DE69821437T2

DE69821437T2 - Fahrzeugverkehrssteuerungssystem

Info

Publication number: DE69821437T2
Application number: DE69821437T
Authority: DE
Inventors: Shin Toyota-Shi Aichi-Ken Koike
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2018-10-03
Also published as: EP0911778A3; KR100309661B1; US6169495B1; EP0911778B1; JPH11126294A; EP0911778A2; KR19990037301A; DE69821437D1; JP3653954B2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugverkehrssteuerungssystem zum Steuern des Verkehrs einer Mehrzahl von Fahrzeugen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein Fahrzeuginformations- und -kommunikations-System (VICS) ist momentan in Japan implementiert und ist ein System zur Übertragung von Informationen, die Verstopfungen der Straßen und Behinderungen des Verkehrs für Fahrzeuge auf den Straßen durch Leitplanken längs der Fahrbahn und frequenzmodulierte Multiplexdatenübertragungen betreffen. Ein Vorteil dieses Systems aus Sicht der Wegverkehrssteuerung ist, dass der Fahrer jedes Fahrzeugs durch Funkkommunikation angeleitet werden kann, verstopfte Straßen zu umgehen und weniger verstopfte Straßen zu benutzen, so dass Verkehrsstauungen bis zu einem gewissen Grade abgemildert werden können. Aus Sicht des Fahrers jedes Fahrzeugs ist es ein Vorteil, dass, wenn eine Mehrzahl von Routen von der momentanen Position zum Ziel führen, relativ leere Routen gewählt werden können. Das Ergebnis ist, dass das Ziel rasch und komfortabel erreicht werden kann. Da jedoch das VICS der Bestimmung der Route jedes Fahrzeugs gemäß den Absichten des Fahrers jedes Fahrzeugs vertraut, gibt es individuelle Grenzen bezüglich der Vorteile der Abmilderungen der Stauungen und der Erhöhung der Geschwindigkeit und des Komforts des Fahrzeugs.
Die Art und Weise, in der Fahrzeuge glatt Kreuzungen passieren können, ist ein Problem, das entsteht, wenn die Vorteile der Vermeidung von Stauungen und der Erhöhung der Geschwindigkeit und des Komforts des Betriebs des Fahrzeugs erhöht werden. Als ein Verfahren, das diesen Punkt betrifft, ist ein Verfahren zur Steuerung des Verkehrs im japanischen Patent Offenlegungsnummer Sho 62-125407 offenbart. Dieses Verfahren zur Steuerung des Verkehrs ist für Systeme ausgelegt, die eine Mehrzahl von führerlosen Fahrzeugen umfassen, die zu steuern sind, sowie eine Kontrollstation zum Steuern dieser führerlosen Fahrzeuge. Wenn eine Mehrzahl von führerlosen Fahrzeugen sich in diesem System in etwa zur selben Zeit der selben Kreuzung nähert, gewährt die Kontrollstation einem der führerlosen Fahrzeuge die Erlaubnis, in die Kreuzung einzufahren und veranlasst die anderen führerlosen Fahrzeuge, zu warten, und nach dem führerlosen Fahrzeug, das die Erlaubnis erhalten hat, die Kreuzung zu überqueren, wird einem der anderen führerlosen Fahrzeuge, die warten, die Erlaubnis erteilt, in die Kreuzung einzufahren. Auf diese Art und Weise können eine Mehrzahl von führerlosen Fahrzeugen, die sich der selben Kreuzung zu etwa der selben Zeit nähern, die Kreuzung nacheinander überqueren, so dass verhindert wird, dass die führerlosen Fahrzeuge auf der Kreuzung miteinander kollidieren oder in Kontakt miteinander kommen. Dieses Verfahren zur Steuerung des Verkehrs kann auch mit VICS kombiniert sein.
Jedoch ist aus den folgenden Gründen ein System, das man erhält, indem man das Verfahren zur Steuerung des Verkehrs, welches in der oben genannten Veröffentlichung offenbart ist, mit VICS kombiniert, nicht für Anwendungen geeignet, bei denen eine große Anzahl von Fahrzeugen zu steuern ist.
Als erstes ist das Verfahren zur Steuerung des Verkehrs, das die oben genannte Veröffentlichung betrifft, für Systeme ausgelegt, bei denen eine relativ kleine Anzahl von Fahrzeugen sich bewegt, wie etwa beispielsweise in einer Fabrik. Da die Anzahl von Fahrzeugen, die sich zu etwa der gleichen Zeit der selben Kreuzung nähern, bei dieser Art von System relativ klein ist, treten keine wesentlichen Verzögerungen beim Erreichen der Ziele ein, selbst wenn eine Steuerung, die eine Erlaubnis zum Einfahren in die Kreuzung und Warteanweisungen ausübt, bei der Kreuzung verwendet wird. Im Gegensatz dazu kann bei Umgebungsbedingungen, bei denen eine große Anzahl von Fahrzeugen sich häufig auf Straßen bewegt, die beim gewöhnlichen Straßenverkehr die Anzahl an Fahrzeugen, die sich zu etwa der gleichen Zeit der selben Kreuzung nähern, hoch sein. Bei dem System, das die oben erläuterte Kombination betrifft, d. h. einem System, bei dem ein Fahrzeug zu einem Zeitpunkt überquert, wenn eine Mehrzahl von Fahrzeugen sich zu etwa der gleichen Zeit nähern, wird die Wartezeit an der Kreuzung für die meisten Fahrzeuge lang, wenn viele Fahrzeuge sich der Kreuzung nähern, was zu Verzögerungen beim Erreichen ihrer Ziele führt.
Zweitens steuert das Verfahren zur Steuerung des Verkehrs, mit sich die oben erläuterte Veröffentlichung befasst, führerlose Fahrzeuge, so dass Passagiere nicht ungeduldig werden, da keine Passagiere vorhanden sind. Im Gegensatz dazu ist es unter Umgebungsbedingungen, unter denen Fahrzeuge reisende Passagiere befördern, wie etwa bei gewöhnlichem Straßenverkehr, wahrscheinlich, dass es Passagiere gibt, die ungeduldig werden, wenn die Fahrzeuge gezwungen werden, an Kreuzungen zu warten. Bei dem System entsprechend der oben erläuterten Kombination, insbesondere wenn viele Fahrzeuge sich der selben Kreuzung zu etwa der selben Zeit nähern, ist es wahrscheinlich, dass Passagiere ungeduldig werden, wenn sich die Wartezeit an den Kreuzungen verlängert. Darüber hinaus kann, wenn man längs einer Route reist, die viele Kreuzungen aufweist, ein Fahrzeug an vielen (oder oft auch an al len) der Kreuzungen warten müssen, so dass es wahrscheinlich ist, dass die Passagiere ungeduldig werden.
Drittens sind auf gewöhnlichen Straßen normalerweise viele Kreuzungen längs einer Route von einer aktuellen Position zum Ziel vorhanden. Darüber hinaus ist es in dem Fall eines benzinbetriebenen Fahrzeuges bekannt, dass wiederholtes Anhalten und Anfahren, und Abbremsen und Beschleunigen, und dementsprechend die häufigen Änderungen der Drehzahl des Motors zu einer schlechten Energieeffizienz der Fahrzeugs und zu erhöhten Emissionen an Abgas aus dem Fahrzeug führen.
In dem System entsprechend der obigen Kombination ist es möglich, dass sich die Energieeffizienz jedes Fahrzeugs verschlechtert und dass die Abgasemission von jedem Fahrzeug ansteigt, da die Fahrzeuge an vielen Kreuzungen längs der Route warten müssen können.
Viertens wird in dem System entsprechend der oben erläuterten Kombination das Einfahren in Kreuzungen gesteuert, während andere Orte, die keine Kreuzungen sind, nicht gesteuert werden, und relevante Information wie etwa das Ausmaß an Stau bzw. Behinderung nur dem Fahrer des Fahrzeugs zur Verfügung steht. Daher besteht die Möglichkeit, dass Stauungen bzw. Behinderungen an Orten auftreten, die keine Kreuzungen sind, wie etwa längs der Straßen, die die Kreuzungen miteinander verbinden. Obwohl der Fahrer des Fahrzeugs informiert werden kann, welche Straßen verstopft sind und welche Straßen nicht, wird der Fahrer nicht informiert, auf welchen Straßen er fahren soll, um das Ziel in der kürzestmöglichen Zeit zu erreichen. Somit unterstützt das System entsprechend der oben erläuterten Kombination nicht ausreichend den Insassen des Fahrzeugs im Bezug auf ein rasches Erreichen des Zieles.
Das US-Patent 5,623,413 offenbart ein Fahrplan-System und Verfahren zur Bewegung einer Mehrzahl von Objekten durch ein System mit mehreren Straßen, das als ein Güterwagen-Fahrplan-System beschrieben ist, indem der Plan der möglichen Bewegung verwendet werden kann, um bei der Steuerung der Bewegung der Züge durch das System zu unterstützen oder diese automatisch zu steuern.
Darüber hinaus offenbart die Druckschrift WO 94/05536 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Anfalls von rollenden Einheiten in verschiedenen Linien innerhalb eines Liniennetzwerkes wie etwa einer Straßenbahnlinie, und ein Verfahren zur Installation dieser Vorrichtung.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung dient dazu, diese Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Warten an Kreuzungen, das wiederholte Anhalten und Anfahren zu eliminieren, und entsprechend die Verzögerungen beim Erreichen der Ziele und die Verschlechterung der Energieeffizienz und der Abgasemission zu eliminieren, indem die Route jedes Fahrzeugs so gesteuert wird (einschließlich der indirekten Steuerung durch das Informieren der Passagiere), dass Konflikte unter den Routen der Fahrzeuge an Kreuzungen vermieden werden können, und durch das Steuern der Startzeit jedes Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus die Aufgabe, es zu ermöglichen, dass die Menge an Verkehr wächst, während eine gute Energieeffizienz beibehalten wird, und es zu ermöglichen, die Startzeit jedes Fahrzeugs zu verkürzen, indem Konflikte an Kreuzungen eliminiert werden und eine Steuerung eingeführt wird, die für die menge an Verkehr und die Startzeiten geeignet bzw. angepasst ist.
Diese Aufgaben werden durch die vorteilhaften Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Modifikationen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fahrzeugverkehrssteuerungs-System, das einen vorgegebenen Bereich abdeckt, während der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugverkehrssteuerungs-Verfahren betrifft, das in dem Bereich implementiert ist. Der Bereich umfasst eine Mehrzahl von Straßen bzw. Fahrbahnen und/oder Gleisen, die sich an verschiedenen Orten schneiden, und eine Mehrzahl von Fahrzeugen, die sich allgemein längs der Straßen und/oder Gleise bewegen. Bei der vorliegenden Erfindung werden Routensätze generiert, von denen jeder eine Kombination der möglichen Route eines Fahrzeugs und der möglichen Routen anderer Fahrzeuge ist, die in Zukunft in dem oben erläuterten Bereich genommen werden können. Als nächstes werden die erzeugten Routensätze als mögliche Routenmuster bestimmt. Bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung führt eine Vorrichtung zur Bestimmung möglicher Routen den oben erläuterten Prozess der Erzeugung der Routensätze und den Prozess der Bestimmung der möglichen Routenmuster durch.
Bei der vorliegenden Erfindung werden unter den möglichen Routenmustern mögliche Routenmuster mit weniger Konflikten ausgewählt. Der "Konflikt", der hier gemeint ist, kann als ein Phänomen definiert werden, wo die Route eines Fahrzeugs die Route eines anderen Fahrzeugs an der selben Kreuzung zu etwa der selben Zeit kreuzt. Schließlich wird eines der ausgewählten möglichen Routenmuster als ein Routenmuster ausgewählt. Das hier genannte Routenmuster ist ein Kommando an die Fahrzeuge oder Fahrer der Fahrzeuge und bezeichnet einen Satz an Routen, die von den Fahrzeugen genommen werden müssen, die sich innerhalb des oben erläuterten Bereichs befinden, um den Konflikt zu vermeiden. Bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden diese zwei Prozesse durch eine Vorrichtung zur Bestimmung von Routen durchgeführt.
Auf diese Weise treten bei der vorliegenden Erfindung ein Warten an Kreuzungen, wiederholtes Anhalten und Anfahren und als Folge Verzögerungen beim Erreichen der Ziele und die Verschlechterung der Energieeffizienz und der Abgasemission nicht auf, da die zukünftige Route jedes Fahrzeugs so bestimmt ist, dass Konflikte an Kreuzungen nicht auftreten.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich ein Beschreiber der durchschnittlichen erwarteten Zeit vorhanden. Wenn es mehrere mögliche Routenmuster gibt, bei denen keine Konflikte auftreten, berechnet der Beschreiber der durchschnittlichen erwarteten Zeit die durchschnittliche erwartete Zeit für jedes Fahrzeug, das entsprechende Ziel zu erreichen, für jedes mögliche Routenmuster und wählt das mögliche Routenmuster aus, das eine relativ geringe die durchschnittliche erwartete Zeit aufweist, um so ein Routenmuster zu bestimmen, das einen Satz von Routen bezeichnet, die von den entsprechenden Fahrzeugen innerhalb des Bereichs genommen werden müssen. Auf diese Art und Weise ist es weiters möglich, Verzögerungen bei der Erreichung der Ziele zu vermeiden, indem das Routenmuster bestimmt wird, bei dem keine Konflikte auftreten und bei dem fast alle der Fahrzeuge ihre Ziele rasch erreichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist weiters eine Vorrichtung zur Bestimmung der Startzeit vorhanden. Die Vorrichtung zur Bestimmung der Startzeit bestimmt eine Zeit bis zum Start für ein momentan wartendes Fahrzeug, das gesteuert wird. Das hier erwähnte Fahrzeug, das gesteuert wird, ist ein Fahrzeug, das sich in nerhalb des Bereichs befindet und zu einem bestimmten Routenmuster führt.
Die Vorrichtung zur Bestimmung der Startzeit führt diese Rechnung für mögliche Routenmuster aus, bei denen Routenkonflikte für irgendein Fahrzeug oder bei irgendeiner Kreuzung nicht auftreten. Durch die Verwendung der Zeit bis zum Start, die auf diese Art und Weise erhalten wird, um den Betrieb der Fahrzeuge zu steuern, wird das Warten an Kreuzungen und das wiederholte Anhalten und Anfahren und als Folge Verzögerungen beim Erreichen der Ziele und eine Verschlechterung der Energieeffizienz und Abgasemission reduziert.
Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fahrzeugverkehrssteuerungs-System, welches eine Vorrichtung zur Erfassung von Positionen aufweist, eine Vorrichtung zum Erfassen von Zielen, und eine Vorrichtung zur Berechnung von Routen, zusätzlich zu der Vorrichtung zur Bestimmung möglicher Routen und der Vorrichtung zur Bestimmung der Route. Die Vorrichtung zur Erfassung der Positionen erfasst die momentanen Positionen der Fahrzeuge einschließlich eines Fahrzeugs, das gesteuert wird, wobei sie Vorrichtungen verwendet, die in den Fahrzeugen installiert sind oder außerhalb der Fahrzeuge vorhanden sind. Die Vorrichtung zur Erfassung der Ziele erfasst die Ziele für die Fahrzeuge einschließlich der Fahrzeuge, die gesteuert werden, durch Eingabe durch die Passagiere der Fahrzeuge oder durch Abschätzungen, die auf Bewegungen der Fahrzeuge basieren. Die Vorrichtung zur Berechnung von Routen bestimmt die Routen der Fahrzeuge einschließlich der Fahrzeuge, die gesteuert werden, auf der Basis der erfassten momentanen Positionen und Ziele, und der Geschwindigkeiten, die auf den jeweiligen Straßen und/oder Gleisen gefahren werden müssen. Die Vorrichtung zur Bestimmung möglicher Routen erzeugt die oben erläuterten Routen sätze auf Basis der Routen, die durch die Vorrichtung zur Berechnung der Routen bestimmt werden.
Gemäß diesem Aspekt bringt, da die Route, die von jedem Fahrzeug zu nehmen ist, aus den momentanen Positionen, Ziele und der zu fahrenden Geschwindigkeit der Fahrzeuge bestimmt wird, das zur Verfügungstellen eines Verfahrens, das die momentanen Positionen, Ziele und zu fahrenden Geschwindigkeit angibt, einen zusätzlichen Vorteil. Beispielsweise sind Prozesse möglich, die Geschwindigkeiten, die auf den entsprechenden Straßen und/oder Gleisen zu fahren sind, so zu bestimmen, dass eine relativ hohe Geschwindigkeit einer Straße oder einem Gleis zugewiesen wird, für den vorhergesagt ist, dass der Verkehr relativ schwer ist, wenn sich die entsprechenden Fahrzeuge in dem Bereich entsprechend der Routenmuster bewegen, zum Bestimmen der Geschwindigkeiten, die auf den entsprechenden Straßen und/oder Gleisen zu fahren sind, derart, dass eine relativ hohe Geschwindigkeit einer Straße oder einem Gleis zugewiesen wird, für den bzw. das vorhergesagt wird, dass Fahrzeuge, die eine relativ lange Startzeit haben, in relativ hoher Anzahl durchkommen, wenn die entsprechenden Fahrzeuge in dem Bereich sich entsprechend dem Routenmuster bewegen, und zum Bestimmen der Geschwindigkeiten, die auf den entsprechenden Straßen und/oder Gleisen zu fahren sind, derart, dass die Geschwindigkeit einheitlich entsprechend der Erhöhung einer vorhergesagten durchschnittlichen Startzeit für Fahrzeuge erhöht wird, die darauf warten, zu starten, berechnet unter der Annahme, dass die entsprechenden Fahrzeuge in dem Gebiet sich entsprechend der Routenmuster bewegen. Diese Prozesse haben die Wirkung, dass, wo die Menge an Verkehr in dem Gesamtbereich sich erhöht, die Wartezeiten bis zum Start verkürzt werden, während die Menge an Verkehr im gesamten Bereich sich erhöht, und die Wartezeiten bis zum Start verkürzt werden können, so dass eine große Anzahl von Fahrzeugen nicht auf den Start warten muss. Darüber hinaus kann, falls die momentane Position für ein Fahrzeug, das nicht gesteuert wird, erfasst und das Ziel geschätzt wird, das Ergebnis auf die Bestimmung des Routenmusters abgebildet werden und somit kann die Bestimmung des Routenmusters präzise erfolgen und optimiert werden, indem das Ziel für das Fahrzeug, das nicht gesteuert wird, abgeschätzt wird.
Dabei bezeichnet ein Fahrzeug, das nicht gesteuert wird, ein Fahrzeug, das sich innerhalb des Bereichs befindet, und nicht zu dem Routenmuster führt.
Der vierte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fahrzeugverkehrssteuerungs-System, das die Vorrichtung zur Erfassung der Positionen umfasst, die Vorrichtung zur Erfassung der Zielen, die Vorrichtung zur Berechnung von Routen, die Vorrichtung zur Bestimmung möglicher Routen sowie die Vorrichtung zur Bestimmung der Route. Bei diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kommunikationskanal zur Verbindung von Fahrzeugen, die gesteuert werden, miteinander vorgesehen, und jedes der Fahrzeuge, die gesteuert werden, weist eine Kombinierte Vorrichtung der Vorrichtung zur Erfassung der Position, der Vorrichtung zur Erfassung des Ziels, der Vorrichtung zur Berechnung der Route, der Vorrichtung zur Bestimmung der möglichen Route und der Vorrichtung zur Bestimmung der Route auf. Jedes der Fahrzeuge, die gesteuert werden, erhält Informationen von den anderen Fahrzeugen, die gesteuert werden, über den Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationskanal, betreibt die Kombinierte Vorrichtung auf Basis der Information von anderen Fahrzeugen, die gesteuert werden, und übermittelt Informationen, die beim Verarbeiten durch die Kombinierte Vorrichtung erhalten werden, an andere Fahrzeuge, die gesteuert werden, über den Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationskanal. Beispielsweise werden die erfasste momentane Position und das Ziel oder die Komponente des Routenmuster, welches die Route des empfangenden Fahrzeugs be zeichnet, durch das Fahrzeug, das gesteuert wird, übertragen und empfangen.
Der fünfte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Fahrzeugvorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert und in einem Fahrzeugverkehrssteuerungs-System verwendet wird. Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Fahrzeugvorrichtung die Vorrichtung zur Erfassung der Position, die Vorrichtung zur Bestimmung des Ziels, die Vorrichtung zur Berechnung der Route, die Vorrichtung zur Bestimmung der möglichen Route sowie die Vorrichtung zur Bestimmung der Route. Insbesondere erhält die Vorrichtung zur Erfassung der Position und die Vorrichtung zur Bestimmung des Ziels Informationen von anderen Fahrzeugen, die gesteuert werden, über den Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationskanal und erhält die momentanen Positionen und Ziele von wenigstens einigen der Fahrzeuge, die sich innerhalb des Bereichs befinden, basierend auf den Informationen von den anderen Fahrzeugen, die gesteuert werden. Somit kann die Vorrichtung zur Bestimmung der Route das Routenmuster oder dessen notwendige Komponente bestimmen (eine Komponente, die eine Route bezeichnet, die von dem Fahrzeug genommen werden muss, das die Fahrzeugvorrichtung beinhaltet).
Falls die vorliegenden Erfindung auf diese Art und Weise durch eine Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation implementiert ist, ist es nicht notwendig, eine Kontrollstation vorzusehen und somit entstehen keine Kosten der Infrastruktur. Darüber hinaus kann die Verarbeitung in jedem Fahrzeug die bestimmten Routen der anderen Fahrzeuge verwenden, so dass die Anforderungen für die Verarbeitung niedrig bleiben. Darüber hinaus ist die Information, die zwischen den Fahrzeugen zu übertragen ist, nur eine kleine Menge, welche der Teil ist, der die Route des individuellen Fahrzeugs unter der momentanen Position, dem Ziel und dem bestimmten Routenmuster betrifft, so dass es unwahrscheinlich ist, dass eine Verstopfung des Fahrzeug-Fahrzeug-Funkkanals auftritt.
Der sechste Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fahrzeugverkehrssteuerungs-System, welches einen Steuervorrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal zur Verbindung einer Kontrollstation, die den Bereich abdeckt und den Fahrzeugen, die gesteuert werden, aufweist. Bei diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kombinierte Vorrichtung der Vorrichtung zur Erfassung der Position, der Vorrichtung zur Erfassung des Ziels, der Vorrichtung zur Berechnung der Route, der Vorrichtung zur Bestimmung der möglichen Route sowie der Vorrichtung zur Bestimmung der Route in zwei partiell verarbeitete Vorrichtungen aufgeteilt. D. h., jedes der Fahrzeuge, das gesteuert wird, umfasst eine erste partiell verarbeitete Vorrichtung, während die Kontrollstation eine zweite partiell verarbeitete Vorrichtung aufweist, und die erste und zweite partielle Vorrichtung sind über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal miteinander verbunden. Jeder der Fahrzeuge, das gesteuert wird, empfängt Informationen wie etwa eine Komponente, die die Route bezeichnet, die von dem Fahrzeug genommen werden muss, von der Kontrollstation über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal. Das Fahrzeug, das gesteuert wird, betreibt die erste partiell verarbeitete Vorrichtung auf Basis der Information von der Kontrollstation und übermittelt Informationen wie etwa die momentane Position und das Ziel des Fahrzeugs oder die möglichen Routen des Fahrzeugs, die bei der Verarbeitung wie etwa der Erfassung der momentanen Position und des Ziels oder der Berechnung der möglichen Routen durch die ersten partiell verarbeitete Vorrichtung erhalten werden, an die Kontrollstation über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal. Die Kontrollstation empfängt Informationen von den Fahrzeugen, die gesteuert werden, über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal, betreibt die zweite partiell verarbeitete Vorrichtung auf Basis von Informationen von Fahrzeugen, die gesteuert werden, und übermittelt Informationen, die bei der Verarbeitung durch die zweite partiell verarbeitete Vorrichtung erhalten werden, an die Fahrzeuge, die gesteuert werden, über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal.
Der siebte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Fahrzeugvorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist, und in einem Fahrzeugverkehrskontroll-System verwendet wird. Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Fahrzeugvorrichtung die Vorrichtung zur Erfassung der Position, die Vorrichtung zur Erfassung des Ziels, die Vorrichtung zur Berechnung der Routen, und die Vorrichtung zur Bestimmung der Route. Die Vorrichtung zur Bestimmung der Route entsprechend diesem Aspekt überträgt die möglichen Routen, die durch die Vorrichtung zur Berechnung der Route berechnet werden, an die Kontrollstation, die den Bereich abdeckt, über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal, und empfängt als ein Routenmuster oder dessen Komponente Informationen, die möglichte Routenmuster oder Komponenten davon mit weniger Konflikt bezüglich der Fahrzeuge, die die Fahrzeugvorrichtung aufweisen, bezeichnet von der Kontrollstation über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal.
Der achte Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugvorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist und in einem Fahrzeugverkehrssteuerungs-System verwendet wird. Gemäß dieser Ausführung umfasst die Fahrzeugvorrichtung die Vorrichtung zur Erfassung der Position, die Vorrichtung zur Erfassung des Ziels und die Vorrichtung zur Bestimmung der Route. Die Vorrichtung zur Erfassung der Position und die Vorrichtung zur Erfassung des Ziels gemäß diesem Aspekt erfassen eine momentane Position des und ein Ziel für das Fahr zeug, das die Fahrzeugvorrichtung aufweist. Die Vorrichtung zur Bestimmung der Route entsprechend diesem Aspekt überträgt die so erfasste momentane Position und das Ziel an die Kontrollstation, die den Bereich abdeckt, über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal und empfängt als das Routenmuster oder dessen Komponente Informationen, die ein mögliches Routenmuster oder Komponenten davon mit weniger Konflikten bezüglich der Fahrzeuge, die die Fahrzeugvorrichtung aufweisen, bezeichnet, von der Kontrollstation über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal.
Die neunte Ausführung der vorliegenden Erfindung, die jedoch nicht im Bereich der Ansprüche liegt, ist ein Steuereinrichtungssatz zur Verwendung als eine Steuerstation in einem Fahrzeugverkehrssteuerungs-System und zum Steuern einer Mehrzahl von Fahrzeugen, die sich allgemein innerhalb eines Bereichs befinden, in dem eine Mehrzahl Straßen und/oder Gleisen sich an verschiedenen Orten kreuzt. Der Steuereinrichtungssatz umfasst die Vorrichtung zur Erfassung der Position, die Vorrichtung zur Erfassung des Ziels und die Vorrichtung zur Bestimmung der Route. Die Vorrichtung zur Erfassung der Position umfasst die momentanen Positionen von Fahrzeugen einschließlich eines Fahrzeugs, das gesteuert wird, wobei sie Vorrichtungen verwendet, die in den Fahrzeugen installiert sind, oder außerhalb der Fahrzeuge vorgesehen sind. Die Vorrichtung zur Erfassung des Ziels erfasst Ziele der Fahrzeuge einschließlich dem Fahrzeug, das gesteuert wird, durch den Empfang von dem Fahrzeug, das gesteuert wird, über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal oder durch die Abschätzung, die auf dem Bewegungen der Fahrzeuge beruht. Die Vorrichtung zur Bestimmung der Route überträgt Informationen, die die auf solche Art erfassten momentanen Positionen und Ziele bezeichnen, an die Fahrzeuge, die gesteuert werden, über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal. Daher kann das Fahrzeug, das gesteuert wird, ein Routenmuster oder dessen Komponente, die sich auf das Fahrzeug, das gesteuert wird, bezieht, auf der Basis der Informationen von der Kontrollstation derart bestimmen, dass eine Route des Fahrzeugs, das gesteuert wird, nicht die Route eines anderen Fahrzeugs zu etwa der selben Zeit an der selben Kreuzung kreuzt.
Der zehnte Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuereinrichtungssatz, der jedoch nicht im Bereich der Ansprüche liegt, zur Verwendung als Kontrollstation in einem Fahrzeugverkehrskontrollsystem zum Kontrollieren einer Mehrzahl von Fahrzeugen, die sich allgemein innerhalb eines Bereichs befinden, in welchem eine Mehrzahl von Straßen und/oder Gleisen sich an verschiedenen Orten schneidet. Der Steuereinrichtungssatz umfasst die Vorrichtung zur Erfassung der Position, die Vorrichtung zur Erfassung des Ziels, die Vorrichtung zur Berechnung der Route und die Vorrichtung zur Bestimmung der Route. Die Vorrichtung zur Erfassung der Position erfasst die momentanen Positionen von Fahrzeugen einschließlich dem Fahrzeug, das gesteuert wird, wobei sie Vorrichtungen verwendet, die auf den Fahrzeugen installiert sind oder außerhalb der Fahrzeuge vorgesehen sind. Die Vorrichtung zur Bestimmung des Ziels erfasst Ziele der Fahrzeuge einschließlich dem Fahrzeug, das gesteuert wird, durch das Empfangen von dem Fahrzeug, das gesteuert wird, über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal oder durch eine Abschätzung, die auf den Bewegungen der Fahrzeuge basiert. Die Vorrichtung zur Berechnung der Route berechnet die möglichen Routen der Fahrzeuge, einschließlich des Fahrzeugs, das gesteuert wird, auf Basis der erfassten momentanen Positionen und Ziele des Fahrzeuge und der Geschwindigkeiten, die auf den Straßen und/oder Gleisen zu fahren sind. Die Vorrichtung zur Bestimmung der Route überträgt Informationen, die die möglichen Routen bezeichnen, die durch die Vorrichtung zur Berechnung der Route berechnet werden, an das Fahr zeug, das gesteuert wird, über den Steuereinrichtungs-Fahrzeug-Kommunikationskanal. Daher kann das Fahrzeug, das gesteuert wird, das Routenmuster oder dessen Komponente, das das Fahrzeug, das gesteuert wird, betrifft, auf Basis der Information der Kontrollstation derart bestimmen, das eine Route des Fahrzeugs, das gesteuert wird, nicht eine Route eines anderes Fahrzeugs zu etwa der gleichen Zeit an der gleichen Kreuzung schneidet.
Falls wenigstens ein Teil des Prozesses auf diese Art in der Kontrollstation ausgeführt wird, können die Prozesse bzw. die Verarbeitungsschritte in jedem Fahrzeug reduziert werden.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Vorgabe einer verkehrsangepassten Geschwindigkeit vorhanden. Diese Vorrichtung gibt die oben erläuterte Geschwindigkeit derart vor, dass eine relativ hohe Geschwindigkeit einer Straße oder Gleis zugewiesen wird, für den vorhergesagt wird, dass der Verkehr relativ schwer ist, wenn jedes Fahrzeug sich entsprechend dem bestimmten Routenmuster bewegt. Da es dies ermöglicht, den Verkehr auf den Straßen oder Gleisen zu erhöhen, die leicht verstopft werden, kann der Verkehr im gesamten Bereich erhöht werden.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise eine Vorrichtung einer an die Startzeit angepassten individuellen Geschwindigkeit vorhanden. Diese Vorrichtung gibt die oben erläuterte Geschwindigkeit derart vor, dass eine relativ hohe Geschwindigkeit einer Straße oder Gleis zugewiesen wird, für den vorhergesagt wird, dass Fahrzeuge, die eine relativ lange Startzeit aufweisen, in relativ hoher Anzahl auf dieser Straße oder Gleis fahren, wenn Fahrzeuge sich entsprechend der bestimmten Routenmuster bewegen. Da es dies ermöglicht, das Fahrzeuge, die eine lange Wartezeit aufweisen, Priorität erhalten, um ihre Ziele zu erreichen, kann der Verkehr in dem gesamten Bereich erhöht werden und die Wartezeiten am Start können reduziert werden.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Zuweisung einer an die Startzeit angepassten Geschwindigkeit vorgesehen Diese Vorrichtung weist die oben erläuterte Geschwindigkeit derart zu, dass die Geschwindigkeiten einheitlich entsprechen der vorhergesagten durchschnittlichen Startzeit für Fahrzeuge, die darauf warten, zu starten, erhöht wird, unter der Annahme, dass Fahrzeuge sich entsprechend dem bestimmten Routenmuster bewegen. Dies erst macht es möglich, Wartezeiten bis zum Start zu reduzieren, so dass eine Situation, bei der viele Fahrzeuge darauf warten, zu starten, vermieden werden kann.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung erfassen die Vorrichtung zur Erfassung der Position und die Vorrichtung zur Erfassung des Zieles auch die momentane Position und das Ziel von Fahrzeugen, die nicht gesteuert werden. Die mögliche Route der Fahrzeuge, die nicht gesteuert werden, wird auch in den Routensatz aufgenommen. Somit kann die Bestimmung des Routenmusters präzise durch die Abschätzung des Zieles für das Fahrzeug, das nicht gesteuert wird, durchgeführt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Zählen der Übergabe von Fahrzeugen vorgesehen, um Informationen einzugeben, die mögliche Routen von jedem eintretenden Fahrzeug bezeichnen, von dem vorhergesagt wird, dass es in naher Zukunft in den Bereich eintritt. Die Vorrichtung zur Bestimmung möglicher Routen erzeugt die Routensätze auf Basis der möglichen Route von sowohl der Fahrzeuge, die gesteuert werden, als auch der eintretenden Fahrzeuge. Falls ein Steuereinrichtungs-Steuereinrichtungs-Kommunikationskanal zur Verbindung einer Kontrollstation, die den Bereich abdeckt, und einer anderen Kontrollstation, die einen anderen Bereich abdeckt, vorhanden ist, gibt die Vorrichtung zum Zählen der Übergabe von Fahrzeugen von einer anderen Kontrollstation, die Information ein, die die möglichen Routen jedes eintretenden Fahrzeugs bezeichnet, und liefert an diese Kontrollstation die Informationen, die die möglichen Routen jedes vorhandenen Fahrzeugs bezeichnet, von dem vorhergesagt wird, dass es den Bereich verlässt, durch den Steuereinrichtungs-Steuereinrichtungs-Kommunikationskanal.
Auf diese Weise ist es beispielsweise in einem Verkehrssteuersystem, bei dem eine Kontrollstation in jedem Bereich einer Mehrzahl von Bereichen vorhanden ist, für jedes Fahrzeug möglich, vorzugsweise gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert zu werden, unabhängig von der Aufteilung in eine Mehrzahl an Bereichen. Insbesondere liefert die Verwendung der Steuereinrichtungs-Steuereinrichtungs-Funkkanäle das oben erläuterte Resultat durch ein relativ einfaches Verfahren der Kommunikation zwischen Steuereinrichtung und Steuereinrichtung.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung sind für die Fahrzeuge, die zu steuern sind, Pfade innerhalb des Bereichs, längs denen sie sich zu bewegen haben, und Depots entlang der Pfade für Anwender, um den Fahrzeugen zuzusteigen oder aus diesen auszusteigen, vorhanden. Darüber hinaus ist wenigstens ein Planer zum Steuern der Verzweigungs- und Verbindungsoperationen der Pfade an entsprechenden Kreuzungen der Pfade vorhanden. Ein Kontrollstation, die diesen Bereich abdeckt, umfasst die Vorrichtung zur Erfassung der Position, die Vorrichtung zur Erfassung des Zieles, die Vorrichtung zur Berechnung der Route, die Vorrichtung zur Bestimmung der möglichen Route und die Vorrichtung zur Bestimmung der Route. Diese Vorrichtungen arbeiten entsprechend der Anfrage der Anwender von den Einrichtungen wie etwa Anfrageterminals, die bei den Depots vorgesehen sind, um so die Verzweigungs-Verbindungsoperationen der zugehörigen Kreuzungen durch den Planer entsprechend des sich ergebenden Routenmuster steuert.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung sind die Pfade innerhalb des Bereichs für die Fahrzeuge, die zu steuern sind, längs denen sich diese zu bewegen haben und die Depots längs der Pfade für die Anwender zum Einsteigen in die Fahrzeuge und zum Aussteigen aus den Fahrzeugen optional vorgesehen. Die Kontrollstation, die diesen Bereich abdeckt, umfasst die Vorrichtung zur Erfassung der Position, die Vorrichtung zur Erfassung des Zieles, die die Vorrichtung zur Berechnung der Route, die Vorrichtung zur Bestimmung der möglichen Route und die Vorrichtung zur Bestimmung der Route. Diese Vorrichtungen arbeiten entsprechend der Anfrage der Anwender an den Depots, um die Bewegung der Fahrzeuge entsprechend des sich ergebenden bestimmten Routenmusters zu steuern.
Auf diese Weise kann die Wirkung der vorliegenden Erfindung selbst in einem Verkehrssystem mit Pfaden realisiert werden, das viele Kreuzungen (Verzweigungspunkte) aufweist und viele unspezifizierte Anwender umfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt konzeptionell eine Beziehung zwischen Kreuzungen und Zweige.
2 zeigt räumlich eine Mehrzahl von allgemeinen Routen, die von einem beliebigen Fahrzeug genommen werden können.
3A zeigt ein Kreuzungsmuster, das als ein gegenüberliegendes Verkehrsmuster bekannt ist, welches ein Beispiel eines zulässigen Kreuzungsmusters ist, bei dem Konflikte nicht auftreten.
3B zeigt ein grades gegen ein Linkskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel eines zulässigen Kreuzungsmusters ist.
3C zeigt ein grades gegen ein Linkskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des zulässigen Kreuzungsmusters ist, wobei das Fahrzeug, das die Linkskurve fährt, auf eine Bahn kommt, die sich von dem Muster unterscheidet, das in 3B gezeigt ist.
3D zeigt ein Linkskurven- gegen ein Linkskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des zulässigen Kreuzungsmusters ist.
3E zeigt ein Linkskurven- gegen ein Linkskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des zulässigen Kreuzungsmusters ist, wobei eines der Fahrzeuge, das die Linkskurve macht, auf eine Bahn kommt, die sich von dem Muster unterscheidet, das in 3D gezeigt ist.
3F zeigt ein Linkskurven- gegen ein Linkskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des zulässigen Kreuzungsmusters ist, wobei eines der Fahrzeuge, das die Linkskurve macht, auf eine Bahn kommt, die sich von dem Muster unterscheidet, das in 3D und E gezeigt ist.
3G zeigt ein Linkskurven- gegen ein Rechtskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des zulässigen Kreuzungsmusters ist.
4A zeigt ein Kreuzungsmuster, das als ein Kreuzungsmuster bekannt ist, welches ein Beispiel eines verbotenen Kreuzungsmusters ist, bei dem Konflikte auftreten.
4B zeigt ein grades gegen Linkskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des verbotenen Kreuzungsmusters ist, wobei das Fahrzeug, das die Linkskurve macht, auf eine Bahn kommt, die sich von den Mustern unterscheidet, die in 3B und C gezeigt sind.
4C zeigt ein grades gegen Rechtskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des verbotenen Kreuzungsmusters ist.
4D zeigt ein grades gegen Rechtskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des verbotenen Kreuzungsmusters ist, wobei das Fahrzeug, das die Rechtskurve macht, auf eine Bahn kommt, die sich von dem Muster unterscheidet, das in 4C gezeigt ist.
4E zeigt ein grades gegen Rechtskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des verbotenen Kreuzungsmusters ist, wobei das Fahrzeug, das die Rechtskurve macht, auf eine Bahn kommt, die sich von dem Muster unterscheidet, das in 4C und D gezeigt ist.
4F zeigt ein Linkskurven- gegen Rechtskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des verbotenen Kreuzungsmusters ist, wobei das Fahrzeug, das die Rechtskurve macht, auf eine Bahn kommt, die sich von dem Muster unterscheidet, das in 3G gezeigt ist.
4G zeigt ein Linkskurven- gegen Rechtskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des verbotenen Kreuzungsmusters ist, wobei das Fahrzeug, das die Rechtskurve macht, auf eine Bahn kommt, die sich von den Mustern unterscheiden, die in 3G und 4F gezeigt werden.
4H zeigt ein Rechtskurven- gegen Rechtskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des verbotenen Kreuzungsmusters ist.
4I zeigt ein Rechtskurven- gegen Rechtskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des verbotenen Kreuzungsmusters ist, wobei ein Fahrzeug, das die Rechtskurve macht, auf eine Bahn kommt, die sich von dem Muster unterscheidet, das in 4H gezeigt ist.
4J zeigt ein Rechtskurven- gegen Rechtskurvenmuster, welches ein weiteres Beispiel des verbotenen Kreuzungsmusters ist, wobei ein Fahrzeug, das die Rechtskurve macht, auf eine Bahn kommt, die sich von den Mustern unterscheiden, die in 4H und 4I gezeigt werden.
5A ist ein konzeptuelles Diagramm, das eine Routenwahllogik für ein sich bewegendes Fahrzeug zeigt, und insbesondere eine Route zeigt, die dazu gedacht ist, die kürzeste Zeit zur Erreichung eines Ziels zu benötigen.
5B ist ein konzeptuelles Diagramm, das eine Routenwahllogik für ein sich bewegendes Fahrzeug zeigt, und insbesondere eine Route zeigt, die dazu gedacht ist, die zweitkürzeste Zeit zur Erreichung eines Ziels zu benötigen.
5C ist ein konzeptuelles Diagramm, das eine Routenwahllogik für ein sich bewegendes Fahrzeug zeigt, und insbe sondere eine Route zeigt, die dazu gedacht ist, die drittkürzeste Zeit zur Erreichung eines Ziels zu benötigen.
5D ist ein konzeptuelles Diagramm, das eine Routenwahllogik für ein sich bewegendes Fahrzeug zeigt, und insbesondere eine Route zeigt, die dazu gedacht ist, die viertkürzeste Zeit zur Erreichung eines Ziels zu benötigen.
6A ist ein konzeptuelles Diagramm, das eine Routenwahllogik für ein Fahrzeug zeigt, das darauf wartet, zu starten, und insbesondere eine Route zeigt, die dazu gedacht ist, die kürzeste Zeit zur Erreichung eines Ziels zu benötigen und eine ausreichend lange Wartezeit an einer momentanen Position zu gestatten.
6B ist ein konzeptuelles Diagramm, das eine Routenwahllogik für ein Fahrzeug zeigt, das darauf wartet, zu starten, und insbesondere eine Route zeigt, die dazu gedacht ist, die zweitkürzeste Zeit zur Erreichung eines Ziels zu benötigen und eine ausreichend lange Wartezeit an einer momentanen Position zu gestatten.
6C ist ein konzeptuelles Diagramm, das eine Routenwahllogik für ein Fahrzeug zeigt, das darauf wartet, zu starten, und insbesondere eine Route zeigt, die dazu gedacht ist, die drittkürzeste Zeit zur Erreichung eines Ziels zu benötigen und eine ausreichend lange Wartezeit an einer momentanen Position zu gestatten.
6D ist ein konzeptuelles Diagramm, das eine Routenwahllogik für ein Fahrzeug zeigt, das darauf wartet, zu starten, und insbesondere eine Route zeigt, die dazu gedacht ist, die viertkürzeste Zeit zur Erreichung eines Ziels zu benötigen und eine ausreichend lange Wartezeit an einer momentanen Position zu gestatten.
7 zeigt eine Systemkonfiguration einer Ausführung, die eine Fahrzeug-Fahrzeug-Funkkommunikation verwendet.
8 ist ein funktionales Blockdiagramm eines mobilen Satzes in der ersten und fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein funktionales Blockdiagramm des mobilen Satzes in der zweiten und fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein funktionales Blockdiagramm des mobilen Satzes in der dritten und sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein funktionales Blockdiagramm des mobilen Satzes in der vierten und sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt eine Systemkonfiguration einer Ausführung, die Funksteuerung für Fahrzeuge verwendet, die sich auf Straßen bewegen.
13 ist ein funktionales Blockdiagramm eines Steuereinrichtungssatzes in der fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung.
14 ist ein funktionales Blockdiagramm des Steuereinrichtungssatzes in der sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
15 ist ein funktionales Blockdiagramm des mobilen Satzes in der siebten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
16 ist ein funktionales Blockdiagramm des Steuereinrichtungssatzes in der achten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
17 ist ein funktionales Blockdiagramm des mobilen Satzes in der neunten und zehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
18 ist ein funktionales Blockdiagramm des Steuereinrichtungssatzes in der neunten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
19 ist ein funktionales Blockdiagramm des Steuereinrichtungssatzes in der zehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
20 ist ein funktionales Blockdiagramm eines weiteren Beispieles des mobilen Satzes in der neunten und zehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
21 ist ein funktionales Blockdiagramm eines weiteren Beispieles des mobilen Satzes in der neunten und zehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
22 zeigt eine Systemkonfiguration einer Ausführung, in einem System mit Verkehr auf Pfaden.
23 zeigt ein weiteres Beispiel einer Systemkonfiguration einer Ausführung bei dem System für Verkehr auf Pfaden.
24 ist ein funktionales Blockdiagramm des Steuereinrichtungssatzes in der elften und zwölften Ausführung der vorliegenden Erfindung.
25 ist ein funktionales Blockdiagramm eines weiteren Beispiels des Steuereinrichtungssatzes in der elften und zwölften Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Gemeinsame oder entsprechende Teile der Ausführungen werden mit den selben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Dies soll jedoch nicht vermitteln, dass Teile, die mit identischen Bezugszeichen bezeichnet sind, exakt identische Funktionen bezeichnet. Darüber hinaus ist, obwohl die Beschreibung nachfolgend Automobile für die Steuerung des Verkehrs betrifft, die vorliegenden Erfindung allgemein auf Fahrzeuge anwendbar, die sich auf Straßen oder Gleisen bewegen. Darüber hinaus umfassen die Fahrzeuge hierbei Lebewesen wie bewegliche Menschen. Darüber hinaus verwendet die Beschreibung hierbei den Begriff "Kreuzung" so, dass T-förmige Kreuzungen und Zweige von Pfaden umfasst sind.
(1) Prinzipien
Vorgehend der Beschreibung der Ausführung der vorliegenden Erfindung werden die Prinzipien, die die vorliegenden Erfindung betreffen, mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Ein Bereich, der der Verkehrssteuerung in der vorliegenden Erfindung unterworfen werden soll, umfasst allgemein eine Mehrzahl von Kreuzungen (nachfolgend auch als "Knoten" bezeichnet) und Straßen oder Pfade (nachfolgend "Verzweigungen"), die diese Kreuzungen miteinander verbinden (siehe 1). Falls ein zweidimensionales Koordinatensystem, das Positionen innerhalb des Bereichs repräsentiert, im vorhinein zugewiesen ist, kann die momentane Position und das Ziel jedes Fahrzeugs als Koordinatenwerte ausgedrückt werden und die Route jedes Fahrzeugs kann als ein Satz oder eine Kette ausgedrückt werden, die einen Zweig umfasst, der einen Punkt, der die momentane Position bezeichnet, mit einer nähergelegenen Kreuzung verbindet, einen Zweig, der diese Kreuzung mit der nächsten Kreuzung verbindet, usw. und einen Zweig, der eine letzte Kreuzung mit einem Punkt verbindet, der das Ziel bezeichnet. Obwohl aus Gründen der Einfachheit 1 einen Bereich illustriert, der keine Unterführungen aufweist, kann die vorliegenden Erfindung auch auf Bereiche angewendet werden, die Unterführungen aufweisen. In einem solchen Fall kann ein dreidimensionales Koordinatensystem verwendet werden, oder ein Attribut, das anzeigt, dass Konflikte von Fahrzeugrouten nicht auftreten können, kann jeder Kreuzung zugewiesen sein, um so bei der Verarbeitung der Konfliktzurückweisung (die nachfolgend beschrieben wird) ausgenommen zu werden. Darüber hinaus kann, obwohl Schleifen der Zweige nicht in 1 gezeigt sind, der Einfluss von Schleifen als eine längere oder kürzere ebene Distanz ausgedrückt werden, oder als ein Attribut für jeden Zweig ausgedrückt werden. Es müssen keine Beschränkungen bezüglich des Formats der Daten, die die Zweige ausdrücken, auferlegt werden.
Wie in 2 gezeigt, können Änderungen in der Position des Fahrzeugs von der momentanen Zeit t₁ zu zukünftigen Zeiten t₂, t₃, t₄, usw. als eine gebrochene Linie ausgedrückt werden, die monoton von dem Punkt, der die momentane Position anzeigt, zu dem Punkt, der das Ziel anzeigt, steigt. Allgemein gibt es eine Mehrzahl von gebrochenen Linien, d. h., möglichen Routen für das Fahrzeug von der momentanen Position zu dem Ziel. (vgl. 2, 5A bis 5D und 6A bis 6D). Beispielsweise weisen die Beispiele von 2, 5A bis 5D und 6A bis 6D jedes hier mögliche Routen (Routen 1 bis 4) für ein Fahrzeug zu der momentanen Zeit t₁ auf. Um die Reise der Fahrzeugs im Anschluss an die momentane Zeit t₁ fortzusetzen, muss eine der möglichen Routen ausgewählt werden. Diese Auswahl wird nachfolgend als Routenwahl bezeichnet. Bei dem konventionellen VICS wird eine Information, wie ein Verkehrsstau jedem Fahrzeug mittels der Funkkanäle übermittelt, um so den Fahrer des Fahrzeugs bei der Kurswahl zu unterstützen, und in dieser Hinsicht ist VICS nützlich, um rasch ein Ziel zu erreichen, oder Verkehrsstauungen zu erreichen. Jedoch ist es nur mit VICS nicht möglich, den Verkehr von vielen Fahrzeugen zu optimieren, die sich auf einer bestimmten Bahn eines Bereichs bewegen, oder sich anschicken, sich darauf zu bewegen und es für jedes Fahrzeug zu ermöglichen, das Ziel rasch zu erreichen, ohne in einem Verkehrsstau stecken zu bleiben oder ohne häufiges Stoppen und Anfahren. Ein Grund für diese Begrenzung ist eine Funktion für die zentralisierte Steuerung der Routen für eine Mehrzahl von Fahrzeugen und eine Funktion zur Entscheidung oder Koordination der Routen eines Fahrzeugs entsprechend der Route von anderen Fahrzeugen nicht vorhanden ist. Diese Funktionen werden bei der vorliegenden Erfindung auf die folgende Weise zur Verfügung gestellt.
Zuerst wird angenommen, dass N-Kreuzungen innerhalb eines gegebenen Bereiches vorhanden sind. Eine mögliche Route für ein beliebiges Fahrzeug kann als ein Satz von Informationen ausgedrückt werden, welche der N-Kreuzungen gekreuzt werden und zu welcher Zeit das Fahrzeug die Kreuzungen kreuzen wird. Wenn beispielsweise ein i-tes Fahrzeug eine j_i-te mögliche Route wählt, falls die abgeschätzte Zeit des Überquerens einer k-ten Kreuzung als T_i.ji.k ausgedrückt und T_i.ji.k = 0 für Kreuzungen gesetzt wird, die nicht überquert werden, kann jede Route als N-dimensionaler Vektor T_i.ji = [T_i.ji.k] ausgedrückt werden. Darüber hinaus wird der Zustand eines Fahr zeugverkehrs in dem Bereich in naher Zukunft durch eine Kombination der Route bestimmt, die das erste Fahrzeug nimmt, der Route, die das zweite Fahrzeug nimmt, ..., und der Route, die das n-te Fahrzeug nimmt. Daher kann der Zustand des Fahrzeugverkehrs in dem Bereich in naher Zukunft als eine n-reihige, N-spaltige Matrix T_c realisierte werden, die in dem folgenden Ausdruck gegeben ist, wobei die Reihe durch den i-ten der N-dimensionalen Vektoren T_i.ji gegeben ist.
wobei
T_c eine n-reihige, N-spaltige Matrix ist, die eine Kombination eine der möglichen Routen des ersten Fahrzeugs, eine der möglichen Routen des zweiten Fahrzeugs, ..., und eine der möglichen Routen des n-ten Fahrzeugs innerhalb eines Servicebereichs ausdrückt, der N-Kreuzungen aufweist.
T_i.ji ein N-dimensionaler Vektor ist, der die j_i-te Route unter den Routen ausdrückt, die das i-te Fahrzeug nehmen kann.
T_i.ji.k ein bezeichnet die abgeschätzte Zeit für das i-te Fahrzeug, die k-te Kreuzung zu überqueren, wenn die j_i-te Route genommen worden ist. T_i.ji.k = 0, wenn die Kreuzung nicht überquert wird.
i = 1, 2, ..., n
j_i = 1, 2, ..., j_imax
k = 1, 2, ..., N
N bezeichnet die Anzahl an Fahrzeugen, die sich innerhalb des Servicebereichs befinden.
j_imax bezeichnet die Anzahl an Routen, die von dem i-ten Fahrzeug genommen werden können.
N bezeichnet die Anzahl von Kreuzungen, die sich innerhalb des Servicebereichs befinden.
N, j_imax n sind natürlich Zahlen
Die Matrix T_c drückt eine Kombination von möglichen Routen aus, deren Anzahl N_c ist, gegeben durch die folgende Gleichung, wenn die Anzahl von möglichen Routen für das i-te Fahrzeug als j_imax ausgedrückt wird. Nc = jimax × j2max × ... × jnmax (2)
Die Optimierung des Verkehrs von Fahrzeugen kann erreicht werden, indem sukzessive von der Anzahl N_c der Kombinationen T_c zu den Zeiten t₁, t₂, t₃, t₄, u. s. w. eine Route ausgewählt wird, die es gestattet, ein Ziel rasch zu erreichen, ohne dass die Fahrzeuge in einem Verkehrsstau stecken bleiben und ohne dass diese häufig anhalten und wieder anfahren. D. h. bei der vorliegenden Erfindung wird eine Kombination ausgewählt, wie in 2 gezeigt, aus der Anzahl N_c der Kombinationen T_c, bei der die durchschnittliche Zeit, die erforderlich ist, das alle Fahrzeuge ihre Ziele ausgehend von ihren momentanen Positionen erreichen, die kürzeste ist. Falls die Routen, die zu der ausgewählten Kombination gehören, von den Fahrzeugen gefahren werden müssen, können alle Fahrzeuge innerhalb des Bereichs ihre Ziele in relativ kurzen Zeiten erreichen, ohne in Verkehrsstaus zu geraten.
Darüber hinaus werden bei der vorliegenden Erfindung, um Verkehrsstauungen und ein häufiges Anhalten und Wiederanfahren zu vermeiden, Kombinationen, die Situationen verursachen, in denen eine Mehrzahl von Fahrzeugen zu etwa der selben Zeit die gleiche Kreuzung überquert, als eine Regel aus der oben erläuterten Auswahl eliminiert. Falls die Fahrzeuge sich auf den Routen bewegen, die zu der ausgewählten Kombination gehören, überquert eine Mehrzahl von Fahrzeugen nicht zu etwa der selben Zeit eine gleiche Kreuzung, und das Anhalten und Wiederanfahren an den Kreuzungen wird eliminiert, so dass die Ziele rasch erreicht werden können, was dazu führt, dass die Energieeffizienz verbessert wird, insbesondere eine Reduzierung der Emissionen erreicht wird, wenn es benzingetriebene Fahrzeuge sind, die gesteuert werden.
Darüber hinaus wird bei der vorliegenden Erfindung, selbst für Kombinationen, die Situationen verursachen, in denen eine Mehrzahl von Fahrzeugen zu etwa der selben Zeit eine gleiche Kreuzung überquert, nur zulässige Kreuzungsmuster geliefert. Die Eliminierung nur derjenigen Kombinationen, bei denen verbotene Kreuzungsmuster auftreten, aus der oben erläuterten Eliminierung maximiert die Anzahl von auswählbaren Kombinationen ohne Konflikte zu verursachen. Das zulässige Kreuzungsmuster, das hier erwähnt worden ist, ist ein Fahrzeug-Kreuzungsmuster, bei dem Konflikte nicht auftreten (vgl. 3A bis 3G), während das verbotene Kreuzungsmuster ein Fahrzeug-Kreuzungsmuster ist, bei dem Konflikte auftreten (vgl. 4A bis 4J). 3A bis 3G und 4A bis 4J zeigen Beispiele, bei denen zwei Fahrzeuge in eine einfache rechtwinklige Kreuzung einfahren. Jedoch sollte es für den Fachmann leicht möglich sein, diese Anwendung als Präferenz zu verwenden und auf Beispiele zu erweitern, die Drei-Straßen-Kreuzungen und Fünf-Straßen-Kreuzungen abdecken und Situ ationen, in denen drei oder mehr Fahrzeuge in eine Kreuzung einfahren.
Darüber hinaus wird bei der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug, das zur momentanen Zeit t₁ noch nicht begonnen hat, sich zu bewegen, auch einer Wartesteuerung unterworfen und wird zu einem geeigneten Zeitpunkt gestartet, so dass das Fahrzeug nicht an Kreuzungen anhalten und wiederanfahren muss und nicht in Verkehrsstaus gerät (vgl. 5A bis 5D und 6A bis 6D). D. h., so dass das Ziel rasch erreicht wird, und so dass das Ziel über eine Reise mit hoher Geschwindigkeit erreicht wird, ohne Anzuhalten, nachdem die Reise einmal begonnen worden ist, wobei die Abfahrtszeit vom Startpunkt um einen Betrag verzögert wird, so dass vorteilhafterweise nicht die Ankunftszeit verzögert wird. Bei der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus die Fahrzeuggeschwindigkeit, die notwendig ist, wenn die abgeschätzte Kreuzungszeit T_i.ji.k abgeschätzt wird, geeignet für jeden Zweig festgelegt, um so den Betrag an Verkehrs in dem gesamten Bereich zu maximieren, um die verschwendete Zeit vor dem Starten zu verkürzen, und um vorteilhafterweise die Reisezeit von Fahrzeugen zu verkürzen, die eine relativ lange Startzeit haben.
(2) Überblick über die Verarbeitung
Einen Überblick über die Abarbeitung bzw. Verarbeitung bei der vorliegenden Erfindung wird als nächstes beschrieben. Bei der vorliegenden Erfindung wird der oben erläuterte Vektor T_i.ji erzeugt und darüber hinaus die Matrix T_c erzeugt. Um die geschätzten Kreuzungszeiten T_i.ji.k, welche Komponenten der Matrix Tc sind, zu bestimmen, sind Informationen über die momentane Position, das Ziel und die Fahrzeuggeschwindigkeit und Bewegung/Start an jeder Verzweigung erforderlich. Unter diesen kann die momentane Position aus der Erfassung oder der Eingabe durch einen Insassen des Fahrzeugs erhalten werden. Das Ziel kann aus der Eingabe durch den Insassen des Fahrzeugs bestimmt werden oder aus einer Abschätzung auf Basis der momentanen Position und Geschwindigkeit. Der Bewegungs- oder Startzustand kann aus der Erfassung bestimmt werden, oder aus der Eingabe durch den Insassen des Fahrzeugs. v0k(k+1) = v0 oder vi (3)wobei v_0k(k+1) Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, die dieses im Zweig L_k(k+1) einnimmt;
L_k(k+1) bezeichnet die Straße (Zweig), der eine k-te Kreuzung mit einer (k + 1)-ten Kreuzung verbindet;
v₀ ist eine Konstante; und
v_i ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zur momentanen Zeit t₁ (v₀ beim Start).
Wie in obiger Gleichung 3 gezeigt, kann für die Geschwindigkeit in jedem Zweig entweder die Konstante v₀ oder ein erfasster Wert oder Eingabewert v_i der Geschwindigkeit für jedes Fahrzeug zur momentanen Zeit t₁ verwendet werden. Insbesondere die Verwendung der Konstanten v₀ für die Geschwindigkeit vereinfacht die Berechnungen zur Bestimmung der Matrix T_c. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung der momentanen Geschwindigkeit v_i bei der Verarbeitung des Fahrzeugs, die Matrix Tc so zu erhalten, dass ihr Inhalt den tatsächlichen Bewegungszustand jedes Fahrzeugs präziser wiedergibt. Die folgende Gleichung 4 kann verwendet werden, um sukzessive die Geschwindigkeit in jedem Zweig zu adaptieren. In dieser Gleichung bedeutet F einen Term zur Erhöhung des Gesamtverkehrs des Systems ohne Verstopfung, indem die Geschwindigkeit in Zweigen, die eine große Menge an Fahrzeugverkehr aufweisen, erhöht wird, G bezeichnet einen Term, um ein Fahrzeug zu haben, das für eine verlängerte Zeit gezwungen wird, zu warten, um sich mit der größtmöglichen Geschwindigkeit zu bewegen, nachdem es gestartet ist, um so die durchschnittliche Zeit, die für das Fahrzeug erforderlich ist, sein Ziel zu erreichen, zu verkürzen, und H ist ein Term zur Verkürzung des Durchschnitts der Startzeit für jedes Fahrzeug, um so die Zeit zu verkürzen, die erforderlich ist, das Ziel zu erreichen, und um dabei zu helfen, zu verhindern, dass Passagiere aufgrund der Wartezeit ungeduldig werden. Die Terme F, G und H müssen nicht alle in der Gleichung enthalten sein. v0k(k+1) = v0k(k+1) + F(nk(k+1)) + G(nwk(k+1) + H(Swk(k+1)) (4)wobei F(
), G(
), H(
) Funktionen bezeichnen;
n_k(k+1) die Anzahl der Fahrzeuge bezeichnet, von denen erwartet wird; dass sie den Zweig L_k(k+1) Passieren;
n_wk(k+1) bezeichnet die Anzahl von Fahrzeugen unter den Fahrzeugen, von denen erwartet wird, dass sie den Zweig L_k(k+1) passieren, welche eine Startzeit haben, die größer als ein vorbestimmter Wert ist;
S_wk(k+1) bezeichnet eine gewichtet Kombination (Summe) der Startzeit von Fahrzeugen, von denen erwartet wird, dass sie Zweig L_k(k+1) passieren.
Darüber hinaus enthalten, um auch die Startzeit bis zum Start der Verkehrssteuerung zu unterwerfen, die erwarteten Kreuzungszeiten T_i.ji.k, welches Komponenten der Matrix T_c sind, Startzeiten t_wi.ji als unbekannte Komponenten. Für alle j_i für Fahrzeuge während der Bewegung gilt t_wi.ji = 0. Darüber hinaus wird zur Routensatzauswahl basierend auf der erwarteten Zeit die erwartete Zeit T_gi.ji für alle j_1max + j_2max + ... + j_nmax Anzahl von Vektoren T_i.ji berechnet. Die erwartete Zeit T_gi.ji umfasst auch die Startzeit t_wi.ji als unbekannten Bereich.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Matrix T_c, die auf diese Art und Weise erzeugt wurde, verwendet, um Konflikte zwischen Routen von Fahrzeugen an jeder Kreuzung zu erfassen. D. h., falls die Bedingung, die in untenstehender Gleichung 5 ausgedrückt ist, an der k-ten Kreuzung erfüllt ist, wenn das i-te Fahrzeug die j_i-te Route nimmt, wird angenommen, dass kein Konflikt zwischen der Route des i-ten Fahrzeugs und den Routen der anderen Fahrzeuge an der k-ten Kreuzung auftritt, selbst falls das erste Fahrzeug die Route mit Nummer j₁ nimmt, das zweite Fahrzeug die Route j₂ nimmt, ..., und das n-te Fahrzeug die j_n-te Route nimmt. Der hierbei erwähnte Konflikt zeigt an, dass die Distanz zwischen Fahrzeugen unter ein vorbestimmtes unteres Limit fällt. Falls die oben erläuterte Bedingung nicht erfüllt ist, und die relative Beziehung der Routen einer Mehrzahl von Fahrzeugen, die sich der k-ten Kreuzung nähern, eine erlaubtem Kreuzungsmuster entspricht, wird angenommen, dass kein Konflikt auftritt. Kombinationen, welche angenommen wird, dass kein Konflikt auftritt, werden bei der nachfolgenden Verarbeitung einer selektiven Bestimmung unterworfen. |Ti.ji.k – T1.j1.k| > ΔTk, |Ti.ji.k – T2.j2.k| > ΔTk, ..., und |Ti.ji.k – Tn.jn.k| > ΔTk (5)wobei i = 1, 2, ..., n
j_i = 1, 2, ..., j_imax
k = 1, 2, ..., N
ΔT_k = (unteres Limit der Distanz zwischen Fahrzeugen)/(Geschwindigkeit, die im ausgehenden Zweig zu fahren ist)
Darüber hinaus muss, da die erwartete Kreuzungszeit T_i.ji.k die Startzeit t_wi.ji als eine Variable enthält, die Startzeit t_wi.ji vorher festgesetzt werden, um auf der Basis der Zeiten zur Überquerung einer Kreuzung zu bestimmen, ob ein Konflikt an dieser Kreuzung auftritt. Umgekehrt wird die Zeit zum Überqueren, für die angenommen wird, dass kein Konflikt auftritt, gesucht, indem allmählich die Startzeit t_wi.ji variiert wird, und falls eine solche Zeit zum Überqueren gefunden wird, setzt die Startzeit t_wi.ji zu dieser Zeit die Startzeit t_wi.ji, die in der nachfolgenden Verarbeitung zu verwenden ist. Somit kann die Startzeit t_wi.ji auf diese Weise eines trial-and-error-Prozesses festgesetzt werden. Beispielsweise kann die Startzeit t_wi.ji aus der nächsten Gleichung 6 festgesetzt werden.
Dabei bezeichnet t_wi.ji die Startzeit, wenn das i-te Fahrzeug die j_i-te Route nimmt;
α ist ein minimaler positiver Wert, bei dem kein Konflikt auftritt.
Nachdem Routen, bei denen ein Konflikt auftritt, auf diese Art und Weise aus der Auswahl eliminiert worden sind, wird die erwartete Kreuzungszeit T_i.ji.k auf Basis der festgelegten Startzeit t_wi.ji festgelegt und die Routenwahl wird ausgeführt, wobei die festgelegte erwartete Kreuzungszeit T_i.ji.k verwendet wird. D. h., durch die Auswahl unter einer Anzahl N_c von Matrizen T_c einer Kombination, bei der der durchschnittliche Wert T_m.j1.j2...jn der erwarteten Zeit T_gi.ji gleich der minimalen durchschnittlichen erwarteten Zeit T_min ist, wie in Gleichung 7 ausgedrückt, kann eine Kombination von Routen, die von Fahrzeugen, die sich innerhalb des Bereichs befinden, genommen werden müssen, als eine n-reihige, N-spaltige Matrix T_t in Gleichung 8 erhalten werden. Falls eine Mehrzahl von Routen T_t existiert, wird eine auf Basis der Startzeit T_wi.ji ausgewählt. Tmin = min(Tm.ji.j2...jn) (7)wobei min (.) ein minimaler Wert für alle Kombinationen ist, bei denen kein Konflikt auftritt, von j1, j2, ..., jn
T_m.ji.j2...jn = (T_g1.ji + T_g2.j2 + ... + T_gn.jn)/n: durchschnittliche erwartete Zeit aller Fahrzeuge, wenn das i-te Fahrzeug die j₁-te Route nimmt, das zweite Fahrzeug die j₂-te Route nimmt, ... und das n-te Fahrzeug die j_n-te Route nimmt.
T_gi.ji bezeichnet die erwartete Zeit, wenn das i-te Fahrzeug die j_i-te Route nimmt.
wobei T_t eine n-reihige, n-spaltige Matrix ist, die eine Kombination unter all den Routensätzen zeigt, die (1) keinen – oder einen minimalen – Konflikt an Kreuzungen aufweist und wobei (2) T_m.ji.j2...jn = T_min. Falls es mehr als eine Kombination gibt, die diese Bedingungen erfüllt, wird eine Auswahl getroffen, wobei (a) t_wi.ji für ein spezifisches Fahrzeug minimiert wird, (b) der durchschnittliche Wert von t_wi.ji aller Fahrzeuge minimiert wird, etc.
T_ti ist ein N-dimensionaler Vektor, der eine Route (Kommando) bezeichnet, die von dem i-ten Fahrzeug genommen werden muss.
T_tik ist die Zeit, wenn das i-te Fahrzeug die k-te Kreuzung überquert (das Fahrzeug überquert sie nicht, wenn T_tik = 0).
Bei der vorliegenden Erfindung ergibt sich die Matrix T_t oder jeder der N-dimensionalen Vektoren T_ti, der eine der Reihenkomponenten von dieser enthält, für jedes Fahrzeug, das sich innerhalb des Bereichs befindet, oder wird an jedes Fahrzeug von der Kontrollstation übertragen, um den Fahrer des Fahrzeugs zu informieren oder um dem Fahrzeugverkehrssteuersystem als ein Steuerkommando zu dienen. Als Ergebnis kann der Fahrzeugverkehr innerhalb des Bereichs optimiert werden und Verbesserungen, beispielsweise bei der Energieeffizienz, können erreicht werden. Darüber hinaus kann, da eine Information bezüglich der Startzeit t_wi.ji von jedem Fahrzeug in der bestimmten Matrix T_t oder in jedem der N-dimensionalen Vektoren t_ti, die eine der Reihenkomponenten von dieser enthalten, enthalten ist, eine Anpassung oder Steuerung der Startzeit t_wi.ji darüber hinaus für im Stillstand wartende Fahrzeuge durchgeführt werden, was zu einer Optimierung des Fahrzeugverkehrs und Verbesserungen beispielsweise bei der Energieeffizienz führt. Darüber hinaus ermöglicht es ein Prozess zur Erhöhung der Geschwindigkeit in einem Zweig, der eine große Anzahl von diesen passierenden Fahrzeugen aufweist, dass der Verkehr in dem gesamten Bereich erhöht wird, ohne dass Stauungen auftreten, und dass die Geschwindigkeit in jedem Zweig erhöht wird, durch welchen eine große Anzahl von Fahrzeugen fährt, die lange Startzeiten t_wi.ji haben, oder die Bestimmung der Geschwindigkeit in jedem Zweig so, dass die Startzeiten in dem Gesamtbereich im Durchschnitt kurz werden, was es ermöglicht, Unbequemlichkeiten aufgrund des Wartens abzuschwächen, ebenso wie den Verkehr zu erhöhen.
(3) Ausführungsformen, die eine Funkkommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug verwenden
Ausführungen der vorliegenden Erfindung umfassen Ausführungsformen, die auf Weg- bzw. Straßenverkehrssysteme anwendbar sind, und Ausführungsformen, die an Bahnverkehrssysteme anwendbar sind. Die Ausführungsformen, die auf Straßenverkehrssysteme anwendbar sind, umfassen ferner eine Ausführungsform, die Funkkommunikation zwischen den Fahrzeugen verwendet, eine Ausführung, die eine funkbasierte Fahrzeugsteuerung durchführt, und eine Ausführung, die sowohl Funkkommunikation zwischen den Fahrzeugen als auch eine funkbasierte Fahrzeugsteuerung verwendet. Nachfolgend werden nacheinander die Ausführungen beschrieben, die die Funkkommunikation zwischen den Fahrzeugen in dem Straßenverkehrssystem verwendet, die Ausführung, die die funkbasierte Fahrzeugsteuerung in dem Straßenverkehrssystem verwendet (einschließlich der Ausführung, die sowohl die Funkkommunikation zwischen den Fahrzeugen als auch die funkbasierte Fahrzeugsteuerung verwendet), und die Ausführung, die auf ein Bahnverkehrssystem anwendbar ist.
Als erstes ist, wie in 7 gezeigt, in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in dem Straßenverkehrssystem, bei dem sich Fahrzeuge auf Straßen bzw. Wegen bewegen, jedes Fahrzeug mit einem mobilen Satz ausgestattet, der Funkkommunikationsfunktionen zur Durchführung einer Funkkommunikation zwischen den Fahrzeugen oder zwischen dem Fahrzeug und einer Kontrollstation umfasst. Falls die vorliegende Erfindung mit Funkkommunikation zwischen den Fahrzeugen und ohne eine Kontrollstation ausgeführt werden soll, können die Konfigurationen, die in den 8 bis 11 gezeigt sind, in jeder Fahrzeugrichtung verwendet werden.
Als erstes umfasst die Fahrzeugvorrichtung einer ersten Ausführung, die in 8 gezeigt ist, einen Sender 10 und einen Empfänger 12. Der Sender 10 überträgt drahtlos mittels einer Antenne 20 über einen Antennenkombinierer 18 ein Ziel, das durch einen Insassen des Fahrzeugs eingegeben wird, der eine Vorrichtung 14 zur Eingabe des Ziels (wie eine Tastatur oder eine Stimmeingabevorrichtung) betätigt, und eine momentane Position und Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch einen Detektor erfasst werden (wie etwa eine Navigationsvorrichtung oder einen Geschwindigkeitssensor) 16. Der Empfänger 12 empfängt durch die Antenne 20 über den Antennenkombinierer 18 die Informationen, d. h. die Ziele, momentanen Positionen und Geschwindigkeiten von anderen Fahrzeugen, die mittels Funk von den Fahrzeugvorrichtungen (mobile Sätze) übertragen werden, die in den anderen Fahrzeugen enthalten sind. Der Betrieb dieser funktionalen Glieder führt zu der Erfassung von Informationen, die das Ziel, die momentane Position und Geschwindigkeit des lokalen Fahrzeugs und anderer Fahrzeuge anzeigen. Eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 steuert die Funkkommunikation durch den Sender 10 und Empfänger 12 so dass es keinen Konflikt der Information auf den Funkkanälen gibt, die das Fahrzeug mit anderen Fahrzeugen verbinden, und so, dass der Empfang von Informationen ohne nennenswerte Fehler ausgeführt wird. Diese Steuerung kann bekannte Techniken der mobilen Kommunikation verwenden.
Die erfasste bzw. gesammelte Information wird bei der Erzeugung der oben erläuterten N-dimensionalen Vektoren T_i.ji in einem Routenvektorgenerator 22 verwendet, und die erzeugten Vektoren T_i.ji werden bei der Erzeugung der n-reihigen, N-spaltigen Matrix Tc in einem Routenmatrixgenerator 24 verwendet (vergleiche Gleichung 1). Darüber hinaus bestimmt ein Diskriminator 26, ob jedes Fahrzeug sich bewegt oder wartet, auf Basis von Informationen, die die Geschwindigkeit betreffen, welche von dem Detektor 16 oder Empfänger 12 erhalten werden. Entsprechend dem Ergebnis erzeugt der Routenvektorgenerator 22 den Vektor T_i.ji durch das Ersetzen von 0 (während der Bewegung) oder einem unbekannten Wert (während des Wartens) für die Startzeit t_wi.ji. Darüber hinaus wird die Geschwindigkeit, die in jedem Zweig zu fahren ist, durch Gleichung 3 bestimmt, wobei das Ergebnis davon bei der Erzeugung des Vektors T_i.ji verwendet wird. Darüber hinaus berechnet basierend auf dem Vektor T_i.ji eine Vorrichtung zur Berechnung der erwarteten Zeit 28 eine Zeit T_gi.ji, die für jedes Fahrzeug erforderlich ist, ein jeweiliges Ziel zu erreichen. Jedoch wird die Startzeit t_wi.ji eines wartenden Fahrzeugs zur momentanen Zeit t₁ als ein unbekannter Wert behalten.
Eine Vorrichtung zur Eliminierung von Konflikten 30 eliminiert Routenmuster, die Routensätze bezeichnen, bei denen Konflikte an Kreuzungen auftreten können, von möglichen Routenmustern, die Routensätze anzeigen, von denen eines als ein Routenmuster ausgewählt werden würde, das die Fahrzeuge schließlich befolgen müssen, aus den N_c Typen (vergleiche Gleichung 2) von Matrizen T_c. Das heißt, wie in Gleichung 5 gezeigt, werden Routenmuster, die irgend eines der verbotenen Kreuzungsmuster (vergleiche 4A bis 4J) enthalten, werden von den möglichen Routenmuster eliminiert. Zu diesem Zeitpunkt bestimmt die Vorrichtung 30 zur Eliminierung von Konflikten die Startzeit t_wi.ji für jede mögliche Route für wartende Fahrzeuge, wie durch Gleichung 6 gezeigt. Eine Vorrichtung 32 zur Berechnung einer optimierten erwarteten Zeit bestimmt die erwartete Zeit T_gi.ji durch das Ersetzen der Startzeit t_wi.ji, die von der Vorrichtung 30 zur Eliminierung von Konflikten erhalten wird, für den unbekannten Bereich in der erwarteten Zeit T_gi.ji, die von der Vorrichtung 28 zur Berechnung der erwarteten Zeit erhalten wird, und führt die Berechnung durch, die in Gleichung 7 gezeigt ist, wobei diese erwartete Zeit T_gi.ji verwendet wird. Die Vorrichtung 32 zur Berechnung der optimierten erwarteten Zeit wählt weiterhin eine Matrix T_c aus, welche durchschnittliche Werte T_m.j1.j2...jn der erwarteten Zeit T_gi.ji gleich dem minimalen Wert T_min macht, aus einer Mehrzahl von Matrizen T_c, die allgemein auf dieser Stufe existieren. Als ein Ergebnis der Auswahl einer Matrix T_c wird die Matrix T_t, die in Gleichung 8 gezeigt ist, erhalten.
Somit kann dem Fahrer des Fahrzeugs eine optimale Route vorgeschlagen werden, indem unter der erhaltenen Matrix T_t wenigstens eine Information über die Route (die die Startzeit umfasst) des lokalen Fahrzeugs angezeigt wird, wie etwa Karten, die Kreuzungen anzeigen, die passiert werden müssen, und empfohlene (vorhergesagte) Kreuzungszeiten der Kreuzungen auf einem Bildschirm einer Anzeige 34 der Route und Zeit (wie etwa einem Miniatur-CRT oder LCD), die in dem Fahrzeug vorhanden ist. Die selbe Information kann auch an eine Fahrzeugsteuereinrichtung 36 geliefert werden, die solche Operationen wie den Antriebsstrang des Fahrzeugs, das Bremssystem und das Steuersystem für automatisches oder halbautomatisches Fahren steuert. Wie durch die unterbrochene Linie in der Abbildung gezeigt, kann die momentane Position und Geschwindigkeit, die von dem Detektor 16 erfasst werden, für das automatische oder halbautomatische Fahren des Fahrzeugs verwendet werden. Entsprechend dieser Ausführungsform können die Startzeit und die Route jedes Fahrzeugs so gesteuert werden, dass keine Konflikte an den Kreuzungen auftreten. Darüber hinaus werden, da keine Kontrollstationen notwendig sind, keine zu sätzlichen Kosten für die Infrastruktur erzeugt. Zusätzlich verbessert sich, da der Vektor T_i.ji so bestimmt wird, dass er Beschleunigungen und Verzögerungen minimiert, die Energieeffizienz des Verkehrssystems als Ganzes. Wenn beispielsweise benzinbetriebene Fahrzeuge verwendet werden, werden Abgasemissionen reduziert.
Bei der Fahrzeugvorrichtung einer zweiten Ausführung, die in 9 dargestellt ist, sind eine Vorrichtung 38 zur Zuweisung einer verkehrsadaptiven Geschwindigkeit und eine Vorrichtung 40 zur Zuweisung einer zeitadaptiven Geschwindigkeit vorhanden, so dass die Geschwindigkeiten, die in der Vorrichtung 22 zur Erzeugung des Routenvektors verwendet werden, das heißt, die Geschwindigkeiten, die in jedem Zweig zu fahren sind, entsprechend dem Verkehr und den Startzeiten festgelegt wird. Die Vorrichtung 38 zur Zuweisung einer verkehrsadaptiven Geschwindigkeit erhält aus der Matrix T_t den Term F in Gleichung 4, und die Vorrichtung 40 zur Zuweisung der zeitadaptiven Geschwindigkeit erhält die Terme G und H, deren Ergebnisse verwendet werden, um die Geschwindigkeit V_0k(k+1) zu adaptieren. Somit ermöglicht diese Ausführung eine Verarbeitung, so dass die Geschwindigkeiten in Zweigen mit hohem Verkehr erhöht werden, während Beschleunigung und Verzögerung zu einem gewissen Grade zugelassen werden, um Geschwindigkeiten in Zweigen zu erhöhen, durch welche Fahrzeuge, die gezwungen sind, eine lange Zeit bis zum Start zu warten, häufig fahren werden, und um die Geschwindigkeit in jedem Zweig zu erhöhen, wenn die durchschnittliche Startzeit in dem gesamten Bereich sich zu verlängern scheint. Dies erlaubt Erhöhungen in dem Verkehr, während die Energieeffizienz bei einem gewissen Niveau gehalten wird, und verkürzt die Startzeiten. Darüber hinaus können, indem die Geschwindigkeiten V_0k(k+1), die der Anzeige 34 für Route und Zeit zuzuweisen sind, geliefert werden, die empfohlenen oder vorhergesagten Geschwindigkeiten in jedem Zweig unter den momentanen Ver kehrsbedingungen an den Fahrer des Fahrzeugs übermittelt werden, und durch das Liefern an die Fahrzeugsteuereinrichtung 36 kann die Fahrzeugsteuereinrichtung 36 diese Geschwindigkeiten realisieren, während die Beschleunigung und Verzögerung minimiert wird.
Bei der Fahrzeugvorrichtung einer dritten Ausführung, wie sie in 10 gezeigt ist, sind ein Sender 42 und ein Empfänger 44 vorhanden, um die Route jedes Fahrzeugs anstelle des Zieles, des momentanen Ortes und der Geschwindigkeit jedes Fahrzeugs zu senden und zu empfangen. Der Sender 42 in einem Fahrzeug extrahiert den Vektor (der die Startzeit enthält), der die Route des lokalen Fahrzeugs bezeichnet, aus der Matrix T_t, die durch den selben Prozess erhalten wird wie bei der ersten Ausführung, und sendet bzw. überträgt unter Verwendung der Antenne 20 über den Antennenkombinierer 18 die Information des extrahierten Vektors. Der Empfänger 44 in einem anderen Fahrzeug empfängt die solcherart übermittelte Vektorinformation durch den Funkkanal, der zwischen diesen zwei Fahrzeugen vorgesehen ist, unter Verwendung der Antenne 20 mittels des Antennenkombinierers 18, und sammelt durch Wiederholen dieser Operation die n-dimensionalen Vektoren T_ti, von denen jeder die Route des anderen Fahrzeugs bezeichnet, und liefert diese gesammelten n-dimensionalen Vektoren T_ti an die Vorrichtung 24 zur Erzeugung der Routenmatrix. Die Vorrichtung 24 zur Erzeugung der Routenmatrix verwendet die Vektoren T_ti als die Komponenten der Matrix T_c betreffend die anderen Fahrzeuge, wie durch die folgende Gleichung 9 gezeigt, wenn die Matrix T_c erzeugt wird. Mit anderen Worten wird in dieser Ausführung die Erzeugung der Vektoren T_i.ji, die die möglichen Routen der anderen Fahrzeuge darstellen, nicht in der Vorrichtung 23 zur Erzeugung des Routenvektors durchgeführt, und die Vektoren T_ti, die die Routen kennzeichnen, die in den anderen Fahrzeugen bestimmt werden, werden verwendet. Die Kommunikationssteuereinrichtung 21 bei dieser Ausführung steuert den Sender 42 und den Empfänger 44.
Somit verlängert sich bei dieser Ausführung die Anzahl von Matrizen T_c von der Anzahl, die in Gleichung 2 gegeben ist, zu der Anzahl, die durch Gleichung 10 gegeben ist. Daher verringert sich, verglichen mit der ersten und zweiten Ausführungsform, die Menge an Rechenaufwand, der von der Vorrichtung 22 zur Erzeugung des Routenvektors bis zu der Vorrichtung 32 zur Berechnung der optimalen erwarteten Zeit durchgeführt wird, wesentlich. Darüber hinaus kann, da nur die Information, die das lokale Fahrzeug betrifft, wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform übertragen werden muss, die Menge an Information, die über die Funkkanäle zwischen den Fahrzeugen zu übertragen ist, limitiert werden. Obwohl eine leichte Verzögerung bei der Bestimmung der Route bei jedem Fahrzeug auftritt, da die Routen der anderen Fahrzeuge durch das Fahrzeug gesammelt und verwendet werden, um die Route in jedem Fahrzeug zu bestimmen, kann diese Verzögerung begrenzt werden, so dass sie vernachlässigbar ist, da es möglich ist, die Menge an Rechenleistung zu reduzieren und die Frequenz der Routenwahl zu erhöhen. Darüber hinaus kann durch Modifikation dieser Ausführung soweit notwendig, um die zweite Ausführung aus der ersten Ausführung zu erhalten, die Konfiguration, wie sie in 11 gezeigt ist (vierte Ausführung) erhalten werden. Nc = jimax (10)
(4) Ausführungsformen, die funkbasierte Fahrzeugsteuerung durchführen
Als nächstes sind, wie in 12 gezeigt, Kontrollstationen vorhanden, die einen gewissen Teil eines Bereichs (Abdeckung) abdecken. Die vorliegende Erfindung ist auch auf Straßenverkehrssysteme anwendbar, die Funkkommunikation zwischen Fahrzeugen und Kontrollstationen anstelle von oder zusammen mit Funkkommunikation zwischen den Fahrzeugen ausübt. In diesem Fall ist es möglich, in jedem Fahrzeug eine Fahrzeugvorrichtung zu installieren, die eine Konfiguration aufweist, welche identisch mit derjenigen der Fahrzeugvorrichtungen in der ersten bis vierten Ausführungen ist, die in 8 bis 11 gezeigt sind, und die Konfiguration (fünfte Ausführung), die in 13 gezeigt ist, oder die Konfiguration (sechste Ausführung), die in 14 gezeigt ist, für die Steuereinrichtungssätze zu verwenden, die in den Kontrollstationen vorzusehen sind.
Zunächst ist in der fünften Ausführung eine Fahrzeugvorrichtung, die eine Konfiguration aufweist, welche identisch zu derjenigen der Fahrzeugvorrichtungen der ersten und/oder zweiten Ausführungsform ist, in jedem Fahrzeug installiert, und die Steuereinrichtungssätze, die in den Kontrollstationen vorhanden sind, weisen die Konfiguration auf, die in 13 gezeigt ist. Der Steuereinrichtungssatz umfasst, soweit diese Ausführung davon betroffen ist, einen Sender 46 und einen Empfänger 48 auf. Der Empfänger 48 empfängt über Funkkanäle, welche die Fahrzeuge mit der Kontrollstation verbinden, und über eine Antenne 50 mittels eines Antennenkombinierers 52 Informationen, die von Fahrzeugen gesendet bzw. übertragen werden, welche sich innerhalb eines Servicebereichs (Abdeckung) der lokalen Kontrollstation befinden. Die empfangene Information wird über einen Detektor 64 an den Sender 46 geliefert und durch den Sender 46 über den Antennenkombinierer 52 und die Antenne 50 über Kommunikationskanäle zwischen der Steuereinrichtung und dem Fahrzeug übertragen. Eine Kommunikationssteuereinrichtung 54 steuert die Kommunikation zwischen dem Sender 46 und dem Empfänger 48. Da die Information, die mittels Funk von jedem Fahrzeug übertragen wird, das heißt, die Information, die das Ziel, die momentane Position und die Geschwindigkeit jedes Fahrzeugs betrifft, von der Kontrollstation als ein Kommando zurückgesendet wird, können eine Mehrzahl von Fahrzeugen innerhalb der Abdeckung der selben Kontrollstation, die nicht in der Lage sind, direkt miteinander über Funk zu kommunizieren, jedes Information betreffend die entsprechenden Ziele, momentanen Positionen und Geschwindigkeiten gegenseitig übertragen, falls die Fahrzeuge voneinander beabstandet sind und somit die direkte Kommunikation unmöglich ist. Der Funkkanal von Fahrzeug zu Fahrzeug und der Funkkanal von Steuereinrichtung zu Fahrzeug kann als ein gemeinsamer (geteilter) Kanal oder mittels separater Kanäle implementiert sein. Der Sender 10 und der Empfänger 12 dieser Fahrzeugvorrichtungen bei dieser Ausführung können bevorzugt beide Kanäle verwenden.
Die Steuereinrichtungssätze, die jedoch nicht innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche liegen, in Zusammenhang mit dieser Ausführungsform umfassen einen Detektor 55 zur Erfassung (beispielsweise durch Zusammenarbeit mit Positionssensoren auf der Fahrbahnseite), die momentanen Positionen und Geschwindigkeiten von Fahrzeugen, die sich innerhalb der Ab deckung der lokalen Kontrollstation befinden. Ein Detektor 56 für nicht-kommunikative Fahrzeuge vergleicht die momentanen Positionen der Fahrzeuge, die durch den Detektor 55 erfasst werden, mit den momentanen Positionen von Fahrzeugen, die von dem Empfänger 48 empfangen werden, um kommunikative Fahrzeuge zu spezifizieren, die sich innerhalb der Abdeckung der lokalen Kontrollstation befinden, die momentan nicht den Funkkanal zwischen Steuereinrichtung und Fahrzeug verwenden, wie beispielsweise Fahrzeuge, welche nicht mit Fahrzeugvorrichtungen ausgerüstet sind, oder Fahrzeuge, die mit inaktiven Fahrzeugvorrichtungen ausgerüstet sind. Die Positionen und Geschwindigkeiten der nicht-kommunikativen Fahrzeuge werden von dem Detektor 55 an einen Zielinterpreter 58 über den Detektor 56 geliefert. Der Zielinterpreter 58 schätzt die zukünftige Bewegung des Fahrzeugs, in dem die Position des spezifizierten Fahrzeugs in einer Zeitserie und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs überwacht wird. Das Ergebnis ist eine Information, die das Ziel des Fahrzeugs kennzeichnet, die an den Sender 46 geliefert wird. Der Sender 46 sendet diese Information zusammen mit Informationen von dem Empfänger 48 auf dem Funkkommunikationskanal zwischen Steuereinrichtung und Fahrzeug, und der Empfänger 12 der Fahrzeugvorrichtung empfängt diese Information und liefert sie an die Vorrichtung 22 zur Erzeugung des Routenvektors usw. Daher kann bei dieser Ausführung der Fahrzeugverkehr innerhalb des Servicebereichs gesteuert und optimiert werden, während auch die Bewegungen von Fahrzeugen berücksichtigt werden, die ihre Ziele, momentanen Positionen, Geschwindigkeiten usw. nicht übertragen.
Darüber hinaus umfasst der Steuereinrichtungssatz entsprechend dieser Ausführung eine Schnittstelle 62 zur Verbindung mit einer installierten Verbindung 60 zwischen Steuereinrichtungen, wie in 12 gezeigt. Auf der anderen Seite erfasst ein Detektor 64 zur Erfassung der Übergabe un ter den Fahrzeugen, die sich momentan innerhalb der Abdeckung der lokalen Kontrollstation befinden, Fahrzeuge, die dabei sind, sich in naher Zukunft in die Abdeckung einer anderen Kontrollstation zu bewegen, auf Basis der Information, die von dem Empfänger 48 empfangen wird, und der Information, die von dem Detektor 55 an den Zielinterpreter 58 geliefert wird. Ein Sender 66 sendet Informationen betreffend die Fahrzeuge, die von dem Detektor 64 zur Erfassung der Übergabe erfasst werden, an die installierte Verbindung 60 zwischen Steuereinrichtungen über die Schnittstelle 62 als Übergabeinformation an die andere Kontrollstation. Als Übergabeinformation werden Informationen, die den Bereich, der verlassen wird, oder die Kontrollstation (lokale Kontrollstation), die diesen Bereich abdeckt, Informationen, die den Bereich spezifizieren, in den eingetreten wird, oder die Kontrollstation, die diesen Bereich abdeckt, das Ziel, die momentane Position und die Geschwindigkeit des eintretenden Fahrzeugs, oder, basierend auf diesen, die abgeschätzte Übergabezeit übertragen. Ein Empfänger 68 empfängt über die Schnittstelle 62 die Übergabeinformation, die über die installierte Verbindung 60 zwischen den Steuereinrichtungen von dem Sender 66 der anderen Kontrollstation übertragen wird, und eine Vorrichtung 70 zum Vorhersagen der Übergabe erfasst das Fahrzeug, das dabei ist, in die Abdeckung der lokalen Kontrollstation einzutreten, basierend auf der empfangenen Übergabeinformation. Auf der Basis der Übergabeinformation, die die erfassten Fahrzeuge betrifft, erzeugt die Vorrichtung 70 zur Vorhersage der Übergabe Informationen betreffend das Ziel, die momentane Position und Geschwindigkeit der Fahrzeuge, und der Sender 46 überträgt diese Informationen zusammen mit den oben erläuterten Informationen. Der Empfänger 12 der Fahrzeugvorrichtung empfängt diese und liefert sie an die Vorrichtung 22 zur Erzeugung des Routenvektors usw. Daher kann bei dieser Ausführung der Fahrzeugverkehr innerhalb des Servicebereichs kontrolliert und optimiert werden, während auch die Bewegungen von Fahrzeugen berücksichtigt werden, die sich in einem Bereich befinden, der sich von dem Bereich unterscheidet, in dem das lokale Fahrzeug sich befindet.
Die Kommunikationssteuereinrichtung 54 steuert auch die Kommunikation durch den Sender 66 und den Empfänger 68. Bei dem Aufbau der Kontrollstation, wie in 12 gezeigt, gibt es Bereiche, die redundant durch eine Mehrzahl von Kontrollstationen abgedeckt werden. Die Autorität zur Steuerung der Fahrzeuge, die sich in diesen eingegrenzten Bereichen befinden, kann einer der angrenzenden Kontrollstationen durch das Fahrzeug in Abhängigkeit von den Bedingungen des Funkempfangs zugewiesen werden, kann von dem Fahrzeug so zugewiesen werden, dass die Länge der Steuerung durch die selbe Steuerstation maximiert wird, oder kann zwischen den Steuerstationen transferiert werden, indem bei der Übergabezeit in der Übergabeinformation Bezug genommen wird.
Als nächstes ist in der sechsten Ausführung eine Fahrzeugvorrichtung, die eine Konfiguration aufweist, die identisch zu derjenigen der Fahrzeugvorrichtungen der ersten und/oder zweiten Ausführung ist, in jedem Fahrzeug installiert, und die Steuereinrichtungssätze, die in den Kontrollstationen vorhanden sind, weisen die Konfiguration auf, die in 14 dargestellt ist. Der Steuereinrichtungssatz entsprechend dieser Ausführung umfasst einen Sender 72 und einen Empfänger 74. Obwohl die Funktionen des Senders 72 und des Empfängers 74 im wesentlichen identisch zu denen des Sender 46 und des Empfängers 48 bei der fünften Ausführung sind, besteht der Unterschied in der übertragenen und erhaltenen Information als einem Kommando, das die Routen der Fahrzeuge kennzeichnet. Ausgenommen der Abschätzung nicht nur des Ziels, sondern auch der Route ist die Funktion eines Interpreters 76 für Route und Ziel identisch zu der des Zielinterpreters 58. Die Funktionen der anderen Elemente sind auch identisch zu denen der entsprechenden Elemente der fünften Ausführungsform, ausgenommen, dass die Information, mit der gearbeitet wird, Informationen enthält, die die Route betreffen. Die Kommunikationssteuereinrichtung 54 steuert die Kommunikation der Sender 66 und 72, und der Empfänger 68 und 74. Daher weist diese Ausführung dieselben Vorteile auf wie die fünfte Ausführung, wobei das System eine Funkkommunikation der Routeninformation durchführt. Darüber hinaus wird, da die Übergabeinformation, die die Routeninformation umfasst, gesendet und empfangen wird, ein Kommando betreffend die Route, die von einem Fahrzeug zu nehmen ist, das momentan innerhalb der Abdeckung (die verlassen wird) der Kontrollstation ist, in eine Abdeckung (in die eingetreten wird) einer anderen Kontrollstation durch die Kontrollstation entschieden, deren Abdeckungsbereich verlassen wird, das Resultat wird als Teil der Übergabeinformation an die Kontrollstation gesendet, in deren Abdeckungsbereich eingetreten wird, das Vorhandensein oder Fehlen von Routenkonflikten für Fahrzeuge, die sich innerhalb eines Abdeckungsbereichs der Kontrollstation, in den eingetreten wird, wird durch die Kontrollstation, in die eingetreten wird, oder die Fahrzeuge, die sich in dem abgedeckten Bereich befinden, bestimmt, und das Ergebnis wird an die Kontrollstation, die verlassen wird, zurückgegeben, so dass die Route (Kommando) koordiniert werden kann.
Die siebte Ausführung umfasst die Kontrollstation, die die Prozesse ausführt, die sich an die Erzeugung der Routenmatrix bei den Berechnungsfunktionen anschließt, die in den Fahrzeugvorrichtungen in der fünften Ausführung ausgeübt werden. Die Fahrzeugvorrichtung, die in jedem Fahrzeug installiert ist, weist die Konfiguration auf, die in 15 dargestellt ist, und der Steuereinrichtungssatz, der in der Kontrollstation vorhanden ist, weist die Konfiguration auf, die in 16 dargestellt ist. Bei dieser Ausführung steuert die Kommunikationssteuereinrichtung 21 den Betrieb eines Senders 78 zur Übertragung der Information, die von der Vorrichtung 22 zur Erzeugung des Routenvektors erhalten wird, und von der Vorrichtung 28 zur Berechnung der erwarteten Zeit, das heißt, Informationen betreffend mögliche Routen des lokalen Fahrzeugs, und den Betrieb eines Empfängers 80 zum Empfangen der Informationen, die an der Kontrollstation bestimmt werden, das heißt, Informationen (Kommando) betreffend die Route des lokalen Fahrzeugs. Die Kommunikationssteuereinrichtung 54 steuert den Betrieb eines Sensors 82 zur Übertragung der Informationen, die von der Vorrichtung 24 zur Erzeugung der Routenmatrix an die Vorrichtung 32 zur Berechnung der optimierten erwarteten Zeit erhalten werden, das heißt, Informationen betreffend die Route, die von dem Fahrzeug genommen werden muss, das sich innerhalb der Abdeckung der lokalen Kontrollstation befindet, und dem Betrieb eines Empfängers 84 zum Empfangen der Informationen, die von jedem Fahrzeug übertragen werden, das heißt, Informationen betreffend mögliche Routen der entsprechenden Fahrzeuge. Dies erleichtert die Belastung der Rechenverarbeitung in jedem Fahrzeug.
Die achte Ausführung umfasst die Kontrollstation, die die Berechnungsfunktionen ausführt, die in den Fahrzeugvorrichtungen in der fünften und sechsten Ausführung vorgesehen sind, ausgenommen die Prozesse, die die Eingabe des Zieles und die Erfassung der momentanen Position und Geschwindigkeit des lokalen Fahrzeugs betreffen. Die neunte Ausführung umfasst darüber hinaus die Vorrichtung 38 zum Zuweisen einer verkehrsadaptiven Geschwindigkeit und die Vorrichtung 40 zum Zuweisen einer startzeitadaptiven Geschwindigkeit zusätzlich zu den Funktionen der achten Ausführung. Bei diesen Ausführungen ist eine Fahrzeugvorrichtung, die beispielsweise die in 17 gezeigte Konfiguration aufweist, in jedem Fahrzeug installiert. Steuereinrichtungssätze, welche die in den 18 bzw. 19 gezeigten Konfigurationen aufweisen, sind in den Kontrollstationen in der achten bzw. neunten Ausführung vorhanden. Somit kann die Konfiguration der Fahrzeugvorrichtung vereinfacht werden, indem ein großer Teil der Rechenverarbeitung, die die Routen bestimmt, in den Steuereinrichtungssätzen durchgeführt wird.
Die achte und neunte Ausführung umfasst auch einen Detektor 86 zur Erfassung teilweise kommunikativer Fahrzeuge in dem Steuereinrichtungssatz. Auf Basis von Informationen, die von dem Empfänger 48 erhalten werden, extrahiert der Detektor 86 zur Erfassung teilweise kommunikativer Fahrzeuge die Fahrzeuge, die Informationen betreffend ihre Ziele übertragen, und keine Informationen betreffend ihre momentane Position und Geschwindigkeit übertragen, das heißt, nicht-kommunikative Fahrzeuge. diese Art von Fahrzeugen verwendet Funkkommunikationskanäle zwischen Steuereinrichtung und Fahrzeug für ihre Ziele, so dass in dem Detektor 56 für nicht-kommunikative Fahrzeuge Fahrzeuge als kommunikative Fahrzeuge extrahiert werden, wobei Funkkommunikationskanäle zwischen Steuereinrichtung und Fahrzeug verwendet werden. Auf Basis der momentanen Position und Geschwindigkeit, die von dem Detektor 55 erfasst werden, und dem Ziel, das von dem Empfänger 48 erhalten wird, schätzt der Interpreter 76 für Route und Ziel die Route des teilweise kommunikativen Fahrzeugs, das durch den Detektor 86 unter den kommunikativen Fahrzeugen erfasst wird, die durch den Detektor 56 erfasst werden. Dieses abgeschätzte Ergebnis wird an die Vorrichtung 22 zur Erzeugung des Routenvektors geliefert.
Daher ist es bei der achten und neunten Ausführung möglich, die Konfiguration der Fahrzeugvorrichtung zu vereinfachen, verglichen mit der Konfiguration, wie sie in 17 dargestellt ist. Beispielsweise ist es, wie in 20 gezeigt, möglich, den Detektor 16 bei der Konfiguration, die in 17 gezeigt ist, zu vermeiden, und darüber hinaus einen Sender 88 vorzusehen, um den Sender zu ersetzen. Unter der Steuerung der Kommunikationssteuereinrichtung 21 überträgt der Sender 88 Informationen betreffend das Ziel, das durch die Vorrichtung 14 zur Eingabe des Zieles eingegeben wird, an die Kontrollstation. Diese Art von Konfiguration kann verwendet werden, da teilweise kommunikative Fahrzeuge in dem Steuereinrichtungssatz extrahiert werden und ihre Routen abgeschätzt werden. Darüber hinaus ist es, wie in 21 gezeigt, möglich, eine Konfiguration zu adaptieren, die die Vorrichtung 14 zur Eingabe des Zieles und den Sender 88 vermeidet. Die Verwendung einer Fahrzeugvorrichtung, die diese Art von vereinfachter Konfiguration aufweist, ist möglich, da nicht-kommunikative Fahrzeuge in jedem Steuereinrichtungssatz extrahiert und ihre Routen abgeschätzt werden. Somit ist es möglich, die Konfiguration der Fahrzeugvorrichtung bei der achten und neunten Ausführung weiter zu vereinfachen.
(5) Ausführungen, die bahngebundene Fahrzeugverkehrssysteme betreffen
Darüber hinaus kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung auch auf bahngebundene Fahrzeugverkehrssysteme angewendet werden, bei denen die Fahrzeuge sich auf Bahnen bewegen. In diesem Fall sind beispielhafte Konfigurationen eines solchen Gesamtsystems in 22 (zehnte Ausführung) und 23 (elfte Ausführung) gezeigt. Bei diesen Ausführungsformen bewegen sich die Fahrzeuge auf Bahnen, welche Zweige zu verschiedenen Orten haben. Darüber hinaus sind Depots längs der Seiten dieser Bahnen vorhanden. Zusätzlich ist jedes Depot mit einem Anfrageterminal 90 für einen Anwender versehen, um ein Fahrzeug anzufordern. Das Anforderungsterminal 90 ist mit der Kontrollstation (genauer gesagt dem Steuereinrichtungssatz) über Drähte oder Funkkanäle verbunden.
Bei der zehnten Ausführung, wie sie in 22 gezeigt ist, programmiert und registriert der Steuereinrichtungssatz die Kreuzungszeiten von Fahrzeugen und Informationen, die kreuzende Fahrzeuge spezifizieren, in einem Fahrbahnplaner 92 an jedem Verzweigungspunkt entsprechend Anforderungen von dem Anforderungsterminal 90, und entsprechend dem Programm steuert jeder Fahrbahnplaner 92 den Betrieb des zugehörigen Verzweigungspunkts. Bei der elften Ausführung, wie sie in 23 gezeigt ist, steuert die Kontrollstation 60 die Route jedes Fahrzeugs entsprechend der Anforderung von dem Anforderungsterminal 90. Jeder Steuereinrichtungssatz erfasst die momentane Position und Geschwindigkeit von jedem Fahrzeug, wobei Positions- und Geschwindigkeitssensoren verwendet werden, die längs der Bahnen vorhanden sind, oder Funkkommunikation mit jedem Fahrzeug.
24 bzw. 25 zeigen die Konfigurationen der verwendbaren Steuereinrichtungssätze bei der zehnten bzw. elften Ausführung. Wie in diesen Abbildungen gezeigt, können die Steuereinrichtungssätze in der zehnten und elften Ausführung Konfigurationen aufweisen, die im wesentlichen identisch zu denen der Steuereinrichtungssätze in der achten und neunte Ausführung sind. Jedoch sind zur Adaption an das Bahnverkehrssystem Modifikationen für die Vorrichtungen notwendig, um den entsprechenden Fahrzeugen Routen vorzugeben, für den Prozess der Eingabe der momentanen Position und Geschwindigkeit jedes Fahrzeugs, und für den Prozess zum Erhalten des Ziels jedes Fahrzeugs.
(6) Ergänzung
In der vorstehenden Beschreibung wurden einsetzbare Verkehrssysteme für eine Ausführung beschrieben, die ein reines Straßenverkehrssystem ist, und eine Ausführung, das ein rei nes Bahnverkehrssystem ist. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch in einer Form ausgeführt werden, um den Verkehr von sowohl Fahrzeugen auf Wegen bzw. Straßen als auch Fahrzeugen auf Bahnen in einem Verkehrssystem zu steuern, bei dem Straßen und Bahnen kombiniert sind. Darüber hinaus ist die vorliegenden Erfindung auch auf Systeme anwendbar, um Leute oder Fahrzeuge zu führen, wie beispielsweise innerhalb von Gebäuden, die komplexe Korridore und Verbindungswege aufweisen. Obwohl Funk- bzw. Radiowellen bei den Ausführungsformen für die Funkkommunikation zwischen Fahrzeugen und zwischen Fahrzeugen und Kontrollstationen verwendet werden, sind andere Träger wie etwa Licht ebenfalls verwendbar, falls sie geeignet sind. Auch können, obwohl Funkkommunikation zwischen Steuereinrichtung und Fahrzeug bei den Ausführungen durch das zur Verfügungstellen einer Antenne an der Steuerstation ausgeführt ist, eine Anzahl von Teilen einer Funkausrüstung längs der Straßen oder Bahnen angeordnet und durch Funk oder Drähte mit der Kontrollstation verbunden sein. Die Funkausrüstung kann implementiert werden, indem Verkehrszeichen oder koaxiale Kabel mit undichten Stellen verwendet werden. Darüber hinaus ist, obwohl Ausführungen dargestellt wurden, bei denen eine Mehrzahl von Kontrollstationen vorhanden ist, ein System mit einer Kontrollstation ausreichend, um die vorliegenden Erfindung anzuwenden. Die Kommunikation zwischen den Kontrollstationen braucht keine Drähte zu verwenden, sondern kann Funkkanäle verwenden. Auch kann, obwohl eine Anzeigevorrichtung als ein Mittel verwendet wurde, um Routen Information an die Insassen des Fahrzeugs zu liefern, eine Vorrichtung zur Audioausgabe oder eine Sprachsynthesevorrichtung verwendet werden. Darüber hinaus kann, obwohl angenommen wurde, dass die Matrix T_c stets existiert, so dass Routenkonflikte an den Kreuzungen nicht auftreten, falls eine solche Matrix T_c nicht existiert eine Prozedur zur Auswahl einer Matrix T_c, die ein geringes Vorkommen von Routenkonflikten aufweist, enthalten sein. Das Vorkommen von Rou tenkonflikten kann aus der Anzahl von Kreuzungen ermittelt werden, bei denen Routenkonflikte auftreten, der Anzahl von Fahrzeugen, die in den Routenkonflikten beteiligt sind, usw. Auch kann eine Matrix T_c, die die kleinste Anzahl von Fahrzeugen in der Nähe der Kreuzung aufweist, wo Routenkonflikte auftreten, ausgewählt werden.
Während vorstehend beschrieben wurde, was momentan als bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung betrachtet wird, versteht es sich, dass verschiedenen Modifikationen hierbei gemacht werden können und es beabsichtigt ist, dass die beigefügten Ansprüche auch solche Modifikationen abdecken, soweit sie innerhalb des Schutzbereichs solcher Ansprüche liegen.

Claims

Ein Fahrzeugverkehrssteuerungssystem, das einen Bereich abdeckt, in dem eine Mehrzahl von Fahrzeugen entlang einer Mehrzahl von Straßen und/oder Gleisen fährt, die sich an verschiedenen Punkten schneiden, wobei die Mehrzahl von Fahrzeugen gesteuerte Fahrzeuge, die innerhalb dieses Bereiches liegen und einem Kursmuster unterliegen, das durch eine Kursbestimmungsvorrichtung (30, 32) bestimmt wird, sowie nicht gesteuerte Fahrzeuge aufweist, die innerhalb des Bereiches liegen und nicht dem Kursmuster unterliegen, das durch die Bestimmungsvorrichtung (30, 32) bestimmt wird, mit: einer Kursmöglichkeit-Bestimmungsvorrichtung (25), die zum Erzeugen von Kursgruppen ausgelegt ist, wobei jeder dieser eine Kombination aus möglichen Kursen der Fahrzeuge ist, die in der Zukunft in diesem Bereich eingeschlagen werden können und zum Bestimmen der Kursgruppen als mögliche Kursmuster; der Kursbestimmungsvorrichtung (30, 32), die zum Auswählen von möglichen Kursmustern mit weniger Konflikt ausgelegt ist, wobei der Konflikt als ein Phänomen definiert ist, dass ein Kurs eines Fahrzeugs der Mehrzahl von Fahrzeugen einen Kurs eines anderen Fahrzeugs der Mehrzahl von Fahrzeugen zu oder ungefähr zu der gleichen Zeit kreuzt, und ferner zum Auswählen eines der ausgewählten möglichen Kursmuster als ein Kursmuster ausgelegt ist, wobei das Kursmuster eine Gruppe von Kursen anzeigt, die von der Mehrzahl von Fahrzeugen, die in dem Bereich liegen, eingeschlagen werden müssen, um den Konflikt zu vermeiden; einer Positionserfassungsvorrichtung (16), die zum Erfassen der derzeitigen Positionen der Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen, die ein gesteuertes Fahrzeug enthält, entworfen ist, durch Vorrichtungen, die an dem gesteuerten Fahrzeug oder außerhalb des gesteuerten Fahrzeugs angebracht sind; einem Empfänger (12), der die Position und Geschwindigkeit der anderen Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen empfängt; einer Kursberechnungsvorrichtung (22), die zum Bestimmen der Kurse der Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen, die das gesteuerte Fahrzeug enthält, ausgelegt ist, auf Basis der erfassten derzeitigen Positionen und Ziele und Geschwindigkeiten, die auf den jeweiligen Straßen und/oder Gleisen angenommen werden müssen, wobei die Kursmöglichkeit-Bestimmungsvorrichtung (24) die Kursgruppen auf Basis der Kurse erzeugt, die durch die Kursberechungsvorrichtung (22) bestimmt werden, gekennzeichnet durch eine Zielerfassungsvorrichtung (14), die zum Erfassen der Ziele für Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen, die das gesteuerte Fahrzeug enthält, durch Eingabe durch Passagiere des gesteuerten Fahrzeugs oder durch Schätzung basierend auf den Bewegungen der Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen, ausgelegt ist; einen Sender (10), der Position, Geschwindigkeit und Ziel des gesteuerten Fahrzeugs überträgt; eine Kombinationsvorrichtung, die die Positionserfassungsvorrichtung (16), den Empfänger (12), die Zielerfassungsvorrichtung (14), den Sender (10), die Kursberechnungsvorrichtung (22), die Kursmöglichkeit-Bestimmungsvorrichtung (24) und die Kursbestimmungsvorrichtung (30,32) umfasst; und einen Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationskanal, der zum Verbinden der gesteuerten Fahrzeuge zueinander ausgelegt ist, wobei jedes der gesteuerten Fahrzeuge Information von den anderen gesteuerten Fahrzeugen über den Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationskanal empfängt, die Kombinationsvorrichtung auf Basis der Information von anderen gesteuerten Fahrzeugen betreibt und bei der Bearbeitung durch die Kommunikationsvorrichtung erhaltene Information zu anderen gesteuerten Fahrzeugen über den Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationskanal überträgt.
Das Fahrzeugverkehrssteuerungssystem nach Anspruch 1, ferner mit: einem Diskriminator für die durchschnittliche erwartete Zeit (28), der zum Berechnen eines Durchschnitts erwarteter Zeiten für die Mehrzahl von Fahrzeugen ausgelegt ist, die innerhalb des Bereiches liegen, um ihre jeweiligen Ziele von ihren jeweiligen derzeitigen Positionen für jedes der möglichen Kursmuster mit weniger Konflikt zu erreichen, wobei die Kursbestimmungsvorrichtung (30, 32) das Kursmuster durch Auswahl eines möglichen Kursmusters bestimmt, das einen relativ kleinen Durchschnitt von erwarteten Zeiten aufweist.
Das Fahrzeugverkehrssteuerungssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner mit: einer Startzeitbestimmungsvorrichtung (26), die zum Bestimmen einer Zeit bis zum Start ausgelegt ist, für jedes mögliche Kursmuster und für jedes gesteuerte Fahrzeug, das auf den Start wartet, ausgelegt ist, so dass der Konflikt nicht für irgend ein anderes der Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen und an irgend einer Kreuzung auftritt.
Das Fahrzeugverkehrssteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit mindestens einem der folgenden Gruppe: einem verkehrsadaptiven Geschwindigkeitszuteiler (38), der zum Zuteilen der Geschwindigkeiten, die auf den jeweiligen Straßen und/oder Gleisen angenommen werden müssen, ausgelegt ist, so dass eine relativ hohe Geschwindigkeit einer Straße oder Schiene zugewiesen wird, für die ein relativ starker Verkehr vorhergesagt ist, wenn die jeweiligen Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen in dem Bereich entsprechend dem Kursmuster fahren; einem startzeitadaptiven individuellen Geschwindigkeitszuteiler, der zum Zuteilen der Geschwindigkeiten ausgelegt ist, die auf den jeweiligen Straßen und/oder Gleisen angenommen werden müssen, so dass eine relativ hohe Geschwindigkeit einer Straße oder einer Schiene zugewiesen wird, für die vorhergesagt ist, dass gesteuerte Fahrzeuge mit relativ langen Startzeiten in relativ großen Anzahlen durchfahren, wenn die jeweiligen gesteuerten Fahrzeuge in dem Bereich entsprechend des Kursmusters fahren; und einem startzeitadaptiven Geschwindigkeitszuteiler (40), der zum Zuteilen der Geschwindigkeiten ausgelegt ist, die auf den jeweiligen Straßen und/oder Gleisen angenommen werden müssen, so dass die Geschwindigkeiten gleichmäßig entsprechend der Zunahme einer vorhergesagten Durchschnittsstartzeit für Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen, die auf den Start warten, erhöht werden, wobei die vorhergesagte Durchschnittsstartzeit unter der Annahme berechnet wird, dass die jeweiligen Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen in dem Bereich entsprechend dem Kursmuster fahren.
Das Fahrzeugverkehrssteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungsvorrichtung (16) ferner zum Erfassen einer derzeitigen Position für jedes nicht gesteuerte Fahrzeug ausgelegt ist; die Zielerfassungsvorrichtung (14) ferner zum Erfassen eines Zieles für ein nicht gesteuertes Fahrzeug ausgelegt ist, wobei das Ziel des gesteuerten Fahrzeugs durch Eingabe durch einen Passagier des gesteuerten Fahrzeugs oder durch Schätzung der Bewegung des gesteuerten Fahrzeugs erfasst wird, und das Ziel des nicht gesteuer ten Fahrzeugs durch Schätzung der Bewegung des nicht gesteuerten Fahrzeugs erfasst wird; und die Kursberechnungsvorrichtung (22) ferner ausgelegt ist zum Bestimmen der Kurse der Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen, die das nicht gesteuerte Fahrzeug enthält, auf der Grundlage der erfassten derzeitigen Positionen und Ziele und der Geschwindigkeiten, die auf den jeweiligen Straßen und/oder Gleisen angenommen werden müssen, wobei die Kursmöglichkeit-Bestimmungsvorrichtung (24) die Kursgruppen auf Basis der Kurse des gesteuerten Fahrzeugs und des nicht gesteuerten Fahrzeugs erzeugt.
Das Fahrzeugverkehrssteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit: einem Regler-Fahrzeug-Kommunikationskanal zum Verbinden einer Leitstation, die den Bereich und die gesteuerten Fahrzeuge abdeckt, wobei jedes der gesteuerten Fahrzeuge eine erste Teilverarbeitungsvorrichtung aufweist, die Leitstation eine zweite Teilverarbeitungsvorrichtung aufweist, und die erste und die zweiten Teilvorrichtungen durch Verbindung über den Regler-Fahrzeug-Kommunikationskanal die Kombinationsvorrichtung bereitstellen, jedes der gesteuerten Fahrzeuge Information von der Leitstation über den Regler-Fahrzeug-Kommunikationskanal empfängt, die erste Teilverarbeitungsvorrichtung auf der Grundlage der Information von der Leitstation betreibt, und bei der Verarbeitung durch die erste Teilverarbeitungsvorrichtung erhaltene Information zu der Leitstation über den Regler-Fahrzeug-Kommunikationskanal überträgt, und die Leitstation Information von dem gesteuerten Fahrzeug über den Regler-Fahrzeug-Kommunikationskanal empfängt, die zweite Teilverarbeitungsvorrichtung auf der Basis der Information von dem gesteuerten Fahrzeug be treibt, und bei der Verarbeitung durch die zweite Teilverarbeitungsvorrichtung erhaltene Information zu dem gesteuerten Fahrzeug über den Regler-Fahrzeug-Kommunikationskanal überträgt.
Das Fahrzeugverkehrssteuerungssystem nach Anspruch 6, ferner mit: einem Regler-Regler-Kommunikationskanal zum Verbinden einer Leitstation, die den Bereich abdeckt, und einer anderen Leitstation, die einen anderen Bereich abdeckt, wobei eine Übergabefahrzeugzählvorrichtung (64, 66, 68, 70) die Information von der anderen Leitstation, die die möglichen Kurse jedes Fahrzeugs anzeigt, das in den Bereich eintritt, eingibt, und die andere Leitstation über den Regler-Regler-Kommunikationskanal mit Information versorgt, die mögliche Kurse jedes austretenden Fahrzeugs der Mehrzahl von Fahrzeugen anzeigt, das der Vorhersage zufolge den Bereich verlässt.
Das Fahrzeugverkehrssteuerungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabefahrzeugzählvorrichtung (64, 66, 68, 70) zum Eingeben von Information ausgelegt ist, die mögliche Kurse jedes Fahrzeugs anzeigt, das in den Bereich eintritt, das der Vorhersage zufolge in naher Zukunft in diesen Bereich eintreten wird, und die Kursmöglichkeit-Bestimmungsvorrichtung (24) die Kursgruppen auf der Grundlage der möglichen Kurse sowohl des gesteuerten Fahrzeugs als auch des Fahrzeugs, das in diesen Bereich eintritt, erzeugt.
Das Fahrzeugverkehrssteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit: Gleisen für die Mehrzahl von Fahrzeugen, um daran entlang zu fahren, und die innerhalb dieses Bereichs angeordnet sind; und Depots für Nutzer, um in bzw. von der Mehrzahl von Fahrzeugen ein- oder auszusteigen, wobei diese entlang der Gleise angeordnet sind, und wobei diese mit Einrichtungen für die Nutzer versehen sind, um eine Anfrage bezüglich Fahrzeugzuordnung (90) auszugeben.
Das Fahrzeugverkehrssteuerungssystem nach Anspruch 9, ferner mit: einer Leitstation, die den Bereich abdeckt, und eine Kombinationsvorrichtung der Positionserfassungsvorrichtung, die Zielerfassungsvorrichtung, die Kursberechnungsvorrichtung, die Kursmöglichkeit-Bestimmungsvorrichtung und die Kursbestimmungsvorrichtung umfasst, und im Ansprechen auf die Anfrage der Nutzer die Kombinationsvorrichtung betreibt, und jedes der Mehrzahl von Fahrzeugen anweist, entsprechend dem Kursmuster zu fahren, das durch die Kombinationsvorrichtung bestimmt wird.
Das Fahrzeugverkehrssteuerungssystem nach Anspruch 9, ferner mit: mindestens einem Steuerprogramm (92), das die Verzweigungs- und Verbindungsoperationen der Gleise steuert, und an entsprechenden Kreuzung der Gleise angeordnet ist; und einer Leitstation, die den Bereich abdeckt, und eine Kombinationsvorrichtung der Positionserfassungsvorrichtung, die Zielerfassungsvorrichtung, die Kursberechnungsvorrichtung, die Kursmöglichkeit-Bestimmungsvorrichtung und die Kursbestimmungsvorrichtung umfasst, und im Ansprechen auf die Anfrage der Nutzer die Kombinationsvorrichtung betreibt, und jedes Steuerprogramm anweist, die jeweilige Kreuzung entsprechend dem Kursmuster zu steuern, das durch die Kombinationsvorrichtung bestimmt wird.
Ein Fahrzeugverkehrsteuerungsverfahren, das in einem Bereich ausgeführt wird, in dem eine Mehrzahl von Fahrzeugen, die gesteuerte Fahrzeuge enthält, die innerhalb des Bereiches liegen und einem Kursmuster unterliegen, das durch eine Kursbestimmungsvorrichtung (30, 32) bestimmt wird, und nicht gesteuerte Fahrzeuge enthält, die innerhalb des Bereichs liegen, und nicht dem Kursmuster unterliegen, das durch die Bestimmungsvorrichtung (30, 32) bestimmt wird, entlang einer Mehrzahl von Straßen und/oder Gleisen fährt, die sich an verschiedenen Stellen kreuzen, wobei das Fahrzeugverkehrsteuerungsverfahren die Schritte umfasst: Erzeugen von Kursgruppen, wobei jede eine Kombination aus möglichen Kursen der Fahrzeuge ist, die in der Zukunft in diesem Bereich eingeschlagen werden können; Bestimmen der Kursgruppen als mögliche Kursmuster; Auswählen möglicher Kursmuster mit weniger Konflikt, wobei der Konflikt als ein Phänomen definiert ist, dass ein Kurs eines Fahrzeugs der Mehrzahl von Fahrzeugen einen Kurs eines anderen Fahrzeugs der Mehrzahl von Fahrzeugen an einer identischen Kreuzung zur gleichen oder zu ungefähr gleicher Zeit kreuzt; und weiteres Auswählen eines der ausgewählten möglichen Kursmuster als ein Kursmuster, wobei das Kursmuster eine Gruppe Kurse anzeigt, die durch die Mehrzahl von Fahrzeugen, die innerhalb des Bereiches liegen, eingeschlagen werden müssen, um den Konflikt zu vermeiden; Erfassen der derzeitigen Positionen der Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen, die ein gesteuertes Fahrzeug enthält; Bestimmen der Kurse der Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen, die die gesteuerten Fahrzeuge enthält, auf der Grundlage der erfassten derzeitigen Positionen und Ziele und Geschwindigkeiten, die auf den jeweiligen Straßen und/oder Gleisen angenommen werden müssen; Erfassen der Ziele für Fahrzeuge der Mehrzahl von Fahrzeugen durch Eingabe durch Passagiere der gesteuerten Fahrzeuge oder durch Schätzung basierend auf den Bewegungen der Fahrzeuge der Mehrzahl der Fahrzeuge; und Verbinden der gesteuerten Fahrzeuge miteinander, wobei jedes gesteuerte Fahrzeug Information von anderen gesteuerten Fahrzeugen über einen Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationskanal empfängt, eine Kombinationsvorrichtung auf der Grundlage der Information von anderen gesteuerten Fahrzeugen betreibt, und bei der Verarbeitung durch die Kombinationsvorrichtung erhaltene Information an andere gesteuerte Fahrzeuge über den Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationskanal überträgt.
Eine in ein Fahrzeug installierte und in einem Fahrzeugverkehrssteuerungssystem verwendete Fahrzeugvorrichtung mit: einer Positionserfassungsvorrichtung (16), die zum Erfassen derzeitiger Positionen von Fahrzeugen, die ein gesteuertes Fahrzeug enthalten, ausgelegt ist, wobei das gesteuerte Fahrzeug ein Fahrzeug ist, das einem bestimmten Kursmuster unterliegt, und innerhalb eines Bereiches liegt, in dem eine Mehrzahl von Fahrzeugen, die das gesteuerte Fahrzeug enthält, entlang Straßen und/oder Gleisen fahren, die sich an verschiedenen Orten kreuzen, fährt; einem Empfänger (12), der die Position und Geschwindigkeit der anderen Fahrzeuge empfängt; einer Kursberechnungsvorrichtung (22, 24), die zum Berechnen möglicher Kurse der Fahrzeuge, die das gesteuerte Fahrzeug enthalten, ausgelegt ist, auf Basis der erfassten derzeitigen Positionen und Ziele und auf den jeweiligen Straßen und/oder Gleisen anzunehmenden Geschwindigkeiten der Fahrzeuge; einer Kursmöglichkeit-Bestimmungsvorrichtung (24), die unter Verwendung der möglichen, durch die Kursberech nungsvorrichtung (22, 24) berechneten Kurse Kursgruppen erzeugt, wobei jede eine Kombination der möglichen Kurse der Fahrzeuge ist, die in der Zukunft in diesem Bereich eingeschlagen werden können, und die Kursgruppen als mögliche Kursmuster bestimmt; und einer Kursbestimmungsvorrichtung (30, 32), die zum Auswählen möglicher Kursmuster mit weniger Konflikt ausgelegt ist, wobei Konflikt als ein Phänomen definiert ist, dass ein Kurs eines Fahrzeugs einen Kurs eines anderen Fahrzeugs an einer identischen Kreuzung zur gleichen oder ungefähr zur gleichen Zeit kreuzt, und ferner zum Auswählen eines der ausgewählten möglichen Kursmuster als ein Kursmuster, wobei das Kursmuster eine Gruppe von Kursen anzeigt, die von den Fahrzeugen, die innerhalb des Bereiches liegen, eingeschlagen werden müssen, um den Konflikt zu vermeiden, und zum Herausziehen einer Komponente, die einen Kurs anzeigt, der von dem Fahrzeug eingeschlagen werden muss, das die Fahrzeugvorrichtung mitführt, gekennzeichnet durch eine Zielerfassungsvorrichtung (14), die zum Erfassen von Zielen der Fahrzeuge ausgelegt ist, die das gesteuerte Fahrzeug enthalten, durch Eingabe durch Passagiere der gesteuerten Fahrzeuge oder durch Schätzung basierend auf Bewegungen der Fahrzeuge; einen Sender (10), der Position, Geschwindigkeit und Ziel des gesteuerten Fahrzeugs überträgt; eine Kombinationsvorrichtung, die die Positionserfassungsvorrichtung (16), den Empfänger (10), die Zielerfassungsvorrichtung (14), den Sender (10), die Kursberechnungsvorrichtung (22), die Kursmöglichkeit-Bestimmungsvorrichtung (24), und die Kursbestimmungsvorrichtung (30, 32) umfasst; und einen Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationskanal, der zum Verbinden der gesteuerten Fahrzeuge miteinander ausgelegt ist, wobei jedes der gesteuerten Fahrzeuge Information von anderen gesteuerten Fahrzeugen über den Fahrzeug- Fahrzeug-Kommunikationskanal empfängt, die Kombinationsvorrichtung auf der Basis der Information von anderen gesteuerten Fahrzeugen betreibt, und die bei der Verarbeitung durch die Kombinationsvorrichtung erhaltene Information zu anderen gesteuerten Fahrzeugen über den Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationskanal überträgt.
Eine Fahrzeugvorrichtung nach Anspruch 13, mit: einer Kursbestimmungsvorrichtung, die die durch die Kursberechnungsvorrichtung berechneten möglichen Kurse über einen Regler-Fahrzeug-Kommunikationskanal zum Verbinden eines gesteuerten Fahrzeugs und der Leitstation an eine Leitstation überträgt, die den Bereich abdeckt, und die als Kursmuster oder seine Komponente eine Information von der Leitstation über den Regler-Fahrzeug-Kommunikationskanal empfängt, die ein mögliches Kursmuster oder eine Komponente davon mit weniger Konflikt in Bezug auf das Fahrzeug anzeigt, das die Fahrzeugvorrichtung mitführt.