EP3113143A2 - Verfahren zur bestimmung einer schaltzeitprognose - Google Patents
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- EP3113143A2 EP3113143A2 EP16170812.8A EP16170812A EP3113143A2 EP 3113143 A2 EP3113143 A2 EP 3113143A2 EP 16170812 A EP16170812 A EP 16170812A EP 3113143 A2 EP3113143 A2 EP 3113143A2
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Definitions
- the invention relates to a method for determining a switching time forecast for at least one signal group of a signaling system according to claim 1, a method for displaying a remaining time according to claim 16, a computing unit for performing the method according to claim 18 and a computer program product according to claim 19.
- the object of the invention is to provide an improved method for determining a switching time forecast for at least one signal group of a signaling system. Furthermore, the object of the invention is to provide a method for displaying a remaining time.
- the invention relates to a method for determining a switching time forecast for at least one signal group of a signaling system, wherein the signal system has a plurality of signal groups, wherein the signal groups are blocked and released by a control method, depending on a control intervention, an order of releases and / or the number of Shares can change, taking different possible sequences of controls during the next n time intervals for at least one signal group a minimum range of a release is determined in such a way that the minimum range of the release by a control intervention only extended, but can not shorten.
- a remaining time for the particular displayed release of the signal groups can only extend and only reduce a remaining time for the particular blocking of the signal groups displayed. In this way, a reliable time for release and / or blocking can be determined, displayed and passed on.
- switching time forecasts for a release of the signal groups are determined for a plurality of predetermined control interventions (for example with a public transport vehicle and without a public transport vehicle).
- probabilities of an arrival can be determined for the switching time forecasts.
- the determined switching time forecasts and / or their probabilities are displayed and / or output, in particular transmitted to a vehicle.
- a driver and / or a driver assistance system can obtain a more accurate assessment of the switching situation of the signal group.
- a better adaptation of the driving behavior to the switching situation of the signal group or the entire signal system can be achieved, for example, to follow a green wave.
- At least one expected value is calculated from the switching time forecasts and the probabilities of the switching time forecasts.
- the expected value can be displayed or transmitted to a vehicle.
- the expected value can be provided for consideration for at least one function in a vehicle.
- the expected value for the engine control of a vehicle can be used.
- a control device of a vehicle in particular a driver assistance system, can also use the expected value to control the vehicle in order, for example, to follow a green wave.
- a time range for enabling a signal group is reduced if the signal group is not requested.
- the minimum range of the release is determined and updated in particular for each signal group during the time interval at regular time intervals.
- the number of vehicles arriving during a specified time interval is determined, the determined number being used to determine therefrom a queue of vehicles upon a signal lock, the queue having a travel trajectory for one or more vehicles arriving in a time interval the manner is determined so that the number of stops and / or the fuel consumption and / or emissions are reduced.
- other target function values can also be improved, in particular optimized.
- a position and a minimum duration of release are not determined for signal groups of a secondary direction that have just been released, but a latest start of the release time.
- remaining times of a given release time that are less than a certain threshold are no longer changed.
- a predetermined end range in particular the last seconds of a release and / or a lock is no longer changed.
- the end region can be contained in particular in phase transitions between the phases and can be parameterized individually for each phase transition. Furthermore, the minimum remaining periods can also be parameterized separately.
- control actions are suppressed depending on the type of control intervention.
- displays may be provided which provide a time for release of a signal group, i. a green time and / or a time for blocking a signal group, i. indicate a red period for at least one, in particular for each signal group. Due to the control selected, when a signal group is enabled by the display, a remaining enable time, i. a green remaining time is displayed, which can only jump in the direction of a longer green remaining time. Due to the control selected, when a signal group is blocked by the display, a remaining lock time, i. a red remaining time is displayed, which can only jump in the direction of a shorter red remaining time.
- the display can be provided on the signal system, in particular on the signal group. In addition, the display can also be arranged in a vehicle.
- the release times of also requested or not failed phases are shortened, in particular to a small extent, in particular in the range of 1% to 10% of the time duration, taking into account a boundary condition of an intended use. For example, given a display of the release time, a maximum allowable reduction may be predetermined.
- the displays are configured to compress a graphical display of green and / or red residual time.
- a graphical display of green and / or red residual time e.g. 0.75 seconds can be represented as 1 second, so that forecast release times can be reduced to a small extent, without this noticing a driver of a vehicle.
- a probability of a prognosis for a release and / or a blocking of a signal group is communicated to a driver of a vehicle, in particular displayed.
- the graphical representation in particular a color intensity, may be different depending on a probability of the green remaining time and / or the red remaining time.
- a public transport vehicle may log on to a controller at least a predetermined time prior to, in particular, its earliest arrival at a stop line.
- the predetermined time may depend on how much e.g. a traffic light assistant to the duration of the forecast required, this in particular from the journey time from the stop line of a preliminary node to the stop line of its successor nodes, the required calculation time for the control process and all times required from the determination to processing and display of the remaining time in a traffic light assistant of a vehicle.
- a design in the case of remaining time forecasts, a design is dispensed with, for example in the case of a sudden termination of a running phase in the event of a gap in the traffic flow. Instead, an adaptive calculation is performed per time interval, with failing times being distributed to other phases according to a calculation procedure.
- the latest enable times of the phases are calculated from all variations of the possible phase reversals of the public transport phase, and the phases of the phases involved in public transport can be taken into account in calculating the minimum (and earliest) enable time of the signal groups respectively or not, depending on which calculation leads to a shorter release time.
- a first phase is extended, the possible extension is not included in the residual green of the first phase, while the residual red of a third phase takes into account the maximum extension, i. e.g. neither the free green of the first phase nor the free green of the second phase is included in the green residual time of the first phase, as long as there is still the possibility that e.g. the free green of the first phase 1 is not used.
- the latest release times of the phases are calculated from all variations of the possible phase sequences.
- the phases of the phases that are involved in public transport are taken into account or not taken into account when calculating the minimum (and earliest) release time of the signal groups, depending on which calculation leads to a shorter release time.
- the lost time is distributed to the non-failed phases after a pre-scheduled portion of the non-emergent phases. This achieves a simple and fast adaptation.
- the lost time is distributed by a model-based adaptation, in particular in the form of an optimization on the non-failed phases. Thereby a more individual adaptation to the present situation is achieved.
- the planned sequence of the not yet executed phases of the time interval is changed in such a way that the optional phase is exchanged with the next phase if not requested. This allows the optional phase to be executed even later within the time interval.
- a public transport vehicle can be served.
- a phase is subdivided into a first sub-phase for mapping a minimum release time, a second sub-phase for representing a release time necessary for a performance of the traffic control, and a third sub-phase for a free release time of the signal groups.
- the third subphase i. a free sub-phase of a phase for a main direction, as well as the third sub-phase and in particular the second sub-phase, but not the first sub-phase of the minimum period of an optional phase can be shortened to extend another phase, which is used to speed up public transport.
- a simplification of the control method is achieved by omitting the optional phase at least partially or completely if the optional phase is not retrieved until a predetermined time.
- the time durations of the sub-phases of a time interval are determined in a phase-dependent manner and adaptively as a function of traffic data, and the time durations of the phases are adapted accordingly.
- phases or partial phases of a time interval can be derived as a function of predetermined time ranges and / or as a function of specified T times.
- T-times are times that are fixed within the time interval, ie within the circulation. For example, a T-time can be determined by an earliest start, a latest beginning, earliest end and / or latest release or release date.
- a start and an end time of release of the main directional phase are preferred only by a fixed maximum period of time, in particular to allow compatibility with a green wave for the traffic of the main direction.
- a plurality of alternative phase sequences are provided, and in each of the alternative phase sequences, at least one optional phase for public transport is provided.
- a request of the optional phase by a public transport vehicle is changed to the phase sequence with which the public transport vehicle can pass the intersection with a minimum delay, in particular without slowing down the public transport vehicle. This will further improve the prioritization of public transport.
- An optional phase may be provided for a public transport vehicle or for a pedestrian or a vehicle.
- FIG. 1 shows a schematic representation of an intersection 1, in the four roads 2, 3, 4, 5 open.
- Each road has a road leading to the intersection 1 and a road leading away from the intersection 1.
- a signal group 6, 7, 8, 9 is provided on each road leading to the intersection 1.
- Each signal group 6, 7, 8, 9, 6A, 8A 13, 14 has its own arithmetic unit.
- each signal group has display means and / or transmitting means with which information about a signal state of the signal group can be displayed and / or transmitted to a vehicle and / or to a further computing unit.
- the four illustrated signal groups 6, 7, 8, 9, 6A, 8A represent a signal system for the intersection 1.
- a blocking or release ie a free travel in the direction of travel
- a direction of travel for example, a straight ahead, a right turn, and / or left turn understood.
- the blocking is indicated eg with a red signal and the release with a green signal.
- a transition signal for example in the form of a yellow signal, can be displayed between the release and the blocking.
- the blocking is also referred to below as the red-time and the release as green-time.
- detectors 11 are provided in or on the lanes of the streets 2, 3, 4, 5, which detect an approach of a vehicle 10 to the intersection 1 and / or a departure of the vehicle away from the intersection 1.
- the detectors 11 may also be provided to, for example, an approach of a public transport vehicle to the intersection 1 and / or a Removing the public transport vehicle from the intersection to capture.
- a detector 11 may be provided to detect, for example in the form of a button, the desire of a pedestrian who wishes to release a pedestrian crossing over a road.
- the detectors are logically connected to signal groups 6, 7, 8, 9, 6A, 8A.
- central arithmetic unit 12 which is connected to the detectors 11 and to the signal groups and / or the arithmetic units of the signal groups.
- the central processing unit controls the signal groups depending on the traffic volume at the intersection. As a rule, a main direction is specified, which has priority for the control of the traffic.
- a time interval i. a round trip time a series of phases that can be performed during the time interval.
- a failure and / or a shift and / or a shortening and / or an extension of a phase during the time interval may also occur as a function of traffic events.
- it is determined for all signal groups whether the respective signal group is switched to a release for a free travel or to a blocking for the travel direction of the signal group.
- the arithmetic units of the signal groups and / or the central arithmetic unit control the four signal groups depending on the determined phases. After the circulation period, the sequence of phases is repeated.
- the signaling system can also be controlled independently of phases depending on the traffic volume at the intersection.
- FIG. 2 shows an example of a basic phase sequence of phases for the control of the signal system of the intersection 1 with three phases 100, 200, 300.
- the illustrated basic phase sequence has three phases 100, 200, 300.
- a transitional phase 310, 120, 230 is shown between the phases 100, 200, 300.
- a first phase transition 120 is shown.
- a second phase transition 230 is shown.
- a third phase transition 310 is shown.
- the phase transitions can also be counted towards your respective target phase, to which they are transferred.
- the first phase 100 may be subdivided into a necessary first subphase 100A and into a free second subphase 100B.
- the second phase 200 may be subdivided into a necessary first subphase 200A and into a free second subphase 200B.
- the third phase 300 may only have a necessary first subphase 300A.
- a subphase may be provided for mapping a minimum release time. The sub-phases for the minimum release times are not shown. These are traffic minimum release periods, e.g. to compensate for detector errors.
- the first phase 100 corresponds to the switching situation that the vehicles approaching the intersection 1 on the first street 2 and the third street 4 ( FIG. 1 ) and just want to drive over the intersection, have a release, ie green and allowed to drive over the junction 1.
- the first signal group 6 is switched to release for a straight-ahead travel.
- the third signal group 8 is also switched to a release, ie to green for a straight ahead.
- the second and the fourth signal group 7, 9 and 6A, 8A are on blocking, ie switched to red and block further travel for the vehicles approaching from the second and the fourth street of the junction 1.
- the first phase 100 is shown schematically with the first icon 13.
- the straight travel direction of the first and the third road 2, 4 represents the main direction of the intersection 1.
- the first phase 100 thus represents the coordinated phase with which the main direction is switched.
- the second phase 200 corresponds to the switching situation that the signal group 6A is switched so that the vehicles that approach on the first street 2 of the intersection 1 and want to turn left into the fourth street 5, get a release, ie green and drive allowed to.
- the second phase 200 corresponds to the switching situation that the signal group 8A is switched so that the vehicles that are approaching from the third street 4 of the intersection 1 and want to turn left into the second street 3, also get a release, ie green ,
- the other signal groups 6, 7, 8, 9 are on blocking, that is switched to red.
- the second phase 200 is shown schematically with a second icon 14.
- the third phase 300 corresponds to the shift situation that the fourth signal group 9 is switched so that all vehicles approaching the intersection 1 on the fourth road 5, a release, i. Get green and drive over the intersection 1 allowed.
- the third phase 300 means that the second signal group 7 is switched so that all vehicles approaching on the second street 3 of the intersection 1 are allowed to drive over the intersection 1.
- Signal groups 6, 8, 6A, 8A are red, i. switched off.
- the third switching state is shown schematically in the form of the third icon 15.
- the other signal groups are blocking, i. switched to red.
- At least one or more of the phases may be provided as an optional phase.
- An optional phase will only be switched if there is a need for this phase.
- the need is determined, for example, by an approach of a vehicle 10, which is detected by means of a detector 11.
- the orbital period sets the time interval for the duration of the sequence the phases.
- the sequence of phases of the basic phase sequence which in FIG. 2 is shown, repeats itself continuously. However, depending on the time of day or depending on the day of the week, different basic phase sequences may be provided, for example. Thus, the basic phase can also be changed.
- a basic idea of the present method is to determine a basic phase sequence in such a way that all possible phases available for the signal system are taken into account in the basic phase sequence.
- the basic phase sequence of the phases is determined depending on the type of intersection, depending on the traffic volume and / or depending on a desired traffic control. It also takes into account optional phases that are only on demand and thus not always performed. Thus, a round trip duration, that is, a duration for a basic phase sequence is determined, which is repeated over and over again.
- a shortest period for release i. a shortest green time for each signal group and / or a longest time period for a lock, i. a longest red time is calculated for each signal group.
- Green time means a free ride for a given direction of travel.
- the red time means a locked ride for a given direction of travel.
- the green times of all signal groups of the signal system change only in the direction of longer green times and the red times of all signal groups only in the direction of shorter red periods, ie for the positive .
- the shortest green time and / or the longest red time of at least one signal group, in particular all signal groups for a time interval, ie a round trip time for a display or transmission of a remaining green time and / or remaining red time of the signal group can be used.
- the shortest green time and / or the longest red time can be at least one Signal group, in particular all signal groups for a time interval, ie a round trip time are transmitted to the vehicles and are taken into account by the vehicle or by a driver assistance system, in particular by an autonomous driving system of the vehicle or by a driver of the vehicle.
- One approach of the described method for a traffic-dependent control with a remaining-time determination for the red-time and / or the green-time of a signal group is for at least one, in particular for each signal group, an earliest green end, i. indicate an earliest end of the free ride that is not undershot. Furthermore, an approach of the method for traffic-dependent control with a remaining time determination is to provide for a least one, in particular for each signal group, a latest rotation end, i. indicate a latest end of the locked trip that is not exceeded.
- different variants of a future signaling of the signal groups of the signal system of the intersection can be calculated at each point in time of a control calculation, for example every second during a time interval.
- the minimum end of green of all possible variants of the possible phases and for the end of rotation the maximum end of all possible variants of the possible phases can be determined.
- the possible variants of the possible sequences of the phases are reduced during the cycle time, for example because a phase was not or was requested.
- the request for an optional phase may e.g. be performed by a vehicle, by a public transport vehicle, by a pedestrian or by an emergency vehicle.
- One idea of the proposed control design is to minimize the number of variants to be calculated.
- this can be achieved by taking into account optional phases such that the phases can only partially or completely fail. In this case, it is sufficient to calculate only one variant at a time, taking into account all possible phases, including all optional phases.
- control method can be extended in such a way that an optional phase may be requested at most once only during the circulation time, but at several time ranges of the circulation. If the optional phase fails at a temporally first time range of the revolution, the optional phase is shifted further, for example, by exchanging the optional phase with a subsequent phase. The pushing forward can also take place more often, whereby the optional phase can also be complete.
- an optional phase may be swapped in position with one or more phases in circulation.
- control sequence variants of sequences of phases can be determined, which occur with different probabilities.
- the remaining times of the green period and / or the red of each signal group of the different variants with their probabilities continuously during the round trip time can be determined.
- expectation values for the red residue times and / or for the green residue times of each signal group can be determined during one revolution, in particular during one phase.
- the expectation values are, for example, one Control unit for an automatic start-stop control of a vehicle considered in order to operate the engine of the vehicle as energy-efficient.
- the different variants of the sequences of phases with or without the failure of the optional phases can also be used to indicate a probable, but not certainly present, green area in a signal assistant on the signal group or in a vehicle. This is advantageous, for example, for often failing optional phases. This procedure may be advantageous, for example, for low-speed public transport vehicles.
- the proposed control concepts for considering cooperative systems such as remaining time displays and traffic light assistants can in principle be solved in different ways: freely programmed (user logic), closed (parameterized, no user logic) logic based approach (based on SLX, for example), closed approach (parameterized, no user logic) with adaptive elements and logics for the different variations of the sequences of the phases; closed, fully adaptive approach (parametrized, no user logic) including adaptive consideration of the public transport vehicle and any combinations thereof.
- a minimum duration for a green end of a signal group and / or a maximum duration for a red end of a signal group can be displayed and / or transmitted to a vehicle. Furthermore, remaining durations for the green end and / or for the red end of the signal groups can be regularly updated during the circulation of the phases. In this case, however, preferably a once calculated value is only increased for a minimum duration of one end of the green time, ie the free travel of a signal group. A once calculated value for a maximum duration for an end of the red time, ie for a locked drive through the signal group is preferably only reduced.
- a predicted duration and probability for both the minimum Duration for the green end, ie the end of the green period as well as for the maximum duration for the end of the red can for example be used by the most probable variant of the sequence of phases or by the switching variant of the signal system closest to is an expected value.
- a simplification of the complexity of the control task can be achieved by using an embodiment with the following properties: Sequences of phases are specified in parameterized form and varied on a rule-based basis. As a rule, it may be provided that optional phases may be partially or completely canceled. In addition, it can be provided as a rule that optional phases are postponed in the event of non-demand within the circulation time. Parameterized phase sequences can have phases and phase components, which in turn may fail.
- At least one or all phases have a first sub-phase for mapping minimum release times, a second sub-phase, i. a green time necessary for mapping release times necessary for traffic control performance and a third subphase for free release times, i. a free green time for at least one signal group.
- the third subphase may be for a free release time of a coordinated phase, i. be shortened for the third phase of a main phase of development in order to extend another stage used to accelerate public transport.
- the third sub-phase, and in particular the second sub-phase, but not the first sub-phase may be reduced for the minimum duration of an optional phase in order to extend another phase used to speed up local public transport.
- a distribution of the green time to the signal groups can be adaptive for a round trip time, in order to achieve a desired, for example, optimal performance of the traffic control to be able to do without a design.
- public transport can be intelligently prioritized, for example by using free green times.
- a free green time is a green time, which is not needed for the performance of traffic control.
- a distribution of the failed, optional phases can be adaptive, with, for example, ancillary conditions such as a wave position of the traffic flow are taken into account in order to obtain a desired, in particular maximum performance of the traffic control.
- ancillary conditions such as a wave position of the traffic flow are taken into account in order to obtain a desired, in particular maximum performance of the traffic control.
- the remaining times for a green phase and / or for a red phase for the signal groups are, for example, automatically determined and adjusted during the circulation.
- a free programming can be superimposed on the proposed method, which can use the intermediate results of the proposed method, but is itself responsible for the correct determination of the remaining times of the green phase and / or the red phase of the signal groups.
- phase-related representation is selected.
- signal times for a green phase, a red phase, and transition phases for the signal groups are determined adaptively, so that it is known for each phase which time shares are assigned to the intermediate phases and which time shares are assigned the signal durations for red, ie blocking or green, ie free travel.
- the phase durations are determined for all possible sequences of the phases of the signal system, as well as the green remaining times and / or the red remaining times of the signals the signal groups.
- FIG. 2 shows, as already explained, an example of a basic phase sequence for a round trip time.
- the ground phase sequence includes a third phase transition 310 required for switching the signal conditioning from the third to the first phase 300, 100.
- the first phase transition 120 is provided, which is required for switching from the first to the second phase.
- the second phase transition 230 is provided, which is required for switching from the second to the third phase. From the third phase 300 is again switched to the beginning of the basic phase sequence and go through with the start of the third transition phase 310, the basic phase sequence again.
- the individual phases are in a necessary green time, i. the second subphase and a free green time, i. be divided into a third subphase.
- the necessary green time is required to obtain a desired traffic control performance.
- the free green time can also be reduced to optimize the control.
- the necessary green time is 100A before the free green time 100B arranged.
- the necessary green time 200A is also arranged before the free green time 200B.
- the selected embodiment can be dispensed with a free green time.
- FIG. 3 shows an example showing the basic phase sequence of the FIG. 2 represents, was waived on the free green period of the second phase 200.
- the free green time 100B of the first phase 100 was compared FIG. 2 extended because the time interval for the round trip duration remains constant. The extension of the green phase is also possible for an already running phase.
- FIG. 4 shows a switching situation in which the third phase 300, which was provided for example as an optional phase, has been completely eliminated.
- the third phase 300 which was provided for example as an optional phase, has been completely eliminated.
- the first phase 100 and the second phase 200 are executed in extended form with corresponding transition phases 120, 210.
- Phases can at least partially fail by first the free green time is reduced or preferably the free green time can be completely eliminated.
- FIG. 3 is, for example, compared to the switching situation of FIG. 2 the green period 200B of the second phase 200 is omitted.
- the free green period of a phase can be omitted without dropping the performance of the traffic control below the desired performance.
- a phase may also be completely eliminated if there is no requirement for the phase at the beginning of the optional required green phase of the phase. For phases that may fail in whole or in part, preferably no remaining time for the rot is determined or displayed as long as the phase has not been requested.
- an additional boundary condition is that a green end of a signal of a signal group planned within the next predefined number x of seconds may not be preferred, the number x normally corresponding to the travel time from an adjacent intersection should be chosen to the present intersection and the required latency and calculation times.
- a main directional phase with respect to its end of greening can be preferred if the phase-leading phase transition and the phase-leading phase transition have a time interval which is greater than the travel time from the preceding intersection to this intersection.
- the restrictions can be reduced according to the number x of seconds to the maximum for a vehicle currently calculated travel time to the signal system.
- a Green Wave Assistant tells a vehicle how fast the vehicle should go, so it stops without stopping can drive a crossroads.
- the green wave assistant can be provided in the vehicle or at the signaling system.
- a signal control which is executed for example by the central processing unit 12, optimal trajectories for the vehicles can be calculated, which are also based on the optimization of the signal times. In this way, optimization can be achieved with a microscopic traffic model and a rolling horizon.
- Control technology results in a cascade control.
- An external control circuit takes over the optimization of the light signal times on the basis of pre-calculated vehicle trajectories.
- An internal control circuit attempts to implement the predicted trajectories by displaying optimum speeds or directly by autonomously driving the vehicles.
- An advantage of this method is that only those speeds are displayed to the driver, which are also mobile within the forecast accuracy of the traffic model. This avoids that the vehicle meets in compliance with the target speed determined by the traffic light assistant on vehicles that could not start after the release of a signal yet.
- the described method can be used to achieve the prioritization of a public transport vehicle by means of a failure of a phase or with a change of phases.
- a three-phase process according to FIG. 5 used with the following phase sequence: first phase 100, second phase 200, third phase 300.
- the first phase 100 is executed in each time interval.
- the second phase 200 and the third phase 300 are executed only on request.
- an optional fourth phase 400 is provided, which is provided for example for a public transport vehicle such as for example for a bus or a tram and is switched only on request.
- the fourth phase 400 is switched at any time during the circulation period may occur, but each circulation may occur a maximum of n times. In the example described, the number n is equal to 1.
- the fourth phase 400 may each be provided between two phases, but only switched once during the circulation time.
- An adaptive green time distribution is determined such that the worst-case phase sequence with a single occurrence of the fourth phase 400 is used for the calculation of the minimum green time of the signal groups, in particular for the minimum green time of the main direction.
- This is, for example, the following phase sequence: first phase 100, fourth phase 400, second phase 200, third phase 300, as in FIG. 5 is shown schematically.
- FIG. 5 shows a round trip time with a possible sequence of phases.
- the round trip time begins with a third phase transition 310 from the third phase 300 to the first phase 100.
- the first phase 100 has a necessary green time 100A and a free green time 100B.
- phase transition 140 to the fourth phase 400 and, after the fourth phase 400, a phase transition 420 to the second phase 200.
- the second phase 200 has a necessary green time 200A and a free green time 200B.
- a phase transition 230 takes place to the third phase 300. Then, the circulation starts again from the beginning with the third phase transition 310.
- the individual pictograms 13, 16, 14, 15 are shown for the phases.
- the first phase 100 is shown using the first icon 13.
- the fourth phase 400 is shown using a fourth icon 16.
- the fourth phase 400 controls the fourth signal group 9 for a free travel for a public transport vehicle, which approaches from the fourth street 5 of the intersection 1 and wants to turn right into the first street 2.
- the fourth phase 400 controls the first signal group 6A in the free travel manner for a public transport vehicle approaching from the first road 2 to the intersection 1 and turning to the left the fourth road 5.
- the second phase 200 is using the second icon 14 shown.
- the third phase 300 is shown using the third icon 15.
- the first phase 100 is a coordinated phase.
- the coordinated phase is used for the main direction.
- the coordinated phase may provide a signal assistant for a green wave and an indication of a red residual time for an autonomous driving system or navigation system.
- the green area of the first phase 100 is correspondingly important.
- the second and the third phase 200, 300 are carried out only on request and have a lower proportion of green. Accordingly important here is the remaining waiting time, that is the remaining red.
- the fourth phase 400 is used in the proposed embodiment for the acceleration of an ⁇ PNV vehicle, that is, for the prioritization of a public transport vehicle, for example, a bus.
- the fourth phase 400 is running, the first phase 100 is to be started, and the third phase 300 has been requested.
- the second phase 200 and the fourth phase 400 were not requested.
- Two predictions are calculated: a minimum remaining green phase duration of the first phase 100 that is sure to arrive 100%, and a maximum green remaining time period for the first phase 100 that occurs when the second phase 200 and fourth phase 400 are not requested.
- the maximum remainder redness for the third phase 300 is calculated when the second phase 200 does not fail, and the minimum remainder redness for the third phase 300 when the second phase 200 and the fourth phase 400 fail.
- the first phase 100 may be extended for public transport prioritization, that is, for the fourth phase 400.
- phase components of other phases can be preferred.
- only free green phases of another phase can be realized as an additional green phase of a current phase.
- a free green phase 200B of the second phase 200 may be converted to an additional green phase 100B of the first phase 100. This procedure is advantageous if the public transport vehicle does not arrive at the designated public transport window, but rather later at the intersection.
- the free green phase 100B of the first phase 100 can be shifted backwards if the public transport vehicle comes earlier than the planned public transport window. If, for example, the first phase 100 can be extended, the possible extension may not be included in the remaining green period of the first phase 100. In contrast, the residual red phase of the third phase 300 must take into account the maximum extension, that is, for example, neither the free green phase 100B of the first phase 100 nor the free green phase 200B of the second phase 200 may be included in the green residual time of the first phase 100, as yet the possibility exists that, for example, the free green time phase 100B of the first phase 100 is not used.
- the time of the fourth phase 400 can be distributed to the following phases.
- the next possible point in time for the fourth phase 400 is after the second phase 200 and thus the following phase sequence results: first phase 100, second phase 200, fourth phase 400, third phase 300.
- first phase 100, third phase 300, and fourth phase 400 results: first phase 100, third phase 300, and fourth phase 400.
- the calculation for the greening time of the first phase 100 takes place with consideration only the proportion of time that can not fail. In the example, this is the time fraction for the free green phase 100B of the first phase 100.
- the proportion of the free green component to the green residual duration of the first phase becomes 100 added.
- the pre-registration of the public transport vehicle should at least be at least as far before the beginning of the public transport window, as the first phase is 100 maximum length. In this case, there is no residual time jump for the releases that end in the first phase 100.
- the maximum rotation end of the second phase 200 results from the phase sequence first phase 100, fourth phase 400, second phase 200, third phase 300 when the free green component 200B of the second phase 200 is used to extend the public transport phase.
- the maximum end of rotation results from the less favorable of the two possible following phase sequences first phase 100, second phase 200, third phase 300 and fourth phase 400 or first phase 100 , second phase 200, fourth phase 400 and third phase 300.
- both possible phase sequences are equally favorable.
- the calculation of the remaining green remaining times and remaining time is done according to the same pattern.
- the shortest end of the green phase ie the green end of the signal and the longest end of the red phase, ie the end of the signal.
- the shortest end of greening changes significantly during normal pre-logon times only if the green period is greater than the pre-logon time for the initiation of an optional phase.
- the coordinated phase in this example the first phase 100, is never significantly shifted. It is assumed that of the coordinated phase at most the free green time, i. the third subphase can be omitted. Assuming that an advance notification, e.g. of a public transport vehicle at least 20 seconds before the earliest arrival, ie before the start of a public transport time window, may be required for the coordinated phase, i. In a main direction always a meaningful prediction of the maximum red time and the minimum green time can be achieved.
- an advance notification e.g. of a public transport vehicle at least 20 seconds before the earliest arrival, ie before the start of a public transport time window
- the proposed method causes the optional fourth phase 400, in this example, the public transport phase to be pushed on until it is either requested by an incoming public transport vehicle or finally fails.
- a new phase sequence results, which must be taken into account in the calculation of the red residual time and the green remaining time.
- a generalization of this method of partial phase shifting is a partial phase change.
- the fourth phase 400 is pushed backward by the phase sequence not only in an otherwise identical phase sequence, but the fourth phase sequence 400 can also be interchanged with each subsequent phase.
- the phase sequence of the other phases may change.
- an example is also shown that a phase change can lead to double annotations of a phase.
- Doppelanalismfe should also be avoided for performance reasons.
- FIG. 6 shows the shift of the fourth phase 400 with respect to the phase sequence of FIG. 5 backwards after the second phase 200.
- FIG. 7 shows a further shift of the fourth phase 400 to a time after the third phase 300.
- the circulation begins with a transition phase 410 from the fourth phase 400 to the first phase 100.
- a transition phase 120 comes to the second phase 200
- a transition phase 340 arrives at the fourth phase 400.
- the sequence then starts again from the beginning.
- the first phase has a necessary and a free green phase 100A, 100B.
- the second phase 200 has a necessary and a free green phase 200A, 200B.
- the transition phases represent phases in which no signal group has a green phase, but a switching of the signals takes place.
- those in the FIGS. 5, 6, 7 phase sequences used only for calculating the minimum green times and / or the maximum red times used without the optional phases, in particular the fourth phase must actually be realized.
- tx circulating seconds are designated within the orbital period of a phase sequence.
- the signal system with the detectors is designed in such a way that the arrival of a public transport vehicle is detected no later than 25 seconds before arriving at the signal group at the fastest course of the journey or 30 seconds at the slowest course of the journey.
- this example yields the following simple pattern for determining the earliest green end of the first phase 100.
- the earliest possible green end of the first phase 100 is the end of the necessary green component 100A.
- the end of the green is always fixed and is greater than or equal to necessary green share 100A.
- the greening end may also be later than the end of the necessary and the free green portion 100A, 100B, by using the free green portion 200B of the second phase 200 for an extension of the green portion of the first phase 100. If, for example, no public transport vehicle arrives at the end of the necessary green component 100A, the green end of the first phase shifts each time back for a set time, for example one second, until the end of the free green component 100A has been reached.
- a public transport vehicle in the first phase 100 may cause the first phase 100 to be extended by a maximum of 6 seconds.
- 6 seconds of the entire free green phase 200B of the second phase 200 are used for the extension of the green phase of the first phase 100.
- the free green phase of the first phase can be up to 6 seconds longer, while the free green portion of the second phase and up to 6 seconds can be shorter, ie can be omitted.
- the pre-logon time at which the detector 11 detects the arrival of the public transport vehicle prior to the actual arrival at the appropriate signal group is 25 seconds during a fast transit of the public transport vehicle, then in this case the pre-log-in time is too short by 2 seconds Open the public transport phase in good time.
- the pre-logon time is therefore so short that the beginning of the pre-logon time should actually start 1 second before the end of the necessary green phase 100A of the first switching time 100, in order to decide in good time whether the free green phase 100B of the first switching time 100 can be completely eliminated.
- the reliable green remaining time of a phase can only be extended by a second if the flexibility is to be maintained that a public transport vehicle can request a fourth phase 400 at any time. Because of this property, it is proposed to also transmit information about the waveform to vehicles without the fourth phase. In addition, in one embodiment, a probability with the waveform can be transmitted, which indicates how large the probability of the waveform. The probability can also be specified averaged for every second.
- a public transport vehicle is approaching the intersection and requesting a fourth phase 400, or the situation that a high priority signal intervention, for example, by a police vehicle, fire brigade or ambulance, takes place on the vehicles transferred to.
- a high priority signal intervention for example, by a police vehicle, fire brigade or ambulance.
- a public transport prioritization can be achieved by means of phase change. It is assumed that a traffic situation in which there is a main corridor with pronounced morning peak and evening peak. Left turns are frequented only in the main load direction and signaled specifically. In central location there is a tram. The secondary direction also has at times a pronounced traffic demand.
- FIG. 10 shows in a schematic representation by means of pictograms a basic phase sequence for a circulation.
- the basic phase sequence is: first phase 100, second phase 200, third phase 300 and then the fourth phase 400.
- the first phase 100 also serves public transport (public transport), which in this case is realized by the tram. Public transport should have free access to the intersection without stopping.
- public transport public transport
- FIG. 11 shows a schematic representation of an adaptive signal plan of the basic phase sequence for a round trip time.
- the orbital period begins with a phase transition 410 in which the first phase 100 is transitioned from the fourth phase.
- a phase transition 120 follows, with which the second phase 200 is transferred.
- a phase transition 230 takes place, with which the third phase 300 is transferred.
- a phase transition 340 takes place, with which the fourth phase 400 is transferred.
- the first phase 100 means signaling the first and third signal groups 6, 8 in such a way that vehicles from the first street 2 and from the third street 4 have a clearance over the intersection.
- the second phase 200 means a signaling of the signal groups 8 and 8A in such a way that vehicles of the third street 4 in straight drive over the intersection and vehicles of the third street 4, which want to turn left into the second street 3, a release, ie a have free travel.
- the third phase 300 means a signaling of the second signal group 7 and the fourth signal group 9 in such a way that vehicles approaching from the second street 3 and the fourth street 5 of the intersection 1 and just want to drive over the intersection 1, a release ie have free ride.
- the fourth phase 400 means signaling of the signal groups 6 and 6A in such a way that vehicles approaching on the first street 2 of the intersection 1 and want to drive straight over the intersection 1 or after to turn left into fourth street 5, get a clearance.
- the fourth phase 400 also serves public transport, in which the tram either wants to drive straight across the intersection 1 or wants to turn left into the fourth street 5.
- the first and the third road 2, 4 represent the main load direction.
- the second road 3 and the fourth road 5 represent the secondary direction.
- the necessary green phases 300 and 400 of the third phase 300 and the fourth phase 400 can be shifted in one revolution to an earlier or later circulation.
- the green phase of the first phase 100 can be advanced and extended by 13 seconds.
- public transport can interfere with the short-term overload of the third phase 300 and the fourth phase 400.
- a corresponding overload can be compensated for by assigning the free green phase 100A of the first phase 100 to the third phase 300 and to the fourth phase 400 in subsequent rounds. Due to phase failures, in the example particularly likely for the second phase 200, the flexibility increases due to the attributed phase transition for another 12 seconds.
- the first phase can be exchanged with every phase of the basic phase sequence. Corrections are necessary if this results in unfavorable signaling.
- a double attack would result in the main direction, ie in the west-east direction. That is why the second phase 200, which represents the phase with a lower green content, in this case replaced by a fifth phase 500.
- the fifth phase 500 is still exchanged with the fourth phase 400.
- the fifth phase 500 includes signaling the signal group 6A in such a way that vehicles approaching the intersection 1 on the first street 2 and want to turn left into the fourth street 5 receive a release.
- the fifth phase 500 includes signaling the signal group 8A such that vehicles approaching the intersection 1 on the third street 4 and turning left into the second street 3 receive a release. This driving situation is in a fifth pictogram 17 in FIG. 13 shown.
- the necessary green components of the phases i. additional flexibility through the second phases.
- the necessary green components of the phases which have failed during one revolution must be made up in the next rounds. Further flexibility results from a phase failure that most likely occurs for the second phase and the fifth phase, respectively.
- the phase durations can also be calculated adaptively according to a readaptation. This is particularly useful if phases can fail, the time gained can be used for both public transport and for improving the flow of traffic. If necessary, advancing or delaying portions of the phases may also be purely rule-based, for example by means of balancing.
- the use of readaptation also has the advantage that the approaches public transport prioritization by a phase failure and Public transport prioritization can be combined by a phase shift.
- the main directional phase can not be interchanged with each phase of idle phase.
- the public transport phase could be placed as a precipitated phase between straight and right as well as left turn.
- the residual red times and residual green times are then calculated analogously to the method of partial phase shifting (phase change with subsequent phase).
- the maximum red time and the minimum green time are determined from all possible phase sequences taking into account all possible phase extensions.
- the earlier there is a pre-registration for a public transport vehicle the earlier the actual sequence of phases to be used is known. The sooner the sequence of phases to be used is known, the lower the number of variants to be calculated.
- the aim should be to place the pre-registration time of the public transport vehicle so early that only one possible phase sequence exists at any one time.
- phase sequences Due to the necessary correction of the phase sequence to avoid double annotations, such as replacement of the second phase 200 by the fifth phase 500 and exchange of the fifth phase 500 with the fourth phase 400, it is proposed that the possible phase sequences are not determined automatically, but manually can be specified. On the one hand, a high degree of planning flexibility is achieved by enabling phase sequences that would not arise due to the described rule-based approach. In addition, this achieves a reduction of the possible variants.
- An advantage of the described method is to provide switching times for the signaling system on the basis of control scenarios.
- a philosophy of the procedure described is to determine the best possible switching times and switching time forecasts for a given target behavior of the traffic signal system including a public transport phase in order to enable cooperative systems, for example with vehicles.
- the quality of voluntary public transport can be voluntarily sacrificed in order to increase the quality of cooperative systems.
- the signal groups 6, 6A, 7, 8, 8A, 9 have, for example, a first display for the possible directions of travel, for example in red for disabled, a second display, for example in yellow for transitional phase, and a third display for example in green for free Drive up.
- each signal group 6, 6A, 7, 8, 8A, 9 can have a display for a Rotende and / or a display for a Grünende.
- the display for the green end preferably shows an earliest green end.
- a latest Rotende is preferably displayed for the display for the Rotende.
- a registration of a public transport vehicle at the intersection can be done by means of a detector 11, which detects the approach of the public transport vehicle towards the intersection.
- a detector 11 which detects the approach of the public transport vehicle towards the intersection.
- several detectors may be provided in the direction of travel in front of the intersection 1 in a road. It can be done by means of a far-off detector, a pre-registration of the public transport vehicle.
- the second detector which is located closer to the intersection, a main registration of the public transport vehicle can take place.
- a deregistration of the public transport vehicle can take place after the public transport vehicle has crossed the intersection and passed the further detector.
- FIG. 16 shows a schematic representation of a vehicle 10 having a transceiver unit 22, a controller 21 and a display 23.
- the transceiver unit 22 is designed to provide information, in particular forecasts for Green times, red periods and / or probabilities for green times and / or red periods, in particular remaining green times and / or residual reds of the arithmetic units of the signal groups and / or from the central processing unit 12 to obtain.
- the control unit 21 can perform the function of a motor control and / or the function of a driver assistance system. Using the engine control and / or the driver assistance system, the speed of the vehicle can be adjusted depending on the information received.
- the control unit 21 may be designed to display the information, in particular green times, red periods, remaining green times and / or residual red periods of the signal groups and / or probabilities for the times, using the display 23.
- a remaining time of a release and / or blocking of a signal group can be displayed, with the remaining time in particular being displayed in a time-delayed manner.
- a predicted release time can be displayed shortened and / or a predicted lock time displayed extended.
- the remaining time of a release area and / or the remaining time of a blocking area can be displayed graphically, wherein the graphical representation, in particular a color intensity of the graphical representation is selected differently depending on a probability for the remaining time. For example, different colors and / or different graphic representations can be selected for the different probabilities.
Landscapes
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Schaltzeitprognose für wenigstens eine Signalgruppe einer Signalanlage gemäß Anspruch 1, ein Verfahren zum Anzeigen einer Restzeit gemäß Anspruch 16, eine Recheneinheit zum Durchführen des Verfahrens gemäß Patentanspruch 18 und ein Computerprogrammprodukt nach Patentanspruch 19.
- Aus
DE 10 2012 110 099 B3 sind Verfahren bekannt, mit denen eine die zukünftigen Signalzeiten einer Signalanlage prognostiziert werden, wobei die dazu verwendete Prädiktionseinheit ein Modell des Verkehrsablaufs und der Signalsteuerung benötigt. Eine einmal abgegebene Prognose kann eintreffen oder auch nicht, wenn z.B. der tatsächliche Verkehrsfluss nicht dem simulierten Verkehrsfluss entspricht. - Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung einer Schaltzeitprognose für wenigstens eine Signalgruppe einer Signalanlage bereitzustellen. Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zum Anzeigen einer Restzeit bereitzustellen.
- Die Aufgaben der Erfindung werden durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
- Weitere Ausführungsformen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Schaltzeitprognose für wenigstens eine Signalgruppe einer Signalanlage, wobei die Signalanlage mehrere Signalgruppen aufweist, wobei die Signalgruppen durch ein Steuerungsverfahren gesperrt und freigegeben werden, wobei sich abhängig von einem Steuereingriff eine Reihenfolge der Freigaben und/oder die Anzahl der Freigaben ändern kann, wobei für verschiedene mögliche Abfolgen der Steuerungen während der nächsten n Zeitintervalle für wenigstens eine Signalgruppe ein minimaler Bereich einer Freigabe in der Weise ermittelt wird, dass sich der minimale Bereich der Freigabe durch einen Steuereingriff nur verlängert, aber nicht verkürzen kann. Dadurch kann sich eine Restzeit für die insbesondere angezeigte Freigabe der Signalgruppen nur verlängern und eine Restzeit für die insbesondere angezeigte Sperrung der Signalgruppen nur verringern. Auf diese Weise kann eine verlässliche Zeit für die Freigabe und/oder die Sperrung ermittelt, angezeigt und weiter gegeben werden.
- In einer Ausführung werden für mehrere vorgegebene Steuereingriffe (z.B. mit ÖPNV Fahrzeug und ohne ÖPNV Fahrzeug) Schaltzeitprognosen für eine Freigabe der Signalgruppen ermittelt. Zudem kann für die Schaltzeitprognosen Wahrscheinlichkeiten eines Eintreffens ermittelt werden. Die ermittelten Schaltzeitprognosen und/oder deren Wahrscheinlichkeiten werden angezeigt und/oder ausgeben, insbesondere an ein Fahrzeug übermittelt. Auf diese Weise können ein Fahrer und/oder ein Fahrerassistenzsystem eine genauere Einschätzung der Schaltsituation der Signalgruppe erhalten. Insbesondere kann eine bessere Anpassung des Fahrverhaltens an die Schaltsituation der Signalgruppe bzw. der gesamten Signalanlage erreicht werden, um beispielsweise einer Grünen Welle zu folgen.
- In einer weiteren Ausführung wird aus den Schaltzeitprognosen und den Wahrscheinlichkeiten der Schaltzeitprognosen mindestens ein Erwartungswert berechnet. Der Erwartungswert kann angezeigt oder an ein Fahrzeug übertragen werden. Insbesondere kann der Erwartungswert für eine Berücksichtigung für mindestens eine Funktion in einem Fahrzeug vorgesehen sein. Insbesondere kann der Erwartungswert für die Motorsteuerung eines Fahrzeugs verwendet werden. Auch kann ein Steuergerät eines Fahrzeuges, insbesondere ein Fahrerassistenzsystem den Erwartungswert zur Steuerung des Fahrzeuges verwenden, um beispielsweise einer Grünen Welle zu folgen.
- In einer Ausführung wird ein Zeitbereich für eine Freigabe einer Signalgruppe verringert, wenn die Signalgruppe nicht angefordert wird.
- In einer Ausführung entspricht der minimale Zeitbereich der Freigaben der Signalgruppen der jeweiligen Freigabe der Signalgruppen bei der vorgegeben Abfolge von vorgegebenen Phasen, wenn keine Phase ausfällt, und wobei bei einem wenigstens teilweisen Ausfall einer Phase die minimalen Zeitbereiche der Freigaben der nicht ausgefallenen Phasen und damit der dort freigegebenen Signalgruppen vergrößert werden.
- In einer Ausführung wird während des Zeitintervalls in regelmäßigen Zeitabständen der minimale Bereich der Freigabe insbesondere für jede Signalgruppe ermittelt und aktualisiert.
- In einer Ausführung wird die während eines festgelegten Zeitintervalls ankommende Anzahl von Fahrzeugen ermittelt, wobei die ermittelte Anzahl verwendet wird, um daraus eine Warteschlange von Fahrzeugen bei einer Signalsperrung zu ermitteln, wobei aus der Warteschlange eine Fahrtrajektorie für ein oder mehrere in einem Zeitintervall ankommenden Fahrzeuge in der Weise ermittelt wird, so dass die Anzahl der Halte und/oder der Kraftstoffverbrauch und/oder Emissionen reduziert werden. Abhängig von der gewählten Ausführung können auch andere Zielfunktionswerte verbessert, insbesondere optimiert werden.
- In einer Ausführung werden für gerade nicht freigegebene Signalgruppen einer Nebenrichtung nicht eine Lage und eine minimale Zeitdauer der Freigabe ermittelt, sondern ein spätester Beginn der Freigabezeit. Dadurch ist eine Anzeige eines Endes der Sperrung, d.h. der Rotrestzeit möglich, ohne die Flexibilität zur Umverteilung der Zeitdauern ausfallender Teilphasen einzuschränken.
- In einer Ausführung werden Restzeiten einer vorgegebenen Freigabezeit, die kleiner als ein bestimmter Schwellenwert sind, nicht mehr geändert.
- In einer Ausführung wird ein vorgegebener Endbereich, insbesondere die letzten Sekunden einer Freigabe und/oder einer Sperrung nicht mehr geändert. Bei einer phasenorientierten Steuerung kann der Endbereich insbesondere in Phasenübergängen zwischen den Phasen enthalten sein und für jeden Phasenübergang individuell parametriert werden. Weiterhin können die Mindestrestdauern auch eigens parametriert werden.
- In einer Ausführung werden Steuerungseingriffe in Abhängigkeit von der Art des Steuerungseingriffes unterdrückt.
- Zudem können Anzeigen vorgesehen sein, die eine Zeit für eine Freigabe einer Signalgruppe, d.h. eine Grünzeit und/oder eine Zeit für eine Sperrung einer Signalgruppe, d.h. eine Rotzeit für wenigstens eine, insbesondere für jede Signalgruppe anzeigen. Aufgrund der gewählten Steuerung wird bei laufender Freigabe einer Signalgruppe durch die Anzeige eine verbleibende Freigabezeit, d.h. eine Grünrestzeit angezeigt, die nur in Richtung einer längeren Grünrestzeit springen kann. Aufgrund der gewählten Steuerung wird bei laufender Sperrung einer Signalgruppe durch die Anzeige eine verbleibende Sperrzeit, d.h. eine Rotrestzeit angezeigt, die nur in Richtung einer kürzeren Rotrestzeit springen kann. Die Anzeige kann an der Signalanlage, insbesondere an der Signalgruppe vorgesehen sein. Zudem kann die Anzeige auch in einem Fahrzeug angeordnet sein.
- In einer Ausführung werden die Freigabezeiten auch angeforderter bzw. nicht ausgefallener Phasen insbesondere in einem geringen Umfang, insbesondere im Bereich von 1% bis 10% der Zeitdauer gekürzt, wobei eine Randbedingung einer vorgesehenen Verwendung berücksichtigt wird. Beispielsweise kann bei einer Anzeige der Freigabezeit eine maximal zulässige Verkürzung vorgegeben sein.
- In einer Ausführung sind die Anzeigen ausgebildet, um eine graphische Anzeige einer Grün- und/oder einer Rotrestzeit zu stauchen. Dabei kann z.B. 0,75 Sekunden als 1 Sekunde dargestellt werden, sodass prognostizierte Freigabezeiten in geringem Umfang gekürzt werden können, ohne dass dies einem Fahrer eines Fahrzeuges auffällt.
- Weiterhin kann z.B. in Form eines Ampelassistenten eine Wahrscheinlichkeit einer Prognose für eine Freigabe und/oder eine Sperrung einer Signalgruppe an einen Fahrer eines Fahrzeuges kommuniziert, insbesondere angezeigt werden.
- In einer Ausführung kann bei einer Anzeige, die einen Grünzeitbereich und oder eine Grünrestzeit und/oder eine Rotrestzeit einer Signalgruppe grafisch darstellt, die graphische Darstellung, insbesondere eine Farbintensität abhängig von einer Wahrscheinlichkeit der Grünrestzeit und/oder der Rotrestzeit unterschiedlich sein.
- In einer Ausführung kann sich ein ÖPNV Fahrzeug zeitlich mindestens um eine vorgegebene Zeit vor einem, insbesondere ihrem frühesten Eintreffen an einer Haltelinie bei einer Steuerung anmelden. Die vorgegebene Zeit kann davon abhängen, wieviel z.B. ein Ampelassistent an Prognosedauer benötigt, wobei diese sich insbesondere aus der Fahrzeit von der Haltelinie eines Vorknotens zur Haltelinie dessen Folgeknoten, der benötigten Berechnungszeit für das Steuerverfahren und aller benötigten Zeiten von der Ermittlung bis zur Verarbeitung und Anzeige der Restzeiten in einem Ampelassistenten eines Fahrzeuges.
- In einer Ausführung wird bei Restzeitprognosen auf eine Bemessung z.B. bei einem plötzlichen Abbruch einer laufenden Phase bei einer Lücke im Verkehrsfluss verzichtet. Stattdessen wird eine adaptive Berechnung je Zeitintervall durchgeführt, wobei ausfallende Zeiten auf andere Phasen nach einem Berechnungsverfahren verteilt werden.
- In einer Ausführung wird nach einem Phasentausch die späteste Freigabezeiten der Phasen aus allen Variationen des möglichen wechselseitigen Phasentauschs der ÖPNV Phase berechnet und die Teilphasen der Phasen, die bei ÖPNV Eingriff entfallen, können bei der Berechnung der minimalen (und frühesten) Freigabezeit der Signalgruppen jeweils berücksichtigt oder nicht berücksichtigt werden, je nachdem welche Berechnung zu einer kürzeren Freigabezeit führt. Dabei wird zum Beispiel eine erste Phase verlängert, wobei die mögliche Verlängerung nicht in das Restgrün der ersten Phase eingerechnet wird, während das Restrot einer dritten Phase die maximale Verlängerung berücksichtigt, d.h. z.B. weder das freie Grün der ersten Phase noch das freie Grün der zweiten Phase wird in die Grünrestzeit der ersten Phase eingerechnet, solange noch die Möglichkeit besteht, dass z.B. das freie Grün der ersten Phase 1 nicht genutzt wird.
- In einer Ausführung werden die spätesten Freigabezeiten der Phasen aus allen Variationen der möglichen Phasenabfolgen berechnet. Die Teilphasen der Phasen, die bei ÖPNV Eingriff entfallen, werden bei der Berechnung der minimalen (und frühesten) Freigabezeit der Signalgruppen jeweils berücksichtigt oder nicht berücksichtigt, je nachdem welche Berechnung zu einer kürzeren Freigabezeit führt.
- In einer Ausführung werden für den Fall, dass die ÖPNV Phase komplett entfällt, zusätzlich die minimalen Freigabezeiten ermittelt.
- In einer Ausführung wird die ausgefallene Zeit nach einem vorgeplanten Anteil der nicht ausgefallenden Phasen auf die nicht ausgefallenen Phasen verteilt. Dadurch wird eine einfache und schnelle Anpassung erreicht.
- In einer weiteren Ausführung wird die ausgefallene Zeit durch eine modellbasierte Adaption, insbesondere in Form einer Optimierung auf die nicht ausgefallenen Phasen verteilt. Dadurch wird eine individuellere Anpassung an die vorliegende Situation erreicht.
- In einer weiteren Ausführung wird die geplante Abfolge der noch nicht ausgeführten Phasen des Zeitintervalls in der Weise verändert, dass die optionale Phase bei Nichtanforderung mit der nächsten Phase getauscht wird. Dadurch kann die optionale Phase noch später innerhalb des Zeitintervalls ausgeführt werden. Mit der optionalen Phase kann beispielsweise ein Fahrzeug des öffentlichen Nahverkehrs bedient werden.
- In einer Ausführung ist eine Phase in eine erste Teilphase zur Abbildung einer Mindestfreigabezeit, in eine zweite Teilphase zur Abbildung einer für eine Leistungsfähigkeit der Verkehrssteuerung notwendige Freigabezeit und eine dritte Teilphase für eine freie Freigabezeit der Signalgruppen unterteilt. Dabei kann die dritte Teilphase, d.h. eine freie Teilphase einer Phase für eine Hauptrichtung, sowie die dritte Teilphase und insbesondere die zweite Teilphase, nicht aber die erste Teilphase der Mindestdauer einer optionalen Phase gekürzt werden kann, um eine andere Phase, die zur Beschleunigung des öffentlichen Nahverkehrs verwendet wird, zu verlängern.
- Eine Vereinfachung des Steuerverfahrens wird dadurch erreicht, dass die optionale Phase wenigstens teilweise oder vollständig ausgelassen wird, wenn die optionale Phase nicht bis zu einem vorgegebenen Zeitpunkt abgerufen wird.
- In einer Ausführung werden die Zeitdauern der Teilphasen eines Zeitintervalls phasenabhängig und abhängig von Verkehrsdaten adaptiv ermittelt und die Zeitdauern der Phasen entsprechend angepasst. Zudem können Phasen oder Teilphasen eines Zeitintervalls abhängig von vorgegebenen Zeitbereichen und/oder abhängig von festgelegten T-Zeitpunkten abgeleitet werden. T-Zeitpunkte sind Zeitpunkte, die fest innerhalb des Zeitintervalls, d.h. innerhalb des Umlaufs vorgegeben sind. Beispielsweise kann ein T-Zeitpunkt durch einen frühesten Beginn, einen spätesten Beginn, ein frühestes Ende und/oder durch ein spätestes Ende einer Freigabe oder einer Sperrung festgelegt sein.
- In einer weiteren Ausführung werden abhängig von Verkehrsdaten ein Anfang- und ein Endzeitpunkt der Freigabe der Hauptrichtungsphase nur um eine festgelegte maximale Zeitdauer vorgezogen, um insbesondere eine Kompatibilität mit einer Grünen Welle für den Verkehr der Hauptrichtung zu ermöglichen.
- In einer weiteren Ausführung sind mehrere alternative Phasenfolgen vorgesehen und in jeder der alternativen Phasenfolgen ist mindestens eine optionale Phase für den öffentlichen Nahverkehr vorgesehen. Bei einer Anforderung der optionalen Phase durch ein ÖPNV Fahrzeug wird in die Phasenfolge gewechselt, mit der das ÖPNV Fahrzeug mit einer geringsten Verzögerung die Kreuzung passieren kann, insbesondere ohne Abbremsen des ÖPNV Fahrzeuges. Dadurch wird eine weitere Verbesserung der Priorisierung des öffentlichen Nahverkehrs erreicht.
- Eine optionale Phase kann für ein ÖPNV Fahrzeug oder für einen Fußgänger oder ein Fahrzeug vorgesehen sein.
- 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
- eine schematische Darstellung einer Kreuzung mit einer Signalanlage mit vier Signalgruppen,
- FIG 2 bis 7
- schematische Darstellungen von verschiedenen Abfolgen von Phasen während eines Zeitintervalls,
- FIG 8
- eine weitere Darstellung einer Abfolge von möglichen Phasen mit einem ÖPNV Fenster,
- FIG 9
- eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Abfolge von Phasen eines Zeitintervalls,
- FIG 10
- eine schematische Darstellung einer Grundphasenfolge,
- FIG 11
- eine Abfolge der Phasen der Grundphasenfolge der
Fig.10 für ein Zeitintervall, und - FIG 12 bis 15
- verschiedene mögliche Abfolgen der Grundphasenfolge der
FIG 10 , und - FIG 16
- ein Fahrzeug.
-
FIG 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Kreuzung 1, in die vier Straßen 2, 3, 4, 5 münden. Jede Straße weist eine Fahrbahn auf, die zur Kreuzung 1 führt und eine Fahrbahn auf, die von der Kreuzung 1 wegführt. Zudem ist an jeder Straße, die zur Kreuzung 1 führt, eine Signalgruppe 6, 7, 8, 9 vorgesehen. Jede Signalgruppe 6, 7, 8, 9, 6A, 8A 13, 14 verfügt über eine eigene Recheneinheit. Zudem verfügt jede Signalgruppe über Anzeigemittel und/oder Sendemittel, mit denen Informationen über einen Signalzustand der Signalgruppe angezeigt und/oder an ein Fahrzeug und/oder an eine weitere Recheneinheit übermittelt werden können. Die vier dargestellten Signalgruppen 6, 7, 8, 9, 6A, 8A stellen eine Signalanlange für die Kreuzung 1 dar. Mit einer Signalgruppe kann für eine Fahrrichtung eine Sperrung oder eine Freigabe, d.h. eine freie Fahrt in der Fahrrichtung angezeigt werden. Unter einer Fahrrichtung werden z.B. eine Geradeausfahrt, ein Rechtsabbiegen, und/oder ein Linksabbiegen verstanden. Die Sperrung wird z.B. mit einem Rotsignal und die Freigabe mit einem grünen Signal angezeigt. Zudem kann zwischen der Freigabe und der Sperrung noch ein Übergangssignal z.B. in Form eines gelben Signals angezeigt werden. Die Sperrung wird im Folgenden auch als Rotzeit und die Freigabe als Grünzeit bezeichnet. - Weiterhin sind Detektoren 11 in oder an den Fahrbahnen der Straßen 2, 3, 4, 5 vorgesehen, die eine Annäherung eines Fahrzeuges 10 an die Kreuzung 1 und/oder eine Abfahrt des Fahrzeuges weg von der Kreuzung 1 detektieren. Die Detektoren 11 können auch dazu vorgesehen sein, um zum Beispiel eine Annäherung eines ÖPNV Fahrzeuges an die Kreuzung 1 und/oder ein Entfernen des ÖPNV Fahrzeuges von der Kreuzung zu erfassen. Zudem kann ein Detektor 11 vorgesehen sein, um beispielsweise in Form eines Tasters den Wunsch eines Fußgängers zu erfassen, der eine Freigabe für einen Fußgängerüberweg über eine Straße wünscht. Die Detektoren sind logisch mit den Signalgruppen 6, 7, 8, 9, 6A, 8A verbunden.
- Weiterhin gibt es eine zentrale Recheneinheit 12 vorgesehen sein, die mit den Detektoren 11 sowie den Signalgruppen und/oder den Recheneinheiten der Signalgruppen verbunden ist. Die zentrale Recheneinheit steuert abhängig von dem Verkehrsaufkommen an der Kreuzung die Signalgruppen. Dabei wird in der Regel eine Hauptrichtung vorgegeben, die für die Steuerung des Verkehrs Priorität hat. Zudem wird für ein Zeitintervall, d.h. eine Umlaufzeit eine Folge von Phasen vorgesehen, die während des Zeitintervalls ausgeführt werden können.
- Dabei können jedoch auch ein Ausfall und/oder eine Verschiebung und/oder eine Verkürzung und/oder eine Verlängerung einer Phase während des Zeitintervalls abhängig von Verkehrsereignissen auftreten. In jeder Phase ist für alle Signalgruppen festgelegt, ob die jeweilige Signalgruppe auf eine Freigabe für eine freie Fahrt oder auf eine Sperrung für die Fahrrichtung der Signalgruppe geschaltet wird.
- Die Recheneinheiten der Signalgruppen und/oder die zentrale Recheneinheit steuern abhängig von den ermittelten Phasen die vier Signalgruppen an. Nach der Umlaufzeit wird die Folge der Phasen wiederholt. Die Signalanlage kann abhängig von der Ausführungsform auch unabhängig von Phasen abhängig vom Verkehrsaufkommen an der Kreuzung gesteuert werden.
-
FIG 2 zeigt ein Beispiel für eine Grundphasenfolge von Phasen für die Steuerung der Signalanlage der Kreuzung 1 mit drei Phasen 100, 200, 300. Die dargestellte Grundphasenfolge weist drei Phasen 100, 200, 300 auf. Zudem ist zwischen den Phasen 100, 200, 300 jeweils eine Übergangsphase 310, 120,230 dargestellt. Zwischen der ersten Phase 100 und der zweiten Phase 200 ist ein erster Phasenübergang 120 dargestellt. Zwischen der zweiten Phase 200 und der dritten Phase 300 ist ein zweiter Phasenübergang 230 dargestellt. Zwischen der dritten Phase 300 und der ersten Phase 100 ist ein dritter Phasenübergang 310 dargestellt. Die Phasenübergänge können auch zu Ihrer jeweiligen Zielphase gerechnet werden, zu der sie überleiten. - Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform die erste Phase 100 in eine notwendige erste Teilphase 100A und in eine freie zweite Teilphase 100B unterteilt sein. Weiterhin kann die zweite Phase 200 in eine notwendige erste Teilphase 200A und in eine freie zweite Teilphase 200B unterteilt sein. Weiterhin kann die dritte Phase 300 nur eine notwendige erste Teilphase 300A aufweisen. Zudem kann noch für jede Phase 100, 200, 300 eine Teilphase zur Abbildung einer Mindestfreigabezeit vorgesehen sein. Die Teilphasen für die Mindestfreigabezeiten sind nicht dargestellt. Diese sind verkehrstechnische Mindestfreigabezeitdauern, z.B. zum Ausgleich von Detektorfehlern.
- Die erste Phase 100 entspricht der Schaltsituation, dass die Fahrzeuge, die sich auf der ersten Straße 2 und der dritten Straße 4 der Kreuzung 1 nähern (
FIG 1 ) und gerade über die Kreuzung fahren wollen, eine Freigabe, d.h. Grün haben und über die Kreuzung 1 fahren dürfen. Somit wird in der ersten Phase 100 die erste Signalgruppe 6 auf Freigabe für eine Geradeausfahrt geschaltet. Weiterhin wird die dritte Signalgruppe 8 ebenfalls auf eine Freigabe, d.h. auf Grün für eine Geradeausfahrt geschaltet. Die zweite und die vierte Signalgruppe 7, 9 sowie 6A, 8A sind auf Sperrung, d.h. auf Rot geschaltet und sperren eine Weiterfahrt für die Fahrzeuge, die sich von der zweiten und der vierten Straße der Kreuzung 1 nähern. - Die erste Phase 100 ist schematisch mit dem ersten Piktogramm 13 dargestellt. Die gerade Fahrrichtung von der ersten und der dritten Straße 2, 4 stellt die Hauptrichtung der Kreuzung 1 dar. Die erste Phase 100 stellt somit die koordinierte Phase dar, mit der die Hauptrichtung geschaltet wird. Die zweite Phase 200 entspricht der Schaltsituation, dass die Signalgruppe 6A so geschaltet ist, dass die Fahrzeuge, die sich auf der ersten Straße 2 der Kreuzung 1 nähern und nach links in die vierte Straße 5 abbiegen wollen, eine Freigabe, d.h. Grün erhalten und fahren dürfen. Zudem entspricht die zweite Phase 200 der Schaltsituation, dass die Signalgruppe 8A so geschaltet ist, dass die Fahrzeuge, die sich von der dritten Straße 4 der Kreuzung 1 nähern und nach links in die zweite Straße 3 abbiegen wollen, ebenfalls eine Freigabe, d.h. Grün erhalten. Die anderen Signalgruppen 6, 7, 8, 9 sind auf sperrend, d.h. auf Rot geschaltet. Die zweite Phase 200 ist mit einem zweiten Piktogramm 14 schematisch dargestellt.
- Die dritte Phase 300 entspricht der Schaltsituation, dass die vierte Signalgruppe 9 so geschaltet ist, dass alle Fahrzeuge, die sich auf der vierten Straße 5 der Kreuzung 1 nähern, eine Freigabe, d.h. Grün erhalten und über die Kreuzung 1 fahren dürfen. Zudem bedeutet die dritte Phase 300, dass die zweite Signalgruppe 7 so geschaltet ist, dass alle Fahrzeuge, die sich auf der zweiten Straße 3 der Kreuzung 1 nähern über die Kreuzung 1 fahren dürfen. Die Signalgruppen 6, 8, 6A, 8A sind auf Rot, d.h. sperrend geschaltet. Der dritte Schaltzustand ist schematisch in Form des dritten Piktogramms 15 dargestellt. Die anderen Signalgruppen sind auf sperrend, d.h. auf Rot geschaltet.
- Abhängig von der gewählten Ausführungsform können wenigstens eine oder mehrere der Phasen als optionale Phase vorgesehen sein. Eine optionale Phase wird nur dann geschaltet, wenn ein Bedarf für diese Phase vorliegt. Der Bedarf wird beispielsweise durch eine Annäherung eines Fahrzeuges 10 ermittelt, das mithilfe eines Detektors 11 erfasst wird. Mithilfe von optionalen Phasen, so genannten Anforderungsphasen, ist eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Verkehrssteuerung an einer Kreuzung 1 bei gleichbleibender Umlaufdauer möglich. Die Umlaufdauer legt das Zeitintervall für die Dauer der Abfolge der Phasen fest. Die Abfolge der Phasen der Grundphasenfolge, die in
FIG 2 dargestellt ist, wiederholt sich laufend. Es können jedoch z.B. abhängig von der Uhrzeit oder abhängig vom Wochentag unterschiedliche Grundphasenfolgen vorgesehen sein. Somit kann die Grundphase auch geändert werden. - Eine grundlegende Idee des vorliegenden Verfahrens besteht darin, eine Grundphasenfolge in der Weise zu ermitteln, dass alle möglichen für die Signalanlage zur Verfügung stehenden Phasen in der Grundphasenfolge berücksichtigt werden. Die Grundphasenfolge der Phasen wird abhängig von der Art der Kreuzung, abhängig von dem Verkehrsaufkommen und/oder abhängig von einer gewünschten Verkehrssteuerung festgelegt. Dabei werden auch optionale Phasen berücksichtigt, die nur auf Abruf und somit nicht immer durchgeführt werden. Somit wird eine Umlaufdauer, das heißt eine Dauer für eine Grundphasenfolge ermittelt, die immer wieder wiederholt wird. Zudem kann bei festgelegter Umlaufdauer und den bekannten möglichen Phasen eine kürzeste Zeitdauer für eine Freigabe, d.h. eine kürzeste Grünzeit für jede Signalgruppe und/oder eine längste Zeitdauer für eine Sperre, d.h. eine längste Rotzeit für jede Signalgruppe berechnet werden. Die Grünzeit bedeutet eine freie Fahrt für eine vorgegebene Fahrrichtung. Die Rotzeit bedeutet eine gesperrte Fahrt für eine vorgegebene Fahrrichtung.
- Wird nun eine optionale Phase nicht abgerufen, d.h. wird die optionale Phase nicht durchgeführt, so ändern sich in einer gewählten Ausführungsform die Grünzeiten aller Signalgruppen der Signalanlage nur in Richtung auf längere Grünzeiten und die Rotzeiten aller Signalgruppen nur in Richtung auf kürzere Rotzeiten, d.h. zum Positiven. Zudem kann die kürzeste Grünzeit und/oder die längste Rotzeit wenigstens einer Signalgruppe, insbesondere aller Signalgruppen für ein Zeitintervall, d.h. eine Umlaufzeit für eine Anzeige oder Übermittlung einer verbleibenden Grünzeit und/oder verbleibenden Rotzeit der Signalgruppe verwendet werden. Weiterhin kann die kürzeste Grünzeit und/oder die längste Rotzeit wenigstens einer Signalgruppe, insbesondere aller Signalgruppen für ein Zeitintervall, d.h. eine Umlaufzeit an die Fahrzeuge übermittelt werden und von dem Fahrzeug beziehungsweise von einem Fahrerassistenzsystem, insbesondere von einem autonomen Fahrsystem des Fahrzeuges oder von einem Fahrer des Fahrzeuges berücksichtigt werden.
- Ein Ansatz des beschriebenen Verfahrens für eine verkehrsabhängige Steuerung mit einer Restzeitenermittlung für die Rotzeit und/oder die Grünzeit einer Signalgruppe besteht darin, für wenigstens eine, insbesondere für jede Signalgruppe ein frühestes Grünende, d.h. ein frühestes Ende der freien Fahrt anzugeben, das nicht unterschritten wird. Weiterhin besteht ein Ansatz des Verfahrens zur verkehrsabhängigen Steuerung mit einer Restzeitenermittlung darin, für wenigstens eine, insbesondere für jede Signalgruppe ein spätestes Rotende, d.h. ein spätestes Ende der gesperrten Fahrt anzugeben, das nicht überschritten wird.
- Dabei können abhängig von der verwendeten Ausführungsform zu jedem Zeitpunkt einer Steuerungsberechnung, zum Beispiel sekündlich auch während eines Zeitintervalls, unterschiedliche Varianten einer zukünftigen Signalisierung der Signalgruppen der Signalanlage der Kreuzung berechnet werden. Dabei können für jede Signalgruppe und für jede mögliche Fahrrichtung für das Grünende das minimale Grünende aller möglichen Varianten der möglichen Phasen und für das Rotende das maximale Rotende aller möglichen Varianten der möglichen Phasen ermittelt werden. Mit fortschreitender Zeit reduzieren sich während der Umlaufzeit die möglichen Varianten der möglichen Abfolgen der Phasen zum Beispiel dadurch, dass eine Phase nicht oder doch angefordert wurde. Die Anforderung einer optionalen Phase kann z.B. von einem Fahrzeug, von einem ÖPNV Fahrzeug, von einem Fußgänger oder von einem Einsatzfahrzeug ausgeführt werden.
- Eine Idee des vorgeschlagenen Steuerungsdesigns besteht darin, die Anzahl der zu berechnenden Varianten zu minimieren.
- In einer Ausführungsform kann dies dadurch erreicht werden, dass optionale Phasen so berücksichtigt werden, dass die Phasen nur teilweise oder vollständig ausfallen können. In diesem Fall genügt es, nur jeweils eine Variante zu berechnen, bei der alle möglichen Phasen, also auch alle optionalen Phasen berücksichtigt werden.
- In einer weiteren Ausführungsform kann das Steuerungsverfahren in der Weise erweitert werden, dass eine optionale Phase während der Umlaufzeit maximal nur einmal, aber an mehreren Zeitbereichen des Umlaufes angefordert werden darf. Fällt die optionale Phase an einem zeitlich ersten Zeitbereich des Umlaufes aus, so wird die optionale Phase weitergeschoben, indem die optionale Phase beispielsweise mit einer nachfolgenden Phase getauscht wird. Das Weiterschieben kann dabei auch öfters erfolgen, wobei die optionale Phase auch vollständig ausfallen kann.
- In einer weiteren Ausführungsform kann eine optionale Phase in der Position mit einer oder mehreren Phasen im Umlauf getauscht werden. Als Begrenzung der hohen Variantenvielfalt beziehungsweise der Komplexität der Berechnung wird zum Beispiel vorgeschlagen, eine mögliche Abfolge von Phasen zu begrenzen, beziehungsweise vorzugeben.
- Im Steuerungsablauf können Varianten von Abfolgen von Phasen ermittelt werden, die mit unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten eintreten. Somit können neben den Worst Case Restzeiten für das früheste Grünende jeder Signalgruppe während einer Umlaufzeit beziehungsweise das späteste Rotende jeder Signalgruppe während einer Umlaufzeit auch die Restzeiten der Grünzeit und/oder der Rotzeit jeder Signalgruppe der unterschiedlichen Varianten mit deren Wahrscheinlichkeiten laufend während der Umlaufzeit ermittelt werden. Aus den Wahrscheinlichkeiten können Erwartungswerte für die Rotrestzeiten und/oder für die Grünrestzeiten jeder Signalgruppe während eines Umlaufs, insbesondere während einer Phase ermittelt werden. Die Erwartungswerte werden zum Beispiel von einem Steuergerät für eine Start-Stopp-Automatik eines Fahrzeuges berücksichtigt, um den Motor des Fahrzeuges möglichst energiesparend zu betreiben.
- Die unterschiedlichen Varianten der Abfolgen von Phasen mit oder ohne Ausfall der optionalen Phasen können zum Beispiel auch verwendet werden, um in einem Signalassistenten an der Signalgruppe oder in einem Fahrzeug einen wahrscheinlichen, aber nicht sicher vorhandenen Grünbereich anzuzeigen. Dies ist beispielsweise bei oft ausfallenden optionalen Phasen von Vorteil. Diese Vorgehensweise kann zum Beispiel bei selten fahrenden ÖPNV Fahrzeugen von Vorteil sein.
- Die vorgeschlagenen Steuerungskonzepte zur Berücksichtigung kooperative Systeme wie Restzeitanzeigen und Ampelassistenten können prinzipiell auf unterschiedliche Arten gelöst werden: frei programmiert (Anwenderlogik), geschlossener (parametriert, keine Anwenderlogik) logikbasierter Ansatz (zum Beispiel auf Basis SLX), geschlossener Ansatz (parametriert, keine Anwenderlogik) mit adaptiven Elementen und Logiken für die unterschiedlichen Variationen der Abfolgen der Phasen; geschlossener, voll adaptiver Ansatz (parametriert, keine Anwenderlogik) einschließlich adaptiver Berücksichtigung des ÖPNV Fahrzeuges und beliebige Kombinationen davon.
- Mithilfe der vorgeschlagenen Verfahren kann eine minimale Dauer für ein Grünende einer Signalgruppe und/oder eine maximale Dauer für ein Rotende einer Signalgruppe angezeigt und/oder an ein Fahrzeug übertragen werden. Weiterhin können Restdauern für das Grünende und/oder für das Rotende der Signalgruppen regelmäßig während des Umlaufes der Phasen aktualisiert werden. Dabei wird jedoch vorzugsweise ein einmal berechneter Wert für eine minimale Dauer eines Endes der Grünzeit, d.h. der freien Fahrt einer Signalgruppe nur erhöht. Ein einmal berechneter Wert für eine maximale Dauer für ein Ende der Rotzeit, d.h. für eine gesperrte Fahrt durch die Signalgruppe wird vorzugsweise nur verringert. Eine prognostizierte Dauer und Wahrscheinlichkeit sowohl für die minimale Dauer für das Grünende, d.h. das Ende der Grünzeit als auch für die maximale Dauer für das Rotende, d.h. für das Ende der Rotzeit kann zum Beispiel von der wahrscheinlichsten Variante der Abfolge der Phasen verwendet werden oder von der Schaltvariante der Signalanlage, die am nächsten an einem Erwartungswert liegt.
- Eine Vereinfachung der Komplexität der Steuerungsaufgabe kann dadurch erreicht werden, dass eine Ausführungsform mit folgenden Eigenschaften verwendet wird: Abläufe von Phasen werden in parametrierter Form vorgegeben und regelbasiert variiert. Als Regel kann vorgesehen sein, dass optionale Phasen teilweise oder vollständig ausfallen können. Zudem kann als Regel vorgesehen sein, dass optionale Phasen bei Nichtanforderung innerhalb des Umlaufs zeitlich nach hinten verschoben werden. Parametrierte Phasenabfolgen können Phasen und Phasenanteile aufweisen, die ihrerseits ausfallen dürfen.
- In einer Ausführungsform weist wenigstens eine oder alle Phasen eine erste Teilphase zur Abbildung von Mindestfreigabezeiten, eine zweite Teilphase, d.h. eine notwendige Grünzeit zur Abbildung von für eine Leistungsfähigkeit der Verkehrssteuerung notwendigen Freigabezeiten und eine dritte Teilphase für freie Freigabezeiten, d.h. eine freie Grünzeit für wenigstens eine Signalgruppe auf. Dabei kann die dritte Teilphase für eine freie Freigabezeit einer koordinierten Phase, d.h. für die dritte Teilphase einer Hauptrichtungsphase gekürzt werden, um eine andere Phase, die zur Beschleunigung des öffentlichen Nahverkehrs verwendet wird, zu verlängern. Zudem kann die dritte Teilphase und insbesondere die zweite Teilphase, nicht aber die erste Teilphase für die Mindestdauer einer optionalen Phase gekürzt werden, um eine andere Phase, die zur Beschleunigung des öffentlichen Nahverkehrs verwendet wird, zu verlängern.
- Eine Verteilung der Grünzeit auf die Signalgruppen kann für eine Umlaufzeit adaptiv erfolgen, um bei einer gewünschten, beispielsweise optimalen Leistungsfähigkeit der Verkehrssteuerung auf eine Bemessung verzichten zu können. Zudem kann ein ÖPNV Verkehr intelligent priorisiert werden zum Beispiel unter Nutzung von freien Grünzeiten. Eine freie Grünzeit ist eine Grünzeit, die für die Leistungsfähigkeit der Verkehrssteuerung nicht benötigt wird.
- Eine Verteilung der ausgefallenen, optionalen Phasen kann adaptiv erfolgen, wobei beispielsweise Nebenbedingungen wie zum Beispiel eine Wellenlage des Verkehrsstromes berücksichtigt werden, um eine gewünschte, insbesondere maximale Leistungsfähigkeit der Verkehrssteuerung zu erhalten. Die Restzeiten für eine Grünphase und/oder für eine Rotphase für die Signalgruppen werden beispielsweise automatisch während des Umlaufes ermittelt und angepasst.
- Zudem kann eine Freiprogrammierung dem vorgeschlagenen Verfahren überlagert werden, die die Zwischenergebnisse des vorgeschlagenen Verfahrens nutzen kann, aber selbst für die korrekte Ermittlung der Restzeiten der Grünphase und/oder der Rotphase der Signalgruppen verantwortlich ist.
- Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen für die Störung der Signalanlage dargestellt. Dabei wird eine phasenbezogene Darstellung gewählt.
- In einer Ausführungsform werden Signalzeiten für eine Grünphase, eine Rotphase und Übergangsphasen für die Signalgruppen adaptiv ermittelt, so dass für jede Phase bekannt ist, welche Zeitanteile den Zwischenphasen und welche Zeitanteile den Signaldauern für Rot, d.h. sperrend oder Grün, d.h. freie Fahrt zugeordnet sind. Auf Basis einer vorgegebenen Grundphasenfolge von Phasen, die sich über eine vorgegebene Umlaufzeit, d.h. ein vorgegebenes Zeitintervall erstreckt, und immer wieder wiederholt wird, werden für alle möglichen Abfolgen der Phasen der Signalanlage die Phasendauern ermittelt, sowie die Grünrestzeiten und/oder die Rotrestzeiten der Signale der Signalgruppen.
-
FIG 2 zeigt, wie bereits erläutert, ein Beispiel für eine Grundphasenfolge für eine Umlaufzeit. Die Grundphasenfolge umfasst einen dritten Phasenübergang 310, der für ein Umschalten der Signalanlage von der dritten zur ersten Phase 300, 100 benötigt wird. Zwischen der ersten Phase 100 und der zweiten Phase 200 ist der erste Phasenübergang 120 vorgesehen, die zum Umschalten von der ersten zur zweiten Phase benötigt wird. Zwischen der zweiten Phase 200 und der dritten Phase 300 ist der zweite Phasenübergang 230 vorgesehen, der zum Umschalten von der zweiten zur dritten Phase benötigt wird. Von der dritten Phase 300 wird wieder zum Beginn der Grundphasenfolge geschaltet und mit dem Start der dritten Übergangsphase 310 die Grundphasenfolge wieder durchlaufen. - In einer Ausführungsform sind die einzelnen Phasen in eine notwendige Grünzeit, d.h. die zweite Teilphase und in eine freie Grünzeit, d.h. eine dritte Teilphase unterteilt werden. Die notwendige Grünzeit ist erforderlich, um eine gewünschte Leistungsfähigkeit der Verkehrssteuerung zu erhalten. Die freie Grünzeit kann für eine Optimierung der Steuerung auch reduziert werden. Für die erste Phase ist die notwendige Grünzeit 100A vor der freien Grünzeit 100B angeordnet. Für die zweite Phase 200 ist ebenfalls die notwendige Grünzeit 200A vor der freien Grünzeit 200B angeordnet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auf eine freie Grünzeit verzichtet werden.
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FIG 3 zeigt ein Beispiel, das die Grundphasenfolge derFIG 2 darstellt, wobei auf die freie Grünzeit der zweiten Phase 200 verzichtet wurde. Zudem wurde in diesem Ausführungsbeispiel die freie Grünzeit 100B der ersten Phase 100 gegenüberFIG 2 verlängert, da das Zeitintervall für die Umlaufdauer konstant bleibt. Die Verlängerung der Grünphase ist auch für eine bereits laufende Phase möglich. -
FIG 4 zeigt eine Schaltsituation, bei der die dritte Phase 300, die beispielsweise als optionale Phase vorgesehen war, vollständig entfallen ist. Bei dieser Ausführungsform werden nur die erste Phase 100 und die zweite Phase 200 in verlängerter Form mit entsprechenden Übergangsphasen 120, 210 ausgeführt. - Phasen können wenigstens teilweise ausfallen, indem zuerst die freie Grünzeit reduziert wird oder bevorzugt die freie Grünzeit vollständig entfallen kann. In
FIG 3 ist beispielsweise gegenüber der Schaltsituation derFIG 2 die Grünzeit 200B der zweiten Phase 200 entfallen. Die freie Grünzeit einer Phase kann entfallen, ohne die Leistungsfähigkeit der Verkehrssteuerung unter die gewünschte Leistungsfähigkeit fallen zu lassen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann eine Phase auch vollständig entfallen, wenn bei Beginn der optionalen notwendigen Grünzeit der Phase keine Anforderung für die Phase vorliegt. Bei Phasen, die ganz oder teilweise ausfallen können, wird vorzugsweise keine Restzeit für das Rotende ermittelt oder angezeigt, solange die Phase nicht angefordert wurde. - Bei einer gewünschten Kompatibilität zu einem Grüne-Welle-Assistenten gilt als zusätzliche Randbedingung, dass ein innerhalb der nächsten vorgegebenen Anzahl x von Sekunden geplantes Grünende eines Signals einer Signalgruppe nicht vorgezogen werden darf, wobei die Anzahl x im Regelfall entsprechend der Fahrtzeit von einer benachbarten Kreuzung zu der vorliegenden Kreuzung sowie den benötigten Latenz- und Berechnungszeiten gewählt werden sollte. Dies bedeutet, dass eine Hauptrichtungsphase bezüglich ihrem Grünende dann vorgezogen werden kann, wenn der in die Phase führende Phasenübergang und die aus der Phase führende Phasenübergang einen zeitlichen Abstand besitzen, der größer ist als die Fahrtzeit von der vorhergehenden Kreuzung zu dieser Kreuzung. Für den Fall, dass die an den Restzeiten interessierten Fahrzeuge bekannt sind, können die Restriktionen entsprechend der Anzahl x der Sekunden auf die für ein Fahrzeug derzeit maximal berechnete Fahrtzeit bis zu der Signalanlage reduziert werden. Ein Grüne-Welle Assistent zeigt einem Fahrzeug an, wie schnell das Fahrzeug fahren soll, damit es ohne Anhalten über eine Kreuzung fahren kann. Der grüne Welle-Assistent kann im Fahrzeug oder an der Signalanlage vorgesehen sein.
- Von einer Signalsteuerung, die beispielsweise von der zentralen Recheneinheit 12 ausgeführt wird, können optimale Trajektorien für die Fahrzeuge berechnet werden, die auch der Optimierung der Signalzeiten zugrunde liegen. Auf diese Weise kann eine Optimierung mit einem mikroskopischen Verkehrsmodell und einem Rolling Horizont erreicht werden. Regelungstechnisch ergibt sich so eine Kaskadenregelung. Ein äußerer Regelkreis übernimmt die Optimierung der Lichtsignalzeiten auf Basis von vorberechneten Fahrzeugtrajektorien. Ein innerer Regelkreis versucht mittels Anzeige von optimalen Geschwindigkeiten oder direkt durch autonomes Fahren der Fahrzeuge die vorausberechneten Trajektorien umzusetzen. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass dem Fahrer nur solche Geschwindigkeiten angezeigt werden, die im Rahmen der Prognosegenauigkeit des Verkehrsmodells auch fahrbar sind. Dadurch wird vermieden, dass das Fahrzeug bei Einhaltung der vom Ampelassistenten ermittelten Sollgeschwindigkeit auf Fahrzeuge trifft, die nach der Freigabe eines Signals noch nicht losfahren konnten.
- Das beschriebene Verfahren kann verwendet werden, um die Priorisierung eines ÖPNV Fahrzeuges mittels eines Ausfalls einer Phase oder mit einem Wechsel der Phasen zu erreichen.
- Als Beispiel wird ein dreiphasiger Ablauf gemäß
FIG 5 mit folgender Phasenfolge verwendet: erste Phase 100, zweite Phase 200, dritte Phase 300. Die erste Phase 100 wird in jedem Zeitintervall ausgeführt. Die zweite Phase 200 und die dritte Phase 300 werden nur auf Anforderung ausgeführt. Weiterhin ist eine optionale vierte Phase 400 vorgesehen, die beispielsweise für ein ÖPNV Fahrzeug wie zum Beispiel für einen Bus oder eine Straßenbahn vorgesehen ist und nur auf Anforderung geschaltet wird. Zudem ist vorgesehen, dass die vierte Phase 400 zu jedem Zeitpunkt während der Umlaufzeit geschaltet werden darf, aber je Umlauf maximal n-mal auftreten darf. In dem beschriebenen Beispiel ist die Zahl n gleich 1. - Die vierte Phase 400 kann jeweils zwischen zwei Phasen vorgesehen sein, jedoch nur einmal während der Umlaufzeit geschaltet werden. Eine adaptive Grünzeitverteilung wird so ermittelt, dass für die Berechnung der minimalen Grünzeit der Signalgruppen, insbesondere für die minimale Grünzeit der Hauptrichtung die ungünstigste Phasenfolge mit einem einmaligen Auftreten der vierten Phase 400 verwendet wird. Dies ist zum Beispiel folgende Phasenfolge: erste Phase 100, vierte Phase 400, zweite Phase 200, dritte Phase 300, wie in
FIG 5 schematisch dargestellt ist.FIG 5 zeigt eine Umlaufzeit mit einer möglichen Abfolge der Phasen. Die Umlaufzeit beginnt mit einem dritten Phasenübergang 310 von der dritten Phase 300 zur ersten Phase 100. Die erste Phase 100 weist eine notwendige Grünzeit 100A und eine freie Grünzeit 100B auf. Anschließend folgt ein Phasenübergang 140 zur vierten Phase 400 und nach der vierten Phase 400 ein Phasenübergang 420 zur zweiten Phase 200. Die zweite Phase 200 weist eine notwendige Grünzeit 200A und eine freie Grünzeit 200B auf. Nach der zweiten Phase 200 erfolgt ein Phasenübergang 230 zur dritten Phase 300. Dann beginnt der Umlauf wieder von vorne mit dem dritten Phasenübergang 310. - Zudem sind die einzelnen Piktogramme 13, 16, 14, 15 für die Phasen dargestellt. Die erste Phase 100 ist mithilfe des ersten Piktogramms 13 dargestellt. Die vierte Phase 400 ist mithilfe eines vierten Piktogramms 16 dargestellt. Die vierte Phase 400 steuert die vierte Signalgruppe 9 für eine freie Fahrt für ein ÖPNV Fahrzeug, das sich von der vierten Straße 5 der Kreuzung 1 nähert und nach rechts in die erste Straße 2 abbiegen will. Zudem steuert die vierte Phase 400 die erste Signalgruppe 6A in der Weise für eine freie Fahrt für ein ÖPNV Fahrzeug, das sich von der ersten Straße 2 der Kreuzung 1 nähert und nach links die vierte Straße 5 abbiegen will. Die zweite Phase 200 ist mithilfe des zweiten Piktogramms 14 dargestellt. Die dritte Phase 300 ist mithilfe des dritten Piktogramms 15 dargestellt.
- In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Phase 100 eine koordinierte Phase. Die koordinierte Phase wird für die Hauptrichtung verwendet. Die koordinierte Phase kann für ein autonomes Fahrsystem beziehungsweise ein Navigationssystem einen Signalassistenten für eine grüne Welle und eine Anzeige für eine Rotrestzeit bieten. Entsprechend wichtig ist der Grünbereich der ersten Phase 100. Die zweite und die dritte Phase 200, 300 werden nur auf Anforderung durchgeführt und weisen einen geringeren Grünanteil auf. Entsprechend wichtig ist hier die übrige Wartezeit, das heißt die Restrotzeit. Die vierte Phase 400 dient in dem vorgeschlagenen Ausführungsbeispiel für die Beschleunigung eines ÖPNV Fahrzeuges, das heißt für die Priorisierung eines ÖPNV Fahrzeuges beispielsweise eines Busses.
- Zunächst wird als Beispiel folgendes Szenario betrachtet: Die vierte Phase 400 läuft, die erste Phase 100 soll gestartet werden und die dritte Phase 300 wurde angefordert. Die zweite Phase 200 und die vierte Phase 400 wurden nicht angefordert. Es werden zwei Prognosen berechnet: eine Mindestrestdauer für die Grünphase der ersten Phase 100, die sicher zu 100 % eintrifft, sowie eine maximale Grünrestdauer für die erste Phase 100, die eintritt, wenn die zweite Phase 200 und die vierte Phase 400 nicht angefordert werden. Zudem wird die maximale Restrotdauer für die dritte Phase 300 berechnet, wenn die zweite Phase 200 nicht ausfällt, und die minimale Restrotdauer für die dritte Phase 300, wenn die zweite Phase 200 und die vierte Phase 400 ausfallen.
- Gegebenenfalls kann die erste Phase 100 für eine ÖPNV Priorisierung, das heißt für die Durchführung der vierten Phase 400 verlängert werden. Dazu können beispielsweise Phasenanteile anderer Phasen vorgezogen werden. In der Regel können nur freie Grünphasen einer anderen Phase als zusätzliche Grünphase einer laufenden Phase realisiert werden. In dem vorliegenden Beispiel kann beispielsweise eine freie Grünphase 200B der zweiten Phase 200 in eine zusätzliche Grünphase 100B der ersten Phase 100 umgewandelt werden. Diese Vorgehensweise ist dann von Vorteil, wenn das ÖPNV Fahrzeug nicht zu dem vorgesehenen ÖPNV Fenster, sondern etwas später an der Kreuzung eintrifft.
- Zudem kann die freie Grünphase 100B der ersten Phase 100 nach hinten verschoben werden, wenn das ÖPNV Fahrzeug früher als das vorgesehene ÖPNV Fenster kommt. Kann zum Beispiel die erste Phase 100 verlängert werden, so darf die mögliche Verlängerung nicht in die Restgrünzeit der ersten Phase 100 eingerechnet werden. Im Gegensatz dazu muss die Restrotphase der dritten Phase 300 die maximale Verlängerung berücksichtigen, das heißt zum Beispiel weder die freie Grünphase 100B der ersten Phase 100 noch die freie Grünphase 200B der zweiten Phase 200 darf in die Grünrestzeit der ersten Phase 100 eingerechnet werden, solange noch die Möglichkeit besteht, dass zum Beispiel die freie Grünzeitphase 100B der ersten Phase 100 nicht genutzt wird.
- Sobald nun die vierte Phase 400 unmittelbar nach der ersten Phase 100 endgültig ausfällt, weil im dafür vorgesehen Zeitfenster keine ÖPNV Anforderung erfolgt ist, kann die Zeit der vierten Phase 400 auf die folgenden Phasen verteilt werden. Dabei muss aber berücksichtigt werden, dass der nächstmögliche Zeitpunkt für die vierte Phase 400 nach der zweiten Phase 200 ist und damit sich die folgende Phasenfolge ergibt: erste Phase 100, zweite Phase 200, vierte Phase 400, dritte Phase 300. Das heißt nicht die ganze Zeit der vierten Phase darf verteilt werden, sondern nur der mögliche Gewinn durch kürzere Phasenübergänge im Vergleich zur jetzt ungünstigeren Phasenfolge der zwei möglichen folgenden Phasenfolgen: erste Phase 100, zweite Phase 200, vierte Phase 400 und dritte Phase 300 oder der Phasenfolge: erste Phase 100, zweite Phase 200, dritte Phase 300 und vierte Phase 400.
- Fällt nun in dieser Phasenfolge sowohl die vierte Phase 400 als auch die zweite Phase 200 aus, so ergibt sich die neue Phasenfolge: erste Phase 100, dritte Phase 300 und vierte Phase 400. Die Berechnung für die Grünendezeit der ersten Phase 100 erfolgt unter Berücksichtigung nur des Zeitanteils, der nicht ausfallen kann. Dies ist im Beispiel der Zeitanteil für die freie Grünphase 100B der ersten Phase 100. Sobald klar ist, dass das ÖPNV Fahrzeug nicht vor Ende des freien Grünanteils 100B der ersten Phase 100 starten kann, wird der Anteil des freien Grünanteils zur Grünrestdauer der ersten Phase 100 addiert. Die Voranmeldung des ÖPNV Fahrzeuges sollte im besten Fall mindestens so weit vor dem Beginn des ÖPNV Fensters liegen, wie die erste Phase 100 maximal lang ist. In diesem Fall gibt es keinen Restzeitensprung für die Freigaben, die in der ersten Phase 100 enden.
- Das maximale Rotende der zweiten Phase 200 ergibt sich im Beispiel aus der Phasenfolge erste Phase 100, vierte Phase 400, zweite Phase 200, dritte Phase 300, wenn der freie Grünanteil 200B der zweiten Phase 200 genutzt wird, um die ÖPNV Phase zu verlängern. Sobald sicher ist, dass die Anmeldung des ÖPNV Fahrzeuges nicht mehr rechtzeitig für diese Phase eintrifft, ergibt sich das maximale Rotende aus der ungünstigeren der zwei möglichen folgenden Phasenabfolgen erste Phase 100, zweite Phase 200, dritte Phase 300 und vierte Phase 400 oder erste Phase 100, zweite Phase 200, vierte Phase 400 und dritte Phase 300. In dem vorliegenden Beispiel sind beide noch möglichen Phasenabfolgen gleich günstig.
- Die Berechnung der übrigen Grünrestzeiten und Rotrestzeiten erfolgt nach dem gleichen Muster. Es werden also jeweils für mögliche Variationen der möglichen Phasenfolgen für jede Signalgruppe, insbesondere für die koordinierte Phase das kürzeste Ende der Grünphase, d.h. das Grünende des Signals und das längste Ende der Rotphase, d.h. das Rotende des Signals ermittelt. Das kürzeste Grünende ändert sich stark bei üblichen Voranmeldezeiten nur, wenn die Gründauer größer als die Voranmeldezeit für die Einleitung einer optionalen Phase ist.
- Andererseits gilt, dass die Koordinierung weniger problematisch ist, je länger die Gründauer ist.
- Eine weitere Eigenschaft dieses Ansatzes bezüglich der Koordinierung besteht darin, dass die koordinierte Phase, in diesem Beispiel die erste Phase 100 nie wesentlich verschoben wird. Es wird angenommen, dass von der koordinierten Phase höchstens die freie Grünzeit, d.h. die dritte Teilphase entfallen kann. Unter der Annahme, dass eine Voranmeldung z.B. eines ÖPNV Fahrzeuges mindestens 20 Sekunden vor dem frühesten Eintreffen, also vor Beginn eines ÖPNV Zeitfensters eingeht, kann für die koordinierte Phase, d.h. in einer Hauptrichtung immer eine sinnvolle Vorausberechnung der maximalen Rotzeit und der minimale Grünzeit erreicht werden.
- Während der Phase kann unter diesen Voraussetzungen immer eine sinnvolle Vorausberechnung der maximalen verbleibenden Rotrestzeit und der verbleibenden minimalen Grünrestzeit erfolgen. Das vorgeschlagene Verfahren bewirkt, dass die optionale vierte Phase 400, in diesem Beispiel die ÖPNV Phase immer weiter geschoben wird, bis sie entweder durch ein eintreffendes ÖPNV Fahrzeug angefordert wird oder endgültig ausfällt. Es ergibt sich beim Verschieben der vierten Phase jeweils eine neue Phasenfolge, die bei der Berechnung der Rotrestzeit und der Grünrestzeit berücksichtigt werden muss.
- Eine Verallgemeinerung dieses Verfahrens des partiellen Phasenschiebens ist ein partieller Phasentausch. Bei einem partiellen Phasentausch, wird die vierte Phase 400 nicht nur bei ansonsten identischer Phasenfolge durch die Phasenfolge nach hinten geschoben, sondern die vierte Phasenfolge 400 kann auch mit jeder nachfolgenden Phase vertauscht werden. Die Phasenfolge auch der übrigen Phasen darf sich ändern. In diesem Kontext wird auch ein Beispiel dafür gezeigt, dass ein Phasentausch zu Doppelanwürfen einer Phase führen kann. Doppelanwürfe sollten auch aus Leistungsfähigkeitsgründen vermieden werden.
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FIG 6 zeigt die Verschiebung der vierten Phase 400 gegenüber der Phasenfolge derFIG 5 nach hinten zeitlich nach der zweiten Phase 200. -
FIG 7 zeigt eine weitere Verschiebung der vierten Phase 400 auf einen Zeitpunkt nach der dritten Phase 300. Der Umlauf beginnt mit einer Übergangsphase 410 von der vierten Phase 400 zu der ersten Phase 100. Nach der ersten Phase 100 kommt eine Übergangsphase 120 zur zweiten Phase 200. Nach der zweiten Phase 200 kommt eine Übergangsphase 230 zur dritten Phase 300. Nach der dritten Phase 300 kommt eine Übergangsphase 340 zur vierten Phase 400. Anschließend beginnt die Abfolge wieder von vorne. Die erste Phase weist eine notwendige und eine freie Grünphase 100A, 100B auf. Die zweite Phase 200 weist eine notwendige und eine freie Grünphase 200A, 200B auf. Die Übergangsphasen stellen Phasen dar, in denen keine Signalgruppe eine Grünphase aufweist, sondern ein Umschalten der Signale stattfindet. Wie bereits erläutert, werden die in denFIG 5, 6, 7 dargestellten Phasenfolgen nur zur Berechnung der minimalen Grünzeiten und/oder der maximalen Rotzeiten verwendet, ohne dass die optionalen Phasen, insbesondere die vierte Phase tatsächlich realisiert werden muss. -
FIG 8 zeigt ein Beispiel zur Ermittlung des frühesten Grünendes der ersten Phase 100 und für die Ermittlung des spätesten Rotendes der zweiten Phase 200 im Bereich des Zeitfensters von tx=7 und tx =49. Mit tx sind Umlaufsekunden innerhalb der Umlaufzeit einer Phasenfolge bezeichnet. Die Signalanlage mit den Detektoren ist so aufgebaut, dass die Ankunft eines ÖPNV Fahrzeuges spätestens 25 Sekunden vor dem Eintreffen an der Signalgruppe bei schnellstem Fahrtverlauf beziehungsweise 30 Sekunden bei langsamstem Fahrtverlauf detektiert wird. Zusammenfassend ergibt sich für dieses Beispiel folgendes einfaches Muster zur Ermittlung des frühesten Grünendes der ersten Phase 100. Das frühestmögliche Grünende der ersten Phase 100 ist das Ende des notwendigen Grünanteils 100A. Bei rechtzeitigem Eintreffen des ÖPNV Fahrzeuges an der Voranmeldung liegt das Grünende immer fest und ist größer oder gleich des notwendigen Grünanteils 100A. Das Grünende kann auch später sein als das Ende des notwendigen und des freien Grünanteils 100A, 100B, indem der freie Grünanteil 200B der zweiten Phase 200 für eine Verlängerung des Grünanteils der ersten Phase 100 verwendet wird. Trifft z.B. zum Ende des notwendigen Grünanteils 100A kein ÖPNV Fahrzeug ein, so verschiebt sich das Grünende der ersten Phase jeweils um eine festgelegte Zeit, beispielsweise eine Sekunde nach hinten, bis das Ende des freien Grünanteils 100A erreicht ist. - Zunächst ist das früheste Grünende der ersten Phase 100 bei der Zeit tx = 25. Fordert das ÖPNV Fahrzeug zwischen der Umlaufsekunde tx = 8 und tx = 16 eine vierte Phase 400 an, so verschiebt sich das früheste Grünende der ersten Phase 100 nach hinten. Fordert das ÖPNV Fahrzeug bei der Umlaufsekunde tx = 8 eine vierte Phase 400 an, so verschiebt sich das früheste Grünende zu der Zeit tx = 26. Fordert das ÖPNV Fahrzeug eine vierte Phase 400 bei der Umlaufsekunde tx = 16 an, so verschiebt sich das früheste Grünende der ersten Phase 100 zu der Zeit tx = 34. Eine Korrektur der Restzeit des Grünendes erfolgt erst bei tatsächlicher Anmeldung. Auch bei Anmeldung zu einem Zeitpunkt tx = 17, 18 erfolgt die Korrektur des frühesten Grünendes auf tx = 34.
- In dem beschriebenen Beispiel kann ein ÖPNV Fahrzeug in der ersten Phase 100 dafür sorgen, dass die erste Phase 100 um maximal 6 Sekunden verlängert wird. Dabei werden 6 Sekunden der gesamten freien Grünphase 200B der zweiten Phase 200 für die Verlängerung der Grünphase der ersten Phase 100 verwendet. Dies bedeutet, dass die freie Grünphase der ersten Phase um bis zu 6 Sekunden länger sein kann, während der freie Grünanteil der zweiten Phase und bis zu 6 Sekunden kürzer sein kann, d.h. entfallen kann. Trifft das ÖPNV Fahrzeug zum Zeitpunkt tx = 19 ein, so muss die erste Phase 100 um eine Sekunde verlängert werden. Entsprechend wird das Grünende der ersten Phase 100 auf den Zeitpunkt tx = 35 korrigiert. Trifft das ÖPNV Fahrzeug zum Zeitpunkt tx = 23, 24 ein, so wird das Grünende der ersten Phase 100 auf den Zeitpunkt tx = 40 korrigiert. Ist bis zu dem Zeitpunkt tx = 24 das ÖPNV Fahrzeug nicht eingetroffen, so wird die vierte Phase 400 auch nicht mehr nach der ersten Phase 100 durchgeführt. Die nächste Möglichkeit für das ÖPNV Fahrzeug ist dann nach der zweiten Phase 200 entsprechend der
FIG 9 . - Beträgt die Voranmeldezeit, zu der der Detektor 11 die Ankunft des ÖPNV Fahrzeuges vor dem tatsächlichen Eintreffen an der entsprechenden Signalgruppe feststellt, bei 25 Sekunden bei einer schnellen Fahrt des ÖPNV Fahrzeuges, so ist in diesem Fall die Voranmeldezeit um 2 Sekunden zu kurz, um die ÖPNV Phase rechtzeitig einzuleiten. Die Voranmeldezeit ist deshalb so kurz, da der Beginn der Voranmeldezeit eigentlich 1 Sekunde vor Ende der notwendigen Grünphase 100A der ersten Schaltzeit 100 beginnen sollte, um rechtzeitig entscheiden zu können, ob die freie Grünphase 100B der ersten Schaltzeit 100 ganz entfallen kann.
- Ein Rotende für die zweite Phase 200 springt bei einer Ankunftszeit des ÖPNV Fahrzeuges zum Zeitpunkt tx = 24 von der Zeit tx = 67 mit einer Rotrestzeit von 44 Sekunden zurück auf die Zeit tx = 49 mit einer Rotrestzeit von 26 Sekunden. Das prognostizierte Grünende der ersten Phase 100 wird auf den Zeitpunkt tx = 26 verschoben, wenn auch zum Zeitpunkt tx = 24 kein ÖPNV Fahrzeug eintrifft. Mit jeder weiteren Sekunde, die kein ÖPNV Fahrzeug vom Detektor erfasst wird, wird das Grünende der ersten Phase 100 um jeweils eine Sekunde weitergeschoben bis zu dem Zeitpunkt tx = 33 das endgültige Grünende der ersten Phase zum Zeitpunkt tx = 35 erreicht ist. Trifft im Zeitraum zwischen tx = 24 und tx = 32 ein ÖPNV Fahrzeug ein, so wird das Rotende der zweiten Phase 200 vorgezogen. Bei einem Eintreffen des ÖPNV Fahrzeuges zum Zeitpunkt tx = 24 wird das Rotende der zweiten Phase 200 auf den Zeitpunkt tx = 40 Sekunden festgelegt. Trifft das ÖPNV Fahrzeug bei dem Zeitpunkt tx = 32 ein, so wird das Rotende der zweiten Phase 200 auf den Zeitpunkt tx = 48 Sekunden festgelegt. Ab einem Zeitpunkt von tx = 33 bleibt das Rotende der zweiten Phase 200 bei dem Zeitpunkt tx = 49 Sekunden, unabhängig davon, ob ein ÖPNV Fahrzeug vom Detektor 11 detektiert wird oder nicht. Mit der Detektion des ÖPNV Fahrzeuges wird gleichzeitig eine vierte Phase 400 angefordert.
- In einzelnen Bereichen kann die verlässliche Grünrestzeit einer Phase nur sekundenweise verlängert werden, wenn die Flexibilität erhalten bleiben soll, dass ein ÖPNV Fahrzeug jederzeit eine vierte Phase 400 anfordern kann. Wegen dieser Eigenschaft wird vorgeschlagen, auch eine Information über den Signalverlauf ohne die vierte Phase an Fahrzeuge zu übermitteln. Zudem kann in einer Ausführungsform auch eine Wahrscheinlichkeit mit dem Signalverlauf übermittelt werden, der angibt, wie groß die Wahrscheinlichkeit für den Signalverlauf ist. Die Wahrscheinlichkeit kann gemittelt auch für jede Sekunde genau angegeben werden.
- Weiterhin kann es von Vorteil sein, die Information, dass sich ein ÖPNV Fahrzeug der Kreuzung nähert und eine vierte Phase 400 anfordert, oder die Situation, dass ein hochpriorer Signaleingriff beispielsweise durch ein Einsatzfahrzeug der Polizei, der Feuerwehr oder eines Krankenwagens stattfindet, an die Fahrzeuge zu übertragen. Aufgrund dieser Information ist es den Fahrzeugen bekannt, wann der wahrscheinliche Signalverlauf wegen eines ÖPNV Eingriffs nicht eintritt, sondern ein Worst Case Signalverlauf oder sogar auch der Worst Case Signalverlauf nicht eingehalten werden kann zum Beispiel wegen eines hochprioren Signaleingriffs.
- Zudem kann mithilfe des beschriebenen Verfahrens eine ÖPNV Priorisierung mittels Phasentausch erreicht werden. Es wird von einer Verkehrssituation ausgegangen, bei der ein Hauptkorridor mit ausgeprägter Morgenspitze und Abendspitze vorliegt. Linksabbieger sind hier nur in Hauptlastrichtung frequentiert und eigens signalisiert. In Mittellage gibt es eine Straßenbahn. Die Nebenrichtung besitzt zeitweise ebenfalls eine ausgeprägte Verkehrsnachfrage.
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FIG 10 zeigt in einer schematischen Darstellung mithilfe von Piktogrammen eine Grundphasenfolge für einen Umlauf. Die Grundphasenfolge ist: erste Phase 100, zweite Phase 200, dritte Phase 300 und dann die vierte Phase 400. Die erste Phase 100 bedient auch den öffentlichen Verkehr (ÖPNV), der in diesem Fall durch die Straßenbahn realisiert ist. Der öffentliche Verkehr soll ohne Halt freie Fahrt über die Kreuzung haben. -
FIG 11 zeigt in einer schematischen Darstellung einen adaptiven Signalplan der Grundphasenfolge für eine Umlaufzeit. Die Umlaufzeit beginnt mit einem Phasenübergang 410, bei dem von der vierten Phase auf die erste Phase 100 übergegangen wird. Nach der ersten Phase 100 folgt ein Phasenübergang 120, mit dem auf die zweite Phase 200 übergegangen wird. Nach der zweiten Phase 200 erfolgt ein Phasenübergang 230, mit dem auf die dritte Phase 300 übergegangen wird. Nach der dritten Phase 300 erfolgt ein Phasenübergang 340, mit dem auf die vierte Phase 400 übergegangen wird. - Betrachtet man die Phasen im Bild der
FIG 11 , so bedeutet die erste Phase 100 eine Signalisierung der ersten und der dritten Signalgruppe 6, 8 in der Weise, dass Fahrzeuge von der ersten Straße 2 und von der dritten Straße 4 eine Freigabe über die Kreuzung haben. Die zweite Phase 200 bedeutet eine Signalisierung der Signalgruppen 8 und 8A in der Weise, dass Fahrzeuge der dritten Straße 4 in gerader Fahrt über die Kreuzung und Fahrzeuge der dritten Straße 4, die links in die zweite Straße 3 abbiegen wollen, eine Freigabe, d.h. eine freie Fahrt haben. Die dritte Phase 300 bedeutet eine Signalisierung der zweiten Signalgruppe 7 und der vierten Signalgruppe 9 in der Weise, dass Fahrzeuge, die sich von der zweiten Straße 3 und der vierten Straße 5 der Kreuzung 1 nähern und gerade über die Kreuzung 1 fahren wollen, eine Freigabe, d.h. frei Fahrt haben. Die vierte Phase 400 bedeutet eine Signalisierung der Signalgruppen 6 und 6A in der Weise, dass Fahrzeuge, die sich auf der ersten Straße 2 der Kreuzung 1 nähern und gerade über die Kreuzung 1 fahren wollen oder nach links in die vierte Straße 5 abbiegen wollen, eine Freigabe erhalten. Die vierte Phase 400 bedient auch den öffentlichen Verkehr, bei dem die Straßenbahn entweder gerade über die Kreuzung 1 fahren will oder nach links in die vierte Straße 5 abbiegen will. Die erste und die dritte Straße 2, 4 stellen die Hauptlastrichtung dar. Die zweite Straße 3 und die vierte Straße 5 stellen die Nebenrichtung dar. - Ohne Phasenausfälle ergeben sich für eine ÖPNV Priorisierung die anhand der
FIG 12 bis 15 dargestellten möglichen Phasenabfolgen während einer Umlaufzeit. Die Fenster des ÖPNV nutzen neben der freien Grünphase 100B der ersten Phase 100 auch die notwendigen Grünphasen 300 und 400 der dritten Phase 300 und der vierten Phase 400. - In der Grundphasenfolge, die in
FIG 12 dargestellt ist, können die notwendigen Grünphasen 300 und 400 der dritten Phase 300 beziehungsweise der vierten Phase 400 in einem Umlauf auf einen früheren oder späteren Umlauf verschoben werden. Dadurch kann z.B. die Grünphase der ersten Phase 100 um 13 Sekunden vorgezogen und verlängert werden. Dies bedeutet, dass ein ÖPNV Eingriff zur kurzzeitigen Überlast der dritten Phase 300 und der vierten Phase 400 führen kann. Eine entsprechende Überlast kann durch eine Zuweisung der freien Grünphase 100A der ersten Phase 100 an die dritte Phase 300 und an die vierte Phase 400 in nachfolgenden Umläufen wieder ausgeglichen werden. Durch Phasenausfälle, im Beispiel besonders wahrscheinlich für die zweite Phase 200, erhöht sich die Flexibilität wegen des entfallenden Phasenüberganges um weitere 12 Sekunden. - Weitere Möglichkeiten ergeben sich aus dem Gedanken, dass die erste Phase mit jeder Phase der Grundphasenfolge getauscht werden kann. Dabei sind Korrekturen notwendig, wenn sich dadurch ungünstige Signalisierungen ergeben. Bei einem Tausch der ersten Phase 100 mit der zweiten Phase 200, wie in
FIG 13 dargestellt, würde sich ein Doppelanwurf in der Hauptrichtung, d.h. in West-Ost-Richtung ergeben. Deshalb wird die zweite Phase 200, die die Phase mit einem geringeren Grünanteil darstellt, in diesem Fall durch eine fünfte Phase 500 ersetzt. Zudem wird die fünfte Phase 500 noch mit der vierten Phase 400 getauscht. - Die fünfte Phase 500 beinhaltet eine Signalisierung der Signalgruppe 6A in der Weise, dass Fahrzeuge, die sich auf der ersten Straße 2 der Kreuzung 1 nähern und nach links in die vierte Straße 5 abbiegen wollen, eine Freigabe erhalten. Zudem beinhaltet die fünfte Phase 500 eine Signalisierung der Signalgruppe 8A in der Weise, dass Fahrzeuge, die sich auf der dritten Straße 4 der Kreuzung 1 nähern und nach links in die zweite Straße 3 abbiegen wollen, eine Freigabe erhalten. Diese Fahrsituation ist in einem fünften Piktogramm 17 in
FIG 13 dargestellt. - Somit ergibt sich für den ÖPNV Eingriff folgende verschiedene mögliche Abfolgen der Phasen:
- a) erste Phase 100, zweite Phase 200, dritte Phase 300;
- b) fünfte Phase 500, vierte Phase 400, erste Phase 100, dritte Phase 300;
- c) vierte Phase 400 und erste Phase 100.
- Bei einem Tausch der ersten Phase 100 mit der dritten Phase 300, wie in
FIG 14 dargestellt ist, ergibt sich für den ÖPNV Eingriff folgende mögliche Abfolgen der Phasen: - a) erste Phase 100, zweite Phase 200;
- b) erste Phase 100, vierte Phase 400, dritte Phase 300, zweite Phase 200;
- c) dritte Phase 300, vierte Phase 400, erste Phase 100.
- Bei einem Tausch der ersten Phase 400 mit der vierten Phase 500, wie in
FIG 15 dargestellt ist, ergäbe sich ein Doppelanwurf in Ost-West-Richtung. Daher wird die zweite Phase 200, die die Phase mit einem geringeren Grünanteil darstellt, wieder mit der fünften Phase 500 ersetzt. Dabei ergibt sich für den ÖPNV Eingriff folgende mögliche Abfolgen der Phasen: - a) erste Phase 100, zweite Phase 200, dritte Phase 300;
- b erste Phase 100, vierte Phase 400, fünfte Phase 500, dritte Phase 300;
- c vierte Phase 400, erste Phase 100.
- Bei jeder der Varianten ergibt sich durch die notwendigen Grünanteile der Phasen, d.h. durch die zweiten Teilphasen eine zusätzliche Flexibilität. Dabei müssen die während eines Umlaufes ausgefallenen notwendigen Grünanteile der Phasen in den nächsten Umläufen nachgeholt werden. Eine weitere Flexibilität ergibt sich durch einen Phasenausfall, der sehr wahrscheinlich für die zweite Phase beziehungsweise die fünfte Phase auftritt. Die Phasendauern können entsprechend einer Readaptierung auch adaptiv berechnet werden. Dies ist insbesondere dann von Nutzen, wenn auch Phasen ausfallen können, deren gewonnene Zeit sowohl für den ÖPNV Eingriff als auch für die Verbesserung des Verkehrsablaufs genutzt werden können. Ein Vorziehen oder Verzögern von Anteilen der Phasen kann gegebenenfalls auch rein regelbasiert erfolgen, zum Beispiel durch Bilanzierung.
- Eine adaptive Berechnung kann auf Basis eines Gesamtphasenablaufs von zwei Umläufen berechnet werden, wobei jeweils alle Varianten berücksichtigt werden. Die möglichen Varianten sind:
- a) [100, 200, 300, 400, 100, 200, 300, 400, 100],
- b) [100, 200, 300/500, 400, 100, 300/400, 100],
- c) [100, 200/100, 400, 300, 200/300, 400, 100],
- d) [100, 200, 300/100, 400, 500, 300/400, 100], wobei mit 100 die erste Phase, mit 200 die zweite Phase, mit 300 die dritte Phase, mit 400 die vierte Phase und mit 500 die fünfte Phase bezeichnet ist.
- Für jede der möglichen Varianten ergeben sich so eigene Phasenanteile. Die Readaptierung greift dann nur innerhalb einer Variante, wenn eine Phase ausfällt.
- Die Verwendung einer Readaptierung hat auch den Vorteil, dass die Ansätze ÖPNV Priorisierung durch einen Phasenausfall und ÖPNV Priorisierung durch ein Phasenschieben kombiniert werden können. Zum Beispiel kann in dem Fall, dass die Nebenrichtung ebenfalls mit mehreren Phasen bedient wird (zum Beispiel gerade und rechts sowie links) und so die Hauptrichtungsphase nicht mit jeder Nebenrichtungsphase getauscht werden kann. In diesem Fall könnte die ÖPNV Phase zum Beispiel zusätzlich als auszufallende Phase zwischen gerade und rechts sowie Linksabbieger gelegt werden.
- Die Restrotzeiten und Restgrünzeiten werden dann analog zum Verfahren des partiellen Phasenschiebens (Phasentausch mit Folgephase) berechnet. Dabei wird jeweils die maximale Rotzeit und die minimale Grünzeit aus allen möglichen Phasenabläufen unter Berücksichtigung aller möglichen Phasenverlängerungen ermittelt. Je früher dabei eine Voranmeldung für ein ÖPNV Fahrzeug vorliegt, umso früher ist die zu verwendende tatsächliche Abfolge der Phasen bekannt. Je früher die zu verwendende Abfolge der Phasen bekannt ist, umso geringer ist die Zahl der zu berechnenden Varianten. Ziel sollte es sein, den Voranmeldezeitpunkt des ÖPNV Fahrzeuges so früh zu legen, dass zu jedem Zeitpunkt nur eine mögliche Phasenabfolge existiert.
- Aufgrund der notwendigen Korrektur des Phasenablaufs zur Vermeidung von Doppelanwürfen, wie zum Beispiel Ersatz der zweiten Phase 200 durch die fünfte Phase 500 und Tausch der fünften Phase 500 mit der vierten Phase 400, wird vorgeschlagen, dass die möglichen Phasenabläufe nicht automatisch ermittelt werden, sondern manuell vorgegeben werden können. Dadurch wird einerseits eine hohe planerische Flexibilität erreicht, indem auch Phasenfolgen ermöglicht werden, die durch den beschriebenen regelbasierten Ansatz nicht entstehen würden. Zudem wird dadurch eine Reduktion der möglichen Varianten erreicht.
- Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, auf Basis von Steuerungsszenarien Schaltzeiten für die Signalanlage bereitzustellen. Eine Philosophie des beschriebenen Verfahrens besteht darin, bei einem gegebenen Sollverhalten der Lichtsignalanlage einschließlich einer ÖPNV Phase bestmögliche Schaltzeiten und Schaltzeitprognosen zu ermitteln, um kooperative Systeme z.B. mit Fahrzeugen zu ermöglichen. Dabei kann auch für die Beschleunigung des ÖPNV Verkehrs freiwillig auf Qualität verzichtet werden, um die Qualität der kooperativen Systeme zu erhöhen.
- Die Signalgruppen 6, 6A, 7, 8, 8A, 9 weisen für die möglichen Fahrrichtungen beispielsweise eine erste Anzeige, zum Beispiel in Rot für gesperrt, eine zweite Anzeige, zum Beispiel in Gelb für Übergangsphase, und eine dritte Anzeige beispielsweise in Grün für freie Fahrt auf. Zudem kann jede Signalgruppe 6, 6A, 7, 8, 8A, 9 eine Anzeige für ein Rotende und/oder eine Anzeige für ein Grünende aufweisen. Wie bereits ausgeführt wird mit der Anzeige für das Grünende vorzugsweise ein frühestes Grünende dargestellt. Zudem wird vorzugsweise für die Anzeige für das Rotende ein spätestes Rotende dargestellt.
- Eine Anmeldung eines ÖPNV Fahrzeuges an der Kreuzung kann mithilfe eines Detektors 11 erfolgen, der die Annäherung des ÖPNV Fahrzeuges in Richtung auf die Kreuzung erfasst. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können mehrere Detektoren in Fahrtrichtung vor der Kreuzung 1 in einer Straße vorgesehen sein. Dabei kann mithilfe eines weit entfernten Detektors eine Voranmeldung des ÖPNV Fahrzeuges erfolgen. Mithilfe des zweiten Detektors, der näher an der Kreuzung angeordnet ist, kann eine Hauptanmeldung des ÖPNV Fahrzeuges erfolgen. Zudem kann mithilfe eines weiteren Detektors eine Abmeldung des ÖPNV Fahrzeuges erfolgen, nachdem das ÖPNV Fahrzeug die Kreuzung überquert hat und den weiteren Detektor passiert hat.
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FIG 16 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 10, das eine Sende-Empfangseinheit 22, ein Steuergerät 21 und eine Anzeige 23 aufweist. Die Sende-Empfangseinheit 22 ist ausgebildet, um Informationen, insbesondere Prognosen für Grünzeiten, Rotzeiten und/oder Wahrscheinlichkeiten für Grünzeiten und/oder Rotzeiten, insbesondere Restgrünzeiten und/oder Restrotzeiten von den Recheneinheiten der Signalgruppen und/oder von der zentralen Recheneinheit 12 zu erhalten. Das Steuergerät 21 kann die Funktion einer Motorsteuerung und/oder die Funktion eines Fahrerassistenzsystems ausführen. Mithilfe der Motorsteuerung und/oder mithilfe des Fahrerassistenzsystems kann die Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängig von der empfangenen Information angepasst werden. Zudem kann das Steuergerät 21 ausgebildet sein, um mithilfe der Anzeige 23 die Informationen, insbesondere Grünzeiten, Rotzeiten, Restgrünzeiten und/oder Restrotzeiten der Signalgruppen und/oder Wahrscheinlichkeiten für die Zeiten darstellen. - Beispielsweise kann eine Restzeit einer Freigabe und/oder einer Sperrung einer Signalgruppe angezeigt werden, wobei die Restzeit insbesondere zeitlich gestaucht angezeigt wird. Zudem kann eine prognostizierte Freigabezeit gekürzt angezeigt werden und/oder eine prognostizierte Sperrzeit verlängert angezeigt werden. Die Restzeit eines Freigabebereichs und/oder die Restzeit eines Sperrbereichs kann grafisch dargestellt werden, wobei die grafische Darstellung, insbesondere eine Farbintensität der grafischen Darstellung abhängig von einer Wahrscheinlichkeit für die Restzeit unterschiedlich gewählt wird. Beispielsweise können für die verschiedenen Wahrscheinlichkeiten verschiedene Farben und/oder verschieden grafische Darstellungen gewählt werden.
- Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Claims (19)
- Verfahren zur Bestimmung einer Schaltzeitprognose für wenigstens eine Signalgruppe einer Signalanlage, wobei die Signalanlage mehrere Signalgruppen aufweist, wobei die Signalgruppen durch ein Steuerungsverfahren gesperrt oder freigegeben werden, wobei abhängig von einem Steuereingriff Zeiten für eine Freigabe und/oder eine Sperrung wenigstens einer Signalgruppe geändert werden, wobei für verschiedene mögliche zukünftige Steuereingriffe während einer vorgegebenen Zeitdauer für wenigstens eine Signalgruppe ein minimaler Zeitbereich einer Freigabe in der Weise ermittelt wird, dass sich der minimale Zeitbereich der Freigabe durch einen Steuereingriff nur verlängern, aber nicht verkürzen kann, wobei insbesondere der ermittelte Zeitbereich an ein Fahrzeug übertragen wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei während der Freigabe einer Signalgruppe oder während der Sperrung einer Signalgruppe eine Restzeit bis zum Ende der Freigabe oder bis zum Ende der Sperrung ermittelt wird, und wobei die Restzeit angezeigt oder ausgegeben wird, insbesondere an ein Fahrzeug übertragen wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei für mehrere vorgegebene Steuereingriffe Schaltzeitprognosen für eine Freigabe und/oder eine Sperrung wenigstens einer Signalgruppe ermittelt werden, wobei insbesondere für die Schaltzeitprognosen Wahrscheinlichkeiten eines Eintreffens ermittelt werden, und wobei die ermittelten Schaltzeitprognosen und insbesondere deren Wahrscheinlichkeiten angezeigt oder ausgesendet werden, insbesondere an ein Fahrzeug übermittelt werden.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Schaltzeitprognosen und den Wahrscheinlichkeiten der Schaltzeitprognosen mindestens ein Erwartungswert berechnet wird, dass der Erwartungswert für eine Berücksichtigung durch mindestens eine Funktion eines Fahrzeuges, insbesondere durch eine Motorsteuerung oder ein Fahrerassistenzsystem vorgesehen ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die minimalen Zeitbereiche der Freigaben der Signalgruppen der jeweiligen Freigabe der Signalgruppen bei einer vorgegeben Abfolge von vorgegebenen Phasen entspricht, wenn keine Phase ausfällt, und dass bei einem wenigstens teilweisen Ausfall einer Phase die minimalen Zeitbereiche der Freigaben der nicht ausgefallenen Phasen und damit der dort freigegebenen Signalgruppen vergrößert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in regelmäßigen Zeitabständen der minimale Zeitbereich der Freigabe ermittelt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für gerade nicht freigegebene Signalgruppen einer Nebenrichtung nicht eine Lage und eine minimale Ausdehnung der Freigabe ermittelt werden, sondern ein spätester Beginn der Freigabezeit.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgegebene Restzeit einer Freigabezeit nicht mehr verändert wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalanlage wenigstens zwei Signalgruppen aufweist, wobei die Signalgruppen sich kreuzende Verkehrsströme steuern, wobei für jede Signalgruppe wenigstens ein Zeitbereich mit einer Freigabe und wenigstens ein Zeitbereich mit einer Sperrung vorgesehen ist, wobei insbesondere basierend auf Verkehrsdaten eine Abfolge von wenigstens drei Phasen mit jeweils festgelegten Zuständen der Signalgruppen für jeweils ein Zeitintervall geplant wird, und wobei die Signalgruppen entsprechend der Phasen gesteuert werden.
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei wenigstens eine geplante Phase wenigstens eine optionale Teilphase aufweist, wobei die optionale Teilphase auf Abruf durchgeführt wird, wobei bei Nichtabruf der optionalen Teilphase die optionale Teilphase wenigstens nicht zu diesem Zeitpunkt durchgeführt wird, und wobei eine aufgrund der nicht durchgeführten Teilphase frei gewordene Zeit nach einem vorgegebenen Verfahren auf wenigstens eine andere im Zeitintervall nicht ausgefallene Phase verteilt wird und im laufenden Zeitintervall oder im nächsten Zeitintervall umgesetzt wird, und wobei die Signalgruppen entsprechend der Phasen gesteuert werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei nach einem Phasentausch ein spätestes Ende einer Freigabezeit der Phasen aus allen Variationen des möglichen wechselseitigen Phasentauschs der ÖPNV Phase berechnet wird und die Teilphasen der Phasen, die bei ÖPNV Eingriff entfallen können bei der Berechnung der kürzesten Freigabezeit der Signalgruppen berücksichtigt wird oder nicht, abhängig davon, welche Berechnung eine kürzere Freigabezeit ergibt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die spätesten Freigabezeiten der Phasen aus allen Variationen der möglichen Phasenabfolgen berechnet werden und die Teilphasen der Phasen, die bei ÖPNV Eingriff entfallen können, bei der Berechnung der kürzesten Freigabezeit der Signalgruppen jeweils berücksichtigt werden oder nicht, je nachdem, welche Berechnung eine kürzere Freigabezeit ergibt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei zusätzlich minimale Freigabezeiten für den Fall ermittelt werden, dass eine ÖPNV Phase komplett entfällt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zeitlicher Endbereich einer Freigabe und/oder einer Sperrung vorgegeben ist, wobei der Endbereich, insbesondere eine vorgegebene Anzahl von Sekunden nicht mehr geändert wird, wobei insbesondere ein Steuerungseingriff während des festgelegten Endbereiches unterdrückt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei Freigabezeiten angeforderter oder nicht ausgefallener Phasen in geringem Umfang gekürzt werden dürfen, abhängig von einer vorgegebenen Verwendung, insbesondere abhängig von einer Anzeige einer Schaltzeitprognose.
- Verfahren zum Anzeigen einer Restzeit einer Freigabe und/oder einer Sperrung einer Signalgruppe, wobei die Restzeit zeitlich gestaucht, angezeigt wird, wobei eine prognostizierte Freigabezeit gekürzt wird und/oder eine prognostizierte Sperrzeit verlängert wird.
- Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Restzeit eines Freigabebereichs oder eines Sperrbereichs grafisch dargestellt wird, wobei die grafische Darstellung, insbesondere eine Farbintensität der grafischen Darstellung abhängig von einer Wahrscheinlichkeit für die Restzeit unterschiedlich gewählt wird.
- Recheneinheit, die ausgebildet ist, um ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
- Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die ausgebildet sind, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auszuführen, wenn die Programmcodemittel auf einer Recheneinheit ablaufen.
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