EP2413302B1 - Verfahren zur Verkehrsregelung eines Strassenzuges - Google Patents

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EP2413302B1
EP2413302B1 EP11450096.0A EP11450096A EP2413302B1 EP 2413302 B1 EP2413302 B1 EP 2413302B1 EP 11450096 A EP11450096 A EP 11450096A EP 2413302 B1 EP2413302 B1 EP 2413302B1
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EP
European Patent Office
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traffic
evaluation
parameters
model
evaluation criterion
Prior art date
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EP11450096.0A
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English (en)
French (fr)
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EP2413302A1 (de
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Andreas Kuhn
Birgit Kuhn
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KUHN, ANDREAS
KUHN, BIRGIT
Original Assignee
Individual
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Publication of EP2413302B1 publication Critical patent/EP2413302B1/de
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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
    • G08G1/081—Plural intersections under common control
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/095—Traffic lights
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions

Definitions

  • the invention relates to a method for regulating the traffic of a road with several intersections, wherein at least two of the intersections signal systems are assigned, according to the preamble of claim 1.
  • Known signal systems of an intersection serve to regulate the traffic flow of the intersection, wherein the signal systems can preferably be designed to form signals, in particular for the formation of light signals.
  • the signal systems may comprise a signal device, which signaling device may display different signals as a function of manipulated variables.
  • Well-known examples of signal systems are traffic lights. It is known to switch the signal systems after predetermined fixed time intervals. In the course of a road are usually several intersections, which signaling systems are assigned. The traffic flow in the street can be improved by the coordination of the signal systems of the individual intersections. For example, it can be achieved that when driving at a predetermined speed all signal systems are reached when they are switched to transit. This is often called a green wave.
  • the DE 44 36 339 A1 describes a two-stage Ampei horrung.
  • signals are first acquired from measured data by sensors using an analytically operating preprocessor, which are then evaluated in a downstream neural network.
  • the disadvantage here is that it can often lead to congestion in the known method, because not always best deals with any traffic situation and thus only sub-optimal solutions are achieved.
  • the disadvantage here is further that vehicles and / or pedestrians, especially on side roads, often wait unnecessarily long for clearance for passing the road and / or entering the street.
  • the object of the invention is to provide a method of the type mentioned, in which the known disadvantages are avoided, which can be easily integrated into the traffic control of an existing transport network, with a good regulation of the road for different requirements can be reliably ensured in which the required computing power and the required data transfer can be kept low, and which can ensure a reduction of pollutant emissions at the intersection.
  • the advantage here is that with the method varying specifications and control strategies can be considered according to the predetermined evaluation criterion. This can be a good performance with respect to a clearly defined evaluation criterion be ensured, which can be easily checked objectively. Furthermore, an assessment can be used to check the appropriateness of the evaluation criterion and, if necessary the evaluation criterion will be changed. Through the selection of the evaluation criterion different strategies for the regulation of the road can be specified, whereby the strategy can be changed easily and quickly and adapted to the respective situation, whereby a change of the evaluation criterion is sufficient for the change of strategy.
  • the current traffic situation can be determined and evaluated with the method with little expenditure of computing power and data transfer, whereby a simple, local traffic model is sufficient.
  • the regulation can essentially be carried out directly at the street, wherein in the event of a failure of the data transfer by means of external interfaces, the regulation can optionally be further regulated with the last transmitted data, so that despite the failure, a good regulation of the traffic flow can be provided.
  • An advantage of the method is further that it can be easily integrated into the traffic control of an existing transport network, in particular by a gradual conversion or extension of existing traffic regulations can be realized in a simple manner that in the process, the required computing power can be kept low and only a small amount of data transfer is required.
  • the method has a low susceptibility to interference. Furthermore, by incorporating the evaluation criterion, for example, a reduction of pollutant emissions, in particular in the area of the road, can be ensured.
  • the invention further relates to a computer program product which can be loaded directly into the internal memory of a computer and comprises software code sections with which the steps of the method according to the claim or the subclaims are executed when the computer program product runs on a computer.
  • the Fig. 1 to 3 show embodiments of a method for controlling a road with multiple intersections, wherein at least two of the intersections signal systems 1 are assigned, wherein at least one input parameter 10 is passed to a traffic device 2, the traffic device 2 first traffic parameters 31 of the current traffic situation are determined, at least one evaluation criterion is given, the first traffic parameters 31 and the at least one evaluation criterion 4 are passed to a rating device 6, 6 are determined by the evaluation device manipulated variables 7 and the signal systems 1 are operated with the manipulated variables 7.
  • An advantage of the method is that it can be easily integrated into the traffic control of an existing transport network, in particular by also a gradual conversion or extension of existing traffic regulations is easily feasible. In this case, controlled variables of the existing traffic regulation can be integrated into the process by means of the evaluation criterion 4. Furthermore, it is advantageous that in the method, the required computing power can be kept low and only a small data transfer is required that it has a low susceptibility, and that the inclusion of the evaluation criterion 4, a reduction of pollutant emissions, such as CO2 emissions, in particular along main roads.
  • intersection is a traffic intersection where at least two roads meet. At the intersection, more than two roads can meet. Another embodiment of the intersection relates to a roundabout.
  • the road train is a traffic road train in which a vehicle can travel from one end of the road to the other end of the road. It can the Road section may be part of a road, but it may also be several parts of roads to a street group summarized.
  • the road train forms a substantially linear connection between its ends. In a Ring Nonyak the ends can also coincide.
  • the method essentially relates only to the regulation of the road, wherein the evaluation criterion 4 can be handed over, at least in part, by a hierarchically superordinated method.
  • the hierarchically superordinate method preferably relates to a street hierarchically superior element of a traffic network, for example, a district or a road system of several streets.
  • a data transfer can take place with a hierarchically higher-order method.
  • the signal system 1 may be provided for traffic control of pedestrian and / or vehicle traffic at the intersection, the traffic is controlled by the signal system 1.
  • the intersection is a controlled intersection and the signal system 1 indicates by means of signals whether passing in a predetermined manner, for example a crossing or a turn is currently permitted or not.
  • the signal system 1 may comprise a traffic signal system, wherein the signals are at least partially light signals.
  • the traffic signal system can be designed in particular as a traffic light.
  • the traffic light may include at least one green, at least one yellow and at least one red light signal to indicate whether or not the passage is permitted in the predetermined manner.
  • signaling system 1 comprises optical displays, for example information boards, and / or sounders, such as loudspeakers or sirens.
  • the signaling system 1 comprises a transmitting unit.
  • signals can be transmitted to the road users and / or vehicles, wherein the transmission can be carried out by means of radio, WLAN, TMC or other types of information transmission.
  • the duration can be transmitted to the next green.
  • Pedestrians can receive these signals by means of suitable receivers, for example mobile telephones or the like. In vehicles immediately suitable receiving devices can be integrated.
  • signal systems 1 may be arranged at crosswalks outside the area of an intersection of the street. Furthermore, signal systems 1 may be arranged during entrances and / or exits along the road, for example when entering and / or exiting parking spaces, parking garages or the like.
  • signal systems 1 may relate to information boards, sign boards and / or prohibition boards.
  • Road signs can alert road users to the particularities of the traffic situation, which can influence the behavior of road users.
  • the billboards may contain information about the parking lot situation, detours, traffic jams or other traffic related information.
  • Billboards and prohibition signs can directly and compulsorily influence the flow of traffic.
  • the signal systems 1, which are provided as information panels, bid panels and / or prohibition panels have a variable display, so that a change in the content of these panels can be effected by the method.
  • the traffic situation of the road is determined by means of a traffic model, wherein the traffic facility 2 determines the first traffic parameters 31 as a function of the at least one input parameter 10.
  • an analytical representation of the traffic model of the traffic facility 2 can be provided. Often, however, such a representation is not appropriate.
  • Machine learning models may be, for example, artificial neural networks, regression or classification trees, support vector machines and / or look-up tables and / or committees of machine-learning models.
  • the input parameters 10 may be different sizes and may be, for example, traffic flows in the street measured by means of sensors.
  • other traffic data can be used, for example, from sensors at other traffic points that are related to the traffic situation in correlate to the street.
  • the traffic situation can also be determined indirectly, for example by measuring pollutant emissions.
  • the input parameters 10 may include traffic parameter dependent values which depend directly on the traffic, for example a traffic density. Furthermore, the input parameters 10 may include traffic parameter independent values that are not traffic dependent. However, this does not exclude that the traffic parameters 31 depend on these values. Traffic parameter independent values are, for example, the day of the week.
  • the input parameters 10 may include weather data and / or calendar data.
  • weather data for example, the commuter traffic, the tourist traffic at the beginning of the holiday and / or in bad weather can be easily taken into account.
  • the input parameters 10 may include data about events, such as sporting events, trade fairs or concerts, which may also take into account typical traffic at major events.
  • the traffic parameters 31 are determined from input parameters 10 which do not directly relate to the traffic parameters 31 or comprise only a part of the traffic parameters 31.
  • the above-mentioned examples of the input parameters 10 show that it has not proved necessary to provide input parameters 10 from which the traffic parameters 31 can be determined analytically. In this way, the measurement effort in the street can be kept low and still get a good picture of the traffic situation.
  • the input parameters 10 preferably comprise at least one currently measured variable, this variable being different from the traffic parameters 31.
  • This currently measured variable can include, in particular, weather data, time information and / or pollutant emissions.
  • the current traffic situation can be described, for example, by the traffic flows in the road, these variables being able to be provided as first traffic parameters 31.
  • the first traffic parameters 31 may also reflect other values, with the first traffic parameters 31 also being the same Traffic flows in the street can be determined. For example, the inflows and outflows at intersections, entrances and / or exits can be selected.
  • a particularly simple traffic model of the traffic facility 2 describes, depending on a time and a day, the average traffic flows in the street. At least the time and the day are then transmitted to the traffic facility 2 as the input parameter 10, the traffic facility 2 determining the corresponding first traffic parameters 31 and transmitting them to the evaluation facility 6.
  • rush hour traffic, morning and evening peaks in traffic volume, in particular one-way peaks in traffic volume can be taken into account.
  • history values of the road can be used for the traffic model.
  • the accuracy of this particularly simple traffic model of the traffic facility 2 can be increased and better adapted to the road to be imaged by means of the traffic model can instead of the time and day or in addition to the time and day at least one other or at least one other input parameter 10 is selected becomes.
  • the at least one input parameter 10 includes information about the current weather.
  • the weather data can be transmitted by data transfer to the traffic facility 2.
  • the weather data can be determined, for example, directly at the signal system 1 or taken over by prediction stations.
  • the number of vehicles in the street can form at least one of the at least one input parameter 10, whereby the current traffic volume can be determined directly.
  • the vehicles traveling along a traffic lane on the road can concern at least one of the at least one input parameter 10, with which the actual traffic volume can likewise be determined directly.
  • a plurality of input parameters 10 of the traffic device 2 can be transferred, with which a good determination of the current traffic situation can be provided by the traffic device 2.
  • the at least one input parameter 10 can comprise a large number of different variables and can be represented as a multi-dimensional vector.
  • traffic parameters 32 of the future traffic situation are predicted by the traffic facility 2 and the second traffic parameters 32 are transferred to the assessment facility 6, as in FIGS Fig. 2 and 3 is shown.
  • the advantage here is that thereby the expected future traffic situation, for example by 15 minutes, by 30 minutes and / or by 60 minutes directed into the future, can be taken into account, so that the road can also be regulated in view of the expected future traffic situation. In this case, expected changes in the traffic situation can be handled better by the road.
  • the second traffic parameters 32, together with the first traffic parameters 31, can form a multi-dimensional traffic parameter vector.
  • traffic-parameter-dependent values and / or traffic-parameter-independent values of the input parameters 10 can be used. It has been found that the accuracy of the second traffic parameters 32 can be improved considerably, in particular by including values which are independent of traffic parameters. In particular, events or weather-dependent peculiarities can be easily taken into account.
  • At least one evaluation criterion 4 is specified in the method.
  • the evaluation criterion 4 can be predetermined, at least in part, by a hierarchically higher-ranking control system.
  • the method can be easily integrated into the higher-level method of the hierarchically higher-level control system, wherein the control takes place locally in the street and only a part of the evaluation criterion 4 is specified by the higher-level control system.
  • the data transfer can be kept low and local conditions in the street are easily taken into account.
  • the hierarchically higher-level control system preferably relates to a street hierarchically superior element of a transport network, for example, a district or a road system of several roads.
  • the evaluation criterion 4 can be a scalar or a vector variable.
  • a vectorial variable several conditions can simply be summarized in the evaluation criterion 4, whereby different weightings of the individual conditions can simply be specified. It is obvious to a person skilled in the art that a vectorial evaluation criterion 4 can also be provided as a scalar function or the like.
  • evaluation criterion 4 may be provided, for example in the form of a matrix and / or several evaluation criteria. 4
  • evaluation criterion 4 can be provided that a first part is assigned a significantly higher weight compared to a second part, whereby this first part in this sense can represent a mandatory criterion to be met.
  • a mandatory criterion may be provided in particular for the fulfillment of legal requirements.
  • the manipulated variables 7 are determined by the evaluation device 6 by means of a control model and / or a rating model.
  • the input parameters 10 and manipulated variables 7 are assigned a rating taking into account the evaluation criterion 4.
  • other parameters in particular by feedback, can be provided in other embodiments.
  • the rule model is the inverse evaluation model that assigns a manipulated variable 7 to the input parameters 10, taking account of the evaluation criterion 4, so that the evaluation satisfies predefined conditions.
  • the evaluation device 6 can assign a higher priority to the fulfillment of the mandatory criteria.
  • statutory requirements for example a minimum duration of the individual signal phases of the signals displayed by the signal system 1, for example, in each case the green, the yellow and the red phase, can be taken into account very simply. This can be achieved, for example, by excluding those manipulated variables 7, by means of which the mandatory criteria is not met, from the evaluation device 6 and thus can not be output by the evaluation device 6. This can also be achieved by evaluating those manipulated variables 7, by means of which the mandatory criteria are not met, such that these manipulated variables 7 are not determined by the evaluation device 6 as those manipulated variables 7 which have the highest degree of fulfillment.
  • the best possible fulfillment can be provided.
  • an optimization problem can be solved by the evaluation device 6.
  • a first part of the evaluation criterion 4 specified as a must criterion can essentially be regarded as a secondary condition for the optimization problem, which is mandatory.
  • the road is operated with a predeterminable standard set of manipulated variables 7, as long as the evaluation criterion 4 is met with the standard set of manipulated variables and only then a change in the manipulated variables 7 occurs when the evaluation criterion 4 is no longer satisfied, or Non-compliance threatens.
  • a plurality of standard sets of manipulated variables 7 are predetermined and is changed in a first step from a standard sentence to another standard sentence. For example, it can be provided that in a crossing of the street in a first standard sentence, the two streets are treated the same, which can be ensured on both roads low downtime due to the duration of the red phases.
  • the green phase of the road crossing the road can be extended and the red phase of the road can be shortened in a second standard set.
  • the red phase is lengthened and the green phase is shortened.
  • a predetermined second standard set at a higher flow level of the road train. This can be particularly favorable if the street is a main street and the street crossing the street is a side street.
  • the standard set can be easily provided that in the street a green wave is ensured. If, in the case of regulation with a standard sentence, the evaluation criterion 4 is no longer met, for example because of a traffic jam, it is usually no longer expedient to follow the concept of the green wave, since vehicles will no longer reach the next intersection within the scheduled time.
  • the at least one evaluation criterion 4 relates to at least one condition that is to be fulfilled by the method as far as possible, the evaluation criterion 4 being, for example, a signal duration of an enable signal, in particular the green phase, a signal duration of the stop signal, in particular the red phase, a minimum road train reserve, an outflow in a predefined direction or a maximum backwater length may affect.
  • the evaluation criterion 4 may include, in particular, a predefinable setpoint, an extemal condition, or compliance with a threshold.
  • the evaluation criterion 4 makes it possible to compare different manipulated variables 7 with regard to the suitability for achieving the strategy prescribed by the evaluation criterion 4 of a traffic situation predefined by the first traffic parameters 31 and possibly the second traffic parameters 32.
  • the road train reserve indicates which increase in the inflow can be handled without congestion from the road.
  • a degree of saturation of the road can be determined, which essentially corresponds to the value 100% less of the road train reserve.
  • the evaluation device 6 determines those manipulated variables 7 which fill the evaluation criterion 4, taking into account the first traffic parameters 31 and optionally the second traffic parameters 32.
  • an intersection reserve of the intersections of the road can be formed, which indicates which increase in the traffic flow can be handled by the respective intersection without congestion.
  • the intersection reserve of one or more of the intersections of the road can be provided as part of the first traffic parameters 31 and optionally the second traffic parameters 32.
  • evaluation criteria 4 can be transferred as a multi-dimensional evaluation criteria vector. With the evaluation criterion 4 different goals can be given in this way at the same time, which can be partly contradictory.
  • a weighting of the individual evaluation criteria 4 may be provided, which may be part of the evaluation criteria 4. It can also be provided that at least part of the weighting is implemented in the evaluation device 6, for example by the order of the evaluation criteria 4.
  • the at least one evaluation criterion 4 can be specified directly by a higher-level entity or can also be predetermined in the long term. It can also be provided a long-term specification, which can be changed immediately.
  • the higher-level entity preferably relates to a hierarchically superior element of a traffic network, for example a district or a road system of several streets.
  • control variables 7 can directly specify the signals, in particular the duration and / or the order of the individual signal phases, of the signal system 1.
  • the manipulated variables 7 can also be input parameters of a signaling system control 9 of the signal systems 1. It can be provided that the evaluation criterion of the signaling system control 9 is influenced by the manipulated variables 7.
  • the evaluation criterion 4 can be a mandatory criterion, for example, the signal minimum duration of the enable signal to meet regulated, in particular legally regulated, specifications.
  • a regulated specification can, for example, be the green phase of a pedestrian traffic light that is sufficiently long in accordance with the road width.
  • the evaluation criterion 4 on the one hand pretend that the green phase of a pedestrian traffic is at least 40 seconds long, and further pretend that the saturation of the road is a maximum of 90%.
  • the design of the street and the current traffic situation further evaluation criteria 4 are specified in this sense, these specifications can be variable in time.
  • the evaluation criterion 4 and the first traffic parameters 31 form input variables for the evaluation device 6. If the traffic device 2 supplies second traffic parameters 32, the second traffic parameters 32 can also be other input variables of the evaluation device 6. In the case of particularly simple control models and / or evaluation models of the evaluation device 6, an analytical representation can be provided, which however often does not prove to be expedient.
  • Machine learning models and / or pattern recognition models in which the models can be trained on the basis of examples, and in this way, even in the case of complex systems, have proven to be favorable for a fast and good determination of the control model and / or evaluation model the manipulated variables 7 can be achieved.
  • the machine learning models can be in particular artificial neural networks, regression or classification trees, support vector machines and / or look-up tables and / or committees of machine-learning models ,
  • fuzzy logic models In addition to machine-learning models, fuzzy logic models have also proven useful for the control model and / or assessment model. Often it is it is possible to verbally describe ratings that can be easily translated into a fuzzy logic model.
  • the capacity of an intersection is exhausted, it may be provided, for example, that at the adjacent intersections the outflow towards this intersection should be reduced.
  • the conditions can be easily understood, so that empirical values can be easily implemented. For example, it may be provided that it can be specified as an evaluation criterion with regard to a crossing of the street: "if the intersection is full, then reduce the outflow of the neighboring intersection".
  • the traffic model, the control model and / or the evaluation model are preferably designed as independent modules, which are coupled to one another by means of interfaces.
  • the interfaces can also form feedback.
  • independent modules the individual models can be designed and trained in a particularly easy way. In particular, each module can be easily optimized for its specific task.
  • the first traffic parameters 31 and / or the second traffic parameters 32 are transmitted by the traffic device 2 to a judging device 8 and at least partially the at least one assessment criterion 4 is determined by the judging device 8.
  • the traffic situation can be assessed by means of a rating model and the evaluation criterion 4 can be adapted to the traffic situation.
  • the assessment device 8 further comprises, in addition to the assessment model, a selection model for specifying the evaluation criterion 4. In other embodiments, it may be provided that the assessment model and the selection model are combined in the assessment model.
  • the method is coupled with a hierarchically higher-order method, it can be provided that instructions are transferred from the hierarchically superordinated method to the assessment device 8 and are taken into account by the latter when determining the evaluation criterion 4.
  • the instructions can directly represent part of the evaluation criterion 4.
  • first traffic parameters 31 and / or second traffic parameters 32 can be taken into account.
  • an analytical representation of the assessment model and / or the selection model of the traffic facility 2 can be provided. Often, however, such a representation is not appropriate.
  • Machine learning models and / or pattern recognition models have proven to be favorable, in which the models can be trained on the basis of examples and in this way a fast and good determination of the evaluation criterion 4 can be achieved even with complex systems.
  • Machine learning models can be, for example, artificial neural networks, regression or classification trees, support vector machines and / or look-up tables.
  • fuzzy logic models have also proved useful for the assessment model and / or the selection model. Often it is possible to verbally describe appropriate control strategies that can be easily translated into a fuzzy logic model. These control strategies can be achieved by the evaluation criterion 4 and / or the requirement 5.
  • the assessment model and / or the selection model are preferably designed as separate modules with respect to the traffic model, the control model and / or the evaluation model, which are coupled to one another by means of interfaces.
  • the interfaces can also form feedback.
  • the morning commuter traffic can be city-centered, with a second out-of-town commuter traffic outbound, with a third strategy of tourist traffic, with a fourth strategy the particulate matter pollution or the concentration of other pollutants and with a fifth strategy the traffic to or from an event be specially taken into account.
  • the strategy can be easily and quickly adapted to the current situation.
  • a quick strategy change for short-term events is possible. For example, by detecting the position of a given vehicle, a fast progress of this vehicle can be ensured, whereby a route change of the vehicle can be easily taken into account.
  • the progress of emergency vehicles and / or public transport vehicles can be substantially improved.
  • the evaluation criterion 4 can also be provided to specify the evaluation criterion 4 via an external input interface, wherein only a part of the evaluation criterion 4 can be specified. It can be provided that the external input interface is connected to an input of the assessment device 8 and the assessment device 8, taking into account the specifications of the external input interface determines the evaluation criterion 4 and passes it to the evaluation device 6. It can also be provided that the external input interface is directly connected to an input of the evaluation device 6, whereby, if appropriate, the selection of an arbitrary strategy for controlling the intersection is simply made possible.
  • a manual input can be provided via the external input interface, as a result of which a manual control of the road train can be easily made possible by selecting the evaluation criterion 4.
  • the evaluation criterion the strategy for the regulation of the road can be simply specified.
  • the traffic flows in the road can be determined with the first traffic parameters 31, wherein the first traffic parameters 31 are in particular the traffic flows in the road and / or the crossing reserves of the intersections of the road characterizing parameters can.
  • the first traffic parameters 31 may directly indicate a numerical value for the traffic flows in the road and / or the intersection reserves of the intersections of the road.
  • the examples for training the traffic model can be determined separately in advance. It can be used over a predeterminable period, for example, at least two months, carried out at the intersection measurements.
  • the examples for training the control model and / or the evaluation model can be determined by preliminary simulations, for example by Monte Carlo simulations, wherein the best control variables 7 are determined for selected evaluation criteria 4, first traffic parameters 31 and possibly second traffic parameters 32.
  • the examples for training the assessment model and / or the selection model can also be determined by preliminary simulations, for example by Monte Carlo simulations.
  • the evaluation device 6 and, if appropriate, the assessment device 8, these can be designed differently.
  • the examples used for training can be obtained in different ways, whereby the traffic model of the traffic device 2 and / or the control model and / or the evaluation model of the evaluation device 6 and / or the assessment model and / or the selection model of the assessment device can be kept simple.
  • a further advantage is that the evaluation criterion 4 can be targeted to the traffic situation and the data of the traffic situation, the first traffic parameters 31 and / or the second traffic parameters need not be present as measured input parameters but are provided by the traffic facility 2 by means of the traffic model.
  • the required measurement effort during operation can be kept low and, for example, empirically determined empirical values can be used which, if necessary, can be confirmed or adapted by only a small amount of measurement.
  • the current traffic situation can be determined easily and with little need for computing power and data transfer. In this way, the regulation of the road can be easily adapted to a wide variety of local and regional traffic situations.
  • the traffic model and / or the control model and / or the evaluation model and / or the assessment model and / or the selection model may be designed to be adaptive.
  • the advantage here is that the accuracy of the models can be improved during operation.
  • the respective model is improved starting from an initial configuration offline in training phases and / or online during operation, in particular by means of known methods, for example an evolution method.
  • offline training phases can be provided before operation and / or during operation during breaks or parallel to the operation.
  • the outputs of the devices (2, 6, 8) are fed back to the inputs of other of the devices (2, 6, 8), whereby the accuracy of the corresponding models can be increased.
  • the manipulated variables 7 have an immediate effect on the second traffic parameters 32.
  • the influence of the evaluation criterion 4 on the second traffic parameters 32 increases, in particular for longer forecasts.
  • the input parameter 10 of the traffic facility can comprise at least one of the manipulated variables 7, wherein it can also be provided that the input parameter 10 comprises all manipulated variables 7.
  • the fulfillment of the strategy specifications can be determined prematurely and a particularly early adaptation of the strategy can take place by changing the evaluation criterion 4.
  • the feedback can easily provide a continuous training of the models, whereby a steady adaptation of the models and a continuous improvement of the regulation of the road can be achieved.
  • the at least one input parameter 10 is determined at least partially by means of a sensor 11 in the region of the road.
  • the sensor 11 may be attached directly to one of the signal systems 1. In other embodiments of the sensor 11, it may be arranged below the roadway's lane and / or a feeder road.
  • the sensor 11 can be designed to determine the current weather, the inflows of the road, the backwater in the road and / or accidents in the street.
  • the sensor 11 may comprise induction loops, temperature sensors, light barriers, magnetic sensors, image sensors, for example video sensors, laser scanners, and / or radar sensors.
  • the at least one evaluation criterion 4 is predetermined at least partially by means of an external input interface, preferably by a manual input device or by a hierarchically higher-order control system.
  • the traffic device 2, the evaluation device 6 and / or the assessment device 8 with an input device in the area of the road, a center, in particular a traffic control center, or with the higher-level control system, for example, a control system which performs a method for controlling a signaling system in a transport network be connected, for example, be radio or cable connected.
  • the evaluation criterion 4 can be changed from a distance, with which the traffic flow in the street can be controlled externally or at least partially synchronized with neighboring further streets, for example by a hierarchically superior method.
  • the advantage here is that only small amounts of data are to be transmitted, since the method can continue to operate autonomously, at least largely, or that pollutant emissions along main roads can be reduced by optimizing the flow of traffic beyond the road.
  • feedback from the evaluation device 6 is transmitted to an external output interface, preferably to a display device or the hierarchically higher-order control system. It is advantageous that in this way the operation of the regulation of the road train can be easily controlled and / or the method for regulating a further road train and / or a traffic network can be influenced by the feedback.
  • a further advantage is that only small amounts of data are to be transmitted, since the feedback usually causes small amounts of data.
  • the traffic device 2, the evaluation device 6 and optionally the assessment device 8 can be arranged in a common housing, whereby a particularly compact design can be provided. It can also be provided that a computer comprises several or even all of the devices 2, 6, 8.
  • the invention further relates to a computer program product which can be loaded directly into the internal memory of a computer and comprises software code sections with which the steps of the above method are executed when the computer program product runs on a computer.
  • the computer program product can be stored on a data medium.
  • the associated output parameters can be stored on individual worksheets and the current output parameters can be interpolated based on the current input parameters 10.
  • the traffic model of the traffic facility 2 traffic situations for given input parameters 10 can be stored on individual worksheets and the first traffic parameters 31 can be interpolated on the basis of the current input parameters 10.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkehrsregelung eines Straßenzuges mit mehreren Kreuzungen, wobei zumindest zwei der Kreuzungen Signalanlagen zugeordnet sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Bekannte Signalanlagen einer Kreuzung dienen zur Regelung des Verkehrsflusses der Kreuzung, wobei die Signalanlagen vorzugsweise zur Ausbildung von Signalen, insbesondere zur Ausbildung von Lichtsignalen, ausgebildet sein können. Dazu können die Signalanlagen eine Signaleinrichtung umfassen, welche Signaleinrichtung in Abhängigkeit von Stellgrößen unterschiedliche Signale anzeigen kann. Bekannte Beispiele von Signalanlagen sind Ampeln. Es ist bekannt, die Signalanlagen nach vorbestimmten festen Zeitintervallen umzuschalten. Im Verlauf eines Straßenzuges befinden sich üblicherweise mehrere Kreuzungen, welchen Signalanlagen zugeordnet sind. Der Verkehrsfluss in dem Straßenzug kann durch die Koordinierung der Signalanlagen der einzelnen Kreuzungen verbessert werden. Beispielsweise kann erreicht werden, dass bei einer Fahrt mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit sämtliche Signalanlagen erreicht werden, wenn sie auf Durchfahrt geschalten sind. Dies wird oftmals als grüne Welle bezeichnet.
  • Aus der US 2002/116118 A1 ist ein regelbasiertes Verfahren zur Kontrolle eines Verkehrsnetzes bekannt.
  • Die DE 44 36 339 A1 beschreibt eine zweistufige Ampeisteuerung. Dabei werden zuerst mittels eines analytisch arbeitenden Preprozessors aus Messdaten von Sensoren Signale gewonnen, die dann in einem nachgeschalteten neuronalen Netzwerk bewertet werden.
  • Nachteilig dabei ist, dass es bei den bekannten Verfahren oftmals zu Staus kommen kann, weil nicht immer auf jede Verkehrssituation bestmöglich eingegangen wird und damit nur suboptimale Lösungen erzielt werden. Nachteilig dabei ist weiters, dass Fahrzeuge und/oder Fußgänger, insbesondere auf Nebenstraßen, oftmals unnötig lange auf eine Freigabe zum Passieren des Straßenzuges und/oder das Eintreten in den Straßenzug warten.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die bekannten Nachteile vermieden werden, das auf einfache Weise in die Verkehrsregelung eines bestehenden Verkehrsnetzes integriert werden kann, mit dem eine gute Regelung des Straßenzuges für unterschiedliche Anforderungen zuverlässig sichergestellt werden kann, bei dem die erforderliche Rechenleistung und der erforderliche Datentransfer gering gehalten werden können, und das eine Verringerung des Schadstoffausstoßes im Bereich der Kreuzung gewährleisten kann.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht. Vorteilhaft dabei ist, dass mit dem Verfahren variierende Vorgaben und Regelungsstrategien entsprechend dem vorgegebenen Bewertungskriterium berücksichtigt werden können. Dabei kann eine gute Performance bezüglich eines klar definierten Bewertungskriteriums sichergestellt werden, welche einfach objektiv überprüft werden kann. Weiters kann durch eine Beurteilung die Zweckmäßigkeit des Bewertungskriteriums überprüft und gegebenenfalls das Bewertungskriterium verändert werden. Durch die Auswahl des Bewertungskriteriums können unterschiedliche Strategien für die Regelung des Straßenzuges vorgegeben werden, wobei die Strategie einfach und schnell verändert und an die jeweilige Situation angepasst werden kann, wobei zum Strategiewechsel eine Veränderung des Bewertungskriteriums ausreichend ist. Weiters ist vorteilhaft, dass mit dem Verfahren mit geringem Aufwand an Rechenleistung und an Datentransfer die aktuelle Verkehrssituation ermittelt und bewertet werden kann, wobei ein einfaches, lokales Verkehrsmodell ausreicht. Derart kann sowohl eine besonders einfache und datenmengenschonende als auch eine an unterschiedlichste lokale und regionale Verkehrssituationen anpassbare Regelung des Straßenzuges gewährleistet werden. Die Regelung kann im Wesentlichen unmittelbar bei dem Straßenzug erfolgen, wobei bei einem Ausfall des Datentransfers mittels externer Schnittstellen die Regelung gegebenenfalls mit den letzten übermittelten Daten weiter geregelt werden kann, sodass trotz des Ausfalls eine gute Regelung des Verkehrsflusses bereitgestellt werden kann.
  • Vorteilhaft an dem Verfahren ist weiters, dass es auf einfache Weise in die Verkehrsregelung eines bestehenden Verkehrsnetzes integriert werden kann, insbesondere indem auch eine schrittweise Umstellung bzw. Erweiterung vorhandener Verkehrsregelungen auf einfache Weise realisierbar ist, dass bei dem Verfahren die erforderliche Rechenleistung gering gehalten werden kann und nur ein geringer Datentransfer erforderlich ist. Dabei weist das Verfahren eine geringe Störanfälligkeit auf. Weiters kann durch die Einbindung des Bewertungskriteriums beispielsweise eine Verringerung des Schadstoffausstoßes, insbesondere im Bereich des Straßenzuges, sichergestellt werden.
  • Die Unteransprüche, welche ebenso wie der Patentanspruch 1 gleichzeitig einen Teil der Beschreibung bilden, betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens.
  • Die Erfindung betrifft weiters ein Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte des Verfahrens gemäß dem Patentanspruch oder der Unteransprüche ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft.
  • Mittels eines Datenträgers mit diesem Computerprogrammprodukt kann das Verfahren einfach bereitgestellt werden.
  • Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:
    • Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild des Verfahrens einer vorteilhaften ersten Ausführungsform;
    • Fig. 2 schematisch ein Blockschaltbild des Verfahrens einer vorteilhaften zweiten Ausführungsform; und
    • Fig. 3 schematisch ein Blockschaltbild des Verfahrens einer vorteilhaften dritten Ausführungsform.
  • Die Fig. 1 bis 3 zeigen Ausführungsformen eines Verfahrens zur Regelung eines Straßenzuges mit mehreren Kreuzungen, wobei zumindest zwei der Kreuzungen Signalanlagen 1 zugeordnet sind, wobei wenigstens ein Eingangsparameter 10 einer Verkehrseinrichtung 2 übergeben wird, von der Verkehrseinrichtung 2 erste Verkehrsparameter 31 der aktuellen Verkehrssituation ermittelt werden, zumindest ein Bewertungskriterium 4 vorgegeben wird, die ersten Verkehrsparameter 31 und das zumindest eine Bewertungskriterium 4 einer Bewertungseinrichtung 6 übergeben werden, von der Bewertungseinrichtung 6 Stellgrößen 7 ermittelt werden und die Signalanlagen 1 mit den Stellgrößen 7 betrieben werden.
  • Dadurch ist gewährleistet, dass die Stellgrößen 7 in Abhängigkeit sowohl der aktuellen Verkehrssituation als auch des Bewertungskriteriums 4 ermittelt werden. Vorteilhaft an dem Verfahren ist, dass es auf einfache Weise in die Verkehrsregelung eines bestehenden Verkehrsnetzes integriert werden kann, insbesondere indem auch eine schrittweise Umstellung bzw. Erweiterung vorhandener Verkehrsregelungen auf einfache Weise realisierbar ist. Dabei können Regelgrößen der bestehenden Verkehrsregelung mittels des Bewertungskriteriums 4 in das Verfahren eingebunden werden. Weiters ist vorteilhaft, dass bei dem Verfahren die erforderliche Rechenleistung gering gehalten werden kann und nur ein geringer Datentransfer erforderlich ist, dass es eine geringe Störanfälligkeit aufweist, und dass durch die Einbindung des Bewertungskriteriums 4 eine Verringerung des Schadstoffausstoßes, beispielsweise des CO2-Ausstoßes, insbesondere entlang von Hauptverkehrswegen, sichergestellt werden kann.
  • Die Kreuzung ist eine Verkehrskreuzung, bei der zumindest zwei Straßen aufeinandertreffen. An der Kreuzung können auch mehr als zwei Straßen aufeinandertreffen. Eine weitere Ausführungsform der Kreuzung betrifft einen Kreisverkehr.
  • Der Straßenzug ist ein Verkehrsstraßenzug, bei dem ein Fahrzeug von einem Ende des Straßenzuges bis zum anderen Ende des Straßenzuges fahren kann. Dabei kann der Straßenzug ein Teil einer Straße sein, es können aber auch mehrere Teile von Straßen zu einem Straßenzug zusammengefasst werden. Dabei bildet der Straßenzug eine im Wesentlichen linienförmige Verbindung zwischen seinen Enden. Bei einem Ringstraßenzug können die Enden auch zusammenfallen.
  • Das Verfahren betrifft im Wesentlichen lediglich die Regelung des Straßenzuges, wobei das Bewertungskriterium 4 zumindest teilweise von einem hierarchisch übergeordneten Verfahren übergeben werden kann. Das hierarchisch übergeordnete Verfahren betrifft vorzugsweise ein dem Straßenzug hierarchisch übergeordnetes Element eines Verkehrsnetzes, beispielsweise einen Stadtteil oder ein Straßensystem mehrerer Straßen.
  • Sämtliche Verfahrensschritte werden für den Straßenzug durchgeführt, wobei die Stellgrößen 7 lediglich die Signalanlagen 1 des Straßenzuges betreffen.
  • Gegebenenfalls kann mittels einer Schnittstelle ein Datentransfer mit einem hierarchisch übergeordneten Verfahren erfolgen.
  • Die Signalanlage 1 kann zur Verkehrsregelung des Fußgänger- und/oder Fahrzeugverkehrs an der Kreuzung vorgesehen sein, wobei der Verkehr durch die Signalanlage 1 geregelt wird. In diesem Sinne ist die Kreuzung eine geregelte Kreuzung und die Signalanlage 1 gibt mittels Signalen vor, ob ein Passieren in vorbestimmter Art und Weise, beispielsweise ein Queren oder ein Abbiegen derzeit gestattet ist oder nicht.
  • In vorteilhafter Weise kann die Signalanlage 1 eine Lichtsignalanlage umfassen, wobei die Signale zumindest teilweise Lichtsignale sind. Die Lichtsignalanlage kann insbesondere als Ampel ausgebildet sein. Die Ampel kann insbesondere zumindest ein grünes, zumindest ein gelbes und zumindest ein rotes Lichtsignal umfassen, um anzuzeigen, ob das Passieren in der vorbestimmten Art und Weise gestattet ist oder nicht.
  • Andere Ausführungsformen der Signalanlage 1 umfassen optische Anzeigen, beispielsweise Informationstafeln, und/oder akustische Signalgeber, wie Lautsprecher oder Sirenen.
  • Bei wieder anderen Ausführungsformen umfasst die Signalanlage 1 eine Sendeeinheit. Dabei können Signale an die Verkehrsteilnehmer und/oder Fahrzeuge übertragen werden, wobei die Übertragung mittels Funk, WLAN, TMC oder andere Informationsübertragungsarten erfolgen kann. An den Verkehrsteilnehmer kann beispielsweise die Dauer bis zum nächsten Grün übertragen werden. Fußgänger können diese Signale mittels geeigneten Empfangsgeräten, beispielsweise Mobiltelefonen od. dgl., empfangen. In Fahrzeugen können unmittelbar geeignete Empfangsgeräte integriert sein.
  • Weitere Ausführungen der Signalanlagen 1 können bei Fußgängerübergängen außerhalb des Bereiches einer Kreuzung des Straßenzuges angeordnet sein. Weiters können Signalanlagen 1 bei Ein- und/oder Ausfahrten entlang des Straßenzuges angeordnet sein, beispielsweise bei Ein- und/oder Ausfahrten von Parkplätzen, Parkhäusern od. dgl..
  • Andere Ausführungsformen von Signalanlagen 1 können Hinweistafeln, Gebotstafeln und/oder Verbotstafeln betreffen. Durch Hinweistafeln können die Verkehrsteilnehmer auf Besonderheiten der Verkehrssituation hingewiesen werden, wodurch das Verhalten der Verkehrsteilnehmer beeinflusst werden kann. Beispielsweise können die Hinweistafeln Informationen über die Parkplatzsituation, über Umleitungen, Staus oder andere verkehrsrelevante Informationen enthalten. Durch Gebotstafeln und Verbotstafeln kann der Verkehrsfluss unmittelbar und zwingend beeinflusst werden.
  • Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Signalanlagen 1, welche als Hinweistafeln, Gebotstafeln und/oder Verbotstafeln vorgesehen sind, eine veränderbare Anzeige aufweisen, sodass mit dem Verfahren eine Veränderung des Inhalts dieser Tafeln bewirkt werden kann.
  • Mit der Verkehrseinrichtung 2 wird die Verkehrssituation des Straßenzuges mittels eines Verkehrsmodells bestimmt, wobei die Verkehrseinrichtung 2 in Abhängigkeit des wenigstens einen Eingangsparameters 10 die ersten Verkehrsparameter 31 ermittelt.
  • Sofern lediglich eine geringe Anzahl an Eingangsparametern 10 berücksichtigt wird, kann eine analytische Darstellung des Verkehrsmodells der Verkehrseinrichtung 2 vorgesehen sein. Oftmals ist eine derartige Darstellung jedoch nicht zweckmäßig. Als günstig haben sich Machine-Learning-Modelle und/oder Pattern-Recognition-Modelle gezeigt, bei denen die Modelle anhand von Beispielen trainiert werden können und auf diese Weise auch bei komplexen Systemen eine schnelle und gute Ermittlung der ersten Verkehrsparameter 31 erreicht werden kann.
  • Machine-Learning-Modelle können beispielsweise künstliche neuronale Netze, Regression- oder Klassifikationsbäume, Support Vector Machines und/oder Look-Up-Tables und/oder Komitees von Machine-Learning-Modellen sein.
  • Werden mehrere Eingangsparameter 10 berücksichtigt, können diese zu einem Eingangsparametervektor zusammengefasst werden. Dabei können die Eingangsparameter 10 unterschiedliche Größen sein und beispielsweise mittels Sensoren gemessene Verkehrsflüsse in dem Straßenzug sein. Weiters können andere Verkehrsdaten herangezogen werden, beispielsweise von Sensoren an anderen Verkehrspunkten, die mit der Verkehrssituation in dem Straßenzug korrelieren. Die Verkehrssituation kann auch indirekt ermittelt werden, beispielsweise durch die Messung von Schadstoffemissionen.
  • Die Eingangsparameter 10 können verkehrsparameterabhängige Werte umfassen, welche unmittelbar von dem Verkehr abhängen, beispielsweise eine Verkehrsdichte. Weiters können die Eingangsparameter 10 verkehrsparameterunabhängige Werte umfassen, welche nicht von dem Verkehr abhängen. Dies schließt jedoch nicht aus, dass die Verkehrsparameter 31 von diesen Werten abhängen. Verkehrsparameterunabhängige Werte sind beispielsweise der Wochentag.
  • Weiters können die Eingangsparameter 10 Wetterdaten und/oder Kalenderdaten umfassen. So können beispielsweise der Pendlerverkehr, der Urlauberverkehr zu Ferienbeginn und/oder bei Schlechtwetter auf einfache Weise berücksichtigt werden.
  • Weiters können die Eingangsparameter 10 Daten über Veranstaltungen, beispielsweise Sportveranstaltungen, Messen oder Konzerte, umfassen, wodurch auch ein typischer Verkehr bei Großveranstaltungen berücksichtigt werden kann.
  • Es kann vorgesehen sein, dass mit der Verkehrseinrichtung 2 die Verkehrsparameter 31 aus Eingangsparametern 10 bestimmt werden, welche nicht unmittelbar die Verkehrsparameter 31 betreffen oder lediglich einen Teil der Verkehrsparameter 31 umfassen. Die oben angeführten Beispiele der Eingangsparameter 10 zeigen, dass es sich als nicht erforderlich erwiesen hat, Eingangsparameter 10 vorzusehen, aus denen die Verkehrsparameter 31 analytisch ermittelt werden können. Auf diese Weise kann der Messaufwand in dem Straßenzug gering gehalten werden und dennoch ein gutes Bild der Verkehrssituation gewonnen werden.
  • Vorzugsweise umfassen die Eingangsparameter 10 zumindest eine aktuell gemessene Größe, wobei sich diese Größe von den Verkehrsparamtern 31 unterscheidet. Diese aktuell gemessene Größe kann insbesondere Wetterdaten, Zeitangaben und/oder Schadstoffemissionen umfassen.
  • Die aktuelle Verkehrssituation kann beispielsweise durch die Verkehrsflüsse in dem Straßenzug beschrieben werden, wobei diese Größen als erste Verkehrsparameter 31 vorgesehen sein können. Bei anderen Ausführungen können die ersten Verkehrsparameter 31 auch andere Werte wiedergeben, wobei auch mit diesen ersten Verkehrsparametem 31 die Verkehrsflüsse in dem Straßenzug ermittelt werden können. Beispielsweise können auch die Zu- und Abflüsse an Kreuzungen, Ein- und/oder Ausfahrten gewählt werden.
  • Ein besonders einfaches Verkehrsmodell der Verkehrseinrichtung 2 beschreibt in Abhängigkeit einer Uhrzeit und eines Tages die durchschnittlichen Verkehrsflüsse in dem Straßenzug. Als Eingangsparameter 10 werden dann zumindest die Uhrzeit und der Tag an die Verkehrseinrichtung 2 übermittelt, wobei von der Verkehrseinrichtung 2 die entsprechenden ersten Verkehrsparameter 31 ermittelt und an die Bewertungseinrichtung 6 übergeben werden. So können Berufsverkehr, morgendliche und abendliche Spitzen im Verkehrsaufkommen, insbesondere in eine Richtung gerichtete Spitzen im Verkehrsaufkommen berücksichtigt werden. Dabei können insbesondere Historienwerte des Straßenzuges für das Verkehrsmodell verwendet werden.
  • Die Genauigkeit dieses besonders einfachen Verkehrsmodells der Verkehrseinrichtung 2 kann erhöht und an die für den mittels des Verkehrsmodells abzubildenden Straßenzug besser angepasst werden, kann anstatt der Uhrzeit und des Tages oder zusätzlich zur Uhrzeit und zum Tag wenigstens ein anderer bzw. wenigstens ein weiterer Eingangsparameter 10 gewählt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Eingangsparameter 10 Informationen über das aktuelle Wetter umfasst. Derart können Regen, Schneefall, Sonne und dergleichen im Verkehrsmodell berücksichtigt werden, womit die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit, die Unfallhäufigkeit und/oder der Bremsweg der Verkehrsteilnehmer berücksichtigt werden kann. Die Wetterdaten können per Datentransfer an die Verkehrseinrichtung 2 übermittelt werden. Dabei können die Wetterdaten beispielsweise unmittelbar an der Signalanlage 1 ermittelt werden oder von Vorhersagestationen übernommen werden. Die Anzahl der Fahrzeuge im Straßenzug kann wenigstens einen des wenigstens einen Eingangsparameters 10 ausbilden, womit unmittelbar das aktuelle Verkehrsaufkommen ermittelt werden kann.
  • Die entlang einer Fahrspur auf dem Straßenzug fahrenden Fahrzeuge können zumindest einen des wenigsten einen Eingangsparameters 10 betreffen, womit ebenfalls unmittelbar das aktuelle Verkehrsaufkommen ermittelt werden kann. Insbesondere können mehrere Eingangsparameter 10 der Verkehrseinrichtung 2 übergeben werden, womit eine gute Bestimmung der aktuellen Verkehrssituation von der Verkehrseinrichtung 2 bereitgestellt werden kann.
  • Dabei kann der wenigstens eine Eingangsparameter 10 eine Vielzahl unterschiedlicher Größen umfassen und als mehrdimensionaler Vektor darstellbar sein.
  • Es kann vorgesehen sein, dass von der Verkehrseinrichtung 2 weiters zweite Verkehrsparameter 32 der zukünftigen Verkehrssituation prognostiziert werden und die zweiten Verkehrsparameter 32 der Bewertungseinrichtung 6 übergeben werden, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Vorteilhaft dabei ist, dass dadurch die zu erwartete zukünftige Verkehrssituation, beispielsweise um 15Minuten, um 30Minuten und/oder um 60Minuten in die Zukunft gerichtet, berücksichtigt werden kann, wodurch der Straßenzug auch in Hinblick der erwarteten zukünftigen Verkehrssituation geregelt werden kann. Dabei können zu erwartende Änderungen der Verkehrssituation besser von dem Straßenzug bewältigt werden. Die zweiten Verkehrsparameter 32 können gemeinsam mit den ersten Verkehrsparametem 31 einen mehrdimensionalen Verkehrsparametervektor ausbilden.
  • Für die Bestimmung der zweiten Verkehrsparameter 32 können verkehrsparameterabhängige Werte und/oder verkehrsparameterunabhängige Werte der Eingangsparameter 10 verwendet werden. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere durch die Einbeziehung verkehrsparameterunabhängige Werte die Genauigkeit der zweiten Verkehrsparameter 32 erheblich verbessert werden kann. Dabei können insbesondere Veranstaltungen oder wetterabhängige Eigenheiten einfach berücksichtigt werden.
  • Mit den zweiten Verkehrsparametern 32 kann eine modellbasierte prädiktive Regelung des Straßenzuges bereitgestellt werden.
  • In dem Verfahren wird weiters zumindest ein Bewertungskriterium 4 vorgegeben.
  • Das Bewertungskriterium 4 kann zumindest teilweise von einem hierarchisch übergeordneten Regelsystem, vorgegeben werden. Dadurch kann das Verfahren einfach in übergeordnetes Verfahren des hierarchisch übergeordneten Regelsystems integriert werden, wobei die Regelung lokal bei dem Straßenzug erfolgt und von dem übergeordneten Regelsystem lediglich ein Teil des Bewertungskriteriums 4 vorgegeben wird. Dadurch kann der Datentransfer gering gehalten werden und lokale Gegebenheiten bei dem Straßenzug einfach berücksichtigt werden. Das hierarchisch übergeordnete Regelsystem betrifft vorzugsweise ein dem Straßenzug hierarchisch übergeordnetes Element eines Verkehrsnetzes, beispielsweise einen Stadtteil oder ein Straßensystem mehrerer Straßen.
  • Das Bewertungskriterium 4 kann eine skalare oder eine vektorielle Größe sein. Bei einer vektoriellen Größe können einfach mehrere Bedingungen in dem Bewertungskriterium 4 zusammengefasst werden, wobei einfach auch unterschiedliche Gewichtungen der einzelnen Bedingungen vorgegeben werden können. Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass ein vektorielles Bewertungskriterium 4 auch als skalare Funktion oder dgl. vorgesehen sein kann.
  • Bei anderen Ausführungsformen können auch andere Ausgestaltungen des Bewertungskriteriums 4 vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer Matrix und/oder mehrerer Bewertungskriterien 4.
  • Bei dem Bewertungskriterium 4 kann vorgesehen sein, dass einem ersten Teil ein deutlich höheres Gewicht im Vergleich zu einem zweiten Teil zugeordnet ist, wodurch dieser erste Teil in diesem Sinne ein zu erfüllendes Muss-Kriterium darstellen kann. Ein Muss-Kriterium kann dabei insbesondere zur Erfüllung gesetzlicher Vorgaben vorgesehen sein.
  • Unter Berücksichtigung des Bewertungskriteriums 4 werden von der Bewertungseinrichtung 6 mittels eines Regelmodells und/oder eines Bewertungsmodells die Stellgrößen 7 ermittelt. Beim Bewertungsmodell wird den Eingansparametem 10 und Stellgrößen 7 unter Berücksichtigung des Bewertungskriteriums 4 eine Bewertung zugeordnet. Dabei können bei anderen Ausformungen auch weitere Parameter, insbesondere durch Rückkopplungen, vorgesehen sein.
  • Das Regelmodell ist in diesem Sinn das inverse Bewertungsmodell, dass den Eingangsparametern 10 unter Berücksichtigung des Bewertungskriteriums 4 eine Stellgröße 7 zuweist, sodass die Bewertung vorgegebenen Bedingungen genügt.
  • Umfasst das Bewertungskriterium 4 sowohl Muss-Kriterien als auch Soll-Kriterien, so kann die Bewertungseinrichtung 6 der Erfüllung der Muss-Kriterien eine höhere Priorität zuordnen. Derart können insbesondere gesetzliche Vorgaben, beispielsweise eine Mindestdauer der einzelnen Signalphasen der von der Signalanlage 1 angezeigten Signale, beispielsweise jeweils der Grün-, der Gelb- und der Rotphase, sehr einfach berücksichtigt werden. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem jene Stellgrößen 7, mittels welcher die Muss-Kriterien nicht erfüllt wird, von der Bewertungseinrichtung 6 ausgeschlossen werden und derart nicht von der Bewertungseinrichtung 6 ausgegeben werden können. Dies kann auch erreicht werden, indem jene Stellgrößen 7, mittels welcher die Muss-Kriterien nicht erfüllt werden, so bewertet werden, dass diese Stellgrößen 7 nicht von der Bewertungseinrichtung 6 als jene Stellgrößen 7 ermittelt werden, welche den höchsten Erfüllungsgrad aufweisen.
  • Hinsichtlich des Bewertungskriteriums 4 kann eine bestmögliche Erfüllung vorgesehen sein. Dabei kann von der Bewertungseinrichtung 6 im Wesentlichen ein Optimierungsproblem gelöst werden. Dabei kann ein als Muss-Kriterium vorgegebener erster Teil des Bewertungskriteriums 4 im Wesentlichen als Nebenbedingung für das Optimierungsproblem angesehen werden, welcher zwingend zu erfüllen ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Straßenzug mit einem vorgebbaren Standardsatz an Stellgrößen 7 betrieben wird, solange das Bewertungskriterium 4 mit dem Standardsatz an Stellgrößen erfüllt ist und erst dann eine Veränderung der Stellgrößen 7 erfolgt, wenn das Bewertungskriterium 4 nicht mehr erfüllt ist, oder die Nichterfüllung droht. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Standardsätze an Stellgrößen 7 vorgegeben sind und in einem ersten Schritt von einem Standardsatz zu einem anderen Standardsatz gewechselt wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei einer Kreuzung des Straßenzuges in einem ersten Standardsatz die beiden Straßen gleich behandelt werden, wodurch bei beiden Straßen geringe Standzeiten aufgrund der Dauer der Rotphasen sichergestellt werden können. Sobald der Verkehrsfluss in dem Straßenzug ein vorgegebenes Niveau erreicht, kann in einem zweiten Standardsatz die Grünphase der den Straßenzug kreuzenden Straße verlängert und die Rotphase des Straßenzuges verkürzt werden. Auf der den Straßenzug kreuzenden Straße verlängert sich dadurch die Rotphase und verkürzt sich die Grünphase. Dadurch kann auch bei einem höheren Durchflussniveau des Straßenzuges mit einem vorgegebenen zweiten Standardsatz gearbeitet werden. Dies kann insbesondere günstig sein, wenn der Straßenzug eine Hauptstraße und die den Straßenzug kreuzende Straße eine Nebenstraße ist.
  • Mit dem Standardsatz kann einfach vorgesehen sein, dass in dem Straßenzug eine grüne Welle sichergestellt ist. Sofern bei der Regelung mit einem Standardsatz das Bewertungskriterium 4 nicht mehr erfüllt wird, beispielsweise aufgrund eines Staus, ist es üblicherweise auch nicht mehr zweckmäßig das Konzept der grünen Welle zu verfolgen, da Fahrzeuge die nächste Kreuzung nicht mehr in der vorgesehenen Zeit erreichen werden.
  • Mit weiteren Standardsätzen können auch die Zeiten für das Abbiegen verändert werden, wobei eine Vielzahl an Möglichkeiten vorgesehen werden kann, welche an die jeweilige Kreuzung angepasst werden kann.
  • Sofern das Bewertungskriterium 4 mit sämtlichen Standardsätzen nicht mehr erfüllt ist, kann vorgesehen sein, dass die Stellgrößen 7 unabhängig von den Standardsätzen bestimmt werden. Das zumindest eine Bewertungskriterium 4 betrifft zumindest eine von dem Verfahren möglichst zu erfüllenden Bedingung wobei das Bewertungskriterium 4 beispielsweise eine Signaldauer eines Freigabesignals, insbesondere der Grünphase, eine Signaldauer des Stoppsignals, insbesondere der Rotphase, eine minimale Straßenzugreserve, einen Abfluss in eine vorgegebene Richtung oder eine maximale Rückstaulänge betreffen kann.
  • Dabei kann das Bewertungskriterium 4 insbesondere einen vorgebbaren Sollwert, eine Extemalbedingung oder die Einhaltung eines Grenzwertes umfassen.
  • Das Bewertungskriterium 4 ermöglicht den Vergleich unterschiedlicher Stellgrößen 7 hinsichtlich der Eignung zur Erreichung der durch das Bewertungskriterium 4 vorgegebenen Strategie einer durch die ersten Verkehrsparameter 31 und gegebenenfalls der zweiten Verkehrsparameter 32 vorgegebenen Verkehrssituation.
  • Die Straßenzugreserve gibt an, welche Steigerung des Zuflusses ohne Staubildung von dem Straßenzug abgewickelt werden kann. Alternativ dazu kann auch ein Sättigungsgrad des Straßenzuges bestimmt werden, der im Wesentlichen dem Wert 100% weniger der Straßenzugreserve entspricht.
  • Wenn als Bewertungskriterium 4 beispielsweise eine minimale Straßenzugreserve von 10% vorgegeben wird, dann werden von der Bewertungseinrichtung 6 jene Stellgrößen 7 ermittelt, welche - unter Berücksichtigung der ersten Verkehrsparameter 31 und gegebenenfalls der zweiten Verkehrsparameter 32 das Bewertungskriterium 4 verfüllen.
  • Analog zu der Straßenzugreserve kann auch eine Kreuzungsreserve der Kreuzungen des Straßenzuges gebildet werden, welche angibt welche Steigerung des Verkehrsflusses ohne Staubildung von der jeweiligen Kreuzung abgewickelt werden kann. Die Kreuzungsreserve einer oder mehrerer der Kreuzungen des Straßenzuges können als Teil der ersten Verkehrsparameter 31 und gegebenenfalls der zweiten Verkehrsparameter 32 vorgesehen sein.
  • Wenn mehrere Bewertungskriterien 4 vorgeben werden, können diese als mehrdimensionaler Bewertungskriterienvektor übergeben werden. Mit dem Bewertungskriterium 4 können auf diese Weise unterschiedliche Ziele zugleich vorgegeben werden, welche teilweise widersprüchlich sein können. Dabei kann eine Gewichtung der einzelnen Bewertungskriterien 4 vorgesehen sein, welche Bestandteil der Bewertungskriterien 4 sein kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Gewichtung in der Bewertungseinrichtung 6 implementiert ist, beispielsweise durch die Reihenfolge der Bewertungskriterien 4.
  • Das zumindest eine Bewertungskriterium 4 kann von einer übergeordneten Instanz unmittelbar vorgegeben werden oder aber auch langfristig vorgegeben sein. Es kann auch eine langfristige Vorgabe vorgesehen sein, welche unmittelbar geändert werden kann. Die übergeordnete Instanz betrifft vorzugsweise ein dem Straßenzug hierarchisch übergeordnetes Element eines Verkehrsnetzes, beispielsweise einen Stadtteil oder ein Straßensystem mehrerer Straßen.
  • Mittels des Regelmodells und/oder Bewertungsmodells werden die der Bewertungseinrichtung 6 übergebenen Größen, welche Eingangsgrößen für die Bewertungseinrichtung 6 sind, bewertet um anhand dieser Bewertung jene Stellgrößen 7 zu ermitteln, mittels welcher Stellgrößen 7 die Signalanlagen 1 betrieben werden.
  • Dabei können die Stellgrößen 7 unmittelbar die Signale, insbesondere die Dauer und/oder die Reihenfolge der einzelnen Signalphasen, der Signalanlage 1 vorgeben.
  • Die Stellgrößen 7 können auch Eingangsparameter einer Signalanlagensteuerung 9 der Signalanlagen 1 sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Bewertungskriterium der Signalanlagensteuerung 9 von den Stellgrößen 7 beeinflusst wird.
  • Das Bewertungskriterium 4 kann als Muss-Kriterium beispielsweise die Signalmindestdauer des Freigabesignals sein, um geregelte, insbesondere gesetzlich geregelte, Vorgaben zu erfüllen. Eine derart geregelte Vorgabe kann beispielsweise die der Straßenbreite entsprechend hinreichend lange Grünphase einer Fußgängerampel sein.
  • In weiterer Ausbildung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, mit dem Bewertungskriterium 4 einerseits vorzugeben, dass die Grünphase einer Fußgängerampel mindestens 40Sekunden lang ist, und weiters vorzugeben, dass die Sättigung des Straßenzuges maximal 90% ist. Je nach gesetzlicher Vorgabe, der Ausgestaltung des Straßenzuges und der aktuellen Verkehrssituation sind in diesem Sinne weitere Bewertungskriterien 4 vorgebbar, wobei diese Vorgaben zeitlich variabel sein können.
  • Das Bewertungskriterium 4 und die ersten Verkehrsparameter 31 bilden Eingangsgrößen für die Bewertungseinrichtung 6. Wenn die Verkehrseinrichtung 2 zweite Verkehrsparameter 32 liefert, können auch die zweiten Verkehrsparameter 32 weitere Eingangsgrößen der Bewertungseinrichtung 6 sein. Bei besonders einfachen Regelmodellen und/oder Bewertungsmodellen der Bewertungseinrichtung 6 kann eine analytische Darstellung vorgesehen sein, welche sich jedoch oftmals als nicht zweckmäßig zeigt.
  • Als günstig haben sich auch für das Regelmodell und/oder Bewertungsmodell Machine-Learning-Modelle und/oder Pattern-Recognition-Modelle gezeigt, bei denen die Modelle anhand von Beispielen trainiert werden können und auf diese Weise auch bei komplexen Systemen eine schnelle und gute Ermittlung der Stellgrößen 7 erreicht werden kann.
  • Auch bei dem Regelmodell und/oder Bewertungsmodell der Bewertungseinrichtung 6 können die Machine-Learning-Modelle insbesondere künstliche neuronale Netze, Regression- oder Klassifikationsbäume, Support Vector Machines und/oder Look-Up-Tables und/oder Komitees von Machine-Learning-Modellen sein.
  • Neben Machine-Learning-Modellen haben sich für das Regelmodell und/oder Bewertungsmodell weiters Fuzzy-Logic-Modelle als zweckmäßig herausgestellt. Oftmals ist es möglich, Bewertungen verbal zu beschreiben, welche einfach in ein Fuzzy-Logic-Modell umgesetzt werden können.
  • Sofern die Kapazität einer Kreuzung erschöpft ist, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei den benachbarten Kreuzungen der Abfluss in Richtung dieser Kreuzung reduziert werden soll. Dabei können in dem Fuzzy-Logic-Modell die Bedingungen einfach verständlich gehalten werden, wodurch Erfahrungswerte einfach implementiert werden können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass als Bewertungskriterium in Hinblick auf eine Kreuzung des Straßenzuges vorgegeben werden kann: "wenn die Kreuzung voll ist, dann reduziere den Abfluss der Nachbarkreuzung".
  • Durch die Kombination eines Fuzzy-Logic-Modells mit einem Machine-Learning-Modell kann auf einfache Weise zusätzlich zur verbalen Forumlierbarkeit eine Ergänzung zu nicht oder nicht vollständig geregelten Situationen sichergestellt werden. Dabei kann auch bei einem unvollständigen oder nicht für alle Situationen konsistenten Fuzzy-Logic-Modell des Regelmodells und/oder des Bewertungsmodells eine zuverlässige Regelung sichergestellt werden.
  • Das Verkehrsmodell, das Regelmodell und/oder das Bewertungsmodell sind vorzugsweise als eigenständige Module ausgebildet, welche miteinander mittels Schnittstellen gekoppelt sind. Dabei können die Schnittstellen auch Rückkoppelungen ausbilden. Durch die Ausbildung eigenständiger Module können die einzelnen Modelle besonders einfach ausgestaltet und trainiert werden. Insbesondere kann jedes Modul einfach für seine spezifische Aufgabe optimiert werden.
  • Wie in Fig. 3 dargestellt, kann vorgesehen sein, dass die ersten Verkehrsparameter 31 und/oder die zweiten Verkehrsparameter 32 von der Verkehrseinrichtung 2 einer Beurteilungseinrichtung 8 übergeben werden und von der Beurteilungseinrichtung 8 zumindest teilweise das zumindest eine Bewertungskriterium 4 ermittelt wird.
  • Mit der Beurteilungseinrichtung 8 kann die Verkehrssituation mittels eines Beurteilungsmodells beurteilt und das Bewertungskriterium 4 an die Verkehrssituation angepasst werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Beurteilungseinrichtung 8 neben dem Beurteilungsmodell weiters ein Auswahlmodell zur Vorgabe des Bewertungskriteriums 4 umfasst. Bei anderen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Beurteilungsmodell und das Auswahlmodell im Beurteilungsmodell zusammengefasst sind.
  • Ist das Verfahren mit einem hierarchisch übergeordneten Verfahren gekoppelt, so kann vorgesehen sein, dass Anweisungen von dem hierarchisch übergeordneten Verfahren der Beurteilungseinrichtung 8 übergeben werden und von dieser bei der Bestimmung des Bewertungskriteriums 4 berücksichtigt werden. Die Anweisungen können unmittelbar einen Teil des Bewertungskriteriums 4 darstellen.
  • Sofern lediglich eine geringe Anzahl an ersten Verkehrsparametem 31 und/oder zweiten Verkehrsparametern 32 berücksichtigt wird, kann eine analytische Darstellung des Beurteilungsmodells und/oder des Auswahlmodells der Verkehrseinrichtung 2 vorgesehen sein. Oftmals ist eine derartige Darstellung jedoch nicht zweckmäßig. Als günstig haben sich Machine-Learning-Modelle und/oder Pattern-Recognition-Modelle gezeigt, bei denen die Modelle anhand von Beispielen trainiert werden können und auf diese Weise auch bei komplexen Systemen eine schnelle und gute Ermittlung des Bewertungskriteriums 4 erreicht werden kann.
  • Machine-Learning-Modelle können beispielsweise künstliche neuronale Netze, Regression- oder Klassifikationsbäume, Support Vector Machines und/oder Look-Up-Tables sein.
  • Neben Machine-Learning-Modellen haben sich für das Beurteilungsmodell und/oder das Auswahlmodell weiters Fuzzy-Logic-Modelle als zweckmäßig herausgestellt. Oftmals ist es möglich, geeignete Regelungsstrategien verbal zu beschreiben, welche einfach in ein Fuzzy-Logic-Modell umgesetzt werden können. Diese Regelungsstrategien können durch das Bewertungskriterium 4 und/oder die Anforderung 5 erreicht werden.
  • Durch die Kombination eines Fuzzy-Logic-Modells mit einem Machine-Learning-Modell kann auf einfache Weise zusätzlich zur verbalen Forumlierbarkeit eine Ergänzung zu nicht oder nicht vollständig geregelten Situationen sichergestellt werden. Dabei kann auch bei einem unvollständigen oder nicht für alle Situationen konsistenten Fuzzy-Logic-Modell des Beurteilungsmodells und/oder das Auswahlmodells eine zuverlässige Regelung sichergestellt werden.
  • Das Beurteilungsmodell und/oder das Auswahlmodell sind gegenüber dem Verkehrsmodell, dem Regelmodell und/oder dem Bewertungsmodell vorzugsweise als eigenständige Module ausgebildet, welche miteinander mittels Schnittstellen gekoppelt sind. Dabei können die Schnittstellen auch Rückkoppelungen ausbilden. Durch die Ausbildung eigenständiger Module können die einzelnen Modelle besonders einfach ausgestaltet und trainiert werden. Insbesondere kann jedes Modul einfach für seine spezifische Aufgabe optimiert werden.
  • Mit der Auswahl des Bewertungskriteriums 4 können unterschiedliche Strategien für die Regelung des Straßenzuges vorgegeben werden.
  • Beispielsweise kann mit einer ersten Strategie der morgendliche Berufsverkehr stadteinwärts, mit einer zweiten Strategie der abendliche Berufsverkehr stadtauswärts, mit einer dritten Strategie der Urlauberverkehr, mit einer vierten Strategie die Feinstaubbelastung oder die Konzentration anderer Schadstoffe und mit einer fünften Strategie der Verkehr von oder zu einer Veranstaltung besonders berücksichtigt werden.
  • Durch die Einbindung der Strategievorgabe in das Verfahren durch die Beurteilungseinrichtung 8 kann die Strategie einfach und schnell an die aktuelle Situation angepasst werden. Dadurch ist auch eine schnelle Strategieänderung für kurzfristige Ereignisse möglich. Beispielsweise kann durch die Erfassung der Position eines vorgegebenen Fahrzeuges ein schnelles Vorankommen dieses Fahrzeuges sichergestellt werden, wobei auch eine Routenänderung des Fahrzeuges einfach berücksichtigt werden kann. Dabei können insbesondere das Vorankommen von Einsatzfahrzeugen und/oder Fahrzeugen des öffentlichen Verkehrs wesentlich verbessert werden.
  • Es kann auch vorgesehen sein, das Bewertungskriterium 4 über eine externe Eingangs-Schnittstelle vorzugeben, wobei auch lediglich ein Teil des Bewertungskriteriums 4 vorgegeben werden kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass die externe Eingans-Schnittstelle mit einem Eingang der Beurteilungseinrichtung 8 verbunden ist und die Beurteilungseinrichtung 8 unter Berücksichtigung der Vorgaben von der externen Eingangs-Schnittstelle das Bewertungskriterium 4 ermittelt und an die Bewertungseinrichtung 6 übergibt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die externe Eingangs-Schnittstelle direkt mit einem Eingang der Bewertungseinrichtung 6 verbunden ist, wodurch gegebenenfalls die Auswahl einer beliebigen Strategie zur Steuerung der Kreuzung einfach ermöglicht wird.
  • Über die externe Eingangs-Schnittstelle kann beispielsweise eine manuelle Eingabe vorgesehen sein, wodurch gegebenenfalls eine manuelle Steuerung des Straßenzuges durch Auswahl des Bewertungskriteriums 4 einfach ermöglicht werden kann. Mit der Auswahl des Bewertungskriteriums kann einfach die Strategie für die Regelung des Straßenzuges vorgegeben werden.
  • Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn mit den ersten Verkehrsparametern 31 die Verkehrsflüsse in dem Straßenzug bestimmt werden können, wobei die ersten Verkehrsparameter 31 insbesondere die Verkehrsflüsse in dem Straßenzug und/oder die Kreuzungsreserven der Kreuzungen des Straßenzuges charakterisierende Parameter sein können. Insbesondere können die ersten Verkehrsparameter 31 unmittelbar einen Zahlenwert für die Verkehrsflüsse in dem Straßenzug und/oder die Kreuzungsreserven der Kreuzungen des Straßenzuges angeben.
  • Die Beispiele zum Trainieren des Verkehrsmodells können separat vorab ermittelt werden. Dabei können über einen vorgebbaren Zeitraum, beispielsweise wenigstens zwei Monate, an der Kreuzung durchgeführte Messungen herangezogen werden.
  • Die Beispiele zum Trainieren des Regelmodells und/oder des Bewertungsmodells können durch Vorabsimulationen, beispielsweise durch Monte-Carlo-Simulationen, ermittelt werden, wobei für ausgewählte Bewertungskrierien 4, erste Verkehrsparameter 31 und gegebenenfalls zweite Verkehrsparameter 32 die besten Stellgrößen 7 ermittelt werden.
  • Auch die Beispiele zum Trainieren des Beurteilungsmodells und/oder des Auswahlmodells können durch Vorabsimulationen, beispielsweise durch Monte-Carlo-Simulationen, ermittelt werden.
  • Durch das Vorsehen der Verkehrseinrichtung 2, der Bewertungseinrichtung 6 und gegebenenfalls der Beurteilungseinrichtung 8 können diese unterschiedlich ausgebildet sein. Insbesondere können die zum Trainieren verwendeten Beispiele auf unterschiedliche Weise gewonnen werden, wodurch das Verkehrsmodell der Verkehrseinrichtung 2 und/oder das Regelmodell und/oder das Bewertungsmodell der Bewertungseinrichtung 6 und/oder das Beurteilungsmodell und/oder das Auswahlmodell der Beurteilungseinrichtung einfach gehalten werden können.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass das Bewertungskriterium 4 gezielt auf die Verkehrssituation gerichtet werden kann und die Daten der Verkehrssituation, die ersten Verkehrsparameter 31 und/oder die zweiten Verkehrsparameter nicht als gemessene Eingangsparameter vorliegen müssen, sondern von der Verkehrseinrichtung 2 mittels des Verkehrsmodells bereitgestellt werden. Dadurch kann der erforderliche Messaufwand im Betrieb gering gehalten werden und beispielsweise auf vorab ermittelte Erfahrungswerte zurückgegriffen werden, welche gegebenenfalls durch einen lediglich geringen Messaufwand bestätigt bzw. angepasst werden können.
  • Die aktuelle Verkehrssituation kann einfach und mit geringem Bedarf an Rechenleistung und an Datentransfer ermitteln werden. Derart kann einfach und ressourcenschonend die Regelung des Straßenzuges anpassbar an unterschiedlichste lokale und regionale Verkehrssituationen gewährleistet werden.
  • Das Verkehrsmodell und/oder das Regelmodell und/oder das Bewertungsmodell und/oder das Beurteilungsmodell und/oder das Auswahlmodell können adaptiv ausgebildet sein. Vorteilhaft dabei ist, dass die Genauigkeit der Modelle im laufenden Betrieb verbessert werden kann. Dabei wird das jeweilige Modell ausgehend von einer Ausgangskonfiguration offline in Trainingsphasen und/oder online während des Betriebes verbessert, insbesondere mittels bekannter Verfahren, beispielsweise einem Evolutionsverfahren. Dabei können offline-Trainingsphasen vor dem Betrieb und/oder während des Betriebs in Betriebspausen oder parallel zu dem Betrieb vorgesehen sein.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Ausgänge der Einrichtungen (2, 6, 8) mit den Eingängen anderer der Einrichtungen (2, 6, 8) rückgekoppelt sind, wodurch die Genauigkeit der entsprechenden Modelle erhöht werden kann.
  • Beispielsweise haben die Stellgrößen 7 unmittelbar einen Einfluss auf die zweiten Verkehrsparameter 32. Insbesondere für längere Prognosen steigt der Einfluss des Bewertungskriteriums 4 auf die zweiten Verkehrsparameter 32. Der Eingangsparameter 10 der Verkehrseinrichtung kann wenigstens eine der Stellgrößen 7 umfassen, wobei auch vorgesehen sein kann, dass der Eingangsparameter 10 sämtliche Stellgrößen 7 umfasst. Weiters kann mit einer Rückkoppelung der Stellgrößen 7 in die Beurteilungseinrichtung 8 ermöglicht werden, dass die Erfüllung der Strategievorgaben vorzeitig ermittelt werden kann und eine besonders frühzeitige Anpassung der Strategie durch Veränderung des Bewertungskriteriums 4 erfolgen kann.
  • Durch die Rückkopplung kann einfach ein ständiges Training der Modelle bereitgestellt werden, wodurch eine stetige Adaption der Modelle und eine stetige Verbesserung der Regelung des Straßenzuges erreicht werden kann.
  • In vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Eingangsparameter 10 zumindest teilweise mittels eines Sensors 11 im Bereich des Straßenzuges bestimmt wird. Der Sensor 11 kann unmittelbar an einer der Signalanlagen 1 angebracht sein. Bei anderen Ausführungsformen des Sensors 11 kann er unterhalb der Fahrbahn des Straßenzuges und/oder einer Zubringerstraße angeordnet sein.
  • Der Sensor 11 kann ausgebildet sein um das aktuelle Wetter, die Zuflüsse des Straßenzuges, den Rückstau in dem Straßenzug und/oder Unfälle im Straßenzug zu bestimmen. Zu diesem Zwecke kann der Sensor 11 Induktionsschleifen, Temperatursensoren, Lichtschranken, Magnetsensoren, Bildsensoren, beispielsweise Videosensoren, Laserscanner, und/oder Radarsensoren umfassen.
  • In vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Bewertungskriterium 4 zumindest teilweise mittels einer externen Eingangs-Schnittstelle, vorzugsweise von einem Handeingabegerät oder von einem hierarchisch übergeordneten Regelsystem, vorgegeben wird. Dazu kann die Verkehrseinrichtung 2, die Bewertungseinrichtung 6 und/oder die Beurteilungseinrichtung 8 mit einem Eingabegerät im Bereich des Straßenzuges, einer Zentrale, insbesondere einer Verkehrsleitstelle, oder mit dem übergeordneten Regelsystem, beispielsweise einem Regelsystem welches ein Verfahren zur Regelung einer Signalanlagenanordnung in einem Verkehrsnetz ausführt, verbunden sein, beispielsweise funk- oder kabelverbunden sein. Vorteilhaft dabei ist, dass derart das Bewertungskriterium 4 von fern verändert werden kann, womit der Verkehrsfluss in dem Straßenzug von außen steuerbar ist bzw. mit benachbarten weiteren Straßenzügen wenigstens teilweise synchronisiert werden kann, beispielsweise durch ein hierarchisch übergeordnetes Verfahren. Vorteilhaft dabei ist, dass lediglich geringe Datenmengen zu übertragen sind, da das Verfahren weiterhin, wenigstens weitestgehend, autonom arbeiten kann bzw. dass der Schadstoffausstoß entlang von Hauptverkehrswegen verringert werden kann, indem der Verkehrsfluss über den Straßenzug hinaus optimiert wird.
  • In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass von der Bewertungseinrichtung 6 eine Rückmeldung an eine externe Ausgangs-Schnittstelle, vorzugsweise an eine Anzeigeeinrichtung oder das hierarchisch übergeordnete Regelsystem, übermittelt wird. Vorteilhaft dabei ist, dass derart die Funktionsweise der Regelung des Straßenzuges einfach kontrolliert und/oder das Verfahren zur Regelung eines weiteren Straßenzuges und/oder eines Verkehrsnetzes durch die Rückmeldung beeinflusst werden kann. Vorteilhaft ist weiters, dass lediglich geringe Datenmengen zu übertragen sind, da die Rückmeldung üblicherweise geringe Datenmengen verursacht.
  • Die Verkehrseinrichtung 2, die Bewertungseinrichtung 6 und gegebenenfalls die Beurteilungseinrichtung 8 können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, wodurch eine besonders kompakte Bauweise bereitgestellt werden kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Computer mehrere oder auch alle der Einrichtungen 2, 6, 8 umfasst.
  • Die Erfindung betrifft weiters ein Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte des vorstehenden Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem Datenträger gespeichert sein.
  • Beispielsweise können bei einer Ausbildung eines der Modelle als Look-Up-Tables für vorgegebene Eingangsparameter 10 auf einzelnen Tabellenblättern die dazugehörenden Ausgangsparameter abgespeichert werden und anhand der aktuellen Eingangsparameter 10 die aktuellen Ausgangsparameter interpoliert werden. Beispielsweise können bei dem Verkehrsmodell der Verkehrseinrichtung 2 Verkehrssituationen für vorgegebene Eingangsparameter 10 auf einzelnen Tabellenblättern abgespeichert werden und anhand dieser Einträge anhand der aktuellen Eingangsparameter 10 die ersten Verkehrsparameter 31 interpoliert werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Verkehrsregelung eines Straßenzuges mit mehreren Kreuzungen, wobei zumindest zwei der Kreuzungen Signalanlage (1) zugeordnet sind, wobei
    - wenigstens ein Eingangsparameter (10) einer erste Verkehrsparameter (31) ermittelnden Verkehrseinrichtung (2) übergeben wird,
    - von der Verkehrseinrichtung (2) anhand eines Machine-Learning-Modells und/oder eines Pattern-Recognition-Modells erste Verkehrsparameter (31) der aktuellen Verkehrssituation in Abhängigkeit des wenigstens einen Eingangsparameters (10) ermittelt werden,
    - zumindest ein Bewertungskriterium (4) vorgegeben wird,
    - die ersten Verkehrsparameter (31) und das zumindest eine Bewertungskriterium (4) einer Bewertungseinrichtung (6) übergeben werden,
    - von der Bewertungseinrichtung (6) anhand eines Machine-Learning-Modells und/oder eines Pattern-Recognition-Modells Stellgrößen (7) in Abhängigkeit der ersten Verkehrsparameter (31) und des zumindest einen Bewertungskriteriums (4) ermittelt werden und
    - die Signalanlagen (1) mit den Stellgrößen (7) betrieben werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der Verkehrseinrichtung (2) zweite Verkehrsparameter (32) der zukünftigen Verkehrssituation prognostiziert werden und die zweiten Verkehrsparameter der Bewertungseinrichtung übergeben werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der Verkehrseinrichtung (2) die ersten Verkehrsparameter (31) und/oder die zweiten Verkehrsparameter (32) einer Beurteilungseinrichtung (8) übergeben werden und von der Beurteilungseinrichtung (8) zumindest teilweise das zumindest eine Bewertungskriterium (4) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrseinrichtung (2) und/oder die Bewertungseinrichtung (6) und/oder die Beurteilungseinrichtung (8) adaptiv ausgebildet sind.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beurteilungseinrichtung (8) ein Machine-Learning-Modell und/oder Pattern-Recognition-Modell umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertungseinrichtung (6) und/oder die Beurteilungseinrichtung (8) ein Fuzzy-Logic-Modell umfasst.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Eingangsparameter (10) zumindest teilweise mittels eines Sensors (11) im Bereich des Straßenzuges bestimmt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Bewertungskriterium (4) zumindest teilweise mittels einer externen Eingangs-Schnittstelle, vorzugsweise von einem Handeingabegerät oder von einem hierarchisch übergeordneten Regelsystem, vorgegeben wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der Bewertungseinrichtung (6) eine Rückmeldung an eine externe Ausgangs-Schnittstelle, vorzugsweise an eine Anzeigeeinrichtung oder das hierarchisch übergeordnete Regelsystem, übermittelt wird.
  10. Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft.
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