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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dynamischen Steuerung einer Signalanlage.
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Zur Steuerung eines Verkehrsflusses von beispielsweise Fahrzeugen auf einer Straße werden u.a. Signalanlagen wie z.B. Ampeln eingesetzt. Das Steuern des Verkehrsflusses wird dabei über eine Steuerung von Phasen der Signalanlagen erreicht. Beispielsweise können dabei der Umschaltzeitpunkt bzw. die Länge einer Rot-, Gelb- und/oder Grünphasen der Signalanlage gesteuert werden.
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Die Verfahren zur Steuerung von Signalanlagen lassen sich dabei in drei Generationen einteilen. Verfahren der ersten Generation sind die sogenannten Festzeitsteuerungen. Dabei wird die Signalanlage nach einem vorbestimmten Plan gesteuert, nach welchem die verschiedenen Phasen abgearbeitete werden. Diese Festzeitsteuerungen sind sehr robust, jedoch nicht flexibel. In der Praxis werden daher an einer Signalanlage meist mehrere Pläne vorgehalten. Diese sind beispielsweise an verschiedene Verkehrssituationen angepasst, wobei sich die Verkehrssituationen typischerweise an der Tageszeit orientieren.
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Verfahren der zweiten Generation sind die sogenannten verkehrsadaptiven oder dynamischen Steuerungen der Signalanlage. Die dynamischen Verfahren sind der Festzeitsteuerung deutlich überlegen, was ihre Effizienz bezüglich der sogenannten Verlust- oder Wartezeit von Fahrzeugen im Zulauf der Signalanlage angeht. Die Verlustzeit bezeichnet dabei die Zeit, die ein Fahrzeug an einer Signalanlage gegenüber einem Idealfall verliert, wobei das Fahrzeug im Idealfall die Signalanlage ohne Geschwindigkeitsreduktion passieren kann. Dynamische Verfahren basieren zumeist auf Grundlage von Messgrößen, die über lokale Detektoren, z.B. über eine Induktionsschleife, einer Signalanlage erfasst werden. Ein weit verbreitetes Verfahren zur dynamischen Steuerung von Signalanlagen ist die sogenannte Zeitlückensteuerung. Diese entscheidet anhand weniger, möglichst einfach zu erhebender Messgrößen, ob eine aktuelle Phase der Signalanlage verlängert wird oder ob eine neue Phase geschaltet wird. Die Messgröße ist dabei die aktuelle Zeitlücke, wobei die aktuelle Zeitlücke die Zeit bezeichnet, die seit der letzten Passage eines Fahrzeugdetektors durch ein Fahrzeug verstrichen ist. Wenn die Zeitlücke bzw. die verstrichene Zeit größer ist als eine kritische Zeitlücke, kann die aktuell laufende Phase abgebrochen werden und die Signalanlage wechselt in die nächste Phase. Auf diese Weise kann auf relativ einfache Weise die Steuerung beispielsweise der Grünphase auf Basis der aktuellen Verkehrslage erfolgen. Zusätzlich ist auch eine Auswertung der Belegung eines lokalen Detektors der Signalanlage möglich, wobei die Zeit, die sich Fahrzeuge über dem lokalen Detektor befunden haben, ausgewertet wird. Hierbei erfolgt also eine Steuerung der Signalanlage auf Basis der Zeitlücke und weiteren Daten zur Fahrzeugbelegung des Zulaufs der Signalanlage.
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Verfahren der zweiten Generation nutzen auch stochastische Schwankungen im Verkehrsablauf, die beispielsweise durch Nachfrageschwankungen, unterschiedliche Reaktionszeiten und unterschiedlichen Fahrzeuglängen entstehen, zu einer Verbesserung des Verkehrsablaufs. Falls die Nachfrage an der betreffenden Kreuzung ihren Sättigungspunkt erreicht, wird aus der dynamischen Steuerung automatisch eine Festzeitsteuerung.
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Verfahren der dritten Generation steuern die Signalanlage nicht auf Basis lokaler Informationen, sondern auf Basis von Informationen über den gesamten Strom von Fahrzeugen. Hierbei wird versucht, eine optimale Schaltsequenz zwischen den Phasen zu ermitteln, die den Verkehrsfluss optimiert. Solche Verfahren versprechen theoretisch hohe Effizienzgewinne, erweisen sich in der Praxis jedoch oft als nicht oder nur schwierig realisierbar. Dies liegt u.a. daran, dass adaptive Verfahren eine Prognose der Zukunft (zumindest der nächsten Minuten) benötigen, die meist einen Fehler in die Steuerung einbringt oder die Gewinne der Steuerung zumindest reduziert.
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Daher werden vorzugsweise dynamische Steuerungen von Signalanlagen eingesetzt, die einerseits eine robuste Funktionsfähigkeit und andererseits Effizienzvorteile gegenüber den Festzeitsteuerungen aufweisen. Dabei ist insbesondere die Zeitlückensteuerung ein etabliertes Verfahren, um Verlust- bzw. Wartezeiten von Fahrzeugen an Signalanlagen zu minimieren. Trotz den Effizienzvorteilen, die die zeitlückenbasierte Steuerung gegenüber einer Festzeitsteuerung aufweist, ist es weiter wünschenswert, die Verlust- bzw. Wartezeit von Fahrzeugen an Signalanlagen weiter zu minimieren.
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Ein Ansatz für eine alternative bzw. verbesserte Steuerung von Signalanlagen ist die Nutzung der Verlust- bzw. Wartezeiten der Fahrzeuge zur Steuerung der Signalanlage.
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Da genau diese Verlust- bzw. Wartezeiten minimiert werden sollen, stellen diese im Prinzip eine ideale Steuergröße für die Signalanlage dar.
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Aus der
DE 10 2009 033 431 A1 ist ein Verfahren zur dynamischen Steuerung einer Signalanlage bekannt, wobei mindestens eine Steuereinheit Phasen der Signalanlage auf Grundlage von mindestens einer Verlustzeit mindestens eines Fahrzeugs steuert.
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Aus der
DE 10 2010 027 327 B3 ist ein Verfahren zur dynamischen Steuerung einer Signalanlage bekannt, wobei mindestens eine Steuereinheit in einer ersten Steuerstrategie mindestens eine Zeitdauer eines Freigabeintervalls der Signalanlage in Abhängigkeit von mindestens einer vorbestimmten Freigabezeit steuert. In einer zweiten Steuerstrategie steuert die Steuereinheit die mindestens eine Zeitdauer des Freigabeintervalls der Signalanlage in Abhängigkeit von mindestens einer Länge eines Rückstaus in einem Zulauf der Signalanlage, falls an die mindestens eine Steuereinheit in einer dem mindestens einen Freigabeintervall vorhergehenden Sperrintervall mindestens eine Information über ein Anhalten mindestens eines Fahrzeugs im Zulauf der Signalanlage übertragen wird. In einer dritten Steuerstrategie steuert die Steuereinheit die mindestens eine Zeitdauer des Freigabeintervalls der Signalanlage in Abhängigkeit von mindestens einer Verlustzeit und/oder mindestens eines Verlustzeitzustandes mindestens eines Fahrzeugs im Zulauf der Signalanlage, falls an die Steuereinheit während des Freigabeintervalls mindestens eine Verlustzeit und/oder mindestens ein Verlustzeitzustand des mindestens einen Fahrzeugs übertragen wird.
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Aus der
DE 10 2011 107 663 B4 ist ein Verfahren zur dynamischen Steuerung mindestens einer Signalanlage unter Berücksichtigung einer Verkehrshauptlastrichtung bekannt, wobei an der mindestens einen Signalanlage für mindestens zwei gegenläufige Fahrtrichtungen eine Verlustzeitverkehrsstärke für die mindestens zwei Fahrtrichtungen bestimmt wird, wobei die Verlustzeitverkehrsstärke die Verkehrsstärke der Fahrzeuge mit angesammelter Verlustzeit ist, wobei die Fahrtrichtung mit der größeren Verlustzeitverkehrsstärke als Verkehrshauptrichtung bestimmt wird.
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Aus der
DE 10 2012 220 094 B3 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Verlustzeit eines Fahrzeugs bekannt, umfassend folgende Verfahrensschritte:
- 1. Detektion eines ersten Passierzeitpunktes eines Fahrzeugs an einem ersten Fahrzeugdetektor. Der erste Fahrzeugdetektor detektiert hierbei eine Vorbeifahrt, beispielsweise eine Überfahrt, eines Fahrzeugs an dem Fahrzeugdetektor.
- 2. Inkrementieren eines ersten realen Fahrzeugzählers zum ersten Passierzeitpunkt. Der erste reale Fahrzeugzähler ist hierbei dem ersten Fahrzeugdetektor zugeordnet, wobei dessen Wert die Anzahl der Fahrzeuge repräsentiert, die den ersten Fahrzeugdetektor seit der letzten Initialisierung des ersten realen Fahrzeugzählers passiert haben.
- 3. Inkrementieren eines virtuellen Fahrzeugzählers nach Ablauf einer vorbestimmen Soll-Fahrzeitdauer nach dem ersten Passierzeitpunkt. Die vorbestimmte Zeitdauer ist hierbei abhängig von einer zulässigen Maximalgeschwindigkeit in dem Straßenabschnitt, in welchem der erste und ein weiterer Fahrzeugdetektor angeordnet sind, sowie von einem vorbekannten Abstand des ersten Fahrzeugdetektors zu dem weiteren Fahrzeugdetektor in Fahrtrichtung. Insbesondere ist die vorbestimmte Zeitdauer der Quotient aus dem vorbekannten Abstand und der zulässigen Maximalgeschwindigkeit. Somit wird der virtuelle Fahrzeugzähler zeitlich nach dem ersten realen Fahrzeugzähler inkrementiert.
- 4. Detektion eines weiteren Passierzeitpunktes eines Fahrzeugs an dem weiteren Fahrzeugdetektor. Die Detektion erfolgt hierbei nicht fahrzeugspezifisch. Es erfolgt also keine Identifikation des Fahrzeugs. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass dasselbe Fahrzeug den ersten Fahrzeugdetektor und den weiteren Fahrzeugdetektor passiert. Der weitere Fahrzeugdetektor ist mit dem vorbekannten Abstand in Fahrtrichtung von dem ersten Fahrzeugdetektor angeordnet.
- 5. Inkrementieren eines weiteren realen Fahrzeugzählers zum weiteren Passierzeitpunkt. Der weitere reale Fahrzeugzähler ist dem weiteren Fahrzeugdetektor zugeordnet, wobei ein Wert des weiteren Fahrzeugzählers eine Anzahl von Fahrzeugen repräsentiert, die den weiteren Fahrzeugdetektor nach einer Initialisierung des weiteren realen Fahrzeugzählers passiert haben.
- 6. Vergleich des Wertes des weiteren realen Fahrzeugzählers mit einem Wert des virtuellen Fahrzeugzählers. Dies kann zeitlich nach dem weiteren Passierzeitpunkt erfolgen. Auch kann dies zu oder nach einem Zeitpunkt erfolgen, der sich aus der Summe des ersten Passierzeitpunkts und der Soll-Fahrzeitdauer ergibt.
- 7. Bestimmung einer Verlustzeit, wenn der Wert des virtuellen Fahrzeugzählers größer als der Wert des weiteren realen Fahrzeugzählers ist. Hierbei muss kein quantitativer Wert der Verlustzeit, sondern ausschließlich deren Vorhandensein bestimmt werden.
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In diesem Fall kann also das Vorhandensein eines verlustzeitbehafteten Fahrzeugs in dem Straßenabschnitt zwischen dem ersten und dem weiteren Fahrzeugdetektor detektiert werden, da zu einem Zeitpunkt, zu dem das mit der zulässigen Maximalgeschwindigkeit fahrende Fahrzeug den weiteren Fahrzeugdetektor theoretisch passiert haben müsste, es den weiteren Fahrzeugdetektor tatsächlich noch nicht passiert hat. Als verlustzeitbehaftet gilt ein Fahrzeug dann, wenn es sich in diesem Abschnitt mit einer Geschwindigkeit unterhalb einer zuvor definierten, zulässigen Maximalgeschwindigkeit bewegt. Die Information über das Vorhandensein verlustzeitbehafteter Fahrzeuge kann dann in einem Verfahren zur verlustzeitbasierten Steuerung einer Signalanlage genutzt werden, die den Verkehrsstrom in der vorhergehend erwähnten Zufahrt regelt.
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Ein Wert der Verlustzeit kann z.B. als Differenz zwischen einem Inkrementierungszeitpunkt des weiteren realen Fahrzeugzählers und einem Inkrementierungszeitpunkt des virtuellen Fahrzeugzählers bestimmt werden. Dieser Inkrementierungszeitpunkt des virtuellen Fahrzeugzählers entspricht dem Zeitpunkt, zu welchem der virtuelle Fahrzeugzähler auf den Wert inkrementiert wurde, der zum Inkrementierungszeitpunkt des realen Fahrzeugzählers vorlag.
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Somit bezeichnet der Inkrementierungszeitpunkt des virtuellen Fahrzeugzählers einen Zeitpunkt, zu dem der virtuelle Fahrzeugzähler zuletzt inkrementiert wurde. Beispielsweise können die Fahrzeugdetektoren als bereits vorhandene Induktionsschleifen ausgeführt sein.
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Dabei schlägt das Verfahren neben einer Steuerung in Abhängigkeit der Verlustzeit auch vor, eine Zeitlückensteuerung zu integrieren.
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Aus der
DE 10 2010 052 702 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Lichtsignalanlage bekannt, mit den Schritten:
- - Erfassen des aktuellen Verkehrszustands durch Empfangen von von Fahrzeugen ausgesendeten Verkehrsdaten,
- - Verarbeiten des Verkehrszustands sowie des aktuellen Zustands der Lichtsignalanlage durch eine Steuereinrichtung,
- - Ermitteln und Aussenden optimaler Schaltzeitpunkte der Lichtsignalanlage, die von Ampelphasenassistenten der Fahrzeuge empfangen werden,
- - Erneute Durchführung des Verfahrens, wobei bei dem Verfahren eine Rückkopplung vorgesehen ist, derart, dass die von der Lichtsignalanlage ausgesendeten optimalen Schaltzeitpunkte die Ampelphasenassistenten der Fahrzeuge beeinflussen und das Verfahren kontinuierlich anhand der aktuellen Verkehrsdaten durchgeführt wird.
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Aus der
DE 27 39 863 C2 ist ein Verfahren zur Grünzeitbemessung bei verkehrsabhängig steuerbaren Straßenverkehrssignalanlagen unter Verwendung von Zeitlücken bekannt, die während eines Grünsignals an der zugehörigen Zufahrt mit Hilfe von Fahrzeugdetektoren erfasst werden. Dabei wird die Zeitlücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fahrzeugen mit einem Zeitgrenz-Sollwert verglichen und bei Erreichen dieses Zeitgrenz-Sollwerts das Grünsignal abgeschaltet. Dabei werden mindestens zwei aufeinanderfolgende Zeitlücken mit jeweils einem weiteren Zeitgrenz-Sollwert verglichen, wobei bei Überschreiten dieses weiteren Zeitgrenz-Sollwertes durch beide Ist-Werte das Grünsignal abgeschaltet wird.
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Aus der
DE 697 15 948 T2 ist ein Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs durch aufeinanderfolgendes Detektieren der Durchfahrt des Fahrzeugs an mindestens zwei Stellen, die bei einem vorbestimmten Abstand zueinander liegen, bekannt, wodurch eine Anzahl von Messpunkten während jeder Detektion festgelegt werden. Weiter wird eine Verzögerung zwischen entsprechenden Messpunkten der Detektionen an den aufeinanderfolgenden Stellen bestimmt und daraus eine Geschwindigkeit ermittelt, wobei pro Detektion mindestens drei Messpunkte bestimmt werden und die daraus ermittelte Geschwindigkeit nur als gültiger Messwert akzeptiert wird, wenn die Verzögerung, die für jeden dieser Messpunkte bestimmt wird, mit der Verzögerung übereinstimmt, die für die anderen Messpunkte bestimmt wurden.
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Schließlich ist aus der
WO 2011/134647 A1 ein Verfahren zur Generierung von Verkehrsinformationen innerhalb eines räumlichen Bereiches bekannt, wobei eine räumliche Position eines Detektors zumindest bezüglich des räumlichen Bereiches bestimmt wird, wobei der Detektor mindestens ein Signal mindestens einer ersten Sendeeinheit detektiert, wobei der Detektor eine Kennung der ersten Sendeeinheit identifiziert, wobei der Detektor mindestens die Kennung der ersten Sendeeinheit an eine zentrale Einheit zur Generierung von Verkehrsinformationen übermittelt, wobei die zentrale Einheit zur Generierung von Verkehrsinformationen Verkehrsinformationen innerhalb des räumlichen Bereiches aus mindestens den übermittelten Daten des Detektors bestimmt, wobei das Signal der ersten Sendeeinheit einer datentechnischen Kommunikation der ersten Sendeeinheit mit mindestens einer weiteren Kommunikationseinheit dient. Der Detektor ist dabei vorzugsweise ein Detektor für WLAN-Signale und/oder Bluetooth-Signale und/oder Wi-Fi-Direct-Signale und/oder GSM-Signale.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur dynamischen Steuerung einer Signalanlage aufgrund von Verlustzeiten zu verbessern. Ein weiteres technisches Problem ist es, eine verbesserte Vorrichtung zur dynamischen Steuerung einer Signalanlage zu schaffen.
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Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Das Verfahren zur dynamischen Steuerung einer Signalanlage ist dabei derart ausgebildet, dass mindestens eine Steuereinheit Phasen der Signalanlage auf Grundlage von mindestens einer Verlustzeit mindestens eines Verkehrsteilnehmers, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, steuert, wobei in das Verfahren eine Zeitlückensteuerung integriert ist. Dabei wird mittels der Daten mindestens eines Detektors zum Erfassen von drahtlosen Telekommunikationsschnittstellen des mindestens einen Verkehrsteilnehmers eine Verlustzeit des Verkehrsteilnehmers ermittelt und zur Steuerung verwendet. Die Zeitlückensteuerung kommt dabei insbesondere zur Anwendung, wenn keine Verkehrsteilnehmer mittels des mindestens einen Detektors ermittelt werden. Durch das Verfahren wird die Ermittlung von Verlustzeiten verbessert, da die Anzahl der detektierbaren Telekommunikationsschnittstellen rasant wächst, was ein erheblicher Vorteil gegenüber FCD- oder Car2X-Ansätzen ist. Des Weiteren ist die Erfassung von Telekommunikationsschnittstellen einfacher als die Wiedererkennung mittels Induktionsschleifen, da bei diesen das Problem der Wiedererkennung der variierenden induktiven Verstimmungsmuster auftritt bzw. ein Ansatz gemäß der
DE 10 2011 107 663 B4 mindestens zwei Induktionsschleifen je Fahrspur benötigt, was nicht überall gegeben ist. Dabei ist mittels einer Detektion von Telekommunikationsschnittstellen eine direkte präzise Erfassung der Verlustzeit nicht möglich, da im Regelfall nur eine Anwesenheit einer bestimmten Telekommunikationsschnittstelle in einem Messbereich über einen bestimmten Zeitraum erkannt werden kann. Daraus kann aber die Verlustzeit geschätzt bzw. ermittelt werden. Durch die zusätzlich integrierte Zeitlückensteuerung ist das Verfahren sehr robust und stabil, falls keine zu detektierenden Telekommunikationsschnittstellen vorhanden sind oder die Detektionen Empfangsprobleme aufweisen.
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In einer Ausführungsform werden mehrere Detektionen verwendet, die unterschiedliche Detektionsbereiche aufweisen, wobei anhand der Daten der Detektoren eine Fahrtrichtung der Verkehrsteilnehmer ermittelt wird. Dabei können die Detektionsbereiche sich überlappen oder voneinander getrennt sein.
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In einer Ausführungsform ist in den Zuläufen einer Kreuzung jeweils mindestens ein Detektor und zentral in der Kreuzung mindestens ein Detektor angeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform sind die Detektionsbereiche der Detektoren anisotrop, wobei mittels der Richtcharakteristik die Zuläufe der Kreuzung selektiv erfasst werden.
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In einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine Zeitlückenerfassung mittels stationärer Induktionsschleifen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eine Phase der Signalanlage eine minimale und/oder maximale Freigabezeit zugeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die Zeitlückensteuerung aktiviert, wenn keine drahtlosen Telekommunikationsschnittstellen durch die für die Phase relevanten Detektoren ermittelt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird anhand der ermittelten Verlustzeiten eine Verkehrshauptlastrichtung ermittelt, die bei der Steuerung der Signalanlage berücksichtigt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform übermittelt die Steuereinheit die ermittelten drahtlosen Telekommunikationsschnittstellen an eine Zentrale und/oder Steuereinheiten benachbarter Signalanlagen. Dies erlaubt die Ermittlung weiterer Verkehrsinformationen zwischen den Signalanlagen, wie beispielsweise einen Stau.
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Die Vorrichtung zur dynamischen Steuerung einer Signalanlage umfasst mindestens eine Steuereinheit, die derart ausgebildet ist, dass diese die Phasen der Signalanlage auf Grundlage von mindestens einer Verlustzeit mindestens eines Verkehrsteilnehmers oder einer Zeitlückensteuerung steuert, wobei die Vorrichtung mindestens einen Detektor zum Erfassen von drahtlosen Telekommunikationsschnittstellen aufweist, wobei die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass diese aus den Daten des mindestens einen Detektors mindestens eine Verlustzeit eines Verkehrsteilnehmers ermittelt, die zur Steuerung der Signalanlage herangezogen wird.
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Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen wird auf die Ausführungen zu den Verfahrensansprüchen Bezug genommen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer Bestimmung der Aufenthaltszeit einer drahtlosen Telekommunikationsschnittstelle in einem Detektionsbereich eines Detektors,
- 2 eine Darstellung des funktionalen Zusammenhangs von Geschwindigkeit und ermittelter Aufenthaltszeit,
- 3 eine Prinzipdarstellung zur Ermittlung der Verlustzeit,
- 4 eine Darstellung des funktionalen Zusammenhangs von Aufenthaltszeit und Anzahl der Detektionen,
- 5 ein Flussdiagramm des Verfahrens zur dynamischen Steuerung einer Signalanlage,
- 6 eine schematische Darstellung der Detektionsbereiche der Detektoren in einer ersten Ausführungsform und
- 7 eine schematische Darstellung der Detektionsbereiche der Detektoren in einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt das Prinzip der Bestimmung der Aufenthaltszeit eines bestimmten Verkehrsteilnehmers 1 in einem Messbereich eines nicht dargestellten Detektors. Der Detektor erfasst drahtlose Telekommunikationsschnittstellen, die von einem Verkehrsteilnehmer mitgeführt werden. Der Verkehrsteilnehmer 1 bewegt sich mit bekannter Richtung durch den Detektorbereich B. Die Dimension des Detektorbereichs B ist über die technischen Spezifikationen insbesondere des Antennenaufbaus des Detektors bekannt. Aus der Lage des Detektors bezüglich der Straße lässt sich die Strecke dsensor schätzen, die den Bereich der Straße überstreicht, den ein Verkehrsteilnehmer 1 mit der bekannten Richtung befahren würde. Die in 1 dargestellten Punkte Pi, Pmin bis Pmax repräsentieren Positionen des Verkehrsteilnehmers 1 im Detektorenbereich B. Die beiden Punkte Pmin und Pmax repräsentieren den Ein- und Austritt des Verkehrsteilnehmers 1 im Messbereich. Sie definieren die maximal mögliche Aufenthaltszeit tmax eines Verkehrsteilnehmers 1, welcher mit erlaubter Höchstgeschwindigkeit Vmax den Messbereich durchfährt. Der funktionale Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit V beim Durchfahren des Messbereiches und der aus der Detektion ermittelten Aufenthaltszeit tgesamt ist in 2 schematisch dargestellt. Die maximal mögliche Aufenthaltszeit ist eine zu definierende Größe, die als Grenzwert für die Bestimmung verlustzeitbehafteter Verkehrsobjekte dient.
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Dieser Zusammenhang ist in 3 dargestellt. Ist die mittlere Geschwindigkeit VVerlust beim Durchfahren des durch die Punkte A und B begrenzten Messbereichs kleiner als die maximale Geschwindigkeit Vmax, so ist die Gesamtaufenthaltszeit als Summe aus der Aufenthaltszeit tmax bei maximaler Geschwindigkeit und der Verlustzeit tVerlust des Verkehrsobjekts zu betrachten. Da tmax und tgesamt bekannt sind, lässt sich die Verlustzeit entsprechend bestimmen.
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Es gibt einen weiteren Zusammenhang, der in 4 dargestellt ist. Mit zunehmender Aufenthaltszeit eines Verkehrsteilnehmers nimmt die Wahrscheinlichkeit einer weiteren Detektion (vergleiche 1) zu. Analog zu dem zeitbasierten Ansatz entspricht somit die maximale Aufenthaltszeit tmax auch einer bestimmten Anzahl an Detektionen. Überschreitete die durch Verlustzeit verursachte Aufenthaltsdauer eines Verkehrsteilnehmers einen korrespondierenden Grenzwert bei der Anzahl der Detektionen, so handelt es sich wahrscheinlich um einen verlustzeitbehafteten Verkehrsteilnehmer 1.
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Anhand von 5 soll nun der verfahrensmäßige Ablauf näher erläutert werden.
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Im Modul „Bestimmung Verlustzeit“ werden zunächst die aktuellen Verlustinformationen bestimmt. Das kann die Verlustzeit auf Basis der Anwesenheitszeit als auch die Bestimmung eines Verlustfahrzeugs auf Basis der Detektionsanzahl sein.
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Im Modul Phasensteuerung erfolgt dann zunächst die Prüfung, ob die aktuell laufende Freigabezeit schon einen minimalen Wert überschritten hat (tg > tg_min). Damit wird erreicht, dass die in den Regelwerken minimal geforderte Freigabezeit einer Phase eingehalten wird. Ist diese Bedingung erfüllt, erfolgt analog dazu die Prüfung auf Unterschreitung einer maximal zulässigen Freigabezeit (tg < tg_max), die bei Nichteinhaltung zu einem sofortigen Phasenwechsel führt.
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Befindet sich in der aktuellen Phase nicht mindestens ein über dTS ermittelbares Fahrzeug (drahtlose Telekommunikationsschnittstelle) im Messbereich, so wird die kritische Zeitlücke für einen Phasenwechsel über eine Induktionsschleife bestimmt. Der verlustzeitbasierte Ansatz wird somit um den klassischen Zeitlückenansatz ergänzt, wie er heute an den meisten verkehrsabhängigen Signalanlagen zu finden ist. Damit erhöht sich die Robustheit der gesamten Steuerung deutlich.
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Wurden hingegen Fahrzeuge mit Verlustzeit bestimmt, kann bei Erreichung eines festgelegten Schwellenwertes ein Phasenwechsel vorgenommen werden.
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In der 6 ist ein Aufbau mit fünf Detektoren für drahtlose Telekommunikationsschnittstellen dargestellt, die isotrope, nicht überlappende Detektionsbereiche B1 bis B5 aufweisen. Dabei weist die Vorrichtung einen zentralen Detektor mit dem Detektionsbereich B1 auf, der die gesamte Kreuzung und ihre Zufahrten zur Bestimmung der Aufenthaltszeit eines Verkehrsteilnehmers überstreicht. Tritt z.B. ein Fahrzeug von Norden in den Kreuzungsbereich und Messbereich ein, so befindet es sich bei verlustfreier Durchfahrt und der örtlichen Richtgeschwindigkeit eine bestimmte Zeit, die Referenzzeit, lang im Detektionsbereich B1 des zentralen Detektors. Entsteht ein Verlust an der entsprechenden Haltelinie, so verlängert sich entsprechend die Aufenthaltszeit. Die Differenz zur Referenzzeit ist die Verlustzeit. Die Richtung des Kreuzungseintrittes wird mit Hilfe der Detektoren mit den Detektionsbereichen B2 bis B5 bestimmt. Wird ein Verkehrsobjekt zunächst in den Detektionsbereich B4 und danach in den Detektionsbereich B1 detektiert, so muss es zwangsläufig von oben in die in 6 dargestellte Kreuzung eintreten und es gilt die bestimmte Verlustzeit für den entsprechenden Signalgeber der Signalanlage 3. Vorteilig bei diesem Ausführungsbeispiel ist der einfache Aufbau des Systems.
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In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Hierbei wird die Richtung des Kreuzungseintritts durch gerichtete Detektionsbereiche B6 bis B9 bestimmt. Auf diese Weise entsteht ein eindeutiger Aufenthaltsbereich 2, wie in der 7 dargestellt, für die jeweiligen Kreuzungsarme. Bei verlustfreier Fahrt wird der Aufenthaltsbereich in einer Referenzzeit durchfahren. Kommt es zum Halt an den Haltelinien, verlängert sich entsprechend der Aufenthalt in dem Messbereich und die Verlustzeit wird entsprechend bestimmbar. Vorteilig bei diesem Ausführungsbeispiel sind der singuläre Sensorstandort für die vier Detektoren und der definierbare Messbereich. Allerdings stellt dieser Ansatz ungleich höhere Anforderungen an den Aufbau der Kalibrierung des gerichteten Antennensystems.
