EP2824648A2 - Verfahren zur Erfassung des Verkehrszustandes an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt eines Straßennetzes - Google Patents

Verfahren zur Erfassung des Verkehrszustandes an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt eines Straßennetzes Download PDF

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EP2824648A2
EP2824648A2 EP20140176063 EP14176063A EP2824648A2 EP 2824648 A2 EP2824648 A2 EP 2824648A2 EP 20140176063 EP20140176063 EP 20140176063 EP 14176063 A EP14176063 A EP 14176063A EP 2824648 A2 EP2824648 A2 EP 2824648A2
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EP
European Patent Office
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time
vehicle
vehicles
traffic condition
traffic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20140176063
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English (en)
French (fr)
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EP2824648A3 (de
Inventor
Vytautas Pranckus
Jürgen Mück
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2824648A2 publication Critical patent/EP2824648A2/de
Publication of EP2824648A3 publication Critical patent/EP2824648A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/07—Controlling traffic signals
    • G08G1/08—Controlling traffic signals according to detected number or speed of vehicles
    • G—PHYSICS
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0108—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions based on the source of data
    • G08G1/0116—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions based on the source of data from roadside infrastructure, e.g. beacons
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    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0125—Traffic data processing
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    • G—PHYSICS
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/042—Detecting movement of traffic to be counted or controlled using inductive or magnetic detectors

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting the traffic condition at a light signal-controlled node of a road network according to the preamble of claim 1.
  • the detection of the traffic condition at traffic signal controlled nodes, so whether an overload with greater backlog formation exists or not, represents a central task of intelligent traffic control systems. Only with the knowledge of the traffic condition, the capacity of the traffic signal system can be adapted to the traffic situation and the traffic flow optimized.
  • the known method may result in misalignments of the traffic condition on a lane of a driveway in some node topologies and arrangements of vehicle detectors.
  • the invention has for its object to provide a generic method with which the automated detection of the traffic condition is improved at a light signal controlled node.
  • the object is achieved by a method of the type mentioned above with the features specified in the characterizing part of claim 1.
  • the method is used to detect the traffic condition at a light signal-controlled node of a road network, which approach vehicles on a lane. Accesses to the junction may have one or more lanes that may be associated with particular directions of travel. Occupancy times of a vehicle detector associated with the lane, for example an induction loop, are measured. There are alternating blocking and release times of one or more of the lane assigned signal generator of a traffic signal system measured.
  • the traffic signal system comprises signal tracks assigned to the lanes which are controlled according to a signal program running in a control device. It is measured from the beginning of a blocking period, a filling time to a permanent occupancy of the vehicle detector.
  • Permanent occupancy may be defined, for example, as an occupancy of the vehicle detector that lasts longer than 10 seconds.
  • the measured filling time is compared with a predefinable reference filling time. As long as the filling time exceeds the reference filling time, the traffic condition is regarded as not overloaded.
  • the Referenz Stahl can be specified depending on the distance in which the vehicle detector is arranged upstream of a stop line of the lane, and may be, for example, 30 m to 60 m. Otherwise, the traffic condition is considered overloaded.
  • at least one exclusion criterion is checked when the reference filling time is exceeded. If the exclusion criterion applies, the rating of the traffic condition is changed and evaluated as not overloaded.
  • misjudgments are reduced over the actual prevailing traffic condition.
  • misjudgments can be caused by the stochastics of the measurement data. For example, it may be checked whether the speeds at which vehicles pass the vehicle detector after the start of the release time and whether the time gaps between the vehicle passages are consistent with the assumed overload.
  • the inventive method provides more reliable detection results of the traffic condition.
  • a vehicle can be defined as slow-moving if its occupancy time at the vehicle detector is greater than, for example, 1.5 s. If only a few, for example not more than two, slowly moving vehicles are detected after the start of the release time, there is a free flow of traffic. The rating of the traffic condition is then changed and evaluated as not overloaded.
  • a fast vehicle is detected by the vehicle detector at a time at which slow vehicles pass the vehicle detector in the event of an overloaded traffic condition.
  • this exclusion criterion only signal circulations are used, in which either the release time leads to a capacity of less than 10 vehicles or the utilization - ie the number of detected vehicles - less than 80% of the capacity. If a fast vehicle, which can be defined by an occupancy time of, for example, less than 0.6 s, is detected in this circulating signal, this can indicate a non-congested traffic condition.
  • the exclusion criterion applies only if the first fast moving vehicle is detected earlier than a predetermined time after the start of the release. Thus, if the first fast-moving vehicle belongs to those who would have to drive slowly due to an overloaded traffic condition, then the rating of the traffic condition is changed and evaluated as not overloaded.
  • the exclusion criterion is checked as to whether the vehicle detector detects time gaps between successive vehicles which are greater than would be assumed in the event of an overloaded traffic condition. If one assumes an overloaded traffic condition, the vehicles standing in the backwater will pass the vehicle detector at short intervals after the start of the release. If a time gap greater than a predetermined threshold is measured, this indicates an unconstrained traffic condition. However, only the time gaps between the first 70% of the vehicles, which could drive according to the capacity of the release time, are checked. In addition, the first two time gaps are not evaluated because these vehicles start from a standstill.
  • time gaps of vehicles are evaluated, which would have stood downstream of a branch point at which a lane branches into two or more lanes.
  • the time gaps between vehicles upstream of the branching point must therefore be disregarded because they already have large time gaps due to the traffic stream splitting at the branch point, which are not caused by an overload.
  • a time gap is measured, which lasts longer than a predetermined reference time gap. If the vehicle detector is not occupied at the end of the release time and this non-occupancy is longer than, for example Lasts 10 s, the traffic condition is not overloaded.
  • the traffic condition is considered to be overloaded if a dense sequence of vehicles is detected by the vehicle detector after the start of the release time.
  • An overloaded traffic condition may be present even though the fill time has exceeded the reference fill time.
  • An overloaded traffic condition exists when, after the end of the permanent occupancy, a predetermined number of vehicles passes the vehicle detector in close succession.
  • a dense sequence occurs when the last vehicle of this sequence passes the vehicle detector before the expiration of a predetermined time limit. The time limit results from the clearance time and the time the last vehicle would take to reach the vehicle detector from zero acceleration to its cruising speed.
  • the traffic condition is assessed as overloaded without further examination of exclusion criteria if the reference filling time is undershot and a dense sequence of vehicles is detected by the vehicle detector after the start of the release time. If two conditions that indicate an overloaded traffic condition are fulfilled at the same time, the method according to the invention is aborted without further checking of exclusion criteria and the traffic condition is regarded as overloaded. One or more exclusion criteria can be checked if only a dense sequence of vehicles but not below the reference filling time has been measured. As a result, detection results for the traffic condition are determined quickly and reliably.
  • the reference filling time for a multi-lane access is The greater the number of vehicles that are counted during the filling time by a vehicle detector assigned to a neighboring lane, the greater the dynamic set is for a lane.
  • Traffic conditions and backlog on lanes of a multi-lane access to the hub influence each other.
  • An incoming traffic stream splits at a branching point to these lanes, wherein backtracking back to the branch point on a lane can block access to an adjacent lane.
  • vehicles upstream and downstream of associated vehicle detectors may change lanes.
  • the reference fill time for a lane is dynamically extended if vehicles from adjacent vehicle detectors are detected during the fill time. For example, for each detected neighboring vehicle, the reference filling time can be extended by 3 s.
  • the vehicle detector is checked for a circulating signal without measured continuous occupancy based on an occupancy rule, whether the vehicle detector was not occupied due to a resulting in his measuring range vehicle gap between stagnant, stationary vehicles, wherein a traffic is determined when applying the occupancy rule, which a permanent occupancy is assigned later.
  • a traffic is determined when applying the occupancy rule, which a permanent occupancy is assigned later.
  • This takes into account the fact that the vehicles from the beginning of the blocking period can set up behind the stop line so that the vehicle detector is not permanently occupied by any vehicle - so comes a vehicle gap above the measuring range of the vehicle detector.
  • the backwater has reached a length that would have caused a permanent occupancy after a corresponding filling time at another vehicle arrangement.
  • the vehicle is determined here, to which this permanent occupancy can be assigned, whereby the acquired measurement data are completed.
  • a time interval is determined for a signal circulation, within which a permanent occupancy possible is, is checked as occupancy rule, whether in the signal circulation before the beginning of the time interval, a predeterminable minimum number of vehicles is detected and during the time interval, no vehicle is detected.
  • the signal circulation starts at the beginning of the blocking time.
  • the time interval begins at the time when a permanent occupancy can be expected most, and is the product of a minimum gross time gap of consecutive vehicles, such as up to 1.8 seconds, and the quotient of the stop-to-vehicle detector distance and the average vehicle length, about 6 m.
  • the time interval lasts as long as the clearance time, which is calculated from the product of a reaction time per vehicle, about 1.0 s to 1.1 s, and the quotient of the distance from stop line to vehicle detector and the average vehicle length. If during this time interval no vehicle, but before a certain minimum number is detected, then this is interpreted as the presence of a non-occupancy due to vehicle gap over the vehicle detector.
  • the minimum number corresponds to the number of vehicles that can be set up from the stop line to immediately downstream of the vehicle detector.
  • the occupancy rule is additionally checked in accordance with the occupancy rule whether the first vehicle detected in the signal circulation after the time interval has been detected earlier than a predefined reference time. Also, a positive result of this test indicates a non-occupancy due to vehicle gap over the vehicle detector, since the first detected after the time interval vehicle must have been due to its short travel time to the detection immediately upstream of the vehicle detector.
  • a traffic jam is assigned a traffic jam number which assumes a first value in the overloaded traffic condition and a second value if the traffic condition is not congested, the course of the traffic jam number being smoothed over an observation period, and from the smoothed traffic condition Course of the traffic jam for a signal circulation a traffic jam length of a backlog of vehicles formed by a stop line on a lane is calculated. Based on traffic jams or similar characteristic values for a hub, traffic planning measures or control interventions can be undertaken.
  • the inventive method is provided for detecting the traffic condition at a light signal controlled node of a road network, which approach vehicles F on a lane L.
  • the lane L is divided at a branch point V in a lane L1 for left turn and an adjacent lane L2 for straight-ahead and right turn.
  • the lanes L1 and L2 are signalers S1 and S2 associated with a traffic signal system, which alternately emit an enable signal and a blocking signal after a running in a control unit signal program.
  • the blocking signal is emitted during a blocking period as a red, yellow or red-yellow light; the enable signal is emitted as a green light during a release time.
  • the lanes L1 and L2 are marked by a stop line H, which may be passed upon delivery of a release signal from vehicles F.
  • the stop line H must not be passed, so that approaching vehicle F have to line up upstream of the stop line H.
  • a backflow on vehicles F occurs on one or more of the traffic lanes L, L1, L2.
  • the traffic lanes L1 and L2 are assigned vehicle detectors D1 and D2 which are upstream at a distance d of approximately 10 m to 60 m the stop line H are arranged and formed, for example, as embedded in the road surface induction loops.
  • the vehicle detectors D1 and D2 have short measuring ranges of length l D and output an occupancy signal as long as the measuring range is occupied by a vehicle F, otherwise not. If a vehicle F lags the measuring range of a vehicle detector D1 or D2 for longer than a predetermined period of time, for example, longer than 10 s, this is referred to as permanent occupancy.
  • trajectories of vehicles F are shown approaching on a lane L of the stop line H. To the right, the time t is plotted, down the path traveled s. At H is the stop line, at a distance d upstream of the detector D1 with its measuring range of length l D.
  • the trajectories of the vehicle with a slope on the stop line H which corresponds to the current speed of the vehicle F abut - the greater the slope, the greater the speed.
  • the occupancy b of the vehicle detector D1 during the time t is shown below the path-time diagram. If a vehicle F passes, the occupancy b assumes the value 1, and if not occupied, the value 0.
  • the method according to the invention now measures the beginning and end of the release times t F , which are represented by a broad bar in the path-time diagram, and the blocking times t S , which are represented in the path-time diagram by a narrow bar, and the beginning and end of the occupancy times t b .
  • t S come to stop line H approaching vehicles F to a halt, which is recognizable by a horizontal course of the trajectory, and form a building queue.
  • only the trajectory f of the first vehicle F in the queue is designated.
  • the sixth vehicle F of the queue comes to a standstill on the vehicle detector D1, which triggers a permanent occupancy.
  • the inventive method detects the traffic condition at the node per signal circulation, which begins at the beginning of the blocking time t S and ends with the end of the subsequent release time t F.
  • the computer-implemented method steps show the flowchart according to FIG FIG. 3 ,
  • step 10 a new signal circulation begins in each case.
  • step 11 the measured blocking times t S , release times t F and occupation times t b are read in as measured data.
  • step 12 the measurement data are completed when, for example, a permanent occupancy of the vehicle detector D1 can not be measured because a gap between two vehicles F of the queue s has formed over its measuring range. Please refer to the description below FIGS. 4 to 6 directed.
  • step 13 the parameters required for the traffic status determination are calculated from the measured data.
  • the filling time is measured, which lasts from the beginning of the blocking time t S to the permanent occupancy of the vehicle detector D1.
  • a reference fill time is calculated, which depends on the distance d of the vehicle detector D1 from the stop line H and dynamically on the number of vehicles F passing a vehicle detector D2 of the adjacent traffic lane L2 during the filling time.
  • the reference fill time specifies the minimum fill time when the traffic condition is not overloaded.
  • the last in the backwater vehicle F L of the lane L1 downstream of a branch point V which in a subsequent Release time t F is still the stop line will happen, and the time it takes from the beginning of the release time t F to reach the vehicle detector D1, determined.
  • a time limit is calculated for this period of time, which the last vehicle F L must at least be required when the traffic condition is not congested.
  • step 14 it is now checked whether during the blocking time t S, the section between the stop line H and the vehicle detector D1 quickly fills with vehicles F - that is, whether the filling time falls below the predetermined reference filling time.
  • step 15 it is checked in step 15 whether after the start of the release time t F a dense sequence of vehicles F is detected - ie whether the time required for the last vehicle F L from the beginning of the release time t F to the vehicle detector D1, the predetermined Time limit falls below. If this is also not the case, then the traffic state is evaluated in step 16 as not overloaded.
  • step 14 If an undershooting of the reference filling time is detected in step 14 and if the time limit is undershot in step 15, then the traffic status is evaluated as overloaded without further checking in step 17. This branch is in the flow chart FIG. 3 not shown.
  • the traffic condition is assumed to be congested, but is still subject to a check of exclusion criteria, by means of which an overloaded traffic condition can be excluded.
  • step 19 it is checked whether there are such fast vehicles among the vehicles F passing from the start of the release time t F to the vehicle detector D1 that occupy a non-congested traffic state. If so, the assumed rating of the traffic condition is changed and set to not congested in step 16.
  • step 20 it is checked in step 20 whether, from the beginning of the release time t F, only a few, slow vehicles F pass through the vehicle detector D1, which occupies a free traffic flow. If so, the assumed rating of the traffic condition is changed and set to not congested in step 16.
  • step 21 it is checked in step 21 whether the vehicle detector D1 at the end of the release time t F time intervals between consecutive vehicles F are detected, which are longer than a parameterized reference time gap. If so, the assumed rating of the traffic condition is changed and set to not congested in step 16.
  • step 22 it is checked in step 22 whether the vehicle detector D1 from the beginning of the release time t F time intervals between successive vehicles F are detected, which are greater than they would be assuming congested traffic condition, which is parameterized by a threshold for the time gap. If so, the assumed rating of the traffic condition is changed and set to not congested in step 16.
  • step 17 the evaluation of the assumed as congested traffic condition is confirmed because no exclusion criterion has been applied.
  • the signal circulation in question is assigned the rating of the traffic status as "not overloaded” according to step 16 or as "overloaded” according to step 17.
  • FIG. 4 shows a typical course of occupancy times t b of a vehicle detector D1 before a stop line H. From the start of the lock time t S pass the queue building vehicles F the vehicle detector D1 successively at a lower speed, which is reflected in longer occupancy times t b and increasing time gaps , up to a permanent occupancy. The permanent occupancy ends after a certain clearance time from the beginning of the release time t F , after which again vehicles F can pass the vehicle detector D1.
  • the signal circulation now defines a time interval t B within which a permanent occupancy is possible. The time interval t B starts at the time when a permanent occupancy can be most expected.
  • the time interval t B at the same time as the clearing time.
  • the clearing time starts at the same time as the release time t F.
  • the duration of the clearing time results from the product of a reaction time per vehicle, about 1.0 s to 1.1 s, and the quotient of the distance d from stop line H to vehicle detector D1 and the average vehicle length calculated.
  • Vehicles F is detected and during the time interval t B no vehicle F is detected. If this is true, it can be assumed that there is no occupancy because of a vehicle gap above the vehicle detector D1.
  • the minimum number corresponds to the number of vehicles F that can be set up from the stop line H to immediately downstream of the vehicle detector D1.
  • the time last of this minimum number of vehicles F is according to FIG. 5 assigned a permanent occupancy.
  • the occupancy rule checks whether the first vehicle detected in the signal circulation after the time interval has been detected earlier than a predefined reference time. Also, a positive result of this test indicates a non-occupancy due to vehicle gap over the vehicle detector, since the first detected after the time interval vehicle must have been due to its short travel time to the detection immediately upstream of the vehicle detector D1. This vehicle will comply with FIG. 6 a permanent occupancy subsequently assigned.
  • the measurement data is completed in step 12 and then further processed for purposes of traffic statistics or traffic control.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung des Verkehrszustandes an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt eines Straßennetzes, dem sich Fahrzeuge (F) auf einer Fahrspur (L) nähern. Es werden Belegungszeiten (t b ) eines der Fahrspur (L1, L2) zugeordneten Fahrzeugdetektors (Dl, D2) gemessen. Es werden ferner sich abwechselnde Sperr- und Freigabezeiten (t S , t F ) eines der Fahrspur (L1, L2) zugeordneten Signalgebers (S1, S2) einer Lichtsignalanlage gemessen. Es wird dann eine Füllzeit ab Beginn einer Sperrzeit (t S ) bis zu einer Dauerbelegung des Fahrzeugdetektors (Dl, D2) gemessen. Die Füllzeit wird mit einer vorgebbaren Referenzfüllzeit verglichen. Der Verkehrszustand wird als nicht überlastet gewertet, solange die Referenzfüllzeit überschritten wird, andernfalls wird der Verkehrszustand als überlastet gewertet. Erfindungsgemäß wird bei unterschrittener Referenzfüllzeit wenigstens ein Ausschlusskriterium geprüft, wobei die Wertung des Verkehrszustandes in nicht überlastet abgeändert wird, wenn das Ausschlusskriterium zutrifft, andernfalls die Wertung des Verkehrszustandes als überlastet bestätigt wird. Hierdurch wird die automatisierte Erfassung des Verkehrszustandes an dem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt verbessert.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erfassung des Verkehrszustandes an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt eines Straßennetzes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Die Erfassung des Verkehrszustandes an lichtsignalgesteuerten Knotenpunkten, also ob eine Überlastung mit größerer Rückstaubildung vorliegt oder nicht, stellt eine zentrale Aufgabe intelligenter Verkehrssteuerungssysteme dar. Nur mit der Kenntnis des Verkehrszustandes kann die Kapazität der Lichtsignalanlage an die Verkehrssituation angepasst und der Verkehrsfluss optimiert werden.
  • Aus der Patentschrift EP 1 276 085 B1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Staukennzahl bekannt. An einer Zufahrt einer hochbelasteten Lichtsignalanlage werden Fahrzeuge mit sich abwechselnden Rot- und Grünzeiten abgefertigt. Ein Detektor befindet sich beispielsweise 30 m oder etwa fünf Fahrzeuge vor der Haltlinie entfernt. Nun wird die Füllzeit zwischen Rotbeginn und einer Dauerbelegung des Detektors gemessen. Die Füllzeit wird mit einer Referenzfüllzeit verglichen, die in Abhängigkeit von der Geometrie des Zuflussbereichs und von der Grünzeit gewählt wird und beispielsweise 22 s betragen kann. Bei Überschreiten der Referenzfüllzeit wird der Staukennzahl der Wert 0, was als freier Verkehrsfluss interpretiert wird, und bei Nichtüberschreitung der Wert 1, was als Verkehrsstau interpretiert wird, zugeordnet.
  • Das bekannte Verfahren kann bei einigen Knotenpunkttopologien und Anordnungen von Fahrzeugdetektoren zu Fehlwertungen des Verkehrszustandes auf einer Fahrspur einer Zufahrt führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren bereitzustellen, mit dem die automatisierte Erfassung des Verkehrszustandes an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt verbessert wird.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Das Verfahren dient der Erfassung des Verkehrszustandes an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt eines Straßennetzes, dem sich Fahrzeuge auf einer Fahrspur nähern. Zufahrten zum Knotenpunkt können eine oder mehrere Fahrspuren aufweisen, die bestimmten Fahrtrichtungen zugeordnet sein können. Es werden Belegungszeiten eines der Fahrspur zugeordneten Fahrzeugdetektors, beispielsweise einer Induktionsschleife, gemessen. Es werden sich abwechselnde Sperr- und Freigabezeiten eines oder mehrerer der Fahrspur zugeordneten Signalgebers einer Lichtsignalanlage gemessen. Die Lichtsignalanlage umfasst den Fahrspuren zugeordnete Signalgeber, die nach einem in einem Steuergerät ablaufenden Signalprogramm angesteuert werden. Es wird ab Beginn einer Sperrzeit eine Füllzeit bis zu einer Dauerbelegung des Fahrzeugdetektors gemessen. Dauerbelegung kann beispielsweise als eine Belegung des Fahrzeugdetektors definiert sein, die länger als 10 s dauert. Die gemessene Füllzeit wird mit einer vorgebbaren Referenzfüllzeit verglichen. Solange die Füllzeit die Referenzfüllzeit überschreitet, wird der Verkehrszustand als nicht überlastet gewertet. Die Referenzfüllzeit kann abhängig vom Abstand vorgegeben werden, im dem der Fahrzeugdetektor stromauf einer Haltlinie der Fahrspur angeordnet ist, und der beispielsweise 30 m bis 60 m betragen kann. Andernfalls wird der Verkehrszustand als überlastet gewertet. Erfindungsgemäß wird bei unterschrittener Referenzfüllzeit wenigstens ein Ausschlusskriterium geprüft. Wenn das Ausschlusskriterium zutrifft, wird die Wertung des Verkehrszustandes abgeändert und als nicht überlastet gewertet. Andernfalls wird die Wertung des Verkehrszustandes als überlastet bestätigt. Durch die Überprüfung eines oder mehrerer Kriterien, anhand derer ein überlasteter Verkehrszustand trotz unterschrittener Referenzfüllzeit ausgeschlossen werden kann, werden Fehleinschätzungen über den tatsächlich vorherrschenden Verkehrszustand verringert. Fehleinschätzungen können beispielsweise durch die Stochastik der Messdaten entstehen. So kann beispielsweise geprüft werden, ob die Geschwindigkeiten, mit welchen Fahrzeuge nach Beginn der Freigabezeit den Fahrzeugdetektor passieren, und ob die Zeitlücken zwischen den Fahrzeugpassagen mit der angenommenen Überlast in Einklang stehen. Mithin liefert das erfindungsgemäße Verfahren zuverlässigere Erfassungsergebnisse des Verkehrszustandes.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Ausschlusskriterium geprüft, ob vom Fahrzeugdetektor nur eine geringe Anzahl an langsam fahrenden Fahrzeugen detektiert wird. Ein Fahrzeug kann als langsam fahrend definiert werden, wenn seine Belegungszeit am Fahrzeugdetektor größer als beispielsweise 1,5 s ist. Werden nun nach Beginn der Freigabezeit nur wenige, zum Beispiel nicht mehr als zwei, langsam fahrende Fahrzeuge detektiert, herrscht freier Verkehrsfluss. Die Wertung des Verkehrszustandes wird dann abgeändert und als nicht überlastet gewertet.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Ausschlusskriterium geprüft, ob vom Fahrzeugdetektor zu einem Zeitpunkt, zu dem bei einem überlasteten Verkehrszustand langsame Fahrzeuge den Fahrzeugdetektor passieren, ein schnelles Fahrzeug detektiert wird. Für die Prüfung dieses Ausschlusskriteriums werden nur Signalumläufe herangezogen, in welchen entweder die Freigabezeit zu einer Kapazität von weniger als 10 Fahrzeugen führt oder die Auslastung - also die Anzahl der detektierten Fahrzeuge - weniger als 80 % der Kapazität beträgt. Wenn nun in diesem Signalumlauf ein schnelles Fahrzeug, welches durch eine Belegungszeit von beispielsweise weniger als 0,6 s definiert sein kann, detektiert wird, kann dies auf einen nicht überlasteten Verkehrszustand hindeuten. Da nach Beginn der Freigabezeit ab einem gewissen Fahrzeug jedes Fahrzeug schnell fahren kann, trifft das Ausschlusskriterium nur zu, wenn das erste schnell fahrende Fahrzeug früher als ein vorgegebener Zeitpunkt nach Freigabebeginn detektiert wird. Wenn das erste schnell fahrende Fahrzeug also zu denjenigen gehört, die aufgrund eines überlasteten Verkehrszustandes langsam fahren müssten, dann wird die Wertung des Verkehrszustandes abgeändert und als nicht überlastet gewertet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Ausschlusskriterium geprüft, ob vom Fahrzeugdetektor Zeitlücken zwischen aufeinander folgenden Fahrzeugen detektiert werden, die größer sind, als sie bei angenommenem überlasteten Verkehrszustand wären. Nimmt man einen überlasteten Verkehrszustand an, so werden die im Rückstau stehenden Fahrzeuge nach Freigabebeginn in kurzen Abständen den Fahrzeugdetektor passieren. Wird eine Zeitlücke größer als ein vorgegebener Schwellenwert gemessen, deutet dies auf einen nicht überlasteten Verkehrszustand hin. Es werden aber nur die Zeitlücken zwischen den ersten 70 % der Fahrzeuge überprüft, die entsprechend der Kapazität der Freigabezeit fahren könnten. Außerdem werden die beiden ersten Zeitlücken nicht ausgewertet, da diese Fahrzeuge aus dem Stand anfahren. Desweiteren werden nur Zeitlücken von Fahrzeugen ausgewertet, die stromab eines Verzweigungspunktes, an dem sich eine Fahrspur in zwei oder mehrere Fahrspuren verzweigt, gestanden haben müssten. Die Zeitlücken zwischen Fahrzeugen stromauf des Verzweigungspunktes müssen deshalb außer Betracht bleiben, weil diese schon aufgrund des sich am Verzweigungspunkt aufteilenden Verkehrsstromes zum Teil große Zeitlücken aufweisen, die nicht durch eine Überlast bedingt sind.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Ausschlusskriterium geprüft, ob vom Fahrzeugdetektor bei Ende der Freigabezeit eine Zeitlücke gemessen wird, die länger als eine vorgegebene Referenzzeitlücke dauert. Wenn der Fahrzeugdetektor am Ende der Freigabezeit nicht belegt ist und diese Nichtbelegung länger als beispielsweise 10 s andauert, ist der Verkehrszustand nicht überlastet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Verkehrszustand als überlastet gewertet, wenn nach Beginn der Freigabezeit vom Fahrzeugdetektor eine dichte Folge an Fahrzeugen detektiert wird. Ein überlasteter Verkehrszustand kann vorliegen, obwohl die Füllzeit die Referenzfüllzeit überschritten hat. Während einer Räumzeit, die von Beginn der Freigabezeit bis zum Ende der Dauerbelegung dauert, passiert ein dichter Pulk von vorher aufgestellten Fahrzeugen die Haltlinie. Ein überlasteter Verkehrszustand liegt vor, wenn nach Ende der Dauerbelegung eine vorgegebene Anzahl an Fahrzeugen den Fahrzeugdetektor in dichter Folge passiert. Eine dichte Folge liegt vor, wenn das letzte Fahrzeug dieser Folge den Fahrzeugdetektor vor Ablauf einer vorgegebenen Zeitgrenze passiert. Die Zeitgrenze ergibt sich aus der Räumzeit und der Zeitdauer, die das letze Fahrzeug benötigen würde, um den Fahrzeugdetektor aus dem Stand in freier Beschleunigung bis zu seiner Reisegeschwindigkeit zu erreichen.
  • Vorzugsweise wird der Verkehrszustand ohne weitere Prüfung von Ausschlusskriterien als überlastet gewertet, wenn die Referenzfüllzeit unterschritten und nach Beginn der Freigabezeit vom Fahrzeugdetektor eine dichte Folge an Fahrzeugen detektiert wird. Sind zwei Bedingungen gleichzeitig erfüllt, die auf einen überlasteten Verkehrszustand hindeuten, so wird das erfindungsgemäße Verfahren ohne weitere Prüfung von Ausschlusskriterien abgebrochen und der Verkehrszustand als überlastet gewertet. Ein oder mehrere Ausschlusskriterien können überprüft werden, wenn nur eine dichte Folge an Fahrzeugen aber kein Unterschreiten der Referenzfüllzeit gemessen wurde. Hierdurch werden schnell und zuverlässig Erfassungsergebnisse für den Verkehrszustand ermittelt.
  • In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für eine mehrspurige Zufahrt die Referenzfüllzeit für eine Fahrspur dynamisch umso größer vorgegeben, je mehr Fahrzeuge während der Füllzeit von einem einer Nachbarspur zugeordneten Fahrzeugdetektor gezählt werden. Verkehrszustand und Rückstau auf Fahrspuren einer mehrspurigen Zufahrt zum Knotenpunkt beeinflussen sich gegenseitig. Ein zufließender Verkehrsstrom teilt sich an einem Verzweigungspunkt auf diese Fahrspuren auf, wobei ein bis zum Verzweigungspunkt zurückreichender Rückstau auf einer Fahrspur die Zufahrt auf einer benachbarten Fahrspur blockieren kann. Außerdem können Fahrzeuge stromauf und stromab von zugeordneten Fahrzeugdetektoren die Fahrspuren wechseln. Um dem Rechnung zu tragen, wird bei mehrspurigen Zufahrten die Referenzfüllzeit für eine Fahrspur dynamisch verlängert, wenn während der Füllzeit Fahrzeuge von benachbarten Fahrzeugdetektoren detektiert werden. Je detektiertes Nachbarfahrzeug kann die Referenzfüllzeit beispielsweise um 3 s verlängert werden.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für einen Signalumlauf ohne gemessene Dauerbelegung anhand einer Belegungsregel überprüft, ob der Fahrzeugdetektor aufgrund einer in seinem Messbereich entstandenen Fahrzeuglücke zwischen sich rückstauenden, stehenden Fahrzeugen nicht belegt war, wobei bei Zutreffen der Belegungsregel ein Fahrzeug ermittelt wird, dem eine Dauerbelegung nachträglich zugeordnet wird. Hierbei wird dem Umstand Rechnung getragen, dass sich die Fahrzeuge ab Beginn der Sperrzeit derart hinter der Haltlinie aufstellen können, dass der Fahrzeugdetektor von keinem Fahrzeug dauerbelegt wird - also eine Fahrzeuglücke über dem Messbereich des Fahrzeugdetektors zu liegen kommt. Der Rückstau hat eine Länge erreicht, die bei anderer Fahrzeuganordnung eine Dauerbelegung nach einer entsprechenden Füllzeit hervorgerufen hätte. Mit Vorteil wird hier das Fahrzeug ermittelt, dem diese Dauerbelegung zugeordnet werden kann, womit die erfassten Messdaten vervollständigt werden.
  • Vorzugsweise wird dabei für einen Signalumlauf ein Zeitintervall bestimmt, innerhalb dessen eine Dauerbelegung möglich ist, wobei als Belegungsregel überprüft wird, ob im Signalumlauf vor Beginn des Zeitintervalls eine vorgebbare Mindestanzahl an Fahrzeugen detektiert wird und während des Zeitintervalls kein Fahrzeug detektiert wird. Der Signalumlauf startet mit Beginn der Sperrzeit. Das Zeitintervall beginnt mit dem Zeitpunkt, zu dem eine Dauerbelegung am meisten erwartet werden kann, und der sich aus dem Produkt aus einer minimalen Brutto-Zeitlücke aufeinanderfolgender Fahrzeuge, etwa bis zu 1,8 s, und dem Quotienten aus dem Abstand von Haltlinie bis Fahrzeugdetektor und der durchschnittlichen Fahrzeuglänge, etwa 6 m, errechnet. Das Zeitintervall dauert so lange an wie die Räumzeit, die sich aus dem Produkt aus einer Reaktionszeit je Fahrzeug, etwa 1,0 s bis 1,1 s, und dem Quotienten aus dem Abstand von Haltlinie bis Fahrzeugdetektor und der durchschnittlichen Fahrzeuglänge errechnet. Wenn während dieses Zeitintervalls kein Fahrzeug, vorher aber eine gewisse Mindestanzahl detektiert wird, dann wird dies als Vorliegen einer Nichtbelegung wegen Fahrzeuglücke über dem Fahrzeugdetektor gedeutet. Die Mindestanzahl entspricht der Anzahl an Fahrzeugen, die sich von der Haltlinie bis unmittelbar stromab des Fahrzeugdetektors aufstellen können.
  • Weiter vorzugsweise wird gemäß der Belegungsregel zusätzlich überprüft, ob das erste im Signalumlauf nach dem Zeitintervall detektierte Fahrzeug früher als ein vorgegebener Referenzzeitpunkt detektiert wurde. Auch ein positives Ergebnis dieser Prüfung deutet auf eine Nichtbelegung wegen Fahrzeuglücke über dem Fahrzeugdetektor hin, da das erste nach dem Zeitintervall detektierte Fahrzeug aufgrund seiner kurzen Fahrzeit bis zur Detektion unmittelbar stromauf des Fahrzeugdetektors gestanden haben muss.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird einem Signalumlauf eine Staukennzahl zugeordnet, die bei überlastetem Verkehrszustand einen ersten Wert und bei nicht überlastetem Verkehrszustand einen zweiten Wert annimmt, wobei der Verlauf der Staukennzahl über einen Beobachtungszeitraum geglättet wird, und wobei aus dem geglätteten Verlauf der Staukennzahl für einen Signalumlauf eine Staulänge eines sich von einer Haltlinie auf einer Fahrspur gebildeten Rückstaues an Fahrzeugen berechnet wird. Ausgehend von Staulängen oder ähnlichen Kennwerten für einen Knotenpunkt können verkehrsplanerische Maßnahmen oder Steuerungseingriffe vorgenommen werden.
  • Weitere Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Zeichnungen, in deren
    • FIG 1
    eine mehrspurige Zufahrt zu einem signalisierten Knotenpunkt,
    FIG 2
    ein Weg-Zeit-Diagramm von Fahrzeugbewegungen auf einer Fahrspur der Zufahrt aus FIG 1,
    FIG 3
    ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    FIG 4
    ein Zeitdiagramm für gemessene Signal- und Belegungszeiten,
    FIG 5
    eine erste Zuordnung einer nicht detektierten Dauerbelegung und
    FIG 6
    eine zweite Zuordnung einer nicht detektierten Dauerbelegung
    schematisch veranschaulicht sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Erfassung des Verkehrszustandes an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt eines Straßennetzes vorgesehen, dem sich Fahrzeuge F auf einer Fahrspur L nähern. Gemäß FIG 1 teilt sich die Fahrspur L an einem Verzweigungspunkt V in eine Fahrspur L1 für Linksabbieger und eine benachbarte Fahrspur L2 für Geradeausfahrer und Rechtsabbieger auf. Den Fahrspuren L1 und L2 sind Signalgeber S1 und S2 einer Lichtsignalanlage zugeordnet, die nach einem in einem Steuergerät ablaufenden Signalprogramm abwechselnd ein Freigabesignal und ein Sperrsignal abgeben. Das Sperrsignal wird während einer Sperrzeit als rotes, gelbes oder rot-gelbes Lichtzeichen abgegeben; das Freigabesignal wird während einer Freigabezeit als grünes Lichtzeichen abgegeben. Stromauf der Konfliktflächen des Knotenpunktes sind die Fahrspuren L1 und L2 durch eine Haltlinie H markiert, die bei Abgabe eines Freigabesignals von Fahrzeugen F passiert werden darf. Bei Abgabe eines Sperrsignals darf die Haltlinie H nicht passiert werden, so dass sich nähernde Fahrzeug F stromauf der Haltlinie H in einer Warteschlange aufstellen müssen. Je nach Verkehrsnachfrage und Bemessung der Sperrzeit entsteht auf einer oder mehreren der Fahrspuren L, L1, L2 ein Rückstau an Fahrzeugen F. Den Fahrspuren L1 und L2 sind Fahrzeugdetektoren D1 und D2 zugeordnet, die in einem Abstand d von etwa 10 m bis 60 m stromauf der Haltlinie H angeordnet und beispielsweise als in den Fahrbahnbelag eingebettete Induktionsschleifen ausgebildet sind. Die Fahrzeugdetektoren D1 und D2 weisen kurze Messbereiche der Länge lD auf und geben ein Belegungssignal ab, solange der Messbereich durch ein Fahrzeug F belegt ist, sonst nicht. Verweilt ein Fahrzeug F länger als eine vorgegebene Zeitdauer, beispielsweise länger als 10 s, im Messbereich eines Fahrzeugdetektors D1 oder D2, so spricht man von Dauerbelegung.
  • In einem Weg-Zeit-Diagramm gemäß FIG 2 sind Trajektorien von Fahrzeugen F dargestellt, die sich auf einer Fahrspur L der Haltlinie H nähern. Nach rechts ist die Zeit t aufgetragen, nach unten der zurückgelegte Weg s. Bei H befindet sich die Haltlinie, im Abstand d stromauf der Detektor D1 mit seinem Messbereich der Länge lD. Während der Freigabezeit tF stoßen die Trajektorien der Fahrzeug mit einer Steigung auf die Haltlinie H, die der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs F entspricht - je größer die Steigung, desto größer die Geschwindigkeit. Die Belegung b des Fahrzeugdetektors D1 während der Zeit t ist unterhalb des Weg-Zeit-Diagramms dargestellt. Bei Passage eines Fahrzeugs F nimmt die Belegung b den Wert 1 an, bei Nichtbelegung den Wert 0. Das erfindungsgemäße Verfahren misst nun Beginn und Ende der Freigabezeiten tF, die im Weg-Zeit-Diagramm durch einen breiten Balken dargestellt sind, und der Sperrzeiten tS, die im Weg-Zeit-Diagramm durch einen schmalen Balken dargestellt sind, sowie Beginn und Ende der Belegungszeiten tb. Während der Sperrzeit tS kommen sich der Haltlinie H nähernde Fahrzeuge F zum Stillstand, was durch einen waagerechten Verlauf der Trajektorie erkennbar ist, und bilden eine sich aufbauende Warteschlange. Im dargestellten Beispiel ist nur die Trajektorie f des ersten Fahrzeugs F in der Warteschlange bezeichnet. Das sechste Fahrzeug F der Warteschlange kommt auf dem Fahrzeugdetektor D1 zum Stillstand, was eine Dauerbelegung auslöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erfasst den Verkehrszustand am Knotenpunkt je Signalumlauf, der mit Beginn der Sperrzeit tS anfängt und mit dem Ende der sich anschließenden Freigabezeit tF endet. Die computerimplementierten Verfahrensschritte zeigt das Flussdiagram gemäß FIG 3.
  • Im Schritt 10 beginnt jeweils ein neuer Signalumlauf.
  • Im Schritt 11 werden die gemessenen Sperrzeiten tS, Freigabezeiten tF und Belegungszeiten tb als Messdaten eingelesen.
  • Im Schritt 12 werden die Messdaten vervollständigt, wenn beispielsweise eine Dauerbelegung des Fahrzeugdetektors D1 nicht gemessen werden kann, weil sich über dessen Messbereich eine Lücke zwischen zwei Fahrzeugen F der Warteschlange s gebildet hat. Hierzu wird auf die Beschreibung weiter unten zu FIG 4 bis 6 verwiesen.
  • Im Schritt 13 werden aus den Messdaten die für die Verkehrszustandsermittlung erforderlichen Parameter berechnet. Es wird die Füllzeit gemessen, die von Beginn der Sperrzeit tS bis zur Dauerbelegung des Fahrzeugdetektors D1 dauert. Es wird eine Referenzfüllzeit berechnet, die vom Abstand d des Fahrzeugdetektors D1 von der Haltlinie H und dynamisch von der Anzahl an Fahrzeugen F, die während der Füllzeit einen Fahrzeugdetektor D2 der benachbarten Fahrspur L2 passieren, abhängt. Die Referenzfüllzeit gibt die minimale Füllzeit bei nicht überlastetem Verkehrszustand vor. Ferner wird das im Rückstau letzte Fahrzeug FL der Fahrspur L1 stromab eines Verzweigungspunktes V, welches bei einer sich anschließenden Freigabezeit tF noch die Haltelinie passieren wird, und die Zeitdauer, die dieses ab Beginn der Freigabezeit tF bis zum Erreichen des Fahrzeugdetektors D1 benötigt, bestimmt. Außerdem wird eine Zeitgrenze für diese Zeitdauer berechnet, die das letzte Fahrzeug FL bei nicht überlastetem Verkehrszustand mindestens benötigt muss.
  • Im Schritt 14 wird nun überprüft, ob sich während der Sperrzeit tS der Abschnitt zwischen Haltlinie H und Fahrzeugdetektor D1 schnell mit Fahrzeugen F füllt - also ob die Füllzeit die vorgegebene Referenzfüllzeit unterschreitet.
  • Falls nicht, wird im Schritt 15 überprüft, ob nach Beginn der Freigabezeit tF eine dichte Folge an Fahrzeugen F detektiert wird - also ob die Zeitdauer, die das letzte Fahrzeug FL ab Beginn der Freigabezeit tF bis zum Fahrzeugdetektor D1 benötigt, die vorgegebene Zeitgrenze unterschreitet. Ist auch dies nicht der Fall, so wird der Verkehrszustand im Schritt 16 als nicht überlastet gewertet.
  • Wird im Schritt 14 eine Unterschreitung der Referenzfüllzeit und im Schritt 15 eine Unterschreitung der Zeitgrenze festgestellt, so wird der Verkehrszustand ohne weitere Prüfung in Schritt 17 als überlastet gewertet. Dieser Ast ist im Flussdiagramm nach FIG 3 nicht eingezeichnet.
  • Wird jedoch in einem der beiden Schritte 14 und 15 eine Überschreitung und im anderen eine Unterschreitung festgestellt, so wird der Verkehrszustand als überlastet angenommen, aber noch einer Prüfung von Ausschlusskriterien unterzogen, anhand derer ein überlasteter Verkehrszustand ausgeschlossen werden kann.
  • Hierzu werden in Schritt 18 Parameter für die Ausschlusskriterien berechnet, die anhand der nachfolgenden Prüfschritte erläutert werden.
  • In Schritt 19 wird überprüft, ob es unter den ab Beginn der Freigabezeit tF den Fahrzeugdetektor D1 passierenden Fahrzeugen F derart schnelle Fahrzeuge gibt, die einen nicht überlasteten Verkehrszustand belegen. Falls ja, wird die angenommene Wertung des Verkehrszustandes abgeändert und im Schritt 16 auf nicht überlastet gesetzt.
  • Falls nicht, wird im Schritt 20 überprüft, ob ab Beginn der Freigabezeit tF nur wenige, langsame Fahrzeuge F den Fahrzeugdetektor D1 passieren, was einen freien Verkehrsfluss belegt. Falls ja, wird die angenommene Wertung des Verkehrszustandes abgeändert und im Schritt 16 auf nicht überlastet gesetzt.
  • Falls nicht, wird im Schritt 21 überprüft, ob vom Fahrzeugdetektor D1 bei Ende der Freigabezeit tF Zeitlücken zwischen aufeinander folgenden Fahrzeugen F detektiert werden, die länger als eine parametrierte Referenzzeitlücke sind. Falls ja, wird die angenommene Wertung des Verkehrszustandes abgeändert und im Schritt 16 auf nicht überlastet gesetzt.
  • Falls nicht, wird im Schritt 22 überprüft, ob vom Fahrzeugdetektor D1 ab Beginn der Freigabezeit tF Zeitlücken zwischen aufeinander folgenden Fahrzeugen F detektiert werden, die größer sind, als sie bei angenommenem überlasteten Verkehrszustand wären, was durch einen Schwellenwert für die Zeitlücke parametriert wird. Falls ja, wird die angenommene Wertung des Verkehrszustandes abgeändert und im Schritt 16 auf nicht überlastet gesetzt.
  • Falls nicht, wird im Schritt 17 die Wertung des als überlastet angenommenen Verkehrszustandes bestätigt, da kein Ausschlusskriterium zugetroffen hat.
  • Im abschließenden Schritt 23 wird dem betrachteten Signalumlauf die Wertung des Verkehrszustandes als "nicht überlastet" gemäß Schritt 16 oder als "überlastet" gemäß Schritt 17 zugewiesen.
  • Der Schritt 12 der Datenvervollständigung soll nun anhand FIG 4 bis 6 erläutert werden. FIG 4 zeigt einen typischen Verlauf der Belegungszeiten tb eines Fahrzeugdetektors D1 vor einer Haltlinie H. Ab Beginn der Sperrzeit tS passieren die die Warteschlange aufbauenden Fahrzeuge F den Fahrzeugdetektor D1 nacheinander mit geringerer Geschwindigkeit, was sich in länger werdenden Belegungszeiten tb und länger werdenden Zeitlücken niederschlägt, bis hin zu einer Dauerbelegung. Die Dauerbelegung endet nach einer gewissen Räumzeit ab Beginn der Freigabezeit tF, nach der wieder Fahrzeuge F den Fahrzeugdetektor D1 passieren können. Im Signalumlauf wird nun ein Zeitintervall tB definiert, innerhalb dessen eine Dauerbelegung möglich ist. Das Zeitintervall tB beginnt mit dem Zeitpunkt, zu dem eine Dauerbelegung am meisten erwartet werden kann. Dieser ergibt sich aus dem Produkt aus einer minimalen Zeitlücke aufeinanderfolgender Fahrzeuge, etwa bis zu 1,8 s, und dem Quotienten aus dem Abstand d von Haltlinie H bis Fahrzeugdetektor D1 und der durchschnittlichen Fahrzeuglänge, etwa 6 m. Das Zeitintervall tB zum gleichen Zeitpunkt wie die Räumzeit. Die Räumzeit beginnt gleichzeitig mit der Freigabezeit tF. Die Dauer der Räumzeit ergibt sich aus dem Produkt aus einer Reaktionszeit je Fahrzeug, etwa 1,0 s bis 1,1 s, und dem Quotienten aus dem Abstand d von Haltlinie H bis Fahrzeugdetektor D1 und der durchschnittlichen Fahrzeuglänge errechnet.
  • Gemäß der jeweils linken Abbildung von FIG 5 und 6 wurde keine Dauerbelegung des Fahrzeugdetektors D1 gemessen. Es wird nun anhand einer Belegungsregel geprüft, ob der Fahrzeugdetektor D1 aufgrund einer in seinem Messbereich entstandenen Fahrzeuglücke zwischen sich rückstauenden Fahrzeugen F nicht belegt war. Trifft die Belegungsregel zu, wird ein Fahrzeug ermittelt, dem gemäß den jeweils rechten Abbildungen in FIG 5 und 6 eine Dauerbelegung nachträglich zugeordnet wird.
  • Als Belegungsregel wird nun überprüft, ob im Signalumlauf vor Beginn des Zeitintervalls tB eine vorgebbare Mindestanzahl an
  • Fahrzeugen F detektiert wird und während des Zeitintervalls tB kein Fahrzeug F detektiert wird. Trifft dies zu, kann von einer Nichtbelegung wegen Fahrzeuglücke über dem Fahrzeugdetektor D1 ausgegangen werden. Die Mindestanzahl entspricht der Anzahl an Fahrzeugen F, die sich von der Haltlinie H bis unmittelbar stromab des Fahrzeugdetektors D1 aufstellen können. Dem zeitlich letzten dieser Mindestzahl an Fahrzeugen F wird gemäß FIG 5 eine Dauerbelegung zugeordnet.
  • Zusätzlich wird in der Belegungsregel überprüft, ob das erste im Signalumlauf nach dem Zeitintervall detektierte Fahrzeug früher als ein vorgegebener Referenzzeitpunkt detektiert wurde. Auch ein positives Ergebnis dieser Prüfung deutet auf eine Nichtbelegung wegen Fahrzeuglücke über dem Fahrzeugdetektor hin, da das erste nach dem Zeitintervall detektierte Fahrzeug aufgrund seiner kurzen Fahrzeit bis zur Detektion unmittelbar stromauf des Fahrzeugdetektors D1 gestanden haben muss. Diesem Fahrzeug wird gemäß FIG 6 eine Dauerbelegung nachträglich zugeordnet.
  • Durch die Zuordnung einer Dauerbelegung anhand der Belegungsregel werden die Messdaten im Schritt 12 vervollständigt und dann zu Zwecken der Verkehrsstatistik oder Verkehrssteuerung weiterverarbeitet.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Erfassung des Verkehrszustandes an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt eines Straßennetzes, dem sich Fahrzeuge (F) auf einer Fahrspur (L) nähern, wobei Belegungszeiten (tb) eines der Fahrspur (L1, L2) zugeordneten Fahrzeugdetektors (D1, D2) gemessen werden, wobei sich abwechselnde Sperr- und Freigabezeiten (tS, tF) eines der Fahrspur (L1, L2) zugeordneten Signalgebers (S1, S2) einer Lichtsignalanlage gemessen werden, wobei ab Beginn einer Sperrzeit (tS) eine Füllzeit bis zu einer Dauerbelegung des Fahrzeugdetektors (D1, D2) gemessen wird, wobei die Füllzeit mit einer vorgebbaren Referenzfüllzeit verglichen wird, und wobei der Verkehrszustand als nicht überlastet gewertet wird, solange die Referenzfüllzeit überschritten wird, andernfalls wird der Verkehrszustand als überlastet gewertet, dadurch gekennzeichnet, dass bei unterschrittener Referenzfüllzeit wenigstens ein Ausschlusskriterium geprüft wird, wobei die Wertung des Verkehrszustandes in nicht überlastet abgeändert wird, wenn das Ausschlusskriterium zutrifft, andernfalls die Wertung des Verkehrszustandes als überlastet bestätigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Ausschlusskriterium geprüft wird, ob vom Fahrzeugdetektor (D1, D2) nur eine geringe Anzahl an langsam fahrenden Fahrzeugen (F) detektiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei als Ausschlusskriterium geprüft wird, ob vom Fahrzeugdetektor (D1, D2) zu einem Zeitpunkt, zu dem bei einem überlasteten Verkehrszustand langsame Fahrzeuge (F) den Fahrzeugdetektor (D1, D2) passieren, ein schnelles Fahrzeug (F) detektiert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Ausschlusskriterium geprüft wird, ob vom Fahrzeugdetektor (D1, D2) Zeitlücken zwischen aufeinander folgenden Fahrzeugen (F) detektiert werden, die größer sind, als sie bei angenommenem überlasteten Verkehrszustand wären.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei als Ausschlusskriterium geprüft wird, ob vom Fahrzeugdetektor (D1, D2) bei Ende der Freigabezeit (tF) eine Zeitlücke gemessen wird, die länger als eine vorgegebene Referenzzeitlücke dauert.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Verkehrszustand als überlastet gewertet wird, wenn nach Beginn der Freigabezeit (tF) vom Fahrzeugdetektor (D1, D2) eine dichte Folge an Fahrzeugen (F) detektiert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Verkehrszustand ohne weitere Prüfung von Ausschlusskriterien als überlastet gewertet wird, wenn die Referenzfüllzeit unterschritten und nach Beginn der Freigabezeit (tF) vom Fahrzeugdetektor (D1, D2) eine dichte Folge an Fahrzeugen (F) detektiert wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei für eine mehrspurige Zufahrt die Referenzfüllzeit für eine Fahrspur (L1) dynamisch umso größer vorgegeben wird, je mehr Fahrzeuge (F) während der Füllzeit von einem einer Nachbarspur (L2) zugeordneten Fahrzeugdetektor (D2) gezählt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei für einen Signalumlauf ohne gemessene Dauerbelegung anhand einer Belegungsregel überprüft wird, ob der Fahrzeugdetektor (D1, D2) aufgrund einer in seinem Messbereich entstandenen Fahrzeuglücke zwischen sich rückstauenden Fahrzeugen (F) nicht belegt war, wobei bei Zutreffen der Belegungsregel ein Fahrzeug (F) ermittelt wird, dem eine Dauerbelegung nachträglich zugeordnet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei für einen Signalumlauf ein Zeitintervall (tB) bestimmt wird, innerhalb dessen eine Dauerbelegung möglich ist, und wobei als Belegungsregel überprüft wird, ob im Signalumlauf vor Beginn des Zeitintervalls (tB) eine vorgebbare Mindestanzahl an Fahrzeugen (F) detektiert wird und während des Zeitintervalls (tB) kein Fahrzeug (F) detektiert wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei gemäß der Belegungsregel zusätzlich überprüft wird, ob das erste im Signalumlauf nach dem Zeitintervall (tB) detektierte Fahrzeug (F) früher als ein vorgegebener Referenzzeitpunkt detektiert wurde.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei einem Signalumlauf eine Staukennzahl zugeordnet wird, die bei überlastetem Verkehrszustand einen ersten Wert und bei nicht überlastetem Verkehrszustand einen zweiten Wert annimmt, wobei der Verlauf der Staukennzahl über einen Beobachtungszeitraum geglättet wird, und wobei aus dem geglätteten Verlauf der Staukennzahl für einen Signalumlauf eine Staulänge eines sich von einer Haltlinie (H) auf einer Fahrspur (L) gebildeten Rückstaues an Fahrzeugen (F) berechnet wird.
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