DE3608890A1 - Method for coordinating road traffic signal systems - Google Patents
Method for coordinating road traffic signal systemsInfo
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- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/07—Controlling traffic signals
- G08G1/081—Plural intersections under common control
- G08G1/082—Controlling the time between beginning of the same phase of a cycle at adjacent intersections
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Koordinierung von Straßenverkehrssignalanlagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for coordination of road traffic signal systems according to the preamble of claim 1.
Bei sehr stark belasteten oder gar überlasteten signalisierten Straßenverkehrsknoten tritt häufig der Fall auf, daß die Zufahrten während der gegebenen Grünzeiten nicht mehr leerlaufen können, sondern der Fahrzeugfluß durch das Gelb- und Rot-Signal unterbrochen wird und die noch in der Zufahrt befindlichen Fahrzeuge von Rot-Beginn an vor dem Signal halten müssen. Bei derartig kritischen Knoten entsteht so ein Reststau.In the case of very heavily loaded or even overloaded signaled Road junction often occurs on that the access roads during the given green times can no longer run empty, but the flow of vehicles is interrupted by the yellow and red signal and the vehicles still in the driveway from the beginning of red have to stop in front of the signal. With such critical This creates a residual jam.
Das gilt sowohl für den Zu- als auch für den Abfluß eines kritischen Knotens. Bezogen auf einen Vorknoten heißt das, daß beide Fahrtrichtungen zum und vom kritischen Knoten betroffen sind.This applies to both the inflow and outflow of a critical node. Relating to a preliminary knot means that both directions of travel to and from the critical Nodes are affected.
Bei derartigen Verhältnissen ist eine Koordinierung des kritischen Knotens mit dem Vorknoten nach der üblichen, bekannten "Grünen Welle" kein optimales Steuerkonzept mehr, weil diese unter Berücksichtigung der durchschnittlichen Fahrgeschwindigkeit bei leeren Zufahrten bestimmt wird. Die Bildung von wachsendem Reststau führt häufig zur systematischen Überstauung der vorgelagerten Nachbarknoten (Vorknoten), was wiederum zur Verstopfung der dortigen Querverkehrsrichtungen führt. In such circumstances, coordination of the critical knot with the pre-knot according to the usual known "Green Wave" not an optimal tax concept more because this taking into account the average Driving speed determined when the driveways are empty becomes. The formation of growing residual congestion often leads for the systematic congestion of the upstream neighboring nodes (Preliminary knot), which in turn leads to constipation of those there Cross traffic directions leads.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überstauung der Vorknoten zu vermeiden und einen optimalen Verkehrsablauf bei bestehendem Reststau in der Zufahrt zu bzw. in der Abflußrichtung von einem stark belasteten, also kritischen Verkehrsknoten zu erreichen.The object of the invention is to stow the preliminary knots to avoid and optimal traffic flow if there is any residual jam in the access to or in the Direction of discharge from a heavily loaded, i.e. critical Reaching traffic junction.
Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out in a method described at the beginning with the characterizing features of claim 1 solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Grünbeginn des Signalgebers am Vorknoten in Abhängigkeit vom Grünbeginn des entsprechend zugeordneten Signalgebers am Hauptknoten und in Abhängigkeit von der ermittelten Staulänge in der Zufahrt vom Vorknoten zum Hauptknoten berechnet und entsprechend der Signalgeber am Vorknoten geschaltet. Dabei wird ständig die Länge des Staus ermittelt. Die Grünzeit am Vorknoten beginnt also so, daß das erste dort abfließende Fahrzeug genau dann am Ende des Reststaus ankommt, wenn das letzte Fahrzeug des Reststaus gerade angefahren ist.In the method according to the invention, the green begins of the signal generator at the pre-node depending on the start of green of the correspondingly assigned signal generator on Main node and depending on the determined congestion length calculated in the access from the preliminary node to the main node and according to the signal generator at the upstream node switched. The length of the traffic jam is continuously determined. The green time at the pre-knot begins so that the first vehicle flowing out there then ends of the residual jam arrives when the last vehicle of the residual jam has just started.
Zweckmäßigerweise wird man dieses Verfahren auch für den Abfluß vom Hauptknoten, d. h. für den Zufluß vom Hauptknoten zum Vorknoten hin, anwenden, wobei der Beginn der Grünzeit am Vorknoten in Abhängigkeit vom Grünbeginn des Hauptknotens und in Abhängigkeit von der fortlaufend ermittelten aktuellen Staulänge in der Zufahrt zum Vorknoten geschaltet wird, so daß das letzte Fahrzeug des Reststaus gerade angefahren ist, wenn das erste vom kritischen Knoten abfließende Fahrzeug am Stauende ankommt.This method is also useful for the Runoff from the main node, d. H. for the inflow from the main node towards the previous node, using the beginning of the Green time at the preliminary knot depending on the green start of the Main node and depending on the continuously determined current stowage length in the access to the preliminary node is switched so that the last vehicle of the remaining traffic jam has just started when the first of the critical Knot-draining vehicle arrives at the end of the traffic jam.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der genaueren Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Darstellungen in den folgenden Figuren. Further advantages of the invention result from the more precise Description of the method according to the invention using of the representations in the following figures.
Es zeigenShow it
Fig. 1 zwei Straßenkreuzungen, bei der nur die Zufahrt vom Vorknoten zum Hauptknoten berücksichtigt ist, Fig. 1 shows two intersections, in which only the access is considered by Vorknoten to the master node,
Fig. 2 ein Diagramm zur optimalen Koordinierung der Signalanlagen bei Stau, Fig. 2 is a diagram for optimum coordination of signaling systems for storage,
Fig. 3 in zwei übereinander angeordneten Diagrammen die optimale Steuerung des Vorknotens bei größerem Stau in der Zufahrt gemäß Fig. 1, Fig. 3 in two superimposed graphs, the optimum control of the Vorknotens with larger storage in the approach of FIG. 1,
Fig. 4 zwei Straßenkreuzungen unter Berücksichtigung der beiden Zufahrten und Fig. 4 two intersections taking into account the two access roads and
Fig. 5 an einem Beispiel die ermittelten Grünzeitschaltpunkte am Vorknoten in Abhängigkeit der Staulängen, in einer Matrix dargestellt. Fig. 5 shows an example of the determined green time switching points at the pre-node depending on the length of the traffic jam, shown in a matrix.
In Fig. 1 ist ein Hauptknoten HK und ein zugeordneter Vorknoten VK dargestellt. Vom Vorknoten VK, dem ein Lichtsignalgeber S 21 zugeordnet ist, fließt der Verkehr über die Zufahrt zum Hauptknoten HK. Dort ist ein Signalgeber S 11 vorgesehen. Zur Ermittlung der Staulänge St 1 in der Zufahrt zum Hauptknoten ist symbolisch angedeutet ein Detektor D 1 in der Fahrbahn am Anfang der Zufahrt. Statt der üblichen statischen Koordinierung dieser beiden Straßenkreuzungen nach der sogenannten "Grünen Welle" wird hier erfindungsgemäß der Vorknoten in Abhängigkeit vom Hauptknoten und der Länge des Reststaus koordiniert. Bei einem Stau St 1 in der Zufahrt zum Hauptknoten HK soll die Grünzeit am Vorknoten VK so beginnen, daß das erste Fahrzeug, das in die Zufahrt zum Hauptknoten eingefahren ist, genau dann am Stauende ankommt, wenn das letzte dort stehende Fahrzeug gerade angefahren ist. In Fig. 1, a main node HK and an associated Vorknoten VK is shown. Traffic flows from the upstream node VK , to which a light signal generator S 21 is assigned, via the driveway to the main node HK . A signal generator S 11 is provided there. A detector D 1 in the carriageway at the beginning of the access is symbolically indicated for determining the stowage length St 1 in the access to the main node. Instead of the usual static coordination of these two road junctions according to the so-called "green wave", according to the invention the pre-node is coordinated depending on the main node and the length of the remaining traffic jam. In the event of a traffic jam St 1 in the access to the main node HK , the green time at the preliminary node VK should begin in such a way that the first vehicle that has entered the access to the main node arrives at the end of the traffic jam exactly when the last vehicle standing there has just started.
Der zeitliche Ablauf des Anfahrvorgangs im Stau und der Bewegung des ersten Fahrzeugs vom Vorknoten sind hier rechts von der Kreuzung in der Fig. 1 dargestellt. Wenn die Staulänge St 1 Null ist, d. h. eine leere Zufahrt gegeben wäre, so ergibt sich die übliche bekannte Koordinierung einer "Grünen Welle". In allen anderen Fällen, d. h. wenn die Staulänge St 1 größer als Null ist, richtet sich der Grünbeginn GB 21 am Vorknoten VK nicht nur nach dem Grünbeginn GB 21 am Vorknoten VK nicht nur nach dem Grünbeginn GB 11 am Hauptknoten HK, sondern auch noch nach der dort jeweils vorhandenen Staulänge St 1. Diese Staulänge, d. h. die Länge der bei Rot am Signalgeber S 11 anhaltenden Fahrzeuge (Reststau) ist meßtechnisch hinreichend genau mit einem Detektor D 1 erfaßbar. Dabei ist die Staulänge St 1 durch die Anzahl Z 11 der während der Rotzeit in die Zufahrt einfahrenden Fahrzeuge und durch die mittlere Fahrzeuglänge FL bestimmt.The timing of the start-up process in a traffic jam and the movement of the first vehicle from the pre-node are shown here to the right of the intersection in FIG. 1. If the traffic jam length St 1 is zero, ie if there were an empty driveway, the usual known coordination of a "green wave" results. In all other cases, ie if the accumulation length St 1 is greater than zero, the green start GB 21 at the pre-node VK is not only based on the green start GB 21 at the pre-node VK not only after the green start GB 11 at the main node HK , but also still the stowage length St 1 present there . This length of stowage, ie the length of the vehicles stopping at the signal generator S 11 when red (residual stowage) can be measured with sufficient accuracy using a detector D 1 . The stowage length St 1 is determined by the number Z 11 of the vehicles entering the driveway during the red season and by the average vehicle length FL .
Unter Berücksichtigung eines ermittelten, aus der Praxis bekannten Anfahrparameters läßt sich für den Anfahrvorgang die Abflußzeit AZ berechnen. Ebenso läßt sich die Fahrzeit FZ für das Durchfahren der Strecke vom Lichtsignalgeber S 21 am Vorknoten VK bis zum Stauende in der Zufahrt in Abhängigkeit von der Staulänge St 1 und in Abhängigkeit von der Entfernung L 1 des Lichtsignalgebers S 21 am Vorknoten VK bis zum Lichtsignalgeber S 11 am Hauptknoten HK unter Berücksichtigung einer durchschnittlichen Fahrgeschwindigkeit V berechnen. An diesem Beispiel, wie in Fig. 1, wird zum Grünbeginn-Zeitpunkt GB 11 des Signal-gebers S 11 die Abflußzeit AZ addiert, davon die Fahrzeit FZ abgezogen. Diese ermittelte Zeit gibt den Zeitpunkt für den Grünbeginn GB 21 am Signalgeber S 21 des Vorknotens VK an. In Fig. 1 sind entsprechend die Grün- Rot-Zeiten (t 1 und t 2) für die betreffenden Signalgeber S 11 und S 21 dargestellt, auch für den Fall, daß die Staulänge St 1 gleich Null ist (St 1 = 0), also kein Reststau vorhanden ist. Taking into account a determined starting parameter known from practice, the discharge time AZ can be calculated for the starting process. Likewise, the travel time FZ for driving through the route from the light signal generator S 21 at the preliminary node VK to the end of the traffic jam depending on the length of the traffic jam St 1 and depending on the distance L 1 of the light signal generator S 21 at the preliminary node VK to the light signal generator S 11 at the main node HK , taking into account an average driving speed V. In this example, as in FIG. 1, the discharge time AZ is added to the green start time GB 11 of the signal generator S 11 , and the travel time FZ is deducted from this. This determined time indicates the time for the start of green GB 21 on the signal generator S 21 of the preliminary node VK . In Fig. 1, the green-red times ( t 1 and t 2 ) for the relevant signal generator S 11 and S 21 are shown accordingly, also in the event that the accumulation length St 1 is zero ( St 1 = 0), so there is no residual jam.
In Fig. 2 ist der Verkehrsablauf in Form eines Diagramms in einer gesättigten Zufuhr mit Reststau von beispielsweise zwölf Fahrzeugen einerseits bei einer Koordinierung nach der sogenannten "Grünen Welle" und andererseits nach dem erfindungsgemäßen Staukoordinierungsverfahren dargestellt. Bei der "Grünen Welle" auf der linken Seite der Fig. 2 kommt das Grün am Vorknoten VK zu früh. Die abfließenden 17 Fahrzeuge treffen auf den noch stehenden Stau und müssen etwa in der Mitte der Zufahrt wieder anhalten. Dabei kann der so entstehende Rückstau über den Vorknoten hinweg zurückreichen und diesen für die Querrichtungen vollständig blockieren, was bei kurzen Knotenabständen häufig vorkommt. Von den 17 Fahrzeugen können in unserem Beispiel fünf den nächsten Knoten, d. h. den kritischen Hauptknoten HK, in der folgenden Grünzeit passieren, während die restlichen 12 Fahrzeuge nur nachrücken können. Das bedeutet aber, daß sie vor dem Signal S 11 (Fig. 1) bei Rot am Hauptknoten HK ein zweites Mal halten müssen und somit den Reststau für die nächste Grünzeit bilden. Die so entstehende Anzahl der Fahrzeughalte beträgt in unserem Beispiel pro Signalumlauf 17 + 12, also 29 Fahrzeughalte, da die letzten zwölf Fahrzeuge zweimal halten müssen. Die zugehörigen Wartezeiten in der Zufahrt zum Hauptknoten betragen bei 17 Fahrzeugen mit z. B. je 25 Sekunden bis zum Anfahren nach dem ersten Halt am Stauende und zusätzlich dann noch bei 12 Fahrzeugen mit z. B. je 35 Sekunden (Grünzeit am HK) bis zum Abfluß am Signal S 11 nach der Rotzeit und nach dem zweiten Halt an der Haltelinie von S 11 insgesamt 17 × 25 + 12 × 35 = 845 Fahrzeugsekunden.In FIG. 2, the flow of traffic in the form of a diagram is shown in a saturated feed with a residual storage of, for example twelve vehicles on the one hand at a coordination according to the so-called "green wave" and on the other hand, according to the inventive storage coordination procedure. In the "green wave" on the left side of FIG. 2, the green at the preliminary node VK comes too early. The outgoing 17 vehicles hit the still standing traffic jam and have to stop again in the middle of the driveway. The backlog thus created can reach back over the pre-knot and completely block it for the transverse directions, which often occurs with short knot distances. In our example, five of the 17 vehicles can pass the next node, ie the critical main node HK , in the following green time, while the remaining 12 vehicles can only move up. However, this means that before signal S 11 ( FIG. 1) they have to stop at red at the main node HK a second time and thus form the residual congestion for the next green time. The resulting number of vehicle stops in our example is 17 + 12 per signal circulation, i.e. 29 vehicle stops, since the last twelve vehicles have to stop twice. The associated waiting times in the access to the main node are 17 vehicles with z. B. 25 seconds each until starting after the first stop at the end of the traffic jam and then additionally in 12 vehicles with z. B. 35 seconds each (green time at HK ) to drain on signal S 11 after the red time and after the second stop at the stop line of S 11 a total of 17 × 25 + 12 × 35 = 845 vehicle seconds.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Staukoordinierung liegen die Verhältnisse völlig anders, wie dies in Fig. 2, rechte Seite dargestellt ist. Das Grün GB 21 am Vorknoten VK beginnt bei diesem Beispiel 24 Sekunden später als der Grünbeginn GB 11 am Hauptknoten HK, so daß die ersten Fahrzeuge genau dann am Stauende eintreffen, wenn das letzte dort stehende Fahrzeug gerade angefahren ist und somit die ankommenden Fahrzeuge ohne Zwischenhalt etwa in der Mitte der Zufahrt bis zur Haltelinie vor dem Signal S 11 am Hauptknoten HK weiterfahren können. Die fünf ersten der 17 Fahrzeuge können das Signal noch bei Grün passieren, die restlichen 12 Fahrzeuge bleiben vor Rot stehen und bilden den Reststau für die nächste Grünzeit. In diesem Fall müssen nur die zwölf Fahrzeuge des neuen Reststaus mit je 35 Sekunden (Rotzeit) am Hauptknoten HK warten, d. h. es ergeben sich zwölf Halte und somit eine Wartezeit von 12 × 35 = 420 Fahrzeugsekunden. Gegenüber der Koordinierung nach der "Grünen Welle" tritt somit eine Verminderung der Halte um 58% und eine Verminderung der Wartezeiten um 50% ein. Dies hat den Vorteil, daß weniger Treibstoff verbraucht, die Luft weniger verunreinigt wird, die Geräuschbelästigung und der Fahrzeugverschleiß geringer ist, usw. Darüberhinaus wird nach diesem Verfahren ein Überstauen und damit in vorteilhafter Weise ein Blockieren des Vorknotens in der Querrichtung verhindert.In the method for congestion coordination according to the invention, the situation is completely different, as shown in FIG. 2, right side. In this example, the green GB 21 at the preliminary node VK begins 24 seconds later than the green beginning GB 11 at the main node HK , so that the first vehicles arrive at the end of the traffic jam exactly when the last vehicle standing there has just started and thus the arriving vehicles without a stopover can continue in the middle of the driveway to the stop line before the signal S 11 at the main node HK . The first five of the 17 vehicles can still pass the signal when green, the remaining 12 vehicles stop in front of red and form the remaining traffic jam for the next green time. In this case, only the twelve vehicles of the new remaining traffic jam have to wait at the main node HK with 35 seconds each (red time), ie there are twelve stops and thus a waiting time of 12 × 35 = 420 vehicle seconds. Compared to the coordination according to the "Green Wave", there is a 58% reduction in stops and a 50% reduction in waiting times. This has the advantage that less fuel is used, the air is less polluted, noise pollution and vehicle wear are reduced, etc. Furthermore, this method prevents congestion and thus advantageously prevents the pre-knot from being blocked in the transverse direction.
In Fig. 3 ist die optimale Steuerung des Vorknotens bei einem größeren Stau in einer Zufahrt dargestellt. Anhand von zwei übereinander angeordneten Diagrammen wird das erfindungsgemäße Staukoordinierungsverfahren über mehrere Umläufe veranschaulicht. Das untere Diagramm zeigt auf der unteren Zeitachse T HK die Signalumlaufzeit am kritischen Knoten HK. Dabei beträgt die Umlaufzeit in Festzeitsteuerung 70 Sekunden mit einem Grünanteil von etwa 35 Sekunden. Aus Gründen der Vereinfachung sind die Gelbphasen nicht berücksichtigt. Im unteren Diagramm sind in der oberen Zeitachse T VK die Signalumlaufzeiten des zu koordinierenden Knotens, d. h. des Vorknotens VK, aufgezeigt, wobei die Rotsignaldauer und damit der Beginn der Grünzeit GB 21 erfindungsgemäß variabel ist. Links vom unteren Diagramm sind nochmals die zwei Kreuzungen, oben der Vorknoten VK und unten der Hauptknoten HK, ähnlich wie in Fig. 1, dargestellt. Auf der Ordinate ist die Anzahl Z 11 der im Stau befindlichen Fahrzeuge aufgetragen. Entsprechend über diesem Diagramm ist ein weiteres Diagramm mit einer Zeitachse T, die der Zeitachse für den kritischen Knoten HK zugeordnet ist, dargestellt. Auf der Abszisse ist die Zeit t in Sekunden aufgetragen. Dabei stellt die durchgezogene Linie für eine jeweilige Signalumlaufzeit die Fahrzeug-Fahrzeitkurve FZ dar, d. h., die Fahrzeit vom Vorknoten VK bis zum Stauende. Die strichpunktierte Linie stellt die Abflußzeit AZ dar, das ist die Zeit bis zum Anfahren des letzten im Stau stehenden Fahrzeugs. Die Zeitachse T HK betrifft den kritischen Knoten HK. Der Lichtsignalgeber S 11 am Hauptknoten HK läuft in Festzeitsteuerung mit einem Signalumlauf von beispielsweise 70 Sekunden. Der zu koordinierende Vorknoten VK - hier mit der Zeitachse T VK dargestellt - richtet sich mit dem Beginn seiner Grünzeiten GB 21 nach dem jeweils vorhandenen Reststau RST, der durch die Staulänge St 1 gekennzeichnet ist. Die Dauer der jeweiligen Grünzeit ist am Hautknoten HK in jedem Umlauf gleich. Die verkehrsabhängige Änderung der Grünbeginn-Zeitpunkte GB 21 (bzw. GB 22) beeinflußt nur die Dauer der Rotzeiten am Signalgeber S 21 (bzw. S 22) des Vorknotens VK. FIG. 3 shows the optimal control of the preliminary knot in the case of a major traffic jam in an access road. The congestion coordination method according to the invention is illustrated over several cycles using two diagrams arranged one above the other. The lower diagram shows on the lower time axis T HK, the signal round trip time at the critical node HK. The round trip time in fixed time control is 70 seconds with a green portion of about 35 seconds. For reasons of simplification, the yellow phases are not taken into account. In the lower diagram, the signal circulation times of the node to be coordinated, ie the pre-node VK , are shown in the upper time axis T VK , the red signal duration and thus the start of the green time GB 21 being variable according to the invention. To the left of the lower diagram, the two intersections, above the preliminary node VK and below the main node HK , are shown, similar to that in FIG. 1. The number Z 11 of the vehicles in the traffic jam is plotted on the ordinate. Corresponding to this diagram, another diagram with a time axis T , which is assigned to the time axis for the critical node HK , is shown. The time t is plotted on the abscissa in seconds. The solid line represents the vehicle travel time curve FZ for a respective signal circulation time, ie the travel time from the pre-node VK to the end of the traffic jam. The dash-dotted line represents the discharge time AZ , which is the time until the last vehicle standing in a traffic jam approaches. The time axis T HK relates to the critical node HK . The light signal generator S 11 at the main node HK runs in fixed time control with a signal circulation of, for example, 70 seconds. The pre-node VK to be coordinated - shown here with the time axis T VK - depends on the beginning of its green times GB 21 according to the residual accumulation RST present , which is characterized by the accumulation length St 1 . The duration of the respective green time is the same in each round at the skin node HK . The traffic-dependent change in the green start times GB 21 (or GB 22 ) only influences the duration of the red times on the signal generator S 21 (or S 22 ) of the preliminary knot VK .
Im oberen Teil der Fig. 3, also über dem hier erwähnten Diagramm, ist der zeitliche Verlauf der Zielfunktionen dargestellt:In the upper part of FIG. 3, i.e. above the diagram mentioned here, the time course of the target functions is shown:
Zum einen die "Zeit bis zum Anfahren des letzten stehenden Fahrzeugs", d. h. die Abflußzeit AZ, dargestellt durch die strichpunktierte Anfahrkurve, und zum anderen die "Fahrzeit FZ vom Vorknoten VK bis zum Stauende", d. h. bis zum letzten stehenden Fahrzeug, als ausgezogene Linie eingezeichnet. Immer dann, wenn zum erstenmal die Anfahrkurve AZ kleiner als die Fahrzeitkurve FZ wird, ist der optimale Zeitpunkt für Grünbeginn GB 21 am Vorknoten VK für den Signalgeber S 21 erreicht. Im unteren Diagramm ist dann der sich ergebende Verkehrsablauf mit Stau, Reststau RST, Zufluß und Abfluß wiedergegeben. Dabei kann man den schrittweisen Übergang von einer Koordinierung mit großem Reststau RST zu einer Koordinierung ohne Reststau (St 1 = 0) infolge abnehmenden Verkehrs erkennen und somit wieder die Koordinierung nach der "Grünen Welle" erreichen.On the one hand, the "time to the last stationary vehicle to approach", ie the discharge time AZ , represented by the dash-dotted approach curve, and on the other hand, the "travel time FZ from the front node VK to the end of the traffic jam", ie to the last stationary vehicle, as a solid line drawn. Whenever the approach curve AZ becomes smaller than the travel time curve FZ for the first time, the optimum time for green start GB 21 at the pre-node VK for the signal generator S 21 is reached. The resulting traffic flow with traffic jam, residual traffic jam RST , inflow and outflow is then shown in the diagram below. One can see the gradual transition from a coordination with a large residual congestion RST to a coordination without a residual congestion ( St 1 = 0) due to decreasing traffic and thus achieve the coordination after the "green wave" again.
Bisher ist immer nur eine Zufahrt betrachtet worden. Bei der optimalen Anbindung eines Vorknotens an einen kritischen Hauptknoten sind aber im allgemeinen zwei Zufahrten in Gegenrichtung zwischen den beiden Knoten vorhanden. In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Stau-Koordinierung werden daher beide Zufahrten gleichzeitig berücksichtigt, siehe Fig. 4. Die zweite Zufahrt, die vom kritischen Knoten HK weg zum Vorknoten VK hinführt, wird umgekehrt behandelt als die bisher beschriebene Zufahrt zum Hauptknoten. Hier ist nicht der Abfluß durch den kritischen Knoten mit dem Signalgeber S 12 bestimmend, sondern der Zufluß vom kritischen Knoten HK zum Vorknoten VK. Der Grünbeginn GB 22 des Signals S 22 am Vorknoten VK wird erfindungsgemäß berechnet und so eingestellt, daß sich das letzte Fahrzeug am Stauende, dargestellt durch die Staulänge St 2 am Signalgeber S 22 dann zu bewegen beginnt, wenn das erste Fahrzeug vom Signalgeber S 12 des Hauptknotens HK dort eintrifft. Die Berechnung dieses Zeitpunktes GB 22 geschieht umgekehrt wie im oben beschriebenen ersten Fall. So far, only one access has been considered. When an antecedent node is optimally connected to a critical main node, there are generally two approaches in the opposite direction between the two nodes. In a further development of the method for traffic jam coordination, both approaches are therefore taken into account simultaneously, see FIG. 4. The second approach, which leads away from the critical node HK to the preliminary node VK , is treated in the opposite way to the previously described approach to the main node. It is not the outflow through the critical node with the signal generator S 12 that is determining, but the inflow from the critical node HK to the pre-node VK . The green start GB 22 of the signal S 22 at the preliminary node VK is calculated according to the invention and set so that the last vehicle at the end of the traffic jam, represented by the traffic jam length St 2 on the signal generator S 22 , begins to move when the first vehicle from the signal generator S 12 Main node HK arrives there. The calculation of this point in time GB 22 takes place in the opposite way to the first case described above.
In Fig. 4 ist ein Hauptknoten HK und ein zugeordneter Vorknoten VK ähnlich wie in Fig. 1, jedoch auch mit der zweiten Zufahrt, den entsprechenden Signalgebern und dem dortigen Stau, dargestellt durch die Staulänge St 2, dargestellt. Es sind zu den Signalgebern die Zeiten T 12, T 11, T 22, T 21 mit den jeweiligen Grünbeginn- Zeitpunkten innerhalb des Signalablaufs dargestellt, und zwar für den Signalgeber S 21 in Abhängigkeit von der Staulänge St 1 und von dem Grünbeginn des Signalgebers S 11 wie bei Fig. 1. Dabei ist am Stauende zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Abflußzeit AZ 11 für den Stau St 1 dargestellt, die sich aus der Anzahl Z 11 der Fahrzeuge und einem Anfahrparameter A 11 ergeben. Die Staulänge St 1 ist gleich FL × Z 11. Dabei bedeutet FL die mittlere Fahrzeuglänge und Z 11 die Anzahl der Fahrzeuge. Die Abflußzeit entspricht folgender Beziehung:In FIG. 4 is a main node HK and an associated Vorknoten VK is similar to Fig. 1, but shown with the second entrance, the respective signal transmitters and the local storage, represented by the congestion length St 2. The times T 12 , T 11 , T 22 , T 21 with the respective green start times within the signal sequence are shown for the signal transmitters, specifically for the signal generator S 21 as a function of the congestion length St 1 and the green start of the signal generator S. 11 as in FIG. 1. At the end of the traffic jam to illustrate the method according to the invention, the discharge time AZ 11 for the traffic jam St 1 is shown, which results from the number Z 11 of vehicles and a starting parameter A 11 . The accumulation length St 1 is equal to FL × Z 11 . FL means the mean vehicle length and Z 11 the number of vehicles. The discharge time corresponds to the following relationship:
Die Fahrzeug F 2 (vom Vorknoten bis zum Stauende) genügt folgender Beziehung:The vehicle F 2 (from the preliminary node to the end of the traffic jam) satisfies the following relationship:
Dabei bedeutet L 1 der Abstand der Haltelinie vom Signalgeber S 21 bis zum Signalgeber S 11 und V 11 die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde der Fahrzeuge. Zur Koordinierung der Zufahrt vom Hauptknoten zum Vorknoten sind links in der Figur die Umlaufzeiten der Signalgeber und die Abflußzeit AZ 22 und die Fahrzeit FZ 22 eingezeichnet. L 1 here means the distance of the stop line from the signal generator S 21 to the signal generator S 11 and V 11 the speed in meters per second of the vehicles. To coordinate the access from the main node to the upstream node, the turnaround times of the signal transmitters and the discharge time AZ 22 and the travel time FZ 22 are shown on the left in the figure.
Wie in Fig. 1 ist auch hier in Fig. 4 zu dem Signalgeber S 11 die Umlaufzeit dargestellt. Dabei ist der Grünbeginn GB 11 und der Rotbeginn fest. Zum Signalgeber S 21 am Vorknoten VK ist die Umlaufzeit T 21 dargestellt. Dabei ist der Grünbeginn GB 21 variabel in Abhängigkeit vom Grün-Beginn GB 11 des Signalgebers S 11 und dem oben erläuternden Zeitbedarf für die Abflußzeit AZ und die Fahrzeut FZ.As in FIG. 1, the round trip time for the signal generator S 11 is also shown here in FIG. 4. The beginning of green GB 11 and the beginning of red are fixed. The round trip time T 21 is shown for the signal generator S 21 at the upstream node VK . The green start GB 21 is variable depending on the green start GB 11 of the signal generator S 11 and the above-described time requirement for the discharge time AZ and the vehicle FZ .
Der Grünbeginn-Zeitpunkt GB 21 ist errechenbar, wenn:The green start time GB 21 can be calculated if:
Der Grünbeginn-Zeitpunkt GB 22 für den Signalgeber S 22 am Vorknoten VK ist durch folgende Beziehung berechenbar;The green start time GB 22 for the signal generator S 22 at the upstream node VK can be calculated using the following relationship;
Dabei ist FL × Z 22 die Staulänge St 2 und L 2 der Abstand der Haltelinie vom Signalgeber S 12 bis zum Signalgeber S 22. V 22 ist die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit und A 22 ist ein Anfahrparameter in Fahrzeug pro Sekunde. FL × Z 22 is the accumulation length St 2 and L 2 the distance of the stop line from the signal generator S 12 to the signal generator S 22 . V 22 is the average vehicle speed and A 22 is a starting parameter in vehicle per second.
Wenn die laufende Zeit T 22 innerhalb eines Umlaufs zum ersten mal größer als GB 22 wird, ist der optimale Grünbeginn- Zeitpunkt beim Signal S 22 erreicht.If the running time T 22 becomes larger than GB 22 for the first time within a cycle, the optimal green start time for signal S 22 has been reached.
Aus den mehr oder minder fest vorgegebenen Grünbeginn- Zeitpunkten der Signalgeber am Hauptknoten und den beiden, je Zufahrt betrachteten Zeitbedarfswerten werden die günstigsten Grünbeginn-Zeitpunkte für die Signale S 21 und S 22 des Vorknotens VK bestimmt. Mit diesem beschriebenen Verfahren können die Signalgeber S 21 und S 22 des Vorknotens abhängig von den Grünbeginn-Zeiten der Signalgeber S 11 und S 12 des Hauptknotens HK gesteuert werden. Es ist jedoch dabei zu berücksichtigen, daß die Grünzeiten der Signalgeber S 21, S 23 des Vorknotens VK auch noch von den Grünzeiten anderer Signalgeber S 23 für den Querverkehr dieses Vorknotens VK abhängig sind. The most favorable green start times for the signals S 21 and S 22 of the pre-node VK are determined from the more or less fixed green start times of the signal transmitters at the main node and the two time requirement values considered for each access. With this described method, the signal transmitters S 21 and S 22 of the pre-node can be controlled depending on the green start times of the signal transmitters S 11 and S 12 of the main node HK . However, it must be taken into account that the green times of the signal transmitters S 21 , S 23 of the preliminary node VK are also dependent on the green times of other signal transmitters S 23 for the cross traffic of this preliminary node VK .
Die Grünzeiten der zum Querverkehr feindlichen Signalgeber S 21 und S 22 dürfen nur einen bestimmten Teil eines Signalumlaufs einnehmen, der Rest dieser Zeit muß für den Querverkehr übrig bleiben. Um die für den Querverkehr benötigte Grünzeiten zu berücksichtigen, sind daher in Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Staukoordinierung noch bestimmte Parameter vorgesehen, die verkehrsabhängig einstellbar sind.The green times of the signal transmitters S 21 and S 22, which are hostile to cross traffic, may only occupy a certain part of a signal circulation, the rest of this time must remain for cross traffic. In order to take into account the green times required for cross traffic, in a further development of the method according to the invention for congestion coordination, certain parameters are provided which can be set depending on the traffic.
Zur Berücksichtigung des Grünzeitbedarfs der Querrichtung am Vorknoten werden die optimalen Grünbeginn-Zeitpunkte der Signalgeber am Vorknoten für die Hauptrichtung aufgrund der Verkehrsbelastung in der Querrichtung gewissen Einschränkungen unterworfen, die mit (z. B. verkehrsabhängigen bestimmbaren Parametern gesteuert werden können.To take into account the green time requirements of the transverse direction at the preliminary knot are the optimal green start times the signal transmitter at the upstream node for the main direction the traffic load in the transverse direction Subject to restrictions with (e.g., traffic-dependent determinable parameters can be controlled.
Zur Erläuterung dieses weitergebildeten Staukoordinierungsverfahrens sei angenommen, daß die Signalgeber S 12 und S 11 des Hauptknotens HK etwa zur gleichen Zeit auf Grün gehen. Dann ergeben sich am Vorknoten VK sehr unterschiedliche Grünbeginnzeiten für die Signalgeber S 21 und S 22, wenn entweder in beiden Zufahrten ein sehr großer oder ein sehr kleiner Stau vorhanden ist. Bei mittlerem Stau in beiden Zufahrten oder bei ungleichem Stau in beiden Zufahrten liegen die Grünbeginn-Zeitpunkte für die Signalgeber S 21 und S 22 am Vorknoten VK nahe beieinander.To explain this further developed congestion coordination method, it is assumed that the signal generators S 12 and S 11 of the main node HK go green at about the same time. Then there are very different green start times for the signal transmitters S 21 and S 22 at the upstream node VK , if either a very large or a very small traffic jam is present in both approaches. In the case of medium-sized traffic jams in both approaches or in the event of unequal traffic jams in both approaches, the green start times for signaling devices S 21 and S 22 are close together at the preliminary node VK .
Dies ist beispielsweise in der Fig. 3 matrixförmig wiedergegeben. Dabei ist die Staulänge Stl in der Zufahrt zum Hauptknoten HK durch die Anzahl Z 11 der gestauten Fahrzeuge und die Staulänge St 2 in der Zufahrt zum Vorknoten VK durch die Anzahl Z 22 der im Stau stehenden Fahrzeuge dargestellt. In Fig. 5 ist oberhalb der Tabelle nochmals ein Straßenzug mit dem Vorknoten VK und dem Hauptknoten HK und den entsprechenden Signalgebern gezeigt. Ferner ist angenommen, daß die Signalumlaufzeit (U) 75 Sekunden beträgt. Die Grünzeiten am Hauptknoten laufen bei einem 75-Sekunden-Umlauf beide von Sekunde 1 bis zur Sekunde 38. Abhängig von den jeweils vorhandenen Staulängen, hier durch die Anzahl Z 11 und Z 22 der gestauten Fahrzeuge angegeben, sowie von den eingestellten Parametern ß 21, ß 22 und G 1 ergeben sich die angegebenen Zeiten für Grünbeginn und Grünende für die Signalgruppen S 21 und S 22 des Vorknotens VK. Der Parameter G 1 legt den mittleren Anteil der Grünzeiten von S 21 und S 22 am Umlauf fest und die Parameter ß 21 und ß 22 wie stark die einzelnen Grünbeginnzeiten von dem mittleren Grünbeginn - entsprechend der Grünzeit G 1 - abweichen dürfen. Die Parameter G 1, ß 21 und ß 22 sind einstellbar und können auch verkehrsabhängig vom Verkehr beeinflußt werden, wenn z. B. der Querverkehr am Vorknoten VK über Detektoren erfaßt werden kann. Diese Parameter bzw. ihre verkehrsabhängige Beeinflussung können vor Ort durch Verkehrsbeobachtungen optimal justiert und eingestellt werden.This is shown in matrix form in FIG. 3, for example. The stowage length Stl in the approach to the main node HK is represented by the number Z 11 of the stowed vehicles and the stowage length St 2 in the approach to the upstream node VK by the number Z 22 of the vehicles standing in the jam. In FIG. 5, a street block with the preliminary node VK and the main node HK and the corresponding signal transmitters is shown again above the table. It is also assumed that the signal round trip time ( U ) is 75 seconds. In a 75-second cycle, the green times at the main node both run from second 1 to second 38. Depending on the respective stowage lengths, here indicated by the number Z 11 and Z 22 of the stowed vehicles, and the set parameters ß 21 , ß 22 and G 1 result in the indicated times for green start and end for the signal groups S 21 and S 22 of the preliminary node VK . The parameter G 1 defines the average proportion of green times of S 21 and S 22 in circulation and the parameters ß 21 and ß 22 how strongly the individual green start times may deviate from the mean green start - corresponding to the green time G 1 . The parameters G 1 , ß 21 and ß 22 are adjustable and can also be influenced by traffic depending on the traffic, if z. B. the cross traffic at the upstream node VK can be detected by detectors. These parameters and their traffic-dependent influence can be optimally adjusted and adjusted on site by means of traffic observations.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Staukoordinierung hat dabei bei großem Stau in beiden Zufahrten zwischen dem Vorknoten und dem Hauptknoten auch noch folgenden Vorteil. Der Zufluß zum Hauptknoten HK wird gedrosselt, weil die kürzere Grünzeit des Signalgebers S 21 am Vorknoten einer noch stärkeren Überlastung entgegenwirkt. Dies ist aus der Fig. 5 in der Tabelle rechts unten für großen Stau, ausgedrückt durch die Anzahl Z 11 und Z 22 der gestauten Fahrzeuge in den Zufahrten ersichtlich. Umgekehrt wird der Abfluß vom Hauptknoten HK bevorzugt, weil die längere Grünzeit des Signalgebers S 22 am Vorknoten VK die maximale Leistungsfähigkeit des Hauptknotens HK fördert und dadurch mögliche Rückstaus vom Vorknoten VK über den Hauptknoten HK vermieden werden. The method according to the invention for congestion coordination also has the following advantage in the case of large congestion in both approaches between the preliminary node and the main node. The inflow to the main node HK is throttled because the shorter green time of the signal generator S 21 at the pre-node counteracts an even greater overload. This can be seen from FIG. 5 in the table at the bottom right for large traffic jams, expressed by the number Z 11 and Z 22 of the stowed vehicles in the driveways. Conversely, the outflow from the main node HK is preferred because the longer green time of the signal generator S 22 at the pre-node VK promotes the maximum performance of the main node HK and possible backlogs from the pre-node VK via the main node HK are avoided.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen Berechnungs- und Steuervorgänge können mit einem Mikroprozessor, wie sie in modernen Steuergeräten vorgesehen sind, oder auch mit Hilfe eines Verkehrsrechners verhältnismäßig einfach realisiert werden.Those required for the method according to the invention Calculation and control processes can be carried out with a microprocessor, as provided in modern control units are proportionate, or with the help of a traffic calculator can be easily realized.
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