DE60108517T2

DE60108517T2 - Verkehrsverwaltungssystem auf der grundlage von paketvermittlungstechnologie

Info

Publication number: DE60108517T2
Application number: DE60108517T
Authority: DE
Inventors: Heino Hameleers; Frank Hundscheidt
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2000-11-23
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: EP1336168A2; DE60108517D1; ATE287569T1; US20020065599A1; AU2002233190A1; EP1209643A1; WO2002043028A3; EP1336168B1; US6792348B2; WO2002043028A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verkehrsverwaltungssystem und ein Verkehrsverwaltungsverfahren zum Verwalten, in einem Straßennetz, des auf einer physikalischen Schicht durch eine Mehrzahl von Fahrzeugen gebildeten Fahrzeugverkehrs, die sich entlang einer Mehrzahl von Straßenabschnitten des Straßennetzes fortbewegen und bestimmte Straßenpunkte, die entlang der Straßenabschnitte des Straßennetzes angeordnet sind, passieren.
Insbesondere behandelt die vorliegende Erfindung die Probleme, wie ein effektives Verkehrsverwaltungssystem ausgelegt werden kann, dass mehr Intelligenz für eine effektive Verkehrsverwaltung bereitstellt, die den Verkehrsverwaltungsaspekt eines lediglich effektiven Überwachens des vorhandenen Verkehrs wie auch den Verkehrsverwaltungsaspekt eines effektiven Steuern des Verkehrs betrifft. Beispielsweise sollten ein effektives Einstellen der Verkehrssteuerzeichen, ein effektives Routenplanen durch nicht nur ein Berücksichtigen von Verkehrsstaus- und Blockierungen, sondern auch ein Straßenabrechnen, das Sammeln statistischer Daten aus vorhandenem Verkehr, die Verhinderung gefährlicher oder allgemein unerwünschter Verkehrssituationen durch ein Ändern von Verkehrszeichen in dem Fall gefährlicher Verkehrssituationen wie auch dem Erzielen gewünschter Verkehrssituationen möglich sein.
Überdies soll das Verkehrssteuersystem der Erfindung einfach zu betreiben, benutzerfreundlich und kostengünstig sein.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mit den stets zunehmenden Anforderungen an eine wachsende Mobilität hat die Automobilindustrie die Fahrzeugtechnologie zu einem derartigen Grad entwickelt, dass nun ein Bereich von Produkten für verschiedene Zwecke und Missionen verfügbar ist und ein adäquates Kostennutzen-Gleichgewicht für jede Anwendung bereitgestellt werden kann. Andererseits hat der wachsende Bedarf an Mobilität, die Erfordernis nach öffentlichen Behörden herbeigeführt, das alte Netz von Straßen und Autobahnen zu erweitern, um mit dem stets zunehmenden Verkehr zurechtzukommen.
Jedoch ist die Erweiterung des Netzes und der betreffenden Infrastruktur deutlich geringer gewesen als die Zunahme der Anzahl von Fahrzeugen. Das heißt, dass die vorhandenen Straßennetze mit dem stets zunehmenden Verkehr nicht zurechtkommen, und dieses Ungleichgewicht führt zu Verkehrssituationen mit Blockierungen und Unfällen. Andere Konsequenzen sind ein zunehmender Kraftstoffverbrauch, eine allgemeine Zeitverschwendung, die Umweltverschmutzung, Lärm, Stress und andere Unannehmlichkeiten für Menschen. Neben nicht sehr effektiven Gegenmaßnahmen, das Anwachsen des Verkehrs zu stoppen, wie etwa zunehmende Kraftstoffkosten und höhere Steuern, sind keine effektiven Gegenmaßnahmen vorhanden, mit welchen die Kluft zwischen der Mobilitätsanforderung und den notwendigen Infrastruktureinrichtungen überbrückt werden kann, was zu höheren Transportkosten, einer Verschwendung von Kraftstoff und Zeit, Umweltproblemen, wie auch einem geringeren Sicherheitsniveau führt.
Diese Umstände haben zu einem großen Bedarf an effektiven Verkehrssteuermaßnahmen geführt, um einen Kollaps eines kompletten Transportsystems zu vermeiden. Deswegen wird nun allgemein akzeptiert, dass ein weiter Bereich globaler und integrierter Maßnahmen zusammen mit einem systematischen Zugang identifiziert und implementiert werden muss. Insbesondere müssen die Anforderungen an ein neues Verkehrssteuersystem die Anforderung und das Angebot innerhalb des gesamten Transportsystems ausgleichen, d.h. um die Transportressourcen (Straßen, Verkehrsschilder etc., Verkehrsflusssteuerung) zu verwalten, um optimal an die Verkehrssituationen und -anforderungen angepasst zu sein (d.h. die Anzahl von Fahrzeugen, den Typ von Fahrzeugen, gewünschte Ziele etc.).
Gegenwärtig werden mehrere neue Ansatzpunkte für effektivere Verkehrs-(Blockierungs-)Steuersysteme getestet, insbesondere in den Niederlanden. Jedoch sind die meisten der heute existierenden Verkehrssteuersysteme von ziemlich statischer Natur. Nur manche von ihnen verwenden in Abhängigkeit von der Tageszeit oder der aktuellen Verkehrssituation veränderliche Verkehrszeichen, z.B. eine variable Geschwindigkeitsbegrenzung auf einer Autobahn in Abhängigkeit von dem Stauzustand. Somit können nur wenige Verkehrszeichen (wie etwa Parkerlaubnis, Geschwindigkeitsbegrenzung, die Verwendung einer oder mehrerer Spuren auf einer Straße) eine unterschiedliche Bedeutung in Abhängigkeit von der Tageszeit oder dem Tag des Monats aufweisen, und sie werden nicht auf eine integrierte Weise gesteuert, d.h. sie berücksichtigen eine Verkehrssituation, die anderswo existiert (entfernt von dem Straßenabschnitt, wo z.B. die bestimmte variable Geschwindigkeitsbegrenzung angeordnet ist), aber die auch einen Einfluss auf den betrachteten Straßenabschnitt aufweisen können, nicht.
Für Überwachungszwecke sind bestimmte Autobahnen in begrenztem Ausmaß mit Sensoren ausgestattet, die den Verkehrsfluss messen und eine Information über Verkehrslasten und Schlechtwetterbedingungen bereitstellen, um manche Verkehrszeichen, die über der Autobahn angebracht sind zu ändern, um gefährliche Situationen anzuzeigen. Jedoch ändert diese Änderungen von Warnzeichen wie Schlechtwetterzustände, Unfall und Stau nur die Verkehrszeichen der Autobahnen in einem sehr begrenzten Maßstab, nämlich in einem ziemlich lokalen Maßstab, anstatt in der Lage zu sein, den kompletten Verkehrsfluss globaler beispielsweise auf eine integrierte Weise in einem Gesamtgebiet von beispielsweise einem oder zwei lokalen Gebieten z.B. einer kompletten Stadt zu steuern.
Intelligente Geschwindigkeitssteuerung (Intelligente Snelheidsadaptor)
In einem intelligenten Geschwindigkeitssteuersystem, das gegenwärtig in den Niederlanden getestet wird, besteht das Ziel darin, die maximale Geschwindigkeit mittels Rundfunksystemen zu steuern. Die grundlegende Idee besteht hier darin, ein System die maximale Geschwindigkeit in einem bestimmten Gebiet senden zu lassen. Jedes Fahrzeug ist mit einer Verkehrsinformationseinheit, z.B. einem Geschwindigkeitssensor ausgestattet, der die maximale Geschwindigkeit, die von dem Geschwindigkeitsrundfunksystem des Systems gesendet wird, erfasst. Das Geschwindigkeitsrundfunksystem empfängt Information von einem Verkehrsinformationssystem und sendet die jeweilige geeignete Geschwindigkeit in jedem Gebiet. In diesem Feldversuch weist jedes Fahrzeug einen Geschwindigkeitssensor auf, der die gesendete maximale Geschwindigkeit erfasst und ein Geschwindigkeitssteuersystem (ähnlich dem altbekannten Fahrtregler) innerhalb des Fahrzeugs über die bestimmte Geschwindigkeit. Wie in dem Fahrtreglersystem besteht natürlich die Möglichkeit, das System in bestimmten Fällen wie etwa Notsituationen etc., außer Kraft zu setzen.
In diesem System muss jedes Fahrzeug mit einem Sensor ausgestattet sein und das Geschwindigkeitssteuersystem oder ein System wird benötigt, um in der Lage zu sein, jedes Fahrzeug zu verfolgen, das mit einer zu hohen Geschwindigkeit fuhr. Beispielsweise kann ein GPS-System zum Verfolgen der Geschwindigkeit jedes Fahrzeugs verwendet werden, oder das Fahrzeug selbst zeichnet sämtliche Details und Berichte dieser Information zurück in das System auf (wie ein Flugschreiber). In einem derartigen Fall kann ein System wie ein Plakettenabrechnungssystem (rekening-rijden) eingerichtet werden.
Plakettenabrechnungssystem (Rekening-Rijden)
In den Niederlanden werden auch Feldversuche durchgeführt, derart, dass jedes Fahrzeug mit einer Identifikationsplakette ausgestattet ist, die mit dem Nummernschild verbunden ist. An bestimmten Straßenpunkten entlang der Straßen können Stationen angeordnet werden, die das Passieren eines Fahrzeugs mit einer Identifikationsplakette erfassen. Somit wird es möglich sein, Personen eine Rechnung zu stellen, die die Straße benutzt haben. Ähnlich dem Autobahnabrechnungssystem, das beispielsweise in Italien eingesetzt wird, wo eine Erfassungsvorrichtung das Passieren eines Fahrzeugs über eine Mautstation erfasst, ist das System in den Niederlanden auf einem individuelleren Berechnen basiert, weil jede Plakette auf eine eindeutige Weise das passierende Fahrzeug identifizieren wird.
Das gesamte System, d.h. ein Bestimmen der Fahrzeuge, die eine bestimmte Straße benutzten und die Erzeugung einer Rechnung kann in großem Ausmaß automatisiert werden und es kann verwendet werden, um einen Zugang zu verkehrsreichen Stadtzentren etc. zu steuern.
Routenplaner
Existierende Routenplaner (meistens in Fahrzeugnavigationssystemen eingesetzt) sind auch statisch und berücksichtigen keine Straßenblockierungen, Staus, d.h. die tatsächliche Verkehrssituation. Bordcomputer informieren den Fahrer über die kürzeste Route zu dem entsprechenden Ziel, aber diese sind sehr statisch und Aktualisierungen sind kostenintensiv (aufgrund der Tatsache, dass die Information auf einer lokalen Platte in dem Bordcomputer gespeichert ist). Derartige Routenplaner sind nur in der Lage, eine Route für ein einzelnes individuelles Fahrzeug in Abhängigkeit von seinem gewünschten Fahrzeugziel zu planen, ohne gegenwärtige oder möglicherweise vorhersehbare zukünftige Verkehrsbedingungen zu berücksichtigen.
Flottenverwaltungssysteme
Flottenverwaltungs-Firmen sind in der Lage, ihre Fahrzeuge, Fahrräder etc. nach zu verfolgen und den nächsten Teilnehmer an einem entsprechenden gewünschten Ziel (z.B. einem Kunden) zu bestimmen. Derartige Systeme sind auf einer GPS-Information oder auf der Benutzung von Funkverbindungen basiert. Jedoch ist der nächste Teilnehmer nur auf der tatsächlichen Entfernung basiert, d.h. es ist nicht möglich, die tatsächliche Verkehrssituation zu berücksichtigen, was bedeutet, dass die tatsächliche Zeit, die benötigt wird, um sich dem Ziel zu nähern, kürzer und/oder billiger sein könnte, wenn eine andere Route (einer längeren Entfernung) verwendet wird.
Jedoch verstärken mit dem Aufkommen moderner Telekommunikationstechnologien wie etwa mobiler Kommunikationsnetze, die bereits intrinsisch die freie Bewegung und Mobilität mobiler Funkempfänger zulassen, viele Regierungen wie das Niederländische Ministerium für "Verkehrsplanung" nun Anstrengungen, derartige Telekommunikationstechnologien für eine effiziente Verkehrssteuerung und zur Verhinderung von Unfällen und Verkehrsstaus zu verwenden.
Mobile Funkkommunikationssysteme
Eines der charakteristischen Merkmale moderner Mobilfunk-Kommunikationssysteme wie etwa GSM (Global System of Mobile Communications, GPRS (General Packet Routing System) und UMTS (Universal Mobile Telephone System) besteht darin, dass es möglich ist, den Ort und die Richtung einer mobilen Station in dem Mobilfunk-Kommunikationsnetz nachzuverfolgen.
Wenn ein GPS (Global Positioning System)-System in der mobilen Funkstation eingeschlossen ist, kann die Genauigkeit verbessert werden. Mit diesem System ist es möglich, auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen, um in der Lage zu sein, zu wissen, ob die Fahrzeuge in einem bestimmten Gebiet oder auf einer bestimmten Straße langsamer als üblich fahren, was bedeuten würde (natürlich in Abhängigkeit von dem Typ der Straße), dass ein Verkehrsstau aus irgendeinem Grund vorhanden ist.
Die Möglichkeit, den Ort und die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs zu bestimmten, ist ein attraktives Merkmal für ein Verkehrssteuersystem, und derartige Systeme werden gegenwärtig in den Niederlanden getestet, um Fahrzeuge anzuweisen, eine andere Route in dem Fall eines Staus zu nehmen. In diesem System wird ein zentrales Büro informiert, wenn eine bestimmte Menge von Fahrzeugen langsamer als üblich ist (z.B. die mobilen Funkstationen der Fahrzeuge übermitteln die Geschwindigkeit an das zentrale Büro), woraufhin eine Person in dem zentralen Büro alternative Routen manuell überprüft. Wenn eine derartige alternative Route gefunden ist, wird eine SMS-Nachricht (Short Message System) zu sämtlichen Mobilstationen (d.h. sämtlichen Fahrzeugen) in einer entsprechenden Region gesendet, um sie anzuweisen, eine andere Route auszuwählen.
Durch die Verwendung mobiler Funkkommunikationssysteme wie etwa GSM, GPRS oder UMTS kann die Bewegung einer mobilen Station von einer Zelle (oder einem Sektor) zu einer anderen Zelle (oder einem Sektor) mit einer hohen Genauigkeit nachverfolgt werden, derart, dass eine detaillierte Information über den Ort, die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung der mobilen Station und des Fahrzeugs erhalten werden kann, um eine aktuellere und nicht-statische Information über den Verkehrsfluss bereitzustellen.
Jedoch wird in Verkehrssteuersystemen, die diese Merkmale des mobilen Kommunikationsnetzes verwenden, das mobile Kommunikationsnetz nur zum Bestimmen des Orts und zum Übertragen einer entsprechenden Information zu einem zentralen Büro verwendet derart, dass ein vollständiges Modellieren des Verkehrsflusses nicht möglich ist, weil die Steuerung, z.B. die Umleitung des Verkehrs nur auf einer lokalisierten Grundlage anstelle einer globalen Grundlage stattfindet.
Überdies offenbart die WO-00/11629 in dem offenbarten Stand der Technik, dass eine Fahrzeugverkehrssteuerung und eine Datenpaket-Verkehrssteuerung äquivalenten Verkehrsproblemen gegenüberstehen und mit ähnlichen Modellen beschrieben werden können.
Nachteile der existierenden Verkehrssteuersysteme
Wie aus der obigen Beschreibung ersehen werden kann, leiden die Verkehrssteuersysteme, die gegenwärtig getestet und implementiert werden, noch unter einer Anzahl von Problemen, beispielsweise:

1. Mit stets zunehmender Verkehrsmenge in der Zukunft wird es grundsätzlich nicht mehr möglich sein, ein effizientes Verkehrssteuersystem nur auf der Grundlage statischer oder lokalisierter Mechanismen bereitzustellen, so dass ein Bedarf nach einer globaleren Überwachung und Steuerung des Verkehrsflusses besteht.
2. Die existierenden Routenplaner sind relativ statisch und Aktualisierungen der Information in den Bordcomputern sind kostenintensiv. Überdies ist ein Aufrüsten notwendig, wann immer eine Straße hinzugefügt, entfernt oder geändert wird (grundsätzlich wird das Problem durch die Tatsache herbeigeführt, dass der Dienst in dem Fahrzeug selbst ist und nicht in den Netzen). Überdies führen existierende Routenplaner insbesondere nur Routenplanung durch, indem das gewünschte Fahrzeugziel eines einzelnen Fahrzeugs berücksichtigt wird derart, dass die Interaktion und das Ändern des Verkehrsflusses in Abhängigkeit von einer Interaktion einzeln geplanter Routen oder mehrerer Fahrzeuge nicht für die Routenplanung berücksichtigt werden kann.
3. Existierende Flottenverwaltungssysteme sind auch statisch und berücksichtigen nur die Entfernungen, aber nicht die tatsächliche Verkehrssituation.
4. Die existierenden Verkehrssteuersysteme sind lokale Verkehrsflussoptimierungen, d.h. globalere Umstände werden nicht berücksichtigt. Systeme auf Autobahnen, die die maximale oder empfohlene Geschwindigkeit anzeigen (wie oben stehend erläutert) versuchen nur, Verkehrsstaus in einem spezifischen Teil der Autobahn zu verhindern. Auch Systeme, die sicherstellen, dass sämtliche Verkehrsampeln grün sind ("Grün-Phase"), wenn eine spezifische Geschwindigkeit gehalten wird, sind es nur lokale Optimierungen und berücksichtigen globale Verkehrsumstände nicht.
5. Mit gegenwärtigen Systemen ist es nicht möglich (zumindest nicht automatisiert), eine statistische Information über den Verkehr zu erhalten, um als Eingabe in Verkehrsplanungssysteme verwendet zu werden.

Deswegen besteht ein Bedarf zum Entwickeln effizienterer Verkehrsverwaltungssysteme, die tatsächlich auf einer globalen Grundlage die Verkehrsflussbedingungen berücksichtigen. Überdies besteht ein Bedarf zum Entwickeln von Verkehrssteuersystemen, die auch auf eine Rückkopplungsweise wirken, um Verkehrszeichen oder Fahrzeuge auf einer dynamischen Grundlage zu steuern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wie oben stehend erläutert, sind gegenwärtige Verkehrssteuersysteme entweder auf lokalisierten Betrachtungen des Verkehrsflusses basiert, berücksichtigen dynamisch sich ändernde Verkehrsbedingungen nicht, stellen eine genaue Überwachung des Verkehrsflusses nicht bereit, und lassen es insbesondere nicht zu, irgendwelche präzisen Vorhersagen auszuführen, wie sich der Verkehrsfluss ändern wird und wie der Verkehrsfluss gesteuert werden sollte, um gefährliche vorhersehbare, ungünstige Verkehrsbedingungen zu erleiden.
Deswegen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines

– Verkehrsverwaltungssystems und eines Verkehrsverwaltungsverfahrens, die eine effizientere Verkehrsverwaltung durchführen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verkehrsverwaltungssystem nach Anspruch 1 gelöst, gekennzeichnet durch ein Verkehrsverwaltungssystem zum Verwalten, in einem Straßennetz, des gebildeten Fahrzeugverkehrs auf einer physikalischen Schicht durch eine Mehrzahl von Fahrzeugen, die sich entlang einer Mehrzahl von Straßenabschnitten des Straßennetzes und einer Mehrzahl von Straßenpunkten, die an den Straßenabschnitten des Straßennetzes angeordnet sind, fortbewegen, umfassend: ein paketvermitteltes Steuernetz auf einer Verkehrssteuerschicht, in welcher der Paketverkehr, der durch eine Mehrzahl von Paketen ausgebildet ist, die entlang einer Mehrzahl von Paketleitverbindungen geleitet werden, gesteuert wird durch eine Mehrzahl von Paketsteuereinheiten, die an den Paketleitverbindungen angeordnet sind; wobei das paketvermittelte Steuernetz auf der Verkehrssteuerschicht auf eine derartige Weise konfiguriert ist, dass Paketleitverbindungen Straßenabschnitten entsprechen; Paketsteuereinheiten Straßenpunkten entsprechen; und jedes Paket, das entlang einer jeweiligen Paketleitverbindung geleitet wird, zumindest einem Fahrzeug, das sich entlang eines entsprechenden Straßenabschnitts fortbewegt, entspricht oder dieses simuliert; wobei die Paketsteuereinheiten ausgelegt sind, die Pakete auf einer jeweiligen Paketleitverbindung in der Verkehrssteuerschicht zu steuern, um einem jeweiligen Fahrzeug auf einem entsprechenden Straßenabschnitt auf der physikalischen Schicht zu entsprechen oder dieses zu simulieren.
Überdies wird diese Aufgabe durch ein Verkehrsverwaltungsverfahren nach Anspruch 26 gelöst, gekennzeichnet durch ein Verfahren zum Verwalten, in einem Straßenetz, des gebildeten Fahrzeugverkehrs auf einer physikalischen Schicht, durch eine Mehrzahl von Fahrzeugen, die sich entlang einer Mehrzahl von Straßenabschnitten des Straßenetzes und einer Mehrzahl von Straßenpunkten, die an den Straßenabschnitten des Straßennetzes angeordnet sind, fortbewegen, umfassen die folgenden Schritte: Konfigurieren eines paketvermittelten Steuernetzes auf einer Verkehrssteuerschicht, die eine Mehrzahl von Paketleitverbindungen und eine Mehrzahl von Paketsteuereinheiten, die an den Paketleitverbindungen angeordnet sind, einschließt, derart, dass Paketleitverbindungen Straßenabschnitten entsprechen und Paketsteuereinheiten Straßenpunkten entsprechen; und Steuern der Paketsteuereinheiten zum Leiten der Pakete entlang jeweiliger Paketleitverbindungen derart, dass sie zumindest einem Fahrzeug, das sich auf einem entsprechenden Straßenabschnitt fortbewegt, entsprechen oder dieses simulieren.
Überdies wird die Aufgabe durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 27 gelöst, dadurch gekennzeichnet, dass ein Computerprogrammprodukt, das auf einem Computer-lesbaren Speichermedium gespeichert ist, eine Codeeinrichtung, die ausgelegt ist, die Verfahrensschritte a) und b) des Anspruchs 20 auszuführen, umfasst.
VORTEILHAFTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgelistet. Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre vorteilhaften Ausführungsformen und bezüglich dessen beschrieben werden, was gegenwärtig von den Erfindern als der beste Weg der Erfindung betrachtet wird.
Überdies sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung in vielen Hinsichten auf der Grundlage der hierin enthaltenen Lehren modifiziert und variiert werden kann. Beispielsweise kann die Erfindung Ausführungsformen umfassen, die ein Ergebnis eines Kombinierens von Merkmalen und Schritten sind, die in den Ansprüchen, den Zeichnungen und in der Beschreibung getrennt beschrieben und aufgelistet worden sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Übersicht des Verkehrsverwaltungssystems TMSYS in Übereinstimmung mit der Erfindung;
2 ein detaillierteres Blockdiagramm einzelner Teile, die in den einzelnen Schichten verwendet werden, die in 1 gezeigt sind; und
3 den Betrieb des Verkehrsverwaltungssystems bezüglich des Austausches von Information zwischen den einzelnen Schichten.
Es sei darauf hingewiesen, dass in den Zeichnungen die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen und Bezeichnungen von Schritten die gleichen oder ähnlichen Teile in der Beschreibung bezeichnen.
Überdies sei darauf hingewiesen, dass das paketvermittelte Steuernetz der Erfindung, wie unten stehend beschrieben, in jedweden Typ eines paketvermittelten Netzes und nicht nur zum Beispiel unter Verwendung des Internetprotokolls implementiert werden kann. Deswegen ist zu verstehen, wenn in der Beschreibung eine spezifische Bezugnahme auf Protokolle und Ausdrücke, die in einer spezifischen Paketvermittlungsumgebung verwendet werden, ausgeführt wird, dass dies keinesfalls als einschränkend für die Erfindung betrachtet werden sollte. Deswegen kann die Fachperson entsprechende Nachrichten, Schritte und Merkmale in andere paketvermittelte Umgebungen auffinden, die hier nicht spezifisch aufgelistet sind.
Nachstehend wird die Erfindung bezüglich eines Fahrzeugverkehrs beschrieben werden, der Fahrzeuge einschließt, die in Straßenabschnitten eines Straßennetzes fahren. Der Ausdruck "Fahrzeug" sollte jedoch nicht als einschränkend für die Erfindung bezüglich irgendeines bestimmten Typs eines Fahrzeugs angesehen werden, und gleichermaßen sollten der Ausdruck "Straßenabschnitt" und "Straßennetz" nicht als einschränkend für irgendeinen bestimmten Typ eines "Straßenabschnitts" und eines "Straßennetzes" angesehen werden.
Beispielsweise umfassen die Fahrzeuge Autos, Motorräder, Lastwägen, Fahrräder oder sogar Fußgänger etc., die in einem Straßennetz fahren oder sich dort bewegen, das aus Straßenabschnitten besteht, die durch Landstraßen, Straßen, Autobahnen etc. gebildet werden. Jedoch umfassen die Fahrzeuge auch Fahrzeuge, die schienengebunden sind, d.h. Züge, Straßenbahnen etc., die auf einem Schienennetz fahren, das aus Schienenabschnitten gebildet ist. Auch sind Kombinationen möglich, wobei die Fahrzeuge sowohl straßengebundene Fahrzeuge als auch schienengebundene Fahrzeuge umfassen, und wobei das Straßennetz Schienenabschnitte wie auch normale Straßenabschnitte umfasst. Somit bedeutet der Ausdruck "Straßenabschnitt" jedweden Teil eines Netzes, auf welchem sich ein Fahrzeug in Abhängigkeit von seinem Antriebsmechanismus bewegen kann. Im Prinzip können die Fahrzeuge auch auf Schiffe und Flugzeuge erweitert werden, wobei die "Straßenabschnitte" einer vorbestimmten Reiseroute auf See oder in der Luft zwischen einem Ausgangspunkt und einem Ziel entsprechen. Somit betrachtet die Erfindung verschiedene Typen von Objekten, die sich entlang eines Bewegungsabschnitts oder eines Reiseabschnitts für die Fahrzeuge und für die Straßenabschnitte bewegen oder entlang dieser reisen derart, dass die Erfindung nicht auf die spezifischen, unten stehend erläuterten Beispiele beschränkt ist.
Übersicht des Verkehrsverwaltungssystems
1 zeigt eine Übersicht des Verkehrsverwaltungssystems TMSYS der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt, können im Wesentlichen fünf unterschiedliche Niveaus oder Schichten unterschieden werden. Die physikalische Schicht PL ist die Schicht, wo der tatsächliche Verkehr stattfindet. Wie in 1 veranschaulicht, enthält die physikalische Schicht PL die Fahrzeuge C und die Straßen RD, auf welchen der Fahrzeugverkehr auftritt. Jedoch enthält sie gemäß einer anderen Ausführungsform auch bestimmte andere topographische Daten, die für die Verkehrsverwaltung berücksichtigt werden können, beispielsweise die Steigung von Straßen in Gebirgsgebieten oder Auftreten von Seen oder Flüssen in der Topographie. Überdies kann die physikalische Schicht PL auch die Menschen umfassen, die die Fahrzeuge fahren, und welchen die Information bereitgestellt wird. Überdies kann die physikalische Schicht PL auch Fußgänger umfassen, die eine Information über Verkehrsstaus etc., beispielsweise als eine Warnung bezüglich Gebieten mit dichtem Verkehr empfangen, die aufgrund von gefährlichen Verkehrsbedingungen oder aus Gesundheitsgründen gemieden werden sollten.
Die Verkehrssignalisierungsschicht TSL umfasst eine Anzahl von Verkehrseinheiten TIU, TGU, um hauptsächlich zwei Zwecke zu erfüllen, nämlich eine Verkehrsinformation TI von der physikalischen Schicht PL aufzunehmen und/oder diese Verkehrsinformation zu anderen Schichten (CL, TCL, SAL) schicken (wobei in diesem Fall die Verkehrseinheiten TIU-Verkehrsinformationseinheiten sind), und zweitens Verkehrsleitiformation TG für den Fahrzeugverkehr auf der physikalischen Schicht PL bereitzustellen (wobei in diesem Fall die Verkehrseinheiten TIU-Verkehrsleiteinheiten sind), um den Fahrzeugverkehr auf der physikalischen Schicht zu steuern. In Fällen, wo nur eine Verkehrsinformation TI aufgenommen wird, kann das Verkehrsverwaltungssystem als in einem "Überwachungsmodus" befindlich angesehen werden, in welchem es wünschenswert ist, ein Überwachen des Verkehrsflusses auf der physikalischen Schicht PL durchzuführen. Wenn die Verkehrsleitinformation TG der physikalischen Schicht PL bereitgestellt ist, kann das Verkehrsverwaltungssystem als in einem "aktiven Steuermodus" befindlich angesehen werden, in welchem der Verkehrsfluss mittels eines Bereitstellens einer Verkehrsleitinformation für die physikalische Schicht PL beeinflusst wird. Der "aktive Steuermodus" kann in einer einfachen "Vorwärtssteuerung" arbeiten, in welcher die Verkehrssignalisierungsschicht TSL nur eine Verkehrsleitinformation TG für die physikalische Schicht PL bereitstellt, während keine Verkehrsinformation TI von der Verkehrssignalisierungsschicht TSL aufgenommen wird.
Andererseits führt gemäß einer weiteren Ausführungsform das Verkehrsverwaltungssystem auch den "aktiven Steuermodus" auf eine Rückkopplungsweise durch, nämlich dann, wenn die Verkehrsinformation TI, die von der Verkehrssignalisierungsschicht TSL aufgenommen ist, evaluiert wird (wie unten stehend in den anderen Schichten TCL und/oder SAL erläutert werden wird) und die Verkehrsleitinformation TGI, die auf einer derartigen Evaluation basiert ist, wird der physikalischen Schicht PL bereitgestellt. Somit arbeitet das Verkehrsverwaltungssystem TMSYS der vorliegenden Erfindung in unterschiedlichen Ausführungsformen in dem "Überwachungsmodus", den "Vorwärtskopplungs-Steuermodus", dem "Rückkopplungssteuermodus" oder dem kombinierten Vorwärtskopplungs-/Rückkopplungssteuermodus. Auch ein kombinierter "Überwachungs-/Steuermodus" kann ausgeführt werden.
Obwohl eine Fachperson verstehen wird, dass die Verkehrssignalisierungsschicht TSL, wie unten stehend detaillierter erläutert werden wird, beispielsweise steuerbare Verkehrszeichen umfasst, die als solche zu der "realen" physikalischen Welt gehören, wird die Verkehrssignalisierungsschicht TSL hier als eine getrennte Schicht aus dem folgenden Grund angesehen. Wie oben stehend erläutert, arbeitet das geschichtete System der 1 als ein Typ eines Vorwärtskopplungs- oder Rückkopplungs-Steuersystems und die physikalische Schicht PL kann (wenn die Regelungstheorie verwendet wird) als das zu steuernde Objekt angesehen werden. Die Verkehrssignalisierungsschicht TSL bildet nicht wirklich das zu steuernde Objekt (das zu steuernde Objekt ist der Verkehrsfluss und sind nicht jedwede Verkehrszeichen), und Einheiten (Verkehrszeichen und/oder Bordnavigationssysteme) der Verkehrssignalisierungsschicht TSL gemäß einer Ausführungsform dienen (hinsichtlich der Regelungstheorie) als die Messeinheit (zum Messen des Verkehrsflusses) und in einer weiteren Ausführungsform als das Steuerelement (zum Steuern des Verkehrsflusses; beispielsweise durch ein Anzeigen einer Verkehrsleitinformation auf einer Anzeige eines Fahrzeugnavigationssystems).
Gemäß einer Ausführungsform stellt die Kommunikationsschicht CL eine Kommunikation zumindest zwischen der Verkehrssteuerschicht TCL und der Verkehrssignalisierungsschicht TSL bereit. Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die Kommunikationsschicht CL Kommunikationen auch zwischen der Verkehrssignalisierungsschicht TSL und der Diensteanwendungsschicht SAL bereit. Die Kommunikationen werden durch ein Kommunikationsnetz der Kommunikationsschicht CL bereitgestellt. Gemäß einer Ausführungsform ist das Netz ein mobiles und/oder festes Übertragungsnetz, insbesondere in dem Fall, wenn eine Kommunikation zwischen der Verkehrssteuerschicht TCL und der Verkehrssignalisierungsschicht TSL oder der physikalischen Schicht PL bereitgestellt wird. Gemäß anderer Ausführungsformen wird zwischen der Verkehrssteuerschicht TCL und der Verkehrssignalisierungsschicht TSL ein festes Netz (z.B. über Kabel) oder ein mobiles Netz (z.B. GPRS (General Purpose Radio System) oder UMTS (Universal Mobile Telephone System)) verwendet.
Zwischen der Verkehrssteuerschicht TCL und der physikalischen Schicht PL kann ein mobiles Netz verwendet werden (z.B. GPRS oder UMTS), wenn die Information von der physikalischen Schicht aufgenommen werden muss. Beispielsweise muss, wenn die Information nur von einzelnen Fahrzeugen, die den Verkehrsfluss bilden, aufgenommen werden kann oder diesen bereitgestellt werden kann, ein mobiles Netz verwendet werden, weil die Fahrzeuge natürlich mobil sind. Das heißt, dass im Wesentlichen ein PLMN (Public Land Mobile Network) benötigt wird, wenn die Information von einer Verkehrsleiteinheiten TGU aufgenommen wird, die innerhalb von Fahrzeugen angeordnet sind. Das PLMN kann auch verwendet werden, um eine Fahrzeug-ID, die Geschwindigkeit und/oder die Richtung eines Fahrzeugs oder an telemetrische Daten zu erhalten, die von einer oder mehrerer der Schichten des Verkehrsverwaltungssystems benötigt werden. Alternativ können das PLMN oder ein festes Netz verwendet werden, um eine Information bereitzustellen, die von statischen Sensoren auf der physikalischen Schicht oder der Verkehrssignalisierungsschicht aufgenommen wird, für/von der Verkehrssteuerschicht bereitzustellen.
Somit ist zu verstehen, dass die Kommunikationsschicht CL, obwohl sie zwischen der Verkehrssteuerschicht TCL und der Verkehrssignalisierungsschicht TSL gezeichnet ist, auch Kommunikationen zwischen anderen Schichten bereitstellt, und eine Fachperson wird ein geeignetes mobiles oder festes Netz in Abhängigkeit von dem Typ einer benötigten Kommunikation zwischen den unterschiedlichen Schichten auswählen.
In einem Fall eines mobilen Netzes enthält die Kommunikationsschicht CL das Funkzugriffsnetz RAN und das Kernnetz CN. Der Hauptzweck dieses Kommunikationsnetzes CL besteht darin, die Verwendung von Kommunikation zwischen der Verkehrssteuerschicht TCL und der Verkehrssignalisierungsschicht TSL und der Diensteanwendungsschicht SAL bereitzustellen. Es nimmt Fahrzeuge der Funkressourcenverwaltung und der Mobilitätsverwaltung als mobile Terminals, die möglicherweise in einem der Fahrzeuge C auf der physikalischen Schicht PL angeordnet sind.
Die Verkehrssteuerschicht TCL umfasst ein paketvermitteltes Steuernetz PSCN, in welchem ein Paketverkehr stattfindet. In Abhängigkeit von dem Betriebsmodus des Verkehrsverwaltungssystems der Erfindung kann die Verkehrssteuerschicht TCL einen oder mehrere der folgenden drei Zwecke ausführen.
Zunächst wird, wenn das Verkehrsverwaltungssystem einen einfachen "Überwachungsmodus" durchführt, das paketvermittelte Steuernetz PSCN in der Verkehrssteuerschicht TCL Pakete in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN auf eine derartige Weise erzeugen, löschen und leiten, dass die Pakete tatsächlichen physikalischen Fahrzeugen entsprechen, die in die physikalische Schicht PL eintreten, diese verlassen oder sich in dieser herum bewegen.
Zweitens wird, wenn das Verkehrsverwaltungssystem in einem "Vorwärtskopplungs- oder Rückkopplungs-Steuermodus" arbeitet, das PSCN in der Verkehrssteuerschicht TCL Pakete in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN erzeugen, löschen und leiten, und wird gleichzeitig eine Steuerinformation für die Verkehrssignalisierungsschicht TSL derart bereitstellen, dass die Fahrzeuge auf der physikalischen Schicht PL (über eine Verkehrsleitinformation von Verkehrsleiteinheiten) auf dem Straßennetz RDN der physikalischen Schicht PL geleitet werden, ähnlich wie Pakete innerhalb des paketvermittelten Steuernetzes PSCN geleitet werden.
Drittens kann das Verkehrsverwaltungssystem auch in einem Modus arbeiten, der als ein "Simulationsmodus" bezeichnet werden kann, in welchem der Verkehrsfluss auf der physikalischen Schicht PL für ein Zeitintervall durch ein Erzeugen, Löschen und Leiten von Paketen in der Verkehrssteuerschicht TCL simuliert wird. In einer Ausführungsform nimmt in diesem dritten Betriebsmodus die Verkehrssteuerschicht TCL beispielsweise einen "Schnappschuss" sämtlicher Fahrzeuge auf dem Straßennetz RDN zu einem bestimmten Zeitpunkt auf und führt eine Simulation eines Verkehrsflusses innerhalb eines Zeitintervalls durch, indem Pakete in dem paketvermittelten Netz beginnend von der "Schnappschuss-Konfiguration" der Pakete in der Verkehrssteuerschicht TCL durch. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Simulation durch eine Information beeinflusst werden, die auf statistischen Daten oder einer externen Information, z.B. Bediener-Einstellungen oder einer anderen Information, z.B. ein Widerspiegeln von Änderungen in der Topologie basiert ist. Der dritte Betriebsmodus in der Verkehrssteuerschicht TCL ist insbesondere vorteilhaft, weil er es zulässt, Vorhersagen auszuführen, welche Art einer Verkehrssituation in beispielsweise 10 Minuten, einer Stunde etc. zu erwarten ist, und auf der Grundlage der Evaluation der Paketverkehrsbedingungen, bevor die tatsächliche Verkehrssituation in der physikalischen Schicht PL auftritt, können geeignete Gegenmaßnahmen ausgerichtet werden, um bestimmte "schwierige" Verkehrsbedingungen wie etwa ein Stau, langsamer Verkehr, überlastete Straßen etc. zu vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Ende des Zeitintervalls für eine Simulation durch ein externes Ereignis bestimmt werden, z.B. der Verkehrssteuerschicht TCL als eine Verkehrsinformation TI von der Verkehrssignalisierungsschicht TSL übermittelt oder von der Diensteanwendungsschicht SAL übermittelt.
Überdies kann in einer weiteren Ausführungsform der Simulationsprozess durch Änderungen in der physikalischen Schicht PL, der Verkehrssignalisierungsschicht TSL und/oder jedweder anderen Schicht beeinflusst werden, z.B. eine Protokolländerung für das paketvermittelte Steuernetz PSCN oder einen neuen Server der Diensteanwendungsschicht SAL. Das heißt, dass während dieser Art einer Simulation festgelegt werden kann, wie unterschiedliche Änderungen auf den verschiedenen Schichten den Paketverkehr beeinflussen werden, um herauszufinden, wie der reale Fahrzeugverkehr auf der physikalischen Schicht sich in dem Fall bestimmter Änderungen ändern würde. Auf der Grundlage dieser Feststellung kann ein verbessertes Leiten von Paketen und somit ein Führen der Fahrzeuge durchgeführt werden. Überdies können Modifikationen auf der physikalischen Schicht wie die Einführung von Einbahnstraßen, Umgehungen etc. im Voraus evaluiert werden.
Dadurch kann eine Stadt- und Regionalplanung verbessert werden.
Die Diensteanwendungsschicht SAL (insbesondere eine Dienste/Anwendungsschicht) ist allgemein eine Dienstbereitstellungsschicht. Im Wesentlichen kann die Diensteanwendungsschicht SAL mit sämtlichen anderen Schichten TCL, TSL und PL durch ein Austauschen einer geeigneten Information kommunizieren. Die Dienste können den Fahrzeugen direkt bereitgestellt werden (oder den Personen, die die Fahrzeuge fahren, indirekt) und Dienste können auch komplizierte Verkehrsentscheidungen bereitstellen. Die Verkehrssteuerschicht TCL kann die Diensteanwendungsschicht SAL mit einer Paketverkehrsinformation PTI kontaktieren und beispielsweise eine "komplizierte" Entscheidung von einem Dienst und einer Diensteanwendungsschicht SAL anfordern. Fahrzeugbesitzer/Fahrer können ihre Dienste durch ein Einstellen und Konfigurieren dieser Dienste in der Diensteanwendungsschicht SAL direkt steuern.
Für "komplizierte" Entscheidungen kann eine bestimmte Form einer künstlichen Intelligenz erforderlich sein, z.B. einer historischen Datenbank, einer Analyse von der Firma/dem Land (indem firmen-/landspezifische Leitführungen bereitgestellt werden), eine Anforderung von einem Verarbeitungsserver eines Besuchers (der eine spezifische Leitführung für Fahrzeuge von anderen Ländern bereitstellt, etc. "Kompliziert" bedeutet hier, dass (viele) spezifische Probleme zusätzlich zu dem grundlegenden Handhaben, das von der TCL/PSCN bereitgestellt wird, berücksichtigt werden müssen.
In Abhängigkeit von der von dem Verkehrsverwaltungssystem TMSYS durchzuführenden Verwaltungsfunktion können eine Anzahl unterschiedlicher Verkehrsinformationsfluss- und/oder Steuerinformationsflussbedingungen unterschieden werden, deren Details unten stehend detaillierter erläutert werden. Beispielsweise kann während des "Überwachungsmodus" eine Verkehrsinformation TI für die Verkehrssteuerschicht TCL bereitgestellt werden, in welcher eine Paketsteuereinheit-Steuerinformation PCU-CI Paketsteuereinheiten des paketvermittelten Steuernetzes PSCN bereitgestellt wird, und/oder von welcher eine Verkehrsleiteinheit/Steuerinformation TGU-CI den Verkehrsleiteinheiten der Verkehrssignalisierungsschicht bereitgestellt wird, derart, dass der Paketfluss in dem paketvermittelten Steuernetz gesteuert wird, dem Fahrzeugfluss zu entsprechen. Überdies kann eine Paketverkehrsinformation TI der Diensteanwendungsschicht SAL bereitgestellt werden, die wiederum eine entsprechende Paketsteuereinheit-Steuerinformation der Verkehrssteuerschicht TCL bereitstellen kann.
In dem "Vorwärtskopplungs-Steuerungsmodus" leitet das paketvermittelte Steuernetz PSCN die Pakete und stellt eine Steuerinformation TGU-CI direkt abwärts zu und/oder zunächst aufwärts zu der Diensteanwendungsschicht SAL und dann abwärts zu der Verkehrssignalisierungsschicht TSL bereit, um eine entsprechende Verkehrsleitinformation der physikalischen Schicht PL bereitzustellen. In dem "Rückkopplungssteuermodus" kann zusätzlich zu einem Bereitstellen einer Steuerinformation TGU-CI für die Verkehrssignalisierungsschicht TSL (von der Verkehrssteuerschicht TCL oder der Diensteanwendungsschicht SAL) eine Steuerinformation für die Verkehrssteuerschicht TCL und/oder die Diensteanwendungsschicht SAL bereitgestellt werden. Diese Bedingungen werden unten stehend detaillierter beschrieben werden.
2 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm des Aufbaus der Schichten der in 1 schematisch gezeigten. Das Verkehrsverwaltungssystem TMSYS gemäß der Erfindung umfasst auf der physikalischen Schicht PL ein Straßennetz RDN, auf welchem eine Mehrzahl von Fahrzeugen C1–Cx fahren. Das Straßennetz RDN umfasst eine Mehrzahl von Straßenabschnitten RDS1–RDSm und eine Mehrzahl von Straßenpunkten ICP1–ICPn, die an Straßenabschnitten RDS1–RDSm angeordnet sind. Gemäß einer Ausführungsform sind die Straßenpunkte ICP1–ICPn beispielsweise an Abschnitten des Straßennetzes RDN angeordnet, wo zwei oder mehrere Straßenabschnitte RDSm verbunden sind, oder wo ein Straßenabschnitt startet/endet. In diesem Fall dienen die Straßenpunkte als Verbindungsstraßenpunkte, an welchen Straßenabschnitte verbunden sind. Beispielsweise ist der Verbindungsstraßenpunkt ICP1 ein Straßenpunkt, wo drei Straßenabschnitte RDS2, RDS3, RDS5 verbunden sind, und der Verbindungsstraßenpunkt ICP2 ist ein Straßenpunkt, wo nur zwei Straßenabschnitte RDS5, RDS6 verbunden sind. Beispielsweise kann ICP1 eine Straßenkreuzung sein, und ICP2 kann nur ein Punkt entlang einer Straße sein, wo eine Kurve auftritt.
Überdies können gemäß einer weiteren Ausführungsform die Straßenpunkte auch entlang der Straße angeordnet sein, wie zum Beispiel an den Straßenpunkten ICP1', ICP5' angezeigt. Überdies können gemäß noch einer weiteren Ausführungsform Straßenpunkte auch an dem Ende einer Straße angeordnet sein, wie mit dem Straßenpunkt ICPm an dem Straßenabschnitt RDSm veranschaulicht. Beispielsweise kann der Straßenpunkt ICPm das Ende einer Straße (Sackgasse) sein, oder kann an der Grenze des geographischen Gebiets angeordnet sein, für welches vorgesehen ist, dass das Verkehrsverwaltungssystem TMSYS eine Verkehrsverwaltung durchführt.
Die Verkehrssteuerschicht TCL gemäß der Erfindung umfasst das paketvermittelte Steuernetz PSCN, in welchem der Paketverkehr, der durch eine Mehrzahl von (Fahrzeug-)Pakete CP1–CPx ausgebildet ist, die entlang einer Mehrzahl von Paketleitverbindungen PRL1–PRLm geleitet werden, durch eine Vielzahl von Paketsteuereinheiten PCU1–PCUn gesteuert wird, die an den Paketleitverbindungen PRL1–PRLm angeordnet sind. Wie in 2 angezeigt, ist das paketvermittelte Steuernetz PSCN auf der Verkehrssteuerschicht TCL auf eine derartige Weise konfiguriert, dass die Paketleitverbindungen PRL1–PRLm den Straßenabschnitten RDS1–RDSm entsprechen, die Paketsteuereinheiten PCU1–PCUn den Straßenpunkten ICP1–ICPn entsprechen und jedes Paket CP1–CPx, das entlang einer jeweiligen Paketleitverbindung PRL1–PRLm geleitet wird, zumindest einem Fahrzeug CR1–CRx, das sich auf einem entsprechenden Straßenabschnitt RDS1–RDSm fortbewegt, entspricht oder dieses simuliert.
Jedoch muss nicht notwendiger Weise eine Eins-zu-Eins-Beziehung zwischen einer Paketsteuereinheit PCU und einem Straßenpunkt ICP vorhanden sein. Das heißt, eine Paketsteuereinheit PCU kann mittels der Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation mehrere Verkehrsführungseinheiten steuern, die an dem jeweiligen Straßenpunkt angeordnet sind oder eine Verkehrsführungseinheit kann durch mehrere Paketsteuereinheiten PCUs gesteuert werden, d.h. PCU:ICP <-> n:m. Dies trifft gleichermaßen auf den Überwachungsmodus zu, d.h. eine Verkehrsinformationseinheit kann eine Verkehrsinformation für eine oder mehrere Paketsteuereinheiten bereitstellen, und mehrere Verkehrsinformationseinheiten können eine Verkehrsinformation für eine einzelne Paketsteuereinheit bereitstellen.
Spezifischer sind die Paketsteuereinheiten PCU1–PCUn ausgelegt, die Pakete CP1–CPx auf einer jeweiligen Paketleitverbindung PRL1–PRLm in der Verkehrssteuerschicht TCL zu steuern, einem jeweiligen Fahrzeug C1–Cx auf einem entsprechenden Straßenabschnitt RDS1–RDSm auf der physikalischen Schicht PL zu entsprechen oder dieses zu simulieren.
Somit besteht in einem Verfahren zum Verwalten, in dem Straßennetz RDN, des gebildeten Fahrzeugverkehrs auf der physikalischen Schicht PL durch eine Mehrzahl von Fahrzeugen C1–Cx, die sich entlang einer Mehrzahl von Straßenabschnitten RDS1–RDSM des Straßennetzes RDN und einer Mehrzahl von Straßenpunkten ICP1–ICPn, die an den Straßenabschnitten RDS1–RDSm des Straßennetzes RDN angeordnet sind, fortbewegen, ein erster Schritt in einem Konfigurieren des paketvermittelten Steuernetzes PSCN auf einer Verkehrssteuerschicht TCL, die eine Mehrzahl von Paketleitverbindungen PRL1–PRLm und eine Mehrzahl von Paketsteuereinheiten PCU1–PCUm, die an den Paketleitverbindungen PRL1–PRLm angeordnet sind, einschließt, auf eine derartige Weise, dass Paketleitverbindungen PRL1–PRLm Straßenabschnitten RDS1–RDSm entsprechen und Paketsteuereinheiten PCU1–PCUn Straßenpunkten ICP1–ICPn entsprechen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die paketvermittelte Steuernetzkonfiguration der Straßennetzkonfiguration entspricht.
Indem das paketvermittelte Steuernetz auf die oben beschriebene Weise konfiguriert worden ist, ist ein zweiter Schritt des Verfahrens in Übereinstimmung mit der Erfindung, die Paketsteuereinheiten PCU1–PCUm auf eine derartige Weise zu konfigurieren, dass die Pakete CP1–CPx entlang jeweiliger Paketleitverbindungen PRL1–PRLm derart geleitet werden, dass sie zumindest einem Fahrzeug CR1–CRx entspricht, das sich auf einem entsprechenden Straßenabschnitt RDS1–RDSm fortbewegt, entsprechen oder dieses simulieren.
Zum Durchführen des obigen Verfahrens wird in einer Ausführungsform der Erfindung ein Computerprogrammprodukt, das auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert ist, das eine Codeeinrichtung umfasst, die ausgelegt ist, die oben erwähnten Verfahrensschritte auszuführen, verwendet.
Natürlich werden die Pakete Cx in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN durch die Paketsteuereinheiten PCU (z.B. Paket-Router) schneller geleitet als die tatsächlichen entsprechenden Fahrzeuge auf den entsprechenden Straßenabschnitten fahren können. Jedoch kann gemäß der Erfindung eine Synchronisation eines logischen Pakets mit dem tatsächlichen Fahrzeug durch ein Verzögern eines jeweiligen Pakets in den Paketsteuereinheiten (z.B. in den Routern) durchgeführt werden, bis das entsprechende Fahrzeug den entsprechenden Straßenpunkt erreicht hat. Überdies wird in einer Paketleitverbindung normalerweise die Bandbreite durch die Anzahl von Paketen pro Einheitszeit bestimmt. Deswegen wird die Bandbreite der Paketleitverbindungen in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN durch die Fahrzeugverkehrskapazität eines entsprechenden Straßenabschnitts bestimmt.
Somit ist der Paketverkehrsfluss in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN eine vollständig "paketvermittelte" Widerspiegelung des realen Fahrzeugverkehrsflusses in der physikalischen Schicht PL. Das heißt, dass das Fahren der Fahrzeuge in der physikalischen Schicht PL entlang der Straßen in eine Übertragung oder ein Leiten von Paketen in dem paketvermittelten Steuernetz entlang spezifischer entsprechender Paketleitverbindungen widergespiegelt wird.
Die Übertragung oder das Leiten der Pakete in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN ist nicht nur das bloße Leiten in dem Sinn eines einfachen Leitens des jeweiligen Pakets in einer bestimmten Richtung von einer CPU zu der nächsten CPU, sondern kann auch sogenannte QoS-Anforderungen (Quality of Service) für das Leiten berücksichtigen, d.h. ein Leiten, das auch z.B. einschließt, das die kürzeste (Entfernung, Zeit, Kosten etc.) Route von dem Paket zu nehmen ist. Manche altbekannte Leitmechanismen QoS-Typ (wie etwa DiffServ, RSVP oder MPLS) können in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN eingesetzt werden und werden unten stehend erläutert.
Dies stellt ein effizienteres Verkehrsverwaltungssystem bereit (welche Funktion es auch immer ausführt, wie unten stehend erläutert werden wird), weil das paketvermittelte Steuernetz PSCN auf einer Verkehrssteuerschicht TCL eine deutliche Widerspiegelung dessen ist, was in der physikalischen Welt passiert, und deswegen können sämtliches Überwachen, eine Vorwärtskopplung, eine Rückkopplung und eine Simulation oder eine statistische Verarbeitung bezüglich eines paketvermittelten Netzes und seiner Leitfunktionen durchgeführt werden. Somit können auch Vorhersagen des in der Zukunft zu erwarteten Fahrzeugverkehrs durchgeführt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass dieser Aspekt eines Spiegels der physikalischen Welt auf ein paketvermitteltes Netz auch unabhängig von dem Typ eines Leitprotokolls oder eines Leitverfahrens ist, die in der Verkehrssteuerschicht TCL verwendet werden. Einige Beispiele werden unten stehend erläutert werden.
In der Verkehrssignalisierungsschicht TSL sind, wie in 2 veranschaulicht, eine oder mehrere Verkehrsinformationseinheiten TIU1–TIUy vorhanden, die ausgelegt sind, eine Verkehrsinformation TI1–Tiy über den Verkehr auf der physikalischen Schicht PL aufzunehmen und die Verkehrsinformation TI1–Tiy der Verkehrssteuerschicht TCL und/oder der Diensteanwendungsschicht SAL bereitzustellen. Wie oben stehend erläutert, stellt die Kommunikationsschicht CL die Kommunikation zumindest zwischen der Verkehrssteuerschicht TCL und der Verkehrssignalisierungsschicht TSL derart bereit, dass die aus den Verkehrsinformationseinheiten TIU1–TIUy aufgenommene Verkehrsinformation TI1–TIy der Verkehrssteuerschicht TCL bereitgestellt werden kann.
Die Verkehrsinformation TI, die von den Verkehrsinformationseinheiten aufgenommen wird, kann eine Vielfalt unterschiedlicher Informationen für die Verkehrssteuerschicht TCL oder die Diensteanwendungsschicht SAL sein, um ihre jeweiligen Funktionen auszuführen. In einer Ausführungsform der Verkehrsinformationseinheiten sind die Verkehrsinformationseinheiten an Straßenpunkten angeordnet, z.B. ICP1', ICP5', ICPn', wie in 2 veranschaulicht. Die Verkehrsinformation kann beispielsweise die Anzahl von Fahrzeugen, die einen bestimmten Straßenpunkt passieren, die Identifikation eines bestimmten Fahrzeugs (Fahrzeugidentifikation), die Geschwindigkeit von Fahrzeugen und/oder spezifische Fahrzeuge an einem Straßenabschnitt sein.
Andererseits ist eine Information über den Typ eines Fahrzeugs an dem Straßenabschnitt, das Starten oder Stoppen eines Fahrzeugs etc. oder sogar eine Information über die Straßenabschnitte selbst, beispielsweise ob der Straßenabschnitt eine oder mehr als eine Spur in jeder Richtung aufweist, ob die Straße eine Einbahnstraße oder eine Straße mit Gegenspur ist, den Typ einer Straße (B-Straße, eine Straße mit Mittelstreifen, eine Autobahn etc.) oder ob die Straße eine Steigung, z.B. in Gebirgsgebieten aufweist, typischerweise durch einen Bediener gegeben, kann aber auch durch eine spezifische Verkehrsinformationseinheit gegeben sein. Jedoch können in dem Fall von dynamischen Verkehrszeichen die dynamischen Verkehrszeichen die Information (den "Status") für die TCL/SAL bereitstellen, in dem Fall, dass eine Statusänderung durch ein externes Ereignis (wie etwa einen manuellen Eingriff) ausgelöst werden kann.
Eine Fachperson kann weitere Beispiele der Verkehrsinformation auf der Grundlage der obigen Lehren ableiten, und deswegen ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Verkehrsinformationseinheiten können die Verkehrsinformationseinheiten auch innerhalb der Fahrzeuge C1, C2, Cx angeordnet sein, beispielsweise bezüglich einer Navigationsvorrichtung, die ein GPS (Global Positioning System) verwendet, wobei in diesem Fall die bereitgestellte Verkehrsinformation auch eine Ortsinformation der Fahrzeuge sein kann. Eine typische Verkehrsinformation TI, die von den Verkehrsinformationseinheiten bereitgestellt wird, die innerhalb von Fahrzeugen angeordnet sind, kann beispielsweise ein bestimmter Typ einer Zielinformation sein, die von der Verkehrssteuerschicht benötigt wird.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Verkehrsinformationseinheiten können die Verkehrsinformationseinheiten auch teilweise durch Vorrichtungen, die an und/oder innerhalb des Fahrzeugs angeordnet sind, und/oder Vorrichtungen, die an den Straßenabschnitten angeordnet sind, bereitgestellt werden. Beispielsweise kann, wenn eine Verkehrsinformation einen bestimmten Typ einer Identifikation des Fahrzeugs umfassen soll, eine Identifikationsplakette irgendwo an dem Fahrzeug bereitgestellt sein, beispielsweise an dem Nummernschild, und ein entsprechender Sensor kann ein bestimmtes Fahrzeug identifizieren, wenn er die spezifische Fahrzeugplakette erkennt. Gemäß einer Ausführungsform kann eine derartige Identifikationsplakette nicht passiv sein (beispielsweise kann ein Sensor das Nummernschild abtasten und durch eine Bildverarbeitung die Identifikationsplakette lesen), und gemäß einer weiteren Ausführungsform kann er auch aktiv sein, z.B. er kann seine Identifikation (über Funk oder Infrarot) abstrahlen, wobei in diesem Fall die Vorrichtung der Verkehrsinformationseinheit, die an dem Straßenpunkt angeordnet ist, einen entsprechenden Empfänger enthält. Somit können die Verkehrsinformationseinheiten an den Straßenabschnitten und/oder innerhalb oder in den Fahrzeugen bereitgestellt sein, um eine entsprechende Verkehrsinformation bereitzustellen. Jedoch umfasst die Verkehrsinformation gemäß einer Ausführungsform auch eine Information, wie die gegenwärtige Geschwindigkeit und/oder die Entfernung zu anderen Fahrzeugen etc.
Überdies sei darauf hingewiesen, dass gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Verkehrsinformationseinheiten diese auch zusammen mit Verkehrsführungseinheiten (die unten stehend beschrieben werden) angeordnet sein, oder sie können nur als eine zusätzliche Funktion einer Verkehrsführungseinheit ausgebildet sein.
Wie zuvor erwähnt, umfasst die Verkehrssignalisierungsschicht TSL auch eine oder mehrere Verkehrsführungseinheiten TGU1–TGUy, die ausgelegt sind, den Fahrzeugverkehr auf einer physikalischen Schicht PL durch ein Ausgeben der Verkehrsführungsinformation TGI1–TGIy zu steuern, die abhängig von einer jeweiligen Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation TGU-CI1 bis TGU-Ciy ist. Wie die Verkehrsinformationseinheiten TIU1–TIUy können auch die Verkehrsführungseinheiten TGU1–TGUy an Straßenpunkten ICP1–ICPn oder innerhalb des Fahrzeugs angeordnet sein. Natürlich erkennt die Fachperson, dass in dem einfachsten Fall die Verkehrsführungseinheiten Verkehrszeichen wie Ampeln TGU1, TGU3, TGU4, TGUn, Stoppzeichen TGU2, Geschwindigkeitsbegrenzungen TGU5 etc. sind, wobei die Verkehrsführungsinformation allgemein eine Verkehrsrichtungsinformation (Linksabbiegen, Rechtsabbiegen etc.) und/oder eine Geschwindigkeitseinstellinformation (Stopp, rote Ampel, grüne Ampel, Geschwindigkeitseinstellung) ist. In dem Fall, wo die Verkehrsführungseinheit innerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist, kann sie beispielsweise eine Verkehrsführungsinformation für einen Fahrer auf einem Anzeigeschirm wie etwa beispielsweise in einer herkömmlichen Navigationsvorrichtung bereitstellen. In einem Fall, wo die Verkehrsinformationseinheiten und/oder die Verkehrsführungseinheiten innerhalb eines Fahrzeugs angeordnet sind, kann die Kommunikationsschicht ein Funksystem, beispielsweise ein GPRS-Netz und/oder ein UMTS-Netz umfassen, um die jeweilige Verkehrsinformation oder die Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation zwischen der Verkehrssignalisierungsschicht TSL und der Verkehrssteuerschicht TCL bereitzustellen.
Überdies schließt, wie auch in 2 gezeigt, die Diensteanwendungsschicht SAL zumindest einen Server SERV1, SERV2, ..., SERVs ein, derart, dass an diesem Punkt der grundlegende Aufbau und die einzelnen Teile jeder Schicht beschrieben worden sind. Nachstehend werden die spezifischere Wechselwirkung und Funktion der einzelnen Schichten unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden. Der Informationsfluss zwischen den unterschiedlichen Schichten für das Verkehrsverwaltungssystem, um die jeweiligen Funktionen auszuführen, ist in 3 gezeigt.
Paketverwaltungs- und Überwachungsmodus
Wie oben erwähnt, stellen die Verkehrsinformationseinheiten (möglicherweise zusammen angeordnet oder sogar innerhalb einer Verkehrsführungseinheit angeordnet) eine Verkehrsinformation TI für die Verkehrssteuerschicht TCL (Informationsfluss F1 in 3) bereit. Auf der Grundlage dieser Verkehrsinformation TI sind die Paketsteuereinheiten PCU1–PCUn ausgelegt, Fahrzeugpakete CPU1–CPUx auf den Paketleitverbindungen in Abhängigkeit von der Verkehrsinformation TI zu erzeugen und/oder zu löschen und/oder zu leiten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Verkehrsinformation TI von den Verkehrsinformationseinheiten TIU auch für die Diensteanwendungsschicht SAL bereitgestellt werden, wie beispielsweise bestimmte statistische Daten des auftretenden Fahrzeugverkehrsflusses zu Überwachungs- und Steuerzwecken bereitstellen kann (Informationsfluss F1' in 3). Die Diensteanwendungsschicht SAL kann auch die Verkehrsinformation TI von den Verkehrsinformationseinheiten TIU verwenden, um aus dieser Information einen Paket-Header zu erzeugen, der dann als eine Paketsteuereinheit- Steuerinformation PCU-CI für die Verkehrssteuerschicht TCL bereitgestellt wird (siehe Informationsfluss F6 in 3).
Wenn ein Fahrer sein Fahrzeug startet oder wenn ein neues Fahrzeug an einem der Straßenabschnitte erfasst wird, kann die Verkehrsinformation anzeigen, dass ein weiteres Fahrzeug (oder ein spezifisch identifiziertes Fahrzeug) startet, an dem Fahrzeugverkehr auf der physikalischen Schicht PL teilzunehmen. In diesem Fall erzeugt eine Paketsteuereinheit, die an dem Straßenabschnitt angeordnet ist, wo das neue Fahrzeug erfasst wird, ein neues Paket. Gleichermaßen kann, wenn ein Fahrzeug stoppt oder in einen Unfall verwickelt ist, ein Paket durch eine entsprechende Paketsteuereinheit gelöscht werden. Natürlich werden in einem allgemeinsten Fall zum Überwachen die Pakete an den Paketleitverbindungen in Abhängigkeit von der Verkehrsinformation/oder der Paketsteuereinheit-Steuerinformation geleitet, d.h. auf jeder Paketleitverbindungen, die einem Straßenabschnitt entspricht, entspricht die Anzahl von Fahrzeugen (wie auch ihre Fahrtrichtung) und die Geschwindigkeit (und möglicherweise ihre Identifikation) der Fahrzeuge einer Anzahl von Paketen (in der entsprechenden Paketfortbewegungsrichtung), wobei neu eingestellte Verzögerungszeiten, die der Geschwindigkeit entsprechen, und möglicherweise eine Paketidentifikation aufweisen, einer Fahrzeugidentifikation entsprechen (wie unten stehend erläutert werden wird).
Deswegen wird in dem einfachsten Fall, in welchem eine Verkehrsinformation TI einfach von der Verkehrssignalisierungsschicht TSL für die Verkehrssteuerschicht TCL bereitgestellt wird, ein Fahrzeugverkehr, der in der physikalischen Schicht PL auftritt, auf einen entsprechenden Paketverkehr in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN abgebildet.
In einer Ausführungsform (und auch während der anderen Steuer- und Simulations-Modi, wie unten stehend erläutert werden wird) kann die Diensteanwendungsschicht SAL eine Paketverkehrsinformation PTI von der Verkehrssteuerschicht TCL empfangen (siehe Informationsfluss F2), wobei die Paketverkehrsinformation PTI den Paketverkehr in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN auf der Paketsteuerschicht anzeigt. In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform kann diese Paketverkehrsinformation PTI durch eine Signalisierungsinformation begleitet sein, wie etwa z.B. einen Code, um eine Leitfrage für die Diensteanwendungsschicht SAL anzuzeigen.
In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform kann die Verkehrssignalisierungsschicht TSL eine Verkehrsinformation TI direkt für die Diensteanwendungsschicht SAL bereitstellen, und die Diensteanwendungsschicht wird wiederum – auf der Grundlage dieser Verkehrsinformation und möglicherweise bestimmter weiterer Information von der Verkehrssteuerschicht – bestimmte Paket-Header für ein neues Paket erzeugen und wird diesen Paket-Header der Verkehrssteuerschicht bereitstellen.
Auf der Grundlage der bereitgestellten Paketverkehrsinformation PTI (siehe Informationsfluss F2 in 3) kann der zumindest eine Server SERV eine statistische Information über den Fahrzeugverkehr auf der physikalischen Schicht PL erzeugen. Wie zuvor erwähnt, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Server SERV auch eine Verkehrsinformation TI direkt von der Verkehrssignalisierungsschicht TSL empfangen (siehe Informationsfluss F1') und kann eine statistische Information über den Fahrzeugverkehr auf der Grundlage der Verkehrsinformation TI und/oder der Paketverkehrsinformation PTI bereitstellen. Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform kann die Diensteanwendungsschicht SAL auch eine Fahrzeuginformation für das paketvermittelte Steuernetz PSCN bereitstellen, wie mit dem Fahrzeuginformationsfluss F3 in 3 angezeigt.
Während der "Überwachungsmodus" des Verkehrsverwaltungssystems wie oben stehend beschrieben die einfachste Überwachungsinformation für einen spezifischen Überwachungsfall ist, den das Verkehrsverwaltungssystem TMSYS gemäß einer Ausführungsform durchführt, werden nachstehend die komplizierteren Steuerfunktionen des Verkehrsverwaltungssystems TMSYS beschrieben werden.
Einfache Steuerung (nicht-fahrzeugspezifisch)
Im Gegensatz zu dem Überwachungsmodus, wo im wesentlichen der Paketverkehr an den Fahrzeugverkehr an einem einfachen nicht-fahrzeugspezifischen Steuermodus angepasst wird, wird der Fahrzeugverkehr gemäß dem Paketverkehr geleitet, wie mit dem vorbestimmten Steuerverfahren für ein Paketleiten in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN erhalten. Deswegen empfangen die Verkehrsführungseinheiten TGU1–TGUy der Verkehrssignalisierungsschicht TSL eine Verkehrsführungs-Steuerinformation TGU-CI1 bis TGU-Cyy von der Verkehrssteuerschicht TCL, wie Fahrzeuge gemäß im Leiten des entsprechenden Pakets leitet. Die Verkehrsführungseinheiten TGU1–TGUy geben dann die entsprechende Verkehrsführungsinformation TGI1–TGIy aus, um den Verkehr auf der physikalischen Schicht PL zu steuern, um den Paketverkehr in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN zu entsprechen. Die Paketsteuereinheiten PCU1–PCUn stellen die Verkehrsführungs-Steuerinformation TGU-CI1 bis TGU-CIy für die Verkehrsführungseinheiten TGU1–TGUy in Übereinstimmung mit dem vorbestimmten Paketsteuerverfahren bereit. Diese Steuerung entspricht dem Informationsfluss F4, F5 in 3.
In einer Ausführungsform der Erfindung, wie auch in 3 veranschaulicht, wird die Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation TGU-CI von der Diensteanwendungsschicht SAL für die Verkehrsführungseinheiten TGU1 (Informationsfluss F4'') bereitgestellt, und/oder die Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation TGU-CI wird von der Diensteanwendungsschicht SAL der Verkehrssteuerschicht TCL und dann der Verkehrssignalisierungsschicht TSL bereitgestellt (siehe Informationsfluss F4'). In noch einer weiteren Ausführungsform der einfachen Steuerung stellt die Diensteanwendungsschicht SAL eine Paketsteuereinheit-Steuerinformation PCU-CI für die Verkehrssteuerschicht TCL bereit.
Beispielsweise wird, wenn eine Paketsteuereinheit PCU in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN gemäß dem implementierten Paketsteuerverfahren (z.B. ein Protokoll) entscheidet, dass ein Paket zu der "linken" Paketleitverbindung zu leiten ist, eine entsprechende Steuerinformation zu einer Verkehrsführungseinheit ausgegeben derart, dass eine Verkehrsführungsinformation TGI ausgegeben wird, die eine "Linksabbiegung" an dem nächsten Straßenabschnitt, der auf der linken Seite liegt, anzeigt.
Natürlich wird in der obigen einfachen Steuerung (nicht-fahrzeugspezifisch) eine Annahme gemacht, dass nämlich ein Fahrzeug, dass einem Paket entspricht, das in einer Paketsteuereinheit hängt, die z.B. zu der nächsten linken Paketleitverbindung zu leiten ist, auch im Ansprechen auf die entsprechende Verkehrsführungsinformation in die nächste "linke Straße" fahren wird, anstelle rechts abzubiegen, geradeaus zu fahren oder gar zu stoppen und umzukehren. Bei der einfachen Steuerung wird angenommen, dass Fahrzeuge exakt das tun, was von ihnen im Ansprechen auf die Verkehrsführungseinheit angenommen wird, derart, dass der Paketverkehr an den Fahrzeugverkehr angepasst ist. Jedoch kann das paketvermittelte Steuernetz PSCN neu synchronisiert werden, wenn eine Verkehrsinformation TI von den jeweiligen Verkehrsinformationseinheiten der Verkehrssignalisierungsschicht TSL für die Verkehrssteuerschicht TCL bereitgestellt wird. Wenn in dem einfachsten Fall die Verkehrsinformation TI die Anzahl von Fahrzeugen von den Straßenabschnitten anzeigt und diese Information der Verkehrssteuerschicht TCL bereitgestellt wird, kann zumindest garantiert werden, dass im Großen und Ganzen, auch wenn eine Steuerung von der Verkehrssteuerschicht TCL angefordert wird, die Anzahl von Paketen an den Leitverbindungen der Anzahl von Fahrzeugen an den Straßenabschnitten entspricht. Jedoch ist, obwohl eine bestimmte Art einer "Rückkopplungssteuerung" ausgeführt wird (eine Steuerinformation, die von dem PSCN zu der TSL zugeführt wird, und eine Verkehrsinformation, die von der TSL für die PSN bereitgestellt wird), die Steuerung immer noch relativ "einfach" (und deswegen wird sie als eine "einfache" Steuerung bezeichnet), weil die Steuerung nicht individualisiert ist, d.h. weder das Überwachen noch die Steuerung wird für spezifische oder individuelle Fahrzeuge (und Pakete) durchgeführt.
Überwachen mit Identifikation
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Verkehrssteuerschicht TCL ausgelegt, eine Fahrzeugortsinformation VLI1–VLIx des Orts der Fahrzeuge C1–Cx und einer Fahrzeugidentifikationsinformation VID1–VIDx, die das jeweilige Fahrzeug identifiziert oder eine Information VIDB1–VIDBx auf der Grundlage der Fahrzeugidentifikationsinformation VID1–VIDx, z.B. den Typ eines Fahrzeugs, das gelesen wird, zu empfangen. In diesem Fall kann die Verkehrssteuerschicht TCL Pakete, die eine Paketidentifikationsinformation PID1–PIDx aufweisen, die der Fahrzeugidentifikationsinformation VID1–VIDx oder Information VIDB1–VIDBx auf der Grundlage der Fahrzeugidentifikationsinformation VID1–VIDx entspricht, erzeugen und/oder löschen und/oder leiten.
In einer Ausführungsform des Systems wird die Fahrzeugidentifikationsinformation VID1–VIDx der Information VID1–VIDx auf der Grundlage der Fahrzeugidentifikationsinformation VID1–VIDx von den Verkehrsverwaltungseinheiten TIU1–TIUy der Verkehrssignalisierungsschicht TSL bereitgestellt (siehe Informationsfluss F7 in 3). Eine Identifikationsinformation spezifischer Fahrzeuge kann von den Verkehrsinformationseinheiten auf eine oder mehrere unterschiedliche Arten bereitgestellt werden. Eine Ausführungsform ist das Plaketten-Empfängersystem, das bereits oben stehend erläutert ist, wobei das Fahrzeug mit einer (aktiven oder passiven) Plakette versehen ist, die das Fahrzeug identifiziert, und eine Verkehrsinformationseinheit an Straßenpunkten, die entlang der Straßen angeordnet sind oder an Straßenkreuzungen platziert ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann, insbesondere wenn die Verkehrsinformationseinheit in einem Fahrzeug eingeschlossen ist (beispielsweise als ein Teil eines Navigationssystems), der Fahrzeugort und die Fahrzeugidentifikationsinformation unter Verwendung eines GPS-Systems von dem Navigationssystem bereitgestellt werden. Wie oben stehend erläutert wird, wenn die Verkehrsinformationseinheiten in den Fahrzeugen eingeschlossen sind, dann die Kommunikationsschicht CL ein mobiles Funknetz verwenden, um die Kommunikation zwischen der Verkehrssignalisierungsschicht TSL und der Verkehrssteuerschicht TCL einzurichten. Überdies kann der Fahrer des Fahrzeugs über das Navigationssystem aufgefordert werden, seine Benutzer-ID einzugeben, wenn ein Fahrzeug gestartet wird. In diesem Fall identifiziert die Fahrzeugidentifikationsinformation VID nicht nur das spezifische Fahrzeug, sondern auch einen spezifischen Fahrer. Diese Information kann mit dem IMSI eines Fahrers kombiniert werden, d.h. wenn der Fahrer aufgefordert wird, seine Internationale Mobile Teilnehmeridentität IMSI einzugeben, die in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN entweder nur als eine Identifikation des Fahrers (unter der Annahme, dass der Fahrer immer sein eigenes Fahrzeug fährt) oder zusammen mit einer zusätzlichen Fahrzeugidentifikation (wobei ein Fahrer auch ein unterschiedliches Fahrzeug fahren kann) verwendet werden.
Die Information VIDB, die auf der Fahrzeugidentifikationsinformation basiert ist, kann eine spezifischere Information über das Fahrzeug sein, d.h. die Größe eines Fahrzeugs, der Typ eines Fahrzeugs, das Gewicht eines Fahrzeugs, die erreichbare Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Höhe eines Fahrzeugs etc.
Während in einer Ausführungsform die Fahrzeugidentifikationsinformation VID und die Information VIDB auf der Grundlage der Fahrzeugidentifikationsinformation VID von den Verkehrsinformationseinheiten TIU bereitgestellt wird (Informationsfluss F7 in 3) wird gemäß einer weiteren Ausführungsform die Information VIDI auf der Grundlage der Fahrzeugidentifikationsinformation von der Diensteanwendungsschicht SAL bereitgestellt. Wie mit dem Informationsfluss F7' gemäß dieser Ausführungsform angezeigt, wird die Fahrzeugidentifikationsinformation VID von der Verkehrssignalisierungsschicht TSL aufgenommen, und die Information VIDB, die auf der Fahrzeugidentifikationsinformation basiert ist, wird in der Diensteanwendungsschicht SAL geleitet, die wiederum diese Information, die auf der Fahrzeugidentifikationsinformation basiert ist, der Verkehrssteuerschicht TCL bereitstellt (siehe Informationsfluss F7'' in 3). Wie auch in 3 angezeigt, kann die Diensteanwendungsschicht SAL und/oder die Verkehrssteuerschicht TCL auch gemäß einer weiteren Ausführungsform die Fahrzeugortsinformation VLI empfangen (siehe F7, F7').
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bestimmt die Diensteanwendungsschicht SAL auf der Grundlage der Fahrzeugidentifikationsinformation VID, die beispielsweise von der Verkehrssignalisierungsschicht TSL empfangen wird, eine fahrzeugspezifische Information VSPI der identifizierten Fahrzeuge, wobei die Diensteanwendungsschicht SAL die fahrzeugspezifische Information VSPI der Verkehrssteuerschicht TCL bereitstellt. Diese fahrzeugspezifische Information VSPI kann in eine paketspezifische Information in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN konvertiert werden derart, dass die Paketsteuereinheiten PCU zusammen mit der Fahrzeugortsinformation VLI erfassen können, ob ein spezifisches Paket auf der korrekten Paketleitverbindung ist, die dem Fahrzeug entspricht, für welches die Fahrzeugidentifikation und ein Fahrzeugort bereitgestellt wurde. Die fahrzeugspezifische Information VSPI kann auch in dem PSCN verwendet werden, um eine spezielle Art eines Leitens bereitzustellen. Fahrzeugspezifische Information VSPI kann beispielsweise die Größe eines Fahrzeugs, das Gewicht eines Fahrzeugs, der Typ eines Fahrzeugs etc. sein. Im Gegensatz dazu kann die Information, die auf der Fahrzeugidentifikationsinformation basiert ist, einfach eine Paketidentifikation sein, um eine Information zu der Verkehrssteuerschicht TCL über den Ort eines spezifischen Fahrzeugs und eines Pakets zuzuführen. Beispielsweise kann, wenn die Fahrzeugidentifikationsinformation für die Diensteanwendungsschicht SAL bereitgestellt wird, die Information, die auf der Identifikationsinformation basiert ist, die Ableitung einer Paketidentifikationsinformation PID sein, die der Verkehrssteuerschicht TCL auch zugeführt wird, wie mit dem Informationsfluss F7'' in 3 angezeigt.
Wie bereits oben stehend erläutert, wird, wenn die Verkehrssteuerschicht TCL eine Fahrzeugortsinformation VLI und eine Fahrzeugidentifikationsinformation VID oder eine Information VIDB, die auf der Fahrzeugidentifikationsinformation VID basiert ist, empfängt, die Verkehrssteuerschicht TCL Pakete, die eine Paketidentifikationsinformation PID aufweisen, die der Fahrzeugidentifikationsinformation entspricht, handhaben. Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die Verkehrssteuerschicht TCL die Paketidentifikationsinformation PID der Pakete in jeweiligen Paketsteuereinheiten PCU des paketvermittelten Steuernetzes PSCN der Diensteanwendungsschicht SAL bereit, wie mit dem Informationsfluss F8 in 3 angezeigt.
Wenn die Verkehrssteuerschicht TCL die Fahrzeugidentifikationsinformation VID (siehe z.B. Informationsfluss F7), eine Information VIDB, die auf der Fahrzeugidentifikationsinformation basiert ist, und/oder eine Paketidentifikationsinformation PID (siehe beispielsweise Informationsflüsse F7' und/oder F7'') empfängt, kann somit sichergestellt werden, wie oben stehend erläutert, dass während eines Rückkopplungssteuermodus spezifische individuelle Fahrzeuge individualisierten Paketen (die eine Paketidentifikation wie etwa einen Paket-Header aufweisen, entsprechen werden). Wie oben stehend erläutert, kann der Typ einer Information, die von der Verkehrssteuerschicht TCL benötigt wird, um dieses exakte Verbinden oder Synchronisieren von Fahrzeugen und Paketen auf einer individuellen Grundlage bereitzustellen, auch von der Diensteanwendungsschicht SAL zugeführt werden (siehe Informationsfluss F7'', F8). Die Wirkung dieses individualisierten Rückkopplungssteuermodus besteht darin, dass ein vorbestimmtes Paketsteuerverfahren in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN verwendet werden kann, und dass die Fahrzeuge auf einer individualisierten Grundlage entlang eines Pfads durch das Straßennetz fahren werden, der dem Pfad entspricht, den die Pakete in dem paketvermittelten Straßennetz PSCN nehmen.
Jedoch kann es, während das Paketleitverfahren (das Protokoll) in dem paketvermittelten Straßennetz PSCN ein ziemlich Gutes sein kann, um die Pakete effizient zu leiten (und somit die Fahrzeuge zu führen), auch auf einer individualisierten Grundlage für individuelle Fahrzeuge, noch immer nützlich sein, die Leitfunktion der Paketsteuereinheiten PCU durch eine zusätzliche Paketsteuereinheit-Steuerinformation PCT-CI zu beeinflussen, wie aus der Diensteanwendungsschicht SAL abgeleitet wird. Ein Beispiel ist es, wenn eine Verkehrsinformation TI der Diensteanwendungsschicht SAL bereitgestellt wird und diese Verkehrsinformation TI eine große Anzahl von Fahrzeugen auf einem bestimmten Straßenabschnitt anzeigt, derart, dass ein "intelligenter" Server SERV in der Diensteanwendungsschicht entscheiden kann, dass – trotz sämtlicher intelligenter Leitfunktionen, die von dem paketvermittelten Netz selbst aufgrund seines Leitprotokolls ausgeführt werden – es noch immer nützlich sein kann, das Leiten in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN und somit in dem Straßennetz weiter zu beeinflussen.
Beispielsweise kann die Diensteanwendungsschicht SAL entscheiden – auf der Grundlage einer Verkehrsinformation und/oder einer Paketverkehrsinformation PTI – dass es nützlich wäre, eine "Straße zu sperren", d.h, eine Leitverbindung zu schließen), "einen weiteren Straßenabschnitt zu öffnen" (d.h. eine weitere Leitverbindung zu öffnen), "den Eingang/Ausgang von Verkehr (Fahrzeugen) in/von einer bestimmten Straße oder einem Gebiet zu steuern" (d.h. die Anzahl von Paketen (pro Einheitszeit = die Bandbreite), die in einen bestimmten Abschnitt oder eine Leitverbindung des PSCN-Netzes fließen/aus diesem herauskommen, zu steuern), "die Rot-Phase an einer Verkehrsampel zu verlängern" (d.h. die Verzögerungszeit in der Paketsteuereinheit, die der Verkehrssteuereinheit entspricht, zu erhöhen), "eine Parken-verboten-Beschränkung auf einer bestimmten Straßenspur einzuführen" (d.h. die Bandbreite auf einer bestimmten Leitverbindung zu erhöhen).
Wenn die Diensteanwendungsschicht SAL derartige Entscheidungen ausführt, kann die Diensteanwendungsschicht SAL eine Paketsteuereinheit-Steuerinformation PCU-CI für die Verkehrssteuerschicht TCL bereitstellen, die wiederum eine entsprechende Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation TGU-CI für die entsprechenden Verkehrsführungseinheiten TGU bereitstellt.
Ein weiteres Beispiel ist, wenn die Diensteanwendungsschicht SAL eine Fahrzeugidentifikationsinformation empfängt und eine fahrzeugspezifische Information der identifizierten Fahrzeuge bestimmt. Beispielsweise kann die fahrzeugspezifische Information einen Lastwagen anzeigen, wobei in diesem Fall ein "intelligenter" Server SERV in der Diensteanwendungsschicht SAL es wünschen kann, einen Straßenabschnitt zu sperren, der für einen schweren Lastwagen nicht geeignet ist. Auch wird in diesem Fall die Diensteanwendungsschicht SAL eine Paketsteuereinheit-Steuerinformation PCU-CI für die entsprechenden Paketsteuereinheiten bereitstellen, um ein Leiten des individualisierten Lastwagenfahrzeugs auf einem Straßenabschnitt zu vermeiden, der für den Lastwagen nicht geeignet ist, z.B. der zu schmal ist, der zu niedrige Brücken aufweist oder der das Gewicht des Lastwagens nicht aufnehmen kann.
Somit kann die Paketsteuereinheit-Steuerinformation, die von der Diensteanwendungsschicht SAL bereitgestellt wird, auch eine Konfigurationsinformation zum Konfigurieren oder Rekonfigurieren des paketvermittelten Steuernetzes PSCN enthalten.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Diensteanwendungsschicht SAL von der Verkehrssteuerschicht TCL eine Paketverkehrsinformation PTI empfangen, kann diese Paketverkehrsinformation PTI in Übereinstimmung mit dem vorbestimmten Verarbeitungsprozess verarbeiten und kann eine Paketsteuereinheit-Steuerinformation PCU-CI, die dem Verarbeiten der Paketsteuereinheit PCU entspricht, bereitstellen (siehe Informationsflüsse F2, F6). Das heißt, dass die Diensteanwendungsschicht SAL den Paketverkehr in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN überwachen kann und bestimmen kann, dass zu viele Pakete (d.h. Fahrzeuge) auf spezifischen Leitverbindungen vorhanden sind, oder dass manche Pakete zu langsam sind (die Fahrzeuge eine zu geringe Geschwindigkeit aufweisen), derart, dass ein Bedarf besteht, eine Steuerinformation für die Paketsteuereinheiten PCU bereitzustellen (zusätzlich zu Leitfunktionen, die das paketvermittelte Steuernetz PSCN ohnehin ausführt).
Gemäß einer Ausführungsform kann die Paketsteuereinheit-Steuerinformation PCU-CI eine Header-Information H1–Hx für die Pakete CP1–CPx oder eine Konfigurationsinformation zum Konfigurieren des paketvermittelten Steuernetzes PSCN wie oben stehend erläutert, sein.
Mit den oben beschriebenen Ausführungsformen entsprechen der Paketverkehrsfluss in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN und der Fahrzeugverkehr auf der physikalischen Schicht PL einander auf einer individuellen Grundlage und eine weitere Steuerinformation von der Diensteanwendungsschicht SAL kann für die Paketsteuereinheiten PCU und/oder die Verkehrsführungseinheiten in der Verkehrssignalisierungsschicht TSL bereitgestellt werden. Jedoch berücksichtigen diese Ausführungsformen nicht einen weiteren sehr wichtigen Faktor, der den Fahrzeugverkehr auf der physikalischen Schicht PL in einem großen Ausmaß beeinflusst, nämlich, dass jedes Fahrzeug einen spezifischen Zielort zu erreichen wünscht. Beispielsweise kann am Morgen angenommen werden, dass viele Fahrzeuge, die in den Vorortgebieten gepackt sind, gestartet werden (Pakete werden in der Verkehrssteuerschicht TCL zu erzeugen sein), und sämtliche dieser Fahrzeuge im Prinzip versuchen werden, das Zentrum der nahegelegenen Stadt zu erreichen. Natürlich verursachte dies, da sämtliche Fahrzeuge im Wesentlichen das gleiche "globale" Ziel haben, dies schwierige Verkehrsbedingungen am Morgen und ein spezifisches Leiten zu Zielen muss bereitgestellt werden, um derartige Typen von Verkehrsstaus aufzulösen.
Fahrzeugführung zu Ziel
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung empfängt die Verkehrssteuerschicht TCL eine Fahrzeugzielinformation VDI1–VDIx, die zumindest ein gewünschtes Fahrzeugziel VD1–VDx anzeigt. Die Verkehrssteuerschicht TCL, präziser das paketvermittelte Steuernetz PSCN wird dann gemäß einem Paketsteuerverfahren Pakete durch das paketvermittelte Steuernetz PSCN zu einem Paketziel leiten, das dem Fahrzeugziel entspricht. Während ein Leiten des Pakets zu dem Paketziel wird die Paketsteuereinheit PCU eine entsprechende Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation TGU-CI zu den jeweiligen Verkehrsführungseinheiten TGU auf der Verkehrssignalisierungsschicht TSL ausgeben. Somit werden die Fahrzeuge zu ihrem gewünschten Fahrzeugziel geleitet.
Natürlich muss das Leiten eines Fahrzeugs zu einem gewünschten Fahrzeugziel (das dem Leiten eines entsprechenden Pakets zu einem Paketziel entspricht) auf einer fahrzeugspezifischen Steuerung ausgeführt werden. Das heißt, zusammen mit Fahrzeugzielinformation muss die Verkehrssteuerschicht TCL auch eine Fahrzeugidentifikationsinformation VID oder eine Information, die auf dieser Fahrzeugidentifikationsinformation basiert ist, empfangen derart, dass das paketvermittelte Steuernetz PSCN die geeigneten Leit-Header und Paketidentifikationen, die den Fahrzeugidentifikationen entsprechen, in die Pakete einfügen kann, die zu den Paketzielen geleitet werden müssen.
Wie in 3 mit dem Informationsfluss F9 gezeigt, kann in einer Ausführungsform die Fahrzeugzielinformation direkt von der Verkehrssignalisierungsschicht TSL beispielsweise von einem Navigationssystem innerhalb eines Fahrzeugs bereitgestellt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine derartige Fahrzeugzielinformation für die Verkehrssignalisierungsschicht TSL von einem mobilen Benutzergerät (Telefon, Palmtop, Laptop etc.), das in dem Fahrzeug angeordnet ist, das zu dem gewünschten Fahrzeugziel geführt werden muss, bereitgestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Fahrzeugzielinformation VDI der Diensteanwendungsschicht SAL bereitgestellt, wobei die Diensteanwendungsschicht SAL die Fahrzeugzielinformation (die zumindest ein gewünschtes Fahrzeugziel anzeigt) empfängt und zu der Verkehrssteuerschicht TCL die Fahrzeugzielinformation VDI schickt oder diese Fahrzeugzielinformation VDI verarbeitet und eine entsprechende Paketzielinformation PDI zu der Verkehrssteuerschicht TCL schickt. Das heißt, dass in dieser Ausführungsform die Diensteanwendungsschicht SAL das Fahrzeugziel erkennt und eine entsprechende Paketzielinformation PDI bestimmt und der Verkehrssteuerschicht TCL die Paketzielinformation bereitstellt, wie mit den Informationsflüssen F9', F9'' in 3 gezeigt.
Gemäß in einer weiteren Ausführungsform kann die Diensteanwendungsschicht SAL – anstelle oder zusätzlich zu der Fahrzeugzielinformation – anzeigen anderer Präferenzen, die als zusätzliche Leitkriterien in der Verkehrssteuerschicht TCL zu berücksichtigen sind, z.B. eine Präferenz für ein Leiten gemäß minimaler Kosten, minimaler Verzögerung, kürzester Entfernung etc. empfangen. Auch in diesem Fall kann die Diensteanwendungsschicht SAL eine gewisse geeignete Paketsteuerinformation und/oder eine Paketidentifikationsinformation für die Verkehrssteuerschicht TCL bereitstellen, die wiederum eine gewisse geeignete Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation für die Verkehrssignalisierungsschicht bereitstellen kann.
Nach einem Empfangen der Verkehrszielinformation (direkt von der Verkehrssignalisierungsschicht) oder direkt einer Paketzielinformation PDI von der Diensteanwendungsschicht SAL fügt die Verkehrssteuerschicht oder die Diensteanwendungsschicht SAL die Paketzielinformation, die der Fahrzeugzielinformation entspricht, in ein Paket ein, das beispielsweise dem Fahrzeug entspricht, das zu dem Fahrzeugziel zu fahren wünscht. Das paketvermittelte Steuernetz PSCN leitet dann das Paket in dem paketvermittelten Steuernetz zu dem Paketziel, das durch die Paketzielinformation angezeigt wird und gibt, wie oben stehend erläutert, eine entsprechende Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation zu zumindest einer Verkehrsführungseinheit aus.
Beispielsweise empfängt, wenn mehrere Fahrzeuge eine Fahrzeugzielinformation von Zielen bereitstellen, zu welchen sie geführt werden wollen, ein entsprechendes Paket in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN eine entsprechende Paketzielinformation und – gemäß dem implementierten Leitprotokoll – werden die Pakete zu ihrem Paketziel in dem paketvermittelten Netz geleitet werden. In diesem Fall ist keine zusätzliche Steuerinformation vorhanden, die der Verkehrssteuerschicht bereitgestellt wird, derart, dass die Verkehrssteuerschicht TCL selbst das Leiten der Pakete und über die Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation auch die Führung der Fahrzeuge bereitstellen wird.
Jedoch kann, wenn die Fahrzeugzielinformation der Diensteanwendungsschicht bereitgestellt wird, die Diensteanwendungsschicht SAL auch diese Fahrzeugzielinformation möglicherweise zusammen mit der Fahrzeugortsinformation und der Fahrzeugidentifikationsinformation verarbeiten, um eine zusätzliche Paketsteuereinheit-Steuerinformation PCU-CI für das paketvermittelte Steuernetz PSCN bereitzustellen derart, dass spezifische Fahrzeuge (Pakete) entlang spezifischer Straßen geführt werden. Beispielsweise kann es Sinn machen, wenn die Diensteanwendungsschicht auf der Grundlage einer bestimmten fahrzeugspezifischen Information erkennt, dass das Fahrzeug, das zu einem Ziel geführt zu werden wünscht, ein großer Lastwagen ist, derart, dass es mehr Sinn macht, diesen Lastwagen zusammen mit anderen Lastwagen auf der gleichen Straße zu gruppieren. Während das paketvermittelte Steuernetz PSCN in einem derartigen Fall nur das "allgemeine" Paket zu einem gewünschten Ziel leiten wird, kann die zusätzliche Bereitstellung einer Paketsteuereinheit-Steuerinformation PCU-CI zusätzlich einen Einfluss auf spezifische Paketsteuereinheiten aufweisen, um so nicht nur die Pakete in Übereinstimmung mit dem implementierten Paketsteuerverfahren zu leiten, sondern auch abhängig von der zusätzlichen Steuerinformation. Jedoch müssen natürlich andere Leitziele erreicht werden, beispielsweise ein Leiten auf der Grundlage einer Minimalverzögerung, minimaler Kosten, maximaler Bandbreite etc. derart, dass das "schnellste" Leiten nur eine von vielen Möglichkeiten ist.
Die bevorzugteste Ausführungsform eines Führens von Fahrzeugen zu einem gewünschten Zielort ist natürlich, wenn die Verkehrsführungseinheit innerhalb eines Fahrzeugs implementiert ist, wobei in diesem Fall die Verkehrsführungsinformation direkt für einen Fahrer des spezifischen Fahrzeugs auf einem Anzeigeschirm des Navigationssystems angezeigt werden kann. Jedoch ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform auch möglich, dass Verkehrsführungseinheiten wie etwa Verkehrszeichen eine spezifische Führungsinformation für spezifische identifizierte Fahrzeuge bereitstellen, beispielsweise "die nächsten fünf Fahrzeuge sollten links abbiegen". Dies ist möglich, weil das Leiten von Paketen in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN mit dem Fahrzeugfluss auf der physikalischen Schicht PL synchronisiert ist. Offensichtlich besteht der Vorteil gegenüber bereits bekannten Navigationssystemen darin, dass die Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation TGU-CI, die für die Verkehrsführungseinheiten bereitgestellt wird, eine ist, die basiert (abgeleitet) ist, während das Leiten anderer Pakete (Fahrzeuge) zu anderen Paketzielen oder Fahrzeugzielen auf einer globaleren Grundlage, nicht individuell und unabhängig von anderen Fahrzeugen berücksichtigt wird.
Somit stellen auch die Ausführungsformen, die eine Fahrzeugzielinformation in der Verkehrssteuerschicht TCL verwenden, ein effizienteres Verkehrsverwaltungssystem in Übereinstimmung mit der Erfindung bereit.
In diesem Punkt kann das Verkehrsverwaltungssystem TMSYS zum Überwachen, zur Vorwärtskopplungs-Steuerung, Rückkopplungssteuerung und für spezifische Steuerungen verwendet werden, die die individuellen Fahrzeuge und/oder die Fahrzeugziele berücksichtigen. Somit kann in Übereinstimmung mit den gewünschten Fahrzeugzielen ein Leiten der Pakete und ein Führen der Fahrzeuge zu den jeweiligen Zielen in Übereinstimmung mit dem implementierten Leitprotokoll bereitgestellt werden. Wenn das Leitprotokoll ein "intelligentes" ist, werden RIP, OSPF, BGP oder andere, werden normalerweise Verkehrsbedingungen mit weniger Staus resultieren, da auch in dem paketvermittelten Steuernetz das jeweilige Paket-Leitprotokoll versucht, Pakete im Allgemeinen von einem Startort zu einem Zielort so schnell wie möglich und mit so wenig Stau wie möglich zu leiten. Wie oben stehend erläutert, kann das Leiten effizienter und optimal durchgeführt werden, jedoch ist das Leiten zu dem gewünschten Ziel nicht notwendiger Weise so schnell wie möglich, da andere Leitkriterien für ein Leiten zu dem Ziel verwendet werden können.
Somit können sämtliche der üblichen Vorteile eines paketvermittelten Steuernetzes PSCN in Übereinstimmung mit dem eingesetzten Protokoll zum Leiten der Pakete und folglich Führen der Fahrzeuge verwendet werden. Derartige Merkmale paketvermittelter Netze sind beispielsweise ein Ende-Ende-Datentransport, ein Adressieren, eine Fragmentierung und Wiederzusammensetzung, ein Leiten, eine Stausteuerung, eine verbesserte Sicherheitshandhabung, eine Flussmarkierungsleitung und ein verbesserter Typ eines Dienstes auf der Grundlage eines Leitens, unbegrenzte Menge von IP-Adressen, Any-casting, ein striktes Leiten und ein loses Leiten.
Andere Funktionen von Paketleitprotokollen wie ein Leiten gemäß RIP, OSPF, BGP, um die kürzeste Route (dynamisch, nahezu Echtzeit) auf der Grundlage mehrerer Metrik-Gebühren- und Abrechnungsmechanismen, Token-Paketalgorithmen, um den Verkehr zu glätten, Stauverwaltungs- und Stauverhinderungsmechanismen, Netzverwaltungssysteme (wie etwa SNMP), Sicherheitsmechanismen, QoS-Mechanismen und Multicast-Gruppenregistrierungen gemäß z.B. dem Internetgruppen-Verwaltungsprotokoll (IGMP) können verwendet werden.
Das Leiten, das in dem paketvermittelten Netz durchgeführt wird, kann auch auf ein oder mehrere Merkmale von dem Internetsteuer-Nachrichtenprotokoll (ICMP), dem Öffne-Kürzesten-Pfad-Zuerst (OSPF, Open Shortest Path First), dem gewichteten fairen Anreihen (WFQ, Weighted Fair Queuing), einem virtuellen privaten Netz (VPN, Virtual Private Network), differenzierten Diensten (DIFFSERV, Differentiated Services), dem Ressourcenreservierungsprotokoll (RSVP, Resurce reSerVation Protocol) oder dem Multiprotokoll-Markierungsschalten (MPLS, Multiprotocol Label Switching) basiert sein oder diese verwenden.
Differenzierte Dienste DIFFSERV-Verbesserungen für das IP-Protokoll beabsichtigen, skalierbare Diensteunterscheidung in dem Internet ohne dem Bedarf eines Per-Fluss-Zustands und ein Signalisieren jeder Etappe zu ermöglichen. Eine Vielfalt von Diensten kann aus einem kleinen wohldefinierten Satz von Aufbaublöcken gestellt werden, die in Netzknoten entwickelt werden. Die Dienste können entweder Ende-zu-Ende oder intradomän sein; sie schließen sowohl jene ein, die quantitative Anforderungen erfüllen können (z.B. Spitzenbandbreite) als auch jene, die auf der Grundlage eines relativen Betriebsverhaltens basiert sind (z.B. "Klassen"-Differentiation). Dienste können aufgebaut sein durch eine Kombination von: RSVP ist ein Kommunikationsprotokoll, das einem Router signalisiert, eine Bandbreite für eine Echtzeitübertragung zu reservieren. RSVP ist ausgelegt, einen Pfad für Audio- und Videoverkehr freizumachen, indem lästige Sprünge und Verzögerungen eliminiert werden. Er ist von der IETF sanktioniert worden, weil erwartet wird, dass Audio- und Videoverkehr auf dem Internet dramatisch zunimmt.
MPLS ist eine Technologie für Backbone-Netze und kann für IP wie auch für andere Netzschichtprotokolle verwendet werden. Es kann in Firmennetzen wie auch in öffentlichen Basisnetzen eingesetzt werden, die von Internet-Diensteprovidern (ISP) oder Telekom-Netzbetreibern betrieben werden.
MPLS vereinfacht die Versendungsfunktion in Kern-Routern durch ein Einführen eines verbindungsorientierten Mechanismus innerhalb der verbindungslosen IP-Netze. In einem MPLS-Netz wird ein Markierungs-vermittelter Pfad für jede Route oder ein Pfad durch das Netz eingerichtet, und das Vermitteln von Paketen ist auf diesen Markierungen basiert (anstelle der vollständigen IP-Adresse in dem IP-Header).
Wenn ein QoS (Quality of Service)-Leiten gewünscht wird, d.h. wenn z.B. ein Leiten gemäß der kürzesten Entfernung und/oder der kürzesten Zeit und/oder der geringsten Kosten etc. durchzuführen ist, kann das DIFFSERV, das RSVP oder das MPLS bevorzugt sein. DIFFSERV weist unterschiedliche QoS-Klassen auf, aber es ist keine effektive Garantie vorhanden, dass der erforderliche QoS erfüllt werden. Mit dem RSVP kann die QoS garantiert werden, und es könnte z.B. verwendet werden, sicherzustellen, dass bestimmte Fahrzeuge die höchste Priorität in dem Fall einer Notfallsituation (Polizei etc.) erhalten. Überdies kann das paketvermittelte Steuernetz in unterschiedliche Domäne verteilt werden, wo möglicherweise unterschiedliche Leitmerkmale in Übereinstimmung mit den Bedürfnissen in dieser bestimmten Domäne verwendet werden.
Beispielsweise kann, wenn die Diensteanwendungsschicht SAL eine Paketidentifikationsinformation PID spezifischer Pakete in der Verkehrssteuerschicht TCL empfängt, ein Server SERV der Diensteanwendungsschicht SAL Daten aufnehmen, entlang derer Leitverbindungen (Straßenabschnitten) die Pakete (Fahrzeuge) geleitet (geführt) werden und kann, wenn eine zusätzliche Fahrzeugidentifikationsinformation bereitgestellt wird, ein individuelles Gebühren für das Fahrzeug für eine Verwendung bestimmter Straßenabschnitten durchführen. Gleichermaßen kann, wenn eine Verkehrsinformation TI für die Diensteanwendungsschicht SAL bereitgestellt wird, die Diensteanwendungsschicht SAL wiederum eine Paketsteuereinheit-Steuerinformation PCU-CI für die Verkehrssteuerschicht TCL bereitstellen, um Leitverbindungen, den Einbahnstraßen oder bidirektionalen Transport auf einer Leitverbindung (der einem bidirektionalem oder Einbahnstraßen-Verkehr in der physikalischen Schicht PL entspricht) öffnen/schließen oder kann andere Konfigurationen in der Verkehrssteuerschicht durchführen, wie etwa ein Hinzufügen von Leitverbindungen und Paketsteuereinheiten (neue Straßenabschnitte und Straßenpunkte) etc. Deswegen ist der Informationsfluss, der in 3 gezeigt und hier beschrieben ist, äußerst flexible und lässt es in Übereinstimmung mit dem verwendeten Leitprotokoll zu, den Informationsfluss auf der physikalischen Schicht PL auf eine optimale Weise zu steuern.
Vorhersageschemata
Ein besonders vorteilhafter Gebrauch des paketvermittelten Steuernetzes PSCN besteht darin, dass es den Fahrzeugverkehr auf der physikalischen Schicht PL durch ein Leiten von Paketen in dem paketvermittelten Steuernetz simulieren kann, bevor der tatsächliche physikalische Fahrzeugverkehr auf der physikalischen Schicht PL stattfindet. Das heißt, dass unter einer spezifischen Startbedingung, beispielsweise der gegenwärtigen Verteilung von Fahrzeugen in dem Straßennetz, die Verkehrssteuerschicht TCL möglicherweise über die erste Anwendungsschicht die entsprechende Verteilung von Paketen in dem paketvermittelten Steuernetz einstellen und dann eine Simulation für ein vorbestimmtes Zeitintervall ΔT unter Verwendung eines vorbestimmten Paketsteuerverfahrens starten kann. Wie oben stehend erläutert, kann das Ende des vorbestimmten Zeitintervalls durch ein anderes Ereignis, etwa beispielsweise einen Bediener-Trigger bestimmt werden. Die Simulation wird auf der Grundlage der Fahrzeugzielinformation VDI ausgeführt werden (aber auch eine andere Information kann berücksichtigt werden, z.B. der Typ des Fahrzeugs, der Fahrzeugursprung, etc.). In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform kann die Fahrzeugzielinformation auch von der Diensteanwendungsschicht SAL bereitgestellt werden, möglicherweise hinsichtlich einer Paketzielinformation.
Die Diensteanwendungsschicht SAL empfängt während der Simulation eine Paketverkehrsinformation PTI über den Paketverkehr auf den Paketleitverbindungen PRL1–PRLm und bestimmt das Auftreten von Paketverkehrsbedingungen PTC. Beispielsweise kann eine vorbestimmte Paketverkehrsbedingung die Akkumulation vieler Pakete auf einer bestimmten Paketleitverbindung sein derart, dass auf dieser Paketleitverbindung die Verzögerungszeit erhöht werden kann, was auf der physikalischen Schicht PL einen verlangsamten realen Fahrzeugverkehr bedeuten würde. Jedoch kann die vorbestimmte Verkehrsbedingung auch z.B. sein, dass "5 Pakete eines spezifischen Typs eines Fahrzeugs einen bestimmten Straßenpunkt innerhalb einer bestimmten Zeit passieren".
Da die Simulation äußerst schnell ist, kann die Diensteanwendungsschicht SAL durch ein Überwachen der Simulation derartige "schlechte" Verkehrsbedingungen bestimmen und kann bereits über geeignete Gegenmaßnahmen nachdenken. Derartige Gegenmaßnahmen werden eine zusätzliche Paketsteuereinheit-Steuerinformation PCU-CI für die Verkehrssteuerschicht TCL bereitgestellt werden. Deswegen kann das Leiten, das mit dem Leitprotokoll implementiert ist, zusätzlich durch die Paketsteuereinheit-Steuerinformation PCU-CI beeinflusst werden, um bestimmte Verkehrsbedingungen zu vermeiden, die unerwünscht sein können, oder um sicherzustellen, dass bestimmte Verkehrsbedingungen erreicht werden. Wenn der tatsächliche Verkehr auf der physikalischen Schicht PL dann auftritt, gesteuert durch die Verkehrsführungsinformation, die von den Verkehrsführungseinheiten in Übereinstimmung mit der Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation ausgegeben wird, wird die Verkehrssteuerschicht TCL eine zusätzliche Verkehrsführungseinheit-Steuerinformation ausgeben, die der Paketsteuereinheit-Steuerinformation entspricht, wie sie von der Diensteanwendungsschicht SAL bestimmt ist, um die vorbestimmte Verkehrsbedingung zu vermeiden. Somit kann man mit der Simulation in die Zukunft sehen und geeignete Gegenmaßnahmen ergreifen derart, dass schwierige Verkehrsbedingungen nicht auftreten können. Andererseits wird eine Simulation auch verwendet, um bestimmte Szenarien auszuprobieren, um herauszufinden, ob diese gewünschte Ergebnisse erreichen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Simulation besteht darin, dass die Simulation nicht "lose" gelassen werden kann, d.h. das Paketleiten wird von einem Anfangszustand gestartet und die Pakete werden autonom in Übereinstimmung mit dem Leitprotokoll geleitet werden. In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform des Simulationsaspekts ist es auch möglich, bestimmte Variationen einzuschließen, die erwartet werden können, um gelegentlich stattzufinden, d.h. das Auftreten eines Verkehrsunfalls auf einer Straße (vollständiger oder teilweiser Zusammenbruch einer Leiterverbindung oder zumindest eine wesentliche Reduktion der Bandbreite), einer gesperrten Straße (vollständiger Zusammenbruch der Leitverbindung) etc. Das heißt, wenn ein Leitprotokoll verwendet wird und die Simulation gestartet wird, dass die Diensteanwendungsschicht auch während der Simulation eine weitere Paketsteuereinheit-Steuerinformation für die Paketsteuereinheit bereitstellen kann, um das Leiten während der Simulation auf eine bestimmte Weise zu beeinflussen. Wenn die Simulation dann mehrere Male mit möglicherweise unterschiedlichen Mechanismen durchgeführt wird, z.B. mit einem unterschiedlichen Leiten und unterschiedlichen Variationen von den unterschiedlichen Schichten, kann die beste Leittechnik durch ein Überwachen des jeweiligen Paketverkehrs in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN während der Simulation bestimmt werden. Die Gegenmaßnahmen werden in der Diensteanwendungsschicht bestimmt, und das Paketleitnetz wird auf den Anfangszustand zurückgesetzt, d.h. mit der Verteilung der Fahrzeuge in der physikalischen Schicht PL synchronisiert. Da die Simulation auf einem Computer äußerst schnell ist, wird sich der Fahrzeugverkehr in der Zwischenzeit nicht wesentlich geändert haben. Auch wenn er sich wesentlich geändert hat, kann natürlich eine erneute Synchronisation durch ein Bereitstellen einer Fahrzeugidentifikationsinformation, einer Fahrzeugortsinformation und/oder einer Verkehrsinformation für die Verkehrssteuerschicht TCL und/oder die Diensteanwendungsschicht SAL ausgeführt werden. Überdies kann eine Simulation durch ein paralleles Netz durchgeführt werden.
BANDBREITEN-VERMITTLER
In dem paketvermittelten Steuernetz PSCN kann eine Situation auftreten, wo beispielsweise in einer bestimmten Domäne des paketvermittelten Steuernetzes PSCN (das eine bestimmte Anzahl von Paketsteuereinheiten umfasst, die über Paketleitverbindungen verbunden sind) eine hohe Anzahl von Paketen entlang der jeweiligen Paketleitverbindungen geleitet werden muss, d.h. wo die Ressourcen des paketvermittelten Steuernetzes PSCN in dieser Domäne ziemlich beansprucht werden. Wenn breitere Pakete in diese erste Domäne von einer benachbarten zweiten Domäne einzutreten wünschen, können die Ressourcen der ersten Domäne nicht in der Lage sein, mit weiteren Paketen zurechtzukommen oder können nicht in der Lage sein, mit mehr Paketen effizient zurechtzukommen derart, dass tatsächlich das Eintreten von Paketen von der zweiten Domäne zurückgewiesen werden sollte.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das paketvermittelte Steuernetz deswegen in Domänen unterteilt, und innerhalb jeder Domäne ist zumindest ein Bandbreiten-Vermittler (nachstehend als die Ressourcenverwaltungseinheit bezeichnet) bereitgestellt.
Die Ressourcenverwaltungseinheit verfolgt die Verwendung der Ressourcen innerhalb der Domäne und führt z.B. Zulassungssteuerentscheidungen für Pakete aus, die in diese Domäne einzudringen wünschen. Beispielsweise kann jede Steuereinheit eine Information über die gegenwärtig gehandhabte Anzahl von Paketen und die gegenwärtig verfügbare Bandbreite (mögliche Pakete pro Einheitszeit) auf den Paketleitverbindungen zu der Ressourcenverwaltungseinheit bereitstellen. Somit kann die Ressourcenverwaltungseinheit eine regionale Steuerung von Ressourcen in dem paketvermittelten Steuernetz PSCN durchführen (und somit gleichermaßen in dem Straßennetz).
Jedoch kann die Ressourcenverwaltungseinheit nicht nur zum Bereitstellen einer Reservierung von Ressourcen für ein eintretendes Paket in jede Domäne verwendet werden, sondern kann auch verwendet werden, wenn eine Paketsteuereinheit innerhalb der Domäne ein neues Paket zu erzeugten wünscht. Deswegen können Paketsteuereinheiten in der gleichen Domäne eine Ressourcenreservierungsanfrage mit der Ressourcenverwaltungseinheit ausführen und werden eine Ressourcenreservierungsbestätigung von der Ressourcenverwaltungseinheit empfangen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können zwei Ressourcenverwaltungseinheiten der zweiten Domäne, von welcher ein Paket auszutreten wünscht, und der ersten Domäne, in welche das Paket einzutreten wünscht, auch kommunizieren, um den Gebrauch und die Reservierung von Ressourcen zu verhandeln. Beispielsweise kann eine Ressourcenverwaltungseinheit einer zweiten Domäne einer Ressourcenverwaltungseinheit einer ersten Domäne anzeigen, dass sei beabsichtigt, fünf Pakete in die erste Domäne zu übertragen. Die Ressourcenverwaltungseinheit der ersten Domäne wird die Verwendung der Ressourcen in der ersten Domäne überprüfen und kann der Ressourcenverwaltungseinheit der zweiten Domäne eine Bestätigung anzeigen, dass der Eintritt von fünf Paketen zugelassen wird, und kann möglicherweise zusammen mit dieser Anzeige auch eine Anzeige übertragen, welche Paketsteuereinheit in der ersten Domäne Pakete empfangen kann. Alternativ ist es natürlich möglich, dass eine Paketsteuereinheit der zweiten Domäne direkt eine Zulassungsanforderung an die Ressourcenverwaltungseinheit der ersten Domäne ausführt.
Somit lässt es das Konzept der Ressourcenverwaltungseinheiten zu, dass getrennt verwaltete Regionaldomänen ihre Netzressourcen unabhängig verwalten, während sie ferner mit anderen Domänen kooperieren, um eine dynamisch zugeordnete Ende-zu-Ende-Qualität eines Dienstes QoS bereitzustellen. Da der Fahrzeugverkehr in dem Verkehrsnetz eine Widerspiegelung des Paketverkehrs in dem paketvermittelten Steuernetz ist, ist ein Beispiel, das den Verkehr in dem Straßennetz betrifft, veranschaulichend, um die Funktion der Ressourcenverwaltungseinheit aufzuzeigen. Ein Beispiel wird angenommen, wo ein Stadtzentrum eine erste Domäne ist und bestimmte Dörfer außerhalb des Stadtzentrums andere zweite Domänen sind, die benachbart zu der ersten Domäne sind. Am Morgen und am Abend kann ein starker Pendlerverkehr zu einer erheblichen Verwendung von Ressourcen in der ersten Domäne führen, und die Ressourcenverwaltungseinheit in dem paketvermittelten Steuernetz für diese erste Domäne wird eine entsprechende Netzverwaltungs-Gebrauchsinformation von den jeweiligen Paketsteuereinheiten empfangen.
Wenn ein Paket von einer zweiten Domäne (Dorf) eine Anfrage ausführt, in die erste Domäne (Stadtzentrum) einzutreten, kann die Ressourcenverwaltungseinheit eine derartige Zulassungsanforderung aufgrund eines Mangels an Ressourcen (z.B. aufgrund von Verkehrsstaus etc.) zurückweisen derart, dass die Anfragen der Paketsteuereinheit oder die anfragende Ressourcenverwaltungseinheit mit anderen Ressourcenverwaltungseinheiten anderer zweiter Domänen (Dörfer) betreffend einer alternativen Route durch andere zweite Domänen (Dörfer) in das Stadtzentrum (erste Domäne) verhandeln müssen.
Wie aus dem obigen Beispiel verstanden werden wird, stellt die Unterteilung des gesamten paketvermittelten Steuernetzes PSCN in eine Anzahl von Domänen mit jeweiligen Ressourcenverwaltungseinheiten den Hauptvorteil bereit, dass Ressourcen in dem paketvermittelten Steuernetz regional anstelle global für das gesamte Netz gehandhabt werden. Durch ein regionales statt eines globalen Handhabens der Ressourcen können die Ressourcenverwaltungseinheiten Zulassungssteueranfragen regional handhaben und können die Paketsteuereinheiten in den Paketen, die das Netz steuern, regional konfigurieren. Zusammen mit der Zulassungsanfrage kann die Ressourcenverwaltungseinheit auch eine Anzeige der erforderlichen Qualität eines Dienstes empfangen, die das Paket garantiert haben möchte, wenn es in die jeweilige Domäne geleitet wird. Die Ressourcenverwaltungseinheit kann die Ressourcen in der Domäne überprüfen und wird das Paket nur zulassen, wenn die angeforderte Qualität eines Dienstes (z.B. die geringste Zeit etc.) bereitgestellt werden kann.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben stehend erläutert, lässt die Idee eines Abbildens des Fahrzeugverkehrs auf ein paketvermitteltes Steuernetz, d.h. indem jedes Fahrzeug auf einer physikalischen Schicht als ein Paket in einem paketvermittelten Steuernetz betrachtet wird, eine optimale Verkehrsverwaltung zu, d.h. ein Überwachen wie auch eine Steuerung. Dieses grundlegende Prinzip der Erfindung ist unabhängig von dem verwendeten Leitprotokoll und dem paketvermittelten Steuernetz. Deswegen ist die Erfindung nicht als beschränkt auf irgendeine bestimmte Art eines paketvermittelten Leitnetzes anzusehen. Beispiele der bevorzugten Leitprotokolle sind RIP, OSPF, BGP.
Überdies ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und Erklärungen in der Beschreibung beschränkt. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung können aus Merkmalen und/oder Schritten abgeleitet werden, die getrennt in den Ansprüchen und der Beschreibung beschrieben worden sind.
Überdies kann eine Fachperson auf der Grundlage der obigen Lehren weitere Variationen und Konfigurationen der Erfindung ableiten. Deswegen sind sämtliche derartige Konfigurationen und Variationen durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt.
Bezugszeichen in den Ansprüchen dienen Klarstellungszwecken und begrenzen den Umfang dieser Ansprüche nicht.

Claims

Verkehrsverwaltungssystem (TMSYS) zum Verwalten, in einem Straßennetz (RDN), des gebildeten Fahrzeugverkehrs auf einer physikalischen Schicht (PL) durch a1) eine Mehrzahl von Fahrzeugen (C1–Cx), die sich entlang a2) einer Mehrzahl von Straßenabschnitten (RDS1–RDSm) des Straßennetzes (RDN) und a3) einer Mehrzahl von Straßenpunkten (ICP1–ICPn), die entlang der Straßenabschnitte (RDS1–RDSm) des Straßennetzes (RDN) angeordnet sind, fortbewegen, umfassend: ein paketvermitteltes Steuernetz (PSCN) auf einer Verkehrssteuerschicht (TCL), in welcher der Paketverkehr, der durch b1) eine Mehrzahl von Paketen (CP1–CPx) ausgebildet ist, die entlang b2) einer Mehrzahl von Paketleitverbindungen (PRL1–PRLm) geleitet werden, gesteuert wird durch b3) eine Mehrzahl von Paketsteuereinheiten (PCU1–PCUn), die an den Paketleitverbindungen (PRL1–PRLm) angeordnet sind; wobei das paketvermittelte Steuernetz (PSCN) auf der Verkehrssteuerschicht (TCL) auf eine derartige Weise konfiguriert ist, dass c1) Paketleitverbindungen (PRL1–PRLm) Straßenabschnitten (RDS1–RDSm) entsprechen; c2) Paketsteuerverbindungen ((PCU1–PCUn) Straßenpunkten (ICP1–ICPn) entsprechen; und c3) jedes Paket (CP1–CPx), das entlang einer jeweiligen Paketleitverbindung (PRL1–PRLm) geleitet ist, zumindest einem Fahrzeug (CR1–CRx), das sich entlang eines entsprechenden Straßenabschnitts (RDS1–RDSm) fortbewegt, entspricht oder dieses simuliert; wobei c4) die Paketsteuereinheiten (PCU1–PCUn) ausgelegt sind, die Pakete (CP1–CPx) auf einer jeweiligen Paketleitverbindung (PRL1–PRLm) in der Verkehrssteuerschicht (TCL) zu steuern, um ein jeweiliges Fahrzeug (C1Cx) auf einem entsprechenden Straßenabschnitt (RDS1–RDSm) auf der physikalischen Schicht (PL) zu entsprechen oder dieses zu simulieren.
System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verkehrssignalisierungsschicht (TSL), die eine oder mehrere Verkehrsinformationseinheiten (TIU1–TIUy) einschließt, die ausgelegt sind, eine Verkehrsinformation (TI1–TIy) über den Verkehr auf der physikalischen Schicht (PL) zu sammeln und die Verkehrsinformation (TI1–TIy) der Verkehrssteuerschicht (TCL) und/oder einer Dienste/Anwendungsschicht (SAL) bereit zu stellen.
System nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein System (TGSYS) weiter eine Kommunikationsschicht (CL umfasst, die ein Kommunikationsnetz (GPRS, UMST) zum Bereitstellen von Kommunikationen zumindest zwischen der Verkehrssteuerschicht (TCL) und der Verkehrssignalisierungsschicht (TSL) einschließt.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschicht (CL) ein GPRS-(General Purpose Radio System)-Netz und/oder ein UMTS-(Universal Mobile Telephone Network)-Netz umfasst.
System nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Paketsteuereinheiten (PCU1–PCUn) ausgelegt sind, Pakete (CP1–CPx) auf den Paketleitverbindungen (PRL1–PRLm) in Abhängigkeit von der Verkehrsinformation (TI1–TIy) zu erzeugen und/oder zu löschen und/oder zu leiten.
System nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Dienste/Anwendungsschicht (SAL), die zumindest einen Server (SERV) einschließt, wobei die Verkehrssteuerschicht (TCL) eine Paketverkehrsinformation (PTI1–PTIn) über den Paketverkehr zu dem zumindest einen Server (SERV) bereitstellt.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Server (SERV) ausgelegt ist, eine statistische Information über den Fahrzeugverkehr auf der physikalischen Schicht (PL) auf der Grundlage der bereitgestellten Paketverkehrsinformation (PPI1–PPIn) zu erzeugen.
System nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Paketsteuereinheiten (PCU1–PCUn) ausgelegt sind, die Pakete in dem paketvermittelten Steuernetz (PSCN) in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Steuerverfahren (z.B. RIP, OSPF, BGP) zu steuern; die Verkehrssignalisierungsschicht (TSL) eine oder mehrere Verkehrsleiteinheiten (TGU1–TGUy) umfasst, die ausgelegt sind, den Verkehr auf der physikalischen Schicht (PL) durch ein Ausgeben einer Verkehrsleitinformation (TGI1–TGIy) in Abhängigkeit von einer jeweiligen Verkehrsleiteinheit-Steuerinformation (TGU-CI1 bis TGU-CIy) zu steuern; wobei die Paketsteuereinheiten (PCU1–PCUn) ausgelegt sind, die Verkehrsleiteinheit-Steuerinformation (TGU-CI1 bis TGU-CIy) in Verkehrsleiteinheiten (TGU1–TGUn) in Übereinstimmung mit dem vorbestimmten Paketsteuerverfahren bereit zu stellen.
System nach Anspruch 2 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrsinformationseinheiten (TIU1–TIUy) und/oder die Verkehrsleiteinheiten (TGU1–TGUy) an Straßenpunkten (IPC1–IPCn) oder innerhalb eines Fahrzeugs angeordnet sind.
System nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrssteuerschicht (TCL) ausgelegt ist, eine Fahrzeugortsinformation (VLI1–VLIx) des Orts der Fahrzeuge (C1–Cx) und eine Fahrzeugidentifikationsinformation (VID1–VIDx), die das jeweilige Fahrzeug identifiziert, oder eine Information (VIDB1–VIDBx) die auf der Fahrzeugidentifikationsinformation (VID1–VIDx) basiert ist, zu empfangen; wobei die Verkehrssteuerschicht (TCL) ausgelegt ist, Pakete, die eine Paketidentifikationsinformation (PID1–PIDx) aufweisen, die der Fahrzeugidentifikationsinformation (VID1–VIDx) oder der Information (VIDB1–VIDBx) entspricht, die auf der Fahrzeugidentifikationsinformation (VID1–VIDx) basiert ist, zu erzeugen und/oder zu leiten.
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrsidentifikationsinformation (VID1–VIDx) oder die Information (VIDB1–VIDBx), die auf der Fahrzeugidentifikationsinformation (VID1–VIDx) basiert ist, von den Verkehrsinformationseinheiten (TIU1–TIUy) der Verkehrssignalisierungsschicht (TSL) bereitgestellt wird.
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Information (VIDB1–VIDBx), die auf der Fahrzeugidentifikationsinformation (VID1–VIDx) basiert ist, von der Dienste/Anwendungsschicht (SAL) bereitgestellt wird.
System nach Anspruch 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrssteuerschicht (TCL) die Paketidentifikationsinformation (PID1–PIDx) der Pakete (CP1–CPx) auf spezifischen Paketleitverbindungen des paketvermittelten Netzes (PSCN) der Dienste/Anwendungsschicht (SAL) bereitstellt.
System nach Anspruch 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschicht (CL) weiter ausgelegt ist, Kommunikationen zwischen der Verkehrssignalisierungsschicht (TSL) und der Dienste/Anwendungsschicht (SAL) bereit zu stellen.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dienste/Anwendungsschicht (SAL) auf der Grundlage der Fahrzeugidentifikationsinformation (VID1–VIDx) eine fahrzeugspezifische Information (VSPI1–VSPIx) der identifizierten Fahrzeuge (C1–Cx) bestimmt, wobei die Dienste/Anwendungsschicht (SAL) der Verkehrssteuerschicht (TCL) die fahrzeugspezifische Information (VSPI1–VSPIx) bereitstellt.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dienste/Anwendungsschicht (SAL) der Verkehrssteuerschicht (TCL) eine Paketsteuereinheit-Steuerinformation (PCU-CI1 bis PCU-CIn) bereitstellt.
System nach Anspruch 13, wobei die Dienste/Anwendungsschicht (SAL) der Verkehrssteuerschicht (TCL) die Paketsteuereinheit-Steuerinformation (PCU-CI1 bis PCU-CIn) auf der Grundlage der fahrzeugspezifischen Information (VSPI1–VSPIx) bereitstellt.
System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dienste/Anwendungsschicht (SAL) von der Verkehrssteuerschicht (TCL) eine Paketverkehrsinformation (PTI1–PTIn) empfängt, diese Paketverkehrsinformation (PTI1–PTIn) in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Verarbeitungsprozess verarbeitet und den Paketsteuereinheiten (PCU1–PCUn) eine entsprechende Paketsteuereinheit-Steuerinformation (PCU-CI1 bis PCU-CIn) bereitstellt.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Paketsteuereinheit-Steuerinformation (PCU-CI1 bis PCU-CIn) eine Header-Information (H1–Hx) für die Pakete (CP1–CPx) oder eine Konfigurationsinformation zum Konfigurieren des paketvermittelten Steuernetzes (PSCN) ist.
System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrssteuerinformation (TCL) eine Fahrzeugzielinformation (VDI1–VDIx) empfängt, die zumindest ein gewünschtes Fahrzeugziel (VD1–VDx) anzeigt.
System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dienste/Anwendungsschicht (SAL) eine Fahrzeugzielinformation (VDI1–VDIx) empfängt, die zumindest ein gewünschtes Fahrzeugziel (VD1–VDx) anzeigt und zu der Verkehrssteuerschicht (TCL) die Fahrzeugzielinformation (VDI1–VDIx) schickt oder die Fahrzeugzielinformation (VDI1–VDIx) verarbeitet und eine entsprechende Paketzielinformation (PDI1–PDIx) zu der Verkehrssteuerschicht (CL) schickt.
System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrssteuerschicht (TCL) eine Paketzielinformation (PDI1–PDIx), die der Fahrzeugzielinformation (VDI1–VDIx) entspricht, in ein Paket (CP1–CPx) einfügt, das dem Fahrzeug (C1–Cx) entspricht, das sich zu dem Fahrzeugziel (VD1–VDx) fortzubewegen wünscht; das Paket (CP1–CPx) in dem paketvermittelten Steuernetz (PSNC) zu dem Paketziel (PD1–PDx), das durch die Paketzielinformation (PDI1–PDIx) angezeigt ist, leitet; und eine entsprechende Verkehrsleiteinheit-Steuerinformation (TGU-CI1 bis TGU-CIy) zu zumindest einer Verkehrsleiteinheit (TGU1–TGUy) ausgibt.
System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrssteuerinformation (TCL) den Fahrzeugverkehr durch Leiten der Pakete (CP1–CPx) in dem paketvermittelten Steuernetz (PSCN) für ein vorbestimmtes Zeitintervall (ΔTs) in Übereinstimmung mit der Fahrzeugzielinformation (VDI1–VDIn) simuliert.
System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Dienste/Anwendungsschicht (SAL) während der Simulation eine Paketverkehrsinformation (PTI1–PTIn) über den Paketverkehr in den Paketleitverbindungen (PRL1–PRLm) empfängt, das Auftreten von Paketverkehrsbedingungen (PTC) bestimmt und eine Paketsteuereinheit-Steuerinformation (PCU-CI1 bis PCU-CIn) zu den Paketsteuereinheiten (PCU1–PCUn) schickt, um schlechte Paketverkehrsbedingungen zu vermeiden.
System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrsleiteinheiten (TGU1–TGUx) der Verkehrssignalisierungsschicht (TSL) eine Verkehrsleiteinheit-Steuerinformation (TGU-CI1 bis TGU-CIn) empfangen, die der Paketsteuereinheit-Steuerinformation (PCU-CI1 bis PCU-CIn) entspricht, wie sie von der Dienste/Anwendungsschicht (SAL) bestimmt ist.
Verfahren zum Verwalten, in einem Straßennetz (RDN), des gebildeten Fahrzeugverkehrs auf einer physikalischen Schicht (PL), durch – eine Mehrzahl von Fahrzeugen (C1–Cx), die sich entlang – einer Mehrzahl von in Straßenabschnitten (RDS1–RDSm) des Straßennetzes (RDN) und – einer Mehrzahl von Straßenpunkten (ICP1–ICPn), die an den Straßenabschnitten (RDS1–RDSm) des Straßennetzes (RDN) angeordnet sind, fortbewegen, umfassend die folgenden Schritte: a) Konfigurieren eines paketvermittelten Steuernetzes (PSCN) auf einer Verkehrssteuerschicht (TCL), die eine Mehrzahl von Paketleitverbindungen (PRL1–PRLm) und eine Mehrzahl von Paketsteuereinheiten (PCU1–PCUn), die an den Paketleitverbindungen (PRL1–PRLm) angeordnet sind, einschließt, derart, dass Paketleitverbindungen (PRL1–PRLm) Straßenabschnitten (RDS1–RDSm) entsprechen und Paketsteuereinheiten (PCU1–PCUn) Straßenpunkten (ICP1–ICPn) entsprechen; und b) Steuern der Paketsteuereinheiten (PCU1–PCUn) zum Leiten der Pakete (CP1–CPx) entlang jeweiliger Paketleitverbindungen (PRL1–PRLm) derart, dass sie zumindest einem Fahrzeug (CR1–CRx), das sich auf einem entsprechenden Straßenabschnitt (RDS1–RDSm) fortbewegt, entsprechen oder dieses simulieren.
Computerprogrammprodukt, das auf einem computer-lesbaren Speichermedium gespeichert ist, umfassend eine Codeeinrichtung, die ausgelegt ist, das Verfahren des Anspruchs 26 auszuführen.