EP3853832A1 - Verfahren und vorrichtung zur beeinflussung von wechsellichtzeichenanlagen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur beeinflussung von wechsellichtzeichenanlagen

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Publication number
EP3853832A1
EP3853832A1 EP19774040.0A EP19774040A EP3853832A1 EP 3853832 A1 EP3853832 A1 EP 3853832A1 EP 19774040 A EP19774040 A EP 19774040A EP 3853832 A1 EP3853832 A1 EP 3853832A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
traffic
alternating light
route
emergency vehicle
autonomous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19774040.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ludwig Trostel
Wolf Peter ZEPLIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Smev AG Smart Mobility Evolution
Original Assignee
Smev AG Smart Mobility Evolution
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Smev AG Smart Mobility Evolution filed Critical Smev AG Smart Mobility Evolution
Publication of EP3853832A1 publication Critical patent/EP3853832A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0108—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions based on the source of data
    • G08G1/0112—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions based on the source of data from the vehicle, e.g. floating car data [FCD]
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0137—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions for specific applications
    • G08G1/0141—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions for specific applications for traffic information dissemination
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/07—Controlling traffic signals
    • G08G1/087—Override of traffic control, e.g. by signal transmitted by an emergency vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a method for influencing a plurality of alternating light signal systems in a traffic route network according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to an apparatus and a computer program product for performing this method.
  • DE 28 55 625 A1 shows and describes an arrangement for controlling alternating light signal systems, in which an emergency vehicle that drives past a radio beacon stationed in front of the alternating light signal system to be influenced receives authorization information from this radio beacon and then sends a radio signal from the vehicle to activate the Alternating light signal system sends out.
  • an emergency vehicle that drives past a radio beacon stationed in front of the alternating light signal system to be influenced receives authorization information from this radio beacon and then sends a radio signal from the vehicle to activate the Alternating light signal system sends out.
  • Travel route must be provided, which causes a high expenditure on equipment and costs.
  • Position data determined in the navigation receiver in the emergency vehicle are sent via a radio link to a traffic control computer, which then switches a green wave for the route of the emergency vehicle. It is also proposed there to prematurely clear the direction of travel or the opposite direction of the emergency vehicle from the traffic by switching a red wave that congests the traffic at each traffic light in order to obtain a clear road behind the traffic light.
  • DE 198 42 912 B4 shows and describes a method for releasing the route for emergency vehicles with special powers, with the emergency vehicle regularly determining the position data of the emergency vehicle
  • Traffic lights are sent to the emergency vehicle, whereby these traffic lights located on the route of the emergency vehicle are brought into a standby mode.
  • the traffic light immediately in front of the emergency vehicle then receives a main registration signal, which causes the traffic light to switch to "free travel". This procedure allows that even short-term
  • DE 10 2016 105 558 B3 which originated from the inventors, shows and describes a method for controlling alternating light signal systems which are controlled by a central traffic control computer.
  • the emergency vehicle sends its position and directional data to a traffic control computer, which then influences the alternating light signal systems lying ahead along the predicted route as well as alternating light systems in their vicinity laterally to the route in such a way that the emergency vehicle finds a free driving corridor.
  • this method which is controlled by the central traffic control computer, only works with alternating traffic light systems connected to the central traffic control computer. In Areas with decentralized, autonomously controlled alternating light signal systems cannot accelerate the operation of emergency vehicles with this method.
  • alternating traffic light systems alternating traffic light systems which are not controlled by a central traffic control computer but autonomously by a local control device;
  • Priority support control an influencing of adjacent alternating light signal systems, which temporarily replaces a currently active control program for the alternating light signals of an alternating light signal system with a priority support program as a priority control program;
  • the lateral extension of the "surroundings" away from the predicted route and thus the size of the "effective area” depends on the topology along the route and in particular at the location of the respective alternating light signal system.
  • the size of the "effective range” can also depend on the current one
  • Traffic route network with alternating light signal systems controlled by a central traffic control computer, the position data of the destination, the current one
  • a particular advantage of the inventive method is the fact that a central traffic control computer is not required everywhere to control the alternating traffic light systems along the predicted travel route, and the method can therefore also be used in areas with autonomous alternating traffic light systems.
  • the autonomous alternating light signal systems can not only receive data as is known from the prior art, but are also able to transmit data further, for example to a central traffic control computer in a neighboring area. So can
  • Alternating light signal systems not only taking into account the current position data of the at least one emergency vehicle, but also taking into account its direction of travel vector, is the driver of the
  • Alternating light sign systems transmitted.
  • Alternating traffic light systems are restricted to traffic on a road network, but can be any type of alternating traffic light system in one
  • Traffic network include, for example, signals of a
  • Alternating light sign system takes place. This makes it possible to optimize the clearing of the driving corridors in the area of alternating light signal systems further ahead for the arrival time of the emergency vehicle at the respective location and to minimally impair the remaining traffic flow.
  • step k If steps g) and h) are also repeated in step k), an updated alternating traffic light encounter plan and an updated priority request message being transmitted in step h), the advantage results that the alternating traffic light systems always have up-to-date data for the
  • Priority circuit If, for example, the driver's vehicle leaves the originally predicted route based on a decision by the driver and the navigation software then calculates a new route, this current information is transmitted to the next alternating traffic light system, which then transmits this information to the following alternating traffic light systems in accordance with the new calculated calculated route, which clears a new driving corridor. At the same time, the alternating light signal systems along the previously predicted route are reset to their normal operating mode.
  • Alternating light signal systems in a section of the route lying ahead and in its vicinity in the manner according to the invention have the effect that the driving corridor empties in good time in the direction of travel in front of the emergency vehicle. At the same time, it is prevented that vehicles can drive into the driving corridor for the at least one emergency vehicle and possibly block it.
  • Vehicles can leave the corridor before the at least one
  • Priority control can be described as a "dynamic green cloud”.
  • prioritized driving mode can be switched, in which it automatically drives to the nearest edge of the road and remains there, provided that sensors of the autonomous vehicle next to the vehicle detect a free road width that is larger than a predetermined width required for the passage of emergency vehicles. It is advantageous if the transmission of the current position data and the direction of travel vector as well as an (authenticated) priority request signal of the at least one emergency vehicle to autonomous vehicles takes place indirectly via at least one central telematics computer with which the autonomous
  • At least one position data transmitter and one direction vector vector transmitter are preferably provided in the emergency vehicle, the emergency computer being effectively connected to these transmitters or having these transmitters.
  • the application computer advantageously has a
  • Tamper-proof radio link to communicate with each other and wherein the second computer program is designed to be used for the purpose of
  • Alternating light signal system and is stored in a central traffic control computer.
  • Fig. 1 shows a section of an inner-city road network
  • Part of the traffic network is with a schematic block diagram representation of the alternating traffic light systems there;
  • Fig. 2 is a symbolic schematic representation of the data transmission
  • FIG. 3A shows a first section from FIG. 3
  • Fig. 4 is a symbolic schematic representation of the data transmission
  • a road junction 10 and all shown intersections 11, 12, 13, 14, 15, 16 are each equipped with an autonomous alternating light signaling system 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, which are provided in the traffic route network 1 to the flowing Regulate traffic.
  • Each of these autonomous alternating light signal systems 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 comprises a plurality of alternating light signals 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28; 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38; 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48; 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58; 61, 62, 63,
  • Rail vehicles operating in the traffic route network can be counted among these alternating light signs in the broadest sense.
  • the alternating light signs in the sense of the present invention can also include those future traffic control means, the information as to whether a lane is released ("green") or blocked ("red") to a respective vehicle - regardless of whether this is a driver-controlled or an autonomous vehicle.
  • the term "alternating light sign” thus includes such future "virtual alternating light signs", classic traffic lights and light signals as well as historical mechanical traffic lights (e.g. pointer lights).
  • alternating light sign in the definition used here can also be generally referred to as "traffic control information means”.
  • each of the alternating light signal systems 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 is assigned only eight alternating light signals; However, it is self-evident for the person skilled in the art that the number of alternating light signal systems
  • assigned alternating light signs can be smaller or larger as required.
  • Alternating light signal systems 7, 8 give, because of very close intersections 15, 16 or road junctions from a local
  • Control computers 29, 39, 49, 59, 69, 79, 89 of the corresponding control unit 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 are effectively connected for data transmission.
  • Radio connection 92 in connection with a control center 90 and is able, after authorization by the control center 90, the autonomous
  • Alternating light signal systems 2, 3, 4, 5, 6. 7, 8 to influence. This influencing takes place according to the method of the invention for the purpose of a priority control for the emergency vehicle 9 on its route to the intended destination through the area of the traffic route network 1, the alternating light signal systems 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 of which operate autonomously and not from a regional one or supra-regional central traffic control computer can be controlled.
  • the deployment computer 94 is provided with navigation software or has access to a navigation computer located on board the deployment vehicle 9 in order to be able to determine the current position of the deployment vehicle 9 and its direction of travel vector R ′ in the current traffic route network 1. In addition, the deployment computer 94 has position information about that in the traffic route network 1
  • Alternating light signal system 3 is placed in a corresponding priority program, which also changes signals at the intersection 11 for the predicted
  • Priority request messages are then from the alternating light signaling system 3 to the next one lying ahead along the predicted travel route R.
  • Alternating light sign at the intersection 12 switches to "green” and then the alternating light sign system 5 then switches to a corresponding one
  • the deployment computer 94 transmits updated position and time intervals
  • Directional data such as the current direction of travel vector R 'of the emergency vehicle 9 and an updated alternating sign system encounter plan as well as the priority request message together with the authorization authoritative.
  • Alternating light sign systems can be set up.
  • Emergency vehicle 9 anticipates a dynamic "green wave" in an area of a traffic route network 1, in which the alternating traffic light systems are switched autonomously and are not controlled by a regional or national traffic control computer.
  • Alternating light signal systems 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 with each other are each encrypted via radio links secured against manipulation.
  • Alternating light signal systems 6, 7 in the vicinity of the autonomous alternating light signal systems 2, 3, 4, 5 located in front of the emergency vehicle 9 and relating to the direction of travel of the predicted route R ("green” or “red”) are switched in such a way that in a driving corridor for the at least one Emergency vehicle 9 on the road of the predicted route R vehicles
  • Alternating light signal systems takes place, is explained below with reference to FIG. 3.
  • the topology of a road network 100 which is part of an urban traffic route network 1, is shown schematically in FIG. 3. Also in this traffic route network, the alternating traffic light systems are autonomous and are not controlled by any regional or supra-regional central traffic control computer.
  • the task of the emergency vehicle 9 is to drive from its current location P at the lower edge of the image in FIG. 3 to an emergency location E located at the upper left edge of the image, where, for example, a traffic accident has occurred.
  • This location E also represents the destination Z for the emergency vehicle 9.
  • the navigation computer on board the emergency vehicle 9 originally determined the obliquely hatched route A as the shortest route to the location E.
  • the emergency vehicle therefore already had the alternating light signal systems in front along the route it had previously covered
  • predicted route A transmits the priority request signal as described in connection with FIGS. 1 and 2.
  • intersection K1 Turn right at intersection K1 and choose the cross-hatched alternative route B.
  • the navigation system on board the emergency vehicle 9 or the navigation software running on the emergency computer 94 registers the change in direction of the emergency vehicle 9.
  • a new predicted route B for the emergency vehicle 9 is then calculated.
  • Deployment computer 94 immediately determines those along the new predicted one
  • Route B located autonomous alternating light sign systems and creates a new, updated alternating light sign encounter plan for the
  • Priority program activated and - as has been described in connection with the first example - the alternating sign system encounter plan and an updated priority request message to the alternating light system 143 of the next intersection K3, which in turn activates its priority program.
  • intersection K3 The area of the intersection K3, however, has a complex traffic routing, since another intersection K30 is located directly next to the intersection K3 and is also traffic light-controlled. Backlogs often occur here
  • the alternating light signs 1431, 1432, which regulate the cross traffic flowing into the intersection K3, are switched to "STOP", which is symbolized by a circle with a cross. Is at the intersection K3 on the carriageway of the predicted direction of travel R that
  • Controlling the alternating light signs belonging to the autonomous alternating light signal system 143 at the intersection K3 is not sufficient in the present case, however, since the traffic at the intersection K 3 is negatively influenced by the immediately adjacent intersection K 30 with the likewise autonomous alternating light signal system 143 'located there there is often a backlog of cross traffic that extends into the intersection K3. For this reason, the alternating sign system encounter plan as well as the
  • Priority request message from the autonomous alternating light system 143 not only transmitted to the autonomous alternating light system 144 located at the intersection K4 along the predicted route R, but also to the autonomous alternating light signal system 143 'of the adjacent intersection K30.
  • the influencing of the autonomous alternating light signaling systems according to the invention is now extended in the area of the intersection K3 beyond the autonomous alternating light signaling system 143 to the likewise autonomous alternating light signaling system 143 'from the adjacent intersection K30.
  • the effective range 143 "of the priority control thus extends from the autonomous alternating light signal system 143 relating to the intersection K3 to the autonomous alternating light signal system 143 'assigned to the adjacent intersection K30. This takes place in such a way that the one leading out of the intersection K3
  • Alternating light signs 1435 of the neighboring intersection K30 can flow off, so that the intersection K3 is cleared.
  • the alternating light signals 1436 and 1437 of the autonomous alternating light signal system 143 ' which regulate the cross traffic with regard to the aforementioned outflowing traffic, are switched to "FIALT" for this purpose.
  • the effective range 143 "of influencing the autonomous alternating light signaling systems is expanded from the intersection K3 to the intersection K30 by putting two respective autonomous alternating light signaling systems 143, 143 ', which are adjacent to one another laterally with respect to the predicted direction of travel R, into a respective priority program.
  • the described Control of the autonomous alternating light signal system 143 ' ensures that the traffic flows out of the intersection K3 and the described control of the autonomous
  • Alternating light signal system 143 prevents further flow of traffic into the intersection K3, so that the intersection K3 is cleared when the emergency vehicle 9 arrives and the emergency vehicle 9 the intersection K3 without any significant
  • the autonomous alternating light sign system 144 can switch its alternating light signals at the intersection K4 accordingly.
  • the alternating light signals of the autonomous alternating light signal system 144 switched to "HALT" for cross traffic, but also the alternating light signals for oncoming traffic and for pedestrian traffic are switched to "HALT", so that only the alternating light signs relating to the route of the emergency vehicle are set to "free" Trip "is switched.
  • the emergency vehicle can thus reduce its traffic-related reduction
  • Alternating light signal systems are provided (Fig. 3B). In a similar way as this in connection with the control of the alternating light signals of the autonomous
  • Intersections K6, K 7 and K8 define a larger effective area 147 ", which includes the autonomous alternating light signal systems located in this area, namely the autonomous alternating light signal system 146 of the intersection K6 with the autonomous alternating light signal systems 146 'and 146" of the intersections or road junctions K60 adjacent to the intersection K6 and K61, the intersection K7 with its autonomous alternating light signal system 147 and the autonomous alternating light signal system 147 'of the road junction K70 adjacent to the intersection K7 and the autonomous alternating light signal system 148 of the intersection K8 and the autonomous alternating light signal system 148' at the road junction K80 adjacent to the intersection K8 and the autonomous one
  • the method according to the invention which accelerates the operation of the at least one emergency vehicle 9 and reduces the risk of an accident, is only given as an example.
  • the method according to the invention can of course also be used for Many other traffic situations and local topologies of traffic route networks are used, each time implementing the core idea of the invention, in addition to switching a "green wave" for the emergency vehicle 9
  • this advantage can also be achieved in a traffic network or in a part thereof, in which
  • FIG. 4 Another modified variant of the present invention is shown in FIG. 4. There lies in the direction of the predicted travel route R of the emergency vehicle 9 behind the last autonomous alternating light signal application 3 'on the predicted one
  • Route R the boundary G of the area I of the autonomous alternating traffic light systems 2 ', 3' belonging to the traffic route network T and an area II also belongs to the traffic route network T, in which the alternating traffic light systems 4 'and their alternating light signs, as well as further alternating light sign systems from a central traffic control computer 1000 are controlled.
  • G is one of the alternating light signal systems 3 'near the border; 4 'in area I or in area II, for example the last autonomous alternating light signaling system 3' or the first alternating light signaling system 4 'connected to the traffic computer 1000, designed to include an alternating light signaling system 2' located on the route R of the emergency vehicle 9; 3 'received message to the central
  • Transmit traffic control computer 1000 Transmit traffic control computer 1000. This further influencing of the centrally controlled alternating light signaling systems located in the area II on the predicted route R of the emergency vehicle 9 is then carried out by the traffic control computer in a known manner, as described for example in German patent 10 2016 105 558 B3.
  • FIG. 5 shows a situation in which an autonomous vehicle 110 travels on the predicted route R in front of the emergency vehicle 9 in the direction of travel R "predicted for the emergency vehicle 9.
  • This autonomous vehicle 110 takes part in road traffic without a driver the symbols for radio links 95,
  • the position data and the direction of travel vector R ' are transmitted from the emergency vehicle 9 directly or indirectly to autonomous vehicles traveling ahead on the route.
  • the transmission of signals and data over the radio links 95, 96 is, of course, encrypted and secured against manipulation from outside.
  • the transmission takes place indirectly via the radio link 95 emanating from the emergency vehicle 9 to a central station 97 which
  • the operational computer 90 can be formed by the operational computer 90 or by a regional or supra-regional central traffic control computer 1000 or by any other computer or can be functionally assigned to it. From this central station
  • 97 is a signal to a functionally connected to station 97
  • Transfer control computer 98 which is, for example, a
  • Fleet information computer or telematics computer can act, to which the autonomous vehicle 110 in question is assigned and to which this autonomous vehicle 110 is connected or can be connected.
  • the control computer 98 in turn transmits a signal via the radio link 96 to autonomous vehicles traveling on the predicted route R, for example to the autonomous vehicle 110 driving ahead, which are thereby informed of the approach of the emergency vehicle 9.
  • the autonomous vehicle 110 is then automatically switched to a prioritized driving mode, in which it automatically drives to the nearest edge of the road as it drives through the road
  • symbolized flashing signals 112 ', 114' of the right direction indicators 112, 114 of the autonomous vehicle 110 is symbolically shown. Before that have sensors of the autonomous vehicle 110 in addition to the vehicle 110 detects a free lane width that is larger than a predetermined one for the passage of
  • Such influencing of autonomous vehicles can in principle also be carried out separately and independently of the influencing of
  • the invention is not limited to a priority control for a single emergency vehicle, but can also be used for a plurality of emergency vehicles, for example a fire engine. It is also a matter of course that in a traffic route network in which a plurality of emergency vehicles with right of way are traveling at the same time,
  • Precautions have been taken to prevent two emergency vehicles approaching an intersection or a road junction from different directions from simultaneously finding a green traffic light in their respective direction of travel.

Abstract

Bei einem Verfahren zur Beeinflussung einer Mehrzahl von Wechsellichtzeichenanlagen in einem Verkehrswegenetz mit einem ersten Gebiet mit autonomen Wechsellichtzeichenanlagen, die nicht von einem zentralen Verkehrsleitrechner, sondern von lokalen Steuereinheiten gesteuert werden, und mit einem zweiten Gebiet, in dem die Wechsellichtzeichenanlagen von einem zentralen Verkehrsleitrechner gesteuert werden, werden die entlang der prognostizierten Fahrtroute gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen derart beeinflusst, dass die jeweilige autonome Wechsellichtzeichenanlage vor oder bei der prognostizierten Ankunft des Einsatzfahrzeugs den Verkehr in Richtung der prognostizierten Fahrtroute freigibt. Bei einem bevorstehenden Übergang des Einsatzfahrzeugs in das vom zentralen Verkehrsleitrechner gesteuerte zweite Gebiet werden die Positionsdaten und die Daten des aktuellen Fahrtrichtungsvektors des zumindest einen Einsatzfahrzeugs an den Verkehrsleitrechner übermittelt, der dann die entlang der prognostizierten Fahrtroute gelegenen zentral gesteuerten Wechsellichtzeichenanlagen derart beeinflusst, dass die jeweilige Wechsellichtzeichenanlage vor oder bei der prognostizierten Ankunft des Einsatzfahrzeugs den Verkehr in Richtung der prognostizierten Fahrtroute freigibt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung von Wechsellichtzeichenanlagen
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung einer Mehrzahl von Wechsellichtzeichenanlagen in einem Verkehrswegenetz nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung dieses Verfahrens.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Insbesondere in städtischen Ballungsgebieten nimmt die Verkehrsdichte ständig zu, wobei es nicht nur in Spitzenzeiten häufig zu Verkehrsstaus kommt. Für die Fahrer von Einsatzfahrzeugen mit Wegerecht, beispielsweise Polizeifahrzeugen,
Feuerwehrfahrzeugen oder Fahrzeugen des Rettungsdienstes, bedeutet dies nicht nur eine hohe Stressbelastung, sondern es werden außerdem die Anfahrtszeiten für derartige Fahrzeuge mit Wegeberechtigung zu ihren Einsatzorten deutlich verlängert Hinzu kommt, dass bei hoher Verkehrsbelastung auch das Risiko ansteigt, dass ein Einsatzfahrzeug mit Wegerecht beim Überqueren von Kreuzungen oder
Straßeneinmündungen unter Nutzung des Wegerechts mit anderen, ansonsten vorfahrtberechtigten Fahrzeugen kollidiert.
STAND DER TECHNIK
Es ist daher bereits mehrfach vorgeschlagen worden, Einsatzfahrzeugen mit
Wegerecht auf ihrem Weg zum Einsatzort nicht nur das Wegerecht durch Einsatz von Sondersignalen (Blaulicht, Martinshorn) einzuräumen, sondern auch Verkehrs- Wechsellichtzeichenanlagen (Ampeln) bei Annäherung des Einsatzfahrzeugs auf "freie Fahrt" (grün) zu schalten. Die DE 28 55 625 A1 zeigt und beschreibt eine Anordnung zur Steuerung von Wechsellichtzeichenanlagen, bei der ein Einsatzfahrzeug, das an einer vor der zu beeinflussenden Wechsellichtzeichenanlage stationierten Funkbake vorbeifährt, von dieser Funkbake aus eine Autorisierungsinformation erhält und dann vom Fahrzeug aus ein Funksignal zur Freischaltung der Wechsellichtzeichenanlage aussendet. Eine derartige Anordnung erfordert jedoch, dass sowohl das Fahrzeug als auch die entsprechenden Wechsellichtzeichenanlagen oder mit diesen zusammenhängende Schalteinrichtungen mit entsprechenden Funksendern und Funkempfängern ausgestattet werden müssen und dass zusätzliche Funkbaken entlang der
Fahrstrecke vorgesehen sein müssen, was einen hohen apparativen Aufwand und Kostenaufwand verursacht.
Die DE 195 08 043 C1 zeigt und beschreibt eine Steueranordnung für
Verkehrssignale, bei der ein Einsatzfahrzeug mit einer Sendereinheit versehen ist, über die mittels eines im Einsatzfahrzeug vorgesehenen Navigationsempfängers ermittelte Standortkoordinaten des Einsatzfahrzeugs in zeitlicher Abfolge mehrmals an einen Ampelrechner gesandt werden, der die Richtung und die Geschwindigkeit des sich annähernden Einsatzfahrzeugs ermittelt und bei Annäherung des
Einsatzfahrzeugs an eine Ampel diese Ampel in Fahrtrichtung auf grün schaltet.
Aus der DE 196 01 024 A1 ist ein System zur Optimierung der Fahrzeiten von Fahrzeugen mit Sonderrechten bekannt, bei welchem die mittels eines
Navigationsempfängers im Einsatzfahrzeug ermittelten Positionsdaten über eine Funkverbindung an einen Verkehrsleitrechner gesandt werden, der daraufhin für die Fahrtstrecke des Einsatzfahrzeugs eine grüne Welle schaltet. Es wird dort auch vorgeschlagen, die Fahrtrichtung oder die Gegenrichtung des Einsatzfahrzeugs vorzeitig vom Verkehr zu befreien, indem eine rote Welle geschaltet wird, die den Verkehr an je einer Ampel vorstaut, um hinter der Ampel eine freie Fahrbahn zu erhalten. Die DE 198 42 912 B4 zeigt und beschreibt ein Verfahren zur Fahrwegfreischaltung für Einsatzfahrzeuge mit Sonderbefugnissen, wobei vom Einsatzfahrzeug regelmäßig die mittels eines Navigationsempfängers ermittelten Positionsdaten des
Einsatzfahrzeugs telemetrisch an eine Einsatzleitstelle übertragen werden. Im
Einsatzfahrzeug werden die aktuell ermittelten Ortskoordinaten des Einsatzfahrzeugs mit den in einem im Einsatzfahrzeug befindlichen Computer gespeicherten
Koordinaten von Lichtsignalanlagen des entsprechenden Territoriums verglichen.
Alle auf dem Weg zum Einsatzort befindlichen Lichtsignalanlagen werden in diesem Rechner vorselektiert und in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des
Einsatzfahrzeugs werden Voranmeldesignale an in Fahrtrichtung vor dem
Einsatzfahrzeug liegende Ampeln gesandt, wodurch diese auf der Fahrstrecke des Einsatzfahrzeugs gelegenen Ampeln in einen Bereitschaftsmodus gebracht werden. Jeweils die unmittelbar vor dem Einsatzfahrzeug gelegene Ampel erhält dann ein Hauptanmeldesignal, welches ein Umschalten der Ampel auf "freie Fahrt" bewirkt. Diese Vorgehensweise ermöglicht zwar, dass auch kurzfristige
Fahrtrichtungsänderungen des Einsatzfahrzeugs (z.B. Wahl einer alternativen Route zum Einsatzort), ohne Rechenleistung auf einen Verkehrsleitrechner zu
beanspruchen, sofort für die Schaltung einer grünen Welle zur Verfügung stehen. Allerdings ist nachteilig, dass das Einsatzfahrzeug hierzu mit einem Computer von erheblicher Rechenleistung versehen sein muss und zudem eine Datenbank über die in der örtlichen Straßentopologie vorgesehenen Ampeln in stets aktueller Form aufweisen muss.
Die von den Erfindern stammende DE 10 2016 105 558 B3 zeigt und beschreibt ein Verfahren zur Steuerung von Wechsellichtzeichenanlagen, die von einem zentralen Verkehrsleitrechner gesteuert werden. Das Einsatzfahrzeug sendet seine Positions- und Fahrtrichtungsdaten an einen Verkehrsleitrechner, der daraufhin die entlang der prognostizierten Fahrtroute vorausliegenden Wechsellichtzeichenanlagen sowie Wechsellichtzeichenanlagen in deren Nähe lateral zur Fahrtroute derart beeinflusst, dass das Einsatzfahrzeug einen freien Fahrkorridor vorfindet. Dieses über den zentralen Verkehrsleitrechner gesteuerte Verfahren funktioniert allerdings nur bei mit dem zentralen Verkehrsleitrechner verbundenen Wechsellichtzeichenanlagen. In Gegenden mit dezentral autonom gesteuerten Wechsellichtzeichenanlagen lässt sich die Fahrt von Einsatzfahrzeugen mit diesem Verfahren nicht beschleunigen.
Aus der DE 10 2014 114 535 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Steuerung von Lichtsignalanlagen an Verkehrsknotenpunkten auf einem Fahrweg eines
Einsatzfahrzeugs bekannt, bei dem das Einsatzfahrzeug periodisch ein
Anforderungssignal und Fahrzeugnachrichten an auf dem Fahrweg voraus liegende Lichtsignalanlagen sendet. Die Fahrzeugnachrichten umfassen Angaben zur Position und Geschwindigkeit des Einsatzfahrzeug sowie dessen Fahrwegdaten. Die
Lichtsignalanlagen sind jeweils mit einer Empfangs- und Sendeeinheit ausgestattet und können so die vom Einsatzfahrzeug ausgesandten Signale empfangen und auch untereinander kommunizieren. Des Weiteren weist jede Lichtsignalanlage eine Berechnungseinheit, in der die empfangenen Signale verarbeitet werden, sowie eine Steuereinrichtung auf, die die Lichtsignalanlage in eine Bevorrechtigungsprogramm für das Einsatzfahrzeug schaltet (grüne Welle). Zudem wird von der
Lichtsignalanlage eine Ankündigungsinformation an die nächste auf dem Fahrweg liegende Lichtsignalanlage gesandt, die dann ihrerseits die entsprechenden
Berechnungen durchführt und in ein Bevorrechtigungsprogramm für das
Einsatzfahrzeug schaltet und die nächste Lichtsignalanlage informiert.
Nachteile ergeben sich in gemischten Gegenden in denen Gebiete mit autonom gesteuerten Wechsellichtzeichenanlagen an Gegenden angrenzen, in denen zentral über einen Verkehrsleitrechner gesteuerte Wechsellichtzeichenanlagen vorgesehen sind. Diese Nachteile sollen durch die Erfindung überwunden werden.
BEZEICHNUNGEN UND DEFINITIONEN
Bevor detailliert auf die Erfindung und die in den Figuren dargestellten und weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung eingegangen wird, sollen einige der in dieser Beschreibung und den Ansprüchen verwendeten Begrifflichkeiten definiert werden. Es bezeichnen hier die nachstehend aufgeführten Begriffe "Verkehrswegenetz": eine großflächige (z.B. stadtübergreifende oder stadtteilübergreifende) Topologie von Verkehrswegen (z.B. Straßen,
Radwegen, Fußwegen, Schienenverkehrswegen);
"Wechsellichtzeichen": eine gemeinhin auch als Ampel bezeichnete
Einrichtung zur Verkehrsregelung, wobei hier von diesem Begriff nicht nur Lichtsignaleinrichtungen, sondern auch mechanische Zeigereinrichtungen und künftige direkt mit einem Verkehrsteilnehmer (z.B. einem Fahrzeug) kommunizierende Einrichtungen zur Übermittlung eines Verkehrsregelsignals an den Verkehrsteilnehmer umfasst sind;
"Wechsellichtzeichenanlagen": eine Gruppe von einander zugeordneten und aufeinander abgestimmt agierenden Wechsellichtzeichen an einem Verkehrsknoten (z.B. einer Kreuzung, einer Straßeneinmündung oder einem Fußgänger-/Radfahrerüberweg), wobei hier terminologisch auch
Wechsellichtzeichen an Kreuzungen von Straßen und
Schienenverkehrswegen eingeschlossen sind;
"autonome Wechsellichtzeichenanlagen": Wechsellichtzeichenanlagen, die nicht von einem zentralen Verkehrsleitrechner, sondern autonom von einer lokalen Steuereinrichtung gesteuert werden;
"zentraler Verkehrsleitrechner": eine computerbasierte (regional oder überregional) zentrale Steuerungseinrichtung für Wechsellichtzeichenanlagen und deren Wechsellichtzeichen, die die Wechsellichtzeichen in einer größeren Region (z.B. einem Stadtteil) des Verkehrswegenetzes (regional) oder in mehreren größeren Regionen (überregional) zentral steuert;
"lokale Steuerungseinrichtung": eine computerbasierte
Steuerungseinrichtung, die die Wechsellichtzeichen einer
Wechsellichtzeichenanlage (z.B. an einer Kreuzung) steuert;
"prognostizierte Fahrtroute": eine beispielsweise von einem
Navigationscomputer ermittelte Fahrtroute, auf der das Einsatzfahrzeug voraussichtlich zum Fahrtziel fahren wird;
"prognostizierte Fahrtrichtung": die Richtung, in der das Einsatzfahrzeug voraussichtlich entlang der prognostizierten Fahrtroute fahren wird (verläuft z.B. die prognostizierte Fahrtroute an einer Kreuzung nach rechts, so wechselt an dieser Stelle die prognostizierte Fahrtrichtung nach rechts);
"Fahrkorridor": die Fahrspur oder Fahrspuren einer Straße, die das
Einsatzfahrzeug benutzen muss, um auf der prognostizierten Fahrtroute in der prognostizierten Fahrtrichtung entlang zu fahren (wechselt z.B. an einer Kreuzung die prognostizierte Fahrtrichtung nach rechts, so wird an dieser Kreuzung die Rechtsabbiegespur Teil des Fahrkorridors);
"Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan": eine zeit- und/oder wegabhängig geordnete Auflistung jener Wechsellichtzeichenanlagen, die das Einsatzfahrzeug entlang seiner prognostizierten Fahrtroute nacheinander erreichen wird;
"Wechsellichtzeichenanlagen-Umgebungsplan": eine Auflistung von Wechsellichtzeichen und/oder Wechsellichtzeichenanlagen, die in der
Umgebung einer jeweiligen Wechsellichtzeichenanlage auf der
prognostizierten Fahrtroute gelegen sind, sowie entsprechende
Topologieinformation dieser Umgebung;
"Vorrangprogramm": ein Steuerungsprogramm für die Wechsellichtzeichen einer Wechsellichtzeichenanlage, das auf einer lokalen Steuerungseinheit der Wechsellichtzeichenanlage abläuft und das die jeweilige örtliche
Verkehrslenkung derart beeinflusst, dass ein sich annäherndes
Einsatzfahrzeug sowohl ein "Freie Fahrf'-Signal (grüne Ampel) als auch einen freien Fahrkorridor vorfindet;
"Vorrangsteuerung": eine Beeinflussung von Wechsellichtzeichenanlagen, die ein aktuell aktives Steuerungsprogramm für die Wechsellichtzeichen einer Wechsellichtzeichenanlage temporär durch ein Vorrangprogramm als vorrangiges Steuerungsprogramm ersetzt;
"Vorranganforderungsbotschaft": ein Information enthaltendes Signal, das eine Vorrangsteuerung für eine Wechsellichtzeichenanlage auslöst;
"Vorrangunterstützungsprogramm": ein Steuerungsprogramm für die Wechsellichtzeichen einer benachbarten Wechsellichtzeichenanlage in der Umgebung einer in einer Vorrangsteuerung befindlichen
Wechsellichtzeichenanlage, das auf einer lokalen Steuerungseinheit der benachbarten Wechsellichtzeichenanlage abläuft und das die
Verkehrslenkung in der Umgebung der in der Vorrangsteuerung befindlichen Wechsellichtzeichenanlage derart beeinflusst, dass der Verkehr beschleunigt aus dem Fahrkorridor für das Einsatzfahrzeug abfließen und nicht mehr in den Fahrkorridor hineinfließen kann;
"Vorrangunterstützungssteuerung": eine Beeinflussung von benachbarten Wechsellichtzeichenanlagen, die ein aktuell aktives Steuerungsprogramm für die Wechsellichtzeichen einer Wechsellichtzeichenanlage temporär durch ein Vorrangunterstützungsprogramm als vorrangiges Steuerungsprogramm ersetzt;
"Vorrangunterstützungsbotschaft": ein Information enthaltendes Signal, das eine Vorrangunterstützungssteuerung für eine benachbarte
Wechsellichtzeichenanlage auslöst;
"Wirkungsbereich": das Umfeld ("Umgebung") einer in einer
Vorrangsteuerung befindlichen Wechsellichtzeichenanlage, in dem weitere, nicht unmittelbar die prognostizierte Fahrtrichtung auf der prognostizierten Fahrtroute betreffende benachbarte Wechsellichtzeichenanlagen in ein Vorrangunterstützungsprogramm geschaltet werden;
"Umgebung" einer Fahrtroute: das Umfeld links und rechts von einer prognostizierten Fahrtroute;
"Umgebung" einer Wechsellichtzeichenanlage: das Umfeld links und rechts der prognostizierten Fahrtroute am Ort einer auf der prognostizierten Fahrtroute des Einsatzfahrzeugs voraus in einer prognostizierten
Fahrtrichtung liegenden Wechsellichtzeichenanlage um diese
Wechsellichtzeichenanlage herum.
Die seitliche Erstreckung der "Umgebung" weg von der prognostizierten Fahrtroute und damit die Größe des "Wirkungsbereichs" ist abhängig von der Topologie entlang der Fahrtroute und insbesondere am Ort der jeweiligen Wechsellichtzeichenanlage. Die Größe des "Wirkungsbereichs" kann auch abhängig sein vom aktuellen
Verkehrsaufkommen; sie ist vorteilhafterweise nicht statisch, sondern
bedarfsgesteuert definiert. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Beschleunigung von Einsatzfahrzeugen in Gegenden mit zumindest einem Gebiet mit autonomen, nicht mit einem zentralen Verkehrsleitrechner verbundenen Wechsellichtzeichenanlagen und mit zumindest einem Gebiet, in dem die Wechsellichtzeichenanlagen von einem zentralen Verkehrsleitrechner gesteuert werden, entlang einer prognostizierten Fahrtroute zumindest eines Einsatzfahrzeugs mit Wegerecht zum Zweck einer Vorrangsteuerung für das zumindest eine Einsatzfahrzeug anzugeben. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Verfahren anzugeben, bei welchem die Gewährleistung der freien Fahrt für das Einsatzfahrzeug weiter verbessert ist, um noch kürzere Anfahrtszeiten zum Einsatzort zu ermöglichen.
Schließlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben und ein
Computerprogramm produkt zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu schaffen.
Der auf das Verfahren gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Bei einem Verfahren zur Beeinflussung einer Mehrzahl von
Wechsellichtzeichenanlagen in einem Verkehrswegenetz, in dem zumindest ein Teil der Wechsellichtzeichenanlagen autonome Wechsellichtzeichenanlagen sind, die nicht von einem zentralen Verkehrsleitrechner, sondern von lokalen Steuereinheiten gesteuert werden, zum Zweck einer Vorrangsteuerung für zumindest ein
Einsatzfahrzeug mit Wegerecht, wobei die Beeinflussung zumindest der autonomen Wechsellichtzeichenanlagen auf der Basis von aktuellen Positionsdaten und eines Fahrtrichtungsvektors des Einsatzfahrzeugs erfolgt, um dessen Fahrt auf einer prognostizierten Fahrtroute zu beschleunigen, mit den Schritten:
a) Bereitstellen von Positionsdaten eines Fahrtziels für das zumindest eine
Einsatzfahrzeug; b) Bereitstellen der aktuellen Positionsdaten und der Daten des aktuellen
Fahrtrichtungsvektors des zumindest einen Einsatzfahrzeugs;
c) Bereitstellen von Topologieinformation über das Verkehrswegenetz;
d) Bereitstellen von Information über im Verkehrswegenetz vorhandene
autonome Wechsellichtzeichenanlagen;
e) Prognostizieren einer Fahrtroute für das zumindest eine Einsatzfahrzeug von dessen aktueller Position zur Position des Fahrtziels unter Berücksichtigung der durch den Fahrtrichtungsvektor repräsentierten, vom Fahrer des
Einsatzfahrzeugs gewählten Fahrtrichtung;
f) Beeinflussen der eine prognostizierte Fahrtrichtung auf der prognostizierten Fahrtroute betreffenden autonomen Wechsellichtzeichenanlagen derart, dass die jeweilige Wechsellichtzeichenanlage vor oder bei der prognostizierten Ankunft des zumindest einen Einsatzfahrzeugs den Verkehr in Richtung der prognostizierten Fahrtroute freigibt,
und zeichnet sich dadurch aus, dass bei einem auf der Grundlage der
Topologieinformation über das Verkehrswegenetz und der prognostizierten
Fahrtroute festgestellten bevorstehenden Austreten des Einsatzfahrzeugs aus einem Gebiet des Verkehrswegenetzes mit nicht von einem zentralen Verkehrsleitrechner gesteuerten, autonomen Wechsellichtzeichenanlagen und einem daraufhin bevorstehenden Eintreten des Einsatzfahrzeugs in ein anderes Gebiet des
Verkehrswegenetzes mit von einem zentralen Verkehrsleitrechner gesteuerten Wechsellichtzeichenanlagen die Positionsdaten des Fahrtziels, die aktuellen
Positionsdaten und die Daten des aktuellen Fahrtrichtungsvektors des zumindest einen Einsatzfahrzeugs an den Verkehrsleitrechner übermittelt werden und dass die Vorrangsteuerung der entlang der prognostizierten Fahrtroute folgenden
Wechsellichtzeichenanlagen vom zentralen Verkehrsleitrechner durchgeführt wird.
VORTEILE
Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt eine großflächige Beeinflussung von autonom gesteuerten Wechsellichtzeichen und schafft die Voraussetzung dafür, dass ein sich einer autonomen Wechsellichtzeichenanlage näherndes Einsatzfahrzeug mit Wegerecht nicht nur die auf seiner Fahrtroute jeweils unmittelbar vorausliegende autonome Wechsellichtzeichenanlage beeinflussen kann, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, sondern dass auch nicht unmittelbar voraus liegende, auf der Fahrtroute noch weiter entfernt liegende autonome Wechsellichtzeichenanlagen, bereits frühzeitig beeinflusst werden können, auch wenn diese in einem
benachbarten Gebiet liegen, in dem die Wechsellichtzeichenanlagen von einem zentralen Verkehrsleitrechner gesteuert werden. Dadurch ist es möglich, auch bei dichtem Verkehr oder sogar Stau, in einem nicht von einem zentralen
Verkehrsleitrechner gesteuerten Verkehrswegenetz oder Teil eines
Verkehrswegenetzes den Fahrkorridor, den das Einsatzfahrzeug auf seiner
Fahrtroute benötigt, über dieses Gebiet hinaus freizuräumen, so dass das
Einsatzfahrzeug nahezu stets einen freien Fahrkorridor vorfindet und seine
Geschwindigkeit nicht reduzieren muss. Daraus ergeben sich schnellere und zeitlich kürzere Einsatzfahrten zum Einsatzort. In komplexen Verkehrswegenetzen, die teilweise mit autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (zum Beispiel am Stadtrand) und mit von einem zentralen Verkehrsleitrechnern gesteuerten
Wechsellichtzeichenanlagen (zum Beispiel im Stadtzentrum) versehen sind, schafft die erfindungsgemäße Lösung für das Einsatzfahrzeug einen unterbrechungsfreien Übergang zwischen den beiden Gebieten des Verkehrswegenetzes mit
unterschiedlicher Steuerung der Wechsellichtzeichenanlagen, ohne dass bei diesem Übergang die Freiräumung des Fahrkorridors unterbrochen ist.
Von besonderem Vorteil beim erfinderischen Verfahren ist die Tatsache, dass es zur Steuerung der Wechsellichtzeichenanlagen entlang der prognostizierten Fahrtroute nicht überall eines zentralen Verkehrsleitrechners bedarf, und das Verfahren daher auch in Gebieten mit autonomen Wechsellichtzeichenanlagen eingesetzt werden kann. Dies ist möglich, weil die autonomen Wechsellichtzeichenanlagen nicht nur Daten empfangen können, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, sondern auch in der Lage sind, Daten weiter zu übermitteln, zum Beispiel auch an einen zentralen Verkehrsleitrechner eines benachbarten Gebiets. So können
entsprechende Botschaften auf der Grundlage des Wechsellichtzeichenanlagen- Begegnungsplans entlang einer prognostizierten Fahrtroute von einer autonomen Wechsellichtzeichenanlage an die nächste autonome Wechsellichtzeichenanlage und letztendlich an den zentralen Verkehrsleitrechner des benachbarten Gebiets nach Art einer Eimerkette weiterübermittelt werden. Das erfindungsgemäße
Verfahren eignet sich daher besonders für gemischt gesteuerte Verkehrswegenetze oder Teile davon, die zum Teil keinen zentralen Verkehrsleitrechner aufweisen.
Dadurch, dass die Beeinflussung der voraus liegenden autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen nicht nur unter der Berücksichtigung der aktuellen Positionsdaten des zumindest einen Einsatzfahrzeugs, sondern auch unter der Berücksichtigung von dessen Fahrtrichtungsvektor erfolgt, ist der Fahrer des
Einsatzfahrzeugs nicht an eine von außen fest vorgegebene Fahrtroute gebunden, sondern er kann in Abhängigkeit von der jeweiligen Situation und dem
Verkehrsgeschehen vor Ort selbständig seine Fahrtroute wählen. Der
Wechsellichtzeichen-Begegnungsplan wird bei einer als für die Ermittlung der prognostizierten Fahrtroute relevant erkannten Fahrtrichtungsänderung des
Einsatzfahrzeugs neu erstellt und zusammen mit einer
Vorranganforderungsbotschaft an die dann vorausliegenden
Wechsellichtzeichenanlagen übermittelt. Die vor der Fahrtrichtungsänderung in den Vorrangbetrieb geschalteten Wechsellichtzeichenanlagen, die nicht mehr auf der neuen Fahrtroute liegen, werden wieder in ihren Normalbetrieb-Modus
zurückgeschaltet.
Die erfindungsgemäße Vorrangsteuerung ist im Übrigen nicht auf
Wechsellichtzeichenanlagen für den Verkehr auf einem Straßennetz beschränkt, sondern kann jegliche Art von Wechsellichtzeichenanlagen in einem
Verkehrswegenetz umfassen, beispielsweise auch Signale eines
Schienenwegenetzes und/oder Schranken und Lichtzeichenanlagen an
schienengleichen Bahnübergängen. So können beispielsweise auch Signale für Schienenfahrzeuge auf HALT geschaltet werden, um dem zumindest einen
Einsatzfahrzeug das gefahrlose Überqueren eines schienengleichen Bahnübergangs oder einer Straßenbahnkreuzung zu ermöglichen. Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des
erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 13.
Vorzugsweise erfolgt die Beeinflussung der die prognostizierte Fahrtrichtung auf der prognostizierten Fahrtroute betreffenden autonomen Wechsellichtzeichenanlagen mit den folgenden Schritten:
g) Ermitteln der entlang der prognostizierten Fahrtroute gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen und Erstellen eines Wechsellichtzeichenanlagen- Begegnungsplans für das Einsatzfahrzeug entlang der prognostizierten Fahrtroute;
h) Übermitteln des Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans sowie einer Vorranganforderungsbotschaft vom Einsatzfahrzeug oder einer externen Übermittlungseinheit aus an eine auf der prognostizierten Fahrtroute des Einsatzfahrzeugs vorausgelegene nächste autonome
Wechsellichtzeichenanlage oder an eine dieser zugeordnete lokale
Steuereinheit;
i) Aktivieren eines Vorrangprogramms für die Schaltung der nächsten
vorausgelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlage auf den Empfang der Vorranganforderungsbotschaft hin durch eine dieser nächsten
vorausgelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlage zugeordnete lokale Steuereinheit;
j) Übermitteln des Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans und der
Vorranganforderungsbotschaft von der nächsten vorausgelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlage oder von der dieser zugeordneten lokalen
Steuereinheit an die entlang der prognostizierten Fahrtroute folgende autonome Wechsellichtzeichenanlage oder an die dieser zugeordnete lokale Steuereinheit und
k) Wiederholen der Schritte i) und j) mit der jeweils darauffolgenden autonomen Wechsellichtzeichenanlage.
Hier besteht die besonders vorteilhafte Lösung in der Erstellung und der
eimerkettenartigen Übermittlung des Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans, in den sowohl die aktuell prognostizierte Fahrtroute des Einsatzfahrzeugs als auch die Topologie des Verkehrswegenetzes mit dessen Wechsellichtzeichenanlagen einfließt, zwischen den relevanten autonomen Wechsellichtzeichenanlagen bis hin zum zentralen Verkehrsleitrechner.
Von Vorteil ist es auch, wenn die Aktivierung des Vorrangprogramms im Schritt i) unter Berücksichtigung eines voraussichtlichen Ankunftszeitpunktes des
Einsatzfahrzeugs an der nächsten vorausgelegenen autonomen
Wechsellichtzeichenanlage erfolgt. Dadurch ist es möglich, die Freiräumung der Fahrkorridore im Bereich von weiter voraus liegenden Wechsellichtzeichenanlagen auf die Ankunftszeit des Einsatzfahrzeugs am jeweiligen Ort zu optimieren und den restlichen Verkehrsfluss nur minimal zu beeinträchtigen.
Vorzugsweise wird das Vorrangprogramm wieder deaktiviert, nachdem das
Einsatzfahrzeug die vom Vorrangprogramm gesteuerte Wechsellichtzeichenanlage passiert hat. Diese vom Einsatzfahrzeug aktiv ausgelöste Deaktivierung besitzt gegenüber einer pauschal zeitgesteuerten Deaktivierung den Vorteil des
unmittelbaren Praxisbezugs, wodurch ebenfalls die Beeinträchtigung der restlichen Verkehrsteilnehmer reduziert wird.
Wenn im Schritt k) auch die Schritte g) und h) wiederholt werden, wobei im Schritt h) ein aktualisierter Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan sowie eine aktualisierte Vorranganforderungsbotschaft übermittelt werden, ergibt sich der Vorteil, dass die Wechsellichtzeichenanlagen stets aktuelle Daten für die
prognostizierte Fahrtroute erhalten. Eine solche rekursive Durchführung des
Verfahrens ermöglicht eine dynamische und an die aktuelle Fahrtroute und
Fahrgeschwindigkeit des zumindest einen Einsatzfahrzeugs angepasste
Vorrangschaltung. Wenn das Einsatzfahrzeug beispielsweise aufgrund einer Entscheidung des Fahrers die ursprünglich prognostizierte Fahrtroute verlässt und die Navigationssoftware daraufhin eine neue Fahrtroute berechnet, wird diese aktuelle Information an die nächste Wechsellichtzeichenanlage übermittelt, die diese Information dann an die folgenden Wechsellichtzeichenanlagen gemäß der neu berechneten prognostizierten Fahrtroute weiter übermittelt, wodurch ein neuer Fahrkorridor freigeräumt wird. Gleichzeitig werden die Wechsellichtzeichenanlagen entlang der vorher prognostizierten Fahrtroute wieder in ihren Normalbetriebmodus zurückgesetzt.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mit anderen Ausführungsformen des Verfahrens kombinierbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass zusätzlich zu der Beeinflussung der entlang der prognostizierten Fahrtroute gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen in weiteren autonomen Wechsellichtzeichenanlagen in unmittelbarer Nähe oder in der unmittelbaren Umgebung der entlang der prognostizierten Fahrtroute gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen ein Vorrangunterstützungsprogramm aktiviert wird, woraufhin die Vorrangsteuerung in einem Wirkungsbereich erfolgt, in dem nicht nur autonome Wechsellichtzeichenanlagen an auf der prognostizierten Fahrtroute voraus liegenden Kreuzungen oder Straßeneinmündungen gemäß Schritt f) beeinflusst werden, sondern, zum Beispiel in einem in oder vor dem Schritt f) ausgeführten zusätzlichen Schritt f , auch weitere autonome
Wechsellichtzeichenanlagen an Kreuzungen oder Straßeneinmündungen, die in der Nähe oder in der Umgebung neben der vor dem Einsatzfahrzeug gelegenen, die prognostizierte Fahrtrichtung auf der prognostizierten Fahrtroute betreffenden autonomen Wechsellichtzeichenanlagen gelegen sind, derart geschaltet werden, dass in einem Fahrkorridor für das zumindest eine Einsatzfahrzeug auf der Fahrbahn der prognostizierten Fahrtroute befindliche Fahrzeuge den Fahrkorridor verlassen können und keine Fahrzeuge in den Fahrkorridor hinein fahren können bis das zumindest eine Einsatzfahrzeug diesen Ort erreicht.
Diese Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens bezieht auch autonome Wechsellichtzeichenanlagen in der Umgebung der auf der
prognostizierten Fahrtrichtung gelegenen Wechsellichtzeichenanlagen mit in die kollektive Steuerung ein, die nicht (wie bei der DE 10 2016 105 558 B3) von einem zentralen Verkehrsleitrechner gesteuert werden. Dadurch wird auch in Gebieten mit nicht von einem zentralen Verkehrsleitrechner gesteuerten autonomen Wechsellichtzeichenanlagen nicht nur eine lineare grüne Welle entlang der vorgesehenen Fahrtroute des Einsatzfahrzeugs geschaffen, sondern es werden aufgrund der für die autonomen Wechsellichtzeichenanlagen vorgesehenen
Datenübermittlungsfunktion und der zusätzlichen Erstellung des jeweiligen
Wechsellichtzeichenanlagen-Umgebungsplans auch Wechsellichtzeichenanlagen in der Nähe der vorgesehenen oder prognostizierten Fahrtroute des zumindest einen Einsatzfahrzeugs ebenfalls beeinflusst. Diese Beeinflussung der nicht unmittelbar die vorgesehene Fahrtrichtung des Einsatzfahrzeugs betreffenden
Wechsellichtzeichenanlagen in einem voraus liegenden Streckenabschnitt der Fahrtroute und in dessen Nachbarschaft in der erfindungsgemäßen Weise bewirkt, dass sich der Fahrkorridor in Fahrtrichtung vor dem Einsatzfahrzeug rechtzeitig leert. Gleichzeitig wird verhindert, dass Fahrzeuge in den Fahrkorridor für das zumindest eine Einsatzfahrzeug hineinfahren und diesen möglicherweise blockieren können.
Bildlich gesprochen erhält dadurch das zumindest eine Einsatzfahrzeug auf seiner prognostizierten Fahrtroute durch ein Gebiet mit autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen nicht nur formal eine grüne Welle, sondern es erhält durch die erfindungsgemäße Vorrangsteuerung auch im Wesentlichen einen freien Fahrkorridor, indem es einen Wirkungsbereich dieser Vorrangsteuerung entlang der prognostizierten Fahrtroute und gegebenenfalls links und rechts davon vor sich herschiebt, in welchem zusätzlich zur grünen Welle für das zumindest eine
Einsatzfahrzeug durch entsprechende Schaltung der Wechsellichtzeichenanlagen ein Abfließen des Verkehrs aus dem Fahrkorridor entlang der prognostizierten Fahrtroute weg bewirkt wird. Dieser Wirkungsbereich vor dem Einsatzfahrzeug bildet eine "Wolke" von beeinflussten Wechsellichtzeichenanlagen und kann daher auch als "grüne Wolke" bezeichnet werden.
Vorteilhafter Weise werden dazu zunächst im Schritt g) zusätzlich zu den entlang der prognostizierten Fahrtroute gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen weitere autonome Wechsellichtzeichenanlagen in unmittelbarer Nähe oder in der unmittelbaren Umgebung der entlang der prognostizierten Fahrtroute gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen ermittelt und es werden im Schritt g) zusätzlich zum Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan
Wechsellichtzeichenanlagen-Umgebungspläne für die weiteren autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen in der Umgebung der prognostizierten Fahrtroute erstellt, die jeweils einer entlang der prognostizierten Fahrtroute gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlage zugeordnet sind. In den Schritten h) und j) wird dann zusätzlich eine Vorrangunterstützungsbotschaft an die weiteren
autonomen Wechsellichtzeichenanlagen entsprechend des jeweils zutreffenden Wechsellichtzeichenanlagen-Umgebungsplans übermittelt und im Schritt i) wird zusätzlich für die Schaltung der weiteren autonomen Wechsellichtzeichenanlagen das Vorrangunterstützungsprogramm aktiviert.
Von Vorteil ist dabei, wenn die Schaltung der autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen in der prognostizierten Fahrtrichtung auf der
prognostizierten Fahrtroute derart erfolgt, dass Fahrzeuge des Gegenverkehrs und/oder des Querverkehrs oder im Fahrkorridor befindliche abbiegewillige
Fahrzeuge den Fahrkorridor verlassen können, bevor das zumindest eine
Einsatzfahrzeug diesen Ort erreicht hat. Dadurch wird der Fahrkorridor rechtzeitig von Ankunft des Einsatzfahrzeugs freigeräumt.
Weiter vorteilhaft ist es, wenn alternativ oder zusätzlich die Schaltung der autonomen Wechsellichtzeichenanlagen in der prognostizierten Fahrtrichtung auf der
prognostizierten Fahrtroute derart erfolgt, dass Fahrzeuge des Querverkehrs oder des Abbiegeverkehrs nicht in den Fahrkorridor hinein fahren können, bis das zumindest eine Einsatzfahrzeug diesen Ort passiert hat. Auf diese Weise wird verhindert, dass Fahrzeuge in den Fahrkorridor hinein fahren.
Die Flächenausdehnung des Wirkungsbereichs ist vorzugsweise nicht statisch, sondern an die Straßentopologie entlang der prognostizierten Fahrtroute und/oder an das aktuelle Verkehrsaufkommen angepasst. In seiner kleinsten Ausdehnung kann der Wirkungsbereich beispielsweise nur die Ampeln an einer zu überquerenden Straßenkreuzung, also nur die Wechsellichtzeichen der in Fahrtrichtung voraus liegenden autonomen Wechsellichtzeichenanlage, umfassen. Bei Kreuzungen von mehrspurigen Straßen mit mehreren Abbiegespuren und einer entsprechend komplexen Ampelschaltung kann der Wirkungsbereich größer gewählt werden, um alle autonomen oder miteinander kommunizierenden Wechsellichtzeichenanlagen im Großbereich der Kreuzung zu umfassen. Der Wirkungsbereich kann aber
beispielsweise auch auf autonome Wechsellichtzeichenanlagen in Nebenstraßen und/oder an lateral benachbarten Kreuzungen ausgedehnt werden, wenn dies aufgrund der Verkehrsführung oder des Verkehrsflusses geboten ist.
Eine solche bezüglich ihres flächigen Wirkungsbereichs anpassbare
Vorrangsteuerung kann als "dynamische grüne Wolke" bezeichnet werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mit anderen Ausführungsformen der Erfindung kombinierbar ist, erfolgt die Freigabe des Verkehrs in Richtung der prognostizierten Fahrtroute in Abhängigkeit von der Verkehrsdichte auf der prognostizierten Fahrtroute so rechtzeitig vor der
prognostizierten Ankunft des zumindest einen Einsatzfahrzeugs an der jeweiligen die prognostizierte Fahrtrichtung auf der prognostizierte Fahrtroute betreffenden autonomen Wechsellichtzeichenanlage, dass sich im Fahrkorridor stehende
Fahrzeuge in Bewegung setzen können und sich somit stehender Verkehr bei der Ankunft des zumindest einen Einsatzfahrzeugs in fließenden Verkehr gewandelt hat.
Diese Weiterbildung des Verfahrens ermöglicht es, dass sich vorhandene Staus zumindest so weit auflösen, dass sich die ehemals im Stau stehenden Fahrzeuge in Bewegung setzen und aus dieser Bewegung heraus schnell eine Rettungsgasse für das zumindest eine Einsatzfahrzeug bilden können.
Von Vorteil ist es auch, wenn die Wechsellichtzeichen einer autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen entlang der prognostizierten Fahrtroute derart geschaltet werden, dass an einer Straßeneinmündung, an der die prognostizierte Fahrtrichtung der prognostizierten Fahrtroute des zumindest einen Einsatzfahrzeugs in eine einmündende Straße abknickt, Lichtzeichen für zu Fuß Gehende oder für Rad Fahrende zum Beispiel durch Anzeige von Rotlicht auf HALT geschaltet werden, so dass der Fußgängerverkehr und/oder der Fahrradverkehr über die einmündende Straße angehalten wird. Dies ermöglicht es dem zumindest einen Einsatzfahrzeug schnell abzubiegen, ohne wegen des Fußgänger- oder Radfahrerverkehrs anhalten zu müssen. Dadurch wird außerdem die Gefahr von Abbiegeunfällen mit dem Einsatzfahrzeug reduziert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Bereitstellen der aktuellen Positionsdaten und der Daten des aktuellen Fahrtrichtungsvektors des zumindest einen
Einsatzfahrzeugs im Schritt b) auf einem Einsatzcomputer im Einsatzfahrzeug, vorzugsweise einem mobilen Endgerät, erfolgt, den beispielsweise eine berechtigte Person als Insasse des zumindest einen Einsatzfahrzeugs mit sich führt, und wenn diese Daten zusammen mit Authentifizierungsdaten des Einsatzfahrzeugs oder dieser berechtigten Person Teil der Vorranganforderungsbotschaft sowie
gegebenenfalls der Vorrangunterstützungsbotschaft sind. Ein solcher
Einsatzcomputer kann auf einfache Weise in ein Einsatzfahrzeug eingebaut oder nachgerüstet werden oder von einer berechtigten Person im Einsatzahrzeug mitgeführt werden.
Eine mobile Lösung mittels eines mobilen Endgeräts macht hingegen eine
Ausrüstung eines jeden in Frage kommenden Einsatzfahrzeugs mit entsprechender Hard- und Software für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens überflüssig, wodurch erhebliche Kosten eingespart werden können. Es werden nur noch einige mobile Endgeräte, zum Beispiel Tabletcomputer oder Mobiltelefone (Smartphones), benötigt, auf denen eine das Verfahren implementierende Software ("App") lauffähig gespeichert ist. Mit derartigen dienstlichen mobilen Endgeräten sind die Einsatzkräfte in der Regel ausgestattet, so dass keine zusätzliche Hardware mehr erforderlich ist.
Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es von Vorteil, wenn der Teilschritt des Prognostizierens der Fahrtroute für das zumindest eine Einsatzfahrzeug auf dem Einsatzcomputer mittels einer darauf laufenden
Navigationssoftware durchgeführt wird und wenn auf dem Einsatzcomputer weiterhin der Teilschritt des Erstellens des Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans auf der Basis dieser prognostizierten Fahrtroute und einer Topologie- und
Eigenschaftsinformation über die Wechsellichtzeichenanlagen des
Verkehrswegenetzes, die in einem dem Einsatzcomputer zugeordneten oder mit dem Einsatzcomputer verbindbaren Datenspeicher abgelegt ist, durchgeführt wird.
Smartphones und Tabletcomputer sind in der Regel bereits mit einer darauf lauffähig gespeicherten Navigationssoftware ausgestattet und mit ausreichend
Datenspeicherplatz verfügbar, so dass auch die Anschaffung von separaten
Navigationssystemen eingespart werden kann.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mit anderen Ausführungsformen kombinierbar ist, werden die aktuellen Positionsdaten und der Fahrtrichtungsvektor des zumindest einen
Einsatzfahrzeugs zusammen mit dem (authentifizierten) Vorranganforderungssignal auch unmittelbar oder mittelbar an autonome Fahrzeuge übertragen, die sich auf der prognostizierten Fahrtroute des Einsatzfahrzeugs befinden. Diese autonomen Fahrzeuge werden dadurch veranlasst, die für das zumindest eine Einsatzfahrzeug benötigte Fahrbahn zu räumen oder gar nicht erst zu befahren. Autonome
Fahrzeuge, also Kraftfahrzeuge, die ohne Fahrer am Straßenverkehr teilnehmen, also führerlos autonom fahren oder halten, werden auf diese Weise frühzeitig und unabhängig von eigenen Onboard-Sensoren vom Flerannahen des zumindest einen Einsatzfahrzeugs informiert und veranlasst, die für das zumindest eine
Einsatzfahrzeug freizuhaltende Fahrbahn zu räumen oder gar nicht erst zu befahren. So kann zum Beispiel ein solches autonomes Fahrzeug auf den Empfang dieser Information vom herannahenden Einsatzfahrzeug hin automatisch in einen
priorisierten Fahrmodus umgeschaltet werden, in welchem es selbsttätig an den nächstgelegenen Fahrbahnrand fährt und dort verharrt, sofern Sensoren des autonomen Fahrzeugs neben dem Fahrzeug eine freie Fahrbahnbreite detektieren, die größer als eine vorgegebene, für die Durchfahrt von Einsatzfahrzeugen erforderliche Breite ist. Vorteilhaft ist dabei, wenn die Übertragung der aktuellen Positionsdaten und des Fahrtrichtungsvektors sowie eines (authentifizierten) Vorranganforderungssignals des zumindest einen Einsatzfahrzeugs an autonome Fahrzeuge mittelbar über zumindest einen zentralen Telematikrechner erfolgt, mit dem die autonomen
Fahrzeuge zur Datenübertragung verbunden sind. Dort können beispielsweise durch eine übergeordnete Instanz die Authentizität des Vorranganforderungssignals und die entsprechende Berechtigung des Einsatzfahrzeugs überprüft werden, bevor die entsprechenden Signale und Daten an die autonomen Fahrzeuge gesandt werden.
Es kann aber auch von Vorteil sein, wenn die Übertragung der aktuellen
Positionsdaten und des Fahrtrichtungsvektors sowie eines (authentifizierten)
Vorranganforderungssignals des zumindest einen Einsatzfahrzeugs an autonome Fahrzeuge direkt vom Einsatzfahrzeug aus erfolgt. Dadurch wird der Weg dieser Information nicht über eine zentrale Station sondern vom Einsatzfahrzeug direkt oder über den Telematikrechner zu den autonomen Fahrzeugen geroutet, wodurch ein schnellerer Informationsfluss erzielt werden kann.
Grundsätzlich ist die vorstehend beschriebene Idee der Beeinflussung von
autonomen Fahrzeugen durch ein Einsatzfahrzeug unabhängig von der hier gegenständlichen Idee der Beeinflussung von Wechsellichtzeichenanlagen zu sehen und stellt somit eine eigenständige Erfindung dar, die für sich allein oder in
Kombination mit einer Beeinflussung von Wechsellichtzeichenanlagen realisiert sein kann.
Der auf die Vorrichtung gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14.
Dieses System zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens weist ein Verkehrswegenetz mit einem ersten Gebiet mit einer Mehrzahl von autonomen Wechsellichtzeichenanlagen sowie einem zweiten Gebiet mit von einem zentralen Verkehrsleitrechner gesteuerten Wechsellichtzeichenanlagen auf. Des Weiteren weist das System zumindest ein sich in diesem Verkehrswegenetz bewegendes Einsatzfahrzeug mit Wegerecht auf, dessen Fahrt auf einer prognostizierten
Fahrtroute innerhalb des Verkehrswegenetzes mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens beschleunigt wird oder werden soll. In dem zumindest einen
Einsatzfahrzeug ist ein Einsatzcomputer vorgesehen, der vorzugsweise von einem tragbaren mobilen Endgerät gebildet ist und der mit einem Sender zur
Datenübertragung funktional verbunden ist oder diesen aufweist, wobei auf dem Einsatzcomputer ein Computerprogramm ablaufbar gespeichert ist, das zumindest den Schritt e) - und vorzugsweise auch den Schritt h) - des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt. Die jeweilige autonome Wechsellichtzeichenanlage oder eine dieser zugeordnete Steuereinheit ist mit einer Sender-Empfänger-Einrichtung versehen oder funktional verbunden, wobei in der jeweiligen Steuereinheit ein Computerprogramm ablaufbar gespeichert ist, das die zugeordneten autonomen Wechsellichtzeichenanlagen mit der Vorrangsteuerung beaufschlagt.
Vorzugsweise sind in dem Einsatzfahrzeug zumindest ein Positionsdatengeber und ein Fahrtrichtungsvektordatengeber vorgesehen, wobei der Einsatzcomputer mit diesen Gebern wirksam verbunden ist oder diese Geber aufweist.
Vorzugsweise ist eine Navigationssoftware auf dem Einsatzcomputer ablaufbar gespeichert, mit der eine prognostizierte Fahrtroute zwischen der aktuellen Position und einem vorgegebenen Fahrtziel ermittelbar ist.
Weiter vorzugsweise führt das in der jeweiligen Steuereinheit ablaufbar gespeicherte Computerprogramm, das die zugeordneten autonomen Wechsellichtzeichenanlagen mit der Vorrangsteuerung beaufschlagt, auch zumindest die Schritte i) und j) des erfindungsgemäßen Verfahrens aus.
Dieses System gestattet auf besonders vorteilhafte Weise die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei sich lediglich an Bord des Einsatzfahrzeugs eine entsprechende Flard- und Software befinden muss, die in der Lage ist, die verfahrensrelevanten Daten bereitzustellen oder zu ermitteln und an Empfänger zu übermitteln. Die autonomen Wechsellichtzeichenanlagen oder die jeweils mit einer autonomen Wechsellichtzeichenanlage funktional verbundene Steuereinheit selbst benötigt lediglich eine zusätzliche Software und eine Empfänger- und
Senderfunktionalität zum Empfang und zur Weiterübermittlung der vom
Einsatzfahrzeug übermittelten Daten, um aufgrund dieser Daten die
Ampelschaltungen entlang der prognostizierten Fahrtroute des zumindest einen Einsatzfahrzeugs und gegebenenfalls im Bereich der "grünen Wolke" zu
beeinflussen. Die einzelnen Wechsellichtzeichen selbst müssen nicht mit
zusätzlicher Hard- oder Software ausgestattet werden, wodurch die Kosten für den Betreiber des Verkehrswegenetzes überschaubar bleiben.
Vorteilhafterweise weist in einem solchen System der Einsatzcomputer eine
Datenspeichereinrichtung auf oder er ist mit einer solchen zumindest zur
Datenabfrage wirksam verbunden. In der Datenspeichereinrichtung ist Information über die autonomen Wechsellichtzeichenanlagen des Verkehrswegenetzes gespeichert und das auf dem Einsatzcomputer ablaufbar gespeicherte
Computerprogramm führt unter Verwendung dieser gespeicherten Daten den Schritt g) aus.
Schließlich ist die Erfindung gemäß Patentanspruch 16 auch auf ein
Computerprogrammprodukt gerichtet, das zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist.
Dazu enthält das Computerprogrammprodukt ein erstes Computerprogramm, das den Schritt e) ausführt, vorzugsweise auch den Schritt g) ausführt sowie den Schritt h) auslöst und steuert, und das auf einem einsatzfahrzeugseitigen Einsatzcomputer, vorzugsweise einem mobilen Endgerät, ablaufbar speicherbar ist. Das
Computerprogrammprodukt enthält vorzugsweise weiterhin ein zweites
Computerprogramm, das den Schritt i) ausführt und den Schritt j) auslöst und steuert und das auf einem Steuercomputer einer mit den Wechsellichtzeichen einer jeweiligen autonomen Wechsellichtzeichenanlage funktional verbundenen
Steuerungseinrichtung ablaufbar speicherbar ist, wobei das erste
Computerprogramm und das zweite Computerprogramm ausgebildet sind, um zum Zweck der Datenübertragung, vorzugsweise verschlüsselt über eine gegen
Manipulation gesicherte Funkverbindung, miteinander zu kommunizieren und wobei das zweite Computerprogramm ausgebildet ist, um zum Zweck der
Datenübertragung, vorzugsweise verschlüsselt über eine gegen Manipulation gesicherte Funkverbindung, mit einem weiteren zweiten Computerprogramm, das auf einem Steuercomputer einer weiteren autonomen Wechsellichtzeichenanlage läuft, zu kommunizieren.
Ein solches Computerprogrammprodukt besteht somit aus im Wesentlichen zwei Teilen, nämlich einem ersten Teil, der in einem entsprechenden Computergerät an Bord des Einsatzfahrzeugs lauffähig gespeichert ist, und einem zweiten Teil, der in einer jeweiligen autonomen Wechsellichtzeichenanlage oder in einem mit dieser funktional verbundenen Steuercomputer einer Steuereinheit der
Wechsellichtzeichenanlage und in einem zentralen Verkehrsleitrechner lauffähig gespeichert ist.
Bei dem im Einsatzfahrzeug vorgesehenen Teil des Computerprogrammprodukts kann es sich beispielsweise um eine App handeln, die auf einem mitgeführten mobilen Endgerät oder in einem Fahrzeug-Navigationssystem des Einsatzfahrzeugs abläuft. Für den der Wechsellichtzeichenanlage und dem Verkehrsleitrechner zugeordneten Teil des Computerprogrammprodukts kann beispielsweise eine eigenständige Programmschicht in einem Mehrschicht-Modell einer
Wechsellichtzeichensteuerung vorgesehen sein.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen
Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt: Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem innerstädtischen Straßennetz, das
Bestandteil des Verkehrswegenetzes ist, mit einer schematischen Blockdiagrammdarstellung der dortigen Wechsellichtzeichenanlagen;
Fig. 2 eine symbolische schematische Darstellung der Datenübermittlung
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;
Fig. 3 eine Topologie eines anderen Ausschnitts aus einem innerstädtischen
Straßennetz, das Bestandteil des Verkehrswegenetzes ist;
Fig. 3A einen ersten Ausschnitt aus Fig. 3;
Fig. 3B einen zweiten Ausschnitt aus Fig. 3;
Fig. 4 eine symbolische schematische Darstellung der Datenübermittlung
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren an einer Grenze des Gebiets autonomer Wechsellichtzeichenanlagen und
Fig. 5 einen Ausschnitt aus Fig. 3 mit einem vorausfahrenden autonomen
Fahrzeug.
DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In Fig. 1 ist in vereinfachter schematischer Darstellung ein Ausschnitt aus einem nicht von einem Verkehrsleitrechner kontrollierten Verkehrswegenetz 1 dargestellt, das eine Mehrzahl von Straßenkreuzungen 11 , 12, 13, 14, 15, 16 und
Straßeneinmündungen 10, 17, 18, 19 von unterschiedlich komplexer Gestalt aufweist. Eine Straßeneinmündung 10 und alle gezeigten Straßenkreuzungen 11 , 12, 13, 14, 15, 16 sind mit jeweils einer autonomen Wechsellichtzeichenanlage 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ausgestattet, die in dem Verkehrswegenetz 1 vorgesehen sind, um den fließenden Verkehr zu regeln. Jede dieser autonomen Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 umfasst eine Mehrzahl von Wechsellichtzeichen 21 , 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28; 31 , 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38; 41 , 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48; 51 , 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58; 61 , 62, 63,
64, 65, 66, 67, 68; 71 , 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78; 81 , 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, zum Beispiel Ampeln für die jeweiligen Fahrspuren einer Straße, Abbiegeampeln,
Fußgängerampeln und Radfahrerampeln sowie Sonderlichtzeichen für den öffentlichen Nahverkehr. Warnlichtzeichen an schienengleichen Straßenbahn- oder Bahnübergängen und entsprechende Signale für auf Schienenfahrwegen im
Verkehrswegenetz verkehrende Schienenfahrzeuge können im weitesten Sinne zu diesen Wechsellichtzeichen gezählt werden.
Auch wenn das Fahren von autonomen Fahrzeugen in einem öffentlichen
Verkehrswegenetz mit gemischtem Betrieb zum Anmeldezeitpunkt noch nicht oder nur versuchsweise realisiert ist, kann man zu den Wechsellichtzeichen im Sinne der vorliegenden Erfindung auch jene künftigen Verkehrslenkungsmittel zählen, die Information darüber, ob eine Fahrspur freigegeben ("grün") oder gesperrt ("rot") ist, an ein jeweiliges Fahrzeug - unabhängig davon, ob dies ein fahrergesteuertes oder ein autonomes Fahrzeug ist - übermitteln. Der Begriff "Wechsellichtzeichen" umfasst somit solche künftigen "virtuellen Wechsellichtzeichen", klassische Ampeln und Lichtsignale sowie auch historische mechanische Ampeln (z.B. Zeigerampeln).
Daher kann der Begriff "Wechsellichtzeichen" in der hier verwendeten Definition auch allgemein als "Verkehrslenkungs-Hinweismittel" bezeichnet werden.
In der Darstellung der Fig. 1 sind jeder der Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 nur acht Wechsellichtzeichen zugeordnet; es ist für den Fachmann jedoch selbstverständlich, dass die Anzahl an einer Wechsellichtzeichenanlage
zugeordneten Wechsellichtzeichen je nach Bedarf kleiner oder größer sein kann.
Herkömmlicherweise ist eine solche autonome Wechsellichtzeichenanlage 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 an einer Verkehrswegekreuzung, zum Beispiel einer Straßenkreuzung, oder an einer Straßeneinmündung vorgesehen. Sie steht mit keinem regionalen oder überregionalen, zentralen Verkehrsleitrechner in Wirkverbindung, sondern weist eine eigene lokale Steuereinheit 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 auf, die ausschließlich die Wechsellichtzeichen 21 , 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28; 31 , 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38; 41 , 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48; 51 , 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58; 61 , 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 71 , 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78; 81 , 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88 ihrer autonomen Wechsellichtzeichenanlage 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 nach zumindest einem vorgegebenen oder vorgebbaren Programm autonom steuert, das beispielsweise auf einem
Steuercomputer 29, 39, 49, 59, 69, 79, 89 der jeweiligen lokalen Steuereinheit 20,
30, 40, 50, 60, 70, 80 abläuft. Es kann in Ausnahmefällen auch
Wechsellichtzeichenanlagen 7, 8 geben, die aufgrund sehr nahe beieinander liegender Kreuzungen 15, 16 oder Straßeneinmündungen von einer lokalen
Mastersteuerung 700, deren Mastercomputer 710 mit den Steuercomputern 79, 89 der Steuereinheiten 70, 80 aufeinander abgestimmt gesteuert werden.
Während derartige herkömmliche autonome Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5,
6, 7, 8 bisher zumindest nicht großflächig miteinander in Wirkverbindung standen, sondern steuerungstechnisch Insellösungen an den jeweiligen
Verkehrswegekreuzungen 11 , 12, 13, 14, 15, 16 beziehungsweise
Straßeneinmündungen 10, 17, 18, 19 darstellten, verbindet die Erfindung nun bedarfsorientiert zumindest einen Teil der autonomen Wechsellichtzeichenanlagen, nämlich im nachstehenden Beispiel die autonomen Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3,
4, 5, miteinander und schafft dadurch ein Ad-hoc-Netzwerk ohne Steuerung durch eine regionale oder überregionale zentrale Verkehrsleiteinrichtung. In diesem Ad- hoc-Netzwerk bilden einzelne autonome Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5 oder die ihnen jeweils zugeordneten Steuereinheiten 20, 30, 40, 50 jeweils einen
Netzwerkknoten. Dazu ist jede der autonomen Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4,
5, 6, 7, 8 mit einem Datenempfänger 29', 39', 49', 59', 69', 79', 89' sowie einem Datensender 29", 39", 49", 59", 69", 79", 89" versehen, die jeweils mit dem
Steuercomputer 29, 39, 49, 59, 69, 79, 89 der entsprechenden Steuereinheit 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 zur Datenübermittlung wirksam verbunden sind.
In Fig. 1 ist auch ein Einsatzfahrzeug 9 mit vorrangigem Wegerecht dargestellt, das in einer aktuellen Fahrtrichtung mit aktuellem Fahrtrichtungsvektor R' auf einer der Straßen des Verkehrswegenetzes 1 mit Martinshorn und Blaulicht unterwegs ist, um zu einem Einsatzziel zu fahren. Das Einsatzfahrzeug 9 steht über eine
Funkverbindung 92 mit einer Einsatzleitzentrale 90 in Verbindung und ist in der Lage, nach erfolgter Autorisierung durch die Einsatzzentrale 90, die autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5, 6. 7, 8 zu beeinflussen. Diese Beeinflussung erfolgt gemäß dem Verfahren der Erfindung zum Zweck einer Vorrangsteuerung für das Einsatzfahrzeug 9 auf seiner Fahrtroute zum Einsatzziel durch das Gebiet des Verkehrswegenetzes 1 , dessen Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5, 6. 7, 8 autonom arbeiten und nicht von einem regionalen oder überregionalen zentralen Verkehrsleitrechner gesteuert werden.
Eine solche Vorrangsteuerung wird auf der Basis der prognostizierten Fahrtroute R des Einsatzfahrzeugs 9 und der lokalen Topografie der Umgebung einer
Straßenkreuzung oder Straßeneinmündung und der Wechsellichtzeichenanordnung an dieser Straßenkreuzung oder Straßeneinmündung ermittelt. Konkret wird zunächst der prognostizierte Fahrkorridor des Einsatzfahrzeugs an dieser
Straßenkreuzung oder Straßeneinmündung ermittelt und dann wird entschieden, welche der Wechsellichtzeichen an dieser Straßenkreuzung oder
Straßeneinmündung wie geschaltet werden müssen, um den Fahrkorridor vom Verkehr zu befreien und für das Einsatzfahrzeug frei zu halten.
Im Falle eines Einsatzes erhält das Einsatzfahrzeug 9 beziehungsweise das
Einsatzpersonal im Einsatzfahrzeug 9 von der Einsatzzentrale 90 einen
Einsatzbefehl mit den Daten des Einsatzortes, also des Fahrtziels für das
Einsatzfahrzeug 9. Diese Daten werden beispielsweise über eine erste
Funkverbindung 92 von der Einsatzleitzentrale 90 an das Einsatzfahrzeug 9 übertragen. An Bord des Einsatzfahrzeugs 9 ist ein Einsatzcomputer 94 vorhanden, der die über die Funkverbindung 92 übermittelten Informationen über den Einsatzort und das Fahrtziel empfängt. Dieser Einsatzcomputer 94 kann fest im
Einsatzfahrzeug 9 eingebaut sein. Vorzugsweise wird der Einsatzcomputer 94 jedoch von einem Tabletcomputer oder einem Mobilfunkgerät, beispielsweise einem
Smartphone, gebildet, auf dem ein Einsatz-Computerprogramm abläuft. Der Einsatzcomputer 94 verfügt darüber hinaus über einen Positionsdatengeber und einen Fahrtrichtungsvektordatengeber sowie über einen mit diesen Gebern zur Datenübertragung verbundenen Sender.
Der Einsatzcomputer 94 ist mit einer Navigationssoftware versehen oder hat Zugriff auf einen an Bord des Einsatzfahrzeugs 9 befindlichen Navigationscomputer, um die jeweils aktuelle Position des Einsatzfahrzeugs 9 sowie dessen Fahrtrichtungsvektor R' im aktuellen Verkehrswegenetz 1 bestimmen zu können. Zudem verfügt der Einsatzcomputer 94 Positionsinformation über die im Verkehrswegenetz 1
vorhandenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Diese Information ist entweder aus einem Datenspeicher des Einsatzcomputers 94 oder aus einem mit diesem verbundenen oder verbindbaren Datenspeicher abrufbar oder der Einsatzcomputer 94 erhält diese Information über die Funkverbindung 92 von der Einsatzzentrale 90. Anhand der bekannten Fahrtzieldaten wird ein Vorschlag für eine Fahrtroute R vom aktuellen Standort des Einsatzfahrzeugs zum Fahrtziel von der Navigationssoftware beziehungsweise dem Navigationsgerät berechnet. Diese prognostizierte Fahrtroute R des Einsatzfahrzeugs 9 ist in Fig. 1 durch die Pfeile R symbolisiert dargestellt.
Mit den Daten der prognostizierten Fahrtroute R und der gespeicherten
Positionsinformation über die im Verkehrswegenetz 1 vorhandenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ermittelt der Einsatzcomputer 94 die entlang der prognostizierten Fahrtroute R gelegenen autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5 und erstellt einen
Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan für das Einsatzfahrzeug entlang der prognostizierten Fahrtroute R. Selbstverständlich kann dieser
Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan auch außerhalb des
Einsatzcomputers 94, beispielsweise in der Einsatzzentrale 90, erstellt und an den Einsatzcomputer 94 über die Funkverbindung 92 übermittelt werden. Aus dem Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan entnimmt der Einsatzcomputer 94 aufgrund der ihm bekannten Position des Einsatzfahrzeugs 9 und der ihm bekannten Fahrtroute R die nächste vorausliegende autonome Wechsellichtzeichenanlage 2. Vom Einsatzcomputer 94 werden anschließend, wie es in Fig. 2 durch den Blitzpfeil symbolisch dargestellt ist, über dessen Sender der Wechsellichtzeichenanlagen- Begegnungsplan sowie eine Vorranganforderungsbotschaft an die auf der
prognostizierten Fahrtroute R des Einsatzfahrzeugs 9 vorausgelegene nächste autonome Wechsellichtzeichenanlage 2 per Datenfunk übermittelt, wie es durch das Briefsymbol in Fig. 2 symbolisch dargestellt ist. Diese Datenfunksignale werden vom Datenempfänger 29' der Steuereinheit 20 empfangen und dem Steuercomputer 29 der Steuereinheit 20 zugeführt. Der Steuercomputer 29 überprüft die empfangene Vorranganforderungsbotschaft auf Authentizität und aktiviert daraufhin ein
Vorrangprogramm für die Schaltung der autonomen Wechsellichtzeichenanlage 2, das die Wechsellichtzeichen für die prognostizierte Fahrtroute R für das
Einsatzfahrzeug 9 an der Straßeneinmündung 10 auf freie Fahrt ("grün") schaltet. Weiterhin ermittelt der Steuercomputer 29 aus der aktuellen Position des
Einsatzfahrzugs 9, dem empfangenen Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan und der prognostizierten Fahrtroute R die auf der prognostizierten Fahrtroute nächstfolgende Wechsellichtzeichenanlage 3.
Der Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan und die
Vorranganforderungsbotschaft werden anschließend vom Steuercomputer 29 der Steuereinheit 20 der autonomen Wechsellichtzeichenanlage 2 über deren
Datensender 29" an die entlang der prognostizierten Fahrtroute R folgende autonome Wechsellichtzeichenanlage 3 übermittelt, woraufhin auch diese
Wechsellichtzeichenanlage 3 in ein entsprechendes Vorrangprogramm versetzt wird, das auch an der Kreuzung 11 die Wechsellichtzeichen für die prognostizierte
Fahrtroute R für das Einsatzfahrzeug 9 auf freie Fahrt ("grün") schaltet.
Der Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan und die
Vorranganforderungsbotschaft werden dann von der Wechsellichtzeichenanlage 3 an die nächste entlang der prognostizierten Fahrtroute R voraus liegende
Wechsellichtzeichenanlage 4 und von dieser weiter an die in der prognostizierten Fahrtrichtung R nächstfolgende Wechsellichtzeichenanlage 5 übermittelt, woraufhin auch die Wechsellichtzeichenanlage 4 in ein entsprechendes Vorrangprogramm wechselt und die für die prognostizierte Fahrtrichtung R relevanten
Wechsellichtzeichen an der Kreuzung 12 auf "grün" schaltet und woraufhin anschließend auch die Wechsellichtzeichenanlage 5 in ein entsprechendes
Vorrangprogramm wechselt und die für die prognostizierte Fahrtrichtung R
relevanten Wechsellichtzeichen an der Kreuzung 13 auf "grün" schaltet.
Die Weiterleitung des Vorranganforderungssignals und des
Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans an die autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5 entlang der prognostizierten Fahrtroute erfolgt so nach Art einer Eimerkette, wobei die jeweilige Weiterleitung unter
Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit des Einsatzfahrzeugs 9, des jeweiligen Abstands zwischen zwei aufeinander folgenden Wechsellichtzeichenanlagen und gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Verkehrsdichte zeitverzögert erfolgen kann.
Zusätzlich zu dieser eimerkettenartigen Informationsweiterleitung übermittelt der Einsatzcomputer 94 in Intervallen jeweils aktualisierte Positions- und
Fahrtrichtungsdaten wie den aktuellen Fahrtrichtungsvektor R' des Einsatzfahrzeug 9 und einen aktualisierten Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan sowie die Vorranganforderungsbotschaft zusammen mit den Einsatz autorisierenden.
Authentifizierungsdaten an die aktuell auf der prognostizierten Fahrtroute R des Einsatzfahrzeugs 9 vorausgelegene nächste autonome Wechsellichtzeichenanlage, die dann diese Information wie oben beschrieben verarbeitet und als aktualisierte Information entlang der Eimerkette weiterreicht. Wenn der Fahrer des
Einsatzfahrzeugs 9 aufgrund äußerer Einflüsse die Fahrtroute spontan ändert, wird auf diese Weise gewährleistet, dass auch entlang der neuen prognostizierten Fahrtroute Vorrangschaltungen der betreffenden autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen eingerichtet werden.
Es wird nach dieser Variante der Erfindung also für das zumindest eine
Einsatzfahrzeug 9 vorausschauend eine dynamische "grüne Welle" in einem Gebiet eines Verkehrswegenetzes 1 geschaltet, in dem die Wechsellichtzeichenanlagen autonom geschaltet werden und nicht von einem regionalen oder überregionalen Verkehrsleitrechner gesteuert sind.
Die Datenübertragungen zwischen dem zumindest einen Einsatzfahrzeug 9 und den Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und zwischen den
Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 untereinander erfolgen jeweils verschlüsselt über gegen Manipulation gesicherte Funkstrecken.
Nachstehend wird in Verbindung mit Fig. 3 eine besonders bevorzugte und vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Parallel zur vorstehend beschriebenen Einrichtung einer dynamischen "grünen Welle" für das Einsatzfahrzeug 9 werden weitere autonome
Wechsellichtzeichenanlagen 6, 7 in der Umgebung der vor dem Einsatzfahrzeug 9 gelegenen, die Fahrtrichtung der prognostizierten Fahrtroute R betreffenden autonomen Wechsellichtzeichenanlagen 2, 3, 4, 5 derart ("grün" oder "rot") geschaltet, dass in einem Fahrkorridor für das zumindest eine Einsatzfahrzeug 9 auf der Fahrbahn der prognostizierten Fahrtroute R befindlichen Fahrzeuge den
Fahrkorridor verlassen können bevor das Einsatzfahrzeug 9 diesen Ort erreicht. Dies können beispielsweise Fahrzeuge des Gegenverkehrs, des Querverkehrs oder im Fahrkorridor befindliche stehende oder abbiegewillige Fahrzeuge sein. Zudem kann diese zusätzliche Verkehrsbeeinflussung bewirken, dass Fahrzeuge nicht in den Fahrkorridor hinein fahren können, bis das zumindest eine Einsatzfahrzeug 9 diesen Ort passiert hat. Andere autonome Wechsellichtzeichenanlagen (z.B. die autonome Wechsellichtzeichenanlage 8) des Verkehrswegenetzes 1 werden von der
Vorrangsteuerung in diesem Beispiel nicht beeinflusst.
Die Art und Weise, wie eine solche Vorrangsteuerung für zumindest ein
Einsatzfahrzeug durch Beeinflussung von autonomen Wechsellichtzeichenanlagen in der Umgebung der unmittelbar die Fahrtrichtung betreffenden autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen erfolgt, wird nachstehend anhand der Fig. 3 erläutert. In Fig. 3 ist schematisch die Topologie eines Straßennetzes 100 gezeigt, das Teil eines städtischen Verkehrswegenetzes 1 ist. Auch in diesem Verkehrswegenetz sind die Wechsellichtzeichenanlagen autonom ausgebildet und werden von keinem regional oder überregional zentralen Verkehrsleitrechner gesteuert. Das
Verkehrswegenetz 1 kann neben dem Straßennetz 100 beispielsweise auch noch das Netz von innerstädtischen Straßenbahnen sowie ein Netz von auf
eigenständigen Spuren fahrenden Bussen des öffentlichen Nahverkehrs und bei Bedarf sogar auch durch das Straßennetz 100 führende Straßenbahn- oder
Eisenbahnstrecken umfassen. Die Aufgabe des Einsatzfahrzeuges 9 besteht darin, von seinem jetzigen Standort P am unteren Bildrand der Fig. 3 zu einem am linken oberen Bildrand gelegenen Einsatzort E zu fahren, an dem sich beispielsweise ein Verkehrsunfall ereignet hat. Dieser Einsatzort E stellt gleichzeitig auch das Fahrtziel Z für das Einsatzfahrzeug 9 dar.
Der Navigationscomputer an Bord des Einsatzfahrzeugs 9 hatte ursprünglich als kürzeste Fahrtstrecke zum Einsatzort E die schräg schraffierte Fahrtroute A ermittelt. Das Einsatzfahrzeug hatte daher auf seinem bisher zurückgelegten Weg bereits den vorausliegenden Wechsellichtzeichenanlagen entlang der ursprünglich
prognostizierten Fahrtroute A das Vorranganforderungssignal übermittelt wie dies in Verbindung mit Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben worden ist.
Diese Fahrtroute A weist jedoch zwei für das schnelle Vorankommen des
Einsatzfahrzeugs E kritische Abschnitte auf, nämlich den Abschnitt A1 , an welchem das Einsatzfahrzeug von einer Seitenstraße in eine Flauptstraße nach rechts einbiegen und wenig später an einer Kreuzung nach links abbiegen muss. In dieser Flauptstraße verlaufen beispielsweise die Schienen einer Straßenbahn auf der Fahrbahn und es befindet sich in diesem Bereich eine Straßenbahnhaltestelle. Der Fahrer des Einsatzfahrzeugs 9 kennt diese Schwachstelle und weiß, dass er hier mit einer Verzögerung seiner Fahrt rechnen muss. Des Weiteren vermutet der Fahrer des Einsatzfahrzeugs 9, dass im Abschnitt A2 der Fahrtstrecke A, also in der auf den Unfallort zu führenden Straße, aufgrund des dort regelmäßig auftretenden hohen Verkehrsaufkommens, bereits ein Stau entstanden sein dürfte.
Der Fahrer des Einsatzfahrzeugs 9 entscheidet sich daher, an der nächsten
Kreuzung K1 rechts abzubiegen und die gekreuzt schraffierte alternative Fahrtroute B zu wählen. Im Augenblick des Abbiegens des Einsatzfahrzeugs 9 an der Kreuzung K1 registriert das an Bord des Einsatzfahrzeugs 9 befindliche Navigationssystem beziehungsweise die auf dem Einsatzcomputer 94 ablaufende Navigationssoftware die Richtungsänderung des Einsatzfahrzeugs 9. Es wird daraufhin eine neue prognostizierte Fahrtroute B für das Einsatzfahrzeug 9 berechnet. Der
Einsatzcomputer 94 ermittelt sogleich die entlang der neuen prognostizierten
Fahrtroute B gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen und erstellt einen neuen, aktualisierten Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan für das
Einsatzfahrzeug 9 entlang der neuen prognostizierten Fahrtroute B. Dann übermittelt der Einsatzcomputer 94 den neuen Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan sowie eine aktualisierte Vorranganforderungsbotschaft zusammen mit den in der Vorranganforderungsbotschaft enthaltenen Authentifizierungsdaten des
Einsatzfahrzeugs oder der berechtigten Einsatzperson an die nächste voraus liegende autonome Wechsellichtzeichenanlage an der Kreuzung K2, die ihr
Vorrangprogramm aktiviert und - wie dies in Verbindung mit dem ersten Beispiel beschrieben worden ist - den Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan sowie eine aktualisierte Vorranganforderungsbotschaft an die Wechsellichtzeichenanlag 143 der nächsten Kreuzung K3 übermittelt, die dann ihrerseits ihr Vorrangprogramm aktiviert.
Der Bereich der Kreuzung K3 weist jedoch eine komplexe Verkehrsführung auf, da sich unmittelbar neben der Kreuzung K3 eine weitere Kreuzung K30 befindet, die ebenfalls ampelgesteuert ist. H ier treten oft Rückstauungen vor den
Wechsellichtzeichen an der Kreuzung K30 auf, die bis in die Kreuzung K3
hineinreichen. Daher ist es nicht ausreichend, wenn die die prognostizierte
Fahrtrichtung R des Einsatzfahrzeugs 2 betreffenden Wechsellichtzeichen der Kreuzung K3 auf grün geschaltet werden, sondern es muss vorher dafür gesorgt werden, dass der sich in die Kreuzung K3 vor den Wechsellichtzeichen der Kreuzung K30 rückstauende Verkehr die Kreuzung K3 verlassen kann.
Hierzu werden, wie in Fig. 3A stark vergrößert dargestellt ist, die Wechsellichtzeichen 1431 , 1432, die den in die Kreuzung K3 hinein fließenden Querverkehr regeln, auf "HALT" geschaltet, was durch einen Kreis mit Kreuz symbolisiert ist. Ist an der Kreuzung K3 auf der Fahrbahn der prognostizierten Fahrtrichtung R das
Linksabbiegen zulässig, wird auch der Geradeaus fahrende Gegenverkehr mittels des Wechsellichtzeichens 1433 angehalten. Dadurch können Linksabbieger die Fahrbahn der prognostizierten Fahrtrichtung R verlassen und für das
Einsatzfahrzeug 9 frei machen. Auch der über die Fahrbahn der prognostizierten Fahrtroute B führende Linksabbiegerverkehr aus der Gegenrichtung wird durch das auf "HALT" geschaltete Wechsellichtzeichen 1433' angehalten, während das
Wechsellichtzeichen 1434, das die Fahrtrichtung R des Einsatzfahrzeugs 9 auf der prognostizierten Fahrtroute B betrifft, auf "freie Fahrt" geschaltet wird, was durch den Geradeaus-Pfeil im Kreis symbolisiert ist. Auf diese Weise ist die autonome
Wechsellichtzeichenanlage 143, die unmittelbar die Kreuzung K3 betrifft, so geschaltet, dass keine die Fahrbahn der prognostizierten Fahrtroute R des
Einsatzfahrzeugs 9 blockierenden Verkehrsströme in die Kreuzung K3 hineinfließen und eventuell im Fahrkorridor auf der Fahrbahn der prognostizierten Fahrtroute R befindliche wartende Fahrzeuge den Fahrkorridor verlassen können.
Eine Steuerung der zur autonomen Wechsellichtzeichenanlage 143 der Kreuzung K3 gehörenden Wechsellichtzeichen ist im vorliegenden Fall jedoch nicht ausreichend, da durch die unmittelbar benachbarte Kreuzung K 30 mit der dort befindlichen ebenfalls autonomen Wechsellichtzeichenanlage 143' der Verkehr auf der Kreuzung K 3 dahingehend negativ beeinflusst wird, dass es häufig zu Rückstauungen des Querverkehrs kommt, der bis in die Kreuzung K3 hinein reicht. Aus diesem Grund werden der Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan sowie die
Vorranganforderungsbotschaft von der autonomen Wechsellichtzeichenanlage 143 nicht nur an die entlang der prognostizierten Fahrtroute R voraus liegende autonome Wechsellichtzeichenanlage 144 an der Kreuzung K4 übermittelt, sondern auch an die autonome Wechsellichtzeichenanlage 143' der seitlich benachbarten Kreuzung K30. Die erfindungsgemäße Beeinflussung der autonomen Wechsellichtzeichenanlagen wird nun im Bereich der Kreuzung K3 über die autonome Wechsellichtzeichenanlage 143 hinaus auch auf die ebenfalls autonome Wechsellichtzeichenanlage 143' von der benachbarten Kreuzung K30 ausgedehnt.
Der Wirkungsbereich 143" der Vorrangsteuerung erweitert sich also von der die Kreuzung K3 betreffenden autonomen Wechsellichtzeichenanlage 143 auf die der benachbarten Kreuzung K30 zugeordnete autonome Wechsellichtzeichenanlage 143'. Dies erfolgt in der Form, dass der aus der Kreuzung K3 herausführende
Verkehr über die Kreuzung K30 durch das auf "freie Fahrt" geschaltete
Wechsellichtzeichen 1435 der benachbarten Kreuzung K30 abfließen kann, so dass die Kreuzung K3 geräumt wird. Die Wechsellichtzeichen 1436 und 1437 der autonomen Wechsellichtzeichenanlage 143', die den Querverkehr bezüglich des vorgenannten abfließenden Verkehrs regeln, sind dazu auf "FIALT" geschaltet.
Auf diese Weise wird also der Wirkungsbereich 143" der Beeinflussung der autonomen Wechsellichtzeichenanlagen von der Kreuzung K3 auf die Kreuzung K30 ausgedehnt, indem zwei bezüglich der prognostizierten Fahrtrichtung R einander seitlich benachbarte jeweils autonome Wechsellichtzeichenanlagen 143, 143' in ein jeweiliges Vorrangprogramm versetzt werden. Die beschriebene Steuerung der autonomen Wechsellichtzeichenanlage 143' sorgt für ein Abfließen des Verkehrs aus der Kreuzung K3 und die beschriebene Steuerung der autonomen
Wechsellichtzeichenanlage 143 verhindert ein weiteres Hineinfließen von Verkehr in die Kreuzung K3, so dass die Kreuzung K3 bei Ankunft des Einsatzfahrzeugs 9 geräumt ist und das Einsatzfahrzeug 9 die Kreuzung K3 ohne wesentliche
verkehrsbedingte Verringerung seiner Geschwindigkeit überfahren kann.
Flat das Einsatzfahrzeug 9 die Kreuzung K3 überfahren, so muss es an der darauf folgenden Kreuzung K4 links abbiegen. Dieser Abbiegewunsch ist im
Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan enthalten und somit der dortigen autonomen Wechsellichtzeichenanlage 144 bereits bekannt, da ihr der Wechsellichtzeichen-Begegnungsplan bereits von der zurückliegenden autonomen Wechsellichtzeichenanlage 143 übermittelt worden ist, so dass die autonome Wechsellichtzeichenanlage 144 ihre Wechsellichtzeichen an der Kreuzung K4 entsprechend schalten kann. Dazu werden nicht nur die Wechsellichtzeichen der autonomen Wechsellichtzeichenanlage 144 für den Querverkehr auf "HALT" geschaltet, sondern auch die Wechsellichtzeichen für den Gegenverkehr und für den Fußgängerverkehr werden auf "HALT" geschaltet, so dass nur die die Fahrtroute des Einsatzfahrzeugs betreffende Wechsellichtzeichen auf "freie Fahrt" geschaltet ist. Das Einsatzfahrzeug kann so ohne verkehrsbedingte Verringerung seiner
Geschwindigkeit an der Kreuzung K4 links abbiegen. An der darauf folgenden Kreuzung K5 wird wiederum in bereits beschriebener Weise eine freie
Geradeausfahrt für das Einsatzfahrzeug 9 geschaltet.
Die folgenden Kreuzungen K6, K 7 und K8 auf der prognostizierten Fahrtroute B des Einsatzfahrzeugs 9 sind Teil eines topologisch komplexeren Straßensystems mit einer Vielzahl von neben der prognostizierten Fahrtroute B gelegenen Kreuzungen und Straßeneinmündungen, die ebenfalls mit autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen versehen sind (Fig. 3B). Auf ähnliche Weise, wie dies in Verbindung mit der Steuerung der Wechsellichtzeichen der autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen 143, 143' des Wirkungsbereichs 143" um die
Kreuzungen K3 und K30 herum beschrieben worden ist, wird im Bereich der
Kreuzungen K6, K 7 und K8 ein größerer Wirkungsbereich 147" definiert, der die in diesem Bereich befindlichen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen umfasst, nämlich die autonome Wechsellichtzeichenanlage 146 der Kreuzung K6 mit den autonomen Wechsellichtzeichenanlagen 146' und 146" der der Kreuzung K6 benachbarten Kreuzungen beziehungsweise Straßeneinmündungen K60 und K61 , der Kreuzung K7 mit ihrer autonomen Wechsellichtzeichenanlage 147 sowie der autonomen Wechsellichtzeichenanlage 147' der der Kreuzung K7 benachbarten Straßeneinmündung K70 und der autonomen Wechsellichtzeichenanlage 148 der Kreuzung K8 sowie der autonomen Wechsellichtzeichenanlage 148' an der der Kreuzung K8 benachbarten Straßeneinmündung K80 und der autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen 148" und 148'" der der Kreuzung K8 benachbarten Kreuzung K81 und der darauf folgenden Straßeneinmündung K82. In diesem
Wirkungsbereich 147" erfolgt ebenfalls eine Steuerung der in diesem
Wirkungsbereich 147" gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen, die darauf gerichtet ist, ein Hineinfließen von Verkehr in den Fahrkorridor auf der
Fahrbahn der prognostizierten Fahrtroute B zu verhindern und die gleichzeitig dafür sorgt, dass Fahrzeuge, die sich im Fahrkorridor auf der Fahrbahn entlang der Fahrtroute B in Fahrtrichtung R des Einsatzfahrzeugs 9 befinden, diese Fahrbahn verlassen können.
Bei den beiden darauf folgenden Kreuzungen K9 und K10 ist es wiederum
ausreichend, lediglich die autonomen Wechsellichtzeichenanlagen der jeweiligen Kreuzung K9 beziehungsweise K10 zu beeinflussen und eine freie Geradeausfahrt für das Einsatzfahrzeug 9 zu schalten.
Diese besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beeinflussung einer Mehrzahl von autonomen Wechsellichtzeichenanlagen in einem Verkehrswegenetz ohne ein regional oder überregional zentrales
Verkehrsleitsystem sorgt somit dafür, dass das zumindest eine Einsatzfahrzeug 9 entlang seiner prognostizierten Fahrtroute R nicht nur eine grüne Welle vorfindet, sondern außerdem einen von die Fahrt des Einsatzfahrzeugs abbremsenden
Verkehrssituationen (Verkehrsstauungen, stehender Querverkehr, wartender
Abbiegeverkehr usw.) befreiten Fahrkorridor vorfindet, so dass das Einsatzfahrzeug 9 seine Fahrt mit deutlich höherer Fahrgeschwindigkeit durchführen kann als dies bisher der Fall ist und somit den Einsatzort schneller erreicht. Gleichzeitig wird dadurch das Unfallrisiko für das Einsatzfahrzeug herabgesenkt, da keine oder kaum noch "störende" Fahrzeuge in dem für das Einsatzfahrzeug 9 befreiten Fahrkorridor unterwegs sind.
Die beschriebenen Verkehrssituationen, in denen die Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens eine Beschleunigung der Einsatzfahrt des zumindest einen Einsatzfahrzeugs 9 und eine Reduktion des Unfallrisikos bewirkt, sind lediglich beispielhaft angeführt. Es kann das erfindungsgemäße Verfahren natürlich auch für viele andere Verkehrssituationen und lokale Topologien von Verkehrswegenetzen eingesetzt werden, wobei jedes Mal der Kerngedanke der Erfindung umgesetzt wird, neben der Schaltung einer "grünen Welle" für das Einsatzfahrzeug 9 durch
entsprechende Schaltung der autonomen Wechsellichtzeichenanlagen im Bereich einer Kreuzung oder Straßeneinmündung oder sogar eines schienengleichen
Bahnübergangs sowie in der Umgebung davon den Verkehr deutlich vor der Ankunft des Einsatzfahrzeugs so zu beeinflussen, dass der Fahrkorridor in Fahrtrichtung der prognostizierten Fahrtroute R des Einsatzfahrzeugs 9 vor Ankunft des
Einsatzfahrzeugs 9 leer oder frei gefahren wird und dass gleichzeitig ein
Flineinfahren in den Fahrkorridor unterbunden wird. Dadurch findet das
Einsatzfahrzeug bei der Annäherung nicht nur die "grüne Welle" vor, sondern auch einen freien Fahrkorridor. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dieser Vorteil auch in einem Verkehrswegenetz oder in einem Teil davon zu erzielen, in dem
ausschließlich autonome oder vorwiegend autonome Wechsellichtzeichenanlagen vorhanden sind.
Eine andere abgewandelte Variante der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 4 gezeigt. Dort liegt in Richtung der prognostizierten Fahrtroute R des Einsatzfahrzeugs 9 hinter der letzten autonomen Wechsellichtzeichenanlege 3' auf der prognostizierten
Fahrtroute R die Grenze G des zum Verkehrswegenetz T gehörenden Gebiets I der autonomen Wechsellichtzeichenanlagen 2', 3' und es beginnt ein ebenfalls zum Verkehrswegenetz T gehörendes Gebiet II, in dem die Wechsellichtzeichenanlagen 4' und deren Wechsellichtzeichen, sowie weitere Wechsellichtzeichenanlagen von einem zentralen Verkehrsleitrechner 1000 gesteuert sind. An dieser Grenze G ist eine der grenznahen Wechsellichtzeichenanlagen 3'; 4' im Gebiet I oder im Gebiet II, zum Beispiel die letzte autonome Wechsellichtzeichenanlage 3‘ oder die erste mit dem Verkehrsrechner 1000 verbundenen Wechsellichtzeichenanlage 4‘, ausgebildet, um eine von der auf der Fahrtroute R des Einsatzfahrzeugs 9 zurückliegenden Wechsellichtzeichenanlage 2'; 3' empfangene Botschaft an den zentralen
Verkehrsleitrechner 1000 zu übermitteln. Diese weitere Beeinflussung der auf der prognostizierten Fahrtroute R des Einsatzfahrzeugs 9 im Gebiet II gelegenen zentral gesteuerten Wechsellichtzeichenanlagen erfolgt dann durch den Verkehrsleitrechner in bekannter Weise, wie dies beispielsweise im deutschen Patent 10 2016 105 558 B3 beschrieben ist.
In Fig. 5 ist eine Situation dargestellt, in der auf der prognostizierten Fahrtroute R vor dem Einsatzfahrzeug 9 ein autonomes Fahrzeug 110 in der für das Einsatzfahrzeug 9 prognostizierten Fahrtrichtung R" fährt. Dieses autonome Fahrzeug 110 nimmt ohne Fahrer am Straßenverkehr teil. Wie es durch die Symbole für Funkstrecken 95,
96 dargestellt ist, werden die Positionsdaten und der Fahrtrichtungsvektor R' vom Einsatzfahrzeug 9 unmittelbar oder mittelbar an auf der Fahrtroute vorausfahrende autonome Fahrzeuge übertragen. Die Übertragung von Signalen und Daten über die Funkstrecken 95, 96 erfolgt selbstverständlich verschlüsselt und gegen Manipulation von außen gesichert.
Im gezeigten Beispiel erfolgt die Übertragung mittelbar über die vom Einsatzfahrzeug 9 ausgehende Funkstrecke 95 zunächst an eine zentrale Station 97, die
beispielsweise vom Einsatzcomputer 90 oder von einem regional oder überregional zentralen Verkehrsleitrechner 1000 oder von einem beliebigen anderen Computer gebildet oder diesem funktional zugeordnet sein kann. Von dieser zentralen Station
97 wird ein Signal an einen mit der Station 97 funktional verbundenen
Kontrollcomputer 98 übertragen, bei dem es sich beispielsweise um einen
Flotteninformationscomputer oder Telematikcomputer handeln kann, dem das betreffende autonome Fahrzeug 110 zugeordnet und mit dem dieses autonome Fahrzeug 110 verbunden oder verbindbar ist.
Der Kontrollcomputer 98 übermittelt wiederum ein Signal über die Funkstrecke 96 an auf der prognostizierten Fahrtroute R fahrende autonome Fahrzeuge, zum Beispiel an das vorausfahrende autonome Fahrzeug 110, die dadurch über das Flerannahen des Einsatzfahrzeugs 9 informiert werden. Das autonome Fahrzeug 110 wird daraufhin automatisch in einen priorisierten Fahrmodus umgeschaltet, in welchem es selbsttätig an den nächstgelegenen Fahrbahnrand fährt, wie es durch die
symbolisierten Blinksignale 112', 114' der rechten Fahrtrichtungsanzeiger 112, 114 des autonomen Fahrzeugs 110 symbolisch dargestellt ist. Vorher haben Sensoren des autonomen Fahrzeugs 110 neben dem Fahrzeug 110 eine freie Fahrbahnbreite detektiert, die größer als eine vorgegebene, für die Durchfahrt von
Einsatzfahrzeugen erforderliche Breite ist.
Eine solche Beeinflussung von autonomen Fahrzeugen kann grundsätzlich auch separat und unabhängig von der erfindungsgemäßen Beeinflussung von
Wechsellichtzeichenanlagen erfolgen.
Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf eine Vorrangsteuerung für ein einzelnes Einsatzfahrzeug beschränkt ist, sondern auch für eine Mehrzahl von Einsatzfahrzeugen, beispielsweise einen Feuerwehr-Löschzug, einsetzbar ist. Ebenso selbstverständlich ist es, dass in einem Verkehrswegenetz, in dem eine Mehrzahl von Einsatzfahrzeugen mit Wegerecht zeitgleich unterwegs ist,
Vorkehrungen getroffen sind, die verhindern, dass zwei aus unterschiedlichen Richtungen an eine Kreuzung oder eine Straßeneinmündung heranfahrende Einsatzfahrzeuge gleichzeitig in ihrer jeweiligen Fahrtrichtung eine grüne Ampel vorfinden.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Beeinflussung einer Mehrzahl von Wechsellichtzeichenanlagen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3', 4'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148',
148", 148'") in einem Verkehrswegenetz (1 ; 1 '), in dem zumindest ein Teil der Wechsellichtzeichenanlagen autonome Wechsellichtzeichenanlagen (2, 3, 4,
5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") sind, die nicht von einem zentralen Verkehrsleitrechner, sondern von lokalen Steuereinheiten (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80) gesteuert werden, zum Zweck einer Vorrangsteuerung für zumindest ein Einsatzfahrzeug (9) mit Wegerecht, wobei die Beeinflussung zumindest der autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") auf der Basis von aktuellen Positionsdaten und eines Fahrtrichtungsvektors (R') des Einsatzfahrzeugs (1 ) erfolgt, um dessen Fahrt auf einer prognostizierten Fahrtroute (R) zu beschleunigen, mit den Schritten:
a) Bereitstellen von Positionsdaten eines Fahrtziels (Z) für das zumindest eine Einsatzfahrzeug (9);
b) Bereitstellen der aktuellen Positionsdaten und der Daten des aktuellen Fahrtrichtungsvektors (R') des zumindest einen Einsatzfahrzeugs (9); c) Bereitstellen von Topologieinformation über das Verkehrswegenetz (1 ;
1 ');
d) Bereitstellen von Information über im Verkehrswegenetz (1 ; T)
vorhandene autonome Wechsellichtzeichenanlagen;
e) Prognostizieren einer Fahrtroute für das zumindest eine
Einsatzfahrzeug (9) von dessen aktueller Position zur Position des Fahrtziels (Z) unter Berücksichtigung der durch den
Fahrtrichtungsvektor (R') repräsentierten, vom Fahrer des Einsatzfahrzeugs (9) gewählten Fahrtrichtung;
f) Beeinflussen der eine prognostizierte Fahrtrichtung (R) auf der
prognostizierten Fahrtroute betreffenden autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") derart, dass die jeweilige Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") vor oder bei der prognostizierten Ankunft des zumindest einen Einsatzfahrzeugs (9) den Verkehr in Richtung der prognostizierten Fahrtroute (R) freigibt,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem auf der Grundlage der Topologieinformation über das
Verkehrswegenetz (1 ; 1 ') und der prognostizierten Fahrtroute (R)
festgestellten bevorstehenden Austreten des Einsatzfahrzeugs (9) aus einem Gebiet (I) des Verkehrswegenetzes (1 ') mit nicht von einem zentralen
Verkehrsleitrechner gesteuerten, autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (2', 3') und einem daraufhin bevorstehenden Eintreten des Einsatzfahrzeugs (9) in ein Gebiet (II) des Verkehrswegenetzes (1') mit von einem zentralen
Verkehrsleitrechner (1000) gesteuerten Wechsellichtzeichenanlagen (4') die Positionsdaten des Fahrtziels (Z), die aktuellen Positionsdaten und die Daten des aktuellen Fahrtrichtungsvektors (R') des zumindest einen
Einsatzfahrzeugs (2) an den Verkehrsleitrechner (1000) übermittelt werden und dass die Vorrangsteuerung der entlang der prognostizierten Fahrtroute (R) folgenden Wechsellichtzeichenanlagen (4') vom zentralen
Verkehrsleitrechner (1000) durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beeinflussung der die prognostizierte Fahrtrichtung (R) auf der prognostizierten Fahrtroute betreffenden autonomen
Wechsellichtzeichenanlagen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146,
146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") mit den folgenden Schritten erfolgt: g) Ermitteln der entlang der prognostizierten Fahrtroute (R) gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") und Erstellen eines Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans für das Einsatzfahrzeug (9) entlang der prognostizierten Fahrtroute (R);
h) Übermitteln des Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans sowie einer Vorranganforderungsbotschaft vom Einsatzfahrzeug (9) oder einer externen Übermittlungseinheit aus an eine auf der
prognostizierten Fahrtroute (R) des Einsatzfahrzeugs (9)
vorausgelegene nächste autonome Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") oder an eine dieser zugeordnete lokale Steuereinheit (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80);
i) Aktivieren eines Vorrangprogramms für die Schaltung der nächsten vorausgelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") auf den Empfang der Vorranganforderungsbotschaft hin durch eine dieser nächsten vorausgelegenen autonomen
Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") zugeordnete lokale Steuereinheit (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80);
j) Übermitteln des Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans und der Vorranganforderungsbotschaft von der nächsten vorausgelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") oder von der dieser zugeordneten lokalen Steuereinheit (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80) an die entlang der prognostizierten Fahrtroute (R) folgende autonome Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") oder an die dieser zugeordnete lokale Steuereinheit (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80) und
k) Wiederholen der Schritte i) und j) mit der jeweils darauffolgenden
autonomen Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'").
3. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet,
dass die Aktivierung des Vorrangprogramms im Schritt i) unter
Berücksichtigung eines voraussichtlichen Ankunftszeitpunktes des
Einsatzfahrzeugs (9) an der nächsten vorausgelegenen autonomen
Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Vorrangprogramm wieder deaktiviert wird, nachdem das
Einsatzfahrzeug (9) die vom Vorrangprogramm gesteuerte autonome
Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") passiert hat.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Schritt k) auch die Schritte g) und h) wiederholt werden, wobei im Schritt h) ein aktualisierter Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplan sowie eine aktualisierte Vorranganforderungsbotschaft übermittelt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich zu der Beeinflussung der entlang der prognostizierten
Fahrtroute (B) gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (143, 144, 146, 147, 148) in weiteren autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (143',
146', 147', 148', 148", 148'") in unmittelbarer Nähe oder in der unmittelbaren Umgebung der entlang der prognostizierten Fahrtroute (B) gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (143, 144, 146, 147, 148) ein
Vorrangunterstützungsprogramm aktiviert wird, woraufhin die
Vorrangsteuerung in einem Wirkungsbereich (143", 147") erfolgt, in dem nicht nur autonome Wechsellichtzeichenanlagen (143, 144, 146, 147, 148) an auf der prognostizierten Fahrtroute (B) voraus liegenden Kreuzungen (K3, K4, K5, K6, K 7, K8, K9, K10) oder Straßeneinmündungen gemäß Schritt f) beeinflusst werden, sondern auch weitere autonome Wechsellichtzeichenanlagen (143', 146', 147', 148', 148", 148") an Kreuzungen (K30, K60, K61 , K81 ) oder Straßeneinmündungen (K70, K80, K82), die in der Nähe oder in der
Umgebung neben der vor dem Einsatzfahrzeug (9) gelegenen, die
prognostizierte Fahrtrichtung (R") auf der prognostizierten Fahrtroute (B) betreffenden autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (143, 144, 146, 147, 148) gelegen sind, derart geschaltet werden, dass in einem Fahrkorridor für das zumindest eine Einsatzfahrzeug (9) auf der Fahrbahn der prognostizierten Fahrtroute (B) befindliche Fahrzeuge den Fahrkorridor verlassen können und keine Fahrzeuge in den Fahrkorridor hinein fahren können bis das zumindest eine Einsatzfahrzeug (9) diesen Ort erreicht.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Schritt g) zusätzlich zu den entlang der prognostizierten
Fahrtroute (B) gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (143, 144, 146, 147, 148) weitere autonome
Wechsellichtzeichenanlagen (143', 146', 147', 148', 148", 148'") in unmittelbarer Nähe oder in der unmittelbaren Umgebung der entlang der prognostizierten Fahrtroute (B) gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (143, 144, 146, 147, 148) ermittelt werden, dass im Schritt g) zusätzlich zum Wechsellichtzeichenanlagen- Begegnungsplan Wechsellichtzeichenanlagen-Umgebungspläne für die weiteren autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (143', 146', 147',
148', 148", 148'") in der Umgebung der prognostizierten Fahrtroute (B) erstellt werden, die jeweils einer entlang der prognostizierten Fahrtroute (B) gelegenen autonomen Wechsellichtzeichenanlage (143, 144, 146, 147, 148) zugeordnet sind,
dass in den Schritten h) und j) zusätzlich eine
Vorrangunterstützungsbotschaft an die weiteren autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (143', 146', 147', 148', 148", 148'") entsprechend des jeweils zutreffenden Wechsellichtzeichenanlagen- Umgebungsplans übermittelt wird und
dass im Schritt i) zusätzlich für die Schaltung der weiteren autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (143', 146', 147', 148', 148", 148'") das Vorrangunterstützungsprogramm aktiviert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltung der Wechsellichtzeichenanlagen (143, 144, 146, 147, 148) in der prognostizierten Fahrtrichtung (B) auf der prognostizierten Fahrtroute derart erfolgt, dass Fahrzeuge des Gegenverkehrs und/oder des
Querverkehrs oder im Fahrkorridor befindliche abbiegewillige Fahrzeuge den Fahrkorridor verlassen können, bevor das zumindest eine Einsatzfahrzeug (9) diesen Ort erreicht hat,
und/oder
dass die Schaltung der Wechsellichtzeichenanlagen (143, 144, 146, 147, 148) in der prognostizierten Fahrtrichtung (R") auf der prognostizierten Fahrtroute (B) derart erfolgt, dass Fahrzeuge des Querverkehrs oder des
Abbiegeverkehrs nicht in den Fahrkorridor hinein fahren können, bis das zumindest eine Einsatzfahrzeug (9) diesen Ort passiert hat.
9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Flächenausdehnung des Wirkungsbereichs (143", 147") entlang der prognostizierten Fahrtroute (B) nicht statisch ist, sondern an die
Straßentopologie entlang der prognostizierten Fahrtroute (B) und/oder an das aktuelle Verkehrsaufkommen angepasst ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Freigabe des Verkehrs in Richtung der prognostizierten Fahrtroute (R; B) in Abhängigkeit von der Verkehrsdichte auf der prognostizierten Fahrtroute (R; B) so rechtzeitig vor der prognostizierten Ankunft des
zumindest einen Einsatzfahrzeugs (9) an der jeweiligen die prognostizierte Fahrtrichtung (R") auf der prognostizierten Fahrtroute (R; B) betreffenden autonomen Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143',
144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") erfolgt, dass sich im
Fahrkorridor stehende Fahrzeuge in Bewegung setzen können und sich somit stehender Verkehr bei der Ankunft des zumindest einen Einsatzfahrzeugs (9) in fließenden Verkehr gewandelt hat.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3';
143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") entlang der prognostizierten Fahrtroute (R; B) derart geschaltet werden, dass an einer Straßeneinmündung, an der die prognostizierte Fahrtrichtung (R") der prognostizierten Fahrtroute (R, B) des zumindest einen Einsatzfahrzeugs (9) in eine einmündende Straße abknickt, Lichtzeichen für zu Fuß Gehende oder für Rad Fahrende zum Beispiel durch Anzeige von Rotlicht auf FIALT geschaltet werden, so dass der Fußgängerverkehr und/oder der
Fahrradverkehr über die einmündende Straße angehalten wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bereitstellen der aktuellen Positionsdaten und der Daten des aktuellen Fahrtrichtungsvektors (R') des zumindest einen Einsatzfahrzeugs (9) im Schritt b) auf einem Einsatzcomputer (94) im Einsatzfahrzeug (9), vorzugsweise einem mobilen Endgerät, erfolgt, den beispielsweise eine berechtigte Person als Insasse des zumindest einen Einsatzfahrzeugs (9) mit sich führt, und dass diese Daten zusammen mit Authentifizierungsdaten des Einsatzfahrzeugs (9) oder dieser berechtigten Person Teil der
Vorranganforderungsbotschaft sowie gegebenenfalls der
Vorrangunterstützungsbotschaft sind.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Teilschritt des Prognostizierens der Fahrtroute für das zumindest eine Einsatzfahrzeug (9) auf dem Einsatzcomputer (94) mittels einer darauf laufenden Navigationssoftware durchgeführt wird und
dass auf dem Einsatzcomputer (94) weiterhin der Teilschritt des Erstellens des Wechsellichtzeichenanlagen-Begegnungsplans auf der Basis dieser prognostizierten Fahrtroute (R; B) und einer Topologie- und
Eigenschaftsinformation über die Wechsellichtzeichenanlagen des
Verkehrswegenetzes (1 ; T), die in einem dem Einsatzcomputer (94) zugeordneten oder mit dem Einsatzcomputer ()4) verbindbaren Datenspeicher abgelegt ist, durchgeführt wird.
14. System zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Verkehrswegenetz (1 ; T), das ein Gebiet (I) mit einer Mehrzahl von autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2',
3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") und ein Gebiet (II) mit von einem zentralen Verkehrsleitrechner (1000) gesteuerten
Wechsellichtzeichenanlagen (4') aufweist, und zumindest einem sich in dem Verkehrswegenetz (1 ; T) bewegenden Einsatzfahrzeug (9) mit Wegerecht, dessen Fahrt auf einer prognostizierten Fahrtroute (R; B) innerhalb des Verkehrswegenetzes (1 ; T) mittels des Verfahrens beschleunigt werden soll, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem zumindest einen Einsatzfahrzeug (9) ein Einsatzcomputer (94) vorgesehen ist, der vorzugsweise von einem tragbaren mobilen Endgerät gebildet ist und der mit einem Sender zur Datenübertragung funktional verbunden ist oder diesen aufweist,
dass auf dem Einsatzcomputer ein Computerprogramm ablaufbar gespeichert ist, das zumindest den Schritt e) des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, dass die jeweilige autonome Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") oder eine dieser zugeordnete Steuereinheit (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80) mit einer Sender- Empfänger-Einrichtung (29', 29"; 39', 39"; 49', 49"; 59', 59"; 69', 69"; 79', 79"; 89', 89") versehen oder funktional verbunden ist und
dass in der jeweiligen Steuereinheit (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80) ein
Computerprogramm ablaufbar gespeichert ist, das die zugeordneten autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") mit der Vorrangsteuerung beaufschlagt.
15. System nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Einsatzcomputer (94) eine Datenspeichereinrichtung aufweist oder mit einer solchen zumindest zur Datenabfrage wirksam verbunden ist, in der Information über die autonomen Wechsellichtzeichenanlagen (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") des Verkehrswegenetzes (1 ; 1 ') gespeichert ist, und
dass das auf dem Einsatzcomputer (94) ablaufbar gespeicherte
Computerprogramm unter Verwendung dieser gespeicherten Daten den Schritt g) ausführt.
16. Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend
ein erstes Computerprogramm, das den Schritt e) und vorzugsweise auch den Schritt g) ausführt sowie den Schritt h) auslöst und steuert und das auf einem einsatzfahrzeugseitigen Einsatzcomputer (94), vorzugsweise einem mobilen Endgerät, ablaufbar speicherbar ist, ein zweites Computerprogramm, das den Schritt i) ausführt und den Schritt j) auslöst und steuert und das auf einem Steuercomputer (29, 39, 49, 59, 69, 79, 89) einer mit den Wechsellichtzeichen (21 , 22, 23,
24, 25, 26, 27, 28; 31 , 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38; 41 , 42, 43, 44, 45, 46,
47, 48; 51 , 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58; 61 , 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 71 ,
72, 73, 74, 75, 76, 77, 78; 81 , 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88) einer jeweiligen autonomen Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") funktional verbundenen Steuerungseinrichtung (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80) ablaufbar speicherbar ist,
wobei das erste Computerprogramm und das zweite
Computerprogramm ausgebildet sind, um zum Zweck der
Datenübertragung, vorzugsweise verschlüsselt über eine gegen
Manipulation gesicherte Funkverbindung, miteinander zu
kommunizieren und
wobei das zweite Computerprogramm ausgebildet ist, um zum Zweck der Datenübertragung, vorzugsweise verschlüsselt über eine gegen Manipulation gesicherte Funkverbindung, mit einem weiteren zweiten Computerprogramm, das auf einem Steuercomputer (29, 39, 49, 59, 69, 79, 89) einer weiteren autonomen Wechsellichtzeichenanlage (2, 3, 4,
5, 6, 7, 8; 2', 3'; 143, 143', 144, 146, 146', 147, 147', 148, 148', 148", 148'") läuft, zu kommunizieren.
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