EP4309165A1 - System zur bevorrechtigung eines sonderfahrzeugs an lichtsignalgesteuerten knotenpunkten eines strassennetzes - Google Patents

System zur bevorrechtigung eines sonderfahrzeugs an lichtsignalgesteuerten knotenpunkten eines strassennetzes

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Publication number
EP4309165A1
EP4309165A1 EP22710518.6A EP22710518A EP4309165A1 EP 4309165 A1 EP4309165 A1 EP 4309165A1 EP 22710518 A EP22710518 A EP 22710518A EP 4309165 A1 EP4309165 A1 EP 4309165A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
special vehicle
reporting
designed
points
request message
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
EP22710518.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Sax
Roland Wunder
Gernot Zimmermann
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.)
Yunex GmbH
Original Assignee
Yunex GmbH
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 Yunex GmbH filed Critical Yunex GmbH
Publication of EP4309165A1 publication Critical patent/EP4309165A1/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
    • G08G1/07—Controlling traffic signals
    • G08G1/087—Override of traffic control, e.g. by signal transmitted by an emergency vehicle
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/096—Arrangements for giving variable traffic instructions provided with indicators in which a mark progresses showing the time elapsed, e.g. of green phase
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/029—Location-based management or tracking services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H04W4/44—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for communication between vehicles and infrastructures, e.g. vehicle-to-cloud [V2C] or vehicle-to-home [V2H]

Definitions

  • the invention relates to a system for prioritizing a special vehicle at intersections of a road network controlled by traffic signals
  • the published application DE 102008 041 091 A1 describes a priority request system for emergency vehicles at an intersection controlled by a traffic light system.
  • each entrance area of the intersection has a separate reporting area that extends over the full width of the roadway to the center of the intersection.
  • the emergency vehicles are equipped with a GPS receiver to determine the location coordinates and a computer to determine the direction of travel of the emergency vehicle.
  • the computing device compares the location coordinates of the emergency vehicle with the reporting area stored in the reporting area memory. If it is recognized that the emergency vehicle is in the reporting area, the code output assigned to the reporting area is switched and a transmitter is keyed as a result.
  • the traffic light system contains a receiver assembly that works in the ISM frequency range (IMS stands for Industrial, Scientific and Me- dical) works.
  • the receiving assembly receives the switching commands from the emergency vehicle's transmission assembly, which encodes the signals and forwards the commands to a signaling system control unit.
  • the control unit includes traffic-related programming that includes up to four special phases.
  • the system is also applicable to public transport, for example to prioritize a bus or the like.
  • a system of the type mentioned above is known from the product publication "Satellite-supported prioritization Sitraffic Stream, priority for public transport", published in 2014 by Siemens AG, order no. A19100-V350-B170 installed, which have signal transmitters for issuing release and blocking signals to road users and control units for activating the signal transmitters according to a signal program
  • the signal sequences and the signal times of the signal program can be influenced within certain limits, so that when a release request is received, the requested release signal can be issued as soon as possible g connected, which is designed to receive a request message via a cellular mobile network and to transmit a release request to the control unit of the node to be traversed by the special vehicle.
  • the special vehicle carries an on-board unit with a storage unit for overwritable storage of reporting points assigned to the junction points, with a locating unit for continuously determining the current position of the special vehicle, with a computing unit for determining when the special vehicle has passed a reporting point and with a communication unit.
  • the communication unit is designed to issue a request when it is determined that a reporting point has been passed to generate a message for sending via the cellular mobile network and to send the request message generated via the cellular mobile network to the traffic control center.
  • Patent specification DE 102016 105 558 B3 discloses a method for influencing a traffic control system, which includes a traffic control computer that controls a large number of variable light signal systems in a traffic route network for the purpose of priority control for at least one emergency vehicle with right of way. Position data of a destination, current position data and data of the current direction vector of the emergency vehicle are provided. A route for the emergency vehicle is then predicted from its current position to the position of the destination, taking into account the direction of travel represented by the direction of travel vector and selected by the driver of the emergency vehicle.
  • the alternating light sign systems relating to a predicted direction of travel on the predicted route are influenced in such a way that the respective alternating light sign system releases traffic in the direction of the predicted route before or at the predicted arrival of the at least one emergency vehicle.
  • Additional alternating light signal systems in the vicinity of the alternating light signal systems in front of the emergency vehicle are switched in such a way that vehicles located in a travel corridor for the emergency vehicle on the lane of the predicted route can leave the travel corridor and no vehicles can enter the travel corridor until at least an emergency vehicle reaches this location.
  • the invention is therefore based on the object of providing a priority authorization system for special vehicles which can be used more flexibly.
  • the generic prioritization system additionally comprises at least some of the nodes in each case a communication device connected to the control device for data transmission and arranged on the roadside of the respective node.
  • the communication device is designed to receive a request message via a wireless local area network and to transmit a release request to the control device.
  • the communication unit carried in the special vehicle is also designed to generate a request message for sending via the local radio network when a reporting point has been passed and to send the generated request message via the local radio network to the communication device of the node to be traversed.
  • This provides a digital hybrid system for priority, which enables a special vehicle to request a release signal both at nodes with an assigned communication device via a local radio network and at nodes without an assigned communication device via the traffic computer center via a cellular mobile network.
  • the locating unit of the vehicle device carried on board the special vehicle can be designed as a reception module of a global satellite-supported navigation system in order to continuously determine the position of the special vehicle.
  • request messages are generated both for sending via the cellular mobile radio network and via a local radio network.
  • the communication unit of the vehicle device is designed to send a generated request message both via the cellular mobile radio network and via the local radio network.
  • the vehicle device is designed to determine a reporting point passage locally in the special vehicle through the interaction of its computing unit with the locating unit and the memory unit. As a result, in contrast to known methods, a continuous transmission of current location and travel directions to a central location is avoided.
  • the request message is transmitted in real time via the communication unit of the vehicle device to the traffic control center or to the communication device of the node.
  • the release request is transmitted from the traffic computer center to the control unit of the traffic signal system to be influenced via the existing communication channels between the traffic computer center and the connected control units
  • the priority system flexibly covers the possibilities of local and central prioritization of special vehicles - depending on whether a roadside communication device is assigned to a node or not.
  • the communication unit is designed to generate a request message for sending via a cellular mobile radio network according to a mobile radio standard of the 3G or 4G or 5G generation.
  • a mobile radio standard of the 3G or 4G or 5G generation Compared to a 2G generation mobile radio standard (54 kbit/s in the GPRS standard), the maximum bandwidths for data transmission of a request message from the 3G generation (384 kbit/s in the UMTS standard) to 4G (150 Mbit/s in the LTE standard) to 5G (10 Gbit/s in the 5G standard).
  • the communication unit is designed to generate a request message for sending via a wireless local area network according to a WiFi or ITS-G5 standard.
  • a WiFi or ITS-G5 standard Operating in the 5 GHz frequency band, the ITS-G5 standard offers dedicated short-range communication based on the IEEE 802.1lp standard.
  • the aim of this radio standard are mainly applications in the field of cooperative intelligent transport systems.
  • a request message for sending via the C V2X technology C-V2X stands for Cellular Vehicle-to-Everything.
  • WLAN networks mobile radio networks are used here for direct communication between the communication unit of the vehicle device and the roadside communication device.
  • the communication unit has a so-called PC5 interface for direct communication with the infrastructure and other vehicles; In addition, it can have a so-called Uu interface for regular communication with the base station of a cellular mobile radio network.
  • C-V2X was originally defined as LTE version 14 of the 3G Project Partnership for vehicle-to-vehicle, infrastructure and cellular network communication applications. With version 16, the functionality has been expanded to support the 5G standard.
  • the communication unit is designed to generate a request message with vehicle data identifying the special vehicle and/or with reporting point data identifying the reporting point passed and/or with time data identifying the time of passage.
  • Request messages sent out by the communication unit of a vehicle device contain information in their telegram data as to which special vehicle passed which reporting point at which point in time. With this information, a release signal can be requested at the control unit of the junction to be crossed by the special vehicle in the traffic computer center and/or in the communication device assigned to a junction.
  • the reporting points stored in the memory unit are each defined by their location coordinates on a node arm leading to the node to be traversed and by a catch line running transversely to this node arm. Because a reporting point is not only identified by its location coordinates on the node ten points, but is additionally defined by a capture line, reporting point passages can be determined more reliably.
  • the catch line assigned to the reporting point is characterized by its alignment transversely to the junction arm, so that the determination algorithm for a reporting point passage can take into account the direction in which the special vehicle passed the catch line. This is crucial when different special vehicles typically pass a reporting point in different directions of travel, but a request message is only to be triggered for special vehicles in a specific direction of travel.
  • the processing unit is designed to determine that the special vehicle has passed a reporting point if a travel trajectory formed by continuously connecting specific local positions of the special vehicle intersects the catch line of the reporting point.
  • the recognition of an intersection point and intersection angle between the travel trajectory of the special vehicle and the detection line of a reporting point is easy to implement algorithmically in the computing unit.
  • a detection point passage is deemed to have been established when an intersection is detected and the intersection angle is within a parameterizable tolerance range of 90°.
  • pre-registration points upstream of the respective reporting points and logout points downstream of the respective reporting points are stored in the storage unit.
  • the on-board unit can successively determine the passage of three reporting points on the route of a special vehicle when crossing a junction.
  • a request report can be made when passing the upstream pre-registration point are generated and transmitted, which initiates a change in the signal program from normal operation to prioritization operation in the control unit.
  • the release signal is requested as described above. If the special vehicle then passes the check-out point assigned to this route after crossing the junction, a request message is generated and sent out, which causes the control unit to switch from prioritization mode back to normal mode.
  • the central traffic computer is designed to define and update reporting points and possibly pre-registration points and deregistration points centrally for the nodes and to transmit them to the driving tool of the special vehicle.
  • the programming of the reporting points in the traffic computer center can be carried out according to planning specifications and then automatically transmitted to all on-board devices of the special vehicles by radio.
  • newly added reporting points can be added, existing reporting points updated or obsolete reporting points deleted without the user of a special vehicle having to take any special action.
  • the database of the reporting points can be kept up-to-date in the vehicle devices of all special vehicles operating in a road network.
  • software for the central setup, maintenance and monitoring of reporting points is provided in the traffic computer center.
  • the control unit is designed to transmit a prioritization confirmation and/or the current signal status and/or a remaining time forecast until the signal status changes to the vehicle device via the communication device arranged on the roadside.
  • the prioritization via the local radio network allows the reception of signal states, prognosis information and prioritization feedback in real time via the inventive appropriate prioritization system without having to rely on a mobile phone connection to the traffic computer center. This increases driving comfort and the safety of a user driving the special vehicle.
  • the traffic computer center is designed to calculate the effectiveness of the prioritization from the time data of the passage times of the special vehicle from pre-registration, registration and deregistration points.
  • the prioritization system thus includes an independent quality management function, which can be used to illustrate the effectiveness of the prioritization, particularly in the area of junctions, by means of a diagrammatic representation.
  • a priority system 1 for prioritizing a special vehicle 2 is set up and provided at a traffic signal-controlled node K of a particular inner-city road network.
  • a traffic signal-controlled node K of a particular inner-city road network.
  • a traffic light system 30 is installed at junction K for traffic control of competing traffic flows.
  • the light signal system 30 comprises signal transmitters 31 for emitting release and blocking signals for road users in the form of switchable light signals.
  • the signal transmitters 31 are controlled according to a signal program running in a control unit 32 of the light signal system 30, which can switch between normal operation and prioritization operation.
  • the change from normal operation in a prioritization mode is triggered by receipt of a release request MG in the control unit 32 for a specific route via the node K.
  • the special vehicle 2 is, for example, a local public transport bus that is approaching the junction K on the approach to the junction arm Kl and will leave the junction K according to its bus route on the departure of the junction arm K3, then the signal transmitters 31 are switched in such a way in prioritization mode controlled so that a release signal is switched on for this route and a blocking signal is switched on for cross traffic.
  • a release request MG can be transmitted to control unit 32 in two different ways. If the node K to be traversed by the special vehicle 2 is assigned a communication device 40 which is arranged on the roadside and is connected to the control unit 32 for data transmission, the release request MG can be transmitted by the communication device 40 .
  • the communication device 40 is what is known as a roadside unit (RSU) for what is known as vehicle-to-infrastructure communication (V2I). If no such communication device 40 is assigned to the node K, the release request MG can be transmitted by a traffic computer center 50 of the road network.
  • the traffic computer center 50 is a central traffic computer that coordinates the traffic signal systems 30 in the road network and is connected to the control units 31 for data transmission.
  • the special vehicle 2 carries a vehicle device 20 - a so-called onboard unit (OBU) - which is used to generate and transmit a request message MD both to the traffic computer center 50 and to a road side communication device 40 is formed.
  • the vehicle device 20 comprises a communication unit 21, which, according to the invention, sends a generated request message MD both via a cellular mobile radio network NC to the traffic computer center 50 and via a local radio network NL to a roadside communication device 40 can send.
  • the communication unit 21 is designed to generate a request message MD in accordance with the mobile radio standard supported by the cellular mobile radio network NC, preferably a mobile radio standard of the 3G or 4G or 5G generation.
  • the traffic computer center 50 is designed to receive such request messages MD.
  • the communication unit 21 is also designed to generate a request message MD for a radio local area network NL according to a WiFi or ITS-G5 standard. Accordingly, the communication device 40 is set up to receive such request messages MD.
  • a hybrid communication on method for request messages MD is provided, depending on the infrastructure of a node K, a release request MG via a roadside communication on worn 40 or a traffic computer center 50 can trigger.
  • the communication unit 21 can advantageously be designed to generate a request message MD for sending via the C-V2X technology.
  • it has a first interface, the so-called PC5 interface, for direct local radio communication NL to the roadside communication device 40 and a second interface, the so-called Uu interface, for network-based communication via the cellular mobile radio networks NC.
  • a request message MD is generated automatically when the special vehicle 2 passes a predefined reporting point PI assigned to the node K.
  • the vehicle device 20 includes a memory unit 22 in which the reporting points PI are stored.
  • a reporting point PI is defined by its location coordinates on the node arm Kl leading to the node K to be traversed and by a catch line Fl running transversely to this node arm Kl.
  • the catch line Fl is transverse to the direction of travel on the node arm Kl.
  • the vehicle device 20 includes a than GPS receiver-trained locating unit 23 for the ongoing determination of the current position ..., Tn-2, Tn-1, Tn of the special vehicle 2.
  • the vehicle device 20 also includes a computing unit 24, which determines whether a connection ongoing certain local positions ..., Tn-2, Tn-1, Tn formed travel trajectory T of the special vehicle 2 intersects the catch line Fl of the reporting point PI.
  • a passage of the reporting point PI is to be determined, since the travel trajectory T of the special vehicle 2 is the catch line Fl between the local positions Tn-1 and Tn.
  • the intersection angle between the travel trajectory T and catch line Fl can be determined. Due to the orientation of the catch line Fl transverse to the direction of travel on the node arm Kl, this should be 90°, taking into account a deviation tolerance. The triggering of a request message MD for vehicles that do not pass the catch line in the intended direction of travel can thus be suppressed.
  • the request message MD generated by the communication unit 21 can have vehicle data identifying the special vehicle 2, such as a bus line, and/or the reporting point data identifying the reporting point that has passed, such as its location coordinates, and/or the time data identifying the time of passage.
  • vehicle data identifying the special vehicle 2 such as a bus line
  • reporting point data identifying the reporting point that has passed such as its location coordinates
  • time data identifying the time of passage can then be transmitted via the roadside communication device 40 or via the traffic computer center 50 to the control device 32 of the node K to be traversed.
  • a pre-registration point PO upstream of the reporting point PI and a de-registration point P2 downstream of the reporting point PI can be stored in the storage unit 22 with associated capture lines F0 and F2.
  • the arithmetic unit 24 can, analogously to a reporting point passage, a passage of the special vehicle 2 at the pre-registration point PO and at the de-registration point P2 determine, the communication unit 21 generates and sends each to request messages MD.
  • a request message MD is sent, based on which the traffic computer center 50 or the communication device 20 transmits a change request to the control unit 32 in order to effect a change in the running signal program from normal operation to a prioritization operation.
  • the preferential release signal is then switched on as soon as the special vehicle 2 passes the reporting point PI, also called the main registration point, and requests it.
  • the distances between the pre-registration point PO, the main registration point PI and a stop line at junction K are calculated in such a way that when special vehicle 2 is traveling at an average speed, the signal program change is complete by the time the main registration point PI is reached and the release signal is switched on until the stop line is reached further, so that the special vehicle 2 can pass the node K without stopping.
  • a request message MD is sent, on the basis of which the traffic computer center 50 or the communication device 20 transmits a change-back request to the control unit 32 in order to cause a change in the running signal program from prioritization operation back to its normal operation.
  • the traffic computer center 50 is designed to define and update reporting points PI and pre-registration points PO and deregistration points P2 centrally for the routes via a node K and to transmit them to the vehicle device 20 of the special vehicle 2 via the cellular mobile network NC.
  • the reporting points PO, PI, P2 are stored in the memory unit 22 of the vehicle device 20 so that they can be overwritten.
  • control unit 32 can transmit prioritization confirmations and/or the current signal status of signal transmitter 31 and/or a remaining time forecast until the next change in the signal status to vehicle device 20.
  • the traffic computer center 50 is also designed to calculate an effectiveness of the prioritization from the time data of the passage times of the special vehicle 2 from pre-registration, main registration and deregistration points and to display this to the operator of the traffic center 50 diagrammatically, for example.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zur Bevorrechtigung eines Sonderfahrzeugs (2) an lichtsignalgesteuerten Knotenpunkten (K) eines Straßennetzes. Es umfasst an den Knotenpunkten (K) installierte Lichtsignalanlagen (30) mit Signalgebern (31) zur Abgabe von Freigabe- und Sperrsignalen und mit Steuergeräten (32) zum Ansteuern der Signalgeber (31) nach einem durch Freigabeanforderungen (MG) beeinflussbaren Signalprogramm. Ein im Sonderfahrzeug (2) mitgeführtes Fahrzeuggerät (20) umfasst eine Speichereinheit (22) zum überschreibbaren Abspeichern von den Knotenpunkten (K) zugeordneten Meldepunkten (P1), eine Ortungseinheit (24) zum laufenden Bestimmen der aktuellen Ortsposition (Tn-2, Tn-1, Tn) des Sonderfahrzeugs (2), eine Recheneinheit (23) zum Feststellen einer Passage eines Meldepunkts (P1) durch das Sonderfahrzeug (2), und eine Kommunikationseinheit (21), die dazu ausgebildet ist, bei festgestellter Passage eines Meldepunkts (PI) eine Anforderungsmeldung (MD) zu erzeugen und diese über ein zelluläres Mobilfunknetz (MC) an eine Verkehrsrechnerzentrale (50) des Straßennetzes und/oder über ein lokales Funknetz (NL) an eine Kommunikationseinrichtung (40) des zu traversierenden Knotenpunktes (K) zu senden. Hierdurch wird ein flexibel einsetzbares Bevorrechtigungssystem für Sonderfahrzeuge bereitgestellt.

Description

Beschreibung
System zur Bevorrechtigung eines Sonderfahrzeugs an lichtsig nalgesteuerten Knotenpunkten eines Straßennetzes
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Bevorrechtigung eines Sonderfahrzeugs an lichtsignalgesteuerten Knotenpunkten eines Straßennetzes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
Aufgrund der hohen Verkehrsnachfrage insbesondere in inner städtischen Straßennetzen besteht Bedarf, Sonderfahrzeuge an lichtsignalgesteuerten Knotenpunkten gegenüber dem Individu alverkehr zu bevorrechtigen. So können Einsatzfahrzeuge der Polizei, der Feuerwehr, der Notärzte und des Krankentrans ports schneller und sicherer an einen Einsatzort gelangen. Ebenso können Fahrzeuge des öffentlichen Personennahverkehrs, wie etwa Busse oder Straßenbahnen, schneller die nächste Hal testelle erreichen, um durch Fahrpläne vorgegebene Fahrzeiten einzuhalten oder zu verkürzen.
Die Offenlegungsschrift DE 102008 041 091 Al beschreibt ein Prioritätsanforderungssystem für Einsatzfahrzeuge an einer durch eine Lichtsignalanlage geregelten Kreuzung. Hierzu weist jeder Einmündungsbereich der Kreuzung einen separaten Meldebereich auf, der sich in voller Breite der Fahrbahn bis zur Kreuzungsmitte hin erstreckt. Die Einsatzfahrzeuge sind mit einem GPS-Empfänger zur Ermittlung der Standortkoordina- ten und einer Rechnereinrichtung zur Ermittlung der Fahrt richtung des Einsatzfahrzeugs ausgestattet. Die Rechnerein richtung vergleicht die Standortkoordinaten des Einsatzfahr zeugs mit dem im Meldebereichsspeicher abgelegten Meldebe reich. Wenn erkannt wird, dass sich das Einsatzfahrzeug im Meldebereich befindet, wird der dem Meldebereich zugeordnete Codeausgang geschaltet und dadurch ein Sender getastet. Die Lichtsignalanlage enthält eine Empfangsbaugruppe, die ent sprechend der Sendebaugruppe des Einsatzfahrzeugs im ISM- Frequenzbereich (IMS steht für Industrial, Scientific and Me- dical) arbeitet. Die Empfangsbaugruppe empfängt die Schaltbe fehle von der Sendebaugruppe des Einsatzfahrzeugs, die die Signale codiert und die Befehle an ein Steuergerät der Sig nalanlage weiterleitet. Das Steuergerät umfasst eine ver kehrstechnische Programmierung, die bis zu vier Sonderphasen beinhaltet. Das System ist auch auf öffentliche Verkehrsmit tel anwendbar, zum Beispiel um einen Bus oder dergleichen ei ne Bevorrechtigung zu geben.
Ein System der eingangs genannten Art ist aus der Produkt schrift „Satellitengestützte Bevorrechtigung Sitraffic Stream, Vorfahrt für den ÖPNV", veröffentlicht 2014 von Sie mens AG, Bestell-Nr. A19100-V350-B170, bekannt. Zur Verkehrs steuerung sind an den Knotenpunkten Lichtsignalanlagen in stalliert, welche Signalgeber zur Abgabe von Freigabe- und Sperrsignalen an die Verkehrsteilnehmer und Steuergeräte zum Ansteuern der Signalgeber nach einem Signalprogramm aufwei sen. Zur Bevorrechtigung kann an das Steuergerät einer Licht signalanlage eine Freigabeanforderung, also eine Anforde rungsmitteilung für ein Freigabesignal für bestimmte Signal geber, gesendet werden. Dazu sind die Signalabfolgen und die Signalzeiten des Signalprogramms innerhalb bestimmter Grenzen beeinflussbar, sodass bei Empfang einer Freigabeanforderung sobald als möglich das angeforderte Freigabesignal abgegeben werden kann. Die Steuergeräte sind mit einer Verkehrsrechner zentrale des Straßennetzes zur Datenübertragung verbunden, die dazu ausgebildet ist, eine Anforderungsmeldung über ein zelluläres Mobilfunknetz zu empfangen und eine Freigabeanfor derung an das Steuergerät des vom Sonderfahrzeug zu traver- sierenden Knotenpunktes zu übertragen. Das Sonderfahrzeug führt ein Fahrzeuggerät mit einer Speichereinheit zum über- schreibbaren Abspeichern von den Knotenpunkten zugeordneten Meldepunkten, mit einer Ortungseinheit zum laufenden Bestim men der aktuellen Ortsposition des Sonderfahrzeugs, mit einer Recheneinheit zum Feststellen einer Passage eines Meldepunkts durch das Sonderfahrzeug und mit einer Kommunikationseinheit mit. Die Kommunikationseinheit ist dazu ausgebildet, bei festgestellter Passage eines Meldepunkts eine Anforderungs- meldung zum Versenden über das zelluläres Mobilfunknetz zu erzeugen und die erzeugte Anforderungsmeldung über das zellu läre Mobilfunknetz an die Verkehrsrechnerzentrale zu senden.
Die Patentschrift DE 102016 105 558 B3 offenbart ein Verfah ren zur Beeinflussung eines Verkehrsleitsystems, welches ei nen Verkehrsleitrechner umfasst, der eine Vielzahl von Wech sellichtzeichenanlagen in einem Verkehrswegenetz zum Zwecke einer Vorrangsteuerung für zumindest ein Einsatzfahrzeug mit Wegerecht steuert. Es werden Positionsdaten eines Fahrtziels, aktuelle Positionsdaten und Daten des aktuellen Fahrtrich tungsvektors des Einsatzfahrzeugs bereitgestellt. Es wird dann eine Fahrtroute für das Einsatzfahrzeug von dessen aktu eller Position zur Position des Fahrtziels unter Berücksich tigung der durch den Fahrtrichtungsvektor repräsentierten, vom Fahrer des Einsatzfahrzeugs gewählten Fahrtrichtung prog nostiziert. Ferner werden die eine prognostizierte Fahrtrich tung auf der prognostizierten Fahrtroute betreffenden Wech sellichtzeichenanlagen derart beeinflusst, dass die jeweilige WechsellichtZeichenanlage vor oder bei der prognostizierten Ankunft des zumindest einen Einsatzfahrzeugs den Verkehr in Richtung der prognostizierten Fahrtroute freigibt. Dabei wer den weitere WechsellichtZeichenanlagen in der Umgebung der vor dem Einsatzfahrzeug gelegenen WechsellichtZeichenanlagen derart geschaltet, dass in einem Fahrkorridor für das Ein satzfahrzeug 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.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bevor rechtigungssystem für Sonderfahrzeuge bereitzustellen, wel ches flexibler einsatzbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein gattungsgemäßes Bevorrech- tigungssystem mit den im kennzeichnenden Teil des Patentan spruches 1 angegebenen Merkmalen. Demnach umfasst das gattungsgemäße Bevorrechtigungssystem zu sätzlich an wenigstens einem Teil der Knotenpunkte jeweils eine mit dem Steuergerät zur Datenübertragung verbundene, straßenseitig angeordnete Kommunikationseinrichtung des je weiligen Knotenpunktes. Die Kommunikationseinrichtung ist da zu ausgebildet, eine Anforderungsmeldung über ein lokales Funknetz zu empfangen und eine Freigabeanforderung an das Steuergerät zu übertragen. Die im Sonderfahrzeug mitgeführte Kommunikationseinheit ist ferner dazu ausgebildet, bei fest gestellter Passage eines Meldepunkts eine Anforderungsmeldung zum Versenden über das lokales Funknetz zu erzeugen und die erzeugte Anforderungsmeldung über das lokale Funknetz an die Kommunikationseinrichtung des zu traversierenden Knotenpunk tes zu senden.
Hierdurch wird ein digitales Hybridsystem zur Bevorrechtigung bereitgestellt, welches einem Sonderfahrzeug ermöglicht, so wohl an Knotenpunkten mit zugeordneter Kommunikationseinrich tung über ein lokales Funknetz als auch über an Knotenpunkten ohne zugeordneter Kommunikationseinrichtung über die Ver kehrsrechnerzentrale via zellulärem Mobilfunknetz ein Frei gabesignal anzufordern. Die Ortungseinheit des an Bord des Sonderfahrzeugs mitgeführten Fahrzeuggeräts kann als Emp fangsmodul eines Globalen Satelliten-gestützten Navigations systems ausgebildet sein, um die fortwährend die Ortsposition des Sonderfahrzeugs zu bestimmen. Bei Überquerung eines in der Speichereinheit hinterlegten Meldepunktes werden Anforde rungsmeldungen sowohl zum Versenden über das zelluläre Mobil funknetz als auch über ein lokales Funknetz erzeugt. Die Kom munikationseinheit des Fahrzeuggeräts ist dazu ausgebildet, eine erzeugte Anforderungsmeldung sowohl über das zelluläre Mobilfunknetz als auch über das lokale Funknetz zu versenden. Das Fahrzeuggerät ist durch Zusammenwirken seiner Rechenein heit mit der Ortungseinheit und der Speichereinheit dazu aus gebildet, lokal im Sonderfahrzeug eine Meldepunktpassage festzustellen. Hierdurch wird im Gegensatz zu bekannten Ver fahren eine fortwährende Übertragung aktueller Ortspositionen und Fahrtrichtungen an eine zentrale Stelle vermieden. Bei festgestellter Meldepunktpassage wird die Anforderungsmeldung in Echtzeit über die Kommunikationseinheit des Fahrzeuggeräts an die Verkehrsrechnerzentrale beziehungsweise an die Kommu nikationseinrichtung des Knotenpunkts übertragen. Die Über tragung der Freigabeanforderung von der Verkehrsrechnerzent- rale an das Steuergerät der zu beeinflussenden Lichtsignalan lage erfolgt über die vorhandenen Kommunikationskanäle zwi schen Verkehrsrechnerzentrale und angeschlossenen Steuergerä ten. Durch Ausbildung der Kommunikationseinheit des Fahrzeug geräts zur hybriden Kommunikation von Anforderungsmeldungen sowohl über ein lokales Funknetz als auch über ein zelluläres Mobilfunknetz deckt das erfindungsgemäße Bevorrechtigungssys tem in flexibler Weise die Möglichkeiten einer lokalen und zentralen Priorisierung von Sonderfahrzeugen ab - je nachdem, ob einem Knotenpunkt eine straßenseitige Kommunikationsein richtung zugeordnet ist oder nicht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bevorrechtigungssystems ist die Kommunikationseinheit dazu ausgebildet, eine Anforderungsmeldung zum Versenden über ein zelluläres Mobilfunknetz gemäß einem Mobilfunkstandard der Generation 3G oder 4G oder 5G zu erzeugen. Im Vergleich zu einem Mobilfunkstandard der Generation 2G (54 kbit/s im GPRS- Standard) steigen die maximalen Bandbreiten zur Datenübertra gung einer Anforderungsmeldung von der Generation 3G (384 kbit/s im UMTS-Standard) über 4G (150 Mbit/s im LTE-Standard) bis 5G (10 Gbit/s im 5G-Standard).
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Bevorrechtigungssystems ist die Kommunikations einheit dazu ausgebildet, eine Anforderungsmeldung zum Ver senden über ein lokales Funknetz gemäß einem WiFi- oder ITS- G5-Standard zu erzeugen. Der im 5 GHz Frequenzband arbeitende ITS-G5-Standard bietet eine zweckgebundene Nachbereichskommu nikation, die auf dem IEEE 802.1lp-Standard basiert. Ziel dieses Funkstandards sind hauptsächlich Anwendungen im Be reich von kooperativen intelligenten Verkehrssystemen. Alter nativ kann eine Anforderungsmeldung zum Versenden über die C- V2X-Technologie (C-V2X steht für Cellular Vehicle-to- Everything) erzeugt werden. Im Unterschied zu WLAN-Netzen werden hier Mobilfunknetze für die direkte Kommunikation zwi schen der Kommunikationseinheit des Fahrzeuggeräts und der straßenseitigen Kommunikationseinrichtung verwendet. Die Kom munikationseinheit verfügt dazu über eine so genannte PC5- Schnittstelle für die direkte Kommunikation zur Infrastruktur und zu anderen Fahrzeugen; zusätzlich kann sie über eine so genannte Uu-Schnittstelle für die reguläre Kommunikation zur Basisstation eines zellulären Mobilfunknetzes verfügen. C-V2X wurde ursprünglich als LTE der Version 14 der 3G Project Partnership definiert für die Kommunikationsanwendungen vom Fahrzeug zu Fahrzeug, zur Infrastruktur und zum Mobilfunk netz. Mit der Version 16 wurde die Funktionalität auf die Un terstützung des 5G-Standards erweitert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Bevorrechtigungssystems ist die Kommunikations einheit dazu ausgebildet, eine Anforderungsmeldung mit das Sonderfahrzeug identifizierenden Fahrzeugdaten und/oder mit den passierten Meldepunkt identifizierenden Meldepunktdaten und/oder mit den Passagezeitpunkt identifizierenden Zeitdaten zu erzeugen. Von der Kommunikationseinheit eines Fahrzeugge räts ausgesandte Anforderungsmeldungen weisen in ihren Tele grammdaten Informationen auf, welches Sonderfahrzeug zu wel chem Zeitpunkt welchen Meldepunkt passiert hat. Mit diesen Informationen kann in der Verkehrsrechnerzentrale und/oder in der einem Knotenpunkt zugeordneten Kommunikationseinrichtung ein Freigabesignal am Steuergerät des vom Sonderfahrzeug zu überquerenden Knotenpunkts angefordert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Bevorrechtigungssystems sind die in der Spei chereinheit abgespeicherten Meldepunkte jeweils durch ihre Ortskoordinaten auf einem zum zu traversierenden Knotenpunkt hinführenden Knotenpunktarm und durch eine quer zum diesem Knotenpunktarm verlaufende Fanglinie definiert. Indem ein Meldepunkt nicht nur durch seine Ortskoordinaten auf dem Kno- tenpunktarm, sondern zusätzlich durch eine Fanglinie defi niert wird, können Meldepunktpassagen sicherer festgestellt werden. Dazu ist die dem Meldepunkt zugeordnete Fanglinie durch ihre Ausrichtung quer zum Knotenpunktarm charakteri siert, so dass im Feststellungsalgorithmus für eine Melde punktpassage berücksichtigt werden kann, in welcher Fahrt richtung das Sonderfahrzeug die Fanglinie passiert hat. Dies ist entscheidend, wenn unterschiedliche Sonderfahrzeuge einen Meldepunkt typischerweise in unterschiedlichen Fahrtrichtun gen passieren, aber eine Anforderungsmeldung nur für Sonder fahrzeuge einer bestimmten Fahrtrichtung ausgelöst werden sollen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Bevorrechtigungssystems ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, eine Passage eines Meldepunkts durch das Sonderfahrzeug dadurch festzustellen, wenn eine durch Ver bindung laufend bestimmter Ortspositionen des Sonderfahr zeugs gebildete Fahrtrajektorie die Fanglinie des Meldepunkts schneidet. Das Erkennen eines Schnittpunkts und Schnittwin kels zwischen Fahrtrajektorie des Sonderfahrzeugs und der Fanglinie eines Meldepunkts ist algorithmisch in der Rechen einheit einfach umsetzbar. Eine Meldepunktpassage gilt als festgestellt, wenn ein Schnittpunkt erkannt wurde und der Schnittwinkel dabei innerhalb eines parametrierbaren Tole ranzbereichs um 90° liegt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Bevorrechtigungssystems sind in der Speicherein heit neben den die Erzeugung einer Anforderungsmeldung auslö senden Meldepunkten, den jeweiligen Meldepunkten vorgelagerte Voranmeldepunkte und den jeweiligen Meldepunkten nachgelager te Abmeldepunkte abgespeichert. So kann das Fahrzeuggerät auf dem Fahrweg eines Sonderfahrzeugs beim Überqueren eines Kno tenpunktes sukzessive die Passage dreier Meldepunkte fest stellen. Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Meldepunkt, der auch als Hauptanmeldepunkt bezeichnet wird, kann bei Passage des vorgelagerten Voranmeldepunkts eine Anforderungsmeldung erzeugt und übertragen werden, die im Steuergerät einen Wech sel des Signalprogramms vom Normalbetrieb in einen Priorisie- rungsbetrieb einleitet. Bei Passage des Hauptanmeldepunkts wird dann wie oben beschrieben das Freigabesignal angefor dert. Passiert das Sonderfahrzeug nach Überqueren des Knoten punkts dann den diesem Fahrweg zugeordneten Abmeldepunkt, wird eine Anforderungsmeldung erzeugt und ausgesandt, die im Steuergerät den Wechsel vom Priorisierungsbetrieb zurück in den Normalbetrieb bewirkt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Bevorrechtigungssystems ist die Verkehrsrechner zentrale dazu ausgebildet, Meldepunkte und gegebenenfalls Voranmeldepunkte und Abmeldepunkte zentral für die Knoten punkte zu definieren und zu aktualisieren und an das Fahr zeuggerät des Sonderfahrzeugs zu übermitteln. So kann die Programmierung der Meldepunkte in der Verkehrsrechnerzentrale nach planerischen Vorgaben erfolgen und dann automatisch an alle Fahrzeuggeräte der Sonderfahrzeuge per Funk übertragen werden. So können neu hinzugekommene Meldepunkte hinzugefügt, bestehende Meldepunkte aktualisiert oder veraltete Meldepunk te gelöscht werden, ohne dass es für den Nutzer eines Sonder fahrzeugs einer besonderen Aktion bedarf. So kann die Daten basis der Meldepunkte in den Fahrzeuggeräten aller in einem Straßennetz verkehrenden Sonderfahrzeuge aktuell gehalten werden. In der Verkehrsrechnerzentrale ist hierfür eine Soft ware zur zentralen Einrichtung, Pflege und Überwachung von Meldepunkten vorgesehen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Bevorrechtigungssystems ist das Steuergerät dazu ausgebildet, über die straßenseitig angeordnete Kommunikati onseinrichtung eine Priorisierungsbestätigung und/oder den aktuellen Signalzustand und/oder eine RestZeitprognose bis zu einem Wechsel des Signalzustands an das Fahrzeuggerät zu übermitteln. Die Priorisierung über das lokale Funknetz er laubt den Empfang von Signalzuständen, Prognoseinformationen und Priorisierungsrückmeldungen in Echtzeit über das erfin- dungsgemäße Bevorrechtigungssystem, ohne auf eine Mobilfunk verbindung zur Verkehrsrechnerzentrale angewiesen zu sein. Dies erhöht den Fahrkomfort und die Sicherheit eines das Son derfahrzeug führenden Nutzers.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Bevorrechtigungssystems ist die Verkehrsrechner zentrale dazu ausgebildet, aus den Zeitdaten der Passagezeit punkte des Sonderfahrzeugs von Voranmelde-, Melde- und Abmel depunkten eine Effektivität der Priorisierung zu berechnen. Das Bevorrechtigungssystem umfasst dadurch eine eigenständige Qualitätsmanagementfunktion, mittels derer die Wirksamkeit der Priorisierung insbesondere im Knotenpunktumfeld durch ei ne diagrammatische Darstellung veranschaulicht werden kann.
Weitere Vorteile und Eigenschaften des erfindungsgemäßen Be vorrechtigungssystems ergeben sich aus nachfolgender Be schreibung der Zeichnung, in deren einziger Figur ein Ausfüh rungsbeispiel schematisch veranschaulicht ist.
Gemäß der Figur ist ein Bevorrechtigungssystem 1 zur Priori sierung eines Sonderfahrzeugs 2 an einem lichtsignalgesteuer- ten Knotenpunkten K eines insbesondere innerstädtischen Stra ßennetzes eingerichtet und vorgesehen. Am dargestellten Kno tenpunkt K kreuzen sich ein aus einem ersten Knotenpunktarm Kl und einem dritten Knotenpunktarm K3 gebildeter Straßenzug und ein aus einem zweiten Knotenpunktarm K2 und einem vierten Knotenpunktarm K4 gebildeter Straßenzug. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Systems ist jedoch auch auf komplexere Kno tenpunkttopologien anwendbar. Zur Verkehrsregelung konkurrie render Verkehrsströme ist am Knotenpunkt K eine Lichtsignal anlage 30 installiert. Die Lichtsignalanlage 30 umfasst Sig nalgeber 31 zur Abgabe von Freigabe- und Sperrsignalen für die Verkehrsteilnehmer in Form von schaltbaren LichtZeichen. Die Signalgeber 31 werden nach einem in einem Steuergerät 32 der Lichtsignalanlage 30 ablaufenden Signalprogramm angesteu ert, welches zwischen einem Normalbetrieb und einen Priori- sierungsbetrieb wechseln kann. Der Wechsel vom Normalbetrieb in einen Priorisierungsbetrieb wird durch Empfang einer Frei gabeanforderung MG im Steuergerät 32 für einen bestimmten Fahrweg über den Knotenpunkt K ausgelöst. Ist das Sonderfahr zeug 2 beispielsweise ein Bus des öffentlichen Personennah verkehrs, der sich auf der Zufahrt des Knotenpunktarms Kl dem Knotenpunkt K nähert und gemäß seiner Buslinie auf der Ab fahrt des Knotenpunktarms K3 den Knotenpunkt K verlassen wird, so werden die Signalgeber 31 im Priorisierungsbetrieb derart angesteuert, dass für diesen Fahrweg ein Freigabesig nal und für den Querverkehr ein Sperrsignal geschaltet wird.
Erfindungsgemäß kann die Übertragung einer Freigabeanforde rung MG an das Steuergerät 32 auf zwei unterschiedlichen We gen erfolgen. Ist dem durch das Sonderfahrzeug 2 zu traver- sierenden Knotenpunkt K eine straßenseitig angeordnete und zur Datenübertragung mit dem Steuergerät 32 verbundene Kommu nikationseinrichtung 40 zugeordnet, so kann die Freigabean forderung MG von der Kommunikationseinrichtung 40 übermittelt werden. Bei der Kommunikationseinrichtung 40 handelt es sich um eine so genannte Roadside Unit (RSU) für eine so genannte Vehicle-to-Infrastructure-Kommunikation (V2I). Ist dem Kno tenpunkt K keine solche Kommunikationseinrichtung 40 zugeord net, so kann die Freigabeanforderung MG von einer Verkehrs rechnerzentrale 50 des Straßennetzes übermittelt werden. Bei der Verkehrsrechnerzentrale 50 handelt es sich um einen zent ralen Verkehrsrechner, der die Lichtsignalanlagen 30 im Stra ßennetz koordiniert und dazu mit den Steuergeräten 31 zur Da tenübertragung verbunden ist.
Um Freigabeanforderungen MG über beide Wege auslösen zu kön nen, führt das Sonderfahrzeug 2 erfindungsgemäß ein Fahrzeug gerät 20 - eine so genannte Onboard Unit (OBU) - mit, das zur Erzeugung und Aussendung einer Anforderungsmeldung MD sowohl an die Verkehrsrechnerzentrale 50 als auch an eine straßen seitige Kommunikationseinrichtung 40 ausgebildet ist. Das Fahrzeuggerät 20 umfasst hierzu eine Kommunikationseinheit 21, die erfindungsgemäß eine erzeugte Anforderungsmeldung MD sowohl über ein zelluläres Mobilfunknetz NC an die Verkehrs- rechnerzentrale 50 als auch über ein lokales Funknetz NL an eine straßenseitige Kommunikationseinrichtung 40 senden kann. Die Kommunikationseinheit 21 ist dazu ausgebildet, eine An forderungsmeldung MD gemäß dem vom zellulären Mobilfunknetz NC unterstützten Mobilfunkstandard zu erzeugen, vorzugsweise einem Mobilfunkstandard der Generation 3G oder 4G oder 5G. Entsprechend ist die Verkehrsrechnerzentrale 50 dazu ausge bildet, derartige Anforderungsmeldungen MD zu empfangen. Die Kommunikationseinheit 21 ist auch dazu ausgebildet, eine An forderungsmeldung MD für ein lokales Funknetz NL gemäß einem WiFi- oder ITS-G5-Standard zu erzeugen. Entsprechend ist die Kommunikationseinrichtung 40 eingerichtet, derartige Anforde rungsmeldungen MD zu empfangen. Über die Kommunikationsein heit 21 des Fahrzeuggeräts 20 wird ein hybrides Kommunikati onsverfahren für Anforderungsmeldungen MD bereit gestellt, das je nach Infrastrukturausbau eines Knotenpunkts K eine Freigabeanforderung MG über eine straßenseitige Kommunikati onseinrichtung 40 oder über eine Verkehrsrechnerzentrale 50 auslösen kann. Mit Vorteil kann die Kommunikationseinheit 21 dazu ausgebildet sein, eine Anforderungsmeldung MD zum Ver senden über die C-V2X-Technologie zu erzeugen. Dazu verfügt sie über eine erste Schnittstelle, die so genannte PC5- Schnittstelle, für die direkte lokale Funkkommunikation NL zur straßenseitigen Kommunikationseinrichtung 40 und eine zweite Schnittstelle, die so genannte Uu-Schnittstelle, für die netzwerkbasierte Kommunikation über das zelluläre Mobil funknetze NC.
Eine Anforderungsmeldung MD wird automatisch erzeugt, wenn das Sonderfahrzeug 2 einen dem Knotenpunkt K zugeordneten, vordefinierten Meldepunkt PI passiert. Hierzu umfasst das Fahrzeuggerät 20 eine Speichereinheit 22, in der die Melde punkte PI abgespeichert sind. Ein Meldepunkt PI ist jeweils durch seine Ortskoordinaten auf dem zum zu traversierenden Knotenpunkt K hinführenden Knotenpunktarm Kl und durch eine quer zu diesem Knotenpunktarm Kl verlaufende Fanglinie Fl de finiert. Die Fanglinie Fl liegt quer zur Fahrtrichtung auf dem Knotenpunktarm Kl. Das Fahrzeuggerät 20 umfasst eine als GPS-Empfänger ausgebildete Ortungseinheit 23 zur laufenden Bestimmung der aktuellen Ortsposition ..., Tn-2, Tn-1, Tn des Sonderfahrzeugs 2. Zur Feststellung einer Meldepunktpassage umfasst das Fahrzeuggerät 20 ferner eine Recheneinheit 24, die feststellt, ob eine durch Verbindung laufend bestimmter Ortspositionen ..., Tn-2, Tn-1, Tn gebildete Fahrtrajektorie T des Sonderfahrzeugs 2 die Fanglinie Fl des Meldepunkts PI schneidet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Pas sage des Meldepunkts PI festzustellen, da die Fahrtrajektorie T des Sonderfahrzeugs 2 die Fanglinie Fl zwischen den Ortspo sitionen Tn-1 und Tn. Als Plausibilitätsprüfung kann der Schnittwinkel zwischen Fahrtrajektorie T und Fanglinie Fl er mittelt werden. Aufgrund der Ausrichtung der Fanglinie Fl quer zur Fahrrichtung auf dem Knotenarm Kl, sollte dieser 90° unter Berücksichtigung einer Abweichungstoleranz sein. Damit kann die Auslösung einer Anforderungsmeldung MD für Fahrzeuge unterdrückt werden, die die Fanglinie nicht in der vorgesehe nen Fahrtrichtung passieren.
Die von der Kommunikationseinheit 21 erzeugte Anforderungs meldung MD kann das Sonderfahrzeug 2 identifizierenden Fahr zeugdaten, etwa eine Buslinie, und/oder den passierten Melde punkt identifizierenden Meldepunktdaten, etwa dessen Ortsko ordinaten, und/oder den Passagezeitpunkt identifizierenden Zeitdaten aufweisen. Mit den Informationen, welches Sonder fahrzeug welchen Meldepunkt zu welcher Zeit passiert hat, kann dann über die straßenseitige Kommunikationseinrichtung 40 oder über die Verkehrsrechnerzentrale 50 eine passende Freigabeanforderung MG für ein Freigabesignal an das Steuer gerät 32 des zu traversierenden Knotenpunkts K übermittelt werden.
Zusätzlich können in der Speichereinheit 22 ein dem Melde punkt PI vorgelagerter Voranmeldepunkt PO und ein dem Melde punkt PI nachgelagerter Abmeldepunkt P2 mit zugehörigen Fang linien F0 und F2 gespeichert sein. Die Recheneinheit 24 kann analog zu einer Meldepunktpassage eine Passage des Sonder fahrzeugs 2 am Voranmeldepunkt PO und am Abmeldepunkt P2 feststellen, wobei die Kommunikationseinheit 21 jeweils An forderungsmeldungen MD erzeugt und versendet. Bei Passage des Voranmeldepunktes PO wird eine Anforderungsmeldung MD ausge sandt, aufgrund der die Verkehrsrechnerzentrale 50 oder die Kommunikationseinrichtung 20 eine Wechselanforderung an das Steuergerät 32 überträgt, um einen Wechsel des ablaufenden Signalprogramms vom Normalbetrieb in einen Priorisierungsbe- trieb zu bewirken. Im Priorisierungsbetrieb des Signalpro gramms wird dann das bevorrechtigende Freigabesignal ange schaltet, sobald das Sonderfahrzeug 2 den Meldepunkt PI, auch Hauptanmeldepunkt genannt, passiert und dieses anfordert. Die Abstände zwischen Voranmeldepunkt PO, Hauptanmeldepunkt PI und einer Haltelinie am Knotenpunkt K sind so bemessen, dass bei durchschnittlicher Fahrgeschwindigkeit des Sonderfahr zeugs 2 der Signalprogrammwechsel bis zum Erreichen des Hauptanmeldepunkts PI abgeschlossen ist und bis zum weiteren Erreichen der Haltelinie das Freigabesignal geschaltet ist, so dass das Sonderfahrzeug 2 ohne Halt den Knotenpunkt K pas sieren kann. Bei Passage des Abmeldepunktes P2 wird eine An forderungsmeldung MD ausgesandt, aufgrund der die Verkehrs rechnerzentrale 50 oder die Kommunikationseinrichtung 20 eine Rückwechselanforderung an das Steuergerät 32 überträgt, um einen Wechsel des ablaufenden Signalprogramms vom Priorisie rungsbetrieb zurück in dessen Normalbetrieb zu bewirken.
Die Verkehrsrechnerzentrale 50 ist dazu ausgebildet, Melde punkte PI sowie Voranmeldepunkte PO und Abmeldepunkte P2 zentral für die Fahrwege über einen Knotenpunkt K zu definie ren und zu aktualisieren und über das zelluläre Mobilfunknetz NC an das Fahrzeuggerät 20 des Sonderfahrzeugs 2 zu übermit teln. Die Meldepunkte PO, PI, P2 sind dazu in der Speicher einheit 22 des Fahrzeuggeräts 20 überschreibbar abgelegt.
An Knotenpunkten K mit zugeordneter Kommunikationseinrichtung 40 können vom Steuergerät 32 Priorisierungsbestätigungen und/oder der aktuelle Signalzustand der Signalgeber 31 und/oder eine RestZeitprognose bis zum nächsten Wechsel des Signalzustands an das Fahrzeuggerät 20 übermittelt werden. Die Verkehrsrechnerzentrale 50 ist ferner dazu ausgebildet, aus den Zeitdaten der Passagezeitpunkte des Sonderfahrzeugs 2 von Voranmelde-, Hauptanmelde- und Abmeldepunkten eine Effek- tivität der Priorisierung zu berechnen und beispielsweise dem Betreiber der Verkehrszentral 50 diagrammatisch dargestellt werden.

Claims

Patentansprüche
1. System (1) zur Bevorrechtigung eines Sonderfahrzeugs (2) an lichtsignalgesteuerten Knotenpunkten (K) eines Straßennet zes, umfassend
- an den Knotenpunkten (K) installierte Lichtsignalanlagen (30) mit Signalgebern (31) zur Abgabe von Freigabe- und Sperrsignalen und mit Steuergeräten (32) zum Ansteuern der Signalgeber (31) nach einem durch Freigabeanforderungen (MG) beeinflussbaren Signalprogramm,
- eine mit den Steuergeräten (32) wenigstens eines Teils der Knotenpunkte (K) zur Datenübertragung verbundene Verkehrs rechnerzentrale (50) des Straßennetzes, die dazu ausgebildet ist, eine Anforderungsmeldung (MD) über ein zelluläres Mobil funknetz (NC) zu empfangen und eine Freigabeanforderung (MG) an das Steuergerät (32) des vom Sonderfahrzeug (2) zu traver- sierenden Knotenpunktes (K) zu übertragen,
- an wenigstens einem Teil der Knotenpunkte (K) jeweils eine mit dem Steuergerät (32) zur Datenübertragung verbundene, straßenseitig angeordnete Kommunikationseinrichtung (40) des Knotenpunktes (K), die dazu ausgebildet ist, eine Anforde rungsmeldung (MD) über ein lokales Funknetz (NL) zu empfangen und eine Freigabeanforderung (MG) an das Steuergerät (32) zu übertragen,
- ein im Sonderfahrzeug (2) mitgeführtes Fahrzeuggerät (20)
-- mit einer Speichereinheit (22) zum überschreibbaren Ab speichern von den Knotenpunkten (K) zugeordneten Meldepunkten (PI),
-- mit einer Ortungseinheit (24) zum laufenden Bestimmen der aktuellen Ortsposition (Tn-2, Tn-1, Tn) des Sonderfahrzeugs (2),
-- mit einer Recheneinheit (23) zum Feststellen einer Passage eines Meldepunkts (PI) durch das Sonderfahrzeug (2), und -- mit einer Kommunikationseinheit (21), die dazu ausgebildet ist, bei festgestellter Passage eines Meldepunkts (PI) eine Anforderungsmeldung (MD) zum Versenden über das zelluläres Mobilfunknetz (MC) und eine Anforderungsmeldung (MD) zum Ver senden über das lokales Funknetz (NL) zu erzeugen und die er- zeugte Anforderungsmeldung (MD) über das zelluläre Mobilfunk netz (MC) an die Verkehrsrechnerzentrale (50) und/oder über das lokale Funknetz (NL) an die Kommunikationseinrichtung (40) des zu traversierenden Knotenpunktes (K) zu senden.
2. System (1) nach Anspruch 1, wobei die Kommunikationsein heit (21) dazu ausgebildet ist, eine Anforderungsmeldung (MD) zum Versenden über ein zelluläres Mobilfunknetz (NC) gemäß einem Mobilfunkstandard der Generation 3G oder 4G oder 5G zu erzeugen.
3. System (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kommunikati onseinheit (21) dazu ausgebildet ist, eine Anforderungsmel dung (MD) zum Versenden über ein lokales Funknetz (NL) gemäß einem WiFi- oder ITS-G5-Standard zu erzeugen.
4. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kommunikationseinheit (21) dazu ausgebildet ist, eine Anfor derungsmeldung (MD) mit das Sonderfahrzeug (2) identifizie renden Fahrzeugdaten und/oder mit den passierten Meldepunkt (PI) identifizierenden Meldepunktdaten und/oder mit den Pas sagezeitpunkt identifizierenden Zeitdaten zu erzeugen.
5. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die in der Speichereinheit (22) abgespeicherten Meldepunkte (PI) je weils durch ihre Ortskoordinaten auf einem zum zu traversie renden Knotenpunkt (K) hinführenden Knotenpunktarm (Kl) und durch eine quer zum diesem Knotenpunktarm (Kl) verlaufende Fanglinie (Fl) definiert sind.
6. System (1) nach Anspruch 5, wobei die Recheneinheit (23) dazu ausgebildet ist, eine Passage eines Meldepunkts (PI) durch das Sonderfahrzeug (2) dadurch festzustellen, wenn eine durch Verbindung laufend bestimmter Ortspositionen (Tn-2, Tn- 1, Tn) des Sonderfahrzeugs (2) gebildete Fahrtrajektorie (T) die Fanglinie (Fl) des Meldepunkts (PI) schneidet.
7. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in der Speichereinheit (22) neben den die Erzeugung einer Anforde rungsmeldung (MD) auslösenden Meldepunkte (PI), den jeweili gen Meldepunkten (PI) vorgelagerte Voranmeldepunkte (PO) und den jeweiligen Meldepunkten (PI) nachgelagerte Abmeldepunkte (P2) abgespeichert sind.
8. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Verkehrsrechnerzentrale (50) dazu ausgebildet ist, Meldepunk- te (PI) und gegebenenfalls Voranmeldepunkte (PO) und Abmelde punkte (P2) zentral für die Knotenpunkte (K) zu definieren und zu aktualisieren und an das Fahrzeuggerät (20) des Son derfahrzeugs (2) zu übermitteln.
9. System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das
Steuergerät (32) dazu ausgebildet ist, über die straßenseitig angeordnete Kommunikationseinrichtung (40) eine Priorisie- rungsbestätigung und/oder den aktuellen Signalzustand und/oder eine RestZeitprognose bis zu einem Wechsel des Sig- nalzustands an das Fahrzeuggerät (20) zu übermitteln.
10. System (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei die Verkehrsrechnerzentrale (50) dazu ausgebildet ist, aus den Zeitdaten der Passagezeitpunkte des Sonderfahrzeugs (2) von Voranmelde- (PO), Melde- (PI) und Abmeldepunkten (P2) eine Effektivität der Priorisierung zu berechnen.
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