EP3084746A1 - Verfahren zur steuerung einer lichtsignalanlage und lichtsignalanlagen-steuerungssystem - Google Patents

Verfahren zur steuerung einer lichtsignalanlage und lichtsignalanlagen-steuerungssystem

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EP3084746A1
EP3084746A1 EP15710754.1A EP15710754A EP3084746A1 EP 3084746 A1 EP3084746 A1 EP 3084746A1 EP 15710754 A EP15710754 A EP 15710754A EP 3084746 A1 EP3084746 A1 EP 3084746A1
Authority
EP
European Patent Office
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signal
time
traffic
determined
time interval
Prior art date
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Application number
EP15710754.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3084746B1 (de
Inventor
Alexander John
Andreas Poschinger
Wilke REINTS
Roland Wunder
Görkem YETIK
Jürgen Mück
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Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to PL15710754T priority Critical patent/PL3084746T3/pl
Publication of EP3084746A1 publication Critical patent/EP3084746A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3084746B1 publication Critical patent/EP3084746B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/07—Controlling traffic signals
    • G08G1/08—Controlling traffic signals according to detected number or speed of vehicles
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/096—Arrangements for giving variable traffic instructions provided with indicators in which a mark progresses showing the time elapsed, e.g. of green phase

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a traffic signal system.
  • the invention further relates to a light ⁇ signal system control system for controlling a traffic signal system.
  • the invention further relates to a computer program.
  • the published patent application DE 10 2011 004 841 A1 shows a method and a traffic signal system control system for controlling traffic light systems.
  • the patent DE 10 2012 110 099 B3 shows a Predicti ⁇ onsech a traffic signal system for traffic control.
  • a real traffic signal system provided. This is simu ⁇ lines to predict these simulated light signal system in Zeitraf- fer by means of the prediction residual times for signals. These predicted remaining times thus correspond to the remaining times of signals of the simulated traffic signal system, not the real traffic light system.
  • the real light ⁇ signal system runs independent of the simulated traffic signal. This means, in particular, that the remaining times of the simulated traffic signal system are not used for controlling the real traffic light system.
  • the patent DE 10 2010 052 702 B4 shows a method for controlling a traffic signal system and an associated
  • the current traffic status is detected by receiving traffic data transmitted by vehicles.
  • the traffic condition is processed.
  • the current state of the traffic signal system is processed by a control device.
  • optimal switching times of the traffic signal system are detected and transmitted which are received by traffic light phase assistants of the vehicles.
  • the emitted switching times are primarily at the next switching time or the remaining time of the current traffic light phase.
  • the remaining time of the current traffic light phase is calculated.
  • phases are to be understood as meaning phases in the sense of the guidelines for traffic signal systems (RiLSA) or red and green times of signals. In the case of phases in the sense of the RiLSA only remaining times for signals can be safely precalculated, which are switched to green in the current phase and are switched to red in the next phase, since only the remaining time of the current phase is meant.
  • the algorithm does not allow predefined rotation period, since each signal having a duration corresponding to the measured traffic and the previous red time of the signal is switched on green, and the duration of the red time of the signal as ⁇ in turn depends on the green times of the other signals, at least the enemy.
  • no method is described which allows the calculation of reliable residual times for red and green, so that for each signal at any time a reliable residual time can be determined, at least not if the orbital period must be defined.
  • a fixed cycle time for several nodes is at least necessary if a green shaft circuit is desired.
  • a fixed circulation period is necessary for efficiency reasons when nodes are in the immediate vicinity, for example with a distance of the hal ⁇ telinien of 200m or less.
  • the object on which the invention is based can be seen in the provision of a method for controlling a traffic signal system.
  • the object underlying the invention may further be seen to provide a traffic signal control system for controlling a traffic signal system.
  • the signal group is controlled in the second time interval based on the signal held unchanged times so that the signal group output, in the second time Inter ⁇ vall the signal times kept unchanged corresponding signals,
  • said predetermined time is determined such that, for currently running signal images of the traffic signal the determined for each future time remaining ⁇ times remain unchanged and that the next switching ⁇ time a signal later than is present at the time of take precedence before ⁇ switching time.
  • a traffic signal control system for controlling a traffic signal system, comprising:
  • a traffic data processing unit for determining traffic signal control data, - a data transfer interface for transferring the light signal installations ⁇ control data to a Lichtsignalanlagen- control unit, wherein
  • the traffic data processing unit is adapted to determine in a first time interval of the traffic signal system based on measured traffic data signal times of a signal group of the traffic signal for a first time interval temporally following second time interval, wherein
  • the traffic data processing unit is adapted to keep the determined signal times unchanged from a predetermined time, so that the signal group in the second time interval can be controlled based on the signal times kept unchanged, so that the signal group in the second time interval corresponding to the signal times kept unchanged Can output signals,
  • the traffic data processing unit is designed to determine remaining times for the signal images of the signals from the signal times if they are switched in the second circulation time
  • a computer program which comprises program code for performing the method for controlling a traffic signal, when the computer program Com ⁇ on a computer, in particular a traffic data-processing unit is carried out.
  • Signal images can be, for example, red, green, yellow, red-yellow or signal aspects for public transport or other signal aspects, for example acoustic signal aspects for road users with limitations in the area of hearing.
  • cycle time or “circulation” (to be circulated and orbital period synonymously used)
  • time interval time interval
  • Control of the signal group or groups of signal means in particular that the respective signals of the signal groups are ge ⁇ controls.
  • the invention includes in particular to determine signal times a signal group of the traffic signal for ei ⁇ ne future orbital period and not to change this future signal ⁇ times after the determination, but to keep unchanged the idea.
  • These determined signal times can thus be used from the time at which they are no longer changed, as a reliable basis for further calculations, in particular for remaining times of a signal.
  • the signal times are used to determine the signal times that have been measured (for example, still in the first round trip time and / or time before the beginning of the Ermitteins, for example, in a first roundtrip temporally ahead further round trip time), the signal times at least to a traffic situation adapted during the measurement of traffic or traffic flows.
  • the Signal times are not already predetermined in advance according to a static or fixed signal schedule. Rather, the signal times may advantageously during a duration of the light signal system, that is, during an operation of the light signal system, be adapted to the specific circumstances of this traffic Situational ⁇ tion or an estimated or predicted future traffic conditions.
  • the rest periods can not be estimated but can be calculated and will charge the signal times depending on traffic up to a latest date to be adjusted to the Ver ⁇ traffic volume.
  • the determined or calculated remaining times of the signals can be made available to a road user in one embodiment.
  • the determined or calculated remaining times can be displayed, this in particular by means of a remaining time display device, which may have, for example, a screen.
  • a remaining time signal transmitters (or more remaining time signal transmitters) is provided which is adapted to display a remaining time ei ⁇ nes signal of a signal group.
  • a data link between the traffic signal-Steue ⁇ approximation unit and the rest of the time signal generator is (or at more remaining time signal transmitters multiple data connections) are provided which transmits corresponding control data for controlling the rest time ⁇ signal generator to the latter.
  • This control data is preferably determined by the traffic signal control ⁇ unit.
  • traffic data in the sense of the present invention describe in particular a traffic situation and / or a traffic ⁇ demand.
  • Traffic data in the sense of the present invention can be implemented, for example, by means of a traffic monitoring system. direction or determined.
  • a traffic monitoring device may comprise, for example, one or more sensors for traffic monitoring. These sensors can, for example, part of a detector insbesonde- re a tax detector and / or a Garliniendetek ⁇ tors be.
  • detectors are usually arranged on a road or at an intersection or on a stop line and detect there vehicles which are at these locations before ⁇ and / or hold.
  • the traffic data thus include in particular traffic flows in the direction of an intersection or a node.
  • a node in the sense of the present invention is defined as an area in the traffic on which hostile traffic flows meet, in particular intersect and / or exit. Examples of such nodes are intersections, pedestrian crossings or junctions.
  • This is referred to as a signalized node when one or more traffic streams are controlled at this node by a signaling system, in particular a traffic signal system.
  • the term light signal is not limited to light signals, but it is also possible that the light signals are supplemented by other signals such as acoustic signals. Therefore, they are also named after ⁇ standing as a signal generator.
  • acoustic and optical Signa ⁇ le are often used in combination, for example, to facilitate the use of visually impaired people and / or to achieve by a double signaling increased attention among road users.
  • the method according to the invention can thus be a method for controlling traffic light systems at one or more signaled nodes in a control range.
  • the traffic signal control system according to the invention can assurance system thus a traffic signal-Steu réellessys ⁇ system for traffic control at one or more nodes signaled in a control range to be.
  • a control range in the sense of the present invention usually comprises more than one signaled node and generally serves to control the traffic flows at two or more nodes consecutive in the traffic flow. In particular, the control ranges serve to increase a traffic flow in this.
  • a "green-wave circuit" is then spoken of, which basically represents an optimal case of traffic control.
  • a prerequisite of the green wave is the combined cycle time of all involved nodes.
  • a signal group in the sense of the present invention in particular a group of light signals is referred to, each having identical signaling.
  • signalers are mounted on the lanes, each with a signal generator on the road with a side signal generator represents a group of signals.
  • Generalizing is always talking about Signalgrup ⁇ pen, even if there is only one signal generator.
  • Lane groups in the context of the present invention are groups of lanes having a homogeneous signaling, that is each lane is controlled by the same signal groups. Non-signaled lanes of a node access can also be combined into lane groups to which no signal is assigned.
  • Signal groups can also be assigned as a plurality of lane groups, in particular as main signal groups.
  • a main signal group of a lane group can also be set to ⁇ signal assigned so that the FahrstMailgrup ⁇ pen then not but differ in the master signal set by the auxiliary signal group.
  • a Knotenzufahrt have three lanes, two of which are straight and one to the right. The two driving ⁇ stripes straight is assigned a dreifeldiges main signal with full ⁇ discs, the right-turn hazard stripes the same Three panel main signal and additionally a doubt ended to ⁇ rate signal withnceabbiegepfeilen. This results in two lane groups.
  • the first consisting of two Fahrstrei ⁇ fen straight ahead, where only the main signal is assigned.
  • the driving ⁇ stripe groups are not explicitly defined in German literature, but rather in "Highway capacity manual” that defines, among other things, the light signal planning and care in the US.
  • the choice for at least one of the circulation times, in particular for all circulation times, of the traffic signal system is based on the critical signal group, ie the signal group in a control range which has the highest utilization rate.
  • traffic data for the second round trip time is predicted, wherein the determination of the signal times is carried out as a function of the predicted traffic data.
  • the measured traffic data thus serve in particular as the basis for a prediction of traffic data of the second round trip time.
  • determining the signal periods is performed depending on the forecasted traffic data according to one embodiment, can be provided that traffic data for the second round trip time are predicted, the prog ⁇ nosti disposeen traffic data and actual traffic data of the second round trip time are compared with each other, signal times the Signal group for at least one further circulating be determined time dependent on the comparison, which is temporally after the second round trip time.
  • the traffic data is aggregated over an aggregation interval.
  • the aggregation interval may also be referred to as a round-trip time-related interval or a round-trip time-related aggregation interval.
  • the aggregation interval corresponds to a circulation time, in particular a circulation time which is temporally ahead of the first circulation time, in particular immediately ahead of time.
  • the traffic data are preferably aggregated at a umlaufbezo ⁇ genes aggregation interval, that is beispiels- example, that during a revolution a detector überfah ⁇ - generating vehicles are counted to avoid that the aggregation of different enable and disable periods of a signal group is affected.
  • a release time of 40 seconds completely in a first He ⁇ replaced interval falling during a second detection Inter ⁇ vall only a blocking time of this signal group contains then xx- the measured traffic demand in the first interval re interpreting ⁇ Lich greater than in the second interval when the detector is a request or measurement detector, because the vehicles are prevented in the second interval because of the locked signal group thereto, to run over the detector.
  • the aggregation interval in duration again preferably corresponds to a time ⁇ interval a circulation, wherein the Be ⁇ beginning of the aggregation interval is not identical with the start of the environmental run of the control system, but the manner of a rolling horizon is shifted by one phase of the traffic signal system.
  • the aggregation interval also in the manner of a rolling
  • Horizons by a certain period of time for example, 5s, in particular 4s, preferably 3s, in particular 2s, for example, ls, offset evaluated is as fast as possible (albeit delayed) to be able to respond to a change in traffic.
  • the above-genann ⁇ te certain time duration can in particular have a duration of less than one of the aforementioned time information.
  • time-related circumferential intervals for aggregating data traffic of the first roundtrip time depending on a parameter
  • time forward which is an element selected from the following group of parameters: aggregation computation time, computation time for the control data, in particular the switching times and remaining times, transmission time of traffic signal control data from one data transfer interface to one
  • Traffic signal control unit reaction time of a traffic signal control unit in response to empfan ⁇ gene traffic signal control data or any combination thereof.
  • a computing time refers to the time required for aggregating the traffic data and calculating the adaptive signal times.
  • this time interval can be selected depending on the transmission time of traffic signal control data from a data transfer interface to a traffic signal Steue ⁇ tion unit.
  • the time taken for the transmission of traffic signal control data from the data transfer interface to the traffic signal control unit is taken into account.
  • Wei ⁇ direct can be selected, the time interval depending on the reaction time ⁇ the traffic signal control unit in response to received light signal conditioner control data. It can thus be advantageously avoided that there are temporal overlaps between the cycle-related intervals and the circulation times.
  • the traffic signal system has a defined or predetermined circulation time.
  • the round trip time is a variable (that is adjustable, can change during the operation of the light signaling system ⁇ ) round trip time or a fixed (or predetermined fixed, does not change during operation) round trip time. In Be ⁇ operation of the traffic signal system both variable and fixed cycle times can be provided.
  • a duration of the periods during a Be ⁇ drive of the signal conditioning is determined depending on traffic data.
  • the round trip times are not rigidly predetermined or fixed, but can be adapted to a specific present traffic situation or to a prognostic ⁇ ed traffic situation rather.
  • a time duration of the circulation times during operation of the signal system is determined in phases.
  • a phase in the sense of the present invention is a specific signaling state of a specific node, which is defined by released signal groups.
  • phase-by-phase shifting of the calculation intervals allows, on the one hand, further circulation-related traffic data and This can be reacted to fluctuations in traffic already after each phase.
  • the advantage of the abovementioned embodiments is that changes in demand (in particular changes in traffic situations)
  • the temporal beginning and the end of the aggregation intervals are determined individually for each signal group of the traffic signal based on a green-time start for the corresponding Sig ⁇ nalirriate. As a result, beat effects in a traffic demand can be avoided in an advantageous manner.
  • At least slight beat effects can occur when the free ⁇ watch time of the signal group to shift between two circulation streams, so that, for example, 4/3 of the average release ⁇ time of a signal group is located in a first interval and 2 / 3 in a second, due to the fact that not only the release period of the signal group can change between two rounds, but also the beginning of the release due to the fact that the signal times of the signal ⁇ groups change in the preceding phases.
  • At least one request phase is provided in at least one of the circulation times, in which as long as no remaining time of a signal is determined until a phase is requested.
  • the capacity of the other phases can be increased if the time required for the failing phase can be distributed to the other phases, whereby not only the phase duration is available but also the duration of the phase transition saved.
  • a number of revolution times between the first round trip time and the second round trip time as a function of a location ei ⁇ nes traffic detector agrees loading relative to the light signal system.
  • a residual time of at least one of the signals which are kept unchanged is kept.
  • a calculation or a determination for at least one phase or a circulation time is determined in advance, for example, a remaining time or a remaining time of a currently or currently released signal (or several currently or currently enabled signals) (alternatively or additionally from a current or present red signal or from multiple current or present red signals).
  • the calculation or the reminder takes place at least for the respectively next round or the respectively next phase in advance, by the remaining time or the remaining time of the signals which are not yet released (or signal, for example a red signal) to be able to Kings ⁇ NEN.
  • Local here means in particular that the Lichtsig ⁇ nalstrom a separate traffic data processing unit is ordered to ⁇ , which is intended exclusively for the processing of traffic data for this traffic signal system.
  • the calculations may be carried out on a central server.
  • a sol rather central server may particularly for multiple Lichtsig ⁇ nalanlagen process corresponding traffic data and form corresponding traffic signal control data for each traffic signal or detect and send to the appropriate traffic signal control units of the individual traffic signals.
  • Light system comprises a plurality of signal groups, determined for the ent ⁇ speaking analog signal respective times and are kept unchanged.
  • the control of the signal group according to the dual ring concept takes place and switching times depending on limits (also called “barriers”) as ⁇ as dependent on signal groups are adapted.
  • the dual ring control method (or concept) is used in the United States, Australia, and much of Asia and will be further exemplified as follows with reference to FIG. Shown are 4 intersecting roads 509, 511, 513, and 515. Roads 511 and 515 correspond to one main road. Street ("Major Street”). Streets 509 and 513 correspond to a minor street ("Minor Street”).
  • the orbital period is divided into two parts, which are separated by two boundaries (barrier) 501 and 503.
  • the signal groups (numbered 1 to 8 in FIG. 5 and also partly marked with the Greek capital letter Phi ".phi.”), Designated in the American "phase” and equated with the lane groups, are written on two rings 505 and 507 in FIG Arranged sense of their green color ⁇ tion, which are processed analogous to old electromechanical controls.
  • the reference numeral 508 points to an exemplary representation of an equivalent dual ring structure. "Flow ratios" are shown in parentheses, and the signal group arranged on a ring then has green if the "sliding contact", ie the instantaneous one Time in circulation is within this signal group assignment.
  • Up to two signal groups can be created for each ring on each of the two subregions of the circuit, so that each subarea has four signal groups 1, 2, 5, and 6 as shown on the left.
  • the signal groups within a subarea are arranged so that the compatible signal groups ei ⁇ ner signal group are each arranged on the other ring, while hostile on the same ring.
  • the signal group which strikes one of the two boundaries (barrier) 501 and 503 must end with the barrier, the time of the
  • the Barrier can be determined adaptively as the switching time of the subregions. If two signal groups are located on a ring within a subarea, the time of switching between the two signal groups can be changed without regard to other switching times as long as signal minimum times and split times are maintained. Accordingly, the switching time as shown in FIG. 5 may be different between the signal groups 2 and 1 than between 5 and 6.
  • FIG. 1 shows a flowchart of a method for controlling a traffic signal system
  • a step 101 the measured traffic data are aggregated in a first round trip time and signal times of a signal group of the traffic signal for one of the first Um ⁇ run time temporally following second round trip time determined at the beginning of an intermediate third roundtrip before the arrival of the latest time.
  • the determined signal times are kept unchanged after the determination.
  • the signal ⁇ group is controlled in the second round trip time based on the unverän ⁇ changed held signal times, so that the signal group output corresponding signals in the second round trip time of the signal times kept unchanged.
  • the traffic signal control system 201 comprises a data transmission interface 203 for accepting traffic data. These traffic data may be in particular determined by means of a traffic monitor or recorded and the data transfer interface 203 überge ⁇ ben.
  • the traffic signal control system 201 further includes a traffic data processing unit 205 for detecting traffic signal control data.
  • the traffic signal system control system 201 comprises a data transfer interface 207 for transferring the light signal ⁇ system control data to a (not shown) light signal ⁇ system control unit.
  • the traffic signal system control system 201 comprises the traffic signal control unit.
  • the traffic data processing unit 205 is configured to determine, based on measured traffic data, signal times of a signal group of the traffic signal system for a second time period following the first time period in a first round trip time of the traffic signal system, wherein
  • the traffic data processing unit 205 is formed
  • the traffic data processing unit 205 is configured to determine traffic signal control data based on the unchanged signal times, so that the traffic signal control unit controls the signal group in the second revolution time based on the determined
  • FIG. 3 shows a signal timing diagram 301 of a Lichtsignalanla ⁇ ge with signal groups SGI, SG2, SG3, SG4 and SG5.
  • the traffic signal system is located at a node.
  • the node is thus a signalized node.
  • symbolic delineations of traffic patterns of five detectors Det 1, Det 2, Det 3, Det 4 and Det 5 are shown as lines 302 with different lengths, wherein the bars 302 mark the time period that the detector was occupied by a vehicle.
  • the occupancy time of an occupancy depends on the speed of the vehicle and its length.
  • the detectors may be, for example, design detectors, requirement detectors or strategic detectors.
  • Demand detectors are immediately before the stop line and can not be run over when the signal is locked.
  • Rated detectors are located at a distance of approx. 3 sec travel time, ie in the range of approx. 40m-60m before the stop line and can only be passed over to a limited extent when the signal is blocked, and only until the queue before the blocked signal reaches the detector goes back.
  • Strate ⁇ cal detectors are so far ahead of the stop line of the Sig ⁇ Nalles that the crossing of the detector by blocking Is not prevented signal as long as the node is not congested on ⁇ (overstowed) is. This means, in particular, that the detectors can be arranged on the roads leading to the node and on the node itself.
  • three circulating times 303, 305 and 307 are shown by way of example. In one embodiment, not shown, more than three circulation times may be provided.
  • the solid bold line 309 indicates a red signal.
  • the double line with reference numeral 313 a Grünsig ⁇ nal, reference numeral 311 with the diagonal line characterizes a yellow signal, and reference numeral 310 with bold line and a diagonal line Rotgelbsignal.
  • the individual signal times of the periods 303, 305, 307 of the signal timetable 301 can be determined depending on the scaffoldda ⁇ th, which were determined by means of the five detectors or formed. As long as all signal times are always determined as a function of the traffic data, it is generally not possible to display a residual time for individual signals. For if, for example, a remaining time is to be displayed at a time 317 between the yellow phase and the red phase in the circulation time 303, this may not subsequently change, for example shorten or lengthen.
  • the signal times of the signal groups in the round trip time 307 are thus known in advance.
  • 305 and 307 basie ⁇ rend determined on the held signal times rest times for the individual signals of the signal groups, or be calculated for the cycle times. For example, at the beginning of a green phase of the signal group SGI in the round trip time 305 the corresponding
  • the beginning of this green phase is indicated by the reference numeral 319. So that means the ⁇ special is that the orbital period 307, the signal times are fixed and known. These will not change during the circulation period.
  • the round trip time 307 may thus be referred to as the second round trip time.
  • the round trip time 303 may thus be referred to as the first round trip time.
  • the traffic data which are used at the beginning of the third round trip time 305 or at the end of the first round trip time 303 to determine the signal times can preferably be determined in the first round trip time 303.
  • the beginning of a red phase in the circulation time 305 is indicated by reference numeral 321.
  • the latest time is before this beginning 321 of this red phase, so that a residual time for this red signal can be determined and displayed.
  • the traffic data which are determined during measurement in the second round trip time 307, are compared with the predicted traffic data, which was calculated or determined in the first round trip time 303 for the second round trip time 307, by the corresponding ones Signal times for the second round trip time 307 to determine. Should differences arise here? give, so these are taken into account for a determination or determination of signal times of other orbital periods, which are temporally after the second round trip time 307. In one embodiment, not shown, it may be provided that more than one circulation time lie between the first circulation time 303 and the second circulation time 307.
  • FIG 4 also shows a signal diagram 301 for the light signal conditioning ⁇ the signaled node 401.
  • the signal diagram 301 overall measure FIG 4 is formed substantially similar to the signal diagram 301 of FIG. 3 Reference may be made to the corresponding explanations.
  • the reference numeral 411 still points to a phase characteristic. For clarity, the individual signal times for the round trip times 305 and 307 are not shown.
  • the reference numeral 415 points to a calculation interval in which signal times for the round trip time 307 are determined.
  • the calculation interval 415 is located in the round trip time 305.
  • the signal times for the roundtrip time 307 that is sym ⁇ bolisch the arrow with reference numeral 417 on
  • This is based on traffic data that has been determined in the orbit period 303. After determining the signal times, these are no longer changed, ie kept unchanged.
  • the signal groups are thus controlled in accordance with the signal times shown unchanged. This is in a control interval 419, which corresponds to the circulation time 307 ent ⁇ .
  • the reference numeral 421 shows an aggregation interval shifted by one phase.
  • the calculation takes place in the also shifted by a phase calculation interval 423, in which signal times are determined for a likewise shifted orbital period 419a, which are not changed for the duration of one phase, so that the signal groups are controlled according to the signal times kept unchanged and in the Periods 417 and 423, the remaining times of the signals can be calculated.
  • changes in the traffic flow can be determined after each phase and signal times for the period after the expiration of the duration of a cycle can be calculated.
  • the signal times after the calculation are kept unchanged only insofar as they are already used for the calculation of remaining times. In the case of usual phase sequences, this is the period of the first phase of the period which begins one revolution after the end of the aggregation interval, that is to say in FIG. 4 the first phase of the interval 419 a.
  • the reference numeral 425 points to a by a certain time ⁇ duration, here 1 s, shifted aggregation interval.
  • the reference numeral 427 shows, similarly to the reference numerals 415 and 423 to a calculation interval, in which signal times calculated for the interval 419b, so that the Cnt ⁇ th of the signal groups can be calculated in the time regions 417 and 427th
  • the signal times are recalculated after every second, each time for a period of time after the duration of one revolution after the calculation starts, whereby only such signal times are changed, which are not yet used to the time remaining display or for other appli ⁇ applications.
  • Reference numeral 429 shows an example of an aggregation onsintervall, which was preferred to a temporally succeeding control interval 431 in time by a specific time duration 433, in particular a computing time that Benö ⁇ is Untitled for, based on the aggregated traffic data, the corresponding traffic signal control data determine.
  • the traffic signal control data according to the time 433 are used to control the traffic signal system in one
  • Control interval 435 which immediately follows the control ⁇ interval 431. That is to say that the Aggregationsin ⁇ interval and the control interval are each offset by a vorgege- bene time duration, the aggregation interval is preferred according to the temporal duration. This time duration depends, in particular, on the computing time and / or on a parameter as already explained above, for example: aggregation time, transmission time of traffic signal control data from a data transfer interface 207 to a traffic signal control unit, reaction time of a traffic light system. Control unit in response to received Lichtsignalanla ⁇ gene control data or any combination thereof.
  • the latest time is determined per revolution time, from which the switching times of the subsequent ⁇ orbit may not be changed. This is the earliest time a signal will be switched and will not be switched in the remainder of the cycle (green ends of signal 1 and 2 in circuit 303).
  • a number of transit times (303, 305, 307) are inserted between the first round trip time and the second round trip time to further set the signal times in the future, for example, emergency vehicles, public transit vehicles, and in ⁇ individual road users in the context of a green wave.
  • the invention thus relates to collectively particularly to a method for controlling light signal groups in the signal times using traffic data is calculated and this data signal to a time later than ⁇ be calculated and then no longer be changed. From the be ⁇ knew the art of estimating signal times and rest periods, the invention differs especially as ⁇ by that signal times not estimated but are calculated net.
  • the invention differs from the known state of the art in the indication of remaining times in that the signal times during the operation of the traffic signal system are adaptively determined on the basis of the traffic data.
  • One embodiment comprises a display and / or an Ver ⁇ application of remaining times the signaled signal images by the traffic data are aggregated in one round and in a first round trip signal times for a second round (round trip time) are calculated, the time after the first round, in particular immediately after a third circulation following the first circulation.
  • the calculation and transmission takes place, for example, in each case in the time of the phase transition when the circulation (circulation time) starts with the phase transition into the first phase of the phase sequence. If the circulation is defined differently, for example, another embodiment given below may be used.
  • a further embodiment for displaying and / or using the remaining signal image times identifies circulation-like intervals in the manner of a rolling horizon, by terminating after each phase a first interval shifted by the duration of the phase, and from the traffic data aggregated for this interval, the signal times of a second interval calculated immediately following a third interval between the first and second intervals.
  • the intervals thus defined have the length of one revolution, but are shifted to this.
  • the advantage of this procedure is that after each phase on a change in traffic demand can be reacted, the signal times calculated from it are used at the earliest in the second interval. After each phase, the phase transition occurs; During this time, the calculations and the transmission of the signal times can take place. In the event that the durations of the phase transition are insufficient, another embodiment described below is used.
  • This further embodiment for displaying and using the signal image remaining times also used this approach of the intervals, but which are often calculated at the In ⁇ play every second instead of only after each phase.
  • the advantage of this embodiment is that also signals that can be considered only on request and not in each round can be taken into account if the remaining times for the unreleased signal (red) are only displayed if the signal is requested. The every second processing ensures that can be quickly calculates a remaining time and displayed after Anforde ⁇ tion.
  • a further embodiment of the method allows the coor ⁇ ordination of vehicles, for example as part of a green wave, as part of a prioritization of the public local transport (bus, tram) for emergency vehicles such as ambulance, fire ⁇ military, police and VIP.
  • the signal times must be calculated further ahead or less in advance, depending on the particular planning and the location where the vehicles log in to calculate the signal times.
  • the Sig- must nalicide at least as far in advance calculated the ⁇ that the vehicles, the information can be given on their application whether and at what speed they get released.
  • the first interval whose traffic data is aggregated is advanced so far that aggregation of the traffic data and calculation of the signal times can be performed in the acquired time, the signals can be transmitted to the signal processing and signaled in good time. This prevents signal times from being able to be implemented on time due to system-related computation times.
  • the traffic demands for the second interval are predicted from the traffic data collected up to the end of the first interval. The advantage of this is that, for example, it is possible to respond more quickly to increases in demand if the demand trend is used for extrapolation.
  • the traffic demands (traffic data) measured during the second interval are compared with the predicted traffic demands (traffic data) and then at the end of this second interval, which is now the first interval of traffic data aggregation and signal time calculation, the signal times for the next second interval to calculate and to incorporate of prognosis in the calculation of the difference, in particular in that the signal times be additionally increased by the amount that is required by the difference of Progno ⁇ se and measurement of the traffic demand to use, if the measured traffic demand was higher than the measured and because of too short signal times in the past interval is to be expected that not the entire traffic demand has been served with free ⁇ ting time.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Lichtsignalanlage, wobei - in einem ersten Zeitintervall der Lichtsignalanlage basierend auf gemessenen Verkehrsdaten Signalzeiten einer Signalgruppe der Lichtsignalanlage für ein dem ersten Zeitintervall zeitlich folgendes zweites Zeitintervall ermittelt werden, wobei - die ermittelten Signalzeiten ab einem vorbestimmten Zeitpunkt unverändert gehalten werden, wobei - die Signalgruppe in dem zweiten Zeitintervall basierend auf den unverändert gehaltenen Signalzeiten gesteuert wird, so dass die Signalgruppe in dem zweiten Zeitintervall den unverändert gehaltenen Signalzeiten entsprechende Signale ausgibt - wobei aus den unverändert gehaltenen Signalzeiten Restzeiten für die Signalbilder der Signale ermittelt werden, sofern die Signale im zweiten Zeitintervall geschaltet werden, - wobei der vorbestimmte Zeitpunkt derart ermittelt wird, dass für momentan laufende Signalbilder der Lichtsignalanlage die für jeden zukünftigen Zeitpunkt ermittelte Restzeiten unverändert bleiben und dass der nächste Schaltzeitpunkt eines Signals spätestens zum Zeitpunkt des vorherigen SchaltZeitpunkts vorliegt. Die Erfindung betrifft ferner ein Lichtsignalanlagen-Steuerungssystem zur Steuerung einer Lichtsignalanlage sowie ein Computerprogramm.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Steuerung einer Lichtsignalanlage und Lichtsig¬ nalanlagen-Steuerungssystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Lichtsignalanlage. Die Erfindung betrifft ferner ein Licht¬ signalanlagen-Steuerungssystem zur Steuerung einer Lichtsignalanlage. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Computer- programm.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2011 004 841 AI zeigt ein Ver¬ fahren und ein Lichtsignalanlagen-Steuerungssystem zur Steuerung von Lichtsignalanlagen.
Die Patentschrift DE 10 2012 110 099 B3 zeigt eine Prädikti¬ onseinheit einer Lichtsignalanlage zur Verkehrssteuerung. Es ist eine reale Lichtsignalanlage vorgesehen. Diese wird simu¬ liert, um für diese simulierte Lichtsignalanlage im Zeitraf- fer mittels der Prädiktionseinheit Restzeiten für Signale vorherzusagen. Diese vorhergesagten Restzeiten entsprechen also den Restzeiten von Signalen der simulierten Lichtsignalanlage, nicht der realen Lichtsignalanlage. Die reale Licht¬ signalanlage läuft von der simulierten Lichtsignalanlage un- abhängig. Das heißt also insbesondere, dass die Restzeiten der simulierten Lichtsignalanlage nicht für eine Steuerung der realen Lichtsignalanlage verwendet werden.
Die Patentschrift DE 10 2010 052 702 B4 zeigt ein Verfahren zur Steuerung einer Lichtsignalanlage und eine zugehörige
Lichtsignalanlage. Es wird der aktuelle Verkehrszustand durch Empfangen von von Fahrzeugen ausgesendeten Verkehrsdaten er- fasst. Der Verkehrszustand wird verarbeitet. Ferner wird der aktuelle Zustand der Lichtsignalanlage durch eine Steuerungs- einrichtung verarbeitet. Des Weiteren werden optimale Schalt¬ zeitpunkte der Lichtsignalanlage ermittelt und ausgesendet, die von Ampelphasenassistenten der Fahrzeuge empfangen werden. Bei den ausgesendeten SchaltZeitpunkten handelt es sich primär um den nächsten SchaltZeitpunkt bzw. die verbleibende Restzeit der aktuellen Ampelphase. Es wird also die Restzeit der aktuellen Ampelphase berechnet. In den Ausführungen dieser Patentschrift ist nicht klar ob mit Phasen Phasen im Sin- ne der Richtlinien für Lichtsignalanlagen (RiLSA) oder Rot und Grünzeiten von Signalen verstanden werden. Im Falle von Phasen im Sinne der RiLSA können nur Restzeiten für Signale sicher vorherberechnet werden, die in der laufenden Phase grün geschaltet sind und in der nächsten Phase rot geschaltet sind, da nur die Restzeit der laufenden Phase gemeint ist.
Sind mit Phasen die Rot und Grünzeiten je Signal gemeint, so erlaubt der Algorithmus keine vorab definierte Umlaufdauer, da jedes Signal mit einer Dauer entsprechend des gemessenen Verkehrs und der vorangehenden Rotzeit des Signals auf Grün geschaltet wird, wobei die Dauer der Rotzeit des Signals wie¬ derum von den Grünzeiten der anderen Signale, mindestens den feindlichen abhängt. Insofern ist kein Verfahren beschrieben, das die Berechnung von zuverlässigen Restzeiten für Rot und Grün erlaubt, so dass für jedes Signal zu jedem Zeitpunkt ei- ne zuverlässige Restzeit ermittelt werden kann, zumindest dann nicht, wenn die Umlaufdauer definiert sein muss. Eine für mehrere Knoten feste Umlaufdauer ist aber mindestens dann erforderlich, wenn eine Grüne Welle Schaltung angestrebt wird. Zudem ist eine feste Umlaufdauer aus Leistungsfähig- keitsgründen dann erforderlich, wenn Knoten in unmittelbarer Nachbarschaft liegen, zum Beispiel mit einem Abstand der Hal¬ telinien von 200m oder weniger.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gese- hen werden, ein Verfahren zur Steuerung einer Lichtsignalanlage bereitzustellen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann des Weiteren darin gesehen werden, ein Lichtsignalanlagen-Steuerungssystem zur Steuerung einer Lichtsignalanlage bereitzustellen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, ein Computerprogramm anzugeben. Diese Aufgaben werden mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung einer Lichtsignalanlage bereitgestellt, wobei
- in einem ersten Zeitintervall der Lichtsignalanlage basie¬ rend auf gemessenen Verkehrsdaten Signalzeiten einer Sig- nalgruppe der Lichtsignalanlage für ein dem ersten Zeitin¬ tervall zeitlich folgendes zweites Zeitintervall ermittelt werden, wobei
- die ermittelten Signalzeiten ab einem vorbestimmten Zeitpunkt unverändert gehalten werden, wobei
- die Signalgruppe in dem zweiten Zeitintervall basierend auf den unverändert gehaltenen Signalzeiten gesteuert wird, so dass die Signalgruppe in dem zweiten Zeitinter¬ vall den unverändert gehaltenen Signalzeiten entsprechende Signale ausgibt,
- wobei aus den unverändert gehaltenen Signalzeiten Restzei¬ ten für die Signalbilder der Signale ermittelt werden, sofern die Signale im zweiten Zeitintervall geschaltet wer¬ den,
- wobei der vorbestimmte Zeitpunkt derart ermittelt wird, dass für momentan laufende Signalbilder der Lichtsignalanlage die für jeden zukünftigen Zeitpunkt ermittelte Rest¬ zeiten unverändert bleiben und dass der nächste Schalt¬ zeitpunkt eines Signals spätestens zum Zeitpunkt des vor¬ herigen SchaltZeitpunkts vorliegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Lichtsignalanlagen- Steuerungssystem zur Steuerung einer Lichtsignalanlage bereitgestellt, umfassend:
- eine Datenübermittlungsschnittstelle zum Übernehmen von Verkehrsdaten,
- eine Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit zum Ermitteln von Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten, - eine Datenübergabeschnittstelle zum Übergeben der Licht¬ signalanlagen-Steuerungsdaten an eine Lichtsignalanlagen- Steuerungseinheit, wobei
- die Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, in einem ersten Zeitintervall der Lichtsignalanlage basierend auf gemessenen Verkehrsdaten Signalzeiten einer Signalgruppe der Lichtsignalanlage für ein dem ersten Zeitintervall zeitlich folgende zweites Zeitintervall zu ermitteln, wobei
- die Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, die ermittelten Signalzeiten ab einem vorbestimmten Zeitpunkt unverändert zu halten, so dass die Signalgruppe in dem zweiten Zeitintervall basierend auf den unverändert gehaltenen Signalzeiten gesteuert werden kann, so dass die Signalgruppe in dem zweiten Zeitintervall den unverändert gehaltenen Signalzeiten entsprechende Signale ausgeben kann,
- wobei die Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, aus den Signalzeiten Restzeiten für die Signalbilder der Signale zu ermitteln, sofern sie in der zweiten Um- laufzeit geschaltet werden,
- wobei die Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, den vorbestimmten Zeitpunkt derart zu ermitteln, dass für momentan laufende Signalbilder die für jeden zukünfti- gen Zeitpunkt ermittelten Restzeiten unverändert bleiben und dass der nächste SchaltZeitpunkt eines Signals spätes¬ tens zum Zeitpunkt des vorherigen SchaltZeitpunkts vor¬ liegt . Nach noch einem Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Programmcode zur Durchführung des Verfahrens zur Steuerung einer Lichtsignalanlage umfasst, wenn das Com¬ puterprogramm auf einem Computer, insbesondere einer Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit, ausgeführt wird.
Signalbilder können beispielsweise Rot, Grün, Gelb, Rot-Gelb oder Signalaspekte für einen öffentlichen Nahverkehr oder weitere Signalaspekte, zum Beispiel akustische Signalaspekte für Verkehrsteilnehmer mit Einschränkung im Bereich des Hörens sein.
Wenn im Sinne der vorliegenden Erfindung der Begriff „Umlauf- zeit" oder „Umlauf" (Umlauf und Umlaufzeit werden vorliegend synonym verwendet) verwendet wird, so soll stets der allge¬ meinere Begriff „Zeitintervall" mitgelesen werden und umge¬ kehrt. Wenn im Sinne der vorliegende Erfindung von „dem vorbestimmten Zeitpunkt" geschrieben wird, so soll stets „dem spätesten Zeitpunkt" mitgelesen werden und umgekehrt. Eine
Steuerung der Signalgruppe oder der Signalgruppen heißt insbesondere, dass die jeweiligen Signale der Signalgruppen ge¬ steuert werden. Die Erfindung umfasst also insbesondere den Gedanken, für ei¬ ne zukünftige Umlaufzeit Signalzeiten einer Signalgruppe der Lichtsignalanlage zu ermitteln und diese zukünftigen Signal¬ zeiten nach dem Ermitteln nicht mehr zu verändern, sondern unverändert zu halten. Das heißt also insbesondere, dass ab diesem Zeitpunkt die Signalzeiten der Signalgruppe für die zukünftige Umlaufzeit bereits bekannt sind. Berechnungen, die ab diesem Zeitpunkt, an dem die ermittelten Signalzeiten nicht mehr verändert werden, basierend auf diesen ermittelten Signalzeiten durchgeführt werden, behalten somit ihre Gültig- keit, da nachträglich an den ermittelten Signalzeiten nichts mehr geändert wird. Diese ermittelten Signalzeiten können somit ab dem Zeitpunkt, an dem sie nicht mehr verändert werden, als zuverlässige Basis für weitere Berechnungen, insbesondere für Restzeiten eines Signals, verwendet werden.
Dadurch, dass Verkehrsdaten zum Ermitteln der Signalzeiten verwendet werden, die gemessen wurden (beispielsweise noch in der ersten Umlaufzeit und/oder zeitlich vor dem Beginn des Ermitteins, beispielsweise in einer der ersten Umlaufzeit zeitlich vorausliegenden weiteren Umlaufzeit) , können die Signalzeiten zumindest an eine Verkehrssituation angepasst werden, welche während der Messung des Verkehrs oder der Verkehrsströme vorliegt. Das heißt also insbesondere, dass die Signalzeiten nicht bereits im Voraus nach einem statischen oder festen Signalzeitenplan vorgegeben sind. Vielmehr können die Signalzeiten in vorteilhafter Weise während einer Laufzeit der Lichtsignalanlage, also während eines Betriebs der Lichtsignalanlage, an die konkret vorliegende Verkehrssitua¬ tion oder an eine geschätzte oder prognostizierte zukünftige Verkehrssituation angepasst werden.
Das heißt also insbesondere, dass grundsätzlich eine adaptive Anpassung der Signalzeiten durchgeführt werden kann bis zum spätesten Zeitpunkt. Ab diesem Zeitpunkt werden die Signal¬ zeiten für die zweite Umlaufzeit festgehalten. Das heißt also insbesondere, dass diese Signalzeiten für die zweite Umlauf¬ zeit somit bereits im Voraus ab dem Zeitpunkt des Festhaltens oder des unverändert Haltens bekannt sind. Dadurch können in vorteilhafter Weise Restzeiten für Signale ermittelt oder berechnet werden, die den ermittelten Signalzeiten entsprechen. Denn in der Regel ist es so, dass ab dem Augenblick oder dem Zeitpunkt, ab dem eine Restzeit ermittelt und einem Verkehrs- teilnehmer angezeigt wird, sich diese Restzeit üblicherweise nicht mehr verändern darf. Deshalb konnten bekannte Lichtsig¬ nalanlagen mit einer Restzeitenanzeige nicht mit einer loka¬ len mikroskopischen Verkehrsabhängigkeit (also mit einer Er¬ mittlung der Signalzeiten in Abhängigkeit von gemessenen Ver- kehrsdaten) betrieben werden, die beispielsweise sekündlich über eine weitere Signalisierung entscheidet. Daher werden als Konsequenz im Stand der Technik bei Signalanlagen mit einer Restzeitanzeige die Signalzeiten in Form eines Festzeit¬ planes oder eines statischen Signalzeitenplanes starr, also statisch und nicht veränderbar, gewählt, wobei diese Signal¬ zeiten gemäß dem Stand der Technik somit nicht mehr einem Verkehrsgeschehen oder einer Verkehrssituation angepasst werden . Demgegenüber weist aber die Erfindung den Vorteil auf, dass eine Restzeitanzeige möglich ist und dennoch eine Berücksich¬ tigung der vorliegenden oder prognostizierten Verkehrssituation bei der Berechnung oder Ermittlung der Signalzeiten mög- lieh ist. Dies deshalb, da die ermittelten Signalzeiten von gemessenen Verkehrsdaten abhängen. Nach ihrer Ermittlung werden diese nicht mehr geändert, sodass dann auch Restzeiten für die entsprechenden Signale ermittelt oder berechnet und insbesondere auch angezeigt werden können.
Gegenüber dem vorliegenden Stand der Technik besteht der Vorteil, dass die Restzeiten nicht geschätzt sondern berechnet werden und dennoch auch die Signalzeiten verkehrsabhängig bis zu einem spätestens Zeitpunkt berechnet und so an das Ver¬ kehrsaufkommen angepasst werden können.
Die ermittelten oder berechneten Restzeiten der Signale können nach einer Ausführungsform einem Verkehrsteilnehmer be- reitgestellt werden. In einer weiteren Ausführungsform können die ermittelten oder berechneten Restzeiten angezeigt werden, dies insbesondere mittels einer Restzeitenanzeigeeinrichtung, die beispielsweise einen Bildschirm aufweisen kann. Vorzugsweise ist ein Restzeitsignalgeber (oder mehrere Restzeitsig- nalgeber) vorgesehen, der ausgebildet ist, eine Restzeit ei¬ nes Signals einer Signalgruppe anzuzeigen. Vorzugsweise ist eine Datenverbindung zwischen der Lichtsignalanlagen-Steue¬ rungseinheit und dem Restzeitsignalgeber (oder bei mehreren Restzeitsignalgebern mehrere Datenverbindungen) vorgesehen, die entsprechende Steuerungsdaten zum Steuern des Restzeit¬ signalgebers an diesen übermittelt. Diese Steuerungsdaten werden vorzugsweise von der Lichtsignalanlagen-Steuerungs¬ einheit ermittelt. Wenn im Lichte der vorliegenden Beschreibung der Plural für die Signalzeit und für die Signale verwendet wird, so soll damit stets der Singular eingeschlossen sein und umgekehrt. Analog gilt dies für die Signalgruppen Verkehrsdaten im Sinne der vorliegenden Erfindung beschreiben insbesondere eine Verkehrssituation und/oder eine Verkehrs¬ nachfrage. Verkehrsdaten im Sinne der vorliegenden Erfindung können beispielsweise mittels einer Verkehrsüberwachungsein- richtung erfasst oder ermittelt werden. Eine solche Verkehrs¬ überwachungseinrichtung kann beispielsweise einen oder mehrere Sensoren für eine Verkehrsüberwachung umfassen. Diese Sensoren können beispielsweise Teil eines Detektors, insbesonde- re eines Bemessungsdetektors und/oder eines Halteliniendetek¬ tors, sein. Solche Detektoren sind üblicherweise an einer Straße oder an einer Kreuzung oder an einer Haltelinie angeordnet und erfassen dort Fahrzeuge, die an diesen Orten vor¬ beifahren und/oder halten. Die Verkehrsdaten umfassen also insbesondere Verkehrsströme in Richtung einer Kreuzung oder eines Knotens.
Ein Knoten im Sinne der vorliegenden Erfindung ist als ein Bereich im Straßenverkehr definiert, an dem sich feindliche Verkehrsströme treffen, insbesondere kreuzen und/oder einmünden. Beispiele solcher Knoten sind Kreuzungen, Fußgängerüberwege oder Einmündungen. Man spricht von einem signalisierten Knoten, wenn ein oder mehrere Verkehrsströme an diesem Knoten durch eine Signalanlage, insbesondere eine Lichtsignalanlage, gesteuert werden. Hierbei ist der Begriff Lichtsignal nicht nur auf Lichtzeichen beschränkt, sondern es ist auch möglich, dass die Lichtzeichen durch weitere Signale wie zum Beispiel akustische Signale ergänzt werden. Deshalb werden diese nach¬ stehend auch als Signalgeber benannt. Gerade im Bereich der Fußgängersignale werden häufig akustische und optische Signa¬ le in Kombination eingesetzt, um zum Beispiel sehbehinderten Personen die Benutzung zu erleichtern und/oder um durch eine doppelte Signalisierung eine erhöhte Aufmerksamkeit bei den Verkehrsteilnehmern zu erzielen.
Das heißt also insbesondere, dass bei der Verwendung des Be¬ griffs „Lichtsignal" stets der allgemeinere Begriff „Signal" mitgelesen werden soll. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit ein Verfahren zur Steuerung von Lichtsignalanlagen für den Straßenverkehr an einem oder mehreren signalisierten Knoten in einem Regelbereich sein. Das erfindungsgemäße Lichtsignalanlagen-Steue- rungssystem kann somit ein Lichtsignalanlagen-Steuerungssys¬ tem für die Verkehrssteuerung an einem oder mehreren signalisierten Knoten in einem Regelbereich sein. Ein Regelbereich im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst üblicherweise mehr als einen signalisierten Knoten und dient in der Regel dazu, die Verkehrsströme an zwei oder mehreren im Verkehrsstrom hintereinander liegenden Knoten zu steuern. Insbesondere dienen die Regelbereiche dazu, einen Verkehrs- fluss in diesem zu erhöhen. Häufig wird dann auch von einer "Grüne-Welle-Schaltung" gesprochen, die grundsätzlich einen optimalen Fall einer Verkehrssteuerung darstellt. Eine Voraussetzung der grünen Welle ist die gemeinsame Umlaufdauer aller beteiligten Knoten.
Als eine Signalgruppe im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere eine Gruppe von Lichtsignalen bezeichnet, die jeweils identische Signalisierungen besitzen. Zum Beispiel werden bei mehrstreifigen Fahrbahnen neben seitlich an- gebrachten Signalgebern oft auch Signalgeber über den Fahrbahnen angebracht, wobei jeweils ein Signalgeber über der Fahrbahn mit einem seitlichen Signalgeber eine Signalgruppe darstellt. Verallgemeinert spricht man immer von Signalgrup¬ pen, auch wenn es nur einen Signalgeber gibt.
Fahrstreifengruppen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Gruppen von Fahrstreifen, die eine homogene Signalisierung besitzen, das heißt jeder Fahrstreifen wird von denselben Signalgruppen gesteuert. Nicht signalisierte Fahrstreifen ei- ner Knotenzufahrt können auch zu Fahrstreifengruppen zusam- mengefasst werden, denen kein Signal zugeordnet ist.
Signalgruppen können insbesondere als Hauptsignalgruppen auch mehreren Fahrstreifengruppen zugeordnet sein. Neben einer Hauptsignalgruppe kann einer Fahrstreifengruppe auch ein Zu¬ satzsignal zugeordnet sein, sodass sich die Fahrstreifengrup¬ pen dann zwar nicht durch die Hauptsignalgruppe aber durch die Zusatzsignalgruppe unterscheiden. Beispielhaft kann eine Knotenzufahrt drei Fahrstreifen besitzen, von denen zwei geradeaus und einer nach rechts geführt wird. Den beiden Fahr¬ streifen geradeaus ist ein dreifeldiges Hauptsignal mit Voll¬ scheiben zugeordnet, dem Rechtsabbiegefahrstreifen dasselbe dreifeldige Hauptsignal und zusätzlich ein zweifeldiges Zu¬ satzsignal mit Rechtsabbiegepfeilen . Daraus ergeben sich zwei Fahrstreifengruppen. Die erste bestehend aus zwei Fahrstrei¬ fen geradeaus, denen nur das Hauptsignal zugeordnet ist. Die zweite bestehend aus dem Fahrstreifen nach rechts, dem das Hauptsignal und das Zusatzsignal zugeordnet sind. Die Fahr¬ streifengruppen sind in der deutschsprachigen Literatur nicht explizit definiert, wohl aber im "Highway capacity manual", das unter anderem die Lichtsignalplanung und Versorgung in den USA definiert.
Nach einer Ausführungsform beruht die Wahl für zumindest einer der Umlaufzeiten, insbesondere für sämtliche Umlaufzei- ten, der Lichtsignalanlage auf der kritischen Signalgruppe, also der Signalgruppe in einem Regelbereich, die den höchsten Auslastungsgrad besitzt.
Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass Verkehrsdaten für die zweite Umlaufzeit prognostiziert werden, wobei das Ermitteln der Signalzeiten abhängig von den prog- nostizierten Verkehrsdaten durchgeführt wird. Die gemessenen Verkehrsdaten dienen also insbesondere als Basis für eine Prädiktion von Verkehrsdaten der zweiten Umlaufzeit. Es wird also insbesondere basierend auf dem Verkehr der ersten Um¬ laufzeit und/oder zeitlich vorher abgeschätzt, welcher Ver- kehr in der zweiten Umlaufzeit vorliegen wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass Verkehrsdaten für die zweite Umlaufzeit prognostiziert werden, wobei das Ermitteln der Signalzeiten abhängig von den prog- nostizierten Verkehrsdaten durchgeführt wird, wobei die prog¬ nostizierten Verkehrsdaten und tatsächliche Verkehrsdaten der zweiten Umlaufzeit miteinander verglichen werden, wobei Signalzeiten der Signalgruppe für zumindest eine weitere Umlauf- zeit abhängig von dem Vergleich ermittelt werden, die zeitlich nach der zweiten Umlaufzeit liegt.
Das heißt also insbesondere, dass nachträglich festgestellte Unterschiede zwischen der angenommenen oder prognostizierten Verkehrsnachfrage (Verkehrsdaten) eines Signalisierungsinter- valls (zweite Umlaufzeit) und der tatsächlich eintretenden Verkehrsnachfrage (tatsächliche Verkehrsdaten der zweiten Um¬ laufzeit) für eine Berechnung der sich der zweiten Umlaufzeit anschließenden Signalisierungsintervalle (weitere Umlaufzei- ten) berücksichtigt werden. Somit können in vorteilhafter Weise eventuelle Abweichungen der angenommenen Verkehrsnachfrage von der tatsächlich auftretenden Verkehrsnachfrage in zukünftigen Signalisierungszeiträumen berücksichtigt werden. Dadurch kann eine verbesserte Verkehrsregelung bewirkt werden .
Nach einer Ausführungsform werden die Verkehrsdaten über ein Aggregationsintervall aggregiert .
Nach einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass vor dem Ermitteln der Signalzeiten die hierfür zu verwendenden Verkehrsdaten auf ein Aggregationsintervall aggre¬ giert werden, so dass die Signalzeiten basierend auf den agg- regierten Verkehrsdaten ermittelt werden. Dadurch können in vorteilhafter Weise zeitlich lokale Schwankungen im Verkehrsstrom bezogen auf das Aggregationsintervall ausgeglichen werden. Gemäß dieser Ausführungsform kann das Aggregationsintervall auch als ein umlaufzeitbezogenes Intervall oder ein um- laufzeitbezogenes Aggregationsintervall bezeichnet werden.
In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Aggregationsintervall einer Umlaufzeit entspricht, insbesondere einer Umlaufzeit, die der ersten Umlaufzeit zeitlich voraus- liegt, insbesondere zeitlich unmittelbar vorausliegt.
Die Verkehrsdaten werden bevorzugterweise auf ein umlaufbezo¬ genes Aggregationsintervall aggregiert, das heißt beispiels- weise, dass die während eines Umlaufs einen Detektor überfah¬ renden Fahrzeuge gezählt werden, um zu vermeiden, dass die Aggregation von unterschiedlichen Freigabe- und Sperrzeiten einer Signalgruppe beeinflusst wird. Würde zum Beispiel bei einem Erfassungsintervall (Zeit, in der die Fahrzeuge gezählt werden) von 60 Sekunden und einer Umlaufzeit von 120 Sekunden eine Freigabezeit von 40 Sekunden komplett in ein erstes Er¬ fassungsintervall fallen während ein zweites Erfassungsinter¬ vall nur eine Sperrzeit dieser Signalgruppe enthält, dann wä- re die gemessene Verkehrsnachfrage im ersten Intervall deut¬ lich größer als im zweiten Intervall wenn der Detektor ein Anforderungs- oder Bemessungsdetektor ist, weil die Fahrzeuge im zweiten Intervall wegen der gesperrten Signalgruppe daran gehindert werden, den Detektor zu überfahren.
In einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Aggregationsintervall in seiner Dauer wieder einem Zeit¬ intervall, bevorzugt einem Umlauf entspricht, wobei der Be¬ ginn des Aggregationsintervalls nicht mit dem Beginn des Um- laufs der Steuerung identisch ist, sondern nach Art eines rolling horizon um jeweils eine Phase der Lichtsignalanlage verschoben wird.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Aggregationsintervall ebenfalls nach Art eines Rolling
Horizons um eine bestimmte zeitliche Dauer von beispielsweise 5s, insbesondere von 4s, vorzugsweise von 3s, insbesondere von 2s, beispielsweise von ls, versetzt ausgewertet wird um möglichst schnell (wenn auch zeitversetzt) auf eine Änderung im Verkehrsablauf reagieren zu können. Die vorstehend genann¬ te bestimmte zeitliche Dauer kann insbesondere eine zeitliche Dauer von kleiner einem der vorstehend genannten Zeitangaben aufweisen . In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die umlaufzeitbezogenen Intervalle (oder das umlaufzeitbezo¬ gene Intervall) für die Aggregation der Verkehrsdaten der ersten Umlaufzeit abhängig von einem Parameter zeitlich vor- gezogen werden, der ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Parametern ist: Aggregationsrechenzeit , Rechenzeit für die Steuerungsdaten, insbesondere die Schaltzeiten und Restzeiten, Übertragungszeit von Lichtsignalanlagen-Steue- rungsdaten von einer Datenübergabeschnittstelle an eine
Lichtsignalanlagen-Steuerungseinheit, Reaktionszeit einer Lichtsignalanlagen-Steuerungseinheit in Reaktion auf empfan¬ gene Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten oder eine beliebige Kombination hiervon.
Das heißt also insbesondere, dass die Berechnungen und Daten¬ übertragungen schon vor dem Beginn des dem zweiten Umlaufs, in dem die Schaltzeiten wirksam werden vorangehenden dritten Umlauf vorliegen, indem bereits die Restzeiten benötigt wer- den von Signalen die erst im danach folgenden zweiten Umlauf wieder umgeschaltet werden. Zum Beispiel für eine Signalgrup¬ pe, die zu Beginn des zweiten Umlaufes grüngeschaltet wird, wird diese Schaltzeit schon im vorangehenden dritten Umlauf benötigt, um ab dem Rotschalten des Signals die Restzeit des Rots anzuzeigen. Somit kann dieser zeitliche Abstand optimal an den konkret vorliegenden Einzelfall angepasst werden. Es kann also somit in vorteilhafter Weise eine Rechenzeit be¬ rücksichtigt werden. Eine Rechenzeit bezeichnet insbesondere die Zeit, die für das Aggregieren der Verkehrsdaten und die Berechnung der adaptiven Signalzeiten benötigt wird. Des Weiteren kann dieser zeitliche Abstand abhängig von der Übertragungszeit von Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten von einer Datenübergabeschnittstelle an eine Lichtsignalanlagen-Steue¬ rungseinheit gewählt werden. Es wird also die Zeit berück- sichtigt, die für die Übertragung von Lichtsignalanlagen- Steuerungsdaten von der Datenübergabeschnittstelle an die Lichtsignalanlagen-Steuerungseinheit benötigt wird. Des Wei¬ teren kann der zeitliche Abstand abhängig von der Reaktions¬ zeit der Lichtsignalanlagen-Steuerungseinheit in Reaktion auf empfangene Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten gewählt werden. Es kann somit in vorteilhafter Weise vermieden werden, dass es zu zeitlichen Überschneidungen zwischen den umlaufzeitbezogenen Intervallen und den Umlaufzeiten kommt. Es kann somit in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass nach der Aggregation noch ausreichend Zeit für die weiteren Schritte (zum Beispiel: Ermitteln der Signalzeiten und der Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten, Übertragen der Lichtsignalanla- gen-Steuerungsdaten an die Lichtsignalanlagen-Steuerungseinheit und reagieren der Lichtsignalanlagen-Steuerungseinheit ansprechend auf das Empfangen der Lichtsignalanlagen-Steue¬ rungsdaten) zur Verfügung steht. Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Lichtsignalanlage eine definierte oder vorbestimmte Umlauf- zeit aufweist. Vorzugsweise ist die Umlaufzeit eine variable (also einstellbar, kann sich während des Betriebs der Licht¬ signalanlage ändern) Umlaufzeit oder eine feste (oder fest vorgegebene, ändert sich nicht im Betrieb) Umlaufzeit. Im Be¬ trieb der Lichtsignalanlage können sowohl variable als auch feste Umlaufzeiten vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass eine zeitliche Dauer der Umlaufzeiten während eines Be¬ triebs der Signalanlage abhängig von Verkehrsdaten ermittelt wird .
Das heißt also insbesondere, dass die Umlaufzeiten nicht starr oder fest vorgegeben sind, sondern vielmehr an eine konkret vorliegende Verkehrssituation oder an eine prognosti¬ zierte Verkehrssituation angepasst werden können.
In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass eine zeitliche Dauer der Umlaufzeiten während eines Betriebs der Signalanlage phasenweise ermittelt wird.
Eine Phase im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein bestimmter Signalisierungszustand eines bestimmten Knotens, welcher durch freigegebene Signalgruppen definiert ist.
Durch das phasenweise Verschieben der Berechnungsintervalle können zum einen weiter umlaufbezogene Verkehrsdaten und zu- dem kann schon nach jeder Phase auf Schwankungen im Verkehrsablauf reagiert werden.
Allgemein wird durch die vorstehend genannten Ausführungsfor- men der Vorteil bewirkt, dass auf Nachfrageänderungen (also insbesondere Änderungen in den Verkehrssituationen)
schnellstmöglich reagiert werden kann.
Nach noch einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der zeitliche Beginn und auch das Ende der Aggregationsintervalle individuell für jede Signalgruppe der Lichtsignalanlage basierend auf einem Grünzeitbeginn für die entsprechende Sig¬ nalgruppe ermittelt werden. Dadurch können in vorteilhafter Weise Schwebungseffekte in einer Verkehrsnachfrage vermieden werden. Ähnlich wie bei nicht zur Umlaufzeit passenden Erfassungsintervalle können zumindest leichte Schwebungseffekte eintreten, wenn die Frei¬ gabezeiten der Signalgruppe sich zwischen zwei Umlaufläufen verschieben, so dass zum Beispiel 4/3 der mittleren Freigabe¬ zeit einer Signalgruppe sich in einem ersten Intervall befindet und 2/3 in einem zweiten, dadurch bedingt, dass sich zwischen zwei Umläufen nicht nur die Freigabezeitdauer der Signalgruppe sich ändern kann, sondern auch der Beginn der Frei- gäbe dadurch bedingt, dass sich die Signalzeiten der Signal¬ gruppen in den vorangehenden Phasen ändern.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Anforderungsphase in zumindest einer der Umlaufzeiten vorgesehen wird, in welcher solange keine Restzeit eines Signals ermittelt wird, bis eine Phase angefordert wird. Dadurch kann die Kapazität der anderen Phasen erhöht werden, wenn die für die ausfallende Phase benötigte Zeit auf die anderen Phasen verteilt werden kann, wobei nicht nur die Phasendauer zur Verfügung steht sondern auch die Dauer des eingesparten Phasenübergangs. Sobald die Signalgruppe ange¬ fordert hat, soll sehr schnell eine Restzeit für die restli¬ che Sperrzeit des Signals zur Verfügung stehen. Daher ist es in dieser Ausführungsform vorteilhaft, wenn die Berechnung der Signalzeiten für einen Umlauf im Voraus in sehr kurzen Zeitabständen nach Art eines Rolling Horizon berechnet wird, zum Beispiel sekündlich.
In einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass eine Anzahl von Umlaufzeiten zwischen der ersten Umlaufzeit und der zweiten Umlaufzeit in Abhängigkeit von einem Ort ei¬ nes Verkehrsdetektors relativ zu der Lichtsignalanlage be- stimmt wird.
Es werden also die Signalzeiten für die zweite Umlaufzeit so¬ weit im Voraus berechnet oder bestimmt, dass die Restzeiten der Signale verwendet werden können, um dem sich annähernden Verkehrsteilnehmer Informationen zur Koordinierung geben zu können. Dies sowohl dem individuellen Verkehrsteilnehmer im Kontext einer grünen Welle als auch dem öffentlichen Nahverkehr im Kontext der ÖV- (Öffentlicher Verkehr) -Priorisierung . Nach noch einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass basierend auf den unverändert gehaltenen Signalzeiten eine Restzeit von zumindest einem der den unverändert gehaltenen Signalzeiten entsprechenden Signale ermittelt wird. Das heißt also insbesondere, dass eine Berechnung oder ein Ermitteln mindestens für eine Phase oder eine Umlaufzeit im Voraus ermittelt wird, um beispielsweise eine Restdauer oder eine Restzeit von einem momentan oder aktuell freigegebenen Signal (oder mehreren aktuell oder momentan freigegebenen Signalen) (alternativ oder zusätzlich von einem aktuell oder momentan vorliegenden Rotsignal oder von mehrere aktuell oder momentan vorliegenden Rotsignalen) anzuzeigen.
Das heißt also insbesondere, dass die Berechnung oder das Er- mittein mindestens für den jeweils nächsten Umlauf oder die jeweils nächste Phase im Voraus erfolgt, um die Restdauer oder die Restzeit der gerade nicht freigegebenen Signale (oder Signal, beispielsweise ein Rotsignal) anzeigen zu kön¬ nen .
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Berechnung, also insbesondere das Ermitteln der Signal¬ zeiten, lokal in der Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit er¬ folgen. Lokal bedeutet hier insbesondere, dass der Lichtsig¬ nalanlage eine eigene Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit zu¬ geordnet ist, die ausschließlich zur Verarbeitung von Ver- kehrsdaten für diese Lichtsignalanlage bestimmt ist.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Berechnungen, also insbesondere das Ermitteln der Signal¬ zeiten, auf einem zentralen Server erfolgen können. Ein sol- eher zentraler Server kann insbesondere für mehrere Lichtsig¬ nalanlagen entsprechende Verkehrsdaten verarbeiten und für die einzelnen Lichtsignalanlagen entsprechende Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten bilden oder ermitteln und an die entsprechenden Lichtsignalanlagen-Steuerungseinheiten der ein- zelnen Lichtsignalanlagen senden.
In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die
Lichtsignalanlage mehrere Signalgruppen umfasst, für die ent¬ sprechend analog jeweilige Signalzeiten ermittelt und unver- ändert gehalten werden.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Steuerung der Signalgruppe nach dem Dual Ring Konzept (auch Dual Ring Steuerungsverfahren genannt) erfolgt und Schalt- Zeitpunkte abhängig von Grenzen (auch „barriers" genannt) so¬ wie abhängig von Signalgruppen adaptiert werden.
Das Dual Ring Steuerungsverfahren (oder Konzept) wird in den Vereinigten Staaten, Australien und weiten Teilen Asiens ver- wendet und wird anhand von FIG 5 exemplarisch wie folgt näher erläutert. Gezeigt sind 4 sich kreuzende Straßen 509, 511, 513 und 515. Die Straßen 511 und 515 entsprechen einer Haupt- Straße („Major Street"). Die Straßen 509 und 513 entsprechen einer Nebenstraße („Minor Street").
Die Umlaufdauer wird dabei in zwei Teile unterteilt, die mit zwei Grenzen (Barrier) 501 und 503 voneinander getrennt sind. Die Signalgruppen (mit 1 bis 8 im FIG 5 durchnummeriert und auch noch teilweise mit dem griechischen Großbuchstaben Phi „Φ" gekennzeichnet.), im Amerikanischen „phase" bezeichnet und mit den Fahrstreifengruppen (lanegroups) gleichgesetzt, werden auf zwei Ringen 505 und 507 im Sinne ihrer Grünschal¬ tung angeordnet, die analog zu alten elektromechanischen Steuerungen abgearbeitet werden. Das Bezugszeichen 508 zeigt auf eine exemplarische Darstellung einer äquivalenten Dual Ring Struktur („equivalent Dual Ring Structure) In Klammern stehen die Flussraten („flow ratios") . Die auf einem Ring angeordnete Signalgruppe hat dann Grün wenn der „Schleifkontakt", also der augenblickliche Zeitpunkt im Umlauf innerhalb dieser Signalgruppenzuordnung liegt. Auf jeder der beiden Teilbereiche des Umlaufs können je Ring jeweils bis zu zwei Signalgruppen angelegt werden, je Teilbereich also vier wie auf der linken Seite mit den Signalgruppen 1, 2, 5, und 6 gezeigt. Die Signalgruppen innerhalb eines Teilbereichs werden dabei so angeordnet, dass die verträglichen Signalgruppen ei¬ ner Signalgruppe jeweils auf dem anderen Ring angeordnet wer- den, während dazu feindliche auf demselben Ring. Die an eine der beiden Grenzen (barrier) 501 und 503 stoßende Signalgrup¬ pe muss mit der Barrier enden, wobei der Zeitpunkt der
Barrier als SchaltZeitpunkt der Teilbereiche adaptiv bestimmt werden kann. Befinden sich zwei Signalgruppen auf einem Ring innerhalb eines Teilbereichs, so kann der Zeitpunkt des Um- schaltens zwischen den beiden Signalgruppen ohne Rücksichten auf andere Schaltzeiten verändert werden, solange Signalmindestzeiten und Zwischenzeiten eingehalten werden. Entsprechend kann die Schaltzeit wie in FIG 5 gezeigt zwischen der Signalgruppe 2 und 1 eine andere sein als zwischen 5 und 6.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
FIG 1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer Lichtsignalanlage,
FIG 2 ein Lichtsignalanlagensteuerungssystem zur Steuerung einer Lichtsignalanlage,
FIG 3 ein Signalzeitenplan einer Lichtsignalanlage,
FIG 4 ein signalisierter Knoten mit einem Signalzeitenplan und
FIG 5 das Dual Ring Konzept zeigen.
FIG 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer Lichtsignalanlage. In einem Schritt 101 werden in einer ersten Umlaufzeit die gemessenen Verkehrsdaten aggregiert und Signalzeiten einer Signalgruppe der Lichtsignalanlage für eine der ersten Um¬ laufzeit zeitlich folgende zweite Umlaufzeit zu Beginn einer dazwischen liegenden dritten Umlaufzeit noch vor dem Errei- chen des spätesten Zeitpunkts ermittelt. Gemäß einem Schritt 103 werden die ermittelten Signalzeiten nach dem Ermitteln unverändert gehalten. In einem Schritt 105 wird die Signal¬ gruppe in der zweiten Umlaufzeit basierend auf den unverän¬ dert gehaltenen Signalzeiten gesteuert, sodass die Signal- gruppe in der zweiten Umlaufzeit den unverändert gehaltenen Signalzeiten entsprechende Signale ausgibt.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Lichtsignalanlage mehrere Signalgruppen um- fasst, für die entsprechend analog jeweilige Signalzeiten er¬ mittelt und unverändert gehalten werden. In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass basierend auf den unverändert gehaltenen Signal¬ zeiten Restzeiten der Signale (oder eine Restzeit eines Sig¬ nals) ermittelt oder berechnet werden, die den unverändert gehaltenen Signalzeiten entsprechen. Wenn im Lichte der vorstehenden und nachfolgenden Beschreibung der Plural für die Restzeiten verwendet wird, so soll stets der Singular mitge¬ lesen werden und umgekehrt. FIG 2 zeigt ein Lichtsignalanlagen-Steuerungssystem 201 zur Steuerung einer Lichtsignalanlage (nicht gezeigt) .
Das Lichtsignalanlagen-Steuerungssystem 201 umfasst eine Datenübermittlungsschnittstelle 203 zum Übernehmen von Ver- kehrsdaten. Diese Verkehrsdaten können insbesondere mittels einer Verkehrsüberwachungseinrichtung ermittelt oder erfasst werden und an die Datenübermittlungsschnittstelle 203 überge¬ ben werden. Das Lichtsignalanlagen-Steuerungssystem 201 umfasst ferner eine Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit 205 zum Ermitteln von Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten. Des Weiteren umfasst das Lichtsignalanlagen-Steuerungssystem 201 eine Datenübergabeschnittstelle 207 zum Übergeben der Lichtsignal¬ anlagen-Steuerungsdaten an eine (nicht gezeigte) Lichtsignal¬ anlagen-Steuerungseinheit .
In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Lichtsignalanlagen-Steuerungssystem 201 die Lichtsignalanlagen-Steuerungseinheit umfasst . Die Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit 205 ist ausgebildet, in einer ersten Umlaufzeit der Lichtsignalanlage basierend auf gemessenen Verkehrsdaten Signalzeiten einer Signalgruppe der Lichtsignalanlage für eine der ersten Umlaufzeit zeitlich folgende zweite Umlaufzeit zu ermitteln, wobei
- die Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit 205 ausgebildet
ist, die ermittelten Signalzeiten nach dem Ermitteln unverändert zu halten, wobei - die Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit 205 ausgebildet ist, Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten basierend auf den unverändert gehaltenen Signalzeiten zu ermitteln, so dass die Lichtsignalanlagen-Steuerungseinheit die Signalgruppe in der zweiten Umlaufzeit basierend auf den ermittelten
Lichtsignal-Steuerungsdaten steuern kann, so dass die Signalgruppe in der zweiten Umlaufzeit den unverändert gehal¬ tenen Signalzeiten entsprechende Signale ausgeben kann. FIG 3 zeigt einen Signalzeitenplan 301 einer Lichtsignalanla¬ ge mit Signalgruppen SGI, SG2, SG3, SG4 und SG5. Hierbei be¬ findet sich die Lichtsignalanlage an einem Knoten. Der Knoten ist somit ein signalisierter Knoten. Ferner sind in dem Signalzeitenplan 301 symbolisch als Striche 302 mit unterschied- liehen Längen Verkehrsdaten von fünf Detektoren Detl, Det2, Det3, Det4 und Det5 eingezeichnet, wobei die Striche 302 den Zeitraum markieren, den der Detektor von einem Fahrzeug belegt war. Die Belegungsdauer einer Belegung hängt damit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und seiner Länge ab. Für die Erfindung werden bevorzugt Detektoren mit einer wirksamen Länge von bis zu zwei Metern eingesetzt, da diese die indivi¬ duellen Fahrzeuge noch zuverlässig unterscheiden können, und so die Zählung der Verkehrsnachfrage möglich ist. Bei länge¬ ren Detektoren können Modelle eingesetzt werden, um bei län- geren Belegungsdauern zu entscheiden, ob diese von einem Fahrzeug oder mehreren Fahrzeugen ausgelöst wurden.
Die Detektoren können beispielsweise Bemessungsdetektoren, Anforderungsdetektoren oder strategische Detektoren sein. An- forderungsdetektoren liegen unmittelbar vor der Haltelinie und können nicht überfahren werden, wenn das Signal gesperrt ist. Bemessungsdetektoren liegen in einer Entfernung von ca. 3sec Fahrzeit, das heißt im Bereich von ca. 40m-60m vor der Haltelinie und können bei gesperrtem Signal nur bedingt über- fahren werden, und zwar nur solange bis die Warteschlange vor dem gesperrten Signal bis zum Detektor zurückreicht. Strate¬ gische Detektoren liegen so weit vor der Haltelinie des Sig¬ nals, dass die Überfahrt des Detektors durch die Sperrung des Signals nicht gehindert wird, solange der Knoten nicht über¬ lastet (überstaut) ist. Das heißt also insbesondere, dass die Detektoren an den Straßen, die zum Knoten führen, und am Knoten selbst angeordnet sein können.
In dem Signalzeitenplan 301 sind exemplarisch drei Umlaufzei- ten 303, 305 und 307 eingezeichnet. In einer nicht gezeigten Ausführungsform können mehr als drei Umlaufzeiten vorgesehen sein .
Signalpläne werden durch unterschiedliche Stricharten reprä¬ sentiert. Die durchgezogene fette Linie 309 kennzeichnet ein Rotsignal. Die Doppellinie mit Bezugszeichen 313 ein Grünsig¬ nal, das Bezugszeichen 311 mit dem Diagonalstrich kennzeich- net ein Gelbsignal und das Bezugszeichen 310 mit fetter Linie und Diagonalstrich ein Rotgelbsignal.
Exemplarisch ist weiter ein Beginn eines Rotsignals der Signalgruppe SG4 mittels eines ausgefüllten Kreises mit dem Be- zugszeichen 315 eingezeichnet.
Die einzelnen Signalzeiten der Umlaufzeiten 303, 305, 307 des Signalzeitenplans 301 können in Abhängigkeit der Verkehrsda¬ ten ermittelt werden, die mittels der fünf Detektoren ermit- telt oder gebildet wurden. Solange sämtliche Signalzeiten stets in Abhängigkeit der Verkehrsdaten ermittelt werden, ist es in der Regel nicht möglich, für einzelne Signale eine Restzeit anzuzeigen. Denn wenn zum Beispiel zu einem Zeitpunkt 317 zwischen der Gelbphase und der Rotphase in der Um- laufzeit 303 eine Restzeit angezeigt werden soll, so darf diese sich aber im Nachhinein nicht noch ändern, beispielsweise verkürzen oder verlängern. Gerade dies wird aber der Fall sein, wenn die Signalzeiten basierend auf den Verkehrs¬ daten, die mittels der Detektoren gemessen werden, kontinu- ierlich, also im Betrieb, beispielsweise in sekündlichem Ab¬ stand und vorzugsweise sofort, zum Beispiel unmittelbar nach Erkennen einer Lücke seit dem letzten Fahrzeug von beispiels¬ weise mehr als 3sec, angepasst werden. Um dennoch eine Rest- zeit eines Signals zu ermitteln und beispielsweise anzeigen und/oder weiteren Verkehrsteilnehmern zur Verfügung stellen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass beispielswei¬ se während der Umlaufzeit 303 die Verkehrsdaten aggregiert, zu Beginn der Umlaufzeit 305, die Signalzeiten der Signal¬ gruppen für die Umlaufzeit 307 ermittelt werden und nach dem Ermitteln festgehalten, also unverändert, gehalten werden. Dies unabhängig davon, welche Verkehrsdaten beispielsweise noch in der Umlaufzeit 305 gemessen werden. Die Signalzeiten der Signalgruppen in der Umlaufzeit 307 sind somit im Voraus bekannt. Somit können für die Umlaufzeiten 305 und 307 basie¬ rend auf den festgehaltenen Signalzeiten Restzeiten für die einzelnen Signale der Signalgruppen ermittelt oder berechnet werden. Beispielsweise kann zu Beginn einer Grünphase der Signalgruppe SGI in der Umlaufzeit 305 die entsprechende
Restzeit angezeigt werden. Der Beginn dieser Grünphase ist mit dem Bezugszeichen 319 gekennzeichnet. Das heißt also ins¬ besondere, dass in der Umlaufzeit 307 die Signalzeiten fest und bereits bekannt sind. Diese werden sich also in der Um- laufzeit 307 nicht mehr ändern. Die Umlaufzeit 307 kann somit als die zweite Umlaufzeit bezeichnet werden. Die Umlaufzeit 303 kann somit als die erste Umlaufzeit bezeichnet werden. Die Verkehrsdaten, die zu Beginn der dritten Umlaufzeit 305 oder zum Ende der ersten Umlaufzeit 303 zum Ermitteln der Signalzeiten verwendet werden, können vorzugsweise in der ersten Umlaufzeit 303 ermittelt werden. Der Beginn einer Rotphase in der Umlaufzeit 305 ist mit Bezugszeichen 321 gekennzeichnet. Der späteste Zeitpunkt liegt vor diesem Beginn 321 dieser Rotphase, so dass eine Restzeit für dieses Rotsignal ermittelt und angezeigt werden kann.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Verkehrsdaten, die in der zweiten Umlaufzeit 307 aus Messung ermittelt werden, mit den prognostizierten Verkehrsdaten verglichen werden, die in der ersten Umlaufzeit 303 für die zweite Umlaufzeit 307 berechnet oder ermittelt wurden, um die entsprechenden Signalzeiten für die zweite Umlaufzeit 307 zu ermitteln. Sollten sich hier Unterschiede er- geben, so werden diese für eine Ermittlung oder ein Ermitteln von Signalzeiten von weiteren Umlaufzeiten berücksichtigt, die zeitlich nach der zweiten Umlaufzeit 307 liegen. In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zwischen der ersten Umlaufzeit 303 und der zweiten Umlaufzeit 307 mehr als eine Umlaufzeit liegen.
FIG 4 zeigt einen signalisierten Knoten 401.
Gezeigt sind vier sich kreuzende Straßen 403, 405, 407 und 409. Es sind 6 Signalgruppen SGI, SG2, SG3, SG4, SG5 und SG6 vorgesehen. Ferner sind 6 Detektoren Detl, Det2, Det3, Det4, Det5 und Det6 vorgesehen. Eingezeichnet sind ferner Pfeile auf den Straßen und Signalgruppen, um eine zu fahrende Fahrt¬ richtung anzuzeigen.
FIG 4 zeigt ferner einen Signalplan 301 für die Lichtsignal¬ anlage des signalisierten Knotens 401. Der Signalplan 301 ge- maß FIG 4 ist im Wesentlichen analog zu dem Signalplan 301 gemäß FIG 3 gebildet. Auf die entsprechenden Ausführungen kann verwiesen werden. Zusätzlich zeigt noch das Bezugszeichen 411 auf einen Phasenverlauf. Der Übersicht halber sind die einzelnen Signalzeiten für die Umlaufzeiten 305 und 307 nicht eingezeichnet.
Das Bezugszeichen 413 zeigt auf ein Aggregationsintervall, das der Umlaufzeit 303 entspricht. Das heißt, dass die Ver¬ kehrsdaten 302, die während der Umlaufzeit 303 ermittelt wur- den, aggregiert werden. Das Aggregationsintervall ist somit ein umlaufbezogenes Aggregationsintervall.
Das Bezugszeichen 415 zeigt auf ein Berechnungsintervall, in welchem Signalzeiten für die Umlaufzeit 307 ermittelt werden. Das Berechnungsintervall 415 liegt in der Umlaufzeit 305. In der Umlaufzeit 305 werden also während des Berechnungsinter¬ valls die Signalzeiten für die Umlaufzeit 307 (das zeigt sym¬ bolisch der Pfeil mit dem Bezugszeichen 417 an) ermittelt. Dies basierend auf Verkehrsdaten, die in der Umlaufzeit 303 ermittelt wurden. Nach dem Ermitteln der Signalzeiten werden diese nicht mehr geändert, also unverändert gehalten. In der Umlaufzeit 307 werden somit die Signalgruppen entsprechend den unverändert gezeigten Signalzeiten gesteuert. Dies also in einem Steuerungsintervall 419, das der Umlaufzeit 307 ent¬ spricht .
Das Bezugszeichen 421 zeigt ein um eine Phase verschobenes Aggregationsintervall. Die Berechnung erfolgt im ebenfalls um eine Phase verschobenen Berechnungsintervall 423, in welchem Signalzeiten für eine ebenfalls verschobene Umlaufzeit 419a ermittelt werden, die für die Dauer von einer Phase nicht mehr geändert werden, so dass die Signalgruppen entsprechend den unverändert gehaltenen Signalzeiten gesteuert werden und in den Zeiträumen 417 und 423 die Restzeiten der Signale berechnet werden können. Auf diese Weise können nach jeder Phase Änderungen im Verkehrsablauf ermittelt und Signalzeiten für den Zeitraum nach dem Ablauf der Dauer eines Umlaufs berechnet werden. Bei diesem Ansatz werden die Signalzeiten nach der Berechnung nur insoweit unverändert gehalten, als dass sie bereits zur Berechnung von Restzeiten verwendet werden. Bei üblichen Phasenfolgen ist dies der Zeitraum der ersten Phase des Zeitraums, der einen Umlauf nach dem Ende des Aggregationsintervalls beginnt, in FIG 4 also die erste Phase des Intervalls 419a.
Das Bezugszeichen 425 zeigt auf ein um eine bestimmte Zeit¬ dauer, hier 1 s, verschobenes Aggregationsintervall.
Das Bezugszeichen 427 zeigt analog zu den Bezugszeichen 415 und 423 auf ein Berechnungsintervall, in welchem Signalzeiten für das Intervall 419b ermittelt werden, so dass die Restzei¬ ten der Signalgruppen in den Zeitbereichen 417 und 427 berechnet werden können. In dieser Ausführungsform werden die Signalzeiten nach jeder Sekunde erneut gerechnet jeweils für einen Zeitraum nach der Dauer eines Umlaufs nach der Berechnung startet, wobei nur solche Signalzeiten geändert werden, die noch nicht zur RestZeitenanzeige oder für andere Anwen¬ dungen verwendet werden.
Das Bezugszeichen 429 zeigt exemplarisch auf ein Aggregati- onsintervall , welches einem zeitlich folgenden Steuerungsintervall 431 zeitlich um eine bestimmte zeitliche Dauer 433 vorgezogen wurde, insbesondere um eine Rechenzeit, die benö¬ tigt wird, um basierend auf den aggregierten Verkehrdaten die entsprechenden Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten zu ermit- teln. Die Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten gemäß der Zeit 433 dienen zur Steuerung der Lichtsignalanlage in einem
Steuerungsintervall 435, welches unmittelbar dem Steuerungs¬ intervall 431 folgt. Das heißt also, dass die Aggregationsin¬ tervall und die Steuerungsintervall jeweils um eine vorgege- bene zeitliche Dauer versetzt sind, das Aggregationsintervall wird entsprechend der zeitlichen Dauer vorgezogen. Diese zeitliche Dauer hängt insbesondere von der Rechenzeit ab und/oder von einem Parameter, wie er vorstehend bereits erläutert wurde, also zum Beispiel: Aggregationszeit, Übertra- gungszeit von Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten von einer Datenübergabeschnittstelle 207 an eine Lichtsignalanlagen- Steuerungseinheit, Reaktionszeit einer Lichtsignalanlagen- Steuerungseinheit in Reaktion auf empfangene Lichtsignalanla¬ gen-Steuerungsdaten oder eine beliebige Kombination hiervon.
Nach einer Ausführungsform wird je Umlaufzeit der späteste Zeitpunkt ermittelt, ab welchem die Schaltzeiten des folgen¬ den Umlaufs nicht mehr verändert werden dürfen. Dies ist der früheste Zeitpunkt an dem ein Signal geschaltet wird und dann im Rest des Umlaufs nicht mehr geschaltet wird (Grünende von Signal 1 und 2 im Umlauf 303) .
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Anzahl von Um- laufzeiten (303, 305, 307) zwischen der ersten Umlaufzeit und der zweiten Umlaufzeit eingefügt, um die Signalzeiten noch weiter in der Zukunft festzulegen, zum Beispiel für Einsatzfahrzeuge, Fahrzeuge des öffentlichen Nahverkehrs und für in¬ dividuelle Verkehrsteilnehmer im Kontext einer grünen Welle. Die Erfindung betrifft also zusammenfassend insbesondere ein Verfahren zur Steuerung von Lichtsignalgruppen in dem Signalzeiten unter Verwendung von Verkehrsdaten berechnet werden und diese Signaldaten bis zu einem spätestens Zeitpunkt be¬ rechnet werden und dann nicht mehr verändert werden. Vom be¬ kannten Stand der Technik zur Schätzung von Signalzeiten und Restzeiten unterscheidet sich die Erfindung insbesondere da¬ durch, dass die Signalzeiten nicht geschätzt sondern berech- net werden. Vom bekannten Stand der Technik zur Restzeitenan- zeige unterscheidet sich die Erfindung insbesondere dadurch, dass die Signalzeiten während dem Betrieb der Lichtsignalanlage auf Basis der Verkehrsdaten adaptiv ermittelt werden. Eine Ausführungsform umfasst eine Anzeige und/oder eine Ver¬ wendung von Restzeiten der signalisierten Signalbilder, indem die Verkehrsdaten in einem Umlauf aggregiert werden und in einem ersten Umlauf Signalzeiten für einen zweiten Umlauf (Umlaufzeit) berechnet werden, der zeitlich nach dem ersten Umlauf, insbesondere unmittelbar zeitlich nach einem dem ersten Umlauf folgenden dritten Umlauf, liegt. Die Berechnung und Übertragung erfolgt beispielsweise jeweils in der Zeit des Phasenübergangs, wenn der Umlauf (Umlaufzeit) mit dem Phasenübergang in die erste Phase der Phasenfolge startet. Wird der Umlauf anders definiert, so kann beispielsweise eine weitere unten angegebene Ausführungsform verwendet werden.
Eine weitere Ausführungsform zur Anzeige und/oder Verwendung der Signalbildrestzeiten ermittelt Umlauf ähnliche Intervalle nach Art eines Rolling Horizon, indem nach jeder Phase ein um die Dauer der Phase verschobener erstes Intervall zu Ende ist und aus den für dieses Intervall aggregierten Verkehrsdaten die Signalzeiten eines zweiten Intervalls berechnet werden, der sich unmittelbar an ein drittes Intervall zwischen dem ersten und zweiten Intervall anschließt. Die so definierten Intervalle besitzen die Länge eines Umlaufs, sind aber zu diesem verschoben. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass nach jeder Phase auf eine Änderung in der Verkehrsnachfrage reagiert werden kann, wobei die daraus berechneten Signalzei¬ ten frühestens im zweiten Intervall verwendet werden. Nach jeder Phase läuft der Phasenübergang ab; in dieser Zeit können die Berechnungen und die Übertragung der Signalzeiten er- folgen. Für den Fall dass die Dauern des Phasenübergangs nicht ausreichen wird eine weitere nachstehend beschriebene Ausführungsform verwendet.
Diese weitere Ausführungsform zur Anzeige und Verwendung der Signalbildrestzeiten verwendet ebenfalls diesen Ansatz der Intervalle, die aber sehr häufig berechnet werden zum Bei¬ spiel sekündlich anstatt nur nach jeder Phase. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass auch Signale, die nur auf Anforderung und nicht in jedem Umlauf freigegeben werden be- rücksichtigt werden können, berücksichtigt werden können, wenn die Restzeiten für das nicht freigegebene Signal (Rot) nur dann angezeigt wird, wenn das Signal angefordert ist. Die sekündliche Bearbeitung stellt sicher, dass nach der Anforde¬ rung möglichst schnell eine Restzeit berechnet und angezeigt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens erlaubt die Koor¬ dinierung von Fahrzeugen, zum Beispiel im Rahmen einer grünen Welle, im Rahmen einer Priorisierung des öffentlichen Nahver- kehrs (Bus, Tram) für Einsatzfahrzeuge wie Ambulanz, Feuer¬ wehr, Polizei und VIP. In diesem Fall müssen die Signalzeiten weiter oder weniger weit im Voraus berechnet werden, abhängig von der jeweiligen Planung und dem Ort, an dem die Fahrzeuge sich bei der Berechnung der Signalzeiten anmelden. Die Sig- nalzeiten müssen wenigstens soweit im Voraus berechnet wer¬ den, dass den Fahrzeugen ab ihrer Anmeldung die Information gegeben werden kann, ob und bei welcher Geschwindigkeit sie Freigabe bekommen. Geschieht die Anmeldung schon mehrere Um¬ läufe vor dem Umlauf zu dem ihre Freigabe erfolgen soll kön- nen spezielle Phasen und Signalabläufe zur Vorbereitung ge¬ schaltet werden, um zu vermeiden, dass die Fahrzeuge von an¬ deren Verkehrsteilnehmern behindert werden, indem voraus fah- rende Fahrzeuge vorab abfließen können und in die Route ein¬ biegende Fahrzeuge am Einbiegen gehindert werden.
In einer weiteren Ausführungsform, die mit den oben genannten Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird das erste Intervall, dessen Verkehrsdaten aggregiert werden, soweit nach vorne gelegt, dass in der gewonnenen Zeit die Aggregation der Verkehrsdaten und die Berechnung der Signalzeiten durchgeführt werden kann, die Signale an die Signalbildabarbeitung übermittelt und rechtzeitig signalisiert werden kann. Dadurch wird verhindert, dass Signalzeiten aufgrund von systembedingten Rechenzeiten nicht mehr rechtzeitig umgesetzt werden können . In einer Ausführungsform werden aus den bis zum Ende des ersten Intervalls erhobenen Verkehrsdaten die Verkehrsnachfragen für das zweite Intervall prognostiziert. Vorteil hiervon ist, dass zum Beispiel schneller auf Steigerungen der Nachfrage reagiert werden kann, wenn der Trend der Nachfrage für eine Extrapolation verwendet wird.
In einer weiteren Ausführungsform werden die während des zweiten Intervalls gemessenen Verkehrsnachfragen (Verkehrsdaten) mit den prognostizierten Verkehrsnachfragen (Verkehrsda- ten) verglichen um dann zum Ende dieses zweiten Intervalls, das jetzt das erste Intervall der Verkehrsdatenaggregation und Signalzeitenberechnung ist, die Signalzeiten für das nächste zweite Intervall zu berechnen und in der Berechnung die Differenz aus Prognose einfließen zu lassen, insbesondere dahin gehend, dass die Signalzeiten zusätzlich um den Anteil erhöht werden, der benötigt wird um die Differenz aus Progno¬ se und Messung der Verkehrsnachfrage zu bedienen, wenn die gemessene Verkehrsnachfrage höher war als die gemessene und wegen zu kurzer Signalzeiten im vergangenen Intervall zu er- warten ist, dass nicht die ganze Verkehrsnachfrage mit Frei¬ gabezeit bedient worden ist. Weitere Ausführungsformen mit unterschiedlichen Anforderungen an die Vorausberechnung der Signalzeiten kann der Fachmann ableiten, wie zum Beispiel zur Übergabe von Signalzeiten an Fahrzeuge für deren Motorsteuerung, oder zur Übergabe von Signalzeiten an Verkehrsteilnehmern zur Berechnung einer optimalen Bewegungstraj ektorie (zum Beispiel in Form einer emp¬ fohlenen Geschwindigkeit) .
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh- rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Steuerung einer Lichtsignalanlage, wobei in einem ersten Zeitintervall der Lichtsignalanlage basie¬ rend auf gemessenen Verkehrsdaten (302) Signalzeiten einer Signalgruppe (SGI, SG2, SG3, SG4) der Lichtsignalanlage für ein dem ersten Zeitintervall zeitlich folgendes zwei¬ tes Zeitintervall ermittelt werden,
wobei die ermittelten Signalzeiten ab einem vorbestimmten Zeitpunkt unverändert gehalten werden (103),
wobei die Signalgruppe (SGI, SG2, SG3, SG4) in dem zweiten Zeitintervall basierend auf den unverändert gehaltenen Signalzeiten gesteuert wird, so dass die Signalgruppe (SGI, SG2, SG3, SG4) in dem zweiten Zeitintervall den unverändert gehaltenen Signalzeiten entsprechende Signale ausgibt,
wobei aus den unverändert gehaltenen Signalzeiten Restzei¬ ten für die Signalbilder der Signale ermittelt werden, sofern die Signale im zweiten Zeitintervall geschaltet wer¬ den,
wobei der vorbestimmte Zeitpunkt derart ermittelt wird, dass für momentan laufende Signalbilder der Lichtsignalanlage die für jeden zukünftigen Zeitpunkt ermittelten Restzeiten unverändert bleiben und dass der nächste Schalt¬ zeitpunkt eines Signals spätestens zum Zeitpunkt des vor¬ herigen SchaltZeitpunkts vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lichtsignalanlage definierte Umlaufzeit aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine zeitliche Dauer der Umlaufzeiten (303, 305, 307) während eines Betriebs der Signalanlage abhängig von Verkehrsdaten (302) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das erste und/ oder das zweite Zeitintervall einer Umlaufzeit entspricht respektive entsprechen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der vorbestimmte Zeitpunkt für Schaltzeiten in einer Umlaufzeit der früheste Zeit¬ punkt ist, zu dem ein Signal in der vorhergehenden Umlaufzeit auf Rot (gesperrt) geschaltet wird (= Ende der Signalgruppe) , das in derselben vorhergehenden Umlaufzeit nicht noch einmal auf Grün (freigegeben) geschaltet wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei je eine vorbestimmte Zeitdauer, vorzugsweise je Sekunde, ermit- telt wird, für welche Signalschaltzeiten die vorbestimmten Zeitpunkte noch nicht abgelaufen sind, so dass die Signal¬ schaltzeiten noch verändert und adaptiert werden können, um die Zeitintervalle nach Art eines Rolling Horizon um je die vorbestimmte Zeitdauer zu verschieben, um schneller auf Ände- rungen im Verkehrsablauf reagieren zu können.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung der Signalgruppen phasenorientiert erfolgt und eine Berechnung der SchaltZeitpunkte auf Basis von Schaltzeitpunk- ten von Phasenübergängen erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der vorbestimmte Zeitpunkt eines Zeitintervalls das Ende der frühesten Phase des vorhergehenden Zeitintervalls ist, zu dem ein Signal auf Rot (gesperrt) geschaltet wird, das in demselben vorgehenden
Zeitintervall nicht noch einmal auf Grün (freigegeben) ge¬ schaltet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei je vorbestimmte Zeit- dauer, vorzugsweise je Sekunde, ermittelt wird, für welchen
SchaltZeitpunkt eines Phasenübergangs der vorbestimmte Zeit¬ punkt noch nicht abgelaufen ist und entsprechend noch verän¬ dert und adaptiert werden kann, um die Zeitintervalle nach Art eines Rolling Horizon um je die vorbestimmte Zeitdauer zu verschieben, um schneller auf Änderungen im Verkehrsablauf reagieren zu können.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung der Signalgruppen nach dem Dual Ring Konzept erfolgt und SchaltZeitpunkte für die Grenzen sowie die Signal¬ gruppen adaptiert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der vorbestimmte Zeitpunkt eines Zeitintervalls der früheste Zeitpunkt des vorhergehenden Zeitintervalls ist, zu dem ein Signal auf Rot (gesperrt) geschaltet wird, das in demselben vorhergehenden Zeitintervall nicht noch einmal auf Grün (freigegeben) ge¬ schaltet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 und 11, wobei je vorbestimmte Zeitdauer, vorzugsweise je Sekunde, ermittelt wird, für welchen SchaltZeitpunkt einer Grenze der späteste Zeitpunkt noch nicht abgelaufen ist und entsprechend noch verändert und adaptiert werden kann, indem für alle betroffenen Signalgruppen jeweils der vorbestimmte Zeitpunkt berechnet wird und der früheste der sich so ergebenden vorbestimmten Schaltzeitpunk- te der Signalgruppen der zeitlich späteste Zeitpunkt der
Grenze ist, um die Zeitintervalle nach Art eines Rolling Ho- rizon um je die vorbestimmte Zeitdauer zu verschieben, um schneller auf Änderungen im Verkehrsablauf reagieren zu können .
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Verkehrsdaten für das zweite Zeitintervall prognostiziert werden, wobei das Ermitteln der Signalzeiten (101) abhängig von den prognostizierten Verkehrsdaten durchgeführt wird, wo- bei die prognostizierten Verkehrsdaten und tatsächliche Verkehrsdaten des zweiten Zeitintervalls miteinander verglichen werden, wobei Signalzeiten der Signalgruppe (SGI, SG2, SG3, SG4) für zumindest ein weiteres Zeitintervall abhängig von dem Vergleich ermittelt werden, das zeitlich nach dem zweiten Zeitintervall liegt.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Aggregationsintervall, über welchen die Verkehrsdaten (302) aggregiert werden, dem ersten Zeitintervall (303) ab¬ hängig von einem Parameter zeitlich vorgezogen wird, der zumindest ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Parametern ist: Aggregationszeit, Berechnungsdauer für adap- tive Schaltzeiten, Übertragungszeit von Lichtsignalanlagen- Steuerungsdaten von einer Datenübergabeschnittstelle (207) an eine Lichtsignalanlagen-Steuerungseinheit, Reaktionszeit ei¬ ner Lichtsignalanlagen-Steuerungseinheit in Reaktion auf emp¬ fangene Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten oder eine beliebi- ge Kombination hiervon.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei bei der Berechnung der SchaltZeitpunkte eine Koordinierung zu Signalgruppen von Nachbarknoten berücksichtigt wird.
16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche soweit rückbezogen auf Anspruch 14, wobei eine zeitliche Dauer des Aggregationsintervalls individuell für jede Signalgruppe (SGI, SG2, SG3, SG4) der Lichtsignalanlage von Grünzeitbeginn bis Grünzeitbeginn der entsprechenden Signalgruppe (SGI, SG2, SG3, SG4 , ) ermittelt wird.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest für ein Signal in zumindest einer der Zeitinterval¬ le (303, 305, 307) solange keine Restzeit ermittelt wird, bis das Signal angefordert wird.
18. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Anzahl von Zeitintervallen (303, 305, 307) zwischen dem ersten Zeitintervall und dem zweiten Zeitintervall eingefügt wird, um die Signalzeiten noch weiter in der Zukunft festzulegen .
19. Lichtsignalanlagen-Steuerungssystem (201) zur Steuerung einer Lichtsignalanlage, umfassend:
- eine Datenübermittlungsschnittstelle (203) zum Übernehmen von Verkehrsdaten (302), - eine Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit (205) zum Ermit¬ teln von Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten,
- eine Datenübergabeschnittstelle (207) zum Übergeben der Lichtsignalanlagen-Steuerungsdaten an eine Lichtsignalanlagen-Steuerungseinheit, wobei
- die Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit (205) ausgebildet ist, in einem ersten Zeitintervall der Lichtsignalanlage basierend auf gemessenen Verkehrsdaten (302) Signalzeiten einer Signalgruppe (SGI, SG2, SG3, SG4) der Lichtsignalanlage für ein dem ersten Zeitintervall zeitlich folgende zweites Zeitintervall zu ermitteln, wobei
- die Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit (205) ausgebildet ist, die ermittelten Signalzeiten ab einem vorbestimmten Zeitpunkt unverändert zu halten, so dass die Signalgruppe (SGI, SG2, SG3, SG4) in dem zweiten Zeitintervall basie¬ rend auf den unverändert gehaltenen Signalzeiten gesteuert werden kann, so dass die Signalgruppe (SGI, SG2, SG3, SG4) in dem zweiten Zeitintervall den unverändert gehaltenen Signalzeiten entsprechende Signale ausgeben kann,
- wobei die Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit (205) ausge¬ bildet ist, aus den Signalzeiten Restzeiten für die Signalbilder der Signale zu ermitteln, sofern sie in der zweiten Umlaufzeit geschaltet werden,
- wobei die Verkehrsdaten-Verarbeitungseinheit (205) ausge¬ bildet ist, den vorbestimmten Zeitpunkt derart zu ermit¬ teln, dass für momentan laufende Signalbilder die für jeden zukünftigen Zeitpunkt ermittelten Restzeiten unverändert bleiben und dass der nächste SchaltZeitpunkt eines Signals spätestens zum Zeitpunkt des vorherigen Schalt¬ zeitpunkts vorliegt.
20. Computerprogramm, umfassend Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
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