WO1989002142A1 - Improved road traffic-control system - Google Patents

Description

System zur besseren Ausnutzung der bestehenden Verkehrsfiächen

Die Erfindung betrifft ein System zur besseren Ausnutzung der bestehenden Verkehrsflächen, wobei die Straßen in einzelne Segmente aufgeteilt sind.

Es sind bereits Anlagen bekannt, die zum Beeinflussen des

Verkehrs dienen. Mit Hilfe von Wechselwegweisern, die zunächst manuell, später von Verkehrsrechnern gesteuert wurden, konnte man den Ablauf des Verkehrs derart beeinflussen, daß bei Überlastung einzelner Streckenabschnitte die Verkehrsteilnehmer umgeleitet werden konnten.

Auch ist es bekannt, über Detektoren erfaßte Daten einer Zentralstelle zuzuleiten. In dieser Zentralstelle wurden ferner die Berichte der Meteorologischen Stationen und die über Einsatzleitstellen hereinkommenden Einsatzberichte der

Streifendienste gesammelt. Alle diese Meldungen wurden dann teilweise computergestützt verarbeitet und den bundesweiten Radiosendern zur Verfügung gestellt. Die normalerweise vorwiegend Musik ausstrahlenden Programme werden dann für Verkehrsdurchsagen kurz unterbrochen.

Dabei ist jedoch zu bedenken, daß Informationen über Verkehrssituationen, die den Autofahrer weder mittelbar noch unmittelbar betreffen, nur als störend empfunden werden.

Darüberhinaus ist der Informationsweg trotz sicherlich guter Organisation und klaren Prioritäten langwierig. Bis zur Sendung von unfallbedingten Verkehrsstörungen können diese manchmal bereits behoben sein. Dieser Zeitverzug kann sich jedoch noch vergrößern, wenn zu einer Störung keine amtlichen Organe gerufen werden. Veraltete VerkehrsInformationen untergraben aber die Glaubwürdigkeit des Nachrichtensystems.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zur besseren Ausnutzung der bestehenden Verkehrsflächen zu schaffen, das einerseits die obigen Nachteile vermeidet und das anderseits den Straßenerhalter, die Umwelt, die Straße, das Kraftfahrzeug und den Lenker zu einer geschlossenen Einheit vereint, in der jeder kompromißbereite Beteiligte seine Vorstellungen optimal verwirklicht sieht. Neben Maßnahmen beim Straßenbau soll die Ausnützung bestehender Verkehrsflächen durch eine bessere und direktere Information des Autofahrers gesteigert werden. Darauf zielt die Erfindung ab.

Das erfindungsgemäße System ist dadurch gekennzeichnet, daß jedem Segment, insbesondere jeder Fahrtrichtung, mindestens ein Informationsgeber und Aufnahmesensoren zugeordnet sind, deren Daten digital einer, auch individuell eingebende weitere Daten aufnehmenden Leitstelle zuführbar sind und daß in dieser

Leitstelle für alle Daten die Verarbeitung bzw. Aufbereitung für die Weitergabe an die Verbraucherinformationsquellen wie beispielsweise an die Einsatzfahrzeugzentrale, als Autofahrerinformationsgrundlage, zur direkten. Verkehrsbeeinflussung, etc. erfolgt.

Mit diesem erfindungsgemäßen System ist es erstmals möglich, die Soll/Ist-Abweichungen der Verkehrsdaten zu erfassen, und entsprechende Maßnahmen zur Steuerung des Verkehrs einzuleiten Daraus resultiert, daß alle in der Aufgabenstellung der

Erfindung zitierten Beteiligten je nach ihrer - sicherlich kompromißgestrafften - Betrachtungsweise eine optimale Lösung ihrer Probleme vorfinden. So hat der Autofahrer mehr Sicherheit im Verkehr, weniger Verbrauch und einen rascheren Transport. Der Straßenerhalter hat geringere Bau- und Erhaltungskosten, während der Umweltschützer wenig zerstörtes, nutzbringendes Ackerland und eine geringere Umweltbelastung durch weniger Emissionen vorfindet.

Nach einem Merkmal der Erfindung gibt der Informationsgeber die Straßennummer, die Segraentnummer und die Fahrtrichtung und mittels der Aufnahmesensoren den Verkehrszustand wie beispielsweise die Verkehrsstärke bzw. die Verkehrsdichte und/oder den Straßenzustand, wie beispielsweise Nebel, Regen, Schnee als digitale Daten an die Leitstelle periodisch weiter. Es werden somit an der Straße die Verkehrs- und Umweltdaten automatisch erfaßt. Neben den Fixdaten, die zur Erkennung des Segments dienen, werden auch die, Variablen wie der Verkehrszustand und der Straßenzustand unverzüglich an die Leitstelle gemeldet. Damit können Verkehrsabläufe zwischen zwei Meßstellen mit verschiedenen Verfahren und Methoden aus der lokalen Verkehrsstärke und der lokalen mittleren

Geschwindigkeit errechnet werden. Es bietet sich dafür das Summen und Differenzverfahren an. Aber auch mit Prognosen aus dem Fundamentaldiagramm können diesbezügliche Aussagen gemacht werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist, daß die

Leitstelle sowohl die digital als auch die analog eingegebenen

Daten erfaßt, verarbeitet, entsprechend in einen Datensatz umwandelt und an die Verbraucherinformationsguelle als analoge oder digitale Daten ergibt. Die einlangenden Daten werden in Regelkreisen mit unterschiedlichen Zielsetzungen verarbeitet und davon Maßnahmen abgeleitet. Die Verarbeitung erfolgt natürlich automatisch. Es kann beispielsweise damit direkt der Einsatz von Einsatzfahrzeugen gesteuert werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Leitstelle aus einem Prozeßrechner mit mindestens drei Speichern, wobei im ersten Speicher die aktuellen Daten der Informationsgeber, sowie der Aufnahmesensoren, der zweite Speicher die zeitlich zurückliegenden Daten aus dem ersten

Speicher enthält und im dritten Speicher die durch Verknüpfung der Daten aus dem ersten mit jenen aus dem zweiten Speicher ermittelten, abgelegt sind, welche die aktuellen Maßnahmen, wie beispielsweise Warnungen, Umleitungen etc. darstellen. Durch diese- Leitstellen werden die Zustände und Ereignisse, also Umwelt und Verkehrsgeschehen, statisch erfaßt und über ein lernfähiges System, das eine eigene Software darstellt, die für die Entscheidung notwendigen Entscheidungshilfen bzw. Entscheidungsalgorithroen erstellt. Gleichzeitig können die aufbereiteten statistischen Daten für eine spätere Verkehrsplanung herangezogen werden.

Einem weiteren Merkmal der Erfindung entsprechend führt der Prozeßrechner aus den Daten des ersten Speichers und/oder des dritten Speichers entweder eine zyklische oder spontane Bewertung durch, wobei bei der spontanen Bewertung Sofortmaßnahmen, wie zum Beispiel Warnungen, Sperren etc. und bei der zyklischen Bewertung Informationsausgaben oder Rücknahmen erfolgen und daß bei einem Interrupt des Prozeßrechners die gespeicherten Daten auslesbar sind. Dadurch sind für den Autofahrer aktive und passive Informationen möglich. Bei einer aktiven Information muß der Autofahrer die gewünschte Information anwählen. Im Gegensatz dazu erhält der Autofahrer bei einer passiven Information diese automatisch, beispielsweise über Verkehrsfunk.

Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung steuert die Verbraucherinformationsquelle zur direkten

Verkehrsbeeinflussung Hinweisschilder, die als Vorwegweiser eingesetzt sind, direkt. Über die Verkehrserfassung und die entsprechende Verarbeitung werden die Hinweisschilder automatisch gesteuert. Sehr kurze Zeiten für die Weitergabe der Information an den Autofahrer von einer eventuellen Störung sind dadurch garantiert.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist dieses Hinweisschild als Hintergrund die Straßenzüge der Landkarte oder einen Ausschnitt der Landkarte auf und die Straßenzüge, insbesondere die einzelnen Segmente sind lichttechnisch hervorhebbar. Da praktisch jeder Lenker seine Reise- bzw Fahrroute als Landkarte in groben Zügen im Kopf hat, ist ein derartiges Hinweisschild für eine eindeutige Information bestens geeignet. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die lichttechnische Hervorhebung über faseroptische in der Sichtfläche des Hinweisschildes endende Kabel. Sine überaus einfache und kostengünstige Art die lichttechnischen Probleme zu lösen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist, daß die faseroptischen Kabel eines Segments von einer Lichtquelle, die verschiedenfarbige Filter aufweist, ausleuchtbar sind. Dadurch sind die variablen Informationen beispielsweise über die Verkehrsdichte als Farbkennung deutlich sichtbar gemacht.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die Steuerung der Filter vor der Lichtquelle und die Steuerung der Lichtquelle selbst von der Verbraucherinformationsquelle. Eine Weitergabe der in der Leitstelle eingegangenen und weiterverarbeiteten Daten ohne Verzögerungen ist dadurch gewährleistet.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die aus dem Prozeßrechner ausgelesenen, gespeicherten Daten als Farbinformation für computergespeicherte Landkarten eingebbar. In der Nachrichtenzentrale sind zwei verschiedene Informationsseiten angelegt. Der erste Seitentyp enthält alle Fixdaten und der zweite Seitentyp alle variablen Daten. Als aktive Information für den Autofahrer können diese Daten von Terminals abgefragt werden.

Einem weiteren Merkmal der Erfindung zufolge sind die Computergespeicherten Landkarten über Bildschiππtext verbreitbar. Vor jedem Fahrtantritt kann sich der Autofahrer bereits zu Hause alle erdenklichen Informationen einholen.

An Hand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, wird die Erfindung näher erläutert. Fig. 1 zeigt in einem groben Schema den Informationsfluß, Fig. 2 ein Prinzipskizze des Prozeßrechners und die Fig. 3 ein

Hinweisschild. Gemäß Fig. 1 werden zur Erfassung des Verkehrsgeschehens bzw. der Unregelmäßigkeiten (Soll/Ist-Vergleich) von drei verschiedenen Stellen Daten herangezogen. Die effiziente Überwachung, Steuerung und Beeinflussung von Verkehrsabläufen und eindeutige Erkennung von Störungen im Verkehrsfluß setzen die genaue Kenntnis des aktuellen Verkehrszustandes voraus.

Eine der Methoden der Fahrzeugerfassung ist, am Meßquerschnitt neben der Messung der lokalen Verkehrsstärke und der lokalen Geschwindigkeit, die Fahrzeuge je Spur in 16 bis 32 verschiedene Fahrzeugkategorien einzuordnen. Während eines Beobachtungszeitrauraes erscheint nun am Meßquerschnitt eine bestimmte zufällige Folge von Fahrzeugen. Bei absolut homogenem Fahrzeugfluß zwischen zwei Meßquerschnitten muß diese zufällige Folge am folgenden Meßquerschnitt nach der mittleren Reisezeit wieder erscheinen.

Durch eine Korrelation der zeitversetzten zufälligen Folgen zweier benachbarter Meßquerschnitte erhält man einerseits Aussagen über die Homogenität des Verkehrsflusses (z.B.

Überholvorgänge, Durchmischung von Spuren), anderseits kann die mittlere Reisezeit aus der Zeitverschiebung der Folgen ermittelt werden. Abweichungen zwischen der lokalen Geschwindigkeit und der Reisegeschwindigkeit lassen eine Staubildung bereits im Entstehen erkennen.

Jede Straße wird in Segmente (1,1') unterteilt. Diese Segmente (1,1') sind in der Regel Straßenstücke zwischen zwei Abzweigungen und Stellen im Informationssystem die kleinste beschreibbare Einheit dar. Dieses Segment (1,1') wird über den Informationsgeber (2) adreßraäßig durch die Straßennummer, die Segmentnummer und der Fahrtrichtung dargestellt. Außerdem wird über einen Aufnahmesensor (3) der Verkehrszustand beispielsweise normal, dicht, zähflüssig, Stau ,dieses Segements (1,1') aufgenommen. Über einen weiteren Aufnahmesensor (3') wird der Straßenzustand wie beispielsweise Nebel, Regen, Schnee, Straßenglätte, Kettenpflicht usw. aufgenommen. Die Daten des

Informationsgebers (2) sowie der Aufnahmesensoren (3,3') werden digital einer Leitstelle (4) zugeführt. In dieser Leitstelle (4) werden diese Daten zu einem Datensatz umgewandelt.

Selbstverständlich können in der Leitstelle (4) auch analoge Daten händisch eingegeben werden, was mit dem Pfeil (20) angedeutet ist.

Diese verarbeiteten und aufbereiteten Daten werden an die Verbraucherinformationsquellen (5) weitergegeben. Unter Verbraucherinformationsquellen wird beispielsweise die Einsatzfahrzeugzentrale (5') verstanden. Ferner können diese Daten zur Autofahrerinformation, zur Planung bzw. zur direkten Verkehrsbeeinflussung (5") herangezogen werden. So werden beispielsweise Hinweisschilder (16) direkt angesteuert.

Die Beeinflussung des Verkehrs erfolgt in zwei Kategorien, durch

- Gebote und Verbote mit bindendem Charakter im Sinne der STVO (direkte Beeinflussung)

- Hinweise und Empfehlungen, deren Befolgung im Ermessen des Autolenkers liegen

(indirekte Beeinflussung)

Während die direkte Beeinflussung des Autofahrers auf Grund der derzeit gültigen Gesetzesläge stark beschränkt bleibt auf Wechselverkehrszeichen, Lichtsignalanlagen und Weisungen der Aufsiehtsorgange, gibt es in der zweiten Kategorie der indirekten Beeinflussung wesentlich mehr Spielraum. In dieser Kategorie unterscheidet man grundsätzlich zwei mögliche Informationsarten, die passive und aktive Information. Bei der passiven Information des Lenkers werden dem Lenker ohne sein

Zutun die für den eben befahrenen Streckenabschnitt relevanten Informationen, sei es über Durchsagen, sei es durch entsprechende Hinweisschilder, zur Kenntnis gebracht, während bei den aktiven Informationen der Autofahrer aktiv die gewünschte Information über einen bestiamten Streckenabschnitt auswählt. Durch diese Aufgliederung der Informationen und Maßnahmen und durch die Einführung entsprechender Erfassungsmethoden der Verkehrsdaten sowie einer im Anschluß beschriebenen zentralen Datenhaltung wird sichergestellt, daß die richtigen Informationen zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort anstehen.

Um nun diese Bedingung zu erfüllen, wird die Leitstelle (4) in Fig. 2 näher beschrieben. Die Leitstelle (4) besteht im Prinzip aus dem Prozeßrechner (9) der drei Speicher(6,7,8) aufweist. In den ersten Speicher (6) werden die vom Informationsgeber (2) und von den Aufnahmesensoren (3,3') könnenden aktuellen Daten aufgenommen. Der zweite Speicher (7) enthält die zeitlich zurückliegenden Daten aus dem ersten Speicher (6). Im dritten Speicher (8) sind die durch Verknüpfung (10) der Daten aus dem ersten und dem zweiten Speicher (6,7) ermittelten, abgelegt. Die in diesem dritten Speicher (8) abgelegten Daten stellen die aktuellen Maßnahmen wie beispielsweise Sperren, Umleitungen etc. dar.

Der Prozeßrechner ( 9 ) führt aus den Daten des ersten Speichers (6) und/oder des dritten Speichers (8) eine zyklische (11) oder spontane Bewertung (12) durch. Bei der spontanen Bewertung (12) erfolgen Sofortmaßnahmen in Form von beispielsweise Warnungen (13). Bei der zyklischen Bewertung (11) erfolgen Informationsausgaben (14) wie beispielsweise Alternativrouten. Außerdem können die Sofortmaßnahmen über Rücknahmen (15) gelöscht werden. Natürlich sind die gespeicherten Daten bei einem Interrupt des Prozeßrechners (9) auslesbar.

Wie bereits oben erwähnt, steuert die Verbraucherinformationsquelle (5) zur direkten Verkehrsbeeinflußung Hinweisschilder (16), die beispielsweise als Vorwegweiser eingesetzt sind. Gemäß der Fig.3 ist ein derartiges Hinweisschild (16) dargestellt. Diese Hinweisschilder (16) weisen als Hintergrund die Straßenzüge bzw. Segmente (1,1') der Landkarte auf. über faseroptische, in der Sichtfläche des Hinweisschildes (16) endende Kabel (17,17') erfolgt eine lichttechnische Hervorhebung, wobei dieses Kabel (17,17') von einer Lichtquelle (18,18'), die verschiedenfarbige Filter (19,19') aufweist, ausgeleuchtet werden. Die Lichtquelle (18,18') bzw. deren Filter (19,19') können direkt von der Verbraucherinformationsquelle (5) gesteuert werden.

Ferner können die zentralen Daten der Leitstelle (4) über das bestehende Bildschirmnetz verteilt werden. Somit ist diese zentrale Datei von jedem Bildschirmtextterminal abfragbar. In der Bildschirmtextzentrale sind zwei verschiedene Informationsseiten angelegt: der Seitentyp A, der alle unveränderlichen Daten wie z.B. geographische Lage, Ortsnamen, Straßeήnummern udgl. enthält, und der Seitentyp B, der die variablen Daten der einzelnen Straßensegmente enthält, d.s. Verkehrsdichte und die besonderen Verkehrsbedingungen.

Abschließend wird noch ein weiterer Zwischenschritt am Weg in die Zukunft aufgezeigt: ein automatischer Telefontonbanddienst, wo nach Anwahl einer bestimmten Rufnummer ein Datensatz in gleicher Weise den Autofahrer über den Zustand der jeweiligen Strecke informiert. Diese Information kann auch von einem mobilen Autotelefon abgefragt werden.

In der näheren Zukunft, könnte dieser Datensatz über die einzelnen Straßensegmente in etwas modifizierter Form (umgeschlüsselt) als digitale Zusatzinformation zum bestehenden Verkehrsfunk ausgestrahlt werden. Im neuen Autoradio erfolgt eine Auswahl aus diesen digital übertragenen Telegrammen entsprechend der am Empfänger eingestellten Streckenkennung.

Die ausgewählte Information wird im Autoradio in die jeweilige Sprache des Autofahrers umgesetzt.

Claims

Patentansprüche

1. System zur besseren Ausnutzung der bestehenden Verkehrsflächen, wobei die Straßen in einzelne Segmente aufgeteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Segment (1,1'), insbesondere jeder Fahrtriehtung,mindestens ein Informationsgeber. (2) und

Aufnahmesensoren (3,3') zugeordnet sind, deren Daten digital einer, auch individuell eingebende weitere Daten aufnehmenden Leitstelle (4) zuführbar sind und daß in dieser Leitstelle (4) für alle Daten die Ver- arbeitung bzw. Aufbereitung für die Weitergabe an die Verbraucherinformationsquellen (5) wie beispielsweise an die Einsatzfahrzeugzentrale (5'), als Autofahrerinformationsgrundlage, zur direkten Verkehrsbeeinflussung (5"), etc. erfolgt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsgeber (2) die Straßennumroer, die Segroentnuπiaer und die Fahrtrichtung und mittels der Aufnahmesensoren (3,3') den Verkehrszustand wie beispielsweise die Verkehrsstärke bzw. die Verkehrs- dichte und/oder den Straßenzustand, wie beispielsweise Nebel, Regen, Schnee als digitale Daten an die Leitstelle (4) periodisch weitergibt.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstelle (4) sowohl die digital als auch die analog eingegebenen Daten erfaßt, verarbeitet, entsprechend in einen Datensatz umwandelt und an die Verbraucherinformations- quelle (5) als analoge oder digitale Daten abgibt.

4. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstelle (4) aus einem Prozeßrechner (9) mit mindestens drei Speichern (6, 7, 8) besteht, wobei im ersten Speicher (6) die aktuellen Daten der Informationsgeber (2), sowie der Aufnahmesensoren ( 3,3'), der zweite Speicher (7) die zeitlich zurückliegenden Daten aus dem ersten Speicher ( 6 ) enthält und im dritten Speicher (8) die durch Verknüpfung (10) der Daten aus dem ersten (6) mit jenen aus dem zweiten Speicher (7) ermittelten, abgelegt sind, welche die aktuellen Maßnahmen, wie beispielsweise Warnungen, Umleitungen etc. darstellen.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeßrechner (9) aus den Daten des ersten Speichers (6) und/oder des dritten Speichers (8) entweder eine zyklische (11) oder spontane Bewertung (12) durchführt, wobei bei der spontanen Bewer- tung (12) Sofortmaßnahraen, wie zum Beispiel

Warnungen, Sperren etc. (13) und bei der zyklischen Bewertung Informationsausgaben (14) oder Rücknahmen (15) erfolgen und daß bei einem Interrupt des Prozeßrechners (9) die gespeicherten Daten auslesbar sind.

6. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbraucherinformationsquelle (5) zur direkten Verkehrsbeeinflussung Hinweisschilder (16), die als Vorwegweiser eingesetzt sind, direkt steuert.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Hinweisschild (16) als Hintergrund die

Straßenzüge der Landkarte oder einen Ausschnitt der Landkarte aufweist und diese Straßenzüge, insbesondere die einzelnen Segmente (1,1') lichttechnisch hervorhebbar sind.

8. System nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lichttechnische Hervorhebung über faseroptische in der Sichtfläche des Hinweisschildes (16) endende Kabel (17,17') erfolgt.

9. System nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die faseroptischen

Kabel (17,17') eines Segments (1,1') von einer Lichtquelle (18,18'), die verschiedenfarbige Filter (19,19') aufweist, ausleuchtbar sind.

10. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Filter (19,19') vor der Lichtquelle (18,18') und die Steuerung der Lichtquelle (18,18') selbst von der VerbraucherInformationsquelle (5) erfolgt.

11. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Prozeßrechner (9) ausgelesenen, gespeicherten Daten als Farbinformation für computergespeicherte Landkarten eingebbar sind.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Computergespeicherten Landkarten über Bildschirmtext verbreitbar sind.