiten, Wochentag / Wochenende) erfasst, analysiert und fortlaufend bei der Ausrichtung der Antenne berücksichtigt werden. Advantageously, the traffic communication station may have a learning module for detecting and recognizing patterns in the detected traffic topology. For example, certain directional, density, velocity and / or flow patterns of the traffic can be recognized, analyzed and / or learned as a pattern. The patterns may preferably be detected in their temporal variation (e.g., peak times / quiet times, day of the week / weekend), analyzed and taken into account continuously in alignment of the antenna.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Verkehrskommunikationsstation eine Sendeeinrichtung zum Senden von Funksignalen zu den Fahrzeugen aufweisen. Auf diese Weise können die Fahrzeuge durch die Verkehrskommunikationsstation abhängig von der aktuellen Verkehrssituation oder den darin erkannten Mustern gesteuert werden. Zu diesem Zweck kann in der Verkehrskommunikationsstation eine Verkehrssteuerung vorgesehen sein. According to an advantageous development of the invention, the traffic communication station may have a transmitting device for transmitting radio signals to the vehicles. In this way, the vehicles can be controlled by the traffic communication station depending on the current traffic situation or patterns detected therein. For this purpose, a traffic control can be provided in the traffic communication station.
Weiterhin können durch die Verkehrskommunikationsstation Funksignale zu einem Fahrzeug gesendet werden, wobei das Fahrzeug eine Güte der empfangenen Funksignale bestimmt und eine Rückmeldung über diese Güte zur Verkehrskommunikationsstation sendet. Die Richtcharakteristik der richtungssensitiven Antenne kann dann abhängig von der empfangenen Rückmeldung ausgerichtet werden. Auf diese Weise kann die Verkehrskommunikationsstation die korrekte Ausrichtung bzw. die Funkabdeckung der richtungssensitiven Antenne verifizieren oder nachbessern. Dies ist insbesondere bei komplexen Verkehrsumgebungen, z.B. bei Funkabschattung durch Gebäude oder Bäume sehr vorteilhaft. Furthermore, by the traffic communication station, radio signals may be sent to a vehicle, the vehicle determining a quality of the received radio signals and sending a feedback on that quality to the traffic communication station. The directional characteristic of the direction-sensitive antenna can then be aligned depending on the received feedback. In this way, the traffic communication station can verify or correct the correct orientation or coverage of the directionally sensitive antenna. This is especially true in complex traffic environments, e.g. in radio shading by buildings or trees very beneficial.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
Dabei zeigen jeweils in schematischer Darstellung: In each case show in a schematic representation:
In
Die Verkehrskommunikationsstation RSU verfügt über eine richtungssensitive Antenne A, z.B. eine sog. Phased-Array-Antenne, ein Antennenarray oder eine andere Richtantenne. Die richtungssensitive Antenne A weist sowohl beim Senden als auch beim Empfangen von Funksignalen eine Richtwirkung auf, d.h. sie kann beim Senden ihre Sendeenergie und beim Empfangen ihre Empfangsempfindlichkeit in eine oder mehrere Raumrichtungen konzentrieren und auf diese Weise vorgebbare Funkabdeckungsmuster bilden. Bei Verwendung einer elektronischen Phased-Array-Antenne kann die Richtcharakteristik sogar ohne mechanische Bewegung der Antenne A in sehr flexibler Weise elektronisch gesteuert werden. Insbesondere können durch elektronische Steuerung auch mehrere Vorzugsrichtungen, sog. Haupt- oder Nebenkeulen, nahezu unabhängig voneinander dynamisch eingestellt werden und so auch komplexe Funkabdeckungsmuster, z.B. entlang von nicht rechtwinkligen Straßenverläufen realisiert werden. The traffic communication station RSU has a directional antenna A, e.g. a so-called. phased array antenna, an antenna array or other directional antenna. The directional antenna A has a directivity in both transmission and reception of radio signals, i. It can concentrate its transmission energy when transmitting and receive its reception sensitivity in one or more spatial directions and thus form predeterminable radio coverage patterns. When using an electronic phased array antenna, the directional characteristic can be controlled electronically even without mechanical movement of the antenna A in a very flexible manner. In particular, electronic control can also be used to set several preferred directions, so-called main lobes or side lobes, dynamically almost independently of one another, and thus also complex radio coverage patterns, e.g. be realized along non-rectangular road courses.
Weiterhin weist die Verkehrskommunikationsstation RSU einen Funksender TX als Sendeeinrichtung sowie einen Funkempfänger RX als Empfangseinrichtung auf, die jeweils mit der Antenne A gekoppelt sind. Der Funksender TX und der Funkempfänger RX dienen zum Austausch von Funksignalen mit am Verkehr teilnehmenden Fahrzeugen, wie z.B. Straßenfahrzeugen, Kraftfahrzeugen, Fahrrädern oder Schienenfahrzeugen. Darüber hinaus enthält die Verkehrskommunikationsstation RSU eine mit dem Funkempfänger RX gekoppelte Erfassungseinrichtung EE zum Erfassen einer Verkehrstopologie der Fahrzeuge anhand der von den Fahrzeugen empfangenen Funksignale. Die Verkehrskommunikationsstation RSU verfügt ferner über eine mit der Antenne A gekoppelte Antennensteuerung AS zum dynamischen Ausrichten der Richtcharakteristik der Antenne A abhängig von der erfassten Verkehrstopologie. So können z.B. anhand der erfassten Verkehrstopologie die Richtungen der Verkehrsströme bzw. der Straßenverlauf ermittelt werden und verschiedene Haupt- oder Nebenkeulen der Antenne A in die ermittelten Richtungen ausgerichtet werden. Furthermore, the traffic communication station RSU has a radio transmitter TX as a transmitting device and a radio receiver RX as a receiving device, each with the antenna A are coupled. The radio transmitter TX and the radio receiver RX serve to exchange radio signals with vehicles participating in the traffic, such as road vehicles, motor vehicles, bicycles or rail vehicles. In addition, the traffic communication station RSU contains a detection device EE coupled to the radio receiver RX for detecting a traffic topology of the vehicles on the basis of the radio signals received by the vehicles. The traffic communication station RSU further has an antenna controller AS coupled to the antenna A for dynamically aligning the directional characteristic of the antenna A as a function of the detected traffic topology. For example, based on the detected traffic topology, the directions of the traffic flows or the course of the road can be determined and different main or side lobes of the antenna A can be aligned in the determined directions.
Die Erfassungseinrichtung EE umfasst ihrerseits ein Lernmodul LM zum Erfassen und Erkennen von Mustern in der erfassten Verkehrstopologie. Mittels des Lernmoduls LM kann die Verkehrskommunikationsstation RSU die Richtung und andere Parameter des oder der Verkehrsflüsse gewissermaßen lernen. Ferner weist die Erfassungseinrichtung EE ein mit dem Funksender TX sowie der Antennensteuerung AS gekoppeltes Anpassungsmodul AM zur Anpassung einer räumlichen, richtungsspezifischen und/oder zeitlichen Funkabdeckung der Antenne A an die erfasste Verkehrstopologie. Die Funkabdeckung kann vorzugsweise auf die gelernten Verkehrsflüsse ausgerichtet werden. Insbesondere kann das Anpassungsmodul AS die Sendeleistung des Funksenders TX richtungsspezifisch an die erfasste Verkehrstopologie anpassen. The detection device EE in turn comprises a learning module LM for detecting and recognizing patterns in the detected traffic topology. By means of the learning module LM, the traffic communication station RSU can to a certain extent learn the direction and other parameters of the traffic flow or flows. Furthermore, the detection device EE has a matching module coupled to the radio transmitter TX and the antenna controller AS for adapting a spatial, direction-specific and / or temporal radio coverage of the antenna A to the detected traffic topology. The radio coverage may preferably be aligned with the learned traffic flows. In particular, the adaptation module AS can adapt the transmission power of the radio transmitter TX in a direction-specific manner to the detected traffic topology.
Die Verkehrskommunikationsstation RSU weist ferner eine mit der Erfassungseinrichtung EE gekoppelte Speichereinrichtung DB auf, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Datenbank realisiert ist. Die Datenbank DB dient zum Speichern einer von der Erfassungseinrichtung EE erstellten Karte MAP der Verkehrstopologie. Eine solche Datenbank oder eine darin gespeicherte Karte wird häufig auch als „neighbour table“ bezeichnet. Die Karte MAP kann mit Hilfe der gelernten Verkehrsflüsse erstellt werden. Sie enthält unter Anderem Information über den Straßenverlauf, hier z.B. eine Straßeneinmündung, über die Position der Verkehrskommunikationsstation RSU sowie über die Verkehrsflüsse und deren Dichte. In der in
Weiterhin verfügt die Verkehrskommunikationsstation RSU über eine mit der Erfassungseinrichtung EE sowie dem Funksender TX gekoppelte Verkehrssteuerung VS. Diese kann über eigene Rechenkapazität zur Analyse, Simulation und/oder Optimierung des Verkehrsflusses verfügen und/oder mit einem übergeordneten Verkehrssteuerungssystem (nicht dargestellt) gekoppelt sein, das eine übergeordnete Steuerung, Lenkung und/oder Optimierung des Verkehrsflusses erlaubt (z.B. eine „grüne Welle“). Die Verkehrssteuerung VS kann auch mit anderen RSUs und/oder OBUs von Fahrzeugen kommunizieren, um deren Verkehrs- und/oder Statusdaten zu analysieren und abhängig davon die Steuerung des Verkehrs zu optimieren. Furthermore, the traffic communication station RSU has a traffic control system VS. coupled to the detection device EE and to the radio transmitter TX. The latter can have its own computing capacity for analysis, simulation and / or optimization of the traffic flow and / or be coupled to a higher-level traffic control system (not shown) which permits higher-level control, steering and / or optimization of the traffic flow (eg a "green wave"). ). The traffic controller VS may also communicate with other RSUs and / or OBUs of vehicles to analyze their traffic and / or status data and, depending thereon, to optimize the control of the traffic.
Die
Im Lernmodus empfängt die Verkehrskommunikationsstation RSU fortlaufend Statusmeldungen sowie Ortsinformation von den in der Nähe befindlichen Fahrzeugen V über deren Status bzw. Ort. Die empfangenen Meldungen werden von einem jeweiligen Fahrzeug V etwa alle 100 bis 500 ms gesendet. Aus den empfangenen Ortsinformationen werden die Trajektorien der Fahrzeuge V ermittelt und in der Datenbank DB gespeichert. In the learning mode, the traffic communication station RSU continuously receives status messages as well as location information from the nearby vehicles V about their status or location. The received messages are transmitted by a respective vehicle V approximately every 100 to 500 ms. The trajectories of the vehicles V are determined from the received location information and stored in the database DB.
Alternativ oder ergänzend kann der Ort, die Richtung und/oder die Trajektorie der Fahrzeuge V bestimmt werden, indem die Antenne A von der Antennensteuerung AS zumindest zeitweilig so angesteuert wird, dass sie eine ausgeprägte Richtwirkung ausbildet, so dass die Richtung der von einem jeweiligen Fahrzeug empfangenen Funksignale bestimmt werden kann. Alternatively or additionally, the location, the direction and / or the trajectory of the vehicles V be determined by the antenna A is at least temporarily controlled by the antenna controller AS so that it forms a pronounced directivity, so that the direction of the received signals from a respective vehicle signals can be determined.
Anhand der ermittelten Trajektorien kann die Verkehrstopologie der Straßeneinmündung ermittelt werden, hier insbesondere der Straßen- bzw. Verkehrsverlauf sowie die Richtung und Geschwindigkeit der Verkehrsflüsse. Die Verkehrstopologie wird in der Karte MAP gespeichert. On the basis of the determined trajectories, the traffic topology of the road junction can be determined, in particular the road or traffic course as well as the direction and speed of the traffic flows. The traffic topology is stored in the map MAP.
Die ermittelten Trajektorien der Fahrzeuge V sind in
Basierend auf der ermittelten Verkehrstopologie bestimmt die Verkehrskommunikationsstation RSU ein vorteilhaftes Funkabdeckungsmuster, das entlang des Straßenverläufe bzw. Verkehrsflüsse ausgerichtet ist, um so die Funkreichweite entlang der Straßen zu erhöhen. Durch die Antennensteuerung AS wird die Richtcharakteristik der Antenne A gemäß dem ermittelten Funkabdeckungsmuster eingestellt, wodurch die Verkehrskommunikationsstation RSU in eine zweite, durch
Wie in
In einem weiteren Schritt kann die Funkabdeckung der Antenne A abhängig von einer ermittelten Verkehrsdichte konfiguriert werden. Zu diesem Zweck ermittelt die Verkehrskommunikationsstation RSU mittels des Lernmoduls LM anhand der erfassten Verkehrstopologie, ob und/oder in welcher Weise sich z.B. Fahrzeugwarteschlangen entlang der Straßen bilden. Abhängig davon kann die Richtcharakteristik der Antenne A durch die Antennensteuerung AS derart eingestellt werden, dass eine oder mehrere besonders ausgeprägte Richtkeulen auf Abschnitte mit besonders hoher Fahrzeugdichte ausgerichtet werden. Dies kann insbesondere zeitabhängig und dynamisch erfolgen. In a further step, the radio coverage of the antenna A can be configured as a function of a determined traffic density. For this purpose, the traffic communication station RSU determines, by means of the learning module LM on the basis of the detected traffic topology, whether and / or in which way, e.g. Make vehicle queues along the roads. Depending on this, the directional characteristic of the antenna A can be adjusted by the antenna controller AS such that one or more particularly pronounced straightening lobes are aligned with sections with a particularly high vehicle density. This can in particular be time-dependent and dynamic.
Eine derartige Ausrichtung ist in
Im Lernmodus kann die Funkabdeckung noch weiter anhand der fortlaufend ermittelten Verkehrstopologie optimiert werden. Die Verkehrskommunikationsstation RSU kann für eine vorbestimmte Zeit, z.B. eine Woche im Lernmodus verbleiben, um anschließend in einen Normalbetriebsmodus mit ausgerichteter Antenne überzugehen. Der Übergang vom Lernmodus in den Normalbetriebsmodus kann auch dadurch ausgelöst werden, dass festgestellt wird, dass sich die Verkehrstopologie nur noch geringfügig ändert. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die Verkehrskommunikationsstation RSU vom Normalbetriebsmodus wieder in den Lernmodus übergeht, falls festgestellt wird, dass sich die Verkehrstopologie wesentlich ändert. In the learning mode, the radio coverage can be further optimized on the basis of the continuously determined traffic topology. The traffic communication station RSU can operate for a predetermined time, e.g. remain in the learning mode for a week to then go into a normal operating mode with an aligned antenna. The transition from the learning mode to the normal operating mode can also be triggered by the fact that it is determined that the traffic topology changes only slightly. Accordingly, provision can be made for the traffic communication station RSU to return from the normal operating mode to the learning mode if it is determined that the traffic topology substantially changes.
Zu diesem Zweck aber auch unabhängig davon können Änderungen der Verkehrstopologie fortlaufend erfasst und ausgewertet werden. So können Unterschiede der Verkehrsflüsse während der Stoßzeiten und außerhalb davon oder unter der Woche und an Wochenenden jeweils straßen- und richtungsspezifisch erfasst und ausgewertet werden. Abhängig davon kann das Funkabdeckungsmuster dynamisch so ausgerichtet werden, dass möglichst viele Fahrzeuge per Funk erreicht und Funknachrichten von möglichst vielen Fahrzeugen empfangen werden können. For this purpose but also independently of this, changes in the traffic topology can be continuously recorded and evaluated. Thus, differences in traffic flows can be recorded and evaluated in each case during the rush hours and outside of it, or during the week and at weekends, depending on the road and the direction. Depending on this, the radio coverage pattern can be dynamically aligned so that as many vehicles as possible can be reached by radio and radio messages from as many vehicles as possible can be received.
Die Funkkommunikation zwischen Verkehrskommunikationsstation RSU und den Fahrzeugen V kann weiter verbessert werden, indem die Verkehrskommunikationsstation RSU von den Fahrzeugen V eine Rückmeldung über die Güte oder Feldstärke der von den Fahrzeugen V empfangenen Funksignale anfordert. Anhand dieser Rückmeldungen von den Fahrzeugen V kann die Verkehrskommunikationsstation RSU dann die Funkabdeckung verifizieren und/oder die Richtcharakteristik so modifizieren oder regeln, dass die tatsächliche Funkabdeckung einer Soll-Funkabdeckung möglichst nahekommt. The radio communication between the traffic communication station RSU and the vehicles V can be further improved by the traffic communication station RSU requesting from the vehicles V a feedback on the quality or field strength of the radio signals received by the vehicles V. On the basis of this feedback from the vehicles V, the traffic communication station RSU can then verify the radio coverage and / or modify or direct the directional characteristic so that the actual radio coverage comes as close as possible to a desired radio coverage.
Durch die Rückmeldungen kann die Funkabdeckung besonders effektiv an tatsächlich vorliegende oder wechselnde Funkverhältnisse angepasst werden, z.B. an Funkabschattung durch Gebäude oder Bäume. Through the feedback, the radio coverage can be adapted particularly effectively to actual or changing radio conditions, e.g. on radio shading by buildings or trees.
Claims (13)
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