EP2500885B1

EP2500885B1 - Method and control system for traffic flow management

Info

Publication number: EP2500885B1
Application number: EP12157468.5A
Authority: EP
Inventors: Oskar Reich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2018-07-18
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: PL2500885T3; EP2500885A1; DE102011005495A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkehrsflusssteuerung an einer Anzahl von signalisierten Knoten in einem Synchronisationsbereich, in dem insbesondere eine Methode zur koordinierten Steuerung eines Wechsels von Signalprogrammen zur Steuerung von Signalanlagen der signalisierten Knoten eingesetzt wird, und erlaubt eine Optimierung des Verkehrsflusses an signalisierten Knoten in einem Synchronisationsbereich mit Hilfe einer Versatzzeitberechnung. Das Verfahren kann aber auch für die planerische Optimierung solcher Steuerungsverfahren auf Basis von vorab ermittelten Verkehrsplänen eingesetzt werden.The invention relates to a method for traffic flow control at a number of signaled nodes in a synchronization area, in which a method is used in particular for the coordinated control of a change of signal programs for controlling signal installations of the signaled nodes, and allows an optimization of the traffic flow at signaling nodes in one Synchronization range using an offset time calculation. However, the method can also be used for the planning optimization of such control methods on the basis of previously determined traffic plans.

Städtische Verkehrssteuerungssysteme stellen vor allem darauf ab, über eine Steuerung von Lichtsignalanlagen durch ein urbanes Verkehrsmanagement-System innerstädtische Verkehrsflüsse effektiv zu steuern bzw. zu leiten.Municipal traffic control systems mainly focus on effectively controlling and directing urban traffic flows by controlling traffic light systems through an urban traffic management system.

Verfahren für die Steuerung von Lichtsignalanlagen für den Straßenverkehr in Abhängigkeit vom Verkehrsaufkommen sind bekannt und gewinnen zunehmend an Bedeutung. Dabei werden häufig Steuerungsparameter wie z.B. die erlaubte Umlaufzeiten, minimale und maximale Umlaufzeiten, Mindestfreigabezeiten und maximale Freigabezeiten, erlaubte Phasenfolgen, eine bedarfsgerechte Anpassung der Freigabezeiten (= Grünzeiten) und weitere Optimierungspläne sowie Gewichtungsfaktoren für Optimierungskriterien ermittelt, um den Verkehrsfluss an einzelnen Knoten oder an mehreren hintereinander geschalteten Knoten zu optimieren.Methods for the control of traffic light systems as a function of the traffic volume are known and are becoming increasingly important. Frequently, control parameters such as e.g. the permitted round trip times, minimum and maximum round trip times, minimum release times and maximum release times, allowed phase sequences, an appropriate adjustment of the release times (= green times) and other optimization plans and weighting factors for optimization criteria determined to optimize the flow of traffic at individual nodes or at several consecutive nodes.

Steuerungsverfahren für den Verkehrsfluss sind wohlbekannt und sind in der Regel modellbasierte oder standardisierte regelbasierte Steuerungsverfahren für Signalanlagen. Diese Verfahren sind komplexe Verfahren, die auf Basis von Verkehrsmodellparametern und den vorstehend erwähnten Steuerungsparametern Schaltbefehle für die Signalanlagen an signalisierten Knoten ermitteln. Die neueren Verfahren optimieren insbesondere die Grünzeitverteilung, Umlaufzeitwahl und Versatzzeitoptimierung sowie ggf. die Auswahl der Phasenfolge in einem geschlossenen Steuerungsmodell gleichzeitig beziehungsweise parallel. In solchen Verkehrssteuerungssystemen beeinflusst die Umlaufzeitwahl in den signalisierten Knoten und im gesamten Regelbereich die Leistungsfähigkeit der signalisierten Knoten. So ist grundsätzlich eine Änderung der Umlaufzeit mit Umschaltverlusten verbunden, wenn die Verkehrssteuerungssysteme eine gemischt zentrale und dezentrale Architektur haben. Dies liegt daran, dass in den Steuergeräten dieser Systeme zwischen unterschiedlichen Signalplänen umgeschaltet werden muss. Die Umschaltverluste ergeben sich dadurch, dass die signalisierten Knoten synchronisiert werden müssen. Auf Grund der Synchronisation ändern sie jedoch ihre Wellenlage. Dies führt in der Regel zu zusätzlichen Halten von Verkehrsteilnehmern während der Umschaltung.Traffic flow control techniques are well known and are typically model-based or standardized rule-based control techniques for signaling equipment. These methods are complex methods based on traffic model parameters and the aforementioned control parameters Determine switching commands for the signal systems at signalized nodes. In particular, the newer methods optimize the green time distribution, round-trip time selection and offset time optimization as well as possibly the selection of the phase sequence in a closed control model simultaneously or in parallel. In such traffic control systems, the round trip time selection in the signalized nodes and in the entire control range affects the performance of the signaled nodes. Thus, in principle, a change in the cycle time is associated with switching losses, if the traffic control systems have a mixed centralized and decentralized architecture. This is due to the fact that in the control units of these systems must be switched between different signal plans. The switching losses result from the fact that the signaled nodes must be synchronized. However, due to the synchronization, they change their wave position. This usually leads to additional holding of road users during the switchover.

Um diese Umschaltverluste bei einem Wechsel zwischen Signalprogrammen, den so genannten Umschaltvorgängen, zu optimieren, sollte der Wechsel zu einem verkehrstechnisch möglichst sinnvollen Zeitpunkt erfolgen. Für komplexe Verkehrsnetze gibt es deshalb eine große Zahl an limitierenden Nebenbedingungen, die von diesen Steuerungsverfahren eingehalten werden müssen.In order to optimize these switching losses during a change between signal programs, the so-called switching operations, the change to a traffic-technically most sensible point in time should take place. For complex traffic networks, there are therefore a large number of limiting secondary conditions that must be complied with by these control methods.

Derzeit kommen vorwiegend die folgenden Synchronisationsverfahren zur Anwendung, die hier einleitend kurz dargestellt werden sollen. Detailliertere Auskünfte sind auch den Richtlinien für Lichtsignalanlagen (RILSA, herausgegeben von der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Ausgabe 2010), Kapitel 4.5.4 zu entnehmen.At present, the following synchronization methods are mainly used, which are briefly described here. More detailed information can also be found in the Guidelines for Traffic Signal Systems (RILSA, published by the Road and Transport Research Association, 2010 edition), Chapter 4.5.4.

Ein Verfahren für die Steuerung eines Umschaltvorgangs basiert auf der Auswahl von jeweils einem günstigen Umschaltzeitpunkt in einem laufenden Signalprogramm sowie in einem einzuschaltenden Signalprogramm. In beiden gewählten Umschaltzeitpunkten ist das gleiche Signalbild gewählt. Unter einem Signalbild wird im Allgemeinen eine bestimmte Schaltungskonfiguration der Signalgruppen an den Knoten verstanden. Der Umschaltvorgang erfolgt nun durch einen Wechsel am Umschaltzeitpunkt des laufenden Signalprogramms direkt in den Umschaltzeitpunkt des neuen Signalprogramms. Dabei wird zum Umschaltzeitpunkt das gegenwärtige Signalprogramm deaktiviert und das neue Signalprogramm aktiviert. Bei mehreren synchronisierten Knoten ist eine direkte Umschaltung häufig nicht möglich, so dass dann das gegenwärtig geschaltete Signalprogramm zum Zeitpunkt des Erreichens des günstigen Umschaltzeitpunkts noch weiter laufen gelassen wird, bis der günstige Umschaltzeitpunkt im folgenden Signalprogramm erreicht wird. Erst dann erfolgen die Deaktivierung des gegenwärtigen Signalprogramms und die Aktivierung des neuen Signalprogramms. Die Wartezeit bis zum tatsächlichen Umschaltvorgang wird auch Standzeit genannt.A method for controlling a switching operation is based on the selection of a favorable switching time in a current signal program and in a signal program to be switched on. In both selected switching times the same signal picture is selected. A signal image is generally understood to mean a specific circuit configuration of the signal groups at the nodes. The switching process now takes place by a change at the switching time of the current signal program directly into the switching time of the new signal program. At the time of switching, the current signal program is deactivated and the new signal program is activated. With multiple synchronized nodes, direct switching is often not possible, so that then the currently switched signal program at the time of reaching the favorable switching time will continue to run until the favorable switching time is reached in the following signal program. Only then does the deactivation of the current signal program and the activation of the new signal program take place. The waiting time until the actual switching process is also called lifetime.

Diese Umschaltverfahren mit direkter Umschaltung oder mit Standzeit sind koordinierte Steuerungen mit relativ einfachen planerischen Mitteln.These direct switching or standstill switching methods are coordinated controls with relatively simple planning means.

Bei diesen Synchronisierungsverfahren kann die Standzeit im ungünstigsten Fall fast so lange sein wie die Umlaufzeit selbst. Die langen Wartezeiten, die dadurch in der Nebenrichtung entstehen, werden von den Verkehrsteilnehmern oftmals als störend empfunden.In the case of these synchronization methods, the service life in the worst case can be almost as long as the circulation time itself. The long waiting times that result in the secondary direction are often perceived as disturbing by the road users.

Um die Standzeiten zu verkürzen oder zu vermeiden wird in den bisherigen Steuerungsverfahren der vorstehenden Art eine Synchronisierung des neu zu schaltenden Signalprogramms gegebenenfalls erst in mehreren Schritten und nach einigen Umläufen erreicht, weil ggf. ein Maximalwert für die Standzeit vorgegeben wird. In alternativen Lösungen wird in den Verfahren die kürzeste Standzeit innerhalb einer vorgegebenen Anzahl von Umläufen gesucht, bevor der Umschaltvorgang eingeleitet wird. Aber auch die Definition von mehreren Umschaltzeitpunkten innerhalb eines Signalprogramms wird angewendet, um eine kürzere Standzeit zu ermitteln, bei der der Umschaltvorgang stattfinden kann.In order to shorten or reduce the service life, in the previous control method of the above type, a synchronization of the new signal program to be switched is possibly achieved only in several steps and after a few rounds, because possibly a maximum value for the service life is specified. In alternative solutions, the processes seek the shortest life within a given number of cycles before initiating the switching process. But also the definition of several switching times within a signal program is applied to one determine shorter service life at which the switching process can take place.

Bei einem weiteren Verfahren für einen Signalprogrammwechsel wird in dem Signalprogramm, in das gewechselt werden soll, geprüft, ob es einen Zeitpunkt gibt, in dem das Signalbild mit dem gegenwärtigen Signalbild übereinstimmt. Ist dies der Fall, wird sofort in das neue Signalprogramm umgeschaltet. Dadurch verringern sich die Standzeiten in manchen der signalisierten Knoten eines Synchronisationsbereichs. In anderen wird der Schaltvorgang hinausgezögert, bis der entsprechende günstige Umschaltzeitpunkt oder das identische Signalbild erreicht ist. Bei diesem Synchronisationsverfahren kommt es zu sogenannten zeitlichen Versätzen zwischen dem Umlaufzeitzähler eines Knotens und dem in jedem Knoten vorhandenen Referenzzeitzähler, der eine globale Zeitreferenz darstellt.In another method for a signal program change, it is checked in the signal program to be changed whether there is a point of time in which the signal image coincides with the current signal image. If this is the case, the system switches immediately to the new signal program. This reduces downtime in some of the signaling nodes of a synchronization area. In others, the switching process is delayed until the corresponding favorable switching time or the identical signal image is reached. In this synchronization method, so-called time offsets occur between the round trip counter of a node and the reference time counter present in each node, which is a global time reference.

Durch diese Versatzzeiten ist es deshalb notwendig, dass die Anlage im nächsten Umlauf ihren Umlaufzeitzähler wieder auf den Referenzzeitzähler im Referenzzeitregister synchronisiert. Dies erfolgt an jedem Knoten entweder durch ein Dehnen oder ein Stauchen einzelner Phasen. Das heißt, die Wartezeiten werden beim Dehnen auf einzelne Phasen aufgeteilt, so dass der sogenannte Umlaufzähler eines Knotens wieder mit dem Referenzzeitzähler, der global gesteuert wird, synchronisiert werden kann.Due to these offset times, it is therefore necessary for the system in the next cycle to synchronize its circulation time counter again to the reference time counter in the reference time register. This is done at each node either by stretching or compressing individual phases. That is, the waiting times are divided into individual phases during stretching, so that the so-called circulation counter of a node can be synchronized again with the reference time counter, which is controlled globally.

Für den Fall, dass ein Signalprogramm an einem Knoten, anstatt gedehnt zu werden, zu stauchen wäre, müssen die Wartezeiten entweder am Umschaltzeitpunkt oder über alle Phasen verteilt verkürzt werden. Dabei sollte jedoch beachtet werden, dass Mindestgrünzeiten oder Zwischenzeiten eingehalten werden. Dies ist häufig nicht einfach zu realisieren oder nur unter Verlust der Koordinierung von hintereinander geschalteten Knoten. Das heißt aber auch, dass der Verkehrsfluss in einem Synchronisationsbereich, oft auch Grüne-Welle-Schaltung genannt, verloren geht.In the event that a signal program at a node, rather than being stretched, would be compressed, the waiting times must be shortened either at the switching time or distributed over all phases. However, it should be noted that minimum green times or split times are respected. This is often not easy to realize or only with loss of coordination of consecutive nodes. But that also means that the traffic flow in a synchronization area, often called a green wave circuit, is lost.

Durch dieses auch "STRETCH-Verfahren" genannte Verfahren treten die langen Wartezeiten wie im vorhergehenden Verfahren theoretisch nicht mehr auf. Der Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass bei kurzen Umlaufzeiten die Phasendauern oft nicht weiter verkürzt werden können und deshalb gedehnt werden. Deshalb kann es sein, dass der Vorteil gegenüber der Umschaltung mit Standzeit nur begrenzt wirksam wird. Insbesondere aber wirken sich die langen Wartezeiten bei der Synchronisation negativ auf die grüne Welle aus, wenn an einem Knoten die Umlaufzeit verlängert wird, an dem Nachbarknoten jedoch verkürzt bzw. gestaucht wird.As a result of this process, also known as the "STRETCH process", the long waiting times, as in the preceding process, no longer theoretically occur. The disadvantage of this method, however, is that with short round trip times the phase durations can often not be shortened further and are therefore stretched. Therefore, it may be that the advantage over the changeover with lifetime is only limited effect. In particular, however, the long waiting times in the synchronization have a negative effect on the green wave when the round trip time is extended at a node, but at the adjacent node is shortened or compressed.

Aus der EP 2 261 876 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umschalten von Signalprogrammen für lichtsignalgesteuerte Knotenpunkte eines Straßennetzes bekannt. Dabei werden für jeden Knotenpunkt ein aktuell geschaltetes Signalprogramm, ein neu zu schaltendes Signalprogramm und wenigstens ein Umschaltsignalprogramm vorgegeben. Es werden mehrere, jeweils durch eine zeitlich-örtliche Reihenfolge von Umschaltsignalprogrammen für die Knotenpunkte bestimmte Umschaltvarianten vorgegeben. Die Umschaltvarianten werden anhand eines oder mehrerer verkehrstechnischer Bewertungskriterien bewertet. Die hinsichtlich der Bewertung verkehrstechnisch günstigste Umschaltvariante wird ausgeführt.From the EP 2 261 876 A1 For example, an apparatus and a method for switching signal programs for traffic signal-controlled nodes of a road network are known. In this case, a currently switched signal program, a new signal program to be switched and at least one switching signal program are specified for each node. There are several, each determined by a temporal-spatial order of Umschaltsignalprogrammen for the nodes switching variants. The switching variants are evaluated on the basis of one or more traffic evaluation criteria. The most favorable in terms of the evaluation traffic conversion option is executed.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Alternative zu den bisherigen Verfahren zur Verkehrsflusssteuerung sowie ein Steuerungssystem hierfür zu schaffen.It is therefore an object of the present invention to provide an improved alternative to the prior art traffic flow control methods and a control system therefor.

Diese Aufgabe wird zum einen durch ein Verfahren zur Verkehrsflusssteuerung nach Anspruch 1 und zum anderen durch ein Steuerungssystem nach Anspruch 9 gelöst.This object is achieved on the one hand by a method for traffic flow control according to claim 1 and on the other hand by a control system according to claim 9.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verkehrsflusssteuerung an einer Anzahl von signalisierten Knoten in einem Synchronisationsbereich erfolgt eine koordinierte Steuerung eines Wechsels von einem ersten Signalprogramm zu einem folgenden zweiten Signalprogramm zur Steuerung von Signalanlagen der signalisierten Knoten nach der nachstehend erläuterten Methode.In the method according to the invention for controlling the flow of traffic at a number of signalized nodes in a synchronization area, there is coordinated control of a change from a first signal program to a following one second signal program for controlling signal installations of the signalized nodes according to the method explained below.

Ein Knoten ist erfindungsgemäß als ein Bereich im Straßenverkehr definiert, an dem sich feindliche Verkehrsströme treffen, insbesondere kreuzen oder einmünden. Beispiele solcher Knoten sind Kreuzungen, Fußgängerüberwege, Einmündungen etc. Man spricht von einem signalisierten Knoten, wenn ein oder mehrere Verkehrsströme an diesem Knoten durch eine Signalanlage, insbesondere eine Lichtsignalanlage, gesteuert werden. Hierbei ist der Begriff Lichtsignal nicht nur auf Lichtzeichen beschränkt, sondern es ist auch möglich, dass die Lichtzeichen durch weitere Signale wie z.B. akustische Signale ergänzt werden. Gerade im Bereich der Fußgängersignale werden häufig akustische und optische Signale in Kombination eingesetzt, um z.B. sehbehinderten Personen die Benutzung zu erleichtern bzw. um durch eine doppelte Signalisierung eine erhöhte Aufmerksamkeit bei den Verkehrsteilnehmern zu erzielen.According to the invention, a node is defined as an area in traffic on which hostile traffic flows meet, in particular intersect or terminate. Examples of such nodes are intersections, pedestrian crossings, junctions, etc. One speaks of a signalized node when one or more traffic streams are controlled at this node by a signaling system, in particular a traffic signal system. Here, the term light signal is not limited to light signals, but it is also possible that the light signals be supplemented by other signals such as acoustic signals. Especially in the field of pedestrian signals are often used acoustic and optical signals in combination, for example, to facilitate the use of visually impaired people or to achieve by a double signaling increased attention among road users.

Ein Synchronisationsbereich (oft auch als Regelbereich bezeichnet) umfasst gewöhnlich mehr als einen signalisierten Knoten und dient dazu, die Verkehrsströme an zwei oder mehreren im Verkehrsstrom hintereinander liegenden Knoten zu steuern. Insbesondere dienen die Synchronisationsbereiche dazu, den Verkehrsfluss in diesen Bereichen zu erhöhen. Häufig wird dann auch von einer "Grüne-Welle-Schaltung" gesprochen, die grundsätzlich einen optimalen Fall einer Verkehrssteuerung darstellt. Eine einfache Ausführungsform einer solchen Verkehrssteuerung wählt vorab festgelegte Signalprogramme, d.h. festgelegte Phasenfolgen mit fixen Zeiten sowie fixen Umlaufzeiten, in einem Synchronisationsbereich tageszeitabhängig, da die Verkehrsströme für gewöhnlich stark mit der Tageszeit variieren. Z.B. kommt es morgens häufig zu einem starken Verkehrsaufkommen in Richtung Stadtmitte, während sich die Verkehrsströme gegen Abend in die entgegengesetzte Richtung, das heißt stadtauswärts, umkehren. Ein Synchronisationsbereich kann dabei eine ganze Stadt, einen Teil einer Stadt oder aber auch nur einzelne Hauptverkehrsadern oder deren Teile umfassen.A synchronization area (often referred to as a control area) usually comprises more than one signaled node and serves to control the traffic streams at two or more nodes consecutive in the traffic flow. In particular, the synchronization areas serve to increase the traffic flow in these areas. Often, a "green-wave circuit" is then spoken of, which basically represents an optimal case of traffic control. A simple embodiment of such traffic control selects predetermined signal programs, i. Fixed phase sequences with fixed times and fixed orbital times, in a synchronization range of time of day, as the traffic flows usually vary greatly with the time of day. For example, In the morning there is often a heavy traffic in the direction of the city center, while in the evening the traffic flows in the opposite direction, ie out of town. A synchronization area may include an entire city, a part of a city or just individual main traffic arteries or their parts.

Um eine Verbesserung bzw. Optimierung des Verkehrsflusses in einem Synchronisationsbereich zu erzielen, wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren der Wechsel zwischen zwei Signalprogrammen nach einer neuen Methode koordiniert. In dieser hat jedes Signalprogramm eine Anzahl von vorgegebenen Umschaltzeitpunkten, z.B. zwei, aber mindestens einen günstigen Umschaltzeitpunkt, zu denen das Signalprogramm in einer sinnvollen Weise während eines Signalzyklus aktiviert oder deaktiviert werden kann. Die Methode umfasst den Schritt der Bestimmung einer Versatzzeit zwischen einem vorgegebenen Umschaltzeitpunkt des ersten Signalprogramms und einem der vorgegebenen Umschaltzeitpunkte des zweiten Signalprogramms für jeden signalisierten Knoten. Unter Versatzzeit ist hierbei die zeitliche Differenz zwischen dem vorgegebenen bzw. gewählten Umschaltzeitpunkt, insbesondere dem günstigsten Umschaltzeitpunkt, des gegenwärtigen bzw. laufenden Signalprogramms und dem vorgegebenen bzw. gewählten Umschaltzeitpunkt des zu aktivierenden bzw. einzuschaltenden Signalprogramms zu verstehen. Die Versatzzeit wird grundsätzlich für jeden signalisierten Knoten separat bestimmt. Sie kann positiv sein, wenn der Umschaltzeitpunkt des zu aktivierenden Programms in dem Umlaufzyklus des Signalprogramms noch nicht erreicht ist. Der Wert der Versatzzeit ist jedoch negativ, wenn der Umschaltzeitpunkt des aktuellen Signalprogramms erst zu einem Zeitpunkt erreicht wird, in dem der Umschaltzeitpunkt des zu aktivierenden Signalprogramms schon vorbei wäre. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Umschaltzeitpunkte des zu aktivierenden Signalprogramms in diesem Schritt fiktive Umschaltzeitpunkte darstellen, d.h. sie rein rechnerisch zu betrachten sind. Deshalb können durchaus negative Werte sinnvoll sein, da sie gegebenenfalls in den weiteren Schritten ausgeglichen werden können.In order to achieve an improvement or optimization of the traffic flow in a synchronization area, in the method according to the invention the change between two signal programs is coordinated according to a new method. In this, each signal program has a number of predetermined switching times, for example two, but at least one favorable switching time at which the signal program can be activated or deactivated in a meaningful way during a signal cycle. The method includes the step of determining an offset time between a given switchover time of the first signal program and one of the predetermined switching times of the second signal program for each signaled node. Offset time is here to be understood as meaning the time difference between the predetermined or selected switchover time, in particular the most favorable switchover time, of the current or ongoing signal program and the predetermined or selected switchover time of the signal program to be activated or switched on. The offset time is always determined separately for each signaled node. It can be positive if the switching time of the program to be activated has not yet been reached in the cycle of the signal program. However, the value of the offset time is negative if the switching time of the current signal program is only reached at a time when the switching time of the signal program to be activated would already be over. It should be noted that the switching times of the signal program to be activated in this step represent fictitious switching times, ie they are to be considered purely mathematically. Therefore, negative values may make sense, as they can be compensated for in further steps if necessary.

Die erfindungsgemäß angewendete Methode ermittelt aus den Versatzzeiten der einzelnen Knoten eines Synchronisationsbereichs eine zumindest bezüglich des Synchronisationsbereichs globale Versatzzeitänderung, d.h. eine "Synchronisationsbereich-Versatzzeitänderung". Diese globale Versatzzeitänderung ist ein imaginärer bzw. rechnerischer zeitlicher Verschub, der mindestens so groß gewählt wird, dass an jedem signalisierten Knoten eine Synchronisation der Umlaufzeitzähler mit einem globalen Referenzzeitzähler in einem Zyklus ermöglicht wird, ohne dass Mindestgrünzeiten, oder Zwischenzeiten verletzt werden.The method used according to the invention determines, from the offset times of the individual nodes of a synchronization range, a global offset time change, at least with respect to the synchronization range. a "synchronization area offset time change". This global offset time change is an imaginary temporal shift that is at least chosen to allow synchronization of the round trip counters with a global reference time counter in one cycle at each signalized node without violating minimum green times or split times.

Wenn eine solche globale Versatzzeitänderung ermittelt wurde, wird diese zur Korrektur des in dem zweiten Signalprogramm vorgegebenen Umschaltzeitpunktes eines jeden Knotens verwendet. Dies kann, wie auch noch später erläutert werden wird, z.B. durch einen globalen zeitlichen Verschub der Referenzzeitzähler um den gleichen Betrag an allen Knoten in dem Synchronisationsbereich erfolgen. Alternativ kann aber auch dieser zeitliche Verschub in dem Signalplan, mit welchem die Signalprogramme an die jeweiligen Steuergeräte in den Knoten übermittelt werden, rechnerisch berücksichtigt werden, und zwar noch bevor dieser Signalplan an die Steuergeräte versendet wird. Dadurch kann eine Verschiebung der Referenzzeitzähler in den Referenzzeitregistern der Steuergeräte in den Knoten nicht mehr erforderlich sein.If such a global offset time change has been determined, this is used to correct the switching time of each node specified in the second signal program. This can, as will be explained later, for example, by a global temporal displacement of the reference time counter by the same amount at all nodes in the synchronization area. Alternatively, however, this temporal Verschub in the signal plan, with which the signal programs are transmitted to the respective control units in the node, mathematically be taken into account, even before this signal plan is sent to the control units. As a result, a shift of the reference time counter in the reference time registers of the control units in the node may no longer be required.

Durch die Korrektur der Umschaltzeitpunkte mittels eines für alle signalisierten Knoten innerhalb eines Synchronisationsbereichs vorab ermittelten zeitlichen Verschubs, der globalen Versatzzeitänderung, der für alle Knoten den gleichen Wert hat, kann eine merkliche Reduzierung der Wartezeiten, zwischen 30 bis zu 70 % und im Durchschnitt um etwa 50 %, erzielt werden. Zudem kann durch das erfindungsgemäße Verfahren das Synchronisationsverhalten an den einzelnen Knoten vereinheitlicht werden, d.h. ein extrem unterschiedliches Verhalten (Stauchen bzw. Dehnen) einzelner Knoten wird gänzlich vermieden. Es kann sogar vorteilhaft sein, wenn alle Knoten in einem Synchronisationsbereich gedehnt werden, anstatt dass ein paar Knoten gedehnt und andere gestaucht werden. So kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Gefahr, eine Grüne Welle auf Grund unkoordinierten Verhaltens bei der Synchronisation der einzelnen Knoten zu behindern oder aufzuheben, vermieden oder zumindest verringert werden.By correcting the switching times by means of a previously determined for all signalized nodes within a synchronization range temporal displacement, the global offset time change, which has the same value for all nodes, can be a significant reduction in waiting times, between 30 to 70% and on average by about 50%. In addition, the synchronization behavior at the individual nodes can be standardized by the method according to the invention, i. an extremely different behavior (compression or stretching) of individual nodes is completely avoided. It may even be advantageous if all nodes in a synchronization area are stretched instead of stretching a few nodes and upsetting others. Thus, with the method according to the invention, the risk of hindering or reversing a green wave due to uncoordinated behavior in the synchronization of the individual nodes can be avoided or at least reduced.

Ein erfindungsgemäßes Steuerungssystem für die Verkehrsflusssteuerung an einer Anzahl von signalisierten Knoten in einem Synchronisationsbereich weist dementsprechend folgende Komponenten auf:

eine Datenübermittlungsschnittstelle zur Übernahme von Signalprogrammen aus einer Signalanlagensteuerungseinrichtung,
eine Versatzzeitänderungs-Bestimmungseinheit zur Ermittlung einer zumindest bezüglich des Synchronisationsbereichs globalen Versatzzeitänderung,
eine Umschaltzeitpunkt-Korrektureinrichtung zur Korrektur des in dem zweiten Signalprogramm vorgegebenen Umschaltzeitpunkts eines jeden Knotens mit Hilfe der ermittelten globalen Versatzzeitänderung, und
eine Datenübergabeschnittstelle für die Übergabe eines geänderten Signalprogramms an die Signalanlagensteuerungseinrichtung.

A control system according to the invention for traffic flow control at a number of signalized nodes in a synchronization area accordingly has the following components:

a data transmission interface for accepting signal programs from a signaling system control device,
an offset time change determination unit for determining a global offset time change at least with respect to the synchronization range,
a switching timing correcting means for correcting the switching timing of each node given in the second signal program by means of the detected global offset time change, and
a data transfer interface for the transfer of a changed signal program to the signal conditioning control device.

Die Versatzzeitänderungs-Bestimmungseinheit ist dabei so ausgebildet, dass eine Versatzzeit zwischen einem vorgegebenen Umschaltzeitpunkt eines ersten Signalprogramms und einem der vorgegebenen Umschaltzeitpunkte eines zweiten Signalprogramms eines jeden signalisierten Knotens ermittelt werden kann. Dabei wird die zeitliche Differenz zwischen dem vorgegebenen bzw. gewählten Umschaltzeitpunkt, insbesondere dem günstigsten Umschaltzeitpunkt, des bisherigen Signalprogramms und dem vorgegebenen bzw. gewählten Umschaltzeitpunkt des zu aktivierenden Signalprogramms ermittelt. Die Versatzzeit wird grundsätzlich für jeden signalisierten Knoten separat bestimmt. Deshalb kann die Versatzzeitänderungs-Bestimmungseinheit entweder lokal in einem Knotensteuerungssystem oder zentral in einem Verkehrsrechner untergebracht sein.The offset time change determining unit is designed so that an offset time between a predetermined switching time of a first signal program and one of the predetermined switching times of a second signal program of each signaled node can be determined. In this case, the time difference between the predetermined or selected switching time, in particular the best switching time, the previous signal program and the predetermined or selected switching time of the signal program to be activated is determined. The offset time is always determined separately for each signaled node. Therefore, the offset time change determination unit may be accommodated either locally in a node control system or centrally in a traffic computer.

Nebenbei ist die Versatzzeitänderungs-Bestimmungseinheit zur Ermittlung einer zumindest bezüglich des Synchronisationsbereichs globalen Versatzzeitänderung ausgestaltet. Die durch die Versatzzeitänderungs-Bestimmungseinheit ermittelte globale Versatzzeitänderung kann dann an die Korrektureinrichtung zur Korrektur des in dem zweiten Signalprogramm vorgegebenen Umschaltzeitpunkts eines jeden Knotens weitergegeben werden.Incidentally, the offset time change determination unit is configured to determine a global offset time change at least with respect to the synchronization range. The global offset time change determined by the offset time change determining unit may then be passed to the correcting means for correcting the switching timing of each node given in the second signal program.

In einem derartigen Steuerungssystem können die Datenübermittlungsschnittstelle, die Verkehrssatzzeitbestimmungseinheit, die Umschaltzeitpunkt-Korrektureinheit und die Datenübergabeschnittstelle sowohl als allein stehende Einzelkomponenten hardware- und/oder softwaretechnisch ausgeführt als auch gemeinsam innerhalb eines elektrotechnischen Prozessorbausteins integriert sein. Sie können ganz oder teilweise auf einem Rechner eines Verkehrssteuerungssystems realisiert sein. Außerdem können die Datenübernahme- bzw. die Datenübergabeschnittstelle sowohl als Hardware in Form von Eingangs- bzw. Ausgangsbuchsen bzw. drahtlosen Schnittstellen eines Gerätes ausgebildet sein als auch in Form von Software bzw. als Kombination von Hard- und Software-Komponenten. Schnittstellen können beispielsweise in Form von reinen Software-Schnittstellen auch direkt Daten von einem Steuerungssystem übernehmen, wenn beispielsweise die Signalanlagensteuerungseinrichtung auf dem gleichen Rechner wie das Steuerungssystem angeordnet ist. Die Schnittstellen können weiterhin kombiniert gemeinsam als Input-/Output-Schnittstelle ausgebildet sein.In such a control system, the communication interface, the traffic-time determining unit, the switching-timing correction unit, and the data-transmitting interface may both be standalone components executed hardware and / or software technology as well as be integrated together within an electrotechnical processor module. They may be implemented in whole or in part on a computer of a traffic control system. In addition, the Datenübernahme- or the data transfer interface can be designed both as hardware in the form of input and output sockets or wireless interfaces of a device as well as in the form of software or as a combination of hardware and software components. Interfaces, for example, in the form of pure software interfaces and directly take over data from a control system, for example, if the signal conditioning control device is arranged on the same computer as the control system. The interfaces can continue to be combined as an input / output interface.

Der Aufbau des Steuerungssystems in Form von Software hat den Vorteil einer schnellen und kostengünstigen Realisierung. Daher wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt ein Computerprogrammprodukt verwendet, welches direkt in einen Prozessor der Rechnereinrichtung ladbar ist und Programmcode-Mittel aufweist, um alle Schritte des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.The structure of the control system in the form of software has the advantage of a quick and cost-effective implementation. For carrying out the method according to the invention, therefore, a computer program product which can be loaded directly into a processor of the computer device and has program code means in order to carry out all the steps of the inventive method described above is preferably used.

Eine solche Softwarekomponente kann nicht nur in einer Steuerungszentrale sondern, z.B. falls eine solche nicht vorhanden ist, in einem dezentralen Dirigenten, d.h. einem Steuergerät, das mehrere benachbarte Knoten übergeordnet steuert, implementiert werden. Daneben ist auch die lokale Verwendung im Steuergerät möglich, wenn die globale Versatzzeitänderung durch einen Signalplan vorgegeben wird.Such a software component may not only be in a control center but, e.g. if such is not present, in a decentralized conductor, i. a controller that controls multiple neighboring nodes. In addition, the local use in the control unit is possible if the global offset time change is specified by a signal plan.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. Dabei können das erfindungsgemäße Steuerungssystem oder das Computerprogrammprodukt auch entsprechend den abhängigen Ansprüchen zum Verfahren ausgebildet sein.Further particularly advantageous embodiments and developments of the method according to the invention will become apparent from the dependent claims and the following description. In this case, the control system of the invention or the computer program product also be designed according to the dependent claims for the method.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verkehrsflusssteuerung kann in einer Ausführungsform ferner den Schritt des Umschaltens zwischen dem ersten Signalprogramm und dem zweiten Signalprogramm in einem bevorzugt vorbestimmten Zeitintervall umfassen. Beispielhafte Zeitintervalle, in denen eine Änderung der Verkehrslage geprüft wird und gegebenenfalls daraufhin mit einer Signalprogrammänderung reagiert wird, liegen bei 5 bis 30 Minuten. Würde öfter eine Signalprogrammänderung durchgeführt werden, würde es möglicherweise zu einer Aufhebung oder Umkehrung der vorteilhaften Effekte kommen, da mit erhöhten Umschaltverlusten zu rechnen wäre. Dennoch ist eine häufigere Signalprogrammänderung nicht ausgeschlossen und kann in Einzelfällen durchaus sinnvoll sein.In one embodiment, the traffic flow control method according to the invention may further comprise the step of switching between the first signal program and the second signal program in a preferably predetermined time interval. Exemplary time intervals in which a change in the traffic situation is checked and if necessary then reacted with a signal program change are between 5 and 30 minutes. If a signal program change were to be carried out more frequently, it would possibly lead to a reversal or reversal of the advantageous effects, since increased switching losses would have to be expected. Nevertheless, a more frequent change of signal program is not excluded and may be reasonable in individual cases.

Bei der Ermittlung der globalen Versatzzeitänderung ist es vorteilhaft, dass bei der Korrektur des in dem zweiten Signalprogramm vorgegebenen Umschaltzeitpunkts an keinem Knoten eine negative Versatzzeit verbleibt. Keine negative Versatzzeit heißt in diesem Sinne, dass nach der Versatzzeitänderung bei keinem Knoten eine Stauchung der Phasenfolge notwendig wäre. Dies kann man dadurch erreichen, dass das Verfahren den zeitlichen Verschub, d.h. die globale Versatzzeitänderung, so wählt, dass an dem Knoten mit der negativsten Versatzzeit nach der Korrektur mit der globalen Versatzzeitänderung der Wert für den neu berechneten Umschaltzeitpunkt in das nächste Signalprogramm Null oder größer Null verbleibt. Folglich würde an diesem Knoten kein Versatz auftreten. An diesem Knoten kann dann der Wechsel auf das neue Signalprogramm direkt erfolgen. Da alle anderen Knoten den gleichen zeitlichen Verschub erfahren, vorher aber schon gleiche oder größere Versatzzeiten hatten, sind die Werte für jeden dieser Knoten Null oder größer als Null. Somit kann ein Signalprogrammwechsel an diesen Knoten ebenfalls direkt erfolgen oder aber nach einer relativ kurzen Wartezeit bzw. einer moderaten Dehnung aller Phasen im nächsten Umlauf.When determining the global offset time change, it is advantageous that a negative offset time does not remain at any node in the correction of the switching time specified in the second signal program. No negative offset time means in this sense that after the offset time change no compression of the phase sequence would be necessary at any node. This can be achieved by the method selecting the time shift, ie the global offset time change, such that at the node with the most negative offset time after correction with the global offset time change, the value for the newly calculated switch time to the next signal program is zero or greater Zero remains. As a result, no offset would occur at this node. At this node the change to the new signal program can take place directly. Since all other nodes experience the same time shift, but previously had equal or greater skew times, the values for each of these nodes are zero or greater than zero. Thus, a signal program change to this node can also be done directly or after a relatively short waiting time or a moderate elongation of all phases in the next round.

Auf alle Fälle kann durch diese Ausführungsvariante gewährleistet werden, dass kein Knoten bei der Synchronisierung nach einem erfolgten Signalprogrammwechsel staucht. Dieses Konzept der Vereinheitlichung des Synchronisierungsverhaltens ermöglicht einen verbesserten Verkehrsfluss, z.B., weil die Grüne-Welle-Schaltung nicht so stark beeinflusst wird, wie in den herkömmlichen Verfahren. Dadurch kann eine deutliche Reduzierung der Wartezeiten im gesamten Synchronisierungsbereich erzielt werden.In any case, it can be ensured by this embodiment variant that no node during the synchronization bends after a signal program change has taken place. This concept of standardizing the synchronization behavior enables an improved traffic flow, for example, because the green-wave circuit is not influenced as much as in the conventional methods. As a result, a significant reduction of the waiting times in the entire synchronization range can be achieved.

Zur zeitlichen Synchronisierung der signalisierten Knoten zumindest in dem Synchronisierungsbereich, aber auch zu benachbarten Knoten bzw. Synchronisierungsbereichen kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verkehrsflusssteuerung eine Anzahl von Referenzzeitregistern eingesetzt werden. Ein Referenzzeitregister ist dabei eine Einrichtung in einem Steuergerät eines Knotens, das einen Referenzzeitzähler umfasst. Üblicherweise ist jedem Signalprogramm mit einer unterschiedlichen Umlaufzeit ein eigenes Referenzzeitregister mit Referenzzeitzähler zugeordnet.For temporal synchronization of the signalized nodes at least in the synchronization area, but also to adjacent nodes or synchronization areas, a number of reference time registers can be used in the method according to the invention for traffic flow control. A reference time register is a device in a control unit of a node, which comprises a reference time counter. Usually, each signal program with a different round trip time is assigned its own reference time register with reference time counter.

Ein Referenzzeitzähler wird auf ein bestimmtes Datum bzw. eine bestimmte Uhrzeit, z. B. 0:00 Uhr am 1.1. eines jeden Jahres, synchronisiert. Dem Fachmann sind auch spezielle Rückrechenverfahren bekannt, die für eine Synchronisierung dieser Referenzzeitzähler einzelner Knoten mit benachbarten Knoten oder globalen Systemen geeignet sind. Alternative Synchronisierungen der Referenzzeitzähler, wie z.B. ein Abgleich über GPS oder DCF, sind bekannt. Eine Zeitsynchronisierung über eine Verkehrszentrale ist ebenso zweckmäßig.A reference time counter is set to a specific date or time, e.g. Eg 0:00 am on 1.1. every year, synchronized. The person skilled in the art will also be aware of special back-calculation methods which are suitable for synchronizing these reference time counters of individual nodes with adjacent nodes or global systems. Alternative synchronizations of the reference time counters, e.g. A comparison via GPS or DCF are known. A time synchronization via a traffic center is also appropriate.

Ein Referenzzeitzähler kann insbesondere für den Fall zweckmäßig sein, dass ein Umschalten zwischen zwei Signalprogrammen mit unterschiedlichen Umlaufzeiten erfolgt. In einer bevorzugten Variante kann vorzugsweise die Korrektur des in dem zweiten Signalprogramm vorgegebenen Umschaltzeitpunkts durch ein Verschieben eines Referenzzeitzählers des jeweiligen Referenzzeitregisters um die globale Versatzzeitänderung durchgeführt werden. Praktisch wird jedoch nicht der Referenzzeitzählerwert selbst geändert, sondern es wird im Referenzzeitregister ein Uhrzeitversatz gegenüber dem Referenzzeitwert als der eigentliche Referenzpunkt vermerkt.A reference time counter can be particularly useful in the event that a switch between two signal programs with different round trip times. In a preferred variant, preferably the correction of the switching time point predetermined in the second signal program can be achieved by shifting a reference time counter of the respective reference time register to do the global offset time change. Practically, however, the reference time counter value itself is not changed, but a time offset from the reference time value is noted in the reference time register as the actual reference point.

So ist es möglich, dass nach jedem Wechsel des Signalprogramms der Umlaufzeitzähler eines jeden signalisierten Knotens mit dem Referenzzeitzähler synchronisiert werden kann.Thus it is possible that after each change of the signal program the circulation time counter of each signaled node can be synchronized with the reference time counter.

In einer alternativen Ausführungsform wird die Korrektur nicht durch Verschieben des Referenzzeitzählers durchgeführt, sondern die Korrektur des in dem zweiten Signalprogramm vorgegebenen Umschaltzeitpunkts um die globale Versatzzeitänderung wird bevorzugt bereits in dem neuen Signalprogramm berücksichtigt und gegenüber dem Referenzzeitzähler des jeweiligen Referenzzeitregisters synchronisiert.In an alternative embodiment, the correction is not carried out by shifting the reference time counter, but the correction of the switching time specified in the second signal program by the global offset time change is preferably already taken into account in the new signal program and synchronized with respect to the reference time counter of the respective reference time register.

Wie vorstehend schon erläutert wurde, kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Umschalten zwischen Signalprogrammen mit gleichen Umlaufzeiten erfolgen. Durch die neue Methode, ist es aber auch möglich, dass das erste und das zweite Signalprogramm eine unterschiedliche Synchronisationsbereichs-Umlaufzeit umfassen, wobei die Synchronisierung über die entsprechenden Referenzzeitregister durchgeführt werden kann. Das erlaubt auch einen Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens in neueren adaptiven Verkehrssteuerungssystemen, in denen z.B. die üblichen täglichen oder stündlichen Schwankungen in der Verkehrsnachfrage mittels variabler Umlaufzeiten geregelt werden. Deshalb kann eine einfachere Gesamtabstimmung im Synchronisationsbereich erreicht werden, was den Verkehrsfluss in der Regel erhöht.As already explained above, the method according to the invention for switching between signal programs can take place with the same circulation times. By the new method, it is also possible that the first and the second signal program comprise a different synchronization range round trip time, wherein the synchronization can be performed via the corresponding reference time register. This also allows use of the method of the invention in recent adaptive traffic control systems, in which e.g. the usual daily or hourly fluctuations in transport demand are regulated by means of variable circulation times. Therefore, a simpler overall tuning in the synchronization area can be achieved, which usually increases the traffic flow.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:

FIG 1: ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems,
FIG 2: ein Ablaufdiagramm für ein herkömmliches Steuerungsverfahren,
FIG 3: das herkömmliche "STRETCH-Verfahren" an sechs Knoten in einem Synchronisationsbereich,
FIG 4: ein Ablaufdiagramm für ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens mit Versatzzeitverschiebung,
FIG 5: ein Beispiel für das erfindungsgemäße Konzept an sechs Knoten in einem Synchronisationsbereich.

The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures with reference to embodiments. The same components are provided with identical reference numerals in the various figures. Show it:

FIG. 1: a circuit diagram of a control system according to the invention,
FIG. 2: a flow chart for a conventional control method,
FIG. 3: the conventional "STRETCH" method at six nodes in a synchronization area,
FIG. 4: a flow chart for an example of an offset offset control method according to the invention,
FIG. 5: an example of the inventive concept at six nodes in a synchronization area.

In FIG 1 ist ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems 100 mit folgenden Einrichtungen gezeigt:

eine Datenübermittlungsschnittstelle 10 für die Übernahme von Signalprogrammen aus einer Signalanlagensteuerungseinrichtung 15,
eine Versatzzeitänderungs-Bestimmungseinheit 20 zur Ermittlung einer zumindest bezüglich des Synchronisationsbereichs globalen Versatzzeitänderung,
eine Umschaltzeitpunkt-Korrektureinrichtung 30 zur Korrektur des in dem zweiten Signalprogramm vorgegebenen Umschaltzeitpunkts eines jeden Knotens mit Hilfe der ermittelten globalen Versatzzeitänderung, und
eine Datenübergabeschnittstelle 40 für die Übergabe eines geänderten Signalprogramms an die Signalanlagensteuerungseinrichtung 15.

In FIG. 1 a circuit diagram of a control system 100 according to the invention is shown with the following means:

a data transmission interface 10 for the acceptance of signal programs from a signaling system control device 15,
an offset time change determination unit 20 for determining a global offset time change at least with respect to the synchronization range,
a switching timing correcting means 30 for correcting the switching timing of each node given in the second signal program by means of the detected global offset time change, and
a data transfer interface 40 for the transfer of a changed signal program to the signal conditioning control device 15.

Die Versatzzeitänderungs-Bestimmungseinheit 20 ermittelt eine globale Versatzzeitänderung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und stellt diese dann der Umschaltzeitpunkt-Korrektureinrichtung 30 zur Verfügung. Diese korrigiert dann entweder durch eine Referenzzeitzähler-Verschiebung in den Referenzzeitregistern der signalisierten Knoten oder durch direkte Implementierung in den Signalprogrammen die Umschaltzeitpunkte gemäß dem erfindungsgemäßen neuen Konzept.The offset time change determination unit 20 determines a global offset time change according to the method of the present invention, and then provides it to the switching timing correction means 30. This then corrects the switching times according to the novel concept according to the invention either by a reference time-offset in the reference time registers of the signalized nodes or by direct implementation in the signal programs.

Im Folgenden soll an Hand eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Steuerungsverfahren das neue Konzept der verwendeten Methode näher erläutert werden.In the following, the new concept of the method used will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment of a control method according to the invention.

In der FIG 2 ist ein Ablaufdiagramm für ein herkömmliches Steuerungsverfahren nach der "STRETCH-Methode" gezeigt. In einer zentralen Steuerungseinheit, hier z.B. ein Verkehrsrechner für alle Knoten eines Synchronisationsbereichs SB, werden die für die Berechnung eines neuen Signalprogramms notwendigen Daten alle 15 bis 20 min von den Steuergeräten der Knoten empfangen. Daraus berechnet die Steuerungseinheit einen neuen Signalplan im Schritt SP-B mit allen Daten für das zu aktivierende Signalprogramm. Mit Hilfe der Basiswerte aus dem Referenzzeitregister, den Umlaufzeiten (Ausgangssignalplan, Zielsignalplan) und der Lage der günstigen Umschaltzeitpunkte ermittelt das Verfahren die jeweiligen Versatzzeiten an den Knoten im nächsten Schritt VZ-B. In FIG 3 sind die jeweiligen Versatzzeiten, d.h. die Differenz zwischen dem Referenzzeitzähler und der günstigen Umschaltzeit des zu aktivierenden Signalprogramms unterhalb eines jeden Knotens K mit den Nummern 1 bis 6 angegeben. Diesen Versatzzeiten werden dann in ein neues Signalprogramm implementiert und an die Steuerungseinrichtung 15 im Schritt P-R gesendet.In the FIG. 2 1 is a flowchart for a conventional control method according to the "STRETCH method". In a central control unit, here for example a traffic computer for all nodes of a synchronization area SB, the data necessary for the calculation of a new signal program is received by the control units of the nodes every 15 to 20 minutes. From this, the control unit calculates a new signal plan in step SP-B with all data for the signal program to be activated. Using the base values from the reference time register, the orbital times (output signal plan, target signal plan) and the location of the favorable switching times, the method determines the respective offset times at the nodes in the next step VZ-B. In FIG. 3 the respective offset times, ie the difference between the reference time counter and the favorable switching time of the signal program to be activated are indicated below each node K with the numbers 1 to 6. These offset times are then implemented in a new signal program and sent to the controller 15 in step PR.

In diesem Beispiel wurde eine Signalprogrammberechnung durchgeführt und alle 15 bis 20 Minuten wiederholt.In this example, a signal program calculation was performed and repeated every 15 to 20 minutes.

Am Knoten K Nr. 6 wurde z.B. eine Versatzzeit von +2 [s] ermittelt, wobei die Versatzzeit am Knoten 1 immer gleich war (0 [s]). Bei den übrigen Knoten K mit den Nummern 2 bis 6 änderte sich von Rechnungslauf zu Rechnungslauf die Versatzzeit sowohl zwischen den Knoten K, als auch am Knoten K im Vergleich zum vorherigen Rechnungslauf. Z.B. wurde die Versatzzeit am Knoten K Nr. 2 im Rechnungslauf n+1 im Vergleich zum Rechnungslauf n um -1 Sekunde verschoben. Das Steuerungssystem wird bei der Synchronisierung dieses Knotens K diesen um 1 Sekunde stauchen, z.B. mittels einer direkten Stauchung am günstigsten Umschaltzeitpunkt oder über alle Phasen des nächsten Umlaufs verteilt.At node K no. 6, for example, an offset time of +2 [s] was determined, whereby the offset time at node 1 was always the same (0 [s]). For the remaining nodes K with the numbers 2 to 6, the offset time from invoice run to invoice run changed both between the nodes K and K as compared to the previous invoice run. For example, the offset time at node K no. 2 in invoice run n + 1 has been shifted by -1 second compared to invoice run n. During the synchronization of this node K, the control system will compress it by 1 second, eg by means of a direct compression on the most favorable switching time or distributed over all phases of the next round.

In diesem Fall ist der Knoten K Nr. 4 problematisch, da dieser um 10 Sekunden stauchen müsste. Da Minimalwerte wie die minimale Umlaufzeit oder minimale Phasendauer für diesen Knoten K nicht eingehalten werden können, wenn man um 10 Sekunden stauchen würde, dehnt stattdessen dieser Knoten K. Dabei zerstört er die gesamte Koordinierung in dem Synchronisationsbereich, da die Nachbarknoten K Nr. 2, 3 und 5 stauchen, während Knoten K Nr. 4 aber dehnt.In this case, the node K No. 4 is problematic because it would have to compress by 10 seconds. Since minimum values such as the minimum round trip time or minimum phase duration for this node K can not be met if one were to compress by 10 seconds, this node K instead expands. In doing so, it destroys the entire coordination in the synchronization area since the adjacent nodes K no. 3 and 5 are squeezing, while knot K No. 4 but stretches.

In dem Ausführungsbeispiel, dessen Grundkonzept in FIG 4 gezeigt ist, werden in einer zentralen Steuerungseinheit die für die Berechnung eines neuen Signalprogramms notwendigen Daten alle 15 bis 20 min von den Steuergeräten der Knoten empfangen. Daraus berechnet die Steuerungseinheit einen neuen Signalplan im Schritt SP-B mit allen Daten für das zu aktivierende Signalprogramm. Mit Hilfe der Basiswerte aus dem Referenzzeitregister, den Umlaufzeiten (Ausgangssignalplan, Zielsignalplan) und der Lage der günstigen Umschaltzeitpunkte ermittelt das Verfahren die jeweiligen Versatzzeiten an den Knoten im nächsten Schritt VZ-B. In FIG 5 sind wiederum die jeweiligen Versatzzeiten, d.h. die Differenz zwischen dem Referenzzeitzähler und der günstigen Umschaltzeit des zu aktivierenden Signalprogramms in der ersten Zeile unterhalb eines jeden Knotens K Nr. 1 bis 6 angegeben. Die Werte entsprechend den Werten aus FIG 3, um einen Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich zu machen.In the embodiment, its basic concept in FIG. 4 is shown in a central control unit necessary for the calculation of a new signal program data every 15 to 20 minutes received from the controllers of the nodes. From this, the control unit calculates a new signal plan in step SP-B with all data for the signal program to be activated. Using the base values from the reference time register, the orbital times (output signal plan, target signal plan) and the location of the favorable switching times, the method determines the respective offset times at the nodes in the next step VZ-B. In FIG. 5 In turn, the respective offset times, ie the difference between the reference time counter and the favorable switchover time of the signal program to be activated are indicated in the first line below each node K No. 1 to 6. The values according to the values FIG. 3 to make clear an advantage of the method according to the invention.

Nach der erfindungsgemäßen Methode wird danach die globale Versatzzeitänderung ermittelt und die Umschaltzeitpunkte an allen Knoten K des Synchronisationsbereichs SB mit diesem Wert im Schritt VZ-K korrigiert. Die korrigierten Umschaltzeitpunkte werden im Schritt P-R entweder in einem neuen Signalprogramm implementiert und an die Steuerungseinrichtung gesendet oder aber der Referenzzeitzähler in den Steuergeräten der Knoten K werden entsprechend der globalen Versatzzeitänderung verschoben, bevor die neuen Signalprogramme an die Steuergeräte 15 versendet werden.According to the method according to the invention, the global offset time change is then determined and the switching times are corrected at all nodes K of the synchronization range SB with this value in step VZ-K. The corrected switching times are either implemented in a new signal program in step PR and sent to the controller, or else the reference time counters in the controllers of node K become the global offset time change shifted before the new signal programs are sent to the control units 15.

In der FIG 5 sind in der zweiten Zeile unterhalb der Knoten K Nr. 1 bis 6 die jeweiligen verschobenen Umschaltzeitpunkte angegeben. Wie aus der FIG 5 gut ersichtlich ist, wird durch die globale Versatzzeitänderung (+10 Sekunden) im gesamten Synchronisationsbereich jeder Wert positiv. D.h., dass nunmehr an dem vormals kritische Knoten K Nr. 4 die Versatzzeit konstant (=0) bleibt. Nunmehr aber der Knoten K Nr. 1 eine Versatzzeit von +10 [s] bekommt. Die übrigen Versatzzeiten sind allesamt im positiven Bereich, so dass in diesem Beispiel alle Knoten K bis auf den Knoten K Nr. 4 (konstant) gedehnt werden. Da eine Dehnung in der Regel unkritischer ist als eine Stauchung, kann eine bessere Synchronisierung durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt werden. Insbesondere dadurch, dass mit der neuen Methode eine Mischung aus Stauchen und Dehnen, wie in dem in FIG 3 gezeigten Beispiel gezeigt, entfällt, kann der Verkehrsfluss deutlich verbessert werden. Das Konzept zum Vereinheitlichen des Synchronisierungsverhaltens der einzelnen Knoten K verringert die Standzeiten zum Teil um 50 % oder mehr.In the FIG. 5 the respective shifted switching times are indicated in the second line below the nodes K No. 1 to 6. Like from the FIG. 5 As can be clearly seen, the global offset time change (+10 seconds) in the entire synchronization range makes each value positive. This means that now at the previously critical node K No. 4, the offset time remains constant (= 0). But now the node K no. 1 gets an offset time of +10 [s]. The remaining offset times are all in the positive range, so that in this example all nodes K are stretched to the node K No. 4 (constant). Since an elongation is generally less critical than a compression, a better synchronization can be achieved by the method according to the invention. In particular, that with the new method, a mixture of upsetting and stretching, as in the in FIG. 3 shown, omitted, the traffic flow can be significantly improved. The concept for standardizing the synchronization behavior of the individual nodes K reduces the service life in part by 50% or more.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei dem dargestellten Steuerungssystem lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel "ein" bzw. "eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Außerdem können "Einheiten" aus einer oder mehreren, auch räumlich verteilt angeordneten Komponenten bestehen. Ebenso kann eine "Einrichtung" aus einer Komponente oder aber auch aus mehreren Komponenten bestehen.It is finally pointed out once again that the method described above in detail as well as the illustrated control system are merely exemplary embodiments which can be modified by the person skilled in various ways without departing from the scope of the invention. Furthermore, the use of the indefinite article "on" or "one" does not exclude that the characteristics in question may also be present multiple times. In addition, "units" can consist of one or more, even spatially distributed components. Likewise, a "device" consist of one component or else of several components.

Claims

Method for traffic flow control at a number of signalised nodes (K) in a synchronisation area (SB), comprising a method for coordinated control of a switch from a first signal program to a following second signal program for control of signal systems of the signalised nodes (K), wherein each signal program has a number of predetermined switchover points and wherein the method comprises the following steps:
- Determine for each signalised node (K), by means of an offset time change determination unit (20), an offset time between a predetermined switchover point of the first signal program and one of the predetermined switchover points of the second signal program,

- Determine, by means of the offset time change determination unit (20), a global offset time change at least in relation to the synchronisation area (SB) and

- Correct, by means of a switchover point correction device (30), the switchover point predetermined in the second signal program of each node (K) with the aid of the determined global offset change.
Method for traffic flow control according to claim 1, wherein the method further comprises the step of switching between the first signal program and the second signal program in a preferred predetermined time interval.
Method for traffic flow control according to claim 1 or 2, wherein the global offset time change is determined such that, in the correction of the switchover points predetermined in the second signal program, a negative offset time does not remain at any node (K).
Method for traffic flow control according to one of the preceding claims, wherein for carrying out the method a number of reference time registers are used for time synchronisation of the signalised nodes (K).
Method for traffic flow control according to claim 4, wherein for the correction of the switchover point predetermined in the second signal program a reference time counter of the respective reference time register is shifted by the global offset time change.
Method for traffic flow control according to one of the preceding claims, wherein, after each change of the signal program, a switchover time counter of each signalised node is synchronised with a reference time counter.
Method for traffic flow control according to claim 4, wherein a correction of the switchover point predetermined in the second signal program by the global offset time change is already taken into account in the new signal program and is synchronised in respect of a reference time counter of the respective reference time register.
Method for traffic flow control according to one of the preceding claims, wherein the first and the second signal program comprise a different synchronisation area cycle time.
Control system (100) for traffic flow control at a number of signalised nodes (K) in a synchronisation area (SB), having the following components:
- a data transfer interface (10) embodied for acquiring signal programs from a signal system controller (15),

- an offset time change determination unit (20) embodied for determining an offset time between a predetermined switchover point of the first signal program and one of the predetermined switchover points the second signal program of each of the signalised nodes (K) and for determining a global offset time change at least in relation to the synchronisation area (SB),

- a switchover point correction device (30) embodied for correcting the switchover point predetermined in the second signal program of each node (K) with the aid of the determined global offset time change, and

- a data transmission interface (40) embodied for the transmission of a changed signal program to the signal system controller (15).
Computer program product, which is able to be loaded directly into a processor of a computing device, with program code means to execute all steps of a method according to one of claims 1 to 8.