EP1300818A2

EP1300818A2 - System for influencing traffic

Info

Publication number: EP1300818A2
Application number: EP02020068A
Authority: EP
Inventors: Manfred Dunkel; Andreas Dr. Poschinger; Alexander-Michael Reich; Dieter Schlecking
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2003-04-09
Anticipated expiration: 2022-09-06
Also published as: ATE298449T1; EP1300818A3; EP1300818B1; DE50203445D1; DE10146209A1

Abstract

The method involves arranging traffic influencing elements in hierarchical levels representing aggregation stages; the lowest hierarchical level acts on road users in the network section via influencing elements. Desired states in a definable state space are requested for influencing elements, which adopt actual states. A desired state for an influencing element at a level is propagated by state transition logic to lower level elements. <??>AN Independent claim is also included for the following: an arrangement for implementing the inventive method.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Verkehrsbeeinflussung mit einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und mit einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a system for influencing traffic with a method according to the preamble of the claim 1 and with an arrangement for performing the Process.

Ganz allgemein wird unter Verkehrsbeeinflussung die Einwirkung auf Verkehrsteilnehmer zur Veränderung ihres Verhaltens, ihrer Wege- oder Verkehrsmittelwahl verstanden. Ein typisches Instrument zur Verkehrsbeeinflussung auf Ausschnitten eines Straßennetzes, z.B. des Autobahnnetzes, sind Wechselverkehrszeichen- und Lichtsignalanlagen. Durch den Einsatz von geeigneten, den jeweiligen Verkehrs- und Witterungsbedingungen angepassten Informationen, Geboten, Verboten, Warnungen, Hinweisen oder durch Verkehrsumlenkung soll dabei die Verkehrssicherheit verbessert werden. Um die Betriebsbedingungen zu verbessern, werden die einzelnen straßenseitig angeordneten Anlagen miteinander verknüpft und ein umfassendes Gesamtsystem mit einer Verkehrsrechnerzentrale geschaffen.In general, the influence is influenced by traffic on road users to change their behavior, understood their choice of route or means of transport. A typical one Instrument for influencing traffic on sections of a Road network, e.g. of the motorway network, are variable message signs and traffic lights. By using suitable, adapted to the respective traffic and weather conditions Information, commands, prohibitions, warnings, notices or by redirecting traffic to ensure road safety be improved. To the operating conditions too improve, the individual streets are arranged Plants linked together and a comprehensive overall system created with a traffic control center.

Zur Steuerung, Überwachung und Koordinierung von Verkehrsbeeinflussungsanlangen, wie z.B. Streckenbeeinflussungsanlagen zur Beeinflussung des Straßenverkehrs auf einem Abschnitt einer Autobahn, dienen nach dem "Merkblatt für die Ausstattung von Verkehrsrechnerzentralen und Unterzentralen", Ausgabe 1999, Bundesanstalt für Straßenwesen, im folgenden auch kurz MARZ genannt, Unterzentralen und Verkehrsrechnerzentralen Die Anlagen bestehen aus mehreren, hierarchisch aufgebauten Funktionsebenen, denen bestimmte Aufgaben zugewiesen sind. Die Funktionsebenen bilden die Verkehrsrechnerzentrale als zentrale Systemkomponente, die Unterzentrale als erfassende und steuernde Komponente und die Streckenstationen als Datenerfassungs- bzw. Datenausgabekomponente. Auf der Funktionsebene der Verkehrsrechnerzentrale werden alle zentralen, übergeordneten Aufgaben, wie Netzbeeinflussung, Bedienung, Überwachung und Koordinierung, Auswertung und Archivierung, angeordnet. Die Funktionsebene Unterzentrale dient der Datenaufbereitung von automatisch erfassten Umfelddaten, wie Sichtweite, Helligkeit und Nässe, und Verkehrsdaten, wie Verkehrsstärke, Geschwindigkeit, Lkw-Anteile, Standardabweichungen und Belegung, sowie der Steuerung von Streckenbeeinflussungsanlagen. Auf der Funktionsebene der Streckenstationen werden Daten erfasst und die Anzeigegeräte geschaltet. Nicht vorhersehbare Ereignisse, wie Unfälle, Glätte, Explosionsgefahr oder Sondertransporte, und vorhersehbare Ereignisse, wie Baustellen, Veranstaltungen oder Ferien, müssen über angeschlossene Bedienstationen manuell eingegeben werden. Zur Steuerung einer Streckenbeeinflussungsanlage werden automatische Schaltempfehlungen ermittelt, wobei über die Konfiguration des Systems einem Anzeigequerschnitt ein oder mehrere Messquerschnitte zugeordnet sind. In jedem Erfassungsintervall, i.a. eine Minute, wird anhand der aufbereiteten Verkehrs- und Umfelddaten dieser Messquerschnitte zunächst nach Kriterien, wie Geschwindigkeitsharmonisierung und Stau-, Nässe- oder Nebelwarnung, eine Schaltempfehlung für die zugeordneten Anzeigequerschnitte festgelegt. Von den Bedienstationen muss die Auswahl von Sonderprogrammen für Baustellen oder Warnung vor Verkehrsunfällen möglich sein.For the control, monitoring and coordination of traffic control systems, such as. Line control systems to influence road traffic on a section of a Autobahn, according to the "leaflet for the equipment of traffic control centers and sub-centers ", edition 1999, Federal Highway Research Institute, hereinafter also briefly Called MARZ, sub-centers and traffic control centers The plants consist of several, hierarchically structured Functional levels to which certain tasks are assigned. The functional levels form the traffic control center as central system component, the sub-center as capturing and controlling component and the route stations as data acquisition or data output component. At the functional level the traffic control center all central, higher-level tasks, such as network control, operation, Monitoring and coordination, evaluation and archiving, arranged. The sub-control center function level is used for data preparation from automatically recorded environmental data, such as Visibility, brightness and wetness, and traffic data, such as traffic intensity, Speed, truck shares, standard deviations and occupancy, as well as the control of route control systems. At the functional level of the route stations data is collected and the display devices are switched on. Not predictable events, such as accidents, slippery conditions, risk of explosion or special transports, and predictable events, such as Construction sites, events or vacations must be connected Operator stations can be entered manually. to Control of a route control system will be automatic Switching recommendations determined, using the configuration of the system a display cross-section one or more Measurement cross sections are assigned. In every collection interval, i.a. one minute, is based on the prepared traffic and environmental data of these measurement cross-sections Criteria such as speed harmonization and congestion, Wet or fog warning, a switching recommendation for the assigned Display cross sections defined. From the operator stations must select special programs for construction sites or warning of traffic accidents.

Die Steuerung von Außerortsstraßen erfolgt nach MARZ regelbasiert auf der Basis der Anzeigezustände lokaler Querschnitte und Anzeigegeräte. Die zur Steuerung von Tunnels eingesetzten Schaltprogramme integrieren den Endzustand, den sie bewirken, mit den Vorgängen, die nötig werden, um diesen Endzustand zu erreichen. Die Schaltprogramme sind somit komplexe räumlichzeitliche Ablaufsteuerungen mit hohen gegenseitigen Abhängigkeiten. Dies hat zur Folge, dass jedes Szenarium im gesamten Systementstehungsprozess von der Konzeption bis hin zum Test von Anfang an explizit berücksichtigt werden muss. The control of extra-urban streets is based on rules based on MARZ based on the display states of local cross sections and display devices. The ones used to control tunnels Circuit programs integrate the final state they cause with the processes that are necessary to achieve this final state to reach. The switching programs are thus complex spatio-temporal Sequence controls with high interdependencies. As a result, every scenario in the whole System development process from conception to test must be considered explicitly from the start.

In "A New Approach for Integrated Traffic Control in Metropolitan Areas", 7^th World Congress on Intelligent Transport Systems, Torino, 6. bis 9. November 2000, wird ein adaptives Steuerungsverfahren vorgeschlagen, welches in eine verteilte und modulare Systemarchitektur eingebettet ist. Eine strategische Komponente soll einen integrierten Ansatz für Verkehrssteuerung gemäß einer übergreifenden Verkehrsstrategie garantieren. Das übergreifende System zur Steuerung und Überwachung des Straßenverkehrs zerfällt in drei logische Ebenen, nämlich in eine lokale, eine operative und eine strategische Ebene. Auf der lokalen Ebene reagiert das adaptive Steuerungsverfahren auf kurzzeitige Veränderungen der Verkehrsnachfrage und auf zufällige Ereignisse, wie z.B. die Prioritätsanforderung eines öffentlichen Verkehrsmittels, nach einer vorgegebenen Zielfunktion. Die Reaktion kann innerhalb eines gegebenen Rahmens stattfinden, der durch die operative Ebene bereitgestellt wird. Gleichzeitig werden die auf dieser Ebene sekündlich erfassten mikroskopischen Daten aggregiert und an die operative Ebene übermittelt. Auf der operativen Ebene verwenden die adaptiven Steuerungsverfahren die aggregierten Verkehrsflussinformationen, um Start-Ziel-Relationen für das Netz abzuschätzen, für das sie zuständig sind, und um kurz- bis mittelfristige Nachfragevorhersagen zu erstellen. Auf dieser Grundlage und unter Verwendung geeigneter Beeinflussungsmodelle werden optimale Rahmenpläne aufgrund einer gegebenen Zielfunktion bestimmt. Auf der strategischen Ebene werden der gesteuerte und der berechnete Verkehrszustand überwacht. Verkehrsingenieure und Bediener werden auf dieser Ebene auch durch Software-Tools unterstützt, um die Parameter der entsprechenden Zielfunktionen für die verschiedenen Steuerungssysteme auf die Verkehrsstrategie des Großstadtraumes abzustimmen. Auf diese Weise kann eine Konsistenz der Ziele für verschiedene Steuerungssysteme, wie interurbaner, urbaner, öffentlicher Verkehr, etc., erreicht werden. Die strategische Ebene kann physikalisch ebenfalls verteilt angeordnet sein und verschiedene Steuerungszentren aufweisen, was bestehende organisatorische Strukturen widerspiegeln kann. Gemäß ihrer Aufteilung stellt diese Gestaltung einerseits Subsidiarität für jede einzelne Komponente bereit. Andererseits garantiert sie aufgrund ihrer klaren hierarchischen Struktur die konsistente Durchführung jeder Steuerungsentscheidung einer höheren Ebene. Durch das Ausschließen zentraler Steuerungsverfahren ist das System robust und jede einzelne Komponente kann arbeiten, selbst wenn eine Komponente einer höheren Ebene ausfällt. Gleichzeitig ist das System völlig integriert, da von allen Aktoren eine gemeinsame Strategie in konkordanter Weise beachtet wird. Die relevante Information über strategische Ziele wird über die Parameter der Zielfunktionen der adaptiven Steuerungsverfahren ausgetauscht. Eine gemeinhin akzeptierte Zielfunktion besteht aus einer Linearkombination aller charakteristischen Kriterien, die für Mengen von Verbindungen des Straßennetzes von Bedeutung sind.In "A New Approach for Integrated Traffic Control in Metropolitan Areas", 7 ^th World Congress on Intelligent Transport Systems, Torino, Nov. 6 to 9 in 2000, an adaptive control method is proposed, which is embedded in a distributed and modular system architecture. A strategic component is intended to guarantee an integrated approach to traffic control in accordance with an overarching traffic strategy. The overarching system for controlling and monitoring road traffic is divided into three logical levels, namely a local, an operational and a strategic level. At the local level, the adaptive control method reacts to short-term changes in traffic demand and to random events, such as the priority request of a public transport, according to a predetermined target function. The response can take place within a given framework provided by the operational level. At the same time, the microscopic data recorded every second at this level are aggregated and transmitted to the operative level. At the operational level, the adaptive control methods use the aggregated traffic flow information to estimate start-destination relationships for the network for which they are responsible and to create short to medium-term demand forecasts. On this basis and using suitable influencing models, optimal framework plans are determined on the basis of a given objective function. The controlled and calculated traffic conditions are monitored at the strategic level. At this level, traffic engineers and operators are also supported by software tools in order to adapt the parameters of the corresponding target functions for the various control systems to the traffic strategy of the urban area. In this way, the consistency of the goals for different control systems, such as interurban, urban, public transport, etc., can be achieved. The strategic level can also be physically distributed and have different control centers, which can reflect existing organizational structures. On the one hand, this structure provides subsidiarity for each individual component. On the other hand, due to its clear hierarchical structure, it guarantees the consistent implementation of every control decision at a higher level. By excluding central control processes, the system is robust and every single component can work, even if a component of a higher level fails. At the same time, the system is fully integrated, since all actuators follow a common strategy in a concordant way. The relevant information about strategic goals is exchanged via the parameters of the target functions of the adaptive control processes. A commonly accepted objective function consists of a linear combination of all characteristic criteria that are important for sets of connections in the road network.

Allerdings können hier keine beliebigen Steuerungs- bzw. Beeinflussungsebenen definiert werden, die einheitlich durch dynamische Soll- und Istwerte verkoppelt sind, wodurch auch der Einsatz in Steuerungssystemen der taktischen Ebene, wie Tunnel- oder Streckenbeeinflussungsanlagen, nicht möglich ist.However, no arbitrary control or influencing levels can be used here to be defined uniformly by dynamic setpoints and actual values are linked, which also use in control systems of the tactical level, such as Tunnel or route control systems, not possible is.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur Verkehrsbeeinflussung bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, so dass komplexe verkehrstechnische Strategien für Verkehrsbeeinflussungsanlagen einfach umgesetzt werden können.The invention is therefore based on the object of a system to provide traffic control that has the disadvantages of the prior art, so that complex traffic engineering Strategies for traffic control systems simple can be implemented.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System zur Verkehrsbeeinflussung mit einem Verfahren der eingangs genannten Art, welches die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 genannten Merkmale aufweist, sowie mit einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 11. Indem bei einem Verfahren zur Verkehrsbeeinflussung in einem Netzausschnitt eines Straßennetzes der eingangs genannten Art für die Beeinflussungselemente Sollzustände eines vorgebbaren Zustandsraumes angefordert werden, die Beeinflussungselemente jeweils einen Istzustand einnehmen, ein Sollzustand eines Beeinflussungselementes einer Hierarchieebene mittels einer Zustandsübergangslogik an Beeinflussungselemente niedrigerer Hierarchieebenen propagiert wird, und ein Istzustand eines Beeinflussungselementes einer Hierarchieebene mittels einer Zustandserkennungslogik an Beeinflussungselemente höherer Hierarchieebenen propagiert wird, kann die Komplexität einer Schaltstrategie durch eine klare Unterscheidung von Zuständen und Zustandsübergängen entkoppelt werden.The object is achieved by a system for Traffic control with a method of the aforementioned Kind, which in the characterizing part of the claim 1 features mentioned, as well as with an arrangement to carry out the method according to claim 11. By using a method to influence traffic in a network section of a road network of the aforementioned Type for the influencing elements target states of a Predeterminable state space are requested, the influencing elements each take an actual state, a target state of an influencing element of a hierarchy level by means of a state transition logic on influencing elements lower hierarchical levels is propagated, and a Actual state of an influencing element of a hierarchy level using state detection logic on influencing elements higher hierarchical levels, the Complexity of a switching strategy through a clear distinction decoupled from states and state transitions become.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Systems sind in den Unteransprüchen beschrieben und einem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, welches im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert wird, in deren

FIG 1: eine erste Hierarchie von Beeinflussungselementen,
FIG 2: die Propagierung von Soll- und Istzuständen,
FIG 3: eine Topologie eines Straßennetzausschnittes,
FIG 4a-c: Anzeigequerschnitte für die Topologie nach FIG 3,
FIG 5: eine zweite Hierarchie von Beeinflussungselementen für die Topologie nach FIG 3,
FIG 6: die topologische Zuordnung von Beeinflussungselementen für die Topologie nach FIG 3 und
FIG 7a-c: Zustandsräume der Beeinflussungselemente für die Topologie nach FIG 3

schematisch dargestellt ist.Further advantages of the system according to the invention are described in the subclaims and can be found in an exemplary embodiment which is explained in more detail below with reference to the drawings, in which:

FIG. 1: a first hierarchy of influencing elements,
FIG 2: the propagation of target and actual conditions,
FIG 3: a topology of a road network section,
FIG 4a-c: Display cross sections for the topology according to FIG. 3,
FIG 5: 3 shows a second hierarchy of influencing elements for the topology according to FIG. 3,
FIG 6: the topological assignment of influencing elements for the topology according to FIG 3 and
FIG 7a-c: State spaces of the influencing elements for the topology according to FIG. 3

is shown schematically.

Zum einfachen Umsetzen einer komplexen Schaltstrategie werden in einem erfindungsgemäßen System zur Verkehrsbeeinflussung Beeinflussungselemente definiert, die - strategisch gesehen - einen Netzausschnitt des Straßennetzes darstellen, auf den die Strategie angewandt werden soll. Die Beeinflussungselemente sind nach FIG 1 in Aggregationsstufen repräsentierenden Hierarchieebenen 1, 2, 4, 5 angeordnet und dürfen - in FIG 1 durch nach unten weisende Pfeile angedeutet - jeweils nur Beeinflussungselemente einer niedrigeren Hierarchieebene beeinflussen. Auf der untersten Hierarchieebene 1 befinden sich die Beeinflussungsgeräte, also Anzeigegeräte 10A-C, 11A-C, 12A-C, wie Wechselverkehrszeichen, Wechselwegweiser oder Lichtsignale, die zu Anzeigequerschnitten 20, 21, 22 aggregiert werden, welche in der nächst höheren Hierarchieebene 2 der Beeinflussungsquerschnitte zusammengefasst sind. Aus mehreren Beeinflussungsquerschnitten kann beispielsweise ein Beeinflussungsabschnitt als Streckenabschnitt 40, 41 des Straßennetzes in der nächst höheren Hierarchieebene 4 gebildet werden. In der höchsten Aggregationsstufe, der Hierarchieebene 5, ist aus mehreren Beeinflussungsabschnitten wiederum ein Beeinflussungsgebiet als Gebietsausschnitt 50 des Straßennetzes gebildet.For the simple implementation of a complex shift strategy in a system for influencing traffic according to the invention Influencing elements defined that - strategically - represent a network section of the road network on the the strategy is to be applied. The influencing elements are representative of FIG 1 in aggregation levels Hierarchy levels 1, 2, 4, 5 are arranged and may - in FIG. 1 indicated by downward-pointing arrows - each only Influencing elements of a lower hierarchical level. At the lowest hierarchy level 1 the influencing devices, i.e. display devices 10A-C, 11A-C, 12A-C, such as variable message signs, exchange signs or Light signals that aggregate to display cross sections 20, 21, 22 which are in the next higher hierarchical level 2 the influence cross sections are summarized. Out of several Influencing cross sections can be, for example, an influencing section as route section 40, 41 of the road network formed in the next higher hierarchy level 4 become. In the highest aggregation level, the hierarchy level 5, is in turn made up of several influencing sections Area of influence as an area section 50 of the road network educated.

Jedes Beeinflussungselement besitzt mindestens einen Sollzustand und genau einen Istzustand. Nach FIG 2 besitzt das Beeinflussungselement 10A einen Sollzustand 10A_soll und den Istzustand 10A_ist, während das übergeordnete Beeinflussungselement 20 einen Istzustand 20_ist und eine Menge von Sollzuständen 20_soll1, 20_soll2 und 20_soll3 besitzt, da es von mehreren übergeordneten Beeinflussungselementen (in FIG 2 nicht dargestellt) beeinflusst wird. Beeinflussungselemente können zusätzlich über mehrere interne Mengen von Sollzuständen verfügen, um aus der von extern angeforderten Menge von Sollzuständen einen einzigen Sollzustand zu bestimmen. Beeinflussungselemente können ihre Soll- und Istzustände abstrahieren, z.B. "Tunnelröhre gesperrt", oder auf die Sollzustände untergeordneter Beeinflussungselemente abbilden, z.B. "Anzeigegerät A, B ... im Zustand rotes Kreuz".Each influencing element has at least one target state and exactly an actual state. According to FIG 2 has the influencing element 10A a target state 10A_soll and the Actual state 10A_is while the parent influencing element 20 an actual state 20_actual and a set of target states 20_soll1, 20_soll2 and 20_soll3 owns, since it from several superordinate influencing elements (in FIG. 2 not shown) is influenced. influencing elements can also have several internal sets of target states have to order from the externally requested amount of Target states to determine a single target state. influencing elements can abstract their target and actual states, e.g. "Tunnel tube blocked", or to the target states depict subordinate influencing elements, e.g. "Indicator A, B ... in the red cross state ".

Der in FIG 2 bestimmte einzige Sollzustand, etwa 20_soll1, des Beeinflussungselements 20 und sein Istzustand 20_ist werden unter Berücksichtigung der Istzustände der untergeordneten Beeinflussungselemente, hier 10A_ist von Beeinflussungselement 10A, von einem Regler abgeglichen. Dieser Regler ist aus einer Menge von Zustandsübergangslogiken - in FIG 2 durch den Pfeil 201 angedeutet - aufgebaut, die jeweils zum Abgleich bestimmter Kombinationen von Soll- und Istzuständen ausgewählt werden. Der Ausgang eines Reglers bzw. seiner Zustandsübergangslogiken sind Anforderungen an Sollzustände untergeordneter Beeinflussungselemente. Die Regler der Beeinflussungsgeräte, also der Beeinflussungselemente der niedrigsten Hierarchieebene, bilden die Sollzustände auf Schaltbefehle für die Anzeigegeräte ab. Auf diese Weise werden Sollzustände übergeordneter Hierarchieebenen in Sollzustände untergeordneter Hierarchieebenen propagiert bis Schaltbefehle für die Anzeigegeräte resultieren. Die Schaltbefehle führen zu einem neuen Istzustand der untersten Hierarchieebene von Beeinflussungselementen. Diese werden von einem Beobachter der jeweils übergeordneten Beeinflussungselemente verwendet, um den eigenen Zustand zu erkennen. Dazu sind die Beobachter aus Zustandserkennungslogiken - in FIG 2 durch den Pfeil 102 angedeutet - für abstrakte Zustände der Beeinflussungselemente aufgebaut, die aus einem bestimmten Muster der Istzustände untergeordneter Beeinflussungselemente erkannt werden. Die Beobachter propagieren auf diese Weise die Istzustände untergeordneter Hierarchieebenen in Istzustände übergeordneter Hierarchieebenen.The only target state determined in FIG. 2, for example 20_soll1, of the influencing element 20 and its actual state 20_act taking into account the actual status of the subordinate Influencing elements, here 10A_ist of influencing element 10A, adjusted by a regulator. This controller is from a set of state transition logic - in FIG 2 by indicated the arrow 201 - built, each for comparison certain combinations of target and actual conditions to be selected. The output of a controller or its state transition logic requirements on target states are subordinate Influencing elements. The controllers of the influencing devices, that is, the influencing elements of the lowest Hierarchy level, form the target states on switching commands for the display devices. That way Target states of higher hierarchy levels in target states subordinate hierarchy levels propagates up switching commands result for the display devices. The switching commands lead to a new actual state of the lowest hierarchy level from Influencing elements. These are from an observer which uses superordinate influencing elements, to recognize your own condition. The observers are for that from state detection logic - in FIG. 2 by arrow 102 indicated - for abstract states of the influencing elements built up from a certain pattern of actual states subordinate influencing elements are recognized. The In this way, observers propagate the actual states of subordinate ones Hierarchy levels in actual states of higher level Hierarchical levels.

Neben den speziellen Beeinflussungselementen für die Anzeigegeräte eines Verkehrsbeeinflussungssystems für einen bestimmten Netzausschnitt können auch hier nicht dargestellte spezielle Beeinflussungselemente für externe Steuerungssysteme beispielsweise benachbarter Netzausschnitte des Straßennetzes verwendet werden, die mit dem internen System zur Verkehrsbeeinflussung in Wechselwirkung treten sollen. Wird z.B. der Verkehr auf einem Autobahnabschnitt von drei Systemen beeinflusst, kann das System des mittleren Abschnittes zwei spezielle Beeinflussungselemente besitzen, die die aggregierten Soll- und Istzustände der beiden benachbarten Beeinflussungssysteme abbilden. In addition to the special influencing elements for the display devices a traffic control system for a particular Network section can also special not shown here Influencing elements for external control systems for example, neighboring network sections of the road network used with the internal traffic control system to interact. E.g. the Traffic on a section of highway is influenced by three systems the system of the middle section can be two special Have influencing elements that the aggregate Target and actual states of the two neighboring influencing systems depict.

Eine Strategie ist demnach primär definiert durch den Sollzustand eines Beeinflussungselement, wie z.B. "Einfahrtshilfe für Zufahrt". Dieser neue Sollzustand bedingt einen Zustandsübergang vom augenblicklichen Istzustand des Beeinflussungsgebiets und/oder untergeordneter Beeinflussungselemente in den neuen Sollzustand. Der Zustandsübergang wird durch Anforderung von Sollzuständen an untergeordneten Beeinflussungselementen implementiert. Der Zustandsübergang stellt die sekundäre Ausprägung einer Strategie dar. Zwei verschiedene Strategien können denselben Sollzustand eines Beeinflussungselements bewirken, aber dabei unterschiedliche Zustandsübergänge verwenden.A strategy is therefore primarily defined by the target state an influencing element, e.g. "Entry Help for access ". This new target state requires a state transition from the current state of the area of influence and / or subordinate influencing elements in the new target state. The state transition is done by request of target states on subordinate influencing elements implemented. The state transition represents the secondary Formation of a strategy. Two different ones Strategies can have the same target state of an influencing element cause, but different state transitions use.

In einem konkreten Anwendungsbeispiel wird die Erfindung anhand der in FIG 3 dargestellten Topologie eines Ausschnittes des Autobahnnetzes erläutert. Zu steuern ist der Verkehr auf einer Autobahn mit einer dreistreifigen Hauptfahrbahn 43, 44, in die eine zweistreifige Rampe 42 einmündet. Diese Topologie existiert in Realität z.B. am Autobahnkreuz München Nord, an dem in die dreistreifige A9 Fahrtrichtung Nürnberg eine zweistreifige Rampe der A99 aus Richtung Salzburg einmündet. In diesem Gebiet sind beispielsweise zwei Anzeigequerschnitte 25, 26 auf der Hauptfahrbahn 43 oberhalb der Rampe 42, ein Anzeigequerschnitt 267 auf Mündungshöhe der Rampe 42 und auf der Hauptfahrbahn 44 unterhalb der Rampe 42 drei Anzeigequerschnitte 27, 28 und 29 sowie zwei Anzeigequerschnitte 23, 24 auf der Rampe 42 angeordnet.The invention is based on a specific example of application the topology of a section shown in FIG 3 of the motorway network explained. Traffic has to be steered on a freeway with a three-lane main lane 43, 44, into which a two-lane ramp 42 opens. This topology exists in reality e.g. at the Autobahnkreuz München Nord in the three-lane A9 direction Nuremberg a two-lane Ramp of the A99 coming from Salzburg. In In this area there are, for example, two display cross sections 25, 26 on the main carriageway 43 above the ramp 42 Display cross section 267 at the mouth of the ramp 42 and on the main lane 44 below the ramp 42 three display cross sections 27, 28 and 29 and two display cross sections 23, 24 arranged on the ramp 42.

Die Anzeigequerschnitte entsprechen der üblichen Ausführung entsprechend der "Richtlinien für Wechselverkehrszeichenanlagen an Bundesfernstraßen", Ausgabe 1997, Bundesministerium für Verkehr, Abteilung Straßenbau. Gemäß FIG 4a - c können die Anzeigegeräte A die zulässige Höchstgeschwindigkeit und Dauerlichtzeichen für die Fahrstreifenzuteilung, die Anzeigegeräte B können Gefahrenzeichen wie Stau, Glätte, Baustelle oder Lkw-Überholverbot und die Anzeigegeräte C Zusatzinformationen wie Unfall oder Nebel anzeigen. Die Anzeigequerschnitte 25, 26, 27, 28, 29 über den dreistreifigen Abschnitten 43, 44 der Hauptfahrbahn sind gemäß FIG 4a, der Anzeigequerschnitt 267 über dem vierstreifigen Abschnitt der Hauptfahrbahn 43, 44 auf Mündungshöhe der Rampe 42 ist gemäß FIG 4b und die Anzeigequerschnitte 23 und 24 über der zweistreifigen Rampe 42 sind gemäß FIG 4c jeweils entsprechend der Anzahl der den Querschnitt passierenden Fahrstreifen ausgebildet.The display cross sections correspond to the usual design according to the "guidelines for variable message signs on federal highways ", 1997 edition, Federal Ministry for traffic, road construction department. 4a-c the display devices A the permissible maximum speed and Permanent light signals for the lane allocation, the display devices B can be danger signs such as traffic jam, slippery, construction site or truck overtaking ban and the display devices C additional information like accident or fog show. The display cross sections 25, 26, 27, 28, 29 over the three-striped sections 43, 44 of the main carriageway are the display cross section according to FIG. 4a 267 over the four-lane section of the main carriageway 43, 44 at the mouth of the ramp 42 is shown in FIG 4b and the display cross sections 23 and 24 over the two-lane According to FIG. 4c, ramps 42 each correspond to the number the lane passing through the cross section.

FIG 5 zeigt die gewählte Hierarchie der Beeinflussungselemente. Die Anzeigegeräte 13A - C, ... , 19A - C bilden die unterste Hierarchieebene 1 der Beeinflussungsgeräte. Die zu Anzeigequerschnitten 23 - 29 zusammengefassten Anzeigegeräte bilden die übergeordnete Hierarchieebene 2 der Beeinflussungsquerschnitte. Mehrere Anzeigequerschnitte werden zu drei Beeinflussungsabschnitten einer nächsten übergeordneten Hierarchieebene 4 zusammengefasst, und zwar die des Hauptfahrbahnabschnittes 43 oberhalb der Rampe, 44 unterhalb der Rampe und die der Rampe 42 selbst. Auf der höchsten Hierarchieebene 5 des Beeinflussungsgebiets werden die strategischen Bereiche "Fahrstreifenmanagement" 51 und "Verflechtungsoptimierung" 52 gebildet. Daneben gibt es einen weiteren strategischen Bereich 30, der die Steuerungsverfahren nach MARZ kapselt und auf die Anzeigequerschnitte zurückgreift. Die Beeinflussungsabschnitte und -querschnitte erhalten also immer Sollzustände von zwei strategischen Bereichen, die zu einem Sollzustand aggregiert werden müssen.5 shows the selected hierarchy of the influencing elements. The display devices 13A - C, ..., 19A - C form the bottom Hierarchy level 1 of the influencing devices. The to display cross sections 23 - 29 summarized display devices form the higher-level hierarchy level 2 of the influencing cross-sections. Multiple display cross sections become three Influencing sections of a next higher hierarchical level 4 summarized, that of the main road section 43 above the ramp, 44 below the ramp and that of ramp 42 itself. At the highest hierarchical level 5 of the area of influence will be the strategic areas "Lane management" 51 and "Integration optimization" 52 educated. There is also another strategic area 30, which encapsulates the control procedures according to MARZ and uses the display cross-sections. The influencing sections and cross-sections always have target states of two strategic areas that lead to a target state need to be aggregated.

Für die Steuerung des Autobahngebiets sind also drei Strategien implementiert: Die MARZ-Steuerung 30 - also Verkehrsunruhe, Stau, Nässe und Nebel; ein Fahrstreifenmanagement 51 - also Sperrung des linken oder rechten Fahrstreifens auf der Hauptfahrbahn 43, 44 zur Berücksichtigung von Unfällen oder Baustellen; eine Verflechtungsoptimierung für die Sperrung des linken Fahrstreifens auf der Rampe 42 oder des rechten Fahrstreifens auf der Hauptfahrbahn 43, um den Verkehr auf der Rampe 42 zu bevorzugen. Im Falle des Autobahnkreuzes München Nord könnte eine solche Strategie verwendet werden, um das während der morgendlichen Spitzenstunde relativ hohe Verkehrsaufkommen aus Richtung Salzburg gegenüber dem relativ geringen Verkehrsaufkommen aus München zu priorisieren. Die Verflechtungsoptimierung 52 kann anstatt durch Dauerlichtzeichen auch durch dynamische Fahrstreifenzuteilungen implementiert werden.So there are three strategies for controlling the motorway area implemented: The MARZ control 30 - i.e. traffic disturbance, Traffic jams, wetness and fog; a lane management 51 - thus blocking the left or right lane on the Main lane 43, 44 to take into account accidents or Construction sites; an interweaving optimization for the blocking the left lane on ramp 42 or the right Lane on the main lane 43 to keep the traffic on prefer the ramp 42. In the case of the Munich motorway junction Such a strategy could be used to north the relatively high volume of traffic during the morning peak hour from Salzburg compared to the relative prioritize low traffic from Munich. The Interlacing optimization 52 can instead of using steady light signals also implemented through dynamic lane allocations become.

Die diskreten Zustände der Beeinflussungsabschnitte 42, 43, 44 werden auf zwei Zustandsmoden aufgeteilt, den Geschwindigkeitszustand V und den Fahrstreifenzustand L. Gemäß FIG 7a sind fünf Geschwindigkeitszustände V1 - V5 vorgesehen, die über zulässige Höchstgeschwindigkeiten auf den Verkehrsfluss Eingriff nehmen. Als Fahrstreifenzustände sind die drei Zustände L1, L2, L3 nach FIG°7b vorgesehen, über die durch die Sperrung des linken, des rechten oder keines Fahrstreifens Eingriff auf den Verkehrsfluss genommen wird. Der Fahrstreifenzustand L wird in diesem Ausführungsbeispiel direkt an die Anzeigequerschnitte übermittelt, um räumlich-zeitliche Fahrstreifensperrungen implementieren zu können. Der Geschwindigkeitszustand V wird an den MARZ Bereich 30 delegiert, um dort entsprechend der vorgegebenen Regeln abgeglichen zu werden.The discrete states of the influencing sections 42, 43, 44 are divided into two state modes, the speed state V and the lane condition L. According to FIG 7a five speed states V1 - V5 are provided which about permissible maximum speeds on the flow of traffic Intervene. The three states are as lane states L1, L2, L3 according to FIG ° 7b provided, through which Left, right or no lane blocked Interference with the flow of traffic is taken. The lane condition L is directly to the in this embodiment Display cross sections transmitted to spatial-temporal lane closures to be able to implement. The speed state V is delegated to MARZ area 30 to go there to be matched according to the given rules.

Die diskreten Zustände der Anzeigegeräte 13A - C, ..., 19A - C entsprechen ihren Anzeigemöglichkeiten. Die Anzeigequerschnitte 23 - 29 werden neben dem Geschwindigkeits- und Fahrstreifenzustand noch in die Zustandsmoden Gefahren- und Zusatzinformationsanzeige aufgespaltet.The discrete states of the display devices 13A - C, ..., 19A - C correspond to their display options. The display cross sections 23-29 are next to the speed and lane condition still in the status modes hazard and additional information display split.

Der MARZ-Bereich 30 besitzt einen generischen Zustandsraum, der sich implizit aus den Steuerungsregeln ergibt. Dieser wird aus den Sollzuständen für die Anzeigequerschnitte - aufgeteilt nach den Zustandsmoden - gebildet und kann somit direkt auf die Anzeigequerschnitte abgebildet werden.MARZ area 30 has a generic state space, which results implicitly from the control rules. This is divided from the target states for the display cross sections according to the state modes - formed and can therefore directly are shown on the display cross-sections.

Die Zustände des Fahrstreifenmanagements 51 können entsprechend dem Zustandsmodus "Fahrstreifenzustand" L der Beeinflussungsabschnitte 42, 43, 44 unterschieden werden. Die diskreten Zustände der Verflechtungsoptimierung 52 sind "Rampe nicht priorisiert" und "Rampe priorisiert". Diese Zustände werden auf die Zustände der Beeinflussungsabschnitte 42, 43 abgebildet. Eine topologische Zuordnung der dieser Beeinflussungselemente zeigt FIG 6.The states of the lane management 51 can accordingly the state mode "lane state" L of the influencing sections 42, 43, 44 can be distinguished. The discrete Interlocking optimization 52 states are "ramp not prioritized "and" ramp prioritized ". These states the states of the influencing sections 42, 43 displayed. A topological assignment of these influencing elements shows FIG. 6.

Die Zustandsübergänge können generisch regelbasiert erfolgen. Beispiele hierfür sind die Umsetzung der Sollzustände aus dem MARZ-Bereich 30 an die Anzeigequerschnitte, der Zustände der Anzeigequerschnitte an die Anzeigegeräte und der Autobahnabschnitte an die Anzeigequerschnitte inklusive der dynamischen Zustandsübergänge.The state transitions can be generically based on rules. Examples of this are the implementation of the target states from the MARZ area 30 to the display cross sections, the states of the Display cross sections on the display devices and the motorway sections to the display cross-sections including the dynamic State transitions.

Daneben ist es auch möglich, Zustandsübergänge in spezialisierten Ablaufsteuerungen zu implementieren, wie dies beispielhaft anhand von FIG 7c erläutert wird. Im Bereich der Verflechtungsoptimierung 52 soll der Zustand 1, in dem auf der Hauptfahrbahn 43 oberhalb der Rampe kein Fahrstreifen gesperrt und die zulässige Höchstgeschwindigkeit unbegrenzt ist, während auf der Rampe 42 der linke Fahrstreifen gesperrt und die Geschwindigkeit auf 120 km/h begrenzt ist, überführt werden in den Zustand 2, in welchem bei auf 100 km/h begrenzter Höchstgeschwindigkeit auf der Hauptfahrbahn 43 der rechte Fahrstreifen oberhalb der Rampe, während auf der Rampe 42 kein Fahrstreifen gesperrt ist. Hierzu wird zunächst der Zwischenzustand 1.1 gewählt, der die Geschwindigkeit auf der Hauptfahrbahn 43 und der Rampe 42 auf 100 km/h reduziert. Nach einer Wartezeit t1 wird der Zwischenzustand 1.2 angefordert, bei welchem der rechte Fahrstreifen der Hauptfahrbahn 43 oberhalb der Rampe gesperrt wird. Nach der Sperrung wird im Zwischenzustand 1.3 ein Operatordialog angefordert, mit dem die Wirksamkeit der Fahrstreifensperrung bestätigt werden muss, was durch Überwachung mittels einer Videokamera bewerkstelligt werden kann. Erst dann wird der linke Fahrstreifen der Rampe 42 freigegeben. Die Zwischenzustände 1.1 bis 1.3 sind interne Zustände, die von außen durch Operatoreingriff oder durch Beeinflussungselemente höherer Hierarchieebenen nicht angefordert werden können.In addition, it is also possible to carry out state transitions in specialized Implement sequential controls, such as this is explained with reference to FIG 7c. In the field of Interlacing optimization 52 is intended to state 1, in which the main lane 43 above the ramp no lane blocked and the speed limit is unlimited while the left lane is blocked on ramp 42 and the speed is limited to 120 km / h are in state 2, in which at 100 km / h limited Maximum speed on the main lane 43 the right Lane above the ramp while on ramp 42 no lane is blocked. First of all, the intermediate state 1.1 chosen the speed on the Main road 43 and ramp 42 reduced to 100 km / h. After a waiting time t1, the intermediate state 1.2 is requested, in which the right lane of the main lane 43 is locked above the ramp. After the ban in intermediate state 1.3 requested an operator dialog with which confirms the effectiveness of the lane closure must do what is done by surveillance using a video camera can be. Only then will the left lane the ramp 42 released. The intermediate states 1.1 to 1.3 are internal states that come from outside through operator intervention or through influencing elements of higher hierarchy levels cannot be requested.

Das Steuerungssystem mittels Beeinflussungselementen mit dynamischen Sollzuständen ist überschaubar und erlaubt eine einfache subsidiäre Umsetzung komplexer Schaltstrategien. Die Komplexität einer Schaltstrategie wird entkoppelt durch eine klare Unterscheidung von Zuständen und Zustandsübergängen, durch eine Aufteilung der Strategie in Unterstrategien sowie durch die Wiederverwendung von Teilstrategien. Es verbessert die Modularisierung, die Erweiterbarkeit und die Testbarkeit des Steuerungssystems. Die Verwendung von Zustandsmoden reduziert durch Vermeidung der expliziten Berücksichtigung von Zustandskombinationen den Zustandsraum.The control system by means of influencing elements with dynamic Target states is manageable and allows one simple subsidiary implementation of complex switching strategies. The The complexity of a switching strategy is decoupled by a clear differentiation between states and state transitions, by dividing the strategy into sub-strategies as well by reusing sub-strategies. It improves modularization, expandability and testability of the control system. The use of state modes is reduced by avoiding the explicit consideration of State combinations the state space.

Das Steuerungsverfahren kann sowohl in übergeordneten strategischen Steuerungssystemen als auch in taktisch-operativen Steuerungssystemen verwendet werden. Die dynamischen Sollzustände ermöglichen einen einheitlichen Austausch zwischen Beeinflussungselementen beliebiger strategischer Ebenen. Es ist damit generell geeignet zur subsidiären Steuerung von Telematikanlagen.The control process can be used both in superordinate strategic Control systems as well as in tactical-operational Control systems are used. The dynamic target states enable a uniform exchange between influencing elements any strategic level. It is therefore generally suitable for the subsidiary control of telematics systems.

Claims

Method for influencing traffic in a network section of a road network, in which elements for influencing traffic are arranged in hierarchy levels representing aggregation levels, traffic participants in the network section being influenced by influencing elements of the lowest hierarchy level,
characterized in that target states of a predeterminable state space are requested for the influencing elements, that the influencing elements each assume an actual state, that a target state of an influencing element of a hierarchy level is propagated by means of state transition logic to influencing elements of a lower hierarchy level.

Method according to claim 1,
characterized in that an actual state of an influencing element of a hierarchy level is propagated by means of state detection logic to influencing elements of the next higher hierarchy level.

Method according to claim 1 or 2,
characterized in that the state transition logic of the influencing elements of a hierarchy level compares the propagated target state for an influencing element of this hierarchy level with its actual state taking into account the actual states of subordinate influencing elements and requests new target states for these subordinate influencing elements.

Method according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the state detection logic of the influencing elements of a hierarchy level uses the actual states of the subordinate influencing elements to determine the own actual states.

Method according to one of claims 1 to 4,
characterized in that a strategy for influencing traffic is implemented on the basis of the actual states of the influencing elements by specifying target states and state transition logic.

Method according to one of claims 1 to 5,
characterized in that display devices are used as influencing elements of the lowest hierarchical level, that display devices are aggregated to display cross sections arranged in a higher hierarchical level, that display cross sections are aggregated to section sections arranged in a higher hierarchical level, and that section sections are aggregated to areas of the network section arranged in a higher hierarchical level become.

Method according to claim 6,
characterized in that the state transition logic of the display devices convert the desired states requested for them into switching commands for the display devices.

Method according to claim 6 or 7,
characterized in that special influencing elements are provided which propagate target and actual states between influencing elements from neighboring areas of the network section.

Method according to claim 6,
characterized in that the states of the influencing elements are divided into several state modes.

Method according to claim 9,
characterized in that state modes are provided for influencing the speed, for influencing the lane, for displaying the danger and for additional information.

Arrangement for carrying out a method according to one of claims 1 to 10, with elements arranged in hierarchy levels for influencing the traffic, the influencing elements of the lowest hierarchy level acting directly on the road users,
characterized in that target states which can be predetermined for the influencing elements can be requested, that the influencing elements assume actual states, that an influencing element is assigned a controller which has a set of state transition logic by means of which a target state of an influencing element of a hierarchy level can be propagated to influencing elements of the next lower hierarchy level, that an influencing element is assigned an observer, which has a set of state detection logic, by means of which an actual state of an influencing element of a hierarchy level can be propagated to influencing elements of the next higher hierarchy level.