DE102018123153A1 - Method and device for influencing autonomous alternating light signal systems - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Beeinflussung einer Vielzahl von Wechsellichtzeichenanlagen in einem Verkehrswegenetz, in dem zumindest ein Teil der Wechsellichtzeichenanlagen autonome Wechsellichtzeichenanlagen sind, die von lokalen Steuereinheiten gesteuert werden, werden entlang der prognostizierten Fahrtroute gelegene autonome Wechsellichtzeichenanlagen ermittelt und es wird ein Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans für das Einsatzfahrzeug entlang der prognostizierten Fahrtroute erstellt. Der Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan und eine Vorranganforderungsbotschaft werden vom Einsatzfahrzeug oder einer externen Übermittlungseinheit aus an eine auf der prognostizierten Fahrtroute vorausgelegene nächste autonome Wechsellichtzeichenanlage oder an eine dieser zugeordnete lokale Steuereinheit übermittelt. Dort wird daraufhin ein Vorrangprogramm für die Schaltung dieser autonomen Wechsellichtzeichenanlage durch eine dieser zugeordnete lokale Steuereinheit aktiviert. Zudem werden der Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans und die Vorranganforderungsbotschaft von dieser Wechsellichtzeichenanlage oder von einer dieser zugeordneten lokalen Steuereinheit an die entlang der prognostizierten Fahrtroute (R) folgende autonome Wechsellichtzeichenanlage oder an eine dieser zugeordnete lokale Steuereinheit übermittelt. Anschließend werden diese Schritte mit der jeweils darauffolgenden autonomen Wechsellichtzeichenanlage wiederholt.In a method for influencing a large number of alternating light signal systems in a traffic route network, in which at least some of the alternating light signal systems are autonomous alternating light signal systems that are controlled by local control units, autonomous alternating light signal systems located along the predicted route are determined and an alternating light system encounter plan for the emergency vehicle is determined created along the forecast route. The alternating traffic light system encounter plan and a priority request message are transmitted from the emergency vehicle or an external transmission unit to a next autonomous alternating traffic light system located on the predicted route or to a local control unit assigned to it. There, a priority program for the switching of this autonomous alternating light signal system is then activated by a local control unit assigned to it. In addition, the alternating light system encounter plan and the priority request message are transmitted from this alternating light system or from a local control unit assigned to it to the autonomous alternating light system following the predicted route (R) or to a local control unit assigned to it. Then these steps are repeated with the subsequent autonomous alternating light signal system.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung einer Vielzahl von Wechsellichtzeichenanlagen in einem Verkehrswegenetz nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung dieses Verfahrens.The present invention relates to a method for influencing a large number of alternating light signal systems in a traffic route network according to the preamble of
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Insbesondere in städtischen Ballungsgebieten nimmt die Verkehrsdichte ständig zu, wobei es nicht nur in Spitzenzeiten häufig zu Verkehrsstaus kommt. Für die Fahrer von Einsatzfahrzeugen mit Wegerecht, beispielsweise Polizeifahrzeugen, Feuerwehrfahrzeugen oder Fahrzeugen des Rettungsdienstes, bedeutet dies nicht nur eine hohe Stressbelastung, sondern es werden außerdem die Anfahrtszeiten für derartige Fahrzeuge mit Wegeberechtigung zu ihren Einsatzorten deutlich verlängert. Hinzu kommt, dass bei hoher Verkehrsbelastung auch das Risiko ansteigt, dass ein Einsatzfahrzeug mit Wegerecht beim Überqueren von Kreuzungen oder Straßeneinmündungen unter Nutzung des Wegerechts mit anderen, ansonsten vorfahrtberechtigten Fahrzeugen kollidiert.In urban conurbations in particular, the traffic density is constantly increasing, with traffic congestion occurring not only at peak times. For the drivers of emergency vehicles with right of way, for example police vehicles, fire engines or emergency services vehicles, this not only means a high level of stress, but also the travel times for such vehicles with right of way to their locations are significantly extended. In addition, with high traffic loads, the risk increases that an emergency vehicle with right of way collides when crossing intersections or road junctions using the right of way with other, otherwise authorized vehicles.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Es ist daher bereits mehrfach vorgeschlagen worden, Einsatzfahrzeugen mit Wegerecht auf ihrem Weg zum Einsatzort nicht nur das Wegerecht durch Einsatz von Sondersignalen (Blaulicht, Martinshorn) einzuräumen, sondern auch Verkehrs-Wechsellichtzeichenanlagen (Ampeln) bei Annäherung des Einsatzfahrzeugs auf „freie Fahrt“ (grün) zu schalten.It has therefore already been proposed several times to grant emergency vehicles on their way to the place of operation not only the right of way by using special signals (flashing lights, Martinshorn), but also traffic light systems (traffic lights) when the emergency vehicle is approaching "free travel" (green ) to switch.
Die
Die
Aus der
Die
Die von den Erfindern stammende
Die Nachteile des Standes der Technik, die sich in Gegenden mit autonom gesteuerten Wechsellichtzeichenanlagen ergeben, sollen durch die Erfindung überwunden werden.The disadvantages of the prior art, which arise in areas with autonomously controlled alternating light signal systems, are to be overcome by the invention.
BEZEICHNUNGEN UND DEFINITIONENNAMES AND DEFINITIONS
Bevor detailliert auf die Erfindung und die in den Figuren dargestellten und weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung eingegangen wird, sollen einige der in dieser Beschreibung und den Ansprüchen verwendeten Begrifflichkeiten definiert werden. Es bezeichnen hier die nachstehend aufgeführten Begriffe
- - „Verkehrswegenetz“: eine großflächige (z.B. stadtübergreifende oder stadtteilübergreifende) Topologie von Verkehrswegen (z.B. Straßen, Radwegen, Fußwegen, Schienenverkehrswegen);
- - „Wechsellichtzeichen“: eine gemeinhin auch als Ampel bezeichnete Einrichtung zur Verkehrsregelung, wobei hier von diesem Begriff nicht nur Lichtsignaleinrichtungen, sondern auch mechanische Zeigereinrichtungen und künftige direkt mit einem Verkehrsteilnehmer (z.B. einem Fahrzeug) kommunizierende Einrichtungen zur Übermittlung eines Verkehrsregelsignals an den Verkehrsteilnehmer umfasst sind;
- - „Wechsellichtzeichenanlagen“: eine Gruppe von einander zugeordneten und aufeinander abgestimmt agierenden Wechsellichtzeichen an einem Verkehrsknoten (z.B. einer Kreuzung, einer Straßeneinmündung oder einem Fußgänger-/Radfahrerüberweg), wobei hier terminologisch auch Wechsellichtzeichen an Kreuzungen von Straßen und Schienenverkehrswegen eingeschlossen sind;
- - „autonome Wechsellichtzeichenanlagen“: Wechsellichtzeichenanlagen, die nicht von einem zentralen Verkehrsleitrechner, sondern autonom von einer lokalen Steuereinrichtung gesteuert werden;
- - „zentraler Verkehrsleitrechner“: eine computerbasierte (regional oder überregional) zentrale Steuerungseinrichtung für Wechsellichtzeichenanlagen und deren Wechsellichtzeichen, die die Wechsellichtzeichen in einer größeren Region (z.B. einem Stadtteil) des Verkehrswegenetzes (regional) oder in mehreren größeren Regionen (überregional) zentral steuert;
- - „lokale Steuerungseinrichtung“: eine computerbasierte Steuerungseinrichtung, die die Wechsellichtzeichen einer Wechsellichtzeichenanlage (z.B. an einer Kreuzung) steuert;
- - „prognostizierte Fahrtroute“: eine beispielsweise von einem Navigationscomputer ermittelte Fahrtroute, auf der das Einsatzfahrzeug voraussichtlich zum Fahrtziel fahren wird;
- - „prognostizierte Fahrtrichtung“: die Richtung, in der das Einsatzfahrzeug voraussichtlich entlang der prognostizierten Fahrtroute fahren wird (verläuft z.B. die prognostizierte Fahrtroute an einer Kreuzung nach rechts, so wechselt an dieser Stelle die prognostizierte Fahrtrichtung nach rechts);
- - „Fahrkorridor“: die Fahrspur oder Fahrspuren einer Straße, die das Einsatzfahrzeug benutzen muss, um auf der prognostizierten Fahrtroute in der prognostizierten Fahrtrichtung entlang zu fahren (wechselt z.B. an einer Kreuzung die prognostizierte Fahrtrichtung nach rechts, so wird an dieser Kreuzung die Rechtsabbiegespur Teil des Fahrkorridors);
- - „Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan“: eine zeit- und/oder wegabhängig geordnete Auflistung jener Wechsellichtzeichenanlagen, die das Einsatzfahrzeug entlang seiner prognostizierten Fahrtroute nacheinander erreichen wird;
- - „Wechsellichtzeichenanlagen-Umgebungsplan“: eine Auflistung jener Wechsellichtzeichen und/oder Wechsellichtzeichenanlagen, die in der Umgebung einer jeweiligen Wechsellichtzeichenanlage auf der prognostizierten Fahrtroute gelegen sind, sowie entsprechende Topologieinformation dieser Umgebung;
- - „Vorrangprogramm“: ein Steuerungsprogramm für die Wechsellichtzeichen einer Wechsellichtzeichenanlage, das auf einer lokalen Steuerungseinheit der Wechsellichtzeichenanlage abläuft und das die jeweilige örtliche Verkehrslenkung derart beeinflusst, dass ein sich annäherndes Einsatzfahrzeug sowohl ein „Freie Fahrt“-Signal (grüne Ampel) als auch einen freien Fahrkorridor vorfindet;
- - „Vorrangsteuerung“: eine Beeinflussung von Wechsellichtzeichenanlagen, die ein aktuell aktives Steuerungsprogramm für die Wechsellichtzeichen einer Wechsellichtzeichenanlage temporär durch ein Vorrangprogramm als vorrangiges Steuerungsprogramm ersetzt;
- - „Vorranganforderungsbotschaft“: ein Information enthaltendes Signal, das eine Vorrangsteuerung für eine Wechsellichtzeichenanlage auslöst;
- - „Vorrangunterstützungsprogramm“: ein Steuerungsprogramm für die Wechsellichtzeichen einer benachbarten Wechsellichtzeichenanlage in der Umgebung einer in einer Vorrangsteuerung befindlichen Wechsellichtzeichenanlage, das auf einer lokalen Steuerungseinheit der benachbarten Wechsellichtzeichenanlage abläuft und das die Verkehrslenkung in der Umgebung der in der Vorrangsteuerung befindlichen Wechsellichtzeichenanlage derart beeinflusst, dass der Verkehr beschleunigt aus dem Fahrkorridor für das Einsatzfahrzeug abfließen und nicht mehr in den Fahrkorridor hineinfließen kann;
- - „Vorrangunterstützungssteuerung“: eine Beeinflussung von benachbarten Wechsellichtzeichenanlagen, die ein aktuell aktives Steuerungsprogramm für die Wechsellichtzeichen einer Wechsellichtzeichenanlage temporär durch ein Vorrangunterstützungsprogramm als vorrangiges Steuerungsprogramm ersetzt;
- - „Vorrangunterstützungsbotschaft“: ein Information enthaltendes Signal, das eine Vorrangunterstützungssteuerung für eine benachbarte Wechsellichtzeichenanlage auslöst;
- - „Wirkungsbereich“: das Umfeld („Umgebung“) einer in einer Vorrangsteuerung befindlichen Wechsellichtzeichenanlage, in dem weitere benachbarte Wechsellichtzeichenanlagen in ein Vorrangunterstützungsprogramm geschaltet werden.
- - "Traffic network": a large-scale (e.g. cross-urban or cross-urban) topology of traffic routes (e.g. roads, cycle paths, footpaths, rail traffic routes);
- - “Alternating light sign”: a device for traffic control, also commonly referred to as a traffic light, which not only includes light signal devices, but also mechanical pointer devices and future devices that communicate directly with a road user (e.g. a vehicle) for transmitting a traffic control signal to the road user ;
- - "Alternating traffic light systems": a group of interchangeable and coordinated alternating traffic lights at a traffic junction (e.g. an intersection, a road junction or a pedestrian / cyclist crossing), where terminological alternating traffic signs are also included at intersections of roads and rail traffic routes;
- - "Autonomous alternating light signaling systems": alternating light signaling systems that are not controlled by a central traffic control computer but autonomously by a local control device;
- - "Central traffic control computer": a computer-based (regional or supraregional) central control device for alternating light signal systems and their alternating light signals, which centrally controls the alternating light signals in a larger region (eg a district) of the traffic route network (regional) or in several larger regions (supraregional);
- - “local control device”: a computer-based control device which controls the alternating light signals of an alternating light signal system (eg at an intersection);
- - “Predicted route”: a route determined, for example, by a navigation computer, on which the emergency vehicle is likely to travel to the destination;
- - “Predicted direction of travel”: the direction in which the emergency vehicle is expected to travel along the predicted route (for example, if the predicted route at an intersection turns to the right, the predicted direction of travel changes to the right at this point);
- - "Driving corridor": the lane or lanes of a road that the emergency vehicle must use to drive along the predicted route in the predicted direction of travel (e.g. if the predicted direction of travel changes to the right at an intersection, the right-hand lane becomes part of this intersection of the corridor);
- - "Alternating traffic light system encounter plan": a time and / or route-dependent list of those alternating traffic light system that the emergency vehicle will reach one after the other along its predicted route;
- - "Alternating light sign system map": a list of those alternating light signs and / or alternating light sign systems that are located in the surroundings of a respective alternating light sign system on the predicted route, as well as corresponding topology information of this environment;
- - "Priority program": a control program for the alternating light signals of an alternating light signal system that runs on a local control unit of the alternating light signal system and that influences the respective local traffic control in such a way that an approaching emergency vehicle is both a "free journey" - Signal (green traffic light) as well as a free driving corridor;
- - "Priority control": an influencing of alternating light signal systems, which temporarily replaces a currently active control program for the alternating light signals of an alternating light signal system with a priority program as a priority control program;
- - "Priority request message": a signal containing information that triggers priority control for a traffic light system;
- - "Priority support program": a control program for the alternating light signals of a neighboring alternating light signal system in the vicinity of an alternating light signal system located in a priority control, which runs on a local control unit of the neighboring alternating light signal system and which influences the traffic routing in the vicinity of the alternating light signal system located in the priority control in such a way that the Traffic accelerates out of the driving corridor for the emergency vehicle and can no longer flow into the driving corridor;
- - "Priority support control": an influencing of neighboring alternating light signal systems, which temporarily replaces a currently active control program for the alternating light signals of an alternating light signal system with a priority support program as a priority control program;
- - "Priority support message": a signal containing information that triggers priority support control for a neighboring alternating traffic light system;
- - "Effective area": the environment ("environment") of a variable light signal system in a priority control, in which other neighboring variable light signal systems are switched to a priority support program.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Beschleunigung von Einsatzfahrzeugen in Gegenden mit autonomen, nicht mit einem zentralen Verkehrsleitrechner verbundenen Wechsellichtzeichenanlagen entlang einer prognostizierten Fahrtroute zumindest eines Einsatzfahrzeugs mit Wegerecht zum Zweck einer Vorrangsteuerung für das zumindest eine Einsatzfahrzeug anzugeben. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Verfahren anzugeben, bei welchem die Gewährleistung der freien Fahrt für das Einsatzfahrzeug weiter verbessert ist, um noch kürzere Anfahrtszeiten zum Einsatzort zu ermöglichen. Schließlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu schaffen.The object of the present invention is to provide a method for accelerating emergency vehicles in areas with autonomous alternating light signal systems which are not connected to a central traffic control computer along a predicted route of at least one emergency vehicle with right of way for the purpose of priority control for the at least one emergency vehicle. Another object of the present invention is to provide such a method, in which the guarantee of free travel for the emergency vehicle is further improved in order to enable even shorter travel times to the emergency location. Finally, it is an object of the present invention to provide an apparatus for performing such a method and to create a computer program product for performing such a method.
Der auf das Verfahren gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The part of the object directed to the method is achieved by the method having the features of
Bei einem Verfahren zur Beeinflussung einer Vielzahl von Wechsellichtzeichenanlagen in einem Verkehrswegenetz, in dem zumindest ein Teil der Wechsellichtzeichenanlagen autonome Wechsellichtzeichenanlagen sind, die nicht von einem zentralen Verkehrsleitrechner, sondern von lokalen Steuereinheiten gesteuert werden, zum Zweck einer Vorrangsteuerung für zumindest ein Einsatzfahrzeug mit Wegerecht, wobei die Beeinflussung zumindest der autonomen Wechsellichtzeichenanlagen auf der Basis von aktuellen Positionsdaten und eines Fahrtrichtungsvektors des Einsatzfahrzeugs erfolgt, um dessen Fahrt auf einer prognostizierten Fahrtroute zu beschleunigen, mit den Schritten:
- a) Bereitstellen von Positionsdaten eines Fahrtziels für das zumindest eine Einsatzfahrzeug;
- b) Bereitstellen der aktuellen Positionsdaten und der Daten des aktuellen Fahrtrichtungsvektors des zumindest einen Einsatzfahrzeugs;
- c) Bereitstellen von Topologieinformation über das Verkehrswegenetz;
- d) Bereitstellen von Information über im Verkehrswegenetz vorhandene autonome Wechsellichtzeichenanlagen;
- e) Prognostizieren einer Fahrtroute für das zumindest eine Einsatzfahrzeug von dessen aktueller Position zur Position des Fahrtziels unter Berücksichtigung der durch den Fahrtrichtungsvektor repräsentierten, vom Fahrer des Einsatzfahrzeugs gewählten Fahrtrichtung;
- f) Beeinflussen der eine prognostizierte Fahrtrichtung auf der prognostizierten Fahrtroute betreffenden autonomen Wechsellichtzeichenanlagen derart, dass die jeweilige Wechsellichtzeichenanlage vor oder bei der prognostizierten Ankunft des zumindest einen Einsatzfahrzeugs den Verkehr in Richtung der prognostizierten Fahrtroute freigibt,
- g) Ermitteln der entlang der prognostizierten Fahrtroute gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen und Erstellen eines Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans für das Einsatzfahrzeug entlang der prognostizierten Fahrtroute;
- h) Übermitteln des Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans sowie einer Vorranganforderungsbotschaft vom Einsatzfahrzeug oder einer externen Übermittlungseinheit aus an eine auf der prognostizierten Fahrtroute des Einsatzfahrzeugs vorausgelegene nächste autonome Wechsellichtzeichenanlage oder an eine dieser zugeordnete lokale Steuereinheit;
- i) Aktivieren eines Vorrangprogramms für die Schaltung der nächsten vorausgelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlage auf den Empfang der Vorranganforderungsbotschaft hin durch eine dieser nächsten vorausgelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlage zugeordnete lokale Steuereinheit;
- j) Übermitteln des Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans und der Vorranganforderungsbotschaft von der nächsten vorausgelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlage oder von der dieser zugeordneten lokalen Steuereinheit an die entlang der prognostizierten Fahrtroute folgende autonome Wechsellichtzeichenanlage oder an die dieser zugeordnete lokale Steuereinheit und
- k) Wiederholen der Schritte i) und j) mit der jeweils darauffolgenden autonomen Wechsellichtzeichenanlage.
- a) providing position data of a destination for the at least one emergency vehicle;
- b) providing the current position data and the data of the current direction of travel vector of the at least one emergency vehicle;
- c) providing topology information about the traffic network;
- d) provision of information about autonomous alternating light signal systems present in the traffic route network;
- e) Predicting a route for the at least one emergency vehicle from its current position to the position of the destination, taking into account the direction of travel represented by the direction of travel vector and selected by the driver of the emergency vehicle;
- f) influencing the autonomous alternating light signal systems relating to a predicted direction of travel on the predicted travel route in such a way that the respective alternating light signal system releases the traffic in the direction of the predicted travel route before or upon the predicted arrival of the at least one emergency vehicle,
- g) determining the autonomous alternating light signal systems located along the predicted travel route and drawing up a change light system encounter plan for the emergency vehicle along the predicted travel route;
- h) transmitting the alternating traffic light system encounter plan and a priority request message from the emergency vehicle or an external transmission unit to a next autonomous alternating light system which is ahead of the predicted travel route of the emergency vehicle or to a local control unit assigned to this;
- i) activation of a priority program for the switching of the next preceding autonomous alternating light system upon receipt of the priority request message by a local control unit assigned to this next preceding autonomous alternating system;
- j) Transmission of the alternating traffic light system encounter plan and the priority request message from the next preceding autonomous alternating traffic light system or from the local control unit assigned to it to the autonomous alternating traffic light system following along the predicted route or to the local control unit assigned to it and
- k) repeating steps i) and j) with the subsequent autonomous alternating light signal system.
VORTEILEADVANTAGES
Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt eine großflächige Beeinflussung von autonom gesteuerten Wechsellichtzeichen und schafft die Voraussetzung dafür, dass ein sich einer autonomen Wechsellichtzeichenanlage näherndes Einsatzfahrzeug mit Wegerecht nicht nur die auf seiner Fahrtroute jeweils unmittelbar vorausliegende autonome Wechsellichtzeichenanlage beeinflussen kann, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, sondern dass auch nicht unmittelbar voraus liegende, auf der Fahrtroute noch weiter entfernt liegende autonome Wechsellichtzeichenanlagen, bereits frühzeitig beeinflusst werden können. Dadurch ist es möglich, auch bei dichtem Verkehr oder sogar Stau, in einem nicht von einem zentralen Verkehrsleitrechner gesteuerten Verkehrswegenetz oder Teil eines Verkehrswegenetzes den Fahrkorridor, den das Einsatzfahrzeug auf seiner Fahrtroute benötigt, freizuräumen, so dass das Einsatzfahrzeug nahezu stets einen freien Fahrkorridor vorfindet und seine Geschwindigkeit nicht reduzieren muss. Daraus ergeben sich schnellere und zeitlich kürzere Einsatzfahrten zum Einsatzort.The method according to the invention effects a large-area influencing of autonomously controlled alternating light signals and creates the prerequisite for an emergency vehicle approaching an autonomous alternating light signal system with right of way not only being able to influence the autonomous alternating light signal system immediately ahead on its route, as is known from the prior art , but that autonomous alternating traffic light systems that are not immediately ahead and are further away on the route can be influenced at an early stage. This makes it possible to clear the driving corridor that the emergency vehicle needs on its route, even in heavy traffic or traffic jams, in a traffic route network that is not controlled by a central traffic control computer, or part of a traffic route network, so that the emergency vehicle almost always finds a free driving corridor and doesn't have to slow down. This results in faster and shorter mission trips to the site.
Von besonderem Vorteil beim erfinderischen Verfahren ist die Tatsache, dass es zur Steuerung der Wechsellichtzeichenanlagen entlang der prognostizierten Fahrtroute keines zentralen Verkehrsleitrechners bedarf, und das Verfahren daher bei autonomen Wechsellichtzeichenanlagen eingesetzt werden kann. Dies ist möglich, weil erfindungsgemäß die autonomen Wechsellichtzeichenanlagen nicht nur Daten empfangen können, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, sondern auch in der Lage sind, Daten weiter zu übermitteln. So können entsprechende Botschaften auf der Grundlage des Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans entlang einer prognostizierten Fahrtroute von einer autonomen Wechsellichtzeichenanlage an die nächste autonome Wechsellichtzeichenanlage nach Art einer Eimerkette weiterübermittelt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich daher besonders für Verkehrswegenetze oder Teile davon, die keinen zentralen Verkehrsleitrechner aufweisen.A particular advantage of the inventive method is the fact that a central traffic control computer is not required to control the alternating traffic light systems along the predicted travel route, and the method can therefore be used in autonomous alternating traffic light systems. This is possible because, according to the invention, the autonomous alternating light signal systems can not only receive data as is known from the prior art, but are also able to transmit data further. Corresponding messages can be forwarded on the basis of the alternating traffic light system encounter plan along a predicted route from an autonomous alternating traffic light system to the next autonomous alternating traffic light system in the manner of a bucket chain. The method according to the invention is therefore particularly suitable for traffic route networks or parts thereof which do not have a central traffic control computer.
Dadurch, dass die Beeinflussung der voraus liegenden autonomen Wechsellichtzeichenanlagen nicht nur unter der Berücksichtigung der aktuellen Positionsdaten des zumindest einen Einsatzfahrzeugs, sondern auch von dessen Fahrtrichtungsvektor erfolgt, ist der Fahrer des Einsatzfahrzeugs nicht an eine von außen fest vorgegebene Fahrtroute gebunden, sondern er kann in Abhängigkeit von der jeweiligen Situation und dem Verkehrsgeschehen vor Ort selbständig seine Fahrtroute wählen. Der Wechsellichtzeichen-Begegnungsplan wird bei einer als für die Ermittlung der prognostizierten Fahrtroute relevant erkannten Fahrtrichtungsänderung des Einsatzfahrzeugs neu erstellt und zusammen mit einer Vorranganforderungsbotschaft an die dann vorausliegenden Wechsellichtzeichenanlagen übermittelt. Die vor der Fahrtrichtungsänderung in den Vorrangbetrieb geschalteten Wechsellichtzeichenanlagen, die nicht mehr auf der neuen Fahrtroute liegen, werden wieder in ihren Normalbetrieb-Modus zurückgeschaltet.As a result of the fact that the autonomous alternating light signal systems lying ahead are influenced not only taking into account the current position data of the at least one emergency vehicle, but also of its direction of travel vector, the driver of the emergency vehicle is not bound to a route which is predetermined from the outside, but can depend on it choose your route independently from the respective situation and the traffic situation on site. The alternating light sign encounter plan is recreated when the direction of travel of the emergency vehicle is identified as being relevant for determining the predicted travel route and is transmitted together with a priority request message to the alternating light sign systems which are then ahead. The alternating traffic light systems that were switched to priority mode before the direction of travel changed and are no longer on the new route are switched back to their normal operating mode.
Die erfindungsgemäße Vorrangsteuerung ist im Übrigen nicht auf Wechsellichtzeichenanlagen für den Verkehr auf einem Straßennetz beschränkt, sondern kann jegliche Art von Wechsellichtzeichenanlagen in einem Verkehrswegenetz umfassen, beispielsweise auch Signale eines Schienenwegenetzes und/oder Schranken und Lichtzeichenanlagen an schienengleichen Bahnübergängen. So können beispielsweise auch Signale für Schienenfahrzeuge auf HALT geschaltet werden, um dem zumindest einen Einsatzfahrzeug das gefahrlose Überqueren eines schienengleichen Bahnübergangs oder einer Straßenbahnkreuzung zu ermöglichen.The priority control according to the invention is incidentally not limited to alternating traffic light systems for traffic on a road network, but can include any type of alternating traffic light system in a traffic route network, for example also signals from a rail network and / or barriers and traffic lights at level crossings. For example, signals for rail vehicles can also be switched to HALT in order to enable the at least one emergency vehicle to safely cross a railroad-level crossing or a tram crossing.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 12.Further preferred and advantageous design features of the method according to the invention are the subject of
Von Vorteil ist es, wenn die Aktivierung des Vorrangprogramms im Schritt i) unter Berücksichtigung eines voraussichtlichen Ankunftszeitpunktes des Einsatzfahrzeugs an der nächsten vorausgelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlage erfolgt. Dadurch ist es möglich, die Freiräumung der Fahrkorridore im Bereich von weiter voraus liegenden Wechsellichtzeichenanlagen auf die Ankunftszeit des Einsatzfahrzeugs am jeweiligen Ort zu optimieren und den restlichen Verkehrsfluss nur minimal zu beeinträchtigen.It is advantageous if the activation of the priority program in step i) takes into account the expected time of arrival of the emergency vehicle at the next autonomous alternating light signal system. This makes it possible to optimize the clearing of the driving corridors in the area of alternating light signal systems further ahead for the arrival time of the emergency vehicle at the respective location and to minimally impair the remaining traffic flow.
Vorzugsweise wird das Vorrangprogramm wieder deaktiviert, nachdem das Einsatzfahrzeug die vom Vorrangprogramm gesteuerte Wechsellichtzeichenanlage passiert hat. Diese vom Einsatzfahrzeug aktiv ausgelöste Deaktivierung besitzt gegenüber einer pauschal zeitgesteuerten Deaktivierung den Vorteil des unmittelbaren Praxisbezugs, wodurch ebenfalls die Beeinträchtigung der restlichen Verkehrsteilnehmer reduziert wird.The priority program is preferably deactivated again after the emergency vehicle has passed the alternating light signaling system controlled by the priority program. This deactivation, which is actively triggered by the emergency vehicle, has the advantage of a direct practical relevance compared to a general time-controlled deactivation, which also reduces the impairment of the other road users.
Wenn im Schritt k) auch die Schritte g) und h) wiederholt werden, wobei im Schritt h) ein aktualisierter Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan sowie eine aktualisierte Vorranganforderungsbotschaft übermittelt werden, ergibt sich der Vorteil, dass die Wechsellichtzeichenanlagen stets aktuelle Daten für die prognostizierte Fahrtroute erhalten. Eine solche rekursive Durchführung des Verfahrens ermöglicht eine dynamische und an die aktuelle Fahrtroute und Fahrgeschwindigkeit des zumindest einen Einsatzfahrzeugs angepasste Vorrangschaltung. Wenn das Einsatzfahrzeug beispielsweise aufgrund einer Entscheidung des Fahrers die ursprünglich prognostizierte Fahrtroute verlässt und die Navigationssoftware daraufhin eine neue Fahrtroute berechnet, wird diese aktuelle Information an die nächste Wechsellichtzeichenanlage übermittelt, die diese Information dann an die folgenden Wechsellichtzeichenanlagen gemäß der neu berechneten prognostizierten Fahrtroute weiter übermittelt, wodurch ein neuer Fahrkorridor freigeräumt wird. Gleichzeitig werden die Wechsellichtzeichenanlagen entlang der vorher prognostizierten Fahrtroute wieder in ihren Normalbetriebmodus zurückgesetzt.If steps g) and h) are also repeated in step k), an updated alternating traffic light system encounter plan and an updated priority request message being transmitted in step h), the advantage results that the alternating traffic light systems always receive current data for the predicted travel route. Such a recursive implementation of the method enables a dynamic priority circuit that is adapted to the current route and speed of the at least one emergency vehicle. If, on the basis of a decision by the driver, for example, the emergency vehicle leaves the originally predicted travel route and the navigation software then calculates a new travel route, this current information is transmitted to the next alternating traffic light system, which then transmits this information to the following alternating traffic light systems according to the newly calculated predicted travel route, which clears a new driving corridor. At the same time, the alternating light signal systems along the previously predicted route are reset to their normal operating mode.
In komplexen Verkehrswegenetzen, die teilweise mit autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (zum Beispiel am Stadtrand) und mit von einem zentralen Verkehrsleitrechnern gesteuerten Wechsellichtzeichenanlagen (zum Beispiel im Stadtzentrum) versehen sind, ist es von Vorteil, wenn bei einem auf der Grundlage der Topologieinformation über das Verkehrswegenetz und der prognostizierten Fahrtroute festgestellten bevorstehenden Austreten des Einsatzfahrzeugs aus einem Bereich des Verkehrswegenetzes mit nicht von einem zentralen Verkehrsleitrechner gesteuerten, autonomen Wechsellichtzeichenanlagen und einem daraufhin bevorstehenden Eintreten des Einsatzfahrzeugs in einen Bereich des Verkehrswegenetzes mit von einem zentralen Verkehrsleitrechner gesteuerten Wechsellichtzeichenanlagen die Positionsdaten des Fahrtziels, die aktuellen Positionsdaten und die Daten des aktuellen Fahrtrichtungsvektors des zumindest einen Einsatzfahrzeugs an den Verkehrsleitrechner übermittelt werden und wenn daraufhin die Vorrangsteuerung der entlang der prognostizierten Fahrtroute folgenden (zentral gesteuerten) Wechsellichtzeichenanlagen vom zentralen Verkehrsleitrechner durchgeführt wird. Diese Variante schafft für das Einsatzfahrzeug einen unterbrechungsfreien Übergang zwischen den beiden Bereichen des Verkehrswegenetzes mit unterschiedlicher Steuerung der Wechsellichtzeichenanlagen, ohne dass bei diesem Übergang die Freiräumung des Fahrkorridors unterbrochen ist.In complex traffic route networks, some of which are equipped with autonomous alternating traffic light systems (e.g. on the outskirts) and with alternating traffic light systems controlled by a central traffic control computer (e.g. in the city center), it is advantageous if one is based on the topology information about the traffic route network and the predicted travel route, the impending exit of the emergency vehicle from an area of the traffic route network with autonomous alternating traffic light systems not controlled by a central traffic control computer and an imminent entry of the emergency vehicle into an area of the traffic route network with alternating light signal systems controlled by a central traffic control computer, the position data of the destination, the current position data and the data of the current direction of travel vector of the at least one emergency vehicle are transmitted to the traffic control computer and if thereupon d The priority control of the (centrally controlled) alternating traffic light systems following along the forecast route is carried out by the central traffic control computer. This variant creates an uninterrupted transition for the emergency vehicle between the two areas of the traffic route network with different control of the alternating light signal systems, without the clearance of the driving corridor being interrupted during this transition.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mit anderen Ausführungsformen des Verfahrens kombinierbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass im Schritt
Diese Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens bezieht in die Umgebung der auf der prognostizierten Fahrtrichtung gelegenen Wechsellichtzeichenanlagen mit in die kollektive Steuerung ein, ohne dass (wie bei der
Bildlich gesprochen erhält dadurch das zumindest eine Einsatzfahrzeug auf seiner prognostizierten Fahrtroute durch ein Gebiet mit autonomen Wechsellichtzeichenanlagen nicht nur formal eine grüne Welle, sondern es erhält durch die erfindungsgemäße Vorrangsteuerung auch im Wesentlichen einen freien Fahrkorridor, indem es einen Wirkungsbereich dieser Vorrangsteuerung entlang der prognostizierten Fahrtroute und gegebenenfalls links und rechts davon vor sich herschiebt, in welchem zusätzlich zur grünen Welle für das zumindest eine Einsatzfahrzeug durch entsprechende Schaltung der Wechsellichtzeichenanlagen ein Abfließen des Verkehrs aus dem Fahrkorridor entlang der prognostizierten Fahrtroute weg bewirkt wird. Dieser Wirkungsbereich vor dem Einsatzfahrzeug bildet eine „Wolke“ von beeinflussten Wechsellichtzeichenanlagen und wird daher auch als „grüne Wolke“ bezeichnet.Metaphorically speaking, the at least one emergency vehicle not only receives a green wave formally on its predicted route through an area with autonomous alternating light signal systems, but it also essentially receives a free driving corridor through the priority control according to the invention, in that it has an effective area of this priority control along the predicted route and If necessary, pushes to the left and right of it, in which, in addition to the green wave for the at least one emergency vehicle, the traffic lights flow out of the driving corridor along the predicted travel route by corresponding switching of the alternating light signal systems. This area of activity in front of the emergency vehicle forms a “cloud” of influenced alternating light signal systems and is therefore also referred to as a “green cloud”.
Von Vorteil ist dabei, wenn die Schaltung der autonomen Wechsellichtzeichenanlagen in der prognostizierten Fahrtrichtung auf der prognostizierten Fahrtroute derart erfolgt, dass Fahrzeuge des Gegenverkehrs und/oder des Querverkehrs oder im Fahrkorridor befindliche abbiegewillige Fahrzeuge den Fahrkorridor verlassen können, bevor das zumindest eine Einsatzfahrzeug diesen Ort erreicht hat. Dadurch wird der Fahrkorridor rechtzeitig von Ankunft des Einsatzfahrzeugs freigeräumt.It is advantageous if the autonomous alternating light signal systems are switched in the predicted direction of travel on the predicted travel route in such a way that oncoming traffic and / or cross traffic vehicles or vehicles willing to turn in the driving corridor can leave the driving corridor before the at least one emergency vehicle reaches this location Has. This clears the driving corridor in good time from the arrival of the emergency vehicle.
Weiter vorteilhaft ist es, wenn alternativ oder zusätzlich die Schaltung der autonomen Wechsellichtzeichenanlagen in der prognostizierten Fahrtrichtung auf der prognostizierten Fahrtroute derart erfolgt, dass Fahrzeuge des Querverkehrs oder des Abbiegeverkehrs nicht in den Fahrkorridor hinein fahren können, bis das zumindest eine Einsatzfahrzeug diesen Ort passiert hat. Auf diese Weise wird verhindert, dass Fahrzeuge in den Fahrkorridor hinein fahren.It is also advantageous if, as an alternative or in addition, the switching of the autonomous alternating light signal systems in the predicted direction of travel takes place on the predicted travel route in such a way that cross-traffic or turning traffic vehicles cannot drive into the driving corridor until at least one emergency vehicle has passed this location. This prevents vehicles from driving into the driving corridor.
Die Flächenausdehnung des Wirkungsbereichs ist vorzugsweise nicht statisch, sondern an die Straßentopologie entlang der prognostizierten Fahrtroute und/oder an das aktuelle Verkehrsaufkommen angepasst. In seiner kleinsten Ausdehnung kann der Wirkungsbereich beispielsweise nur die Ampeln an einer zu überquerenden Straßenkreuzung, also nur die Wechsellichtzeichen der in Fahrtrichtung voraus liegenden autonomen Wechsellichtzeichenanlage, umfassen. Bei Kreuzungen von mehrspurigen Straßen mit mehreren Abbiegespuren und einer entsprechend komplexen Ampelschaltung kann der Wirkungsbereich größer gewählt werden, um alle autonomen oder miteinander kommunizierenden Wechsellichtzeichenanlagen im Großbereich der Kreuzung zu umfassen. Der Wirkungsbereich kann aber beispielsweise auch auf autonome Wechsellichtzeichenanlagen in Nebenstraßen und/oder an lateral benachbarten Kreuzungen ausgedehnt werden, wenn dies aufgrund der Verkehrsführung oder des Verkehrsflusses geboten ist.The area of the effective area is preferably not static, but is adapted to the road topology along the predicted travel route and / or to the current traffic volume. In its smallest extent, the area of action can, for example, only include the traffic lights at a crossroad to be crossed, that is to say only the alternating light signals of the autonomous alternating light signal system lying ahead in the direction of travel. In the case of intersections of multi-lane roads with several turning lanes and a correspondingly complex set of traffic lights, the effective range can be selected to include all autonomous or interchangeable traffic light systems in the large area of the intersection. However, the area of effect can also be extended, for example, to autonomous alternating light signal systems in side streets and / or at laterally adjacent intersections, if this is necessary due to the traffic routing or the traffic flow.
Eine solche bezüglich ihres flächigen Wirkungsbereichs anpassbare Vorrangsteuerung wird als „dynamische grüne Wolke“ bezeichnet.Such a priority control, which can be adjusted with regard to its area of effectiveness, is referred to as a “dynamic green cloud”.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mit anderen Ausführungsformen der Erfindung kombinierbar ist, erfolgt die Freigabe des Verkehrs in Richtung der prognostizierten Fahrtroute in Abhängigkeit von der Verkehrsdichte auf der prognostizierten Fahrtroute so rechtzeitig vor der prognostizierten Ankunft des zumindest einen Einsatzfahrzeugs an der jeweiligen die prognostizierte Fahrtrichtung auf der prognostizierte Fahrtroute betreffenden autonomen Wechsellichtzeichenanlage, dass sich im Fahrkorridor stehende Fahrzeuge in Bewegung setzen können und sich somit stehender Verkehr bei der Ankunft des zumindest einen Einsatzfahrzeugs in fließenden Verkehr gewandelt hat. In an advantageous development of the method according to the invention, which can be combined with other embodiments of the invention, the release of the traffic in the direction of the predicted travel route takes place in good time before the predicted arrival of the at least one emergency vehicle at the respective one, depending on the traffic density on the predicted travel route Predicted driving direction on the predicted driving route relating to autonomous alternating light signaling systems that vehicles standing in the driving corridor can start to move and thus stationary traffic has changed to flowing traffic when the at least one emergency vehicle arrives.
Diese Weiterbildung des Verfahrens ermöglicht es, dass sich vorhandene Staus zumindest so weit auflösen, dass sich die ehemals im Stau stehenden Fahrzeuge in Bewegung setzen und aus dieser Bewegung heraus schnell eine Rettungsgasse für das zumindest eine Einsatzfahrzeug bilden können.This further development of the method enables existing traffic jams to dissolve at least to such an extent that the vehicles which were previously in a traffic jam set in motion and can quickly form a rescue alley for the at least one emergency vehicle from this movement.
Von Vorteil ist es auch, wenn die Wechsellichtzeichen einer autonomen Wechsellichtzeichenanlagen entlang der prognostizierten Fahrtroute derart geschaltet werden, dass an einer Straßeneinmündung, an der die prognostizierte Fahrtrichtung der prognostizierten Fahrtroute des zumindest einen Einsatzfahrzeugs in eine einmündende Straße abknickt, Lichtzeichen für zu Fuß Gehende oder für Rad Fahrende zum Beispiel durch Anzeige von Rotlicht auf HALT geschaltet werden, so dass der Fußgängerverkehr und/oder der Fahrradverkehr über die einmündende Straße angehalten wird. Dies ermöglicht es dem zumindest einen Einsatzfahrzeug schnell abzubiegen, ohne wegen des Fußgänger- oder Radfahrerverkehrs anhalten zu müssen. Dadurch wird außerdem die Gefahr von Abbiegeunfällen mit dem Einsatzfahrzeug reduziert. It is also advantageous if the alternating light signals of an autonomous alternating light signal system are switched along the predicted travel route in such a way that at a junction where the predicted driving direction of the predicted travel route of the at least one emergency vehicle bends into a merging street, light signals for people walking or for Cyclists, for example, can be switched to STOP by displaying a red light so that pedestrian and / or bicycle traffic is stopped via the confluent road. This enables the at least one emergency vehicle to turn quickly without having to stop because of pedestrian or cyclist traffic. This also reduces the risk of turning accidents with the emergency vehicle.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Bereitstellen der aktuellen Positionsdaten und der Daten des aktuellen Fahrtrichtungsvektors des zumindest einen Einsatzfahrzeugs im Schritt
Eine mobile Lösung mittels eines mobilen Endgeräts macht hingegen eine Ausrüstung eines jeden in Frage kommenden Einsatzfahrzeugs mit entsprechender Hard- und Software für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens überflüssig, wodurch erhebliche Kosten eingespart werden können. Es werden nur noch einige mobile Endgeräte, zum Beispiel Tabletcomputer oder Mobiltelefone (Smartphones), benötigt, auf denen eine das Verfahren implementierende Software („App“) lauffähig gespeichert ist. Mit derartigen dienstlichen mobilen Endgeräten sind die Einsatzkräfte in der Regel ausgestattet, so dass keine zusätzliche Hardware mehr erforderlich ist.A mobile solution by means of a mobile device, on the other hand, makes it unnecessary to equip each emergency vehicle with the appropriate hardware and software for carrying out the method according to the invention, which can save considerable costs. Only a few mobile end devices, for example tablet computers or mobile phones (smartphones), are required on which the software implementing the method (“app”) is stored in an executable manner. The emergency services are generally equipped with such official mobile devices, so that no additional hardware is required.
Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es von Vorteil, wenn der Teilschritt des Prognostizierens der Fahrtroute für das zumindest eine Einsatzfahrzeug auf dem Einsatzcomputer mittels einer darauf laufenden Navigationssoftware durchgeführt wird und wenn auf dem Einsatzcomputer weiterhin der Teilschritt des Erstellens des Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans auf der Basis dieser prognostizierten Fahrtroute und einer Topologie- und Eigenschaftsinformation über die Wechsellichtzeichenanlagen des Verkehrswegenetzes, die in einem dem Einsatzcomputer zugeordneten oder mit dem Einsatzcomputer verbindbaren Datenspeicher abgelegt ist, durchgeführt wird. Smartphones und Tabletcomputer sind in der Regel bereits mit einer darauf lauffähig gespeicherten Navigationssoftware ausgestattet und mit ausreichend Datenspeicherplatz verfügbar, so dass auch die Anschaffung von separaten Navigationssystemen eingespart werden kann.In all embodiments of the method according to the invention, it is advantageous if the sub-step of forecasting the route for the at least one emergency vehicle is carried out on the emergency computer by means of navigation software running thereon and if the partial step of creating the alternating sign system encounter plan is also based on the emergency computer this predicted route and topology and property information about the alternating traffic light systems of the traffic route network, which is stored in a data memory assigned to the application computer or connectable to the application computer. Smartphones and tablet computers are usually already equipped with a navigation software that can be run on them and available with sufficient data storage space so that the purchase of separate navigation systems can also be saved.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar ist, werden die aktuellen Positionsdaten und der Fahrtrichtungsvektor des zumindest einen Einsatzfahrzeugs zusammen mit dem (authentifizierten) Vorranganforderungssignal auch unmittelbar oder mittelbar an autonome Fahrzeuge übertragen, die sich auf der prognostizierten Fahrtroute des Einsatzfahrzeugs befinden. Diese autonomen Fahrzeuge werden dadurch veranlasst, die für das zumindest eine Einsatzfahrzeug benötigte Fahrbahn zu räumen oder gar nicht erst zu befahren. Autonome Fahrzeuge, also Kraftfahrzeuge, die ohne Fahrer am Straßenverkehr teilnehmen, also führerlos autonom fahren oder halten, werden auf diese Weise frühzeitig und unabhängig von eigenen Onboard-Sensoren vom Herannahen des zumindest einen Einsatzfahrzeugs informiert und veranlasst, die für das zumindest eine Einsatzfahrzeug freizuhaltende Fahrbahn zu räumen oder gar nicht erst zu befahren. So kann zum Beispiel ein solches autonomes Fahrzeug auf den Empfang dieser Information vom herannahenden Einsatzfahrzeug hin automatisch in einen priorisierten Fahrmodus umgeschaltet werden, in welchem es selbsttätig an den nächstgelegenen Fahrbahnrand fährt und dort verharrt, sofern Sensoren des autonomen Fahrzeugs neben dem Fahrzeug eine freie Fahrbahnbreite detektieren, die größer als eine vorgegebene, für die Durchfahrt von Einsatzfahrzeugen erforderliche Breite ist.According to another advantageous embodiment of the method according to the invention, which can be combined with other embodiments, the current position data and the direction of travel vector of the at least one emergency vehicle, together with the (authenticated) priority request signal, are also transmitted directly or indirectly to autonomous vehicles which are on the forecast route of the Emergency vehicle. These autonomous vehicles are thereby prompted to clear the roadway required for the at least one emergency vehicle or not to drive on it at all. In this way, autonomous vehicles, i.e. motor vehicles that take part in road traffic without a driver, i.e. drive or hold autonomously without a driver, are informed early and independently of their own onboard sensors when the at least one emergency vehicle is approaching and prompted to clear the lane for the at least one emergency vehicle to clear or not to drive at all. For example, upon receipt of this information from the approaching emergency vehicle, such an autonomous vehicle can be automatically switched to a prioritized driving mode, in which it automatically drives to the nearest edge of the road and remains there, provided that sensors of the autonomous vehicle next to the vehicle detect a free roadway width which is greater than a predetermined width required for the passage of emergency vehicles.
Vorteilhaft ist dabei, wenn die Übertragung der aktuellen Positionsdaten und des Fahrtrichtungsvektors sowie eines (authentifizierten) Vorranganforderungssignals des zumindest einen Einsatzfahrzeugs an autonome Fahrzeuge mittelbar über zumindest einen zentralen Telematikrechner erfolgt, mit dem die autonomen Fahrzeuge zur Datenübertragung verbunden sind. Dort können beispielsweise durch eine übergeordnete Instanz die Authentizität des Vorranganforderungssignals und die entsprechende Berechtigung des Einsatzfahrzeugs überprüft werden, bevor die entsprechenden Signale und Daten an die autonomen Fahrzeuge gesandt werden.It is advantageous if the transmission of the current position data and the direction of travel vector as well as an (authenticated) priority request signal of the at least one emergency vehicle to autonomous vehicles takes place indirectly via at least one central telematics computer to which the autonomous vehicles are connected for data transmission. There, for example, the authenticity of the priority request signal and the corresponding authorization of the emergency vehicle can be checked by a higher-level entity before the corresponding signals and data are sent to the autonomous vehicles.
Es kann aber auch von Vorteil sein, wenn die Übertragung der aktuellen Positionsdaten und des Fahrtrichtungsvektors sowie eines (authentifizierten) Vorranganforderungssignals des zumindest einen Einsatzfahrzeugs an autonome Fahrzeuge direkt vom Einsatzfahrzeug aus erfolgt. Dadurch wird der Weg dieser Information nicht über eine zentrale Station sondern vom Einsatzfahrzeug direkt oder über den Telematikrechner zu den autonomen Fahrzeugen geroutet, wodurch ein schnellerer Informationsfluss erzielt werden kann.However, it can also be advantageous if the transmission of the current position data and the direction vector as well as an (authenticated) priority request signal of the at least an emergency vehicle to autonomous vehicles directly from the emergency vehicle. As a result, the route of this information is not routed via a central station but directly from the emergency vehicle or via the telematics computer to the autonomous vehicles, which means that a faster flow of information can be achieved.
Grundsätzlich ist die vorstehend beschriebene Idee der Beeinflussung von autonomen Fahrzeugen durch ein Einsatzfahrzeug unabhängig von der hier gegenständlichen Idee der Beeinflussung von Wechsellichtzeichenanlagen zu sehen und stellt somit eine eigenständige Erfindung dar, die für sich allein oder in Kombination mit einer Beeinflussung von Wechsellichtzeichenanlagen realisiert sein kann.Basically, the above-described idea of influencing autonomous vehicles by an emergency vehicle is to be seen independently of the idea of influencing alternating light signaling systems and represents an independent invention that can be implemented alone or in combination with influencing alternating light signaling systems.
Der auf die Vorrichtung gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.The part of the object directed to the device is achieved by a system having the features of
Dieses System zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine Vielzahl von autonomen Wechsellichtzeichenanlagen in einem Verkehrswegenetz und zumindest ein sich in diesem Verkehrswegenetz bewegendes Einsatzfahrzeug mit Wegerecht auf, dessen Fahrt auf einer prognostizierten Fahrtroute innerhalb des Verkehrswegenetzes mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens beschleunigt wird. In dem Einsatzfahrzeug sind zumindest ein Positionsdatengeber und ein Fahrtrichtungsvektordatengeber sowie ein mit diesen Gebern wirksam verbundener oder diese Geber aufweisender Einsatzcomputer vorgesehen, der vorzugsweise von einem tragbaren mobilen Endgerät gebildet ist und der mit einem Sender zur Datenübertragung funktional verbunden ist oder diesen aufweist. Die jeweilige autonome Wechsellichtzeichenanlage oder eine dieser zugeordnete Steuereinheit ist mit einer Sender-Empfänger-Einrichtung versehen oder funktional verbunden. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass auf dem Einsatzcomputer ein Computerprogramm ablaufbar gespeichert ist, das zumindest die Schritte
Dieses System gestattet auf besonders vorteilhafte Weise die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei sich lediglich an Bord des Einsatzfahrzeugs eine entsprechende Hard- und Software befinden muss, die in der Lage ist, die verfahrensrelevanten Daten bereitzustellen oder zu ermitteln und an Empfänger zu übermitteln. Die autonomen Wechsellichtzeichenanlagen oder die jeweils mit einer autonomen Wechsellichtzeichenanlage funktional verbundene Steuereinheit selbst benötigt lediglich eine zusätzliche Software und eine Empfänger- und Senderfunktionalität zum Empfang und zur Weiterübermittlung der vom Einsatzfahrzeug übermittelten Daten, um aufgrund dieser Daten die Ampelschaltungen entlang der prognostizierten Fahrtroute des zumindest einen Einsatzfahrzeugs und gegebenenfalls im Bereich der „grünen Wolke“ zu beeinflussen. Die einzelnen Wechsellichtzeichen selbst müssen nicht mit zusätzlicher Hard- oder Software ausgestattet werden, wodurch die Kosten für den Betreiber des Verkehrswegenetzes überschaubar bleiben.This system allows the method according to the invention to be implemented in a particularly advantageous manner, with only the appropriate hardware and software having to be able to provide or ascertain the process-relevant data and transmit it to the recipient on board the emergency vehicle. The autonomous alternating light signal systems or the control unit itself which is functionally connected to an autonomous alternating light signal system only requires additional software and a receiver and transmitter functionality for receiving and for further transmission of the data transmitted by the emergency vehicle in order to use these data to switch the traffic lights along the predicted route of the at least one emergency vehicle and if necessary to influence in the area of the "green cloud". The individual alternating light signs themselves do not have to be equipped with additional hardware or software, as a result of which the costs for the operator of the traffic network remain manageable.
Vorteilhafterweise weist in einem solchen System der Einsatzcomputer eine Datenspeichereinrichtung auf oder er ist mit einer solchen zumindest zur Datenabfrage wirksam verbunden. In der Datenspeichereinrichtung ist Information über die autonomen Wechsellichtzeichenanlagen des Verkehrswegenetzes gespeichert und das auf dem Einsatzcomputer ablaufbar gespeicherte Computerprogramm führt unter Verwendung dieser gespeicherten Daten den Schritt
Schließlich ist die Erfindung gemäß Patentanspruch 15 auch auf ein Computerprogrammprodukt gerichtet, das zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist.Finally, the invention according to
Dazu enthält das Computerprogrammprodukt ein erstes Computerprogramm, das den Schritt
Ein solches Computerprogrammprodukt besteht somit aus im Wesentlichen zwei Teilen, nämlich einem ersten Teil, der in einem entsprechenden Computergerät an Bord des Einsatzfahrzeugs lauffähig gespeichert ist, und einem zweiten Teil, der in einer jeweiligen autonomen Wechsellichtzeichenanlage oder in einem mit dieser funktional verbundenen Computer einer Steuereinheit der Wechsellichtzeichenanlage lauffähig gespeichert ist.Such a computer program product thus essentially consists of two parts, namely a first part, which is stored in a corresponding computer device on board the emergency vehicle, and a second part, which is stored in a respective autonomous alternating light system or in a computer of a control unit of the alternating light system functionally connected to it.
Bei dem im Einsatzfahrzeug vorgesehenen Teil des Computerprogrammprodukts kann es sich beispielsweise um eine App handeln, die auf einem mitgeführten mobilen Endgerät oder in einem Fahrzeug-Navigationssystem des Einsatzfahrzeugs abläuft. Für den der Wechsellichtzeichenanlage zugeordneten Teil des Computerprogrammprodukts kann beispielsweise eine eigenständige Programmschicht in einem Mehrschicht-Modell einer Wechsellichtzeichensteuerung vorgesehen sein.The part of the computer program product provided in the emergency vehicle can be, for example, an app that runs on a mobile device carried along or in a vehicle navigation system of the emergency vehicle. For the part of the computer program product assigned to the alternating light signal system, for example, an independent program layer can be provided in a multi-layer model of an alternating light signal control.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.Preferred exemplary embodiments of the invention with additional design details and further advantages are described and explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.
FigurenlisteFigure list
Es zeigt:
-
1 einen Ausschnitt aus einem innerstädtischen Straßennetz, das Bestandteil des Verkehrswegenetzes ist, mit einer schematischen Blockdiagrammdarstellung der dortigen Wechsellichtzeichenanlagen; -
2 eine symbolische schematische Darstellung der Datenübermittlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; -
3 eine Topologie eines anderen Ausschnitts aus einem innerstädtischen Straßennetz, das Bestandteil des Verkehrswegenetzes ist; -
3A einen ersten Ausschnitt aus3 ; -
3B einen zweiten Ausschnitt aus3 ; -
4 eine symbolische schematische Darstellung der Datenübermittlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren an einer Grenze des Gebiets autonomer Wechsellichtzeichenanlagen und -
5 einen Ausschnitt aus 3 mit einem vorausfahrenden autonomen Fahrzeug.
-
1 a section of an inner-city road network, which is part of the traffic network, with a schematic block diagram representation of the alternating traffic light systems there; -
2nd a symbolic schematic representation of the data transmission according to the inventive method; -
3rd a topology of another section of an inner-city road network which is part of the traffic route network; -
3A a first excerpt3rd ; -
3B a second section3rd ; -
4th a symbolic schematic representation of the data transmission according to the inventive method on a boundary of the area of autonomous alternating signal systems and -
5 a cut out3rd with an autonomous vehicle in front.
DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELENPRESENTATION OF PREFERRED EMBODIMENTS
In
Jede dieser autonomen Wechsellichtzeichenanlagen
Auch wenn das Fahren von autonomen Fahrzeugen in einem öffentlichen Verkehrswegenetz mit gemischtem Betrieb zum Anmeldezeitpunkt noch nicht oder nur versuchsweise realisiert ist, kann man zu den Wechsellichtzeichen im Sinne der vorliegenden Erfindung auch jene künftigen Verkehrslenkungsmittel zählen, die Information darüber, ob eine Fahrspur freigegeben („grün“) oder gesperrt („rot“) ist, an ein jeweiliges Fahrzeug - unabhängig davon, ob dies ein fahrergesteuertes oder ein autonomes Fahrzeug ist - übermitteln. Der Begriff „Wechsellichtzeichen“ umfasst somit solche künftigen „virtuellen Wechsellichtzeichen“, klassische Ampeln und Lichtsignale sowie auch historische mechanische Ampeln (z.B. Zeigerampeln). Daher kann der Begriff „Wechsellichtzeichen“ in der hier verwendeten Definition auch allgemein als „Verkehrslenkungs-Hinweismittel“ bezeichnet werden.Even if the driving of autonomous vehicles in a public traffic route network with mixed operation was not yet or only experimentally implemented at the time of registration, the alternating light signals in the sense of the present invention can also include those future traffic control means, the information as to whether a lane is released (" green ”) or blocked (“ red ”), to a respective vehicle - regardless of whether this is a driver-controlled or an autonomous vehicle. The term "alternating light sign" thus includes such future "virtual alternating light signs", classic traffic lights and light signals as well as historical mechanical traffic lights (e.g. pointer lights). Therefore, the term "alternating light sign" in the definition used here can also be generally referred to as "traffic control information".
In der Darstellung der
Herkömmlicherweise ist eine solche autonome Wechsellichtzeichenanlage
Während derartige herkömmliche autonome Wechsellichtzeichenanlagen
In
Eine solche Vorrangsteuerung wird auf der Basis der prognostizierten Fahrtroute R des Einsatzfahrzeugs
Im Falle eines Einsatzes erhält das Einsatzfahrzeug
Der Einsatzcomputer
Mit den Daten der prognostizierten Fahrtroute
Vom Einsatzcomputer
Der Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan und die Vorranganforderungsbotschaft werden anschließend vom Computer
Der Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan und die Vorranganforderungsbotschaft werden dann von der Wechsellichtzeichenanlage
Die Weiterleitung des Vorranganforderungssignals und des Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans an die autonomen Wechsellichtzeichenanlagen
Zusätzlich zu dieser eimerkettenartigen Informationsweiterleitung übermittelt der Einsatzcomputer
Es wird nach dieser Variante der Erfindung also für das zumindest eine Einsatzfahrzeug
Die Datenübertragungen zwischen dem zumindest einen Einsatzfahrzeug
Nachstehend wird in Verbindung mit
Parallel zur vorstehend beschriebenen Einrichtung einer dynamischen „grünen Welle“ für das Einsatzfahrzeug
Die Art und Weise, wie eine solche Vorrangsteuerung für zumindest ein Einsatzfahrzeug durch Beeinflussung von autonomen Wechsellichtzeichenanlagen in der Umgebung der unmittelbar die Fahrtrichtung betreffenden autonomen Wechsellichtzeichenanlagen erfolgt, wird nachstehend anhand der
In
Der Navigationscomputer an Bord des Einsatzfahrzeugs
Diese Fahrtroute
Der Fahrer des Einsatzfahrzeugs
Der Bereich der Kreuzung
Hierzu werden, wie in
Eine Steuerung der zur autonomen Wechsellichtzeichenanlage
Der Wirkungsbereich
Auf diese Weise wird also der Wirkungsbereich
Hat das Einsatzfahrzeug
Die folgenden Kreuzungen
Bei den beiden darauf folgenden Kreuzungen
Diese besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beeinflussung einer Vielzahl von autonomen Wechsellichtzeichenanlagen in einem Verkehrswegenetz ohne ein regional oder überregional zentrales Verkehrsleitsystem sorgt somit dafür, dass das zumindest eine Einsatzfahrzeug
Die beschriebenen Verkehrssituationen, in denen die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Beschleunigung der Einsatzfahrt des zumindest einen Einsatzfahrzeugs
Eine andere abgewandelte Variante der vorliegenden Erfindung ist in
In
Im gezeigten Beispiel erfolgt die Übertragung mittelbar über die vom Einsatzfahrzeug
Der Kontrollcomputer
Eine solche Beeinflussung von autonomen Fahrzeugen kann grundsätzlich auch separat und unabhängig von der erfindungsgemäßen Beeinflussung von Wechsellichtzeichenanlagen erfolgen.Such influencing of autonomous vehicles can in principle also take place separately and independently of the influencing of alternating light signal systems according to the invention.
Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf eine Vorrangsteuerung für ein einzelnes Einsatzfahrzeug beschränkt ist, sondern auch für eine Mehrzahl von Einsatzfahrzeugen, beispielsweise einen Feuerwehr-Löschzug, einsetzbar ist. Ebenso selbstverständlich ist es, dass in einem Verkehrswegenetz, in dem eine Mehrzahl von Einsatzfahrzeugen mit Wegerecht zeitgleich unterwegs ist, Vorkehrungen getroffen sind, die verhindern, dass zwei aus unterschiedlichen Richtungen an eine Kreuzung oder eine Straßeneinmündung heranfahrende Einsatzfahrzeuge gleichzeitig in ihrer jeweiligen Fahrtrichtung eine grüne Ampel vorfinden.It goes without saying that the invention is not limited to a priority control for a single emergency vehicle, but can also be used for a plurality of emergency vehicles, for example a fire engine. It is also a matter of course that, in a traffic route network in which a plurality of emergency vehicles with right of way are traveling at the same time, precautions are taken to prevent two emergency vehicles approaching an intersection or a road junction from different directions simultaneously with a green traffic light in their respective direction of travel find.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.Reference symbols in the claims, the description and the drawings serve only for a better understanding of the invention and are not intended to limit the scope of protection.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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