-
Motivation und Bedarf
-
Fußgänger stellen das schwächste Glied im Straßenverkehr dar und sind beim Überqueren von Straßen besonders gefährdet. Nach Angaben des Gesamtverbandes der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. (GDV) wurden im Jahr 2012 etwa 80% der über 30.000 innerorts verunglückten Fußgänger in Deutschland beim Queren einer Fahrbahn verletzt. Laut amtlicher Statistik starben 2012 bundesweit 22 von den 5206 an Zebrastreifen verunglückten Fußgängern. In einer umfangreichen Studie des GDV e. V. vom Jahr 2013 (Nr. 41, 2013) wurde festgestellt, dass die Zebrastreifen die höchsten Unfalldichten und Unfallkostendichten aufweisen. Die Ergebnisse einer früheren Untersuchung des GDV e. V. vom Jahr 2008 (beschrieben in Nr. 41, 2013) bezüglich der Sicherheit an Zebrastreifen in Berlin belegen, dass die Erkennbarkeit der Querungsstellen einen wesentlichen Einfluss auf das Unfallgeschehen hat. Der größte Teil der Unfälle mit getöteten Fußgängern tritt bei Dunkelheit auf, wenn querende Fußgänger für die Kraftfahrzeugführer weniger auffällig sind und leicht übersehen werden können. An Zebrastreifen sind Kraftfahrer in Deutschland verpflichtet, den Fußgängern Vorrang zu gewähren. Um die Verkehrssicherheit von Fußgängern zu erhöhen, müssen Zebrastreifen sicherer gestaltet werden. Die nachfolgend beschriebene technische Erfindung soll einen Beitrag zur Senkung des Unfallgeschehens an Zebrastreifen leisten.
-
Stand der Forschung und Technik
-
Stand der Technik
-
Bisher wurden in verschiedenen Ländern umfangreiche Forschungs- und Innovationsstrategien eingesetzt, um die Fußgängerüberwege sicherer zu machen. In den Empfehlungen für Fußgängerverkehrsanlagen (EFA, 2002) werden in Deutschland zur Verbesserung der Querungen bauliche, betriebliche und zusätzliche Maßnahmen empfohlen und es wird darauf hingewiesen, dass auf eine frühzeitige Erkennbarkeit der Querungsanlagen zu achten ist. Fußgängerüberwege (Zebrastreifen) stellen eine von mehreren Möglichkeiten zur Sicherung des Fußgängers beim Überqueren der Fahrbahn dar, die bei bestimmten öffentlichen und verkehrlichen Voraussetzungen zur Anwendung kommt. Die Gestaltungs- und Ausstattungskriterien für Fußgängerüberwege (FGÜ) der Richtlinien für die Anlage und Ausstattung von Fußgängerüberwegen (R-FGÜ, 2001) beschränken sich auf die Einhaltung einer ausreichenden Sichtweite zur frühzeitigen Erkennbarkeit von Fußgängern durch den Fahrzeugführer sowie auf die Markierung, die Beschilderung und die ortsfeste Beleuchtung. Wenn die Sichtweite durch geparkte Fahrzeuge, Bäume und andere Hindernisse am Straßenrand eingeschränkt wird, werden vorgezogene Aufstellflächen (Gehwegverbreiterungen) für die Fußgänger empfohlen. Fußgängerüberwege sind mit Zeichen 293 (Vorschriftzeichen nach Anlage 2 zu § 41 StVO) zu markieren und mit Zeichen 350 (Richtzeichen nach Anlage 3 zu § 42 StVO) rechts und links der Fahrbahn, bei Mittelstreifen oder Mittelinseln rechts und links der Fahrstreifen zu beschildern. Es wird angefordert, dass alle Verkehrszeichen auch bei Dunkelheit jederzeit eindeutig erkennbar sind. Die meisten Gestaltungs- und Ausstattungselemente tragen dazu bei, den Fahrer darauf aufmerksam zu machen, dass ein Zebrastreifen existiert. Es gibt jedoch keine Indikation dafür, dass sich Fußgänger in unmittelbarer Nähe der Fahrbahn befinden. Ein automatisiertes System zur frühzeitigen Ankündigung von überquerenden Fußgängern, eventuell auch durch Intentionserkennung dieser, ist in Deutschland noch nicht vorhanden. Dies macht die Entwicklung eines intelligenten, vollautomatisierten Warnlichtsystems zwingend notwendig, um das Unfallgeschehen an Fußgängerüberwegen deutlich zu reduzieren.
-
Das Problem der Verkehrssicherheit für Kraftfahrer und Fußgänger wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
-
Stand der Forschung
-
International werden neulich in der Asphaltdeckschicht befestigte Warnlichtsysteme (als In-Pavement Warning Lights System oder auch In-Road Warning Lights bekannt) auf ihre Auswirkung hin untersucht (USA, Holland). Das sind die sogenannten LED „road studs“ (LED Straßenbolzen), zu denen ein Patent bereits existiert (
US 6,384,742 B1 ). Diese LED Straßenbolzen werden durch Drücken einer Taste oder bei Annäherung eines Fußgängers zu dem Zebrastreifen mithilfe von Sensoren aktiviert und blinken oder leuchten über die gesamte Fahrbahnbreite für eine bestimmte Zeitdauer. Nach dieser Zeit schalten sie sich automatisch aus. Die blinkenden Leuchten sind meistens gelb, was mit einer Warnung verbunden wird. Wenn das System aktiviert wird, sollen die blinkenden LED Straßenbolzen die Kraftfahrer darauf aufmerksam machen, dass der Fußgänger möglicherweise die Fahrbahn betreten hat und dass Vorsicht geboten ist.
-
Weitere technische Möglichkeiten bei derselben Funktionsweise des Systems sind dünne rot leuchtende Streifen, die quer zur Fahrbahn beidseitig der Zebramarkierung befestigt sind, oder weiße leuchtende Zebramarkierung (Prototypen in Holland und Spanien). In London wird eine interaktive Leuchtanzeige als Fahrbahnoberfläche (Smart Crossings) in einer inszenierten Studioumgebung untersucht. Ein weiteres Konzept beinhaltet helle LED Ausleuchtung des Zebrastreifens von oben (Italien).
-
Beschreibung der Erfindung
-
Gebrauchsmuster
-
Als Gebrauchsmuster wird hier eine Smartleiste mit leuchtenden Pfeilsymbolen, die sich nacheinander „laufend“ zeitverzögert allmählich einschalten, wenn Fußgänger die Fahrbahn an einem Fußgängerüberweg queren wollen, angemeldet.
-
Die Konstruktion und Funktionsweise der leuchtenden Smartleiste werden mit den in den Schutzansprüchen aufgeführten Merkmalen dargestellt.
-
Eine ausführliche Neuheitsrecherche ist durchgeführt worden.
-
Technische Grundlagen
-
Das neue intelligente Warnlichtsystem ist für die Benutzung an Fußgängerüberwege innerhalb geschlossener Ortschaften konzipiert. Die Innovation ist eine leuchtende Smartleiste, die in einer Höhe von mindestens 4,5 m (Höhe des lichten Raumes einer Straße nach RAL 2012) liegt und über die gesamte Fahrbahnbreite angeordnet wird. Die leuchtende Smartleiste wird automatisch aktiviert, wenn sich Fußgänger an einem Zebrastreifen der Fahrbahn annähern, und zeigt den Kraftfahrern frühzeitig und eindeutig die Querungsrichtung der Fußgänger, damit diese schneller und sicherer erkannt werden. Das wird mithilfe von Signalen (Pfeilsymbolen), die nacheinander „laufend“ zeitverzögert allmählich aufleuchten, dargestellt. Die Smartleiste wird an zwei Masten, die sich auf den Gehwegen befinden, befestigt ( bis ). Hierbei ist es technisch möglich, neben den Sensoren, die die Bewegungsrichtung der Fußgänger erfassen, auch die Querungsintention des Fußgängers korrekt zu erkennen um unnötige Fehlalarme zu vermeiden. Hauptziel dieser Erfindung ist nicht nur die Erkennung der Existenz eines Zebrastreifens durch den Fahrer, sondern vielmehr die rechtzeitige Vorankündigung der Querungsrichtung von Fußgängern und die sichere Wahrnehmung dieser durch die Kraftfahrer. Das System ersetzt nicht die ortsfeste Beleuchtung an einem FGÜ sondern hat die Aufgabe, die Aufmerksamkeit der Fahrzeugführer an Zebrastreifen frühzeitig zu erhöhen.
-
Funktionsweise und Aufbau
-
Das neue „Smartsystem“ wird an einem Beispiel einer einbahnig zweistreifigen Innerortsstraße erläutert. Der Aufbau und die Prozesskette bestehen aus den folgenden Komponenten:
- • Kasten mit Rechentechnik zur Datenverarbeitung (1).
- • Bewegungssensoren zur Registrierung (Anmeldung und Abmeldung) der überquerenden Fußgänger (2), die die Gehrichtung erkennen. Alternativ kann ein System mit Druckknopf bzw. Berührungsknopf (wie an Fußgängerampeln) zur Anmeldung des Fußgängers und sofortigen Aktivierung der leuchtenden Smartleiste verwendet werden. Das ist die kostengünstige Variante, bei der die allmähliche Einschaltung der leuchtenden Pfeile für eine festgelegte Zeit aktiv ist, bis der Fußgänger sicher die Fahrbahn verlassen hat.
- • Leuchtende Smartleiste (3) mit sich in Reihe zeitverzögert allmählich nacheinander einschaltenden doppelfarbigen LEDs (gelb/blau), welche die Form von Pfeilen nach rechts und nach links bilden (4). Diese leuchten allmählich, zeitlich versetzt nacheinander auf, wenn ein Fußgänger die Fahrbahn überquert (siehe Phasen). Eine sinnvolle zeitliche Verzögerung für jeden nachfolgenden Pfeil ist 200 ms oder 300 ms, so dass das Erscheinen der Pfeile für die Kraftfahrer möglichst gleitend wirkt. Wenn keine Fußgänger präsent sind, leuchten die Symbole nicht ( ). Es wird zwischen drei Fällen unterschieden:
- o Fall 1: Wenn ein Fußgänger die Fahrbahn von rechts überquert, leuchten die Pfeilsymbole von rechts nach links allmählich, zeitlich versetzt nacheinander auf. In der Gegenrichtung ist die Leuchtrichtung entsprechend von links nach rechts ( ).
- o Fall 2: Wenn ein Fußgänger die Fahrbahn von links überquert, leuchten die Pfeilsymbole von links nach rechts allmählich, zeitlich versetzt nacheinander auf. In der Gegenrichtung ist die Leuchtrichtung entsprechend von rechts nach links ( ).
- o Fall 3: Wenn Fußgänger von beiden Seiten gleichzeitig überqueren, leuchten die Pfeilsymbole gleichzeitig von links nach rechts und von rechts nach links allmählich, zeitlich versetzt nacheinander, bis zu der Mitte der leuchtenden Smartleiste ( ).
Phasen:
Die erste Phase in jedem der drei beschriebenen Fällen umfasst die allmähliche, zeitlich versetzte Einschaltung aller Pfeilsymbole über die für den Fall notwendige Länge der leuchtenden Smartleiste. In den Fällen 1 und 2 ist das die volle Länge ( und ) und im Fall 3 - die halbe Länge der Smartleiste ( ). Die eingeschalteten Symbole leuchten über die Gesamtdauer der Phase. Wenn die leuchtenden Pfeilsymbole das Ende der Smartleiste erreichen, fängt eine zweite Phase an, in der der ganze Prozess wiederholt wird. Es sind so viele Phasen notwendig, bis der letzte Fußgänger die Fahrbahn verlassen hat. Die Abmeldung erfolgt über Sensoren (Infrarot, Laser oder Ultraschall), die die Gehrichtung erkennen bzw. über die angewendete Technik zur Intentionserkennung. Generell soll die gelbe Lichtfarbe verwendet werden. Bei Schnee ist es eventuell sinnvoll, die blaue Lichtfarbe zu benutzen, da diese besser wahrgenommen wird (Gadiel 2007).
Die Länge der leuchtenden Smartleiste L ist von der Fahrbahnbreite B abhängig (siehe bis ). Die Pfeilsymbole dürfen nicht mit den in den Richtlinien für die wegweisende Beschilderung (FGSV 2000) vorhandenen Pfeilsymbolen in Vorwegweisern und in Überkopfbeschilderungen oder in Tabellenwegweisern (ISO-Pfeil) verwechselt werden, damit die angezeigte Querungsrichtung von den Kraftfahrern nicht als Fahrtrichtung falsch gedeutet wird. Weitere auf der Länge der Smartleiste gleitende Lichtanzeigen sind durchaus denkbar, könnten allerdings eventuell die Kosten des Gesamtsystems erhöhen. - • Masten, die auf den Gehwegen aufgestellt werden und an denen die leuchtende Smartleiste befestigt wird (5).
-
Für einbahnig zweistreitige Innerortsstraßen ohne und mit Mittelinsel ist die leuchtende Smartleiste über der gesamten Fahrbahn zu bauen und mit Masten auf den Gehwegen und, wenn notwendig, auch mit einem zusätzlichen Mast auf der Mittelinsel zu befestigen. Wenn Radwege vorhanden sind, sollen die Masten auf den Gehwegen befestigt werden.
-
Vorteile und Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik
-
Aus der Verkehrspsychologie ist bekannt, dass bei Dunkelheit die Aufmerksamkeit der Fahrzeugführer sinkt. Trotz ortsfester Beleuchtung kann ein Fußgänger, der sich an einem FGÜ am Straßenrand befindet, leicht übersehen werden, insbesondere wenn der Fahrer mit der maximal zulässigen Geschwindigkeit Vzul = 50 km/h oder sogar schneller fährt. Die interaktive Darstellung der Überquerungsrichtung leitet sich aus der Notwendigkeit zur frühzeitigen Erkennung der sich an einem Fußgängerüberweg nähernden Fußgängern ab. Das neue intelligent leuchtende „Smartsystem“ ist in Kombination mit der ortsfesten Beleuchtung und der in den Richtlinien festgehaltenen Beschilderung eines Zebrastreifens (Zeichen 350) zu benutzen.
-
Im Vergleich zu den bereits international erfundenen Warnlichtsystemen, die in der Asphaltdeckschicht befestigt sind, hat diese technische Innovation die folgenden Vorteile:
- • Eindeutige Anzeige der Querungsrichtung zur schnelleren Erkennung der Fußgänger und nachfolgender Reaktion des Kraftfahrers, was besonders wichtig bei Dämmerung und Dunkelheit ist.
- • Bessere und sichere Erkennung von Fußgängern, wenn die Sichtweite durch geparkte Fahrzeuge, Bäume und andere Hindernisse am Straßenrand eingeschränkt wird.
- • Gute Wahrnehmung aus weiter Entfernung, auch nach engen, unübersichtlichen Lageplankurven.
- • Keine Gefahr vor Sichtbehinderung des Warnlichtsystems für die Kraftfahrer (z.B. durch Schnee auf der Fahrbahn).
- • Erhöhung des subjektiven Sicherheitsgefühls der Fußgänger und Kraftfahrer und dadurch der sozialen Akzeptanz für alle Verkehrsteilnehmer.
- • Der Einsatz dieses Smartsystems wird für eine Steigerung der Wohnortattraktivität bzw. Aufwertung des Wohnumfeldes beitragen.
- • Deutlich geringerer Aufbauaufwand verglichen mit im Asphalt eingebauten LED Straßenbolzen.
- • Deutlich einfachere und billigere Wartung, Unterhaltung und Betrieb.
- • Kein Fräsen und nachfolgender Neuaufbau der Asphaltdeckschicht (eventuell Neumarkierung) im Fall eines Defektes.
-
Das System stellt eine sehr gute Lösung für die rechtzeitige Wahrnehmung von überquerenden Fußgängern dar, zum einen durch seine leuchtende Wirkung und zum anderen durch seine gute Sichtbarkeit aus weiter Entfernung.
-
Anwendungen
-
Das Hauptziel des neu konzipierten „Smartsystems“ ist die Erhöhung der Verkehrssicherheit für alle Verkehrsteilnehmer (Fahrzeuglenker sowie Fußgänger) an Zebrastreifen durch rechtzeitige Ankündigung von überquerenden Fußgängern für die Fahrer und dementsprechend eine frühzeitige und sichere Wahrnehmung des Zebrastreifens durch den Fahrzeuglenker sowie gezielte Reduktion der Annäherungsgeschwindigkeit der Kraftfahrzeuge bzw. sicheres Anhalten. Das macht die Anwendung dieses Systems bei allen Zebrastreifen auf der freien Strecke innerorts durchaus sinnvoll.
-
Ein wichtiges Ziel ist die Integration des neu entwickelten Systems in die Verkehrsplanung, die nachfolgende mögliche Einführung in die FGSV Richtlinien (RASt, R-FGÜ, EFA, RWB usw.) und die Steigerung der sozialen Akzeptanz bei allen Verkehrsteilnehmern durch Erhöhung des subjektiven Sicherheitsgefühls der Fußgänger und Kraftfahrer.
-
Mit Priorität kann das neue „Smartsystem“ an Zebrastreifen in der Nähe von Schulen, Kindergärten, Universitäten / Hochschulen und Krankenhäusern verwendet werden.
-
Alle beschriebenen Produkte sind realisierbar.
-
Anlagen
-
Die Erfindung wird anhand der bis erläutert. Es zeigen:
-
Figurenliste
-
- : Keine Fußgänger überqueren die Fahrbahn. Die Pfeilsymbole leuchten nicht.
- : Fall 1 - Fußgänger überquert die Fahrbahn von rechts
- : Fall 2 - Fußgänger überquert die Fahrbahn von links
- : Fall 3 - Gleichzeitige Überquerung von beiden Seiten
- : Leuchtende Smartleiste mit LED Pfeilsymbolen - Detail „A“
-
Bezugszeichenliste
-
- (1)
- Kasten mit Rechentechnik zur Datenverarbeitung und Systemsteuerung
- (2)
- Bewegungssensoren zur Registrierung der querenden Fußgänger
- (3)
- Leuchtende Smartleiste
- (4)
- LED Pfeilsymbole ( bis )
- (5)
- Masten
- (6)
- Tafel, an der die LEDs befestigt sind
- (7)
- Metallrahmen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
