EP1353308B1 - Verfahren zum verkehrstechnischen Definieren eines lichtsignalgesteuerten Knotenpunktes - Google Patents

Verfahren zum verkehrstechnischen Definieren eines lichtsignalgesteuerten Knotenpunktes Download PDF

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EP1353308B1
EP1353308B1 EP03007270A EP03007270A EP1353308B1 EP 1353308 B1 EP1353308 B1 EP 1353308B1 EP 03007270 A EP03007270 A EP 03007270A EP 03007270 A EP03007270 A EP 03007270A EP 1353308 B1 EP1353308 B1 EP 1353308B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
intersection
traffic
traffic engineering
lanes
arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Revoked
Application number
EP03007270A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1353308A1 (de
Inventor
Paul Dr. Mathias
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1353308A1 publication Critical patent/EP1353308A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1353308B1 publication Critical patent/EP1353308B1/de
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Revoked legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/07—Controlling traffic signals

Definitions

  • the invention relates to a method for traffic-technical definition of a node at which traffic flows are controlled by a light signal system comprising signal groups, as well as a device for carrying out this method.
  • a traffic signal system consists of a combination of light signal transmitters, which transmit switching signals of signal programs running in a control unit to light signals, in particular alternating light signals, to the road users.
  • light signals which always indicate identical states, are combined to form signal groups.
  • a control unit is operated in fixed-time control or via a traffic-dependent control, in which the signal program within a master plan can be influenced by the road user.
  • the traffic conditions are automatically detected at the nodes of detectors and transmitted via a data transmission system to a central for the control area of the traffic route network traffic computer.
  • the transmitted traffic data are analyzed and, using an optimization and decision model, the control variables of the traffic signals, such as circulation times, release times, replacement times, phase sequences and the like, are recalculated.
  • Signal programs are generated from the new control variables and transmitted to the ECUs as process data.
  • a light signal-controlled node of a traffic route network is from a control point of view through its topology, ie the mutual geographical position of the adjoining node node arms and the geometry of the conflict area, by its traffic objects, such as lanes with direction distributions for access roads and exits of the junction arms, fords for cyclists and pedestrians, signal groups and detectors, and by traffic parameters, such as maximum speeds, minimum times, reference times and erection lengths described.
  • traffic objects such as lanes with direction distributions for access roads and exits of the junction arms, fords for cyclists and pedestrians, signal groups and detectors, and by traffic parameters, such as maximum speeds, minimum times, reference times and erection lengths described.
  • traffic parameters such as maximum speeds, minimum times, reference times and erection lengths described.
  • SITRAFFIC C800V / VK / VP / VX Edition 003, order no. A24705-X-A331 - * - 04, pages 1-26 and 1-27, published by Siemens AG, well-known supply program SITRAFFIC Control a comfortable interface.
  • the user is provided with a window-oriented, graphical user interface, by means of which the user is provided with intuitive operation with the mouse, the selection of functions according to Windows conventions via buttons.
  • the supply program the supply data of the control unit can be created, changed and loaded.
  • the main window provides the components project management, supply and documentation as well as components for general program functions.
  • the core of this well-known supply program is the project management component, from which the objects for the basic supply, user programs, simulation and signal protection subsections can be reached.
  • the available versions of each subarea are assembled into a node project, whereby a plausibility check prevents the combination of incompatible versions.
  • All traffic objects of the project are displayed in a tree structure. Using the object tree, individual objects can be specifically called up for editing via property editors. Corresponding icons in the tree inform about the state of the processing. So-called "special editors", such as graphic editors in the signal plan, the phase transitions, the public transport memory etc. support the user in the input of data.
  • Component supply includes transferring the data to the controller itself or backing up the data to the flash memory.
  • a special position is occupied by the Documentation component, which is used to control a separate program for the administration and printing of all information about a project.
  • This part of SITRAFFIC Control is especially geared to the requirements of a planning or engineering department for a complete and comprehensible compilation of all relevant project data.
  • SITRAFFIC P2 Planning and Design System for Light Signal-Controlled Nodes and Nets, Edition 06/00, order no. A24705-X-A323 - * - 04, published by Siemens AG, discloses a tool for processing light signal controlled nodes and coordinated networks.
  • SITRAFFIC P2 offers the traffic engineer assistance in planning and configuring signalised nodes with the functions such as: Intermediate time calculation with automatic route determination from the site plan, signal plan calculation and graphic processing, but also in the creation of basic data and parameters for various traffic-dependent control methods with the functions such. Phase processing and frame plan generation. In the site plan, all topographic elements can be created and reference lines and conflict points generated.
  • the background image can be loaded with a bitmap or a vector graphic on which the scaled processing takes place.
  • AMPEL 4 Planning, optimization and data management for traffic signal systems
  • BPS GmbH as of 28.02.2001
  • AMPEL 4 Planning, optimization and data management for traffic signal systems
  • It is used for the calculation and optimization of signal time schedules, in particular of split times, waiting times and tailback periods. It also offers planning steps for fixed-time control at the single node and for traffic-dependent controls. Green times can be graphically moved, lengthened or shortened in the signal time schedule on the screen with the mouse.
  • the processed signal groups are displayed graphically on the screen.
  • the traffic-technical definition of a light signal-controlled node takes place in the known method via separate entry tables whose entries are related to one another either via selection lists, so-called combo boxes, or via other referencing tables. Such a procedure is cumbersome and time-consuming, and it is also prone to referencing errors.
  • the display of the traffic-technical objects of a node in a tree structure is not very clear, while a graphical processing on a site map as a background can not generate a mutual assignment of the applied traffic-technical objects.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a method according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing the method according to the preamble of claim 8, which allow a comfortable and fast traffic definition of a light signal controlled node, where it is particularly vivid for the user and be prone to input errors.
  • the object is achieved by an initially mentioned method or an aforementioned device with the characterizing features of claim 1 or 8.
  • By graphically representable Zufahrtsschemata are provided for node arms, which have combinations of associated traffic-technical objects for a Knotenddlingarm, can scheduling traffic engineer the objects defining the node are displayed clearly displayed on a screen, the references or assignments of the combinable objects of a node arm are stored programmatically.
  • the planning traffic engineer can successively and quickly use the tools available to him via selection menus at Make a junction subsequent road sections.
  • the processor Since in this case the respective current processing status is displayed on the image display means by a stylized image of the node with the selected traffic-technical objects, the processor is offered a particularly clear and vivid process.
  • a stylized standard image of a node with, for example, four arms by clicking on a particular Knotenarmarmes with a computer mouse on a screen, the desire to edit the same can be signaled, according to the invention, the user is offered the selection of the access schemas.
  • its topology can be developed by removing it, by providing it with other traffic objects and by changing node nodes at any time.
  • the access schemes may have separate lanes for public transport vehicles or rail vehicles. Due to the overall limited choices for lanes and fords and the combinable number of one, two or three signal groups and the possible directional distributions, it is easy to produce the references between the selected traffic-technical objects. In practice, this is done directly in the selection of the desired combination, for example by clicking with a computer mouse in the approach scheme for the node arm.
  • the processing status of the developed topology on the image display means is additionally tabulated Form displayed.
  • the traffic-technical objects selected for the individual node arms which are described in the stylized image by symbols or short names, can be listed accordingly and supplemented by further traffic-technical parameters. This improves the clarity and offers an additional possibility to enter changes via the image processing means.
  • the directions of lanes and the associated signal groups on the stylized image are matched in color. This visually emphasizes the relationship between lanes for different directions of a node arm and the traffic streams in the respective directions controlling signal groups.
  • the associated line can be stored in a table with the same color. If, for example, a certain lane is marked on the stylized image, it lights up together with the assigned signal group and the corresponding table entries in a coordinated color.
  • nodes can also be defined by traffic engineering with the method according to the invention, which are to be controlled traffic-dependent by the traffic signal system.
  • selected lanes of the node arms which in reality are not associated with any physical detectors, are assigned virtual detectors for which replacement values can be entered.
  • virtual detectors for which replacement values can be entered.
  • flat rate or time and tag type related substitute values resulting from traffic measurements or estimates come from be entered.
  • the values can be preset in the tables, with the possibility of being changed by the traffic engineer working on them.
  • geometric dimensions of the node or its traffic-technical objects are input and derived therefrom traffic parameters of the node automatically.
  • the extent of the conflict area of the node can be queried. For example, at a node having four pairs of opposing node arms, the distances of opposing stop lines determine the dimensions of the conflict surface.
  • Intermediate times are calculated automatically for the node. This is the time between the end of the release time and the start of the release time for two traffic streams using the same conflict area consecutively.
  • the intermediate time results as the most unfavorable value of all combinations of lanes of a signal group to possible exits.
  • the distance of a detector to the stop line can be entered.
  • the distance of the node to the nearest nodes can also be entered to allow calculation of the offset times. This is the time difference by which the release times of the signals at the individual nodes are matched to one another to produce a coordinated control.
  • the stylized image according to FIG. 1 shows a processing status of the topology of a light signal controlled node 1, as it can be displayed on the image display means according to the inventive method for traffic engineering defining the node 1.
  • the picture in FIG. 1 For example, it could be a section of a screen connected to electronic data processing means.
  • the node 1 links two roads, of which a five-lane main direction extends in a north-south direction and a four-lane secondary direction in an east-west direction. In the main direction close to the node 1 from the north N a first Knotenddlingarm 2 and from the south S a second Knotenddlingarm 3, while in the secondary direction to the node from the east O a Knotenarm 4 and from west W join a Knotenarm 5.
  • two lanes 6 are selected for exits and two lanes 7, 8 for driveways.
  • the lane 7 is provided as a left turn lane and marked in accordance with a left turn arrow 9 in the stylized image.
  • the additional access lane 8 is selected as a combined straight-ahead and right-lane track and marked with a corresponding directional arrow 10.
  • the lanes 7, 8 for access to the junction 1 are delimited by a stop line 11 from the conflict surface 12 of the node 1.
  • the conflict area 12 also includes a pedestrian 13 intersecting the traffic lanes of the node arm 5, which, as with the other node arms, is selected and symbolized in the stylized image as a "zebra crossing". Furthermore, for the approaching over the Knoten Vietnamese traffic flows, which are on the lane 7 for left turn or lane 8 for straight-ahead and right turn move, a signal group SG7 or SG8 applied. For the Knoten Vietnamesearm 5 on the ford 13 crossing pedestrian flows the signal group SG13 is created. For the optically simpler assignment of the selected objects on the image display means, related objects are color matched. In FIG.
  • Such an access scheme 20 can be called up, for example, by clicking on the node arm 5 to be processed by means of a computer mouse and appears superimposed on the screen on the stylized image of the node 1.
  • a first selection menu 30 for lanes the number of access roads 31, the number of exits 32 and the option of a pedestrian 33 can be selected.
  • Checkmark on the left side of the menu entries will change the current processing status of the node arm 5 as shown in FIG. 1 is shown visualized.
  • the number of lanes for driveways should be increased from two to three, which is done by pointing the screen arrow of the computer mouse on the corresponding menu item "3 Zuf.Spuren".
  • the menu item of the selection menu 30 is optically marked, wherein a further selection menu 40 is opened for the number of signal groups to be applied.
  • a further selection menu 40 is opened for the number of signal groups to be applied.
  • one, two or three signal groups are offered for selection.
  • the selection menu 40 the option of two signal groups has been selected, which is visualized by depositing the corresponding menu item "2 SGs".
  • the traffic engineer who uses them is offered, in a third selection menu 50, the combinations of directional distributions on the selected lanes which are possible for the selected number of signal groups. In the present case, these would be, for example, the directional distributions symbolized in the menu boxes 51, 52 and 53 by corresponding arrows. By clicking one of these menu boxes 51, 52, 53 for the direction distributions, the associated objects are created and displayed as a new, updated processing status in the stylized image of the node 1.
  • node 1 In addition to the stylized image of node 1 according to FIG. 1 Further traffic engineering objects and parameters required for the definition of node 1 can be entered in tables that are not shown. For example, the number of lanes, the directions, the assigned signal groups and detectors, but also predefinable saturation traffic strengths, setup lengths, the number of lanes of the node arms 2, 3, 4, 5, which are characterized by one of the cardinal directions N, S, O, W Reduction factors for saturation traffic due to geographical circumstances (dome or slope approach) or certain road surfaces (cobblestones) are displayed in tabular form next to the stylized image. Furthermore, it can be provided, the main direction at the node 1 - in the example according to FIG.
  • the traffic engineer could be provided with a signal group view.
  • the applied signal groups could be logically numbered, each number of the name used in the stylized image, the signal group type - ie for pedestrians, motor vehicles or public transport vehicles - a minimum release time, that of this signal group assigned node arm and a name for the assigned lane be entered.
  • the largest intermediate times relevant for the signal groups could be summarized in a matrix. The time periods between the end of the release time and the beginning of the release time for every two conflicting areas 12 are used sequentially.
  • detectors In a further table for detectors, these could be logically numbered and the detector a name, its type - that is, virtual or physical - a value for the time gap of two consecutive vehicles, a default value for traffic, the node arm related to it and the lane and its distance before the stop line.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum verkehrstechnischen Definieren eines Knotenpunktes, an dem Verkehrsströme durch eine Signalgruppen aufweisende Lichtsignalanlage gesteuert werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • In einem Netz von Verkehrswegen, wie Straßen, Gleisanlagen sowie Rad- und Fußgängerwegen, treten an deren Verknüpfungsstellen konkurrierende Verkehrsströme auf. Zur Regelung des Verkehrs innerhalb derartiger Netze ist es an sich bekannt, die an solchen Knotenpunkten des Netzes aufeinandertreffenden Verkehrsströme durch Lichtsignalanlagen zu steuern. Eine Lichtsignalanlage besteht aus einer Kombination von Lichtsignalgebern, die nach Schaltbefehlen von in einem Steuergerät ablaufenden Signalprogrammen Lichtsignale, insbesondere Wechsellichtzeichen, an die Verkehrsteilnehmer übermitteln. Dabei werden Lichtsignale, die stets gleiche Zustände anzeigen, zu Signalgruppen zusammengefasst. Je nach Steuerungsaufgabe wird ein Steuergerät in Festzeitsteuerung betrieben oder über eine verkehrsabhängige Steuerung, bei der das Signalprogramm innerhalb eines Rahmenplanes durch den Verkehrsteilnehmer beeinflussbar ist. Dazu werden die Verkehrszustände an den Knotenpunkten von Detektoren automatisch erfasst und über ein Datenübertragungssystem an einen für das Regelgebiet des Verkehrswegenetzes zentralen Verkehrsrechner übermittelt. Die übertragenen Verkehrsdaten werden analysiert und daraus unter Einbeziehung eines Optimierungs- und Entscheidungsmodells die Steuerungsgrößen der Lichtsignalanlagen, wie Umlaufzeiten, Freigabezeiten, Ersatzzeiten, Phasenfolgen und dergleichen, neu berechnet. Aus den neuen Steuerungsgrößen werden Signalprogramme erzeugt und als Prozessdaten an die Steuergeräte übertragen.
  • Ein lichtsignalgesteuerter Knotenpunkt eines Verkehrswegenetzes wird aus steuerungstechnischer Sicht durch seine Topologie, also die gegenseitige geographische Lage der sich an den Knotenpunkt anschließenden Knotenpunktarme und der Geometrie der Konfliktfläche, durch seine verkehrstechnischen Objekte, wie Fahrspuren mit Richtungsverteilungen für Zufahrten und Ausfahrten der Knotenpunktarme, Furten für Radfahrer und Fußgänger, Signalgruppen und Detektoren, sowie durch verkehrstechnische Parameter, wie etwa Maximalgeschwindigkeiten, Mindestzeiten, Referenzzeiten und Aufstelllängen, beschrieben. Bei der Planung und Projektierung muss ein Knotenpunkt mit Lichtsignalanlage zunächst verkehrstechnisch definiert werden. Dazu stehen dem Verkehrsingenieur Werkzeuge in Form von Computerprogrammen zur Verfügung.
  • Zum Editieren der Versorgungsdaten für Steuergeräte bietet beispielsweise das aus der DE-Produktübersicht (1a) SITRAFFIC C800V/VK/VP/VX, Ausgabe 003, Bestell-Nr. A24705-X-A331-*-04, Seiten 1-26 und 1-27, herausgegeben von Siemens AG, bekannte Versorgungsprogramm SITRAFFIC Control eine komfortable Oberfläche. Dabei wird dem Benutzer eine fensterorientierte, graphische Benutzeroberfläche zur Verfügung gestellt, mittels der dem Anwender eine intuitive Bedienung mit der Maus, die Auswahl der Funktionen nach Windows-Konventionen über Schaltflächen ermöglicht wird. Mit diesem Versorgungsprogramm können die Versorgungsdaten des Steuergerätes erstellt, geändert und geladen werden. Das Hauptfenster stellt hierzu die Komponenten Projektverwaltung, Versorgung und Dokumentation sowie Komponenten für allgemeine Programmfunktionen zur Verfügung. Das Kernstück dieses bekannten Versorgungsprogramms ist die Komponente Projektverwaltung, aus der heraus die Objekte für die Teilbereiche Grundversorgung, Anwenderprogramme, Simulation und Signalsicherung erreicht werden können. Die verfügbaren Versionen jedes Teilbereiches werden so zu einem Knotenprojekt zusammengestellt, wobei eine Plausibilitätskontrolle die Kombination von nicht verträglichen Versionen verhindert. Alle verkehrstechnischen Objekte des Projektes werden in einer Baumstruktur angezeigt. Über den Objektbaum können einzelne Objekte gezielt zur Bearbeitung über Eigenschaften-Editoren aufgerufen werden. Entsprechende Icons im Baum informieren über den Zustand der Bearbeitung. Sogenannte "Spezialeditoren", wie z.B. graphische Editoren im Signalplan, bei den Phasenübergängen, beim ÖV-Speicher etc. unterstützen den Benutzer bei der Eingabe von Daten. Zur Komponente Versorgung gehört die Übertragung der Daten zum Steuergerät selbst oder die Sicherung der Daten auf dem Flash-Speicher. Eine Sonderstellung nimmt die Komponente Dokumentation ein, über die ein eigenes Programm zur Verwaltung und zum Ausdruck aller Informationen zu einem Projekt angesteuert wird. Dieser Teil von SITRAFFIC Control ist besonders auf die Anforderungen einer Planung- oder Engineering-Abteilung an eine vollständige und nachvollziehbare Zusammenstellung aller relevanten Projektdaten ausgerichtet.
  • Des Weiteren ist in der DE-Produktschrift SITRAFFIC P2, Planungs- und Projektierungssystem für lichtsignalgesteuerte Knotenpunkte und Netze, Ausgabe 06/00, Bestell-Nr. A24705-X-A323-*-04, herausgegeben von Siemens AG, ein Werkzeug zur Bearbeitung von lichtsignalgesteurten Knotenpunkten und koordinierten Netzen offenbart. SITRAFFIC P2 bietet dem Verkehrsingenieur Unterstützung bei der Planung und Projektierung von signalisierten Knotenpunkten mit den Funktionen wie z.B. Zwischenzeitenberechnung mit automatischer Wegeermittlung aus dem Lageplan, Signalplanberechnung und graphische Bearbeitung, aber auch bei der Erstellung von Basisdaten und Parametern für verschiedene verkehrsabhängige Steuerungsverfahren mit den Funktionen wie z.B. Phasenbearbeitung und Rahmenplangenerierung. Im Lageplan können alle topographischen Elemente angelegt und Bezugslinien und Konfliktpunkte erzeugt werden. Als Hintergrundbild kann eine Bitmap oder eine Vektorgrafik geladen werden, auf der die maßstäbliche Bearbeitung erfolgt.
  • Die DE-Druckschrift "AMPEL 4: Planung, Optimierung und Datenverwaltung für Lichtsignalanlagen", herausgegeben von BPS GmbH, Stand 28.02.2001, offenbart ein Programmsystem zur verkehrstechnischen Planung von Lichtsignalanlagen. Es dient der Berechnung und Optimierung von Signalzeitenplänen, insbesondere von Zwischenzeiten, Wartezeiten und Rückstaulängen. Außerdem bietet es Planungsschritte für Festzeitsteuerungen am Einzelknoten und für verkehrsabhängige Steuerungen. Grünzeiten können im Signalzeitenplan graphisch am Bildschirm mit der Maus verschoben, verlängert oder verkürzt werden. Die jeweils bearbeiteten Signalgruppen werden graphisch am Bildschirm angezeigt.
  • Die verkehrstechnische Definition eines lichtsignalgesteuerten Knotenpunktes erfolgt bei den bekannten Verfahren über separate Eingabetabellen, deren Einträge entweder über Auswahllisten, sogenannten Combo-Boxen, oder über weitere Referenzierungstabellen aufeinander bezogen werden. Eine solche Vorgehensweise ist umständlich und zeitaufwendig, außerdem ist sie anfällig für Referenzierungsfehler. Die Anzeige der verkehrstechnischen Objekte eines Knotenpunktes in einer Baumstruktur ist wenig anschaulich, während eine graphische Bearbeitung auf einem Lageplan als Hintergrund keine gegenseitige Zuordnung der angelegten verkehrstechnischen Objekte erzeugen kann.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 8 bereitzustellen, die eine komfortable und schnelle verkehrstechnische Definition eines lichtsignalgesteuerten Knotenpunktes ermöglichen, wobei es für den Benutzer besonders anschaulich und wenig anfällig für Eingabefehler sein soll.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein eingangs genanntes Verfahren bzw. eine eingangs genannte Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 8. Indem graphisch darstellbare Zufahrtsschemata für Knotenpunktarme bereit gestellt werden, welche Kombinationen einander zugeordneter verkehrstechnischer Objekte für einen Knotenpunktarm aufweisen, können dem planenden Verkehrsingenieur die den Knotenpunkt definierenden Objekte übersichtlich auf einem Bildschirm dargestellt zur Verfügung gestellt werden, wobei programmtechnisch die Bezüge bzw. Zuordnungen der kombinierbaren Objekte eines Knotenpunktarmes hinterlegt sind. Indem die Topologie des zu bearbeitenden Knotenpunktes durch knotenpunktarmweises Auswählen eines bereitgestellten Zufahrtsschemas mit Hilfe von elektronischen Datenverarbeitungsmitteln zur Bildbearbeitung und -darstellung entwickelt wird, kann der planende Verkehrsingenieur mit ihm geläufigen Arbeitsmitteln über Auswahlmenüs sukzessive und schnell die an einen Knotenpunkt anschließenden Straßenabschnitte gestalten. Da hierbei der jeweils aktuelle Bearbeitungsstand auf den Bilddarstellungsmitteln durch ein stilisiertes Bild des Knotenpunktes mit den ausgewählten verkehrstechnischen Objekten angezeigt wird, ist dem Bearbeiter ein besonders übersichtliches und anschauliches Verfahren geboten. Ausgehend von einem stilisierten Standardbild eines Knotenpunktes mit beispielsweise vier Armen, kann durch Anklicken eines bestimmten Knotenpunktarmes mit einer Computermaus auf einem Bildschirm der Wunsch zum Bearbeiten desselben signalisiert werden, worauf erfindungsgemäß dem Benutzer die Auswahl der Zufahrtsschemata angeboten wird. So kann mit großem Überblick über den gesamten Knotenpunkt dessen Topologie durch Entfernen, sonstiges Ausstatten mit verkehrstechnischen Objekten und jederzeitiges Ändern von Knotenpunktarmen entwickelt werden.
  • Vorzugsweise können als verkehrstechnische Objekte eines Knotenpunktarmes Fahrspuren für Zu- und Ausfahren sowie Furten für Fußgänger, Signalgruppen und Richtungsverteilungen der Fahrspuren ausgewählt werden. Möglich ist dabei auch, einen Knotenpunktarm mit unterschiedlicher Anzahl von Zu- bzw. Ausfahrtspuren, insbesondere auch ohne solche, auszustatten. Ebenso können die Zufahrtsschemata gesonderte Fahrspuren für Kraft- oder Schienenfahrzeuge des öffentlichen Verkehrs aufweisen. Aufgrund der insgesamt begrenzten Auswahlmöglichkeiten für Fahrspuren bzw. Furten und der damit kombinierbaren Anzahl von einer, zwei oder drei Signalgruppen und den hierfür möglichen Richtungsverteilungen, ist es einfach realisierbar, die Bezüge zwischen den jeweils ausgewählten verkehrstechnischen Objekten herzustellen. In der Praxis erfolgt dies unmittelbar bei der Auswahl der gewünschten Kombination etwa durch Anklicken mit einer Computermaus im Zufahrtsschema für den Knotenpunktarm.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Bearbeitungsstand der entwickelten Topologie auf den Bilddarstellungsmitteln zusätzlich in tabellarischer Form angezeigt. In einer solchen Tabelle können die für die einzelnen Knotenpunktarme ausgewählten verkehrstechnischen Objekte, die im stilisierten Bild durch Symbole bzw. Kurzbezeichnungen beschrieben werden, entsprechend aufgelistet und durch weitere verkehrstechnische Parameter ergänzt werden. Dies verbessert die Übersichtlichkeit und bietet eine zusätzliche Möglichkeit, über die Bildbearbeitungsmittel Änderungen einzugeben.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Richtungen von Fahrspuren und die zugeordneten Signalgruppen auf dem stilisierten Bild farblich aufeinander abgestimmt. Hierdurch wird optisch der Zusammenhang zwischen Fahrspuren für verschiedene Richtungen eines Knotenpunktarmes und den Verkehrsströme in die jeweiligen Richtungen steuernden Signalgruppen hervorgehoben. Zusätzlich kann die zugehörende Zeile in einer Tabelle mit der gleichen Farbe hinterlegt werden. Markiert man beispielsweise auf dem stilisierten Bild eine bestimmte Fahrspur, so leuchtet dieselbe zusammen mit der zugeordneten Signalgruppe und den entsprechenden Tabelleneinträgen in aufeinander abgestimmter Farbe auf.
  • In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden als weitere verkehrstechnische Objekte eines Knotenpunktarmes ausgewählten Fahrspuren Detektoren zugeordnet. Über Detektoren können Verkehrsdaten wie Verkehrsstärke, Fahrzeuggeschwindigkeit oder Aufstelllängen erfasst werden. Damit können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Knotenpunkte verkehrstechnisch definiert werden, die durch die Lichtsignalanlage verkehrsabhängig gesteuert werden sollen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden ausgewählten Fahrspuren der Knotenpunktarme, welchen in Realität keine physikalischen Detektoren zugeordnet sind, virtuelle Detektoren zugeordnet, für welche Ersatzwerte eingebbar sind. Je nach Steuerungsaufgabe können pauschale oder zeit- und tagestypbezogene Ersatzwerte, die aus Verkehrsmessungen oder -schätzungen stammen, eingegeben werden. Die Werte können in den Tabellen vorbelegt sein, mit der Möglichkeit durch den bearbeitenden Verkehrsingenieur geändert zu werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden geometrische Abmessungen des Knotenpunktes bzw. seiner verkehrstechnischen Objekte eingegeben und daraus verkehrstechnische Parameter des Knotenpunktes automatisch abgeleitet. Neben der Breite der Fahrspuren kann die Ausdehnung der Konfliktfläche des Knotenpunktes abgefragt werden. Bei einem Knotenpunkt mit vier paarweise gegenüberliegenden Knotenpunktarmen bestimmen beispielsweise die Abstände gegenüberliegender Haltelinien die Abmessungen der Konfliktfläche. Hierdurch können z.B. automatisch Zwischenzeiten für den Knotenpunkt berechnet werden. Dabei handelt es sich um die Zeitdauer zwischen dem Ende der Freigabezeit und dem Beginn der Freigabezeit für zwei dieselbe Konfliktfläche nacheinander benutzende Verkehrsströme. Bei Approximation der kurvenförmigen Fahrlinien durch Ellipsenabschnitte ergibt sich die Zwischenzeit als ungünstigster Wert aller Kombinationen von Fahrspuren einer Signalgruppe zu möglichen Ausfahrten. Ferner kann der Abstand eines Detektors zur Haltelinie eingegeben werden. Bei koordinierten Netzen kann auch die Entfernung des Knotenpunktes zu den jeweils nächsten Knotenpunkten eingegeben werden, um eine Berechnung der Versatzzeiten zu ermöglichen. Es handelt sich dabei um den Zeitunterschied, um den die Freigabezeiten der Signale an den einzelnen Knotenpunkten aufeinander abgestimmt sind, um eine koordinierte Steuerung herzustellen.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel beschrieben, in deren
    • FIG 1
    ein stilisiertes Bild eines Knotenpunktes und
    FIG 2
    ein Zufahrtsschema für einen Knotenpunktarm
    dargestellt ist, wie es erfindungsgemäß von den Bilddarstellungsmitteln angezeigt wird.
  • Das stilisierte Bild gemäß FIG 1 zeigt einen Bearbeitungsstand der Topologie eines lichtsignalgesteuerten Knotenpunktes 1, wie er nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum verkehrstechnischen Definieren des Knotenpunktes 1 auf den Bilddarstellungsmitteln angezeigt sein kann. Die Abbildung in FIG 1 könnte beispielsweise ein Ausschnitt eines an elektronischen Datenverarbeitungsmitteln angeschlossenen Bildschirms sein. Der Knotenpunkt 1 verknüpft zwei Straßen, von welchen sich eine fünfspurige Hauptrichtung in Nord-Süd-Richtung und eine vierspurige Nebenrichtung in Ost-West-Richtung erstreckt. In Hauptrichtung schließen an den Knotenpunkt 1 aus Norden N ein erster Knotenpunktarm 2 und von Süden S ein zweiter Knotenpunktarm 3, während sich in Nebenrichtung an den Knotenpunkt aus Osten O ein Knotenpunktarm 4 und von Westen W ein Knotenpunktarm 5 anschließen. Da die wesentlichen verkehrstechnischen Objekte bei allen vier dargestellten Armen des Knotenpunktes 1 die gleichen sind, genügt es, deren Erläuterung auf einen Arm - hier den Knotenpunktarm 5 - zu beschränken. In dem gezeigten Bearbeitungsstand sind zwei Fahrspuren 6 für Ausfahrten sowie zwei Fahrspuren 7, 8 für Zufahrten ausgewählt. Die Fahrspur 7 ist als Linksabbiegerspur vorgesehen und im stilisierten Bild entsprechend mit einem Linksabbiegerpfeil 9 markiert. Die weitere Zufahrtspur 8 ist als kombinierte Geradeaus- und Rechtsabbiegerspur gewählt und mit einem entsprechenden Richtungspfeil 10 markiert. Die Fahrspuren 7, 8 für die Zufahrt zum Knotenpunkt 1 sind durch eine Haltelinie 11 von der Konfliktfläche 12 des Knotenpunktes 1 abgegrenzt. Zur Konfliktfläche 12 gehört auch eine die Fahrspuren des Knotenpunktarmes 5 kreuzende Fußgängerfurt 13, die, wie bei den anderen Knotenpunktarmen, ausgewählt und im stilisierten Bild als "Zebrastreifen" symbolisiert ist. Des Weiteren sind für die über den Knotenpunktarm 5 zufahrenden Verkehrsströme, welche sich auf der Fahrspur 7 für Linksabbieger bzw. Fahrspur 8 für Geradeausfahrer und Rechtsabbieger bewegen, eine Signalgruppe SG7 bzw. SG8 angelegt. Für den Knotenpunktarm 5 über die Furt 13 querende Fußgängerströme ist die Signalgruppe SG13 angelegt. Für die optisch einfachere Zuordnung der ausgewählten Objekte auf den Bilddarstellungsmitteln sind in Beziehung zueinander stehende Objekte farblich aufeinander abgestimmt. In FIG 1 ist dies durch jeweils übereinstimmende Schraffur von Fahrspur 7 und Signalgruppe SG7, von Fahrspur 8 und Signalgruppe SG8 sowie von Furt 13 und Signalgruppe SG13 veranschaulicht. Durch Anklicken eines dieser verkehrstechnischen Objekte mit einer Computermaus können einander zugeordnete Objekte auf einem Farbmonitor in gleichem Farbton aufleuchten. Der in FIG 1 angezeigte aktuelle Bearbeitungsstand der Topologie des Knotenpunktes 1 kann nun noch weiter entwickelt werden, indem beispielsweise der Knotenpunktarm 5 neu definiert wird.
  • Hierzu dienen die erfindungsgemäß bereitgestellten Zufahrtsschemata 20, die in FIG 2 gesondert dargestellt sind und im Folgenden beschrieben werden. Ein derartiges Zufahrtsschema 20 kann beispielsweise durch Anklicken des zu bearbeitenden Knotenpunktarmes 5 mittels einer Computermaus aufgerufen werden und erscheint auf dem Bildschirm dem stilisierten Bild des Knotenpunktes 1 überlagert. In einem ersten Auswahlmenü 30 für Fahrspuren kann die Anzahl der Zufahrten 31, die Anzahl der Ausfahrten 32 und die Option einer Fußgängerfurt 33 gewählt werden. Durch Häkchen auf der linken Seite der Menüeinträge wird der aktuelle Bearbeitungsstand des Knotenpunktarmes 5, so wie er in FIG 1 dargestellt ist, visualisiert. Im dargestellten Beispiel soll die Zahl der Fahrspuren für Zufahrten von zwei auf drei erhöht werden, was durch Zeigen mit dem Bildschirmpfeil der Computermaus auf den entsprechenden Menüeintrag "3 Zuf.Spuren" erfolgt. Der Menüeintrag des Auswahlmenüs 30 wird dabei optisch markiert, wobei ein weiteres Auswahlmenü 40 für die Anzahl der anzulegenden Signalgruppen geöffnet wird. Je nachdem, wie viele Zufahrtspuren ausgewählt wurden, werden einem ein, zwei oder drei Signalgruppen zur Auswahl angeboten. Im Ausführungsbeispiel ist im Auswahlmenü 40 die Option zweier Signalgruppen gewählt worden, was durch Hinterlegung des entsprechenden Menüpunktes "2 SGs" visualisiert ist. Entsprechend der gewählten Anzahl von Zufahrtspuren und Signalgruppen wird dem benutzenden Verkehrsingenieur in einem dritten Auswahlmenü 50 die bei der gewählten Anzahl von Signalgruppen möglichen Kombinationen von Richtungsverteilungen auf den gewählten Fahrspuren angeboten. Im vorliegenden Fall wären dies beispielsweise die in den Menüboxen 51, 52 und 53 durch entsprechende Pfeile symbolisierten Richtungsverteilungen. Durch Anklicken einer dieser Menüboxen 51, 52, 53 für die Richtungsverteilungen werden die zugehörigen Objekte als neuer, aktualisierter Bearbeitungsstand im stilisierten Bild des Knotenpunktes 1 angelegt und dargestellt.
  • Neben dem stilisierten Bild des Knotenpunktes 1 gemäß FIG 1 können weitere verkehrstechnische Objekte und Parameter, die zur Definition des Knotenpunktes 1 erforderlich sind, in nicht dargestellten Tabellen eingetragen werden. Beispielsweise könnten den Zufahrten der Knotenpunktarme 2, 3, 4, 5, die durch eine der Himmelsrichtungen N, S, O, W gekennzeichnet sind, die Anzahl der Fahrspuren, der Richtungen, der zugeordneten Signalgruppen und Detektoren, aber auch vorgebbaren Sättigungsverkehrsstärken, Aufstelllängen, Abminderungsfaktoren für die Sättigungsverkehrsstärke aufgrund geographischer Umstände (Kuppel- oder Hanganfahrt) oder bestimmter Fahrbahnbeläge (Kopfsteinpflaster) tabellarisch neben dem stilisierten Bild angezeigt werden. Des Weiteren kann vorgesehen sein, die Hauptrichtung am Knotenpunkt 1 - im Beispiel nach FIG 1 von Norden N nach Süden S - sowie die geometrische Ausdehnung der Konfliktfläche 12 und die Breiten der jeweiligen Fahrspuren anzugeben. Als weitere tabellarische Übersicht könnte dem Verkehrsingenieur eine Signalgruppen-Ansicht zur Verfügung gestellt werden. Darin könnten die angelegten Signalgruppen logisch nummeriert werden, jeder Nummer der im stilisierten Bild verwendete Name, der Signalgruppentyp - also für Fußgänger, Kraftfahrzeuge oder Fahrzeuge des Öffentlichen Verkehrs -, eine Mindestfreigabezeit, der dieser Signalgruppe zugeordnete Knotenpunktarm sowie eine Bezeichnung für die zugeordnete Fahrspur eingetragen sein. In einer anderen tabellarischen Ansicht könnten die für die Signalgruppen jeweils maßgebenden größten Zwischenzeiten in einer Matrix zusammengefasst werden. Eingetragen werden dabei die Zeitdauern zwischen dem Ende der Freigabezeit und dem Beginn der Freigabezeit für je zwei dieselbe Konfliktfläche 12 nacheinander benutzende Verkehrsströme. In einer weiteren Tabelle für Detektoren könnten diese logisch nummeriert werden und dem Detektor ein Name, sein Typ - also virtuell oder physikalisch - ein Wert für die Zeitlücke zweier aufeinanderfolgender Fahrzeuge, ein Default-Wert für die Verkehrsstärke, der auf ihn bezogene Knotenpunktarm und die Fahrspur sowie sein Abstand vor der Haltelinie zugeordnet werden.
  • Insbesondere erreicht man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine erhebliche Reduzierung des Versorgungsaufwandes bei der Definition einer lichtsignalgesteuerten Kreuzung, so dass die verkehrstechnische Definition eines solchen Knotenpunktes innerhalb von wenigen Minuten erfolgen kann. Mit dem stilisierten Bild, welches den jeweils aktuellen Bearbeitungsstand der entwickelten Knotenpunkttopologie wiedergibt, steht dem planenden Verkehrsingenieur ein besonders anschauliches und übersichtliches Verfahren zur Verfügung, wobei das Kreuzungsbild in vorteilhafter Weise für eine Dokumentation des Verfahrens verwendet werden kann. Schließlich werden durch das erfindungsgemäße Verfahren vor allem Referenzierungsfehler vermieden, da alle relevanten verkehrstechnischen Objekte automatisch aufeinander bezogen werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zum verkehrstechnischen Definieren eines Knotenpunktes (1), an dem Verkehrströme durch eine Signalgruppen (SG7, SG8, SG13,....) aufweisende Lichtsignalanlage gesteuert werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass grafisch darstellbare Zufahrtsschemata (20) für Knotenpunktarme (2, 3, 4, 5) bereitgestellt werden, welche Kombinationen einander zugeordneter verkehrstechnischer Objekte für einen Knotenpunktarm (5) aufweisen, und dass mit Hilfe von elektronischen Datenverarbeitungsmitteln zur Bildbearbeitung und - darstellung die Topologie des Knotenpunktes (1) durch knotenpunktarmweises Auswählen eines Zufahrtsschemas (20) entwickelt wird, wobei ein jeweils aktueller Bearbeitungsstand auf den Bilddarstellungsmitteln durch ein stilisiertes Bild des Knotenpunktes (1) mit den ausgewählten verkehrstechnischen Objekten angezeigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass als verkehrstechnische Objekte eines Knotenpunktarmes (5) Fahrspuren für Zu- und Ausfahrten (6, 7, 8) sowie Furten (13) für Fußgänger oder Radfahrer, Signalgruppen (SG7, SG8, SG13) und Richtungsverteilungen (9, 10) der Fahrspuren (7, 8) ausgewählt werden können.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsstand der entwickelten Topologie auf den Bilddarstellungsmitteln zusätzlich in tabellarischer Form angezeigt wird und über die Bildbearbeitungsmittel veränderbar ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungen (9, 10) von Fahrspuren (7, 8, 13) und die zugeordnete Signalgruppe (SG7, SG8, SG13) auf dem stilisierten Bild farblich aufeinander abgestimmt sind.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass als weitere verkehrstechnische Objekte eines Knotenpunktarmes (5) ausgewählten Fahrspuren (7, 8) Detektoren zugeordnet werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass ausgewählten Fahrspuren (7, 8) der Knotenpunktarme (5), welche in Realität keine physikalischen Detektoren zugeordnet sind, virtuelle Detektoren zugeordnet werden, für welchen Ersatzwerte eingebbar sind.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass geometrische Abmessungen des Knotenpunktes (1) bzw. seiner verkehrstechnischen Objekte eingegeben werden und daraus verkehrstechnische Parameter des Knotenpunktes (1) automatisch abgeleitet werden.
  8. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    gekennzeichnet durch elektronische Datenverarbeitungsmittel zur Bildbearbeitung und -darstellung, die derart programmiert sind, dass graphisch darstellbare Zufahrtsschemata (20) für Knotenpunktarme (5) bereitgestellt sind, welche Kombinationen einander zugeordneter verkehrstechnischer Objekte für einen Knotenpunktarm (5) aufweisen, und dass die Topologie des Knotenpunktes (1) durch knotenpunktarmweises Auswählen eines Zufahrtsschemas (5) entwickelbar ist, wobei ein jeweils aktueller Bearbeitungsstand durch ein stilisiertes Bild des Knotenpunktes (1) mit den ausgewählten verkehrstechnischen Objekten anzeigbar ist.
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