EP2586019B1 - Verfahren zur ermittlung von und warnung vor falschfahrern sowie falschfahrer-melde- und warnsystem - Google Patents

Verfahren zur ermittlung von und warnung vor falschfahrern sowie falschfahrer-melde- und warnsystem Download PDF

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EP2586019B1
EP2586019B1 EP11745482.7A EP11745482A EP2586019B1 EP 2586019 B1 EP2586019 B1 EP 2586019B1 EP 11745482 A EP11745482 A EP 11745482A EP 2586019 B1 EP2586019 B1 EP 2586019B1
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EP
European Patent Office
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radio
warning
wrong
driving direction
roadway
Prior art date
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EP11745482.7A
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EP2586019A1 (de
Inventor
Christian Wietfeld
Andreas Lewandowski
Kai Okulla
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TU Dortmund University
S Tec GmbH
Original Assignee
Wilhelm Schroeder GmbH
TU Dortmund University
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Publication date
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    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/164—Centralised systems, e.g. external to vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting and warning of wrong-way drivers according to claim 1 and a false-driver reporting and warning system according to the preamble of claim 10.
  • a device and a method for detecting and warning of wrong-way drivers is known, wherein two detectors are arranged at a short distance from each other on one side of the track section to be monitored. The detection of the passage of the road section takes place here by triggering the sensors. After determining the order of triggering the sensors, the determined sequence is compared with the correct direction of travel and optionally triggered a warning signal.
  • the AT 4 644 U1 describes a device for influencing motor vehicles with a radio receiver for receiving a directed from the outside to the motor vehicle radio signal and a connected to the radio receiver switching device with which the motor vehicle can be shut down or restricted during operation.
  • roadway sections to be monitored such as relevant points on highways or at rest or parking areas or one-way streets, and to initiate warning signals, if the monitoring has revealed that a vehicle against the correct direction of the road section to be monitored enters this.
  • the method according to the invention can be subdivided into the following three phases, which can be realized by the components of the system according to the invention:
  • radio modules for the detection of wrong trips are permanently installed. These radio modules use the principle of radio shading to detect the drive in the wrong direction. In this case, fluctuations in the reception field strength, due to the passage of the vehicle, detected.
  • a central beacon can in this case fuse the radio field information of all installed beacons of the detection system and thus detect the direction of transit.
  • warning beacons After the detection of a wrong course alarming strategies for affected road users and preferably also the wrong driver in the direct danger area are provided.
  • the warning beacons can be equip with optical warning units.
  • These warning beacons can be distributed over a larger road section and are connected wirelessly, preferably via a so-called "hop-to-hop network" to the detection system.
  • a "hop-to-hop network” means a transfer of information from one beacon to the other, so that even larger distances to the monitored road section with low transmission power can be bridged.
  • warning messages can also be sent via the established short-range radio network to local warning units in vehicles, which however is not absolutely necessary for the effectiveness of the method and the system according to the invention and to avoid at least high initial investment.
  • 3rd phase long-distance traffic warning via mobile radio and radio
  • a detected wrong-way with low latency can be automatically sent to a traffic control center. From there, warnings can be issued to the road users concerned.
  • the radio modules can include an integrated housing solution with so-called “energy harvesting capabilities", which makes maintenance-free operation without permanent power supply possible.
  • the detection may be independent of the vehicle equipment and the environmental characteristics, that is, it is also a reliable detection of intended wrong trips possible, in particular because there is a clearly described or defined detection range according to the invention.
  • the procedure according to the invention for evaluating shading allows an integrated system without additional sensors.
  • the basic principle "attenuation / interruption" according to the invention results in the advantage of lower transmission powers.
  • the inventive method and the system of the invention are based on a cost-optimized wireless solution in terms of energy consumption.
  • IEEE 802.15.4 for short-range communication, since This standard works in comparison to, for example, WLAN standards with significantly lower transmission power and uses a media access control layer (MAC) optimized for battery operation.
  • IEEE 802.15.4 works with a maximum transmission power of 0 dBm, whereby WLAN uses ten times higher transmission power. The resulting ranges do not differ significantly.
  • the IEEE 802.15.4 is achieved in the open field at high throughput at a distance of up to 100 m.
  • Another advantage is the small size of the already available modules.
  • the local radio module can be used here for the detection of wrong-way drivers, for internal communication between the brands via a mesh network and also for optional communication between the beacons and a mobile warning unit in the wrong-way driver.
  • the detection system is preferably capable of performing autarkic detection of wrong-way drivers.
  • the approach is to detect passive objects (i.e., no active users of the radio network) from the influences on the radio field.
  • beacons periodically transmit pilot signals for setting up the radio network. It can be spanned in this way a network of redundant connections.
  • the number of radio modules to be used can hereby be adapted to the respective location to be monitored, wherein preferably a plurality of bidirectional connections are continuously monitored with a defined time interval. If a vehicle moves through one of the connections, shading occurs. This shadowing causes a weakening of the RSSI (Received Signal Strength Indicator), ie the resulting reception field strength. This burglary can be detected reliably if the pilot signals are transmitted in a meaningfully defined interval, so that a compromise between power consumption and detection speed can be found. In this way, it is possible for the system to detect the order of connections with signal strength field fluctuations, thus determining if the vehicle is moving in the correct direction.
  • RSSI Receiveived Signal Strength Indicator
  • this logic ensures the correct interpretation of the wrong-way driver detection.
  • the information about the detection can be forwarded to a master module (masterbake), which is able to merge the information of all beacons to create a complete picture.
  • masterbake master module
  • the logic is also used to adjust the operating states.
  • the preferably provided long-distance communication represents a forwarding of the detected wrong-way to the entire traffic network, but according to the invention is a further technological point of view, which is not necessarily required according to the inventive method and the system according to the invention.
  • inventive principles e.g. an integrated UMTS module on the master beacon can take the warning to a traffic control center, which sends a warning to the other road users via the TMC channel.
  • the Fig. 1 and 2A show schematically greatly simplified schematic representations of a possibility of forming a Falschand reporting and warning system 1 according to the invention, the representation of the Fig. 1 may be a motorway entrance / exit.
  • the roadway section 3 to be monitored in this case is provided with a detection device 2 for the purpose of its monitoring.
  • the lane section 3 has an associated correct direction of travel 4, in the exemplary case thus represents the highway exit.
  • this exit drives for the purpose of explaining the functional principles according to the invention a wrong-way driver FF with his vehicle against the correct direction of travel 4 a.
  • the inventive system 1 further comprises a warning device 5, which, as will be described in more detail below, is provided depending on the measurement result of the detection device 2 for emitting at least one warning signal, in the drawing with the reference numerals WS, WS ', WS "and WS '' are identified.
  • the detection device 2 has a plurality of radio transmitters, in the example case two radio transmitters 6 and 7, on a roadway side 8 of the roadway section 3 to be monitored.
  • the radio transmitter 6 and 7 are in this case, seen in the direction of travel 4, spaced from one another along the roadway side 8.
  • a larger number of radio transmitters along the roadway side 8 may be provided.
  • radio receivers On the opposite side of the roadway 12 to be monitored roadway section 3 is a plurality of radio receivers, in the example three radio receiver 9, 10 and 11, provided, which, seen in the direction of travel 4, are also spaced from each other and for establishing a radio field 13 with at least two Seen in the direction of travel 4, spaced radio field sections 14, 15, 16, 17 are provided by receiving the radio transmitters 6, 7 emitted radio signals.
  • a larger number of radio receivers along the direction of travel 4 on the opposite side of the road 12 can be provided.
  • the system 1 has an evaluation device 18 (see Fig. 3 ) on.
  • the radio transmitter 6 and 7 and the radio receiver 10 and 11 are each constructed as identical radio modules. They each comprise a transmitting unit RF which emits pilot signals PS, a reception (detection) unit DT, an optional sensor unit OS and a power supply unit E.
  • master beacon further comprises a logic unit L and a further transmission unit RF for long-distance traffic.
  • the radio modules 6, 7, 10 and 11 can work both as a transmitter and as a receiver and accordingly also be arranged alternately on the roadway sides 8 and 12, depending on how the application requires or makes sense.
  • the master module 9 is used to merge all information and the warning device 5, an external warning center 19 and, if vehicles are provided with corresponding receiving units, both wrong-drive vehicles and vehicles of other participants to inform about detected hazards or to warn them.
  • the warning center 19 can have TMC, cell broadcast, SMS or application modules for smart phones, via which, as stated, Local warning units 5A, 5B, wrong-way driver FF or other road users can be warned after detecting a wrong-way driver FF.
  • Fig. 4 is a schematically simplified view of such a mobile warning unit 20 is shown, which may have a power supply E, a display unit A, a transmitting / receiving unit RF, a logic module L and a mobile phone MF and a Bluetooth module BT.
  • the mobile warning unit 20 is based on an equivalent platform as the transmitting and receiving units of the detection device 2.
  • FIG. 5 shows a guardrail 21, in the example, three warning units 5A and 5B are arranged spaced from each other.
  • Fig. 6 shows a so-called cat's eye 22 that is provided with a warning unit 5A or 5B above the reflector 23.
  • Fig. 7 again shows cat's eyes 22, which are provided with different plug-fastening devices 24, 25 and 26, which can be inserted into corresponding plug-in receptacles 27 and 28 of a guardrail 21.
  • Fig. 8 again shows the upper part of a cat's eye 22, which is in this case provided with a radio module, which is representative of all radio modules described previously with the reference numeral 6.
  • a radio field 13 via the described transmission modules 6, 7 and receiving modules 9, 10 and 11 is constructed over the track section 3 to be monitored away.
  • This radio field 13 is transmitted by transmitting and receiving pilot signals PS (see Fig. 3 ) of the said modules 6, 7, 9, 10 and 11 are constructed and extend substantially transversely to the predetermined correct direction of travel 4 of the roadway section 3.
  • a wrong-way driver FF drives into the roadway section 3 to be monitored, which according to the in Fig. 1 is selected representation of the left lane section of a highway entrance or exit, the vehicle of the wrong-way driver FF by a radio shading FASC (see Fig. 2A ), which results in attenuations AS of the reception field strengths EFF of the radio field sections 14 to 17 (see FIG Fig. 2B ).
  • the sequence of radio field sections is determined in which an attenuation AS of the respectively assigned reception field strength EFS was detected.
  • the order of the radio-link sections is that of the associated reference numerals 17, 16, 15, 14, which in the comparative method step following thereupon results in a weakening order against the correct direction of travel 4.
  • warning signals are initiated which are in Fig. 2A marked with the reference numbers WS, WS ', WS "and WS"'.
  • the warning signal WS is a signal to a local, ie the lane section 3 nearby warning unit 5A.
  • the warning signal WS ' is a signal to a further warning unit 5B.
  • the warning signal WS " is a signal to the in Fig. 2A and 3
  • the warning signal WS "' is a signal transmitted from the nearby warning unit 5A to the further warning unit 5B according to the hop-to-hop principle.
  • the warning units 5A and 5B issue visual and / or audible warnings of the road users in traffic alongside the wrong-way driver FF.
  • the warning center 19 in principle also the radio module 9 as a master module or master beacon warn signals WS FF to the wrong-way driver FF.
  • the warning center 19 can also operate the remotely located warning units WB by the warning signal WS "".

Landscapes

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  • Traffic Control Systems (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von und Warnung vor Falschfahrern gemäß Anspruch 1 sowie ein Falschfahrer-Melde- und Warnsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10. Aus der FR 2 723 239 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung von und der Warnung vor Falschfahrern bekannt, wobei zwei Detektoren in kurzem Abstand zueinander auf einer Seite des zu überwachenden Fahrbahnabschnittes angeordnet sind. Die Erfassung der Durchfahrt des Fahrbahnabschnittes erfolgt hierbei durch das Triggern der Sensoren. Nach der Ermittlung der Reihenfolge des Triggerns der Sensoren wird die ermittelte Reihenfolge mit der korrekten Fahrtrichtung verglichen und gegebenenfalls ein Warnsignal ausgelöst.
  • Aus der US 4,968,979 A ist ein Magnetfeld-basiertes Überwachungsverfahren bekannt.
  • Aus der JP 2007-139650 A ist ein Verfahren bekannt, das auf einem klassischen Radarsystem beruht, welches die Reflektionen von Funkwellen verarbeitet.
  • Die AT 4 644 U1 beschreibt eine Vorrichtung zur Beeinflussung von Kraftfahrzeugen mit einem Funkempfänger zum Empfang eines von außen auf das Kraftfahrzeug gerichteten Funksignals und mit einer mit dem Funkempfänger verbundenen Schalteinrichtung, mit der das Kraftfahrzeug stillgelegt oder im Betrieb eingeschränkt werden kann.
  • Allein in Deutschland entstehen jährlich vor allem auf Autobahnen mehrere tausend Unfälle, die durch Falschfahrer (auch als "Geisterfahrer" bezeichnet) verursacht werden. Die Folgen einer Kollision mit einem Falschfahrer sind auch heutzutage meist lebensbedrohend, wenn nicht sogar tödlich. Dennoch existieren zur Zeit keine aktiven Sicherheitsvorkehrungen oder Direktwarnsysteme für die unmittelbar im Gefahrenbereich befindlichen und betroffenen Verkehrsteilnehmer. Zwar gibt es sendegebietsweite Verkehrsnachrichten über das Autoradio via TMC (Traffic Message Channel). Jedoch ist die Latenz des Verkehrsfunks durch die manuellen Alarmierungswege viel zu hoch. Es gibt zwar auch in der Patentliteratur eine Reihe von Vorschlägen, diese haben jedoch vor allem Kostengründen bisher keinen Eingang in die Praxis gefunden. So ist aus der DE 191 26 548 A1 eine Fahrtrichtungsüberwachungsvorrichtung bekannt, bei der fahrbahnseitig Sender vorgesehen sind, die Signale aussenden, die von fahrzeugseitigen Empfängern oder von einer mit diesen in Verbindung stehenden fahrzeugseitigen zentralen Datenverarbeitungseinrichtung zumindest zu Warnsignalen verarbeitet werden sollen. Jedoch wäre eine praktische Umsetzung dieses Konzeptes äußerst aufwendig, da sämtliche Fahrzeuge mit den entsprechenden Empfangs- und Verarbeitungseinheiten ausgerüstet werden müssten. Darüber hinaus können Falschfahrten bei absichtlichem Falschfahren durch das Abgeben eines Signals an den Falschfahrer nicht verhindert werden. Daher sieht die DE 101 26 548 A1 ferner Eingriffe im Falle eines Falschfahrens in die Bordelektronik, die Benzinzufuhr und/oder die Zündspule und/oder die Motorsteuerung und/oder die Bremsen des jeweiligen Fahrzeugs vor, was den Investitionsaufwand noch mehr erhöhen würde.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung von und Warnung vor Falschfahrern sowie ein Falschfahrer-Melde- und Warnsystem zu schaffen, die ohne besonderen technischen und finanziellen Aufwand flächendeckend bei gleichzeitig hoch zuverlässiger Warnauslösegenauigkeit einsetzbar sind.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. hinsichtlich des erfindungsgemäßen Systems durch die Merkmale des Anspruchs 10.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, zu überwachende Fahrbahnabschnitte, wie beispielsweise relevante Stellen an Autobahnen oder auch an Rast- oder Parkplätzen oder auch Einbahnstraßen, zu überwachen und Warnsignale zu initiieren, falls die Überwachung ergeben hat, dass ein Fahrzeug entgegen der korrekten Fahrtrichtung des zu überwachenden Fahrbahnabschnittes in diesen einfährt.
  • Grob kann man das erfindungsgemäße Verfahren in folgende drei Phasen unterteilen, die durch die Komponenten des erfindungsgemäßen Systems realisierbar sind:
    • 1. Phase: Detektion von Falschfahrten
  • Beispielsweise können an die Leitplanken eines zu überwachenden Fahrbahnabschnittes, wie z.B. eine Autobahnein-/-ausfahrt, Funkmodule zur Detektion von Falschfahrten fest installiert werden. Diese Funkmodule nutzen das Prinzip der Funkabschattung aus, um die Fahrt in die falsche Richtung zu detektieren. Dabei werden Schwankungen in der Empfangsfeldstärke, bedingt durch die Durchfahrt des Fahrzeuges, erkannt. Eine zentrale Bake kann hierbei die Funkfeldinformationen aller installierten Baken des Detektionssystems fusionieren und damit die Richtung der Durchfahrt detektieren.
    • 2. Phase: Lokale Alarmierung bei detektierter Falschfahrt
  • Nach der Detektion einer Falschfahrt werden Alarmierungsstrategien für betroffene Verkehrsteilnehmer und vorzugsweise auch den Falschfahrer im direkten Gefahrenbereich vorgesehen. Zum einen ist es möglich, die Warnmeldebaken mit optischen Warneinheiten auszustatten. Diese Warnmeldebaken können über einen größeren Fahrbahnabschnitt verteilt werden und werden drahtlos, vorzugsweise über ein sogenannten "Hop-to-Hop-Netz" an das Detektionssystem angebunden. Unter einem derartigen "Hop-to-Hop-Netz" versteht man eine Weitergabe der Information von einer Bake an die andere, so dass auch größere Entfernungen zum überwachten Fahrbahnabschnitt mit geringen Sendeleistungen überbrückt werden können. In einer weiteren Ausbaustufe können Warnmeldungen auch über das aufgebaute Kurzstrecken-Funknetz an lokale Warneinheiten in Fahrzeugen versandt werden, was jedoch für die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems und zur Vermeidung von zumindest hohen Erstinvestitionen nicht unbedingt für die Funktionstüchtigkeit nötig ist.
    • 3. Phase: Weitverkehrswarnung über Mobilfunk und Radio
  • Durch eine optionale Anbindung des Detektionssystems an das Mobilfunknetz kann ferner eine erkannte Falschfahrt mit geringer Latenz automatisiert an eine Verkehrsleitzentrale versandt werden. Von dort aus können Warnungen an die betroffenen Verkehrsteilnehmer ausgegeben werden.
  • Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Falschfahrer-Melde- und Warnsystems zum Inhalt.
  • So können die Funkmodule beispielsweise eine integrierte Gehäuselösung mit sogenannten "Energie Harvesting-Möglichkeiten" umfassen, was einen wartungsarmen Betrieb ohne permanente Stromversorgung möglich macht.
  • Ferner ist eine integrierte Detektion und Kommunikation kostengünstig mit minimalem Energie- und Installationsaufwand denkbar.
  • Die Detektion kann unabhängig von der Fahrzeugausstattung und den Umgebungseigenschaften sein, d.h., es ist auch eine zuverlässige Detektion von beabsichtigten Falschfahrten möglich, insbesondere deswegen, weil sich erfindungsgemäß ein eindeutig beschriebener bzw. definierter Detektionsbereich ergibt.
  • Wie zuvor erläutert, können sowohl lokale Warnungen als auch Weitverkehrswarnungen ausgegeben werden.
  • Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Vorgehensweise der Auswertung der Abschattungen ein integriertes System ohne zusätzliche Sensorik. Darüber hinaus ergibt sich durch das erfindungsgemäße Grundprinzip "Dämpfung/Unterbrechung" der Vorteil niedriger Sendeleistungen.
  • Schließlich ergibt sich der Vorteil, dass die Fahrzeuge selbst durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht identifiziert werden, so dass bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems keine Datenschutzprobleme auftreten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System basieren auf einer kostenoptimierten Funklösung im Sinne des Energieverbrauches. Hierfür ist es möglich, den IEEE 802.15.4-Standard für die Nahbereichskommunikation einzusetzen, da dieser Standard im Vergleich beispielsweise zu WLAN-Standards mit deutlich weniger Sendeleistung arbeitet und einen auf den Batteriebetrieb optimierten Medium-Access-Control-Layer (MAC) einsetzt. IEEE 802.15.4 arbeitet hierbei mit einer maximalen Sendeleistung von 0 dBm, wobei WLAN zehn Mal höhere Sendeleistungen einsetzt. Die resultierenden Reichweiten unterscheiden sich dennoch nicht deutlich. So wird die IEEE 802.15.4 im Freifeld bei hohem Durchsatz bei einer Distanz von bis zu 100 m erreicht. Ein weiterer Vorteil ist die geringe Baugröße der bereits verfügbaren Module. Das lokale Funkmodul kann hierbei für die Detektion von Falschfahrern, zur internen Kommunikation zwischen den Marken über ein Mesh-Netz und auch zur optionalen Kommunikation zwischen den Baken und einer mobilen Warneinheit beim Falschfahrer eingesetzt werden.
  • Das Detektionssystem ist vorzugsweise dazu in der Lage, eine autarke Erkennung von Falschfahrern durchzuführen. Dabei wird der Ansatz verfolgt, passive Objekte (d.h., keine aktiven Teilnehmer des Funknetzes) anhand der Einflüsse auf das Funkfeld zu detektieren. Bevorzugterweise senden Baken hierzu periodisch Pilotsignale zum Aufbau des Funknetzes aus. Es kann auf diese Art und Weise ein Netz aus redundanten Verbindungen aufgespannt werden.
  • Die Anzahl der zu verwendenden Funkmodule kann hierbei an den jeweiligen zu überwachenden Ort angepasst werden, wobei vorzugsweise eine Mehrzahl bidirektionaler Verbindungen kontinuierlich mit einem definierten Zeitintervall überwacht werden. Bewegt sich ein Fahrzeug durch eine der Verbindung, kommt es zu einer Abschattung. Diese Abschattung bedingt eine Abschwächung des RSSI (Received Signals Strenght Indicator), also der resultierenden Empfangsfeldstärke. Dieser Einbruch kann zuverlässig detektiert werden, wenn die Pilotsignale in einem sinnvoll definierten Intervall ausgesendet werden, so dass ein Kompromiss zwischen Stromverbrauch und Detektionsgeschwindigkeit auffindbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, dass das System die Reihenfolge der Verbindungen mit Signalstärkefeldschwankungen erkennt und somit feststellt, ob sich das Fahrzeug in die korrekte Richtung bewegt.
  • Zur Optimierung eines Betriebszyklusses ist es ferner möglich, eine Logiksoftware zu erstellen. Diese Logik stellt zum einen die korrekte Interpretation der Falschfahrerdetektion sicher. Zum anderen können die Informationen über die Erkennung an ein Mastermodul (Masterbake) weitergeleitet werden, das in der Lage ist, die Informationen aller Baken zu fusionieren, um ein Gesamtbild zu erstellen. Die Logik wird außerdem für die Anpassung der Betriebszustände eingesetzt.
  • Die bevorzugterweise vorgesehene Weitverkehrskommunikation stellt eine Weiterleitung der detektierten Falschfahrt an das gesamte Verkehrsnetz dar, ist jedoch erfindungsgemäß ein weiterer technologischer Gesichtspunkt, der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen System nicht unbedingt erforderlich ist. Es ist jedoch grundsätzlich möglich, eine derartige Weitverkehrskommunikation mit den erfindungsgemäßen Prinzipien darzustellen, wobei z.B. ein integriertes UMTS-Modul an der Masterbake die Warnung an eine Verkehrsleitzentrale übernehmen kann, die über den TMC-Kanal eine Warnung an die übrigen Verkehrsteilnehmer versendet. Hierbei ist es erfindungsgemäß weiterhin möglich, zusätzlich eine schnelle Warnung an die im Umkreis befindlichen Verkehrsteilnehmer über einen UMTS-Cell-Broadcast durchzuführen. Dieser Cell-Broadcast ist dann von den mobilen Falschfahrer-Warneinheiten in den Fahrzeugen empfangbar und wird deutlich schneller als eine manuelle TMC-Warnmeldung verbreitet.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
    • Fig. 1, 2A, 2B
    schematisch stark vereinfachte Prinzipdarstellungen zur Erläuterung der grundlegenden Komponenten und Funktionsweisen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems,
    Fig. 3
    eine schematisch stark vereinfachte Blockdarstellung einer Masterbake mit dieser in Wirkverbindung stehenden weiteren Komponenten des erfindungsgemäßen Systems,
    Fig. 4
    eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung zur Erläuterung des Konstruktionsprinzips einer optional vorzusehenden mobilen Warneinheit,
    Fig. 5-8
    Prinzipdarstellungen zur Anbringung von Funkmodulen an Installationen von zu überwachenden Fahrbahnabschnitten wie beispielsweise Leitplanken und/oder Katzenaugen.
  • Die Fig. 1 und 2A zeigen schematisch stark vereinfachte Prinzipdarstellungen einer Möglichkeit der Ausbildung eines erfindungsgemäßen Falschfahrer-Melde- und Warnsystems 1, wobei die Darstellung der Fig. 1 eine Autobahnein-/-ausfahrt sein kann.
  • Der in diesem Falle zu überwachende Fahrbahnabschnitt 3 ist mit einer Detektionsvorrichtung 2 zum Zwecke seiner Überwachung versehen. Der Fahrbahnabschnitt 3 weist eine zugeordnete korrekte Fahrtrichtung 4 auf, stellt im Beispielsfalle also die Autobahnausfahrt dar. In diese Ausfahrt fährt zum Zwecke der Erläuterung der erfindungsgemäßen Funktionsprinzipien ein Falschfahrer FF mit seinem Fahrzeug entgegen der korrekten Fahrtrichtung 4 ein.
  • Das erfindungsgemäße System 1 weist ferner eine Warnvorrichtung 5 auf, die, wie nachfolgend näher beschrieben wird, in Abhängigkeit vom Messergebnis der Detektionsvorrichtung 2 zur Abgabe zumindest eines Warnsignales vorgesehen ist, die in der Zeichnung mit den Bezugsziffern WS, WS', WS" und WS"' identifiziert sind.
  • Die Detektionsvorrichtung 2 weist eine Mehrzahl von Funksendern, im Beispielsfalle zwei Funksender 6 und 7, auf einer Fahrbahnseite 8 des zu überwachenden Fahrbahnabschnittes 3 auf. Die Funksender 6 und 7 sind hierbei, in Fahrtrichtung 4 gesehen, beabstandet zueinander entlang der Fahrbahnseite 8 angeordnet. Selbstverständlich kann auch eine größere Anzahl von Funksendern entlang der Fahrbahnseite 8 vorgesehen sein.
  • Auf der gegenüberliegenden Fahrbahnseite 12 des zu überwachenden Fahrbahnabschnittes 3 ist eine Mehrzahl von Funkempfängern, im Beispielsfalle drei Funkempfänger 9, 10 und 11, vorgesehen, die, in Fahrtrichtung 4 gesehen, ebenfalls beabstandet zueinander angeordnet sind und die zum Errichten eines Funkfeldes 13 mit zumindest zwei, in Fahrtrichtung 4 gesehen, beabstandeten Funkfeldabschnitten 14, 15, 16, 17 durch Empfang der von den Funksendern 6, 7 ausgesandten Funksignale vorgesehen sind. Auch in diesem Falle gilt, dass eine größere Anzahl von Funkempfängern entlang der Fahrtrichtung 4 auf der gegenüberliegenden Fahrbahnseite 12 vorgesehen werden kann.
  • Schließlich weist das erfindungsgemäße System 1 eine Auswertevorrichtung 18 (siehe Fig. 3) auf.
  • Die Funksender 6 und 7 sowie die Funkempfänger 10 und 11 sind jeweils als identische Funkmodule aufgebaut. Sie umfassen jeweils eine Sendeeinheit RF, die Pilotsignale PS aussendet, eine Empfangs-(Detektions-)Einheit DT, eine optionale Sensorikeinheit OS sowie eine Energieversorgungseinheit E.
  • Der Funkmodul 9, der ein Mastermodul (Masterbake) bildet, umfasst ferner eine Logikeinheit L sowie eine weitere Sendeeinheit RF für Weitverkehr. Dies ergibt sich aus der Darstellung der Fig. 3. Die Funkmodule 6, 7, 10 und 11 können sowohl als Sender als auch als Empfänger arbeiten und dementsprechend auch abwechselnd auf den Fahrbahnseiten 8 bzw. 12 angeordnet werden, je nach dem, wie es der Anwendungsfall erfordert bzw. sinnvoll macht.
  • Das Mastermodul 9 dient dazu, sämtliche Informationen zu fusionieren und die Warnvorrichtung 5, eine externe Warnzentrale 19 und, falls Fahrzeuge mit entsprechenden Empfangseinheiten versehen sind, sowohl Falschfahrerfahrzeuge als auch Fahrzeuge anderer Teilnehmer, über erfasste Gefahren zu informieren bzw. vor diesen zu warnen.
  • Wie sich aus Fig. 3 erschließt, kann die Warnzentrale 19 hierfür über TMC-, Cell Broadcast-, SMS- oder Applikationsmodule für Smart Phones verfügen, über die, wie gesagt, lokale Warneinheiten 5A, 5B, Falschfahrer FF oder auch andere Verkehrsteilnehmer nach Erfassen eines Falschfahrers FF gewarnt werden können.
  • Wie zuvor bereits mehrfach ausgeführt, stellt das Ausrüsten von Fahrzeugen mit mobilen Warneinheiten eine für die Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Systems nicht unbedingt nötige Optionen dar.
  • In Fig. 4 ist eine schematisch stark vereinfachte Darstellung einer derartigen mobilen Warneinheit 20 gezeigt, die über eine Energieversorgung E, eine Anzeigeeinheit A, eine Sende-/Empfangseinheit RF, ein Logikmodul L sowie ein Mobilfunkmobil MF und ein Bluetooth-Modul BT verfügen kann. Somit beruht die mobile Warneinheit 20 auf einer äquivalenten Plattform wie die Sende- und Empfangseinheiten der Detektionsvorrichtung 2.
  • In den Fig. 5 bis 8 sind Anordnungsmöglichkeiten für Warneinrichtungen und/oder Funkmodule dargestellt. Fig. 5 zeigt eine Leitplanke 21, in der im Beispielsfalle drei Warneinheiten 5A bzw. 5B beabstandet zueinander angeordnet sind.
  • Fig. 6 zeigt ein sogenanntes Katzenauge 22, dass mit einer Warneinheit 5A bzw. 5B oberhalb des Reflektors 23 versehen ist.
  • Fig. 7 zeigt nochmals Katzenaugen 22, die mit unterschiedlichen Steckbefestigungsvorrichtungen 24, 25 bzw. 26 versehen sind, die in entsprechende Steckaufnahmen 27 bzw. 28 einer Leitplanke 21 eingesteckt werden können.
  • Fig. 8 zeigt nochmals den oberen Teil eines Katzenauges 22, dass in diesem Falle mit einem Funkmodul versehen ist, der repräsentativ für sämtlich zuvor beschriebene Funkmodule mit der Bezugsziffer 6 gekennzeichnet ist.
  • Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung von und Warnung vor Falschfahrern FF wird nachfolgend anhand der Fig. 1, 2A, 2B und 3 nochmals erläutert.
  • Zunächst wird ein Funkfeld 13 über die beschriebenen Sendemodule 6, 7 und Empfangsmodule 9, 10 und 11 über den zu überwachenden Fahrbahnabschnitt 3 hinweg aufgebaut. Wie sich aus der Zusammenschau der Fig. 1 und 2A ergibt, werden hierbei zumindest zwei, im Beispielsfalle vier, zueinander in Fahrtrichtung 4 gesehen, beabstandete Funkfeldabschnitte 14, 15, 16 und 17 mit zugeordneten Empfangsfeldstärken EFS gebildet. Dieses Funkfeld 13 wird durch Aussenden und Empfangen von Pilotsignalen PS (siehe Fig. 3) von den genannten Modulen 6, 7, 9, 10 und 11 aufgebaut und erstreckt sind im Wesentlichen quer zur vorgegebenen korrekten Fahrtrichtung 4 des Fahrbahnabschnittes 3.
  • Fährt ein Falschfahrer FF in den zu überwachenden Fahrbahnabschnitt 3 ein, der gemäß der in Fig. 1 gewählten Darstellung der linke Fahrbahnabschnitt einer Autobahn Ein- bzw. Ausfahrt ist, wird das Fahrzeug des Falschfahrers FF durch eine Funkabschattung FASC (siehe Fig. 2A) erfasst, die Abschwächungen AS der Empfangsfeldstärken EFF der Funkfeldabschnitte 14 bis 17 ergibt (siehe Fig. 2B).
  • Hierbei wird die Reihenfolge der Funkfeldabschnitte ermittelt, in denen eine Abschwächung AS der jeweils zugeordneten Empfangsfeldstärke EFS erfasst wurde. Im dargestellten Beispielsfalle ist die Reihenfolge der Funkfeldabschnitte diejenige der zugeordneten Bezugsziffern 17, 16, 15, 14, was in dem darauf erfolgenden Vergleichsverfahrensschritt eine Abschwächungs-Reihenfolge entgegen der korrekten Fahrtrichtung 4 ergibt.
  • In diesem Falle werden Warnsignale initiiert, die in Fig. 2A mit den Bezugsziffern WS, WS', WS" und WS"' gekennzeichnet sind. Das Warnsignal WS ist ein Signal an eine lokale, also dem Fahrbahnabschnitt 3 nahegelegene Warneinheit 5A. Das Warnsignal WS' ist ein Signal an eine weiter entfernt liegende Warneinheit 5B. Das Warnsignal WS" ist ein Signal an die in Fig. 2A und 3 dargestellte Warnzentrale 19. Das Warnsignal WS"' ist ein von der nahegelegenen Warneinheit 5A an die weiter entfernt liegende Warneinheit 5B nach dem Hop-to-Hop-Prinzip weitergegebenes Signal.
  • Die Warneinheiten 5A und 5B geben visuelle und/oder akustische Warnungen der neben dem Falschfahrer FF im Verkehr befindlichen Verkehrsteilnehmer aus.
  • Wie zuvor erläutert, kann insbesondere die Warnzentrale 19, vom Prinzip jedoch auch der Funkmodul 9 als Mastermodul bzw. Masterbake Warnsignale WSFF an den Falschfahrer FF abgeben. Wie sich aus Fig. 2A ergibt, kann die Warnzentrale 19 ebenfalls die weiter entfernt gelegenen Warneinheiten WB durch das Warnsignal WS"" betätigen.
  • Wie sich aus Fig. 3 ergibt, kann die Warnzentrale 19 vom Prinzip her natürlich auch die lokal nahegelegenen Warneinheiten 5A betätigen.
  • Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den Fig. 1, 2A, 2B sowie 3 bis 8 verwiesen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Falschfahrer-Melde- und Warnsystem
    2
    Detektionsvorrichtung
    3
    Fahrbahnabschnitt
    4
    korrekte Fahrtrichtung
    5
    Warnvorrichtung
    5A
    lokale Warnvorrichtung
    5B
    weiter entfernt liegende Warnvorrichtung
    6, 7
    Funksender
    8
    Fahrbahnseite
    9, 10, 11
    Funkempfänger
    12
    gegenüberliegende Fahrbahnseite
    13
    Funkfeld
    14, 15, 16, 17
    beabstandete Funkfeldabschnitte
    18
    Auswertevorrichtung
    19
    Warnzentrale
    20
    mobile Warneinheit
    21
    Leitplanke
    22
    Katzenauge
    23
    Reflektor
    24, 25, 26
    Steckvorrichtungen
    27, 28
    Steckaufnahmen
    RF
    Sendeeinheit
    OS
    optionale Sensorik
    DT
    Detektionsvorrichtung/Empfänger
    E
    Energiequelle
    WS, WS", WS"', WS""
    Warnsignale
    WSFF
    Warnsignal an den Falschfahrer FF
    AS
    Funkabschattung
    EFS
    Empfangsfeldstärke

Claims (14)

  1. Verfahren zur Ermittlung von und Warnung vor Falschfahrern (FF), wobei zum Errichten eines Funkfeldes (13) eine Mehrzahl von Funksendern (6, 7) auf einer Fahrbahnseite (8) eines zu überwachenden Fahrbahnabschnittes (3), in Fahrtrichtung (4) gesehen, beabstandet zueinander angeordnet sind und eine Mehrzahl von Funkempfängern (9, 10, 11) zum Empfang der von den Funksendern (6, 7) ausgesandten Funksignale auf der gegenüberliegenden Fahrbahnseite (12) des zu überwachenden Fahrbahnabschnittes (3), in Fahrtrichtung gesehen, beabstandet zueinander angeordnet sind, mit folgenden Verfahrensschritten:
    a) Errichten des Funkfeldes (13) über den zu überwachenden Fahrbahnabschnitt (3) hinweg und zumindestens im Wesentlichen quer zu einer vorgegebenen korrekten Fahrtrichtung (4) des Fahrbahnabschnittes (3), wobei das Funkfeld (13) zumindestens zwei, in Fahrtrichtung (4) gesehen, beabstandete Funkfeldabschnitte (14, 15, 16, 17) mit zugeordneten Empfangsfeldstärken (EFS) aufweist;
    b) Erfassen von beim Durchfahren des Fahrbahnabschnittes (3) durch Funkabschattung (FASC) auftretenden Abschwächungen (AS) der Empfangsfeldstärken (EFS) der Funkfeldabschnitte (14-17);
    c) Ermitteln der Reihenfolge der Funkfeldabschnitte (14-17 bzw. 17-14), in denen eine Abschwächung (AS) der jeweils zugeordneten Empfangsfeldstärken (EFS) erfasst wurde;
    d) Vergleich der ermittelten Abschwächungs-Reihenfolge (14-17 bzw. 17-14) mit der korrekten Fahrtrichtung (4); und
    e) Initiieren zumindestens eines Warnsignals (WS; WS'; WS"; WS"'; WS""), falls die Abschwächungsreihenfolge (17-14) entgegen der korrekten Fahrtrichtung (4) verläuft.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Abschwächungsreihenfolge (14-17 bzw. 17-14) periodische Pilotsignale (PS) zum Aufbau des Funkfeldes (13) bzw. seiner Funkfeldabschnitte (14-17) ausgesandt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pilotsignale (PS) periodisch in definierten Intervallen ausgesandt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkfeld (13) auf der Basis des IEEE 802.15.4-Standards wahlweise in 2.4 GHz oder 800 MHz-Band errichtet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal (WS) in unmittelbarer Nähe des zu überwachenden Fahrbahnabschnittes (3) an alle Verkehrsteilnehmer ausgegeben wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal (WS', WS"') auch an weiter entfernte Verkehrsteilnehmer, insbesondere über Signalübertragungs-Zwischenstationen, ausgegeben wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zumindestens ein Warnsignal (WSFF) an den Falschfahrer (FF) ausgegeben wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnsignalabgabe optisch und/oder akustisch erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkehrsteilnehmer-Warnsignal (WS") auch an eine Verkehrsleitzentrale (19) abgegeben wird.
  10. Falschfahrer (FF)-Melde- und Warnsystem (1)
    - mit einer Detektionsvorrichtung (2) zur Überwachung eines Fahrbahnabschnittes (3) mit zugeordneter korrekter Fahrtrichtung (4); und
    - mit einer Warnvorrichtung (5), die in Abhängigkeit vom Messergebnis der Detektionsvorrichtung (2) zur Abgabe zumindestens eines Warnsignals (WS; WS'; WS") betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Detektionsvorrichtung (2) folgende Komponenten aufweist:
    • eine Mehrzahl von Funksendern (6, 7), die auf einer Fahrbahnseite (8) des zu überwachenden Fahrbahnabschnittes (3), in Fahrtrichtung (4) gesehen, beabstandet zueinander angeordnet sind,
    • eine Mehrzahl von Funkempfängern (9, 10, 11), die auf der gegenüberliegenden Fahrbahnseite (12) des zu überwachenden Fahrbahnabschnittes (3), in Fahrtrichtung (4) gesehen, beabstandet zueinander angeordnet sind, und die zum Errichten eines Funkfeldes (13) mit zumindestens zwei, in Fahrtrichtung (4) gesehen, beabstandeten Funkfeldabschnitten (14, 15, 16, 17) durch Empfang der von den Funksendern (6, 7) ausgesandten Funksignale vorgesehen sind, und
    • eine Auswertevorrichtung (18), die zur Ermittlung der Reihenfolge (14-17 oder 17-14) des Auftretens von Empfangsfeldstärkeabschwächungen (AS) der Funkfeldabschnitte (14-17) des Funkfeldes (13) eingerichtet ist.
  11. Falschfahrer (FF)-Melde- und Warnsystem (1) nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Funksender (6, 7) und die Funkempfänger (9, 10, 11) als Funkmodule ausgebildet sind, die jeweils Sende- und Empfangseinheiten aufweisen.
  12. Falschfahrer (FF)-Melde- und Warnsystem (1) nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine mobile Warneinheit (20), die in Fahrzeugen installierbar ist.
  13. Falschfahrer (FF)-Melde- und Warnsystem (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnvorrichtung (5) Warneinheiten (5A, 5B) aufweist, die in Leitplanken (21) und/oder Katzenaugen (22) installierbar sind.
  14. Falschfahrer (FF)-Melde- und Warnsystem (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkmodule (6, 7, 9, 10, 11) mit einer autarken Energieversorgung (E) versehen sind.
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