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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Fahrzeug zum Ermitteln einer Wahrscheinlichkeit eines Zustandes einer Signalanzeige gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 10.
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Aus
DE 10 2012 110 099 B3 ist eine Prädiktionseinheit einer Lichtsignalanlage zur Verkehrssteuerung bekannt. Die Prädiktionseinheit ist dazu eingerichtet, den Anfang und/oder das Ende von Lichtsignalphasen des Typs Rot- und/oder Grünphasen zeitlich vorherzusagen, wobei die Prädiktionseinheit dazu eingerichtet ist, während einer aktuellen Lichtsignalphase der Lichtsignalanlage den Anfang und/oder das Ende der nächstfolgenden und/oder weiteren folgenden Lichtsignalphasen des gleichen oder anderen Typs wie die aktuelle Lichtsignalphase zeitlich vorherzusagen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Ermitteln einer Wahrscheinlichkeit eines Zustandes einer Signalanzeige bereitzustellen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 10 gelöst.
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Ein Vorteil der beschriebenen Vorrichtung und des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass mit einer besseren Wahrscheinlichkeit der Zustand der Signalanzeige vorhergesagt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass erlernte Wahrscheinlichkeiten für den Zustand der Signalanzeige berücksichtigt werden. Die erlernten Wahrscheinlichkeiten stellen historische Daten dar, gemäß denen in der Vergangenheit die Signalanzeige zu bestimmten Zeiten bestimmte Zustände aufwies. Diese Daten werden beispielsweise von einer zentralen Recheneinheit erfasst, ausgewertet und der Vorrichtung eines Fahrzeuges zur Verfügung gestellt. Eine ständige Datenverbindung zur zentralen Recheneinheit ist nicht erforderlich. Zudem ist eine technische Nachrüstung der bestehenden Signalanzeigen der Verkehrsbeeinflussungssysteme nicht notwendig.
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Aufgrund der erlernten Wahrscheinlichkeiten ist eine präzisere Aussage über den zu erwartenden Zustand der Signalanzeige bei Annäherung des Fahrzeuges an die Signalanzeige möglich. Dadurch kann der Verkehrsfluss mit kürzeren Haltezeiten und/oder weniger Stopps an der Signalanzeige gelenkt werden. Somit werden der Kraftstoffverbrauch, die Erzeugung von Feinstaub und die Abgaserzeugung reduziert.
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In einer weiteren Ausführungsform wird eine erhöhte Flexibilität der Vorrichtung und des Verfahrens erreicht, indem erlernte Wahrscheinlichkeiten für die Zustände der Signalanzeige beispielsweise von einer zentralen Recheneinheit empfangen werden können. Somit kann die Erfassung und die Aufbereitung der Wahrscheinlichkeiten für die Zustände der Signalanzeige von einer separaten Vorrichtung, insbesondere einer zentralen Recheneinheit ausgeführt werden. Damit kann die Vorrichtung im Fahrzeug einfacher und kostengünstiger ausgebildet werden. Zudem können die erlernten Wahrscheinlichkeiten der Vorrichtung aktualisiert und angepasst werden. Auf diese Weise ist eine laufende Verbesserung bzw. Aktualisierung der erlernten Wahrscheinlichkeiten möglich. Somit wird die Vorhersage der Signalzustände der Signalanzeige laufend präzisiert.
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In einer weiteren Ausführung ist eine weitere Verbesserung der Funktionsweise der Vorrichtung gegeben. Dies wird dadurch erreicht, dass empfangene Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf ein vorgegebenes Kriterium überprüft werden. Erfüllt die empfangene Wahrscheinlichkeit nicht das vorgegebene Kriterium, so wird die empfangene Wahrscheinlichkeit verworfen. Somit kann die Vorrichtung selbst eine Optimierung der Qualität der verwendeten Wahrscheinlichkeiten durchführen. Damit ist eine Unabhängigkeit gegenüber der zentralen Recheneinheit gegeben. Zudem kann die Vorrichtung die Kriterien für die Überprüfung der Wahrscheinlichkeiten selbst festlegen bzw. von einem Benutzer der Vorrichtung festgelegt werden. Somit kann die Auswahl der zu berücksichtigenden, empfangenen Wahrscheinlichkeiten individuell von einem Benutzer oder der Vorrichtung vorgenommen werden. Beispielsweise kann das vorgegebene Kriterium ein Wert der Wahrscheinlichkeit für einen Zustand der Signalanzeige sein. Zudem kann das Kriterium ein Mittelwert für die Wahrscheinlichkeit eines Zustandes der Signalanzeige für einen vorgegebenen Zeitraum darstellen. Somit kann dafür gesorgt werden, dass nur aussagekräftige Wahrscheinlichkeiten verwendet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird eine weitere Verbesserung der Vorrichtung dadurch erreicht, dass eine Empfangseinheit vorgesehen ist, die aktuelle Zustände der Signalanzeige oder Informationen über die Signalanzeige wie z.B. ein aktuelles Programm für die Zustände der Signalanzeige empfangen kann.
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Zudem kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um bei einer Ermittlung der Wahrscheinlichkeit des Zustandes der Signalanzeige die empfangenen, aktuellen Zustände der Signalanzeige und/oder die empfangenen Informationen über die Signalanzeige bei der Ermittlung der Wahrscheinlichkeit des Zustandes der Signalanzeige zu berücksichtigen. Somit kann eine Erhöhung der Wahrscheinlichkeit für die richtige Vorhersage des Zustandes der Signalanzeige erreicht werden. Beispielsweise können auf diese Weise verkehrsabhängige Zustände der Signalanzeige berücksichtigt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform sind für verschiedene Tage und/oder Tageszeiten verschiedene Tabellen für die Wahrscheinlichkeiten der Zustände der Signalanzeige vorgesehen. Dadurch kann eine weitere Präzisierung der Vorhersage des Zustandes der Signalanzeige erreicht werden. Insbesondere können die Zustände der Signalanzeige für verschiedene Tage und/oder für verschiedene Tageszeiten unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten aufweisen.
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In einer weiteren Ausführung sind für verschiedene Verkehrssituationen und/oder für verschiedene Signalprogramme für verschiedene Tabellen mit Wahrscheinlichkeiten für die Zustände der Signalanzeige vorgesehen. Somit kann abhängig von der vorliegenden Verkehrssituation und/oder abhängig vom vorliegenden Signalprogramm eine weitere Erhöhung der Wahrscheinlichkeit für eine richtige Vorhersage des Zustandes der Signalanzeige erreicht werden. Die Verkehrssituation kann beispielsweise mithilfe eines Detektors von der Vorrichtung erfasst werden oder von der Signalanzeige empfangen werden. In einer weiteren Ausführung wird die ermittelte Wahrscheinlichkeit für den Zustand der Signalanzeige angezeigt. Dadurch kann ein Fahrer eines Fahrzeuges sein Fahrverhalten, insbesondere seine Geschwindigkeit an den zu erwartenden Zustand der Signalanzeige bei Erreichen der Signalanzeige anpassen. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit für eine freie Fahrt in Form einer Grünen Welle erhöht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die Wahrscheinlichkeit für den Zustand der Signalanzeige verwendet, um eine Sollgeschwindigkeit zu berechnen, mit der sich das Fahrzeug der Signalanzeige nähern soll, damit die Wahrscheinlichkeit für eine Fahrfreigabe größer als 50%, insbesondere größer als 70% ist, und wobei die Sollgeschwindigkeit optisch angezeigt oder akustisch ausgegeben wird. Auf diese Weise ist eine weitere Verbesserung des Verkehrsflusses möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die ermittelte Wahrscheinlichkeit für den Zustand der Signalanzeige an eine Steuereinheit des Fahrzeuges übergeben, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, um die Wahrscheinlichkeit bei der Steuerung wenigstens einer Funktion des Fahrzeuges, insbesondere bei der Steuerung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu berücksichtigen. Auf diese Weise wird eine weitere Verbesserung des Verkehrsflusses erreicht.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges bei Annäherung an eine Signalanzeige,
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2 eine schematische Darstellung einer Tabelle für eine Wahrscheinlichkeit eines Signalzustandes für verschiedene Zeitabschnitte darstellt.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1, das sich einer Signalanzeige 2 eines Verkehrsbeeinflussungssystems nähert. Die Signalanzeige 2 ist z.B. in Form einer Ampel ausgebildet, die zwei Signalzustände aufweisen kann. Der erste Signalzustand ist anhalten und der zweite Signalzustand ist freie Fahrt. Die Ampel zeigt den ersten Signalzustand, d.h. anhalten bzw. stopp, durch die Farbe Rot an. Die Ampel zeigt den zweiten Signalzustand, d.h. freie Fahrt, durch die Farbe Grün an. Beim Annähern des Fahrzeuges 1 an die Signalanzeige 2 kann es für einen gleichmäßigen Verkehrsfluss von Vorteil sein, wenn der Fahrer des Fahrzeuges 1 weiß, welchen Signalzustand die Signalanzeige 2 beim Ankommen an der Signalanzeige 2 anzeigt. Die Signalanzeige 2 verfügt über eine zweite Recheneinheit 4, die verschiedene Signalprogramme abarbeiten kann. Jedes Signalprogramm enthält eine festgelegte Abfolge von Sperrzeiten für ein Anhalten und Freigabezeiten für eine freie Fahrt. Die Signalprogramme können sich durch die Zeitdauern der Sperrzeiten und/oder durch die Zeitdauern der Freigabezeiten unterscheiden. Zudem können die Signalprogramme gemäß einer Festzeitsteuerung von der zweiten Recheneinheit 4 abgearbeitet werden. Weiterhin kann die Signalanzeige 2 über Detektoren 3 verfügen, die einen Parameter des Verkehrsflusses erfassen und abhängig von dem erfassten Parameter des Verkehrsflusses ein Signalprogramm auswählen oder das Signalprogramm an den erfassten Parameter des Verkehrsflusses anpassen. Somit kann eine lokal verkehrsabhängige Steuerung der Signalanzeige 2 erreicht werden. Die zweite Recheneinheit 4 ist mit einem zweiten Datenspeicher 6 verbunden. Zudem kann die Signalanzeige 2 über eine Sendeempfangseinheit 16 verfügen, mit der Daten und/oder Informationen gesendet und empfangen werden können.
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Das Fahrzeug 1 verfügt über eine Recheneinheit 5, die mit einem Datenspeicher 7 verbunden ist. Zudem verfügt das Fahrzeug 1 über ein Steuergerät 8, das wenigstens eine Funktion des Fahrzeuges, insbesondere die Geschwindigkeit des Fahrzeuges beeinflussen kann. Weiterhin kann die Recheneinheit 5 mit einem Empfänger 9 verbunden sein. Zudem kann die Recheneinheit 5 mit einem Ortungssystem 10, insbesondere einem GPS-System verbunden sein. Das Ortungssystem 10 ist ausgebildet, um die Position des Fahrzeuges, insbesondere um die relative Position des Fahrzeuges 1 gegenüber der Signalanzeige 2, d.h. den Abstand des Fahrzeuges 1 entlang der Straße zur Signalanzeige 2 zu erfassen. Weiterhin kann das Fahrzeug 1 über eine Anzeige 11 verfügen, mit der Informationen dem Fahrer anzeigt werden. Zudem kann anstelle der optischen Anzeige 11 eine akustische Ausgabe für Informationen vorgesehen sein. In einer Ausführungsform beeinflusst die Recheneinheit 5 die Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängig von der ermittelten Wahrscheinlichkeit für den Signalzustand der Signalanzeige in der Weise, dass das Fahrzeug 1 während einer Freigabezeit die Signalanzeige passieren kann, ohne anhalten zu müssen. Zudem kann die Recheneinheit 5 ausgebildet sein, um die Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängig von der ermittelten Wahrscheinlichkeit für den Signalzustand der Signalanzeige in der Weise anzupassen, dass das Fahrzeug 1 mit einer kurzen Haltezeit die Signalanzeige passieren kann. Die Recheneinheit 5 kann weiterhin ausgebildet sein, um ein autonomes Fahren des Fahrzeuges zu steuern.
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Weiterhin kann das Fahrzeug 1 über eine Karte mit Angabe der Straßen und der Positionen der Signalanzeigen verfügen, die beispielsweise im Datenspeicher 7 abgelegt ist.
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Zudem kann eine externe zentrale Recheneinheit 12 vorgesehen sein, die mit einem zentralen Datenspeicher 13 verbunden ist. Weiterhin weist die zentrale Recheneinheit 12 einen Sender 15 auf, mit dem Daten und Informationen sowohl an das Fahrzeug 1 als auch an die Signalanzeige 2 übermittelt werden können. Weiterhin verfügt die zentrale Recheneinheit 12 über einen zweiten Empfänger 14, mit dem Daten und/oder Informationen von der Signalanzeige 2 oder vom Fahrzeug 1 empfangen werden können.
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Die zentrale Recheneinheit 12 ist ausgebildet, um Wahrscheinlichkeiten für Signalzustände der Signalanzeige 2 an das Fahrzeug 1 zu übermitteln. Die Wahrscheinlichkeiten können dabei in Form von Tabellen vorliegen, in denen für bestimmte Zeitbereiche Wahrscheinlichkeiten für bestimmte Zustände der Signalanzeige abgespeichert sind. Die Wahrscheinlichkeiten können dabei in Form von Tabellen vorliegen, in denen für bestimmte Zeitbereiche und/oder in Abhängigkeit von bestimmten Verkehrssituationen und/oder in Abhängigkeit von bestimmten Signalprogrammen, die von der Signalanzeige abgearbeitet werden, Wahrscheinlichkeiten für bestimmte Zustände der Signalanzeige abgespeichert sind. Die Daten für die Wahrscheinlichkeiten können von der zentralen Recheneinheit 12 erfasst werden, indem beispielsweise die Signalanzeigen 2 die von der Signalanzeige 2 abgearbeiteten Signalprogramme mit den entsprechenden Zuständen für die Signalanzeige in Abhängigkeit von festgelegten Zeitbereichen an die zentrale Recheneinheit 12 übermitteln.
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Die zentrale Recheneinheit 12 kann die übermittelten Informationen über die Zustände der Signalanzeige 2 in Abhängigkeit von den Zeitbereichen aufbereiten und daraus z.B. für bestimmte Tage und/oder für bestimmte Zeiten eines Tages Wahrscheinlichkeiten für den Zustand freie Fahrt oder anhalten ermitteln. Dazu kann die zentrale Recheneinheit 12 die Zustände der Signalanzeige 2 über mehrere Tage, mehrere Wochen, mehrere Monate oder länger auswerten. Zudem können zusätzlich zu den übermittelten Signalprogrammen auch noch Informationen über den Verkehrsfluss mit Erfassung der Zeit von der Signalanzeige 2 erfasst und an die zentrale Recheneinheit 12 übermittelt werden. Dadurch kann die zentrale Recheneinheit 12 auch Wahrscheinlichkeiten für die Zustände der Signalanzeige abhängig von einer verkehrstechnischen Situation, insbesondere einen Verkehrsfluss, erfassen und entsprechend bereitstellen. Als Verkehrssituation kann beispielsweise ein Stau, ein fließender Verkehr in einer Richtung, ein Stau in der einen Richtung und ein fließender Verkehr in der anderen Richtung, geringer Verkehr in beiden Richtungen, ein Eingriff in die Signalsteuerung der Signalanzeige 2 für ein öffentliches Verkehrsmittel, ein Eingriff in die Signalsteuerung für die Vorfahrt eines Einsatzfahrzeuges der Signalanzeige 2 darstellen.
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Somit kann die zentrale Recheneinheit 12 für vorgegebene bestimmte Verkehrszustände Tabellen für die Wahrscheinlichkeit des Signalzustandes erstellen. Die Wahrscheinlichkeiten werden beispielsweise in Form von Tabellen einmalig der Recheneinheit 5 zur Verfügung gestellt. Dazu können die Tabellen für die Wahrscheinlichkeiten im Datenspeicher 7 abgelegt werden. Weiterhin können abhängig von der gewählten Ausführungsform die Wahrscheinlichkeiten von der zentralen Recheneinheit 12 durch den Sender 15 an das Fahrzeug 1 über den Empfänger 9 übermittelt werden. Auf diese Weise kann eine laufende Aktualisierung der Wahrscheinlichkeiten erfolgen.
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Zudem kann die Signalanzeige 2 über die Sendeempfangseinheit 16 Informationen über das gerade verwendete Signalprogramm, oder einen Signalprogrammwechsel oder eine Signalprogrammsynchronisation oder eine verkehrstechnische Situation an das Fahrzeug 1 oder die zentrale Recheneinheit 12 übermitteln. Der Empfänger 9 des Fahrzeuges 1 ist ausgebildet, um aktuelle Zustände der Signalanzeige oder Informationen über die Signalanzeige wie z.B. ein aktuelles Programm für die Zustände der Signalanzeige zu empfangen. Zudem kann der Empfänger 9 auch ausgebildet sein, um von der Signalanzeige Informationen über eine Verkehrssituation zu empfangen. Die Recheneinheit 5 des Fahrzeuges 1 ist in der Weise ausgebildet, um empfangene Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf ein vorgegebenes Kriterium zu überprüfen. Das vorgegebene Kriterium kann beispielsweise darin liegen, dass eine mittlere Wahrscheinlichkeit für einen Signalzustand größer als 60% bzw. kleiner als 40% ist. Zudem können weitere Kriterien abgespeichert sein, mit denen die Qualität der Wahrscheinlichkeiten, insbesondere eine Tabelle von Wahrscheinlichkeiten für einen Zeitbereich und/oder für eine Verkehrssituation überprüft werden können. Erkennt die Recheneinheit 5, dass die Wahrscheinlichkeiten bzw. die Tabelle von Wahrscheinlichkeiten das oder die vorgegebenen Kriterien nicht erfüllt, so werden die Wahrscheinlichkeiten, insbesondere die Tabelle von Wahrscheinlichkeiten nicht zur Vorhersage des Zustandes der Signalanzeige verwendet.
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Die Wahrscheinlichkeiten, insbesondere die Tabellen von Wahrscheinlichkeiten können für verschiedene Tage und/oder Tageszeiten unterschiedlich ausgebildet sein. Somit können für verschiedene Tage verschieden Tabellen von Wahrscheinlichkeiten für den Zustand der Signalanzeige übermittelt werden bzw. im Datenspeicher 7 abgespeichert sein. Weiterhin können für verschiedene Tageszeiten verschiedene Tabellen von Wahrscheinlichkeiten für den Zustand der Signalanzeige übermittelt werden bzw. im Datenspeicher 7 abgespeichert sein. Weiterhin können verschiedene Tabellen für Wahrscheinlichkeiten der Signalzustände der Signalanzeige für verschiedene Verkehrssituationen vorgesehen sein. Insbesondere können Wahrscheinlichkeiten für verschiedene Verkehrssituationen und verschiedene Tage und verschiedene Tageszeiten übermittelt werden bzw. im Datenspeicher 7 abgespeichert sein.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine schematische Tabelle 20 für die Wahrscheinlichkeit eines Zustandes der Signalanzeige 12. Die Tabelle 20 ist dabei für einen bestimmten Tag z.B. einen Montag für eine bestimmte Tageszeit z.B. zwischen 6 Uhr und 7 Uhr morgens in Zeiteinheiten wie z.B. Sekunden unterteilt. In einer oberen Zeile sind die Zeitbereiche 21, d.h. die Sekunden beginnend mit 6 Uhr morgens durchgezählt. In einer unteren Zeile sind die Wahrscheinlichkeiten 22 für eine freie Fahrt in gerader Richtung aufgetragen. Die Sekunden sind fortlaufend durchnummeriert. Dabei ist für den ersten Zeitbereich, d.h. für die erste Sekunde nach 6 Uhr am Montagmorgen eine Wahrscheinlichkeit von 84% dafür abgespeichert, dass die Signalanzeige auf Durchfahrt in gerader Richtung geschaltet ist. Entsprechende Wahrscheinlichkeiten sind für alle Sekunden zwischen 6 und 7 Uhr in der Tabelle 20 eingetragen. Die Tabelle 20 ist nur schematisch dargestellt und es ist nicht für jede Sekunde ein Wert angegeben. Es sind nur einzelne Sekunden schematisch dargestellt. Tatsächlich ist für jede Sekunde eine Wahrscheinlichkeit für die freie Fahrt angegeben. Die Wahrscheinlichkeit für den Zustand gesperrt, d.h. anhalten ergibt sich aus dem inversen Wert. Dies bedeutet, dass bei einer Wahrscheinlichkeit von 84% für freie Fahrt die Wahrscheinlichkeit für eine gesperrte Fahrt bei 16% liegt. Die Wahrscheinlichkeit bleibt für die ersten 4 Sekunden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bei 84%. Bei der 16. Sekunde ist die Wahrscheinlichkeit weiterhin bei 84%, fällt jedoch bei der 17. Sekunde auf 60%. Bei der 18. Sekunde fällt die Wahrscheinlichkeit auf 50%. Bei der 19. Sekunde ist die Wahrscheinlichkeit bei 40%. Dies bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit für einen gesperrten Zustand bei 60% liegt. Bei der 20. Sekunde ist die Wahrscheinlichkeit für eine freie Fahrt bei 30%. Bei der 21. Sekunde ist die Wahrscheinlichkeit für eine freie Fahrt bei 10%, d.h. die Wahrscheinlichkeit für eine gesperrte Fahrt liegt bei 90%. Ebenso bei der Sekunde 22. In entsprechender Weise sind die Wahrscheinlichkeiten für die Signalzustände zeitlich für jede Sekunde abgelegt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch kürzere Zeiteinheiten für die einzelnen Wahrscheinlichkeiten oder längere Zeiteinheiten als eine Sekunde gewählt werden.
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Zudem kann eine Signalanzeige über verschiedene Signalprogramme, d.h. verschiedene Programme verfügen, in denen die einzelnen Signalzustände ablaufen. Auch für die einzelnen Signalprogramme können verschiedene Tabellen von Wahrscheinlichkeiten vorgesehen sein. Somit kann für eine präzisere Vorhersage des Zustandes der Signalanzeige das vorliegende aktuelle Signalprogramm der Signalanzeige berücksichtigt werden. Diese Information kann entweder von der Signalanzeige selbst an die Recheneinheit 5 oder von der zentralen Recheneinheit 12 an die Recheneinheit 5 übermittelt werden. Zudem können Tabellen für Wahrscheinlichkeiten der Zustände der Signalanzeige 12 für verschiedene Signalprogramme erstellt und an das Fahrzeug übermittelt werden.
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Weiterhin kann für verschiedene Verkehrssituationen wie z.B. Stau in einer Richtung, Stau in zwei Richtungen bei einer Kreuzung von Straßen, ein Stau in vier Richtungen, Vorfahrt für ein Öffentliches Verkehrsmittel, Vorfahrt für ein Einsatzfahrzeug eine entsprechende Tabelle mit Wahrscheinlichkeiten für die Zustände der Signalanzeige vorgesehen sein. Die Tabellen können von der zentralen Recheneinheit übermittelt werden oder bereits im Speicher der Recheneinheit 5 vorgesehen sein. Dazu können jeweils unterschiedliche Tabellen mit unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten für die einzelnen Signalzustände der Signalanzeige für die verschiedenen Verkehrssituationen vorgesehen sein.
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Ein Signalzustand kann z.B. eine freie Fahrt oder eine gesperrte Fahrt in gerader Richtung, eine freie Fahrt oder eine gesperrte Fahrt für Rechtsabbiegen, eine freie Fahrt oder eine gesperrte Fahrt für Linksabbiegen sein. Zudem können abhängig von der gewählten Ausführungsform der Signalanzeige auch weitere Zustände der Signalanzeige vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein öffentliches Verkehrsmittel wie z.B. ein Bus oder eine Straßenbahn in einer bestimmten Situation Vorfahrt vor den anderen Fahrzeugen in einer vorgegebenen Fahrrichtung oder in allen Fahrrichtungen erhalten. Zudem können in einer bestimmten Verkehrssituation Einsatzfahrzeuge wie z.B. Rettungsfahrzeuge, Krankenwagen, die Polizei, die Feuerwehr eine freie Fahrt in allen Richtungen oder in bestimmten Richtungen vor anderen Verkehrsteilnehmern erhalten. Auch für diese Verkehrssituationen können entsprechende Tabellen für Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Zustände der Signalanzeige vorgegeben werden und an die Recheneinheit 5 übermittelt werden bzw. im Datenspeicher 7 der Recheneinheit 5 abgelegt sein.
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Nähert sich nun das Fahrzeug 1 in einem Abstand X der Signalanzeige 2, so kann das Fahrzeug 1 abhängig vom Abstand X und der aktuellen Fahrgeschwindigkeit errechnen, zu welchem Zeitpunkt das Fahrzeug 1 die Signalanzeige 2 passiert. Zudem kann das Fahrzeug 1 abhängig von der aktuellen Situation und den abgespeicherten Wahrscheinlichkeiten und damit auch abhängig von der Wahrscheinlichkeit des Signalzustandes, zu dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug 1 die Signalanzeige 2 passiert, den beim Passieren der Signalanzeige 2 vorliegenden Zustand der Signalanzeige vorausberechnen. Diese kann dem Fahrer des Fahrzeuges über die Anzeige 11 ausgegeben werden. Die Ausgabe kann optisch oder akustisch erfolgen.
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Zudem kann die Recheneinheit 5 abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, dem Abstand des Fahrzeuges und der zu erwartenden Wahrscheinlichkeit für die freie Fahrt beim Passieren der Signalanzeige 2 eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges errechnen, bei der eine höhere Wahrscheinlichkeit für eine freie Durchfahrt in der gewünschten Fahrrichtung beim Passieren der Signalanzeige 2 vorliegt. Die berechnete Geschwindigkeit für die höhere Wahrscheinlichkeit der freien Fahrt kann dem Fahrer ebenfalls über die Anzeige 11 angezeigt werden oder abhängig von der gewählten Ausführungsform von einem Steuergerät 8 des Fahrzeuges direkt in eine entsprechende Geschwindigkeit des Fahrzeuges umgesetzt werden. Somit kann die Wahrscheinlichkeit für eine freie, unbehinderte Fahrt des Fahrzeuges erhöht werden. Damit wird insgesamt ein freier Verkehrsfluss der Verkehrsteilnehmer verbessert. Somit kann unnötiger Kraftstoffverbrauch, unnötige Abgase, unnötiger Feinstaub, unnötige Lärmbelästigung usw. vermieden werden.
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Im Datenspeicher 7 sind nun somit eine Vielzahl von Tabellen 20 abgelegt, die abhängig vom Tag und/oder abhängig von der Tageszeit und/oder abhängig von der Verkehrssituation und/oder abhängig von Wetterbedingungen Wahrscheinlichkeiten für festgelegte Zeiten enthalten, die den Zustand der Signalanzeige 2 in vorgegebenen Fahrrichtungen für eine freie Fahrt oder eine gesperrte Fahrt wiedergeben.
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Für eine Verbesserung des Verfahrens kann eine Synchronisierung der internen Zeit der Signalanzeige 2 auf die interne Zeit der Recheneinheit 5 erfolgen. Die Synchronisation kann direkt zwischen der zweiten Recheneinheit 4 der Signalanzeige 2 und der Recheneinheit 5 des Fahrzeuges 1 oder über die zentrale Recheneinheit 12 erfolgen. Dazu können entsprechende Zeitinformationen ausgetauscht werden und die Zeit des Fahrzeuges 1, d.h. die interne Zeit der Recheneinheit 5 auf die interne Zeit der zweiten Recheneinheit 4 der Signalanzeige angepasst werden.
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In vorgegebenen Zeitabständen kann die zentrale Recheneinheit 12 aktualisierte Wahrscheinlichkeiten, d.h. aktualisierte Tabellen von Wahrscheinlichkeiten für bestimmte Tage und/oder bestimmte Tageszeiten von Tagen und/oder bestimmten Verkehrssituationen von Tagen und/oder Tageszeiten oder für bestimmte Wetterbedingungen an den Datenspeicher 7 des Fahrzeuges 1 in vorgegebenen oder zufälligen Zeitabständen übermitteln. Das beschriebene System weist den Vorteil auf, dass nicht eine ständige Aktualisierung der Wahrscheinlichkeiten im Datenspeicher 7 des Fahrzeuges 1 erforderlich ist, sondern dass ein unregelmäßiges Update der Wahrscheinlichkeiten ausreicht. Damit kann auf eine permanente Datenverbindung mit der zentralen Recheneinheit verzichtet werden.
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Zudem können abhängig von der gewählten Ausführungsform die Wahrscheinlichkeiten für verschiedenen Signalgruppen der Signalanzeige übermittelt werden. Die verschiedenen Signalgruppen beinhalten die verschiedenen Signalelemente, die verschiedene Verkehrssteuerungen vornehmen. Dabei können Signalelemente z.B. die verschiedenen Lampen für Rot oder Grün in einer Fahrtrichtung oder für Rot oder Grün in verschiedenen Fahrtrichtungen oder eine Signallampe für eine bevorzugte Fahrt eines öffentlichen Verkehrsmittels oder eines Einsatzfahrzeuges in einer vorgegebenen Fahrtrichtung darstellen. Zudem kann die Wahrscheinlichkeit für verschiedene steuerungstechnische Szenarien der Signalanzeige abgelegt sein.
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Die steuerungstechnischen Szenarien können die Art des vorliegenden Signalprogrammes der Signalanzeige, einen Wechsel zwischen zwei verschiedenen Signalprogrammen oder eine Synchronisation eines Signalprogrammes oder einen Eingriff in das Signalprogramm für die bevorzugte freie Fahrt eines öffentlichen Verkehrsmittels oder die bevorzugte freie Fahrt eines Einsatzfahrzeuges gegenüber anderen Verkehrsteilnehmern darstellen.
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Bei einem Wechsel der Signalprogramme können drei verschiedene Tabellen für drei verschiedene Zeitbereiche vorgesehen sein. Die erste Tabelle kann die Wahrscheinlichkeiten für das aktuelle Signalprogramm enthalten. Die zweite Tabelle kann Wahrscheinlichkeiten für einen Umschaltvorgang zwischen zwei vorgegebenen Signalprogrammen enthalten. Die dritte Tabelle kann die Wahrscheinlichkeiten für die Zustände der Signalanzeige für das neue Zielsignalprogramm der Signalanzeige 2 enthalten.
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Bei Vorliegen einer Synchronisation eines Signalprogrammes kann eine entsprechende Tabelle für die Wahrscheinlichkeiten der Zustände der Signalanzeige vorgesehen sein.
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Bei einem Eingriff in das Signalprogramm der Signalanzeige 2 für eine Bevorzugung eines öffentlichen Verkehrsmittels oder eines Einsatzfahrzeuges können entsprechende Wahrscheinlichkeiten für die Signalzustände der Signalanzeige vorgesehen sein. Für beide Arten von Eingriffen sind gesonderte verkehrstechnische Szenarien in den Wahrscheinlichkeiten der Signalzustände der Signalanzeige abgespeichert. Beispielsweise kann ein Eingriff für ein öffentliches Verkehrsmittel mit einer Vorwarnzeit von beispielsweise 30 Sekunden vorher angezeigt werden. Die Anzeige kann von der Signalanzeige 2 direkt an das Fahrzeug übermittelt werden. Bei einer Bevorzugung eines Einsatzfahrzeuges ist die Vorwarnzeit deutlich kürzer und kann trotzdem von der Signalanzeige 2 an die Recheneinheit 5 des Fahrzeuges 1 oder die zentrale Recheneinheit 12 übermittelt werden. Somit kann bei entsprechender Information die Recheneinheit 5 des Fahrzeuges 1 eine entsprechende Tabelle für einen Eingriff für ein öffentliches Verkehrsmittel oder einen Eingriff für ein Einsatzfahrzeug wählen. Je nach Art des abgebildeten Szenarios ergeben sich verschiedene Vorwarnzeiten für die Wechsel der Tabellen der Wahrscheinlichkeiten der Zustände der Signalanzeige. Bei kurzen Vorwarnzeiten bei einem Einsatz eines Sonderfahrzeuges wie z.B. der Polizei, der Feuerwehr oder eines Krankenwagens sind dementsprechend kurze Latenzzeiten für eine entsprechende Kommunikation zwischen der Signalanzeige 2 und dem Fahrzeug 1 bzw. zwischen der zentralen Recheneinheit 12 und die Recheneinheit 5 des Fahrzeuges 1 vorteilhaft. Abhängig von der gewählten Ausführung kann bei einem Einsatz eines Sonderfahrzeuges, bei dem die Kreuzung für alle anderen Fahrzeuge gesperrt ist, auch auf eine Anzeige der Wahrscheinlichkeit für den Zustand der Signalanzeige verzichtet werden.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Recheneinheit 5 des Fahrzeuges 1 die Qualität der abgespeicherten oder übermittelten Tabellen für die Wahrscheinlichkeiten der Zustände nach vorgegebenen Verfahren und Programmen überprüfen. Als Kriterium für die Qualität einer Tabelle kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Qualität der Tabelle als schlecht bewertet wird, wenn mehr als 10% der angegebenen Wahrscheinlichkeiten einen Prozentsatz für einen Signalzustand zwischen 50% und 60% aufweisen. Erkennt die Recheneinheit 5, dass eine Tabelle nicht den vorgegebenen Anforderungen an die gewünschte Qualität erfüllen, so kann diese Tabelle von der Recheneinheit 5 entweder angepasst oder verworfen werden.
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Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform die Recheneinheit 5 im laufenden Betrieb ergänzend zu den abgespeicherten Tabellen der Wahrscheinlichkeiten der Zustände der Signalanzeige eine eigene Tabelle für die Wahrscheinlichkeit der tatsächlichen Zustände der Signalanzeige erfassen. Dazu ist für die Signalanzeigen 2 über eine entsprechende Kennung abgelegt. Die Recheneinheit 5 des Fahrzeuges 1 verfügt über eine entsprechende Karte mit einer entsprechenden Angabe der Ortsposition der gekennzeichneten Signalanzeige. Erkennt die Recheneinheit 5, dass zwischen der übermittelten Tabelle und der selbst erstellten Tabelle für eine bestimmte Signalanzeige größere Abweichungen der Wahrscheinlichkeiten bestehen, so kann die Recheneinheit 5 die übermittelte Tabelle entsprechend korrigieren oder als nicht repräsentativ bewerten und durch die eigene Tabelle ersetzen. Zudem kann eine entsprechende Information an die zentrale Recheneinheit 12 übermittelt werden, dass eine bestimmte Tabelle eine geringe Qualität aufweist.
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Die Anzeige 11 kann beispielsweise in Form eines mobilen Gerätes wie z.B. eines Smartphones ausgebildet sein. Zudem kann die Recheneinheit 5 auch Teil des mobilen Gerätes sein und nicht fest mit dem Fahrzeug 1 verbunden sein. Die Recheneinheit 5 kann z.B. in einem Tablet-Pc oder in einem Smartphone integriert sein. Die Datenverbindung zwischen der Recheneinheit 5 und der zentralen Recheneinheit 12 und/oder zwischen der Recheneinheit 5 und der Signalanzeige 2 kann über ein Funknetz oder das Internet erfolgen.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Recheneinheit 5 beispielsweise im Datenspeicher 7 über Informationen verfügen, welche Signalanzeige welche Fahrtrichtung betrifft. Zudem kann im Datenspeicher 7 abgelegt sein, welche Signalanzeige wo auf einer Karte angeordnet ist. Zudem kann das Fahrzeug 1 über ein Ortungssystem 10 verfügen, mit dem die aktuelle Position des Fahrzeuges und/oder eine Fahrtrichtung des Fahrzeuges erfasst werden kann. Zudem kann das Fahrzeug über ein Navigationssystem verfügen und somit die vom Fahrzeug gewünschte Fahrrichtung wie z.B. geradeaus, abbiegen usw. der Recheneinheit bekannt sein. Unter Berücksichtigung dieser Fahrinformation kann die Recheneinheit 5 auch bei einem Abbiegen des Fahrzeuges an einer Signalanzeige 2 die für das Fahrzeug zutreffende Wahrscheinlichkeit für den Zustand der Signalanzeige auswählen.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012110099 B3 [0002]
