DE69913944T2

DE69913944T2 - Verfahren und Mittel für Netzsteuerung von Verkehr

Info

Publication number: DE69913944T2
Application number: DE69913944T
Authority: DE
Inventors: Kjell Olsson
Original assignee: Dinbis AB
Current assignee: Dinbis AB
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2019-01-16
Also published as: SE9800280L; US6496773B1; JP2002503859A; EP1057155A1; ATE257263T1; SE9800280D0; SE510430C2; DE69913944D1; EP1057155B1; WO1999041726A1

Description

Die Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Mittel zum Aufrechterhalten und Nutzen einer großen Kapazität in einem Straßennetz. Sie umfasst, das Verfahren während solcher Zeitperioden durchzuführen, in denen große Verkehrsvolumina vorliegen und Bedarf an großen Kapazitäten besteht. Das Verfahren konzentriert sich auf das Reduzieren von Blockierungen und Blockierungsgefahren von Verkehrsflüssen auf Verbindungsstraßen in einem Straßennetz. Ein Verfahrensschritt ist die Begrenzung des stromaufwärts vorhandenen Verkehrsflusses zum Reduzieren der Gefahr der Blockierung einer stromabwärts liegenden Verbindungsstraße. Das Verfahren verwendet mehrere Verfahrensschritte auf unterschiedlichen Ebenen. Diese Schritte wirken zusammen, um eine Verkehrsleitung zu ermöglichen, welche in Echtzeit mit Verkehrsnetzfunktionen wirkt.
Hintergrund
Stand der Technik
Verkehrsvolumina sind während der Hauptverkehrszeiten groß, und Staus bauen sich auf dem Straßennetz innerhalb und außerhalb großer Städte auf. Es ist schwierig, Platz für mehr Straßen zu schaffen, und diese sind teuer zu bauen. Durch Verwendung fortschrittlicher Informationstechnik kann die momentane Kapazität des Straßennetzes effizienter verwendet werden und größere Verkehrsvolumina können mit weniger Hinzufügungen von neuer Straßenkapazität geleitet werden.
Dieses Thema wird durch das große Interesse reflektiert, das IST, Intelligenten Transportssystemen innerhalb der EU, USA und Japan und anderen während der neunziger Jahren gewidmet wurde.
Es sind jedoch noch keine Lösungen bekannt, aus welchem Grunde große Geldsummen in die Forschung in diesem Gebiet gesteckt und verschiedene Ideen untersucht werden.
Traditionell hat man versucht, Kapazitätsprobleme im Straßennetz durch Bauen von mehr Straßen und Ergreifen von Maßnahmen an denjenigen Punkten zu lösen, wo die Probleme auftreten. Wenn lange Staus auf einer Straße stromaufwärts einer Kreuzung vorhanden sind, versucht man, die Passierbarkeit durch die Kreuzung für die Autos auf dieser Straße zu verbessern. Dies ist die traditionelle Art, Verkehrsprobleme zu betrachten. Die Probleme sind Engstellen in dem Straßennetz. An diesen Punkten entstehen Verkehrsstaus, und dann wird es als die Lösung angesehen, die Kapazität an diesen Punkten zu vergrößern.
Mit der Kenntnis von Verkehr und den Netzcharakteristiken von Verkehr erscheint die traditionelle "punktorientierte" Art von Arbeit oberflächlich und liefert Mängel. Die resultierenden "Lösungen" können größere Probleme als die berücksichtigten Probleme erzeugen. Ein Beispiel ist im folgenden aufgeführt.
Es ist gewöhnlich, dass es Staus an den Zufahrtsstraßen großer Städte während der Morgenstoßzeiten gibt. Ein Stau kann an einer Engstelle entstehen, z. B. an einer Einfahrt zu einer Zufahrtsstraße, und man kann die Passierbarkeit hier z. B. durch Hinzufügen einer zusätzlichen Spur vergrößern Der resultierende vergrößerte Verkehrsfluss kann an einer "neuen" Engstelle nahe stromabwärts zum Erliegen kommen, wodurch jetzt hier Staus erzeugt werden. Der Stau an dieser neuen Position kann größere Verkehrsprobleme als der Stau an der ersten Position erzeugen.
Es besteht Bedarf an einer stärker systemorientierteren Arbeitsweise zum Lösen von Verkehrsproblemen in Straßennetzen.
In der Literatur beschriebene Verfahren betreffen hauptsächlich Ampelsignalsteuerungen von Kreuzungen. Die meisten der Verfahren sind punktorientiert und betreffen eine Optimierung einer Kreuzung für vergrößerte Kapazität. Es gibt ferner verschiedene Verfahren, die Steuerungen einiger Kreuzungen entlang einer größeren Verkehrs- "Ader" verbinden, um eine synchronisierte Steuerung dieser Kreuzungen zu erzeugen, einen Typ von "grüner Welle". Die grüne Welle ist jedoch eine "Lösung", die sich auf einen von vielen Aspekten für ein Straßennetz konzentriert, wie die entsprechende "punktorientierte" Arbeitsweise. Die negativen Konsequenzen für Verkehr können groß werden. Es ist auch gewöhnlich, Verfahren von z. B. "grüner Welle" zu unabhängiger Kreuzungssteuerung abzuändern, abhängig von der Verkehrslast. In diesen Fällen entsteht ein Dilemma bei der Nutzung der vollständigen Kreuzungskapazität. Für zeitplangesteuerte Kreuzungen sollte ein vollständiger Ausfahrtsverkehr bei Grünphase von jeder Einfahrt zu der Kreuzung erfolgen. Dies kann durchgeführt werden, wenn jede Verbindungsstraße Staus enthält, die die gesamten grünen Zeitperioden mit passierenden Autos beliefern. Staus sind unter anderen Gesichtspunkten betrachtet jedoch nicht erwünscht. Sie erhöhen die Fahrzeiten (und die Magensäure des Fahrers).
Es gibt Kreuzungssteuerungen, die in einem größeren Ausmaß die Längen der Grünphasen gemäß der Menge von Autos anpassen, die sich auf der Straße befinden. Durch Messen des Verkehrsflusses etwas stromaufwärts weiß man, ob mehr Autos ankommen, und kann die Grünphasen dementsprechend verlängern. Auf diese Weise kann mehr grüne Zeit von einer Verbindungsstraße, die ihren Anteil nicht benötigt, zu einer Verbindungsstraße übernommen werden, die mehr benötigt.
Kurz gesagt, es hat große Bemühungen gegeben, die sich auf den Erhalt einer vergrößerten Passierbarkeit durch Kreuzungen konzentrierten. Es ist auch eine natürliche Konsequenz der Sache, dass eine ampelsignalgesteuerte Kreuzung nur 20–40% der Zufahrtskapazität liefert. Variationen in der Kapazität hängen ab von der Kreuzungsauslegung, dem Anteil von Linksabbiegungen, Sicherheitsaspekten und der verwendeten Zeitplanmethode. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner das Bereitstellen großer Ka pazitäten. In der Erfindung dominiert jedoch die Netzorientierung und systemorientierte Lösungen werden erfunden. Diese Lösungen berücksichtigen die Netzkapazität in einer Leitungskoordinierungsweise. Ferner ist in der vorliegenden Erfindung die Kapazität einer einzigen Kreuzung von Interesse. Aber dann bezieht sie sich auf andere Anforderungen und Bedingungen.
Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich bereits beim Anwenden einer anderen Problemsicht auf Verkehr verglichen mit der oben beschriebenen traditionellen. Die Erfindung umfasst eine neue Art der Erwägung von Verkehrsproblemen, eine neue Art zum Leiten von Verkehr und eine neue Art zum Lösen von Verkehrsproblemen.
Wir werden beginnen, einige Verkehrsprobleme zu betrachten, und wir beginnen einfach mit den mit Kreuzungen verknüpften Problemen, da solche Dinge oben erörtert wurden.
Die Problemsicht der Erfindung
Beispiel von Verkehrsproblemen.
Lassen Sie uns eine ampelsignalgesteuerte Kreuzung auswählen.
Eine in die Kreuzung einmündende Verbindungsstraße besteht aus zwei Spuren, welche am nächsten zu der Kreuzung mit einer zusätzlichen dritten Spur für die Autos erweitert worden sind, die nach links abbiegen. Diese zusätzliche Spur hat Platz für fünf Autos in einer Reihe. Wenn das Signal für die geradeaus fahrenden Autos grün ist, ist es rot für die links abbiegenden Autos. Wenn die Linksabbiegespur voller Autos ist, muss der Rest der links abbiegenden Autos sich in der gewöhnlichen linken Spur anstellen, aus welchem Grunde nur eine Spur für die Geradeausfahrenden gelassen wird. Dann wird die Passierbarkeit halbiert, und die Autos, die keine Zeit zum Passieren während der Grünphase erhalten, stellen sich in beiden Spuren an.
Wenn es für Linksabbieger grün ist, können die Autos in der Linksabbiegespur die Kreuzung passieren. Die dahinter in der Schlange angehaltenen Autos können die sich anstellenden Autos vor sich nicht passieren und können daher nicht die Grünphase zum Linksabbiegen nutzen. Neue Autos werden von der stromaufwärts liegenden Kreuzung in die Verbindungsstraße gelassen. Diese Autos werden der Schlange hinzugefügt. Wenn das Ampelsignal erneut zum Geradeausfahren grün wird, ist die Passierbarkeit erneut reduziert, nachdem die Linksabbiegespur gefüllt worden ist. Linksabbiegende Autos blockieren den "geradeaus fahrenden" Verkehrsfluss und "geradeaus fahrende" Autos blockieren den Linksabbiegeverkehr. Die Kapazität aus der Verbindungsstraße heraus sinkt, und wenn die Kapazität und der Verkehrsfluss in die Verbindungsstraße unverändert ist, wächst die Schlange auf der Verbindungsstraße an, bis die Schlange die gesamte Verbindungsstraße bedeckt. Dann können Autos von der stromaufwärts liegenden Kreuzung nicht in die Verbindungsstraße einfahren, obwohl die Ampel für die Zufahrtsstraßen zu dieser Kreuzung grün ist. Dies führt zu Schlangen angehaltener Autos auf den Zufahrtsstraßen, obwohl das Signal grün ist. Diese Schlangen blockieren ihrerseits diejenigen Autos auf den Zufahrtsstraßen, die zu anderen Straßen aus der Kreuzung herausfahren wollen. Dadurch kann der Ausfahrtsverkehr von allen drei Zufahrtsstraßen blockiert werden, und ihre jeweilige Kapazität wird sehr niedrig, aus welchem Grunde die Schlangen auf diesen drei Verbindungsstraßen sehr schnell anwachsen und ihre jeweilige stromaufwärts liegende Kreuzung erreichen, welche ihrerseits blockiert wird, wodurch ihre drei Zufahrtsstraßen blockiert werden und so weiter.
Es ist zu beachten, dass der Blockiereffekt einen sehr großen Verstärkungseffekt bezüglich der Absenkung der Kapazität ergibt. Sagen wir beispielsweise, dass die Kapazität der ersten Verbindungsstraße (1) in dem obigen Beispiel auf 2/3 reduziert wird. Die stromaufwärts liegende Zufahrtsstraße (2), die rechtsabbiegende Autos in die erste Verbindungsstraße einschließt, kann weiter reduzierte Kapazität erhalten. Wenn rechtsabbiegende Autos aus 20% des Verkehrsflusses der Verbindungsstraße (2) bestehen, und 2/3 in die Verbindungsstraße (1) passieren können, ergibt dies zuerst eine Senkung des gesamten Verkehrsflusses auf Verbindungsstraße (2) von nur 20% von 1/3 = 1/15. Aber die restlichen 14/15 des Verkehrsflusses können die Kreuzung nicht frei passieren, da rechtsabbiegende Autos anstehen und eine der zwei Spuren blockieren. Wenn die restlichen 80% des Anfangsflusses auf eine Spur begrenzt werden, kann die Gesamtkapazität um etwa weitere 30% reduziert werden, was implizieren kann, dass der Ausfahrtsverkehr aus der Verbindungsstraße nun auf etwa 20% der Grundkapazität der Verbindungsstraße begrenzt ist (60% bezüglich des Knotenpunkts – oder weniger wenn auch linksabbiegende und geradeaus fahrende Autos einander blockieren). Dies gilt, wenn (2) zwei Spuren aufweist. Auf kleineren Straßen mit nur einer Spur kann die Blockierung die Kapazität mit 40% reduzieren, d. h. der Ausfahrtsverkehr aus der Verbindungsstraße ist klein und Schlangen können sehr schnell stromaufwärts zu der nächsten Kreuzung anwachsen, etc.
Wir sehen, dass Blockierungen große Kapazitätsabsenkungen in einem Straßennetz verursachen können. Kapazitätssenkungen weiten sich auch einfach von einer Quelle auf einer Verbindungsstraße auf gesamte Bereiche des Straßennetzes aus. Es ist nicht erforderlich, dass ein Umfall oder ein defektes Auto vorliegt, das die Blockierung verursacht. Die natürliche Ursache in unseren Stadtbereichen mit großen Verkehrsvolumen ist Verkehrsüberlastung. Der Verkehrszufluss ist größer, als es die Verbindungsstraße oder die Kreuzung bewältigen kann. Siehe das folgende Beispiel.
Wir untersuchen die Bedingungen in einer Kreuzung von vier Straßen. Es gibt einen Zeitplan für die Verkehrsampelsteuerung, die an den normalen Verkehrsfall und die normale Verteilung von Verkehrsflüssen durch die Kreuzung angepasst wurde. Die wirkliche Verkehrsverteilung variiert jedoch und unterscheidet sich statistisch beträchtlich von der durchschnittlichen Verteilung. Diese Tatsache ist während solcher kurzen Zeitperioden wie die Grünphasen von Verkehrsampeln bemerkbar, d. h. in der Größenordnung von 30 Sekunden und weniger. Es bedeutet, dass der in eine Verbindungsstraße (1) einfahrende integrierte Verkehrsfluss aus drei Zufahrtsverbindungsstraßen (2, 3, 4) statistisch bedeutend größer als die durchschnittliche Verteilung sein kann. Wenn dieser Verkehrsfluss in (1) einfahren gelassen wird, ist der Zufahrtsverkehr größer als der Ausfahrtsverkehr von (1) und eine Schlange baut sich auf (1) auf, mit möglichen Blockierungskonsequenzen als eine Folge. Durch Begrenzung des Ausfahrtsverkehrs von (2, 3, 4) durch die Verkehrsampeln gibt es stattdessen Schlangen auf diesen Verbindungsstraßen mit möglicher Blockierung von Verkehrsflüssen als eine Folge. Die Blockierungen senken die Ausfahrtskapazität von den Verbindungsstraßen, aus welchem Grunde die Schlangen verlängert und die Blockierungen aufrechterhalten bleiben und sich über das Netz ausweiten.
Um eine auf einer Verbindungsstraße entstandene Blockierung zu beseitigen, muss der Verkehrsfluss in die Verbindungsstraße unter die Größe des Ausfahrtsverkehrs reduziert werden, und da die Blockierung den Ausfahrtsverkehr reduziert hat, sind wesentliche Reduzierungen des Zufahrtsverkehrs erforderlich. Diese Reduzierungen des Zufahrtsverkehrs zu der Verbindungsstraße bedeuten Reduzierungen von Ausfahrtsverkehr für eine oder mehrere stromaufwärts liegende Verbindungsstraßen. Dadurch bauen sich Schlangen auf und Blockierung kann auf diesen Verbindungsstraßen entstehen, wodurch der Zufahrtsverkehr zu diesen Verbindungsstraßen reduziert werden muss und so weiter.
Die Erfindung betrifft eine Lösung für das oben angeführte Problem, Blockierung von Verkehr. Ein Teil konzentriert sich auf rechtzeitige Reduzierungen des Zufahrtsverkehrs, bevor Blockierungen entstanden sind. Dann sind weniger Korrekturen erforderlich, und Maßnahmen können lokal ohne größere Konsequenzen für andere Teile des Netzes ergriffen werden.
Wir sehen von dem obigen Beispiel, dass es nicht nur Unfälle sind, die Verkehrsprobleme verursachen. Sondern auch natürliche kurzfristige Variationen in Verkehrsflüssen sind zum Verursachen von Behinderungen ausreichend, welche ihrerseits Blockierungseffekte verursachen. Diese können groß wachsen und sich über das Netz ausweiten. Und man muss nicht voraussetzen, dass etwas Ungewöhnliches geschehen muss. Es ist ausreichend bei den großen Verkehrsflüssen auf den Straßen in die Stadt an jedem Morgen, dass Staus hier und dort entstehen. Dies ist an sich nicht sehr schwerwiegend. Die großen negativen Konsequenzen werden erhalten, wenn diese Staus Blockierungen erzeugen. Dann nimmt das Stauwachstum rapide zu und neue Blockierungen werden erzeugt.
Blockierungen weiten sich über das Netz aus. Das Ergebnis ist in den Hauptverkehrszeiten am Morgen zu sehen. Wenn wir die große Kapazität des Straßennetzes am meisten benötigen, ist der Verkehr blockiert und die verwendbare Kapazität ist auf ihrer niedrigsten Größe.
Wenn sich ein Stau stromaufwärts eines Knotenpunkts aufgebaut hat und den Knotenpunkt blockiert, nützt es nichts, wenn der Knotenpunkte mit irgendwelchen der oben beschriebenen Ampelsignalsteuerungen ausgestattet ist. Es nützt nichts, grünes Licht zu zeigen, wenn sich der Verkehr sowieso nicht vorwärts bewegen kann.
Nach der erfindungsgemäßen Problemsicht, sind die bekannten Verkehrskonzepte und Vorschläge für Lösungen hauptsächlich auf die Symptome der Probleme oder auf bedeutungslose Probleme gerichtet. Die meiste der fortschrittlichen Arbeit, um die Kapazität an ampelsignalgesteuerten Kreuzungen fein abzustimmen, wird bei realen Überlastungssituationen und Blockierungen nutzlos.
Einfach ausgedrückt, basieren die traditionellen Verfahren der auf Arbeiten, stromabwärts mit dem Verkehr zu arbeiten. Z. B. aufeinanderfolgende Entfernung von Engpässen, wodurch der Verkehrsfluss stromabwärts vergrößert wird, bis er durch einen neuen Engpass eingefangen wird. Diese Strategie hat keinen Erfolg, bis das gesamte Netz überall auf eine so große Straßenkapazität erweitert ist, dass Verkehr, nicht einmal beim Erreichen seiner schlimmsten Spitzen, nirgendwo die Kapazitätsgrenze erreicht. Es ist und war in den letzten Jahrzehnten unrealistisch, diesen Fall für große Städte zu erreichen.
Die gewöhnliche Einstellung von Verkehrsplanern ist "Aufgeben", wobei sie sagen, dass sie die Staus aufgrund Erhöhung der Passierbarkeit, der Verkehrsanstiege nicht beseitigen können und dass es sowieso Staus geben wird.
Grundprinzipien der Erfindung und Lösungen von Verkehrsproblemen
Der Erfindung zufolge besteht die erfolgreiche Strategie im Arbeiten mit Leitsystemen bei der Steuerung von Verkehr, und anschließendem Arbeiten entgegengesetzt der traditionellen Weise. Ein Hauptprinzip besteht im Arbeiten stromaufwärts gegen die Richtung des Verkehrs.
Einfach gesagt, soll das System nicht mehr Verkehr in eine Verbindungsstraße oder durch einen Knotenpunkt durchlassen, als die folgende Verbindungsstraße oder der folgende Knotenpunkt bewältigen kann. Dies bedeutet, dass die Steueranforderungen stromaufwärts übertragen werden. Der Ausfahrtsverkehr aus einer Verbindungsstraße muss möglicherweise begrenzt werden, da eine stromabwärts liegende Verbindungsstraße nicht den gesamten Zufahrtsverkehr bewältigen kann. Wenn dieser Verbindungsstraßenausfahrtsverkehr jedoch begrenzt gestaltet wird, muss auch dieser Verbindungsstraßenzufahrtsverkehr entsprechend begrenzt werden, und dadurch müssen möglicherweise auch stromaufwärts liegende Verbindungsstraßen begrenzt werden. Diese stromaufwärts erfolgende Rückmeldung von Verkehrsflussbegrenzungen ist erforderlich, um Erzeugung von Blockierungen zu verhindern. Blockierungen verteilen sich auch stromaufwärts. Daher muss die Verkehrssteuerung schneller sein, und schneller stromaufwärts weitergeleitet werden, als die Blockierungen sich ausweiten.
Das Grundprinzip für Verkehrssteuerung ist: nicht mehr Verkehr einlassen als herausfahren kann. Dies bedeutet folglich, dass es interessant ist, zu versuchen, den "Ausfahrtsverkehr" zu vergrößern. In einem solchen Fall kann mehr Verkehr eingelassen werden. Die Frage, ob mehr Verkehr eingelassen werden kann, ist jedoch nicht so einfach, wenn lediglich der Ausfahrtspunkt betrachtet wird, welches die traditionelle Weise ist, und kann, wie oben gesagt, zu fortschreitenden Optimierungen z. B. einer Kreuzungssteuerung zum Vergrößern des Ausfahrtsverkehrs von einer Verbindungsstraße führen.
Nein, zuerst muss man das stromabwärts liegende Straßennetz untersuchen. Wird dies in der Lage sein, den vergrößerten Zufahrtsverkehr zu bewältigen, der die Folge des genannten erhöhten Ausfahrtsverkehrs sein wird? Wenn die Antwort nein ist, kann das Ergebnis der Feinabstimmung der genannten Kreuzungssteuerung – (nicht bedeutungslos) – aber negativ sein. Wenn sie durchgeführt werden würde, würde sich ein Stau bis zur Kreuzung ausbauen und diese blockieren. Dadurch erhält die Kreuzung noch weniger Kapazität, als sie zu Beginn aufwies, und anstatt einen vergrößerten Ausfahrtsverkehr zu erhalten, erhält sie einen verkleinerten Verkehrsfluss. Das Ergebnis wird daher entgegengesetzt zu dem, was der Zweck war.
Dem Grundprinzip zufolge soll das Leitsystem stattdessen sehr schnell eine stromaufwärts gerichtete Rückmeldung des reduzierten Ausfahrtsverkehrs vornehmen, und den Zufahrtsverkehr zu der Verbindungsstraße durch Begrenzen des Ausfahrtsverkehrs von stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen begrenzen.
Und das Leitsystem muss schnell reagieren, bevor Staus und Blockierungen sich weiter nach stromaufwärts ausgeweitet haben.
Erst wenn stromaufwärts vorhandene Verkehrsflüsse so stark reduziert wurden, dass die Staus begonnen haben, sich abzubauen, und die Ausgangsblockierung sich aufgelöst hat, können die Verkehrsflüsse erneut auf die Ausgangsgröße vergrößert werden.
Eine Vorbedingung zum Erhöhen des Verkehrsflusses an einem Punkt besteht darin, dass stromabwärts liegende Teile des Straßennetzes den zusätzlichen Verkehrsfluss bewältigen können. Dies entspricht absolut dem Grundprinzip und impliziert, dass die Steueranforderungen in der stromaufwärts liegenden Richtung angewendet werden.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Der Zweck: Die Erfindung ermöglicht die Lösung der großen Verkehrsprobleme, welche den Verkehr in den großen Stadtbereichen von heute charakterisieren. Die Erfindung identifiziert das Hauptproblem und schafft ein Verfahren und Mittel zur Lösung des Hauptproblems.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Mittel zum Aufrechterhalten und Nutzen einer großen Kapazität in einem Straßennetz. Sie umfasst, das Verfahren während solcher Zeitperioden durchzuführen, in denen das Verkehrsvolumen und der Bedarf an Kapazität groß sind. Das Verfahren konzentriert sich auf Reduzierung von Blockierungen und Gefahr von Blockierungen von Verkehrsflüssen auf Verbindungsstraßen in einem Straßennetz. Ein Verfahrensschritt besteht in der Begrenzung von stromaufwärts vorhandenen Verkehrsflüssen zum Reduzieren von Blockierungsgefahren von stromabwärts liegenden Verbindungsstraßen. Das Verfahren verwendet mehrere Verfahrensschritte auf verschiedenen Ebenen. Diese Schritte wirken zusammen, um Verkehrsleitung zu ermöglichen, die in Echtzeit mit netzcharakteristischen Funktionen von Verkehr arbeitet.
Ebene 1: Bestimmung von Zuteilungen für einzelne Verbindungsstraßen in dem Straßennetz.
Dieser Verfahrensschritt erzeugt Zuteilungen für die Verbindungsstraßen. Die Zuteilungen entsprechen der tatsächlichen durchschnittlichen Verkehrsanforderung für die Zeitperiode (dem Grundbedarf), und der Verfahrensschritt ergibt eine wirksame Nutzung des Straßennetzes. Wenn der Verkehr gemäß den gegebenen Zuteilungen geleitet wird, wird die Gefahr von Überlastung und Verkehrszusammenbrüchen gesenkt. Die Gefahr, dass sich Staus ausbauen und die Verkehrsflüsse blockieren, wird auch reduziert. Kreuzungssteuerungen sind die jeweiligen Zuteilungseinstellungen zugewiesen worden, welche darauf zielen, die Zuteilungswerte für die Verbindungsstraßenflüsse aufrecht zu erhalten. Der Ausfahrtsverkehr aus eintretenden Verbindungsstraßen zu einem Knoten punkt wird begrenzt, so dass der Zufahrtsverkehr zu den Ausfahrtsverbindungsstraßen die jeweilige Zuteilung überschreitet.
Beispiel: Die Teilflüsse einer Verbindungsstraße können sehr schief sein, z. B kann die Geradeausrichtung St unproportional groß verglichen mit den Richtungen nach links. Le, und rechts Ri. sein. Mit Richtung ist die Richtung des Ausfahrtsverkehrs an dem Knotenpunkt gemeint. Die Richtung Le zeigt daher nach links abbiegende Autos an, in die linke Ausfahrtsverbindungsstraße. St zeigt diejenigen an, die in der gleichen Richtung auf der Ausfahrtverbindungsstraße über den Knotenpunkt fortfahren. Die Verkehrsleitung wird dann den St.-Verkehrsfluss auf seine Zuteilung begrenzen und mehr grüne Zeit für Le und Ri liefern, als Autos vorhanden sind. Eine Folge kann sein, dass eine Anzahl ursprünglicher St.-Fahrer es bevorzugen würde, Le oder Ri zu verwenden, anstatt in Schlangen auf St. zu warten. Die Routenwahl ist weniger kritisch für einige Fahrer als für andere. Hierdurch wird eine natürliche Verteilung von Verkehrsflüssen auf andere Straßen erhalten, wenn der Verkehrsfluss auf einer Verbindungsstraße zu groß ist. Das Straßennetz wird besser genutzt werden, wobei gleichzeitig blockierende Schlangen vermieden werden.
Bei der Leitung von Verkehr zur wirksamen Verwendung des Straßennetzes können Informationen an Fahrer an ausgewählten Positionen in dem Straßennetz gegeben werden, vorzugsweise weit stromaufwärts von dem Engpass, zu dem man den Verkehrsfluss senken will. Dies kann durch Informationen auf Zeichen über aktuelle Verkehrsbedingungen erfolgen. Probleme und Maßnahmen, die täglich wiederholt werden, werden durch die Fahrer erlernt, die sich auch selbst anpassen. Mit der Zeit wird ein Verkehrsfluss auf dem Straßennetz erhalten, der besser an die Zuteilungsverteilungen angepasst ist, und dadurch wird das Netz besser genutzt.
Die obige Beschreibung gibt eine grobe und idealisierte Ansicht der Realität. Es ist viel schwieriger als dies, die tatsächlichen Verkehrsprobleme zu lösen. Der die Verwendung von Zuteilungen einschließende Schritt liefert jedoch einen qualifizierten Ausgangspunkt für den folgenden Verfahrensschritt. Die Zuteilungsverteilung und Steuerung lie fern eine Art von durchschnittswertorientierter Steuerung, von der es einfacher ist, Korrekturen dynamisch vorzunehmen, als wenn völlig am Anfang begonnen wird. Zum Liefern von Zuteilungen kann der Verfahrensschritt auf Ebene zwei verwendet werden. Dies ist im Folgenden beschrieben.
Ebene 2. Dynamische Zuteilungen
Die Zuteilungswerte benötigen Korrekturen, die dynamisch an die realen Verkehrssituationen angepasst werden. Die Verkehrsflüsse variieren natürlich statistisch von den Mittelwerten. Außerdem gibt es Variationen, die durch besondere Anlässe wie Fußballspiele, Schulferien und Baustellen verursacht werden. Es gibt Variationen aufgrund des Wetters, die nicht gesteuert werden können, aber bis zu einem gewissen Ausmaß vorhergesagt werden können, und es gibt Unfälle, die weder gesteuert noch vorhergesagt werden können. Es gibt Ursachen für Variationen, die das gesamte Straßennetz beeinträchtigen, z. B. Wetter, und es gibt lokale Unfälle. Unfälle können lokal sehr große Auswirkungen haben und bestimmte Verbindungsstraßen vollständig blockieren. Die Auswirkung eines Unfalls kann sich auch über Gebiete sowohl parallel zu als auch stromaufwärts der zuerst betroffenen Verbindungsstraße ausbreiten.
Daher besteht ein großer Bedarf an Messung und Steuerung des vorliegenden Verkehrs in bezug zu den gültigen Zuteilungen des Straßennetzes. Die Verkehrsvariationen können von langer Dauer sein, Tage und Stunden, in denen das Verkehrsleitsystem Zeit hat, um aufeinanderfolgend die Verkehrsleitung für die neue Situation zu ändern. Der Verkehr weist ferner schnelle statistische Variationen auf, welche lokal und während der kurzen Steuerperioden einen hohen Prozentanteil von Variationen verursachen, zehnfache Prozente.
Die dynamischen Variationen von Zuteilungen sollen den Verkehrsvariationen folgen, und die Zuteilungen werden daher mit unterschiedlich schnellen Zeitkonstanten korrigiert. Daher können gleichzeitig Zuteilungsvariationen innerhalb verschiedener Häufigkeitsbereiche stattfinden.
Beispiel von Messungen.
Der Verkehrsfluss auf einer Verbindungsstraße wird kontinuierlich bezüglich Le. St. und Ri gemessen. Le impliziert, dass dieser Teilfluss in dem Knotenpunkt nach links abbiegen und in die linke Ausfahrtsverbindungsstraße abbiegen wird. Die anderen Teilflüsse verteilen sich auf die Ausfahrtverbindungsstraßen geradeaus und rechts. Durch Messungen erhält das System früh Informationen über die Größe der Verkehrsflüsse auf den stromabwärts liegenden Ausfahrtverbindungsstraßen. Wenn alle Teilflüsse der Zufahrtsverbindungsstraßen gemessen werden, wird der Gesamtverkehrsfluss für jede Ausfahrtverbindungsstraße erhalten. Der Verkehrsfluss zu einer Verbindungsstraße wird aus einem Le von einer Verbindungsstraße, einem St von einer anderen und einem Ri von einer dritten zusammengesetzt. Dies erzeugt Möglichkeiten zum Steuern der Größe von Verkehrsflüssen zu jeder Verbindungsstraße durch Steuern des Verkehrsflusses auf mindestens einer der stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen.
Wenn die Messung früh (stromaufwärts) auf der Verbindungsstraße vorgenommen wird, erhält das System mehr Zeit zur Analyse und Reaktion. Wenn die Messungen zeigen, dass eine stromabwärts liegende Verbindungsstraße einen größeren Zufahrtsverkehr aufweist, als durch die Zuteilung angegeben ist, gibt es mehrere mögliche Maßnahmen:

a: Der gesamte oder ein Teil des Verkehrsflusses kann zu einer stromabwärts liegenden Verbindungsstraße durchgelassen werden, die einen Spielraum zum Bewältigen eines größeren Zufahrtsverkehrs hat:
– a1. Zuteilungsspielraum. Die Zuteilung wird auf einen relativ niedrigen Wert gesetzt, um eine niedrige Blockierungsgefahr beizubehalten. Es ist wahrscheinlich, dass die Verbindungsstraße einen kurzfristigen zusätzlichen Verkehrsfluss bewältigen kann.
– a1. Ausfahrtsverkehrsspielraum. Der Ausfahrtsverkehr wird in Form von Teilflüssen mit anderen Verbindungsstraßen-Teilflüssen zusammengesetzt, um Zufahrtsverkehrsflüsse zu den Ausfahrtverbindungsstraßen des Knotenpunkts zu erzeugen. Es ist wahrscheinlich, dass der stromabwärts liegende Knotenpunkt und Verbindungsstraßen einen kurzfristigen größeren Ausfahrtsverkehr von der Verbindungsstraße bewältigen können.
– a3. Pufferspielraum. Die Verbindungsstraße kann eine zusätzliche Schlange bewältigen, ohne blockiert zu werden.
b: Der gesamte oder ein Teil des Verkehrsflusses wird auf der aktuellen Verbindungsstraße bewältigt, wo die Messung vorgenommen wurde.
– b1. Der Ausfahrtsverkehr wird durch die Verbindungsstraßen-Steuermittel für Ausfahrtsverkehr begrenzt.
– b2. Der Pufferspielraum der Verbindungsstraße wird zum Lagern eines zusätzlichen Volumens verwendet.
– b3. Begrenzung dieser Teilflüsse der stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen, die Teilflüsse des Zufahrtsverkehrs zu der betreffenden Verbindungsstraße sind.
– b4. Bei Bedarf, wird die Maßnahme (b3) weiter stromaufwärts rückgemeldet.

Die schnellen kurzfristigen Maßnahmen der oben aufgeführten Punkte (a) und (b) werden auf Ebene 3 durchgeführt, welche im folgenden beschrieben ist. Auf der Hauptebene, Ebene 2, erfolgt teilweise ein graduelles Aktualisieren von Zuteilungen, teilweise ein graduelles Aktualisieren von ausgewählten Spielraumwerten. Zusätzlich hierzu besteht ein Bedarf an Korrekturen der genannten Zuteilungs- und möglicherweise Spielraumwerte, verursacht durch gelegentliche Änderungen des Verkehrs. Diese Variationen sind unter der Bezeichnung bedingte Variationen zusammengefasst, um sie von den schnellen, oft statistischen "kurzfristigen" Variationen zu trennen, die auf Ebene 3 behandelt werden.
Kurz gesagt: beginnend mit den gültigen Zuteilungen, wird der Verkehr in dem Netz gemessen. Die Zuteilungen werden an den tatsächlichen Verkehr angepasst, teilweise durch graduelles Aktualisieren früherer Zuteilungswerte, teilweise durch dynamisch variable Zuteilungswerte. Die dynamischen Variationen umfassen bedingte Variationen, wie Veranstaltungen, Unfälle, Wetter und mehr oder weniger verkehrsabhängige Ursachen.
Das Verfahren zum Anpassen von Zuteilungen an den tatsächlichen Verkehr kann auch beim Angeben der Zuteilungen auf Ebene 1 verwendet werden. Verschiedene Verkehrssituationen können auf dem betreffenden Straßennetz und dem Leitsystem gemäß der Erfindung simuliert werden, können die Verkehrsflüsse und Zuteilungen gemäß Ebene 2 verteilen. Die Zuteilungsbestimmung kann interaktiv mit einer Bedienungsperson erfolgen, die auch bestimmte Bedingungen beschreiben kann, z. B. eine maximale Benutzung bestimmter Routen, minimale Benutzung z. B. von Straßen in Wohngebieten. Die Bedienungsperson kann z. B. Begrenzungen oder Zuteilungen eingeben, die wesentlich kleiner als die mögliche Kapazität sind.
Auf Ebene 2 wird daher die globale Anpassung der Verkehrsflüsse auf dem Straßennetz durchgeführt, abhängig von der bedingten aktuellen Verkehrssituation oder (aus Sicht des Fahrers) der integrierten Transportanforderung.
Ebene 3. Kurzfristige Variationen
Auf Ebene 3 werden die lokalen schnellen Variationen von Verkehr behandelt. Die Messungen und die Punkte (a) und (b), die oben bei Ebene 2 beschrieben wurden, sind auch die Basis für die Beschreibung auf dieser Ebene. Die Messungen der Verkehrsflüsse auf den verschiedenen Spuren stromaufwärts eines Knotenpunkts zeigen an, wie sich der Verkehr selbst auf der Ausfahrtverbindungsstraße von dem Knotenpunkt verteilt.
Die gemessenen Werte können auch für eine Vorhersage von Verkehrsflussverteilungen in stromabwärts liegenden Knotenpunkten gemäß dem Verfahren im Patent Sv9203474-3 verwendet werden. Die Anforderungen sind kurze Messzeiten und schnelle Maßnahmen zum rechtzeitigen Steuern des Verkehrs zum Vermeiden von Blockierungen. Vorhersagen erzeugen eine Basis für Vorbereitungen und Zeitspielräume. Im folgenden sind einige Zahlenbeispiele angeführt, die die Größenordnungen von Entfernungen und Zeiten in aktuellen Prozessen darstellen. Die Beispiele sind vereinfacht.
Einige Zahlenbeispiele.
Eine Kreuzung hat einen Zeitplan für vier Phasen von insgesamt 100 Sekunden. Während 35 Sekunden hat die jeweilige Hauptrichtung grün: geradeaus (St) plus rechts abbiegen (Ri). Während jeweils 15 Sekunden hat die jeweilige Hauptrichtung grün nur für links abbiegen (Le). Die Gesamtzeit 2*35 + 2*15 = 100 Sekunden umfasst rot-gelb-grün- Wechsel mit Zeitspielräumen für den Verkehr, die Kreuzung zu verlassen, bevor der nächste Verkehrsfluss ankommt. Es sind weder irgendwelche speziellen Fußgängernoch Fahrräderdurchgänge in der Berechnung eingeschlossen. Die effektiven Grünzeiten können daher etwas weniger, z. B. 10% weniger sein, abhängig davon, welche Methode angewendet wird.
Wenn die Verteilung von Verkehr aus einer Verbindungsstraße heraus St: 50%, Le: 20% und Ri: 30% beträgt, dann können höchstens 80% beide Spuren während einer Grünphase von etwa 30 Sekunden verwenden. Dies entspricht 30 herausfahrenden Autos, von denen 19 St und 11 Ri sind. Linksabbiegende haben kaum 14 Sekunden Zeit zum Herausfahren von 7 Autos. Das ergibt 37 Autos in 100 Sekunden, was einen durchschnittlichen Verkehrsfluss von 0,37 Autos/Sekunde ergibt. Der maximale Verkehrsfluss einer Straße mit zwei Spuren beträgt etwa 1,3 Autos/s. Wenn Linksabbiegen in der Kreuzung ausgeschlossen wäre, würde die Kapazität auf etwa 0,47 Autos/s. erhöht werden. Wenn stattdessen die Richtungen zum Linksabbiegen und Geradeausfahren gleiche Anteile der Gesamtflüsse erhalten würden, würde die Kapazität auf 0,22 Autos/s. sinken.
Die obigen Kapazitätswerte werden erhalten, wenn die Ampelsteuerzeiten an die tatsächliche Verkehrsflussverteilung angepasst werden. Die Verkehrsflussverteilung variiert jedoch stark. Dann sinkt die tatsächlich erhältliche Kapazität, Schlangen wachsen an und auch Blockierungen können entstehen. Traditionelle Verkehrsampelsignale haben keine schnelle Aktualisierung von Zeitplänen, aus welchem Grunde die Zeitpläne oft falsch auch an die durchschnittlichen Verkehrsflussverteilungswerte angepasst sind. Dann wird auch die tatsächliche Kapazität niedriger. Die oben genannten Kapazitätswerte gelten auch unter Annahmen, dass die Verkehrsflüsse einander nicht blockieren. Bei Blockierungen können die Verkehrsflüsse viel niedriger als vorhergehend gesagt sein.
Bei einer Geschwindigkeit von 50 km/h fahren Autos etwa 400 m in 30 Sekunden. Gebäudeblöcke in Städten können 100 m, 200 m und länger sein. Wenn der Abstand zwischen Kreuzungen wesentlich kürzer als 400 m ist, müssen ihre Lichtsignale synchronisiert werden. Ansonsten könnte der Zeitplanzyklus gesenkt werden müssen, und dadurch die Effizienz.
Wenn Autos sich stillstehend anstellen, würde eine Schlangenlänge von etwa 150 m vorliegen, die diejenigen Autos abdeckt, welche eine Kreuzung in 30 Sekunden Grünphase passiert haben würden. Schlangen können sehr schnell anwachsen.
Bei kurzen Abständen zwischen ampelsignalgesteuerten Kreuzungen müssen die Grünphasen viel kürzer als in dem obigen Beispiel sein, vielleicht die Hälfte der Zeit.
In einem Straßennetz variieren die Verkehrsverteilungen und Volumen von einer Kreuzung zur nächsten. Es ist deshalb nicht offensichtlich geeignet, viele Kreuzungen miteinander zu synchronisieren. Es gibt heute regelmäßig nichtsynchronisierte Kreuzungen in einem Straßennetz. Dann wird der Zufahrtsverkehr zu einer Verbindungsstraße zu dem Ausfahrtsverkehr von der Verbindungsstraße nicht synchronisiert, und die Verbin dungsstraße muss lang genug sein, um die einfahrenden Autos in einer Schlange zu puffern.
Wir konnten durch die obigen Beispiele sehen, dass eine Periode von 30 Sekunden eine lange Zeit in diesem Fall darstellte. Wenn man Zeit haben will, Verkehr in einer Kreuzung zu messen, um Maßnahmen in der nächsten Kreuzung ergreifen zu können, stehen einem nicht viele Sekunden zum Reagieren zur Verfügung. Wenn die Kreuzungen sich in einem Abstand von 250–300 m befinden, wird es 15–20 Sekunden dauern, die Entfernung zurückzulegen. Die zur Vorwarnung mit "gelb-grün" und Bremsen von 50 km/h benötigte Zeit kann auf 5–8 Sekunden geschätzt werden, und die Autos brauchen eine Strecke von etwa 50 m zum Bremsen, um anzuhalten. Die Zeitspanne zum Messen, Berechnen, Entscheiden und Ergreifen der Maßnahme sollte 5–10 Sekunden nicht überschreiten. Durch Verwendung von Vorhersagen und Auswahl von Maßnahmen, die die "Schwänze" der Verkehrsflüsse regulieren, kann man etwas Zeit gewinnen. Wir sehen jedoch, dass Zeitperioden in der Größenordnung von 10 Sekunden für Echtzeitsysteme in der aktuellen Anwendung zu verwendet sind. Größere Verkehrsstraßen mit langen Abständen zwischen Knotenpunkten können mit etwas längeren Zeitperioden gehandhabt werden.
Für traditionelle Verkehrssysteme sind Perioden von 10 Sekunden sehr kurz. Ein modernes Datenübermittlungssystem mit direktem Zugang zu Sensoren und Steuermitteln hat keine Probleme mit den genannten kurzen Zeitperioden. Es gibt aus diesem Grunde keine Notwendigkeit, an der Grenze der akzeptablen Perioden zu sein. Wenn es für guten Betrieb an jeglichen Teilen des Straßennetzes erforderlich wäre, könnte man zulassen, dass Sensoren kontinuierlich jedes einzelne Auto direkt bei der Erfassung zu melden. Die Fahrzeugflüsse in ihren Abfolgen sind durch Autos begrenzt, die nicht näher als in einem Zeitabstand einiger Sekunden fahren, aus welchem Grunde schnellere Mess- und Verarbeitungsperioden unter dieser Betrachtungsweise nicht interessant sein werden.
Die Gesamtkapazität des Verkehrsleitsystems zum Leiten von Verkehr in großen Netzen kann durch nur grobes Überwachen und mit längeren Zeitintervallen solcher Knotenpunkte, Kreuzungen vergrößert werden, die sehr große Verkehrsspielräume aufweisen. Während andere Bereiche mit Anforderungen von maximal genutzter Kapazität intensiver überwacht und gesteuert werden.
Es ist auch in Übereinstimmung mit der Erfindung, in dynamischen Situationen zu untersuchen, wann man zu viel Verkehr findet, der in die aktuelle Verbindungsstraße einfahren wird, wenn ein stromabwärts liegendes Netz eine bestimmte kurzfristige Erhöhung bewältigen kann. Dadurch kann eine Begrenzung stromaufwärts von Zufahrtsverkehr reduziert oder völlig vermieden werden.
Die großen dynamischen Verkehrsflussschwankungen verursachen Probleme beim Handhaben von Verteilungsspitzen. Andererseits können Teile des Netzes stromabwärts oder stromaufwärts eine bestimmte zusätzliche Kapazität aufweisen, genau weil die zusätzlichen Verkehrsflüsse variieren. Die Erfindung enthält Verfahren zur Analyse und Verwendung dieser Charakteristik, d. h. Ausgleichen einer zusätzlichen Belastung an einer Position durch Nutzung von Lastspielräumen an anderen Positionen.
Schlangen an Verbindungsstraßen verursachen Blockierungsgefahren. Andererseits kann es zu bevorzugen sein, die Möglichkeit zu nutzen, kurzfristig zusätzlichen Lasten in Form von Schlangen an solchen Verbindungsstraßen zu puffern, die Platz für die Schlangen übrig haben. Wenn die Last unter den Zuteilungswert sinkt, kann der Schlangenpuffer zurück reduziert werden. Der Erfindung zufolge kann dies durch Steuerung der Blockierungsgrenzwerte und Nutzung der existierenden Spielräume erfolgen.
Kurz über die Ebenen 1–3
Ebene 1 erzeugt Zuteilungen für die Verbindungsstraßen, die vom Beginn an definiert werden. Die Zuteilungen entsprechen dem vorliegenden durchschnittlichen Verkehrsbedarf für die Zeitperiode (dem Grundbedarf) und liefern eine wirksame Nutzung des Straßennetzes. Auf Ebene 1 können Verkehrszeichen für eine bestimmte Verkehrsumleitung, sowie Pufferzonen eingeschlossen sein, um bereits die Lösungsgrundlage, die aus der Zuteilungszuweisung besteht, durchzuführen.
Ebene 2 erzeugt Korrekturen der Zuteilungswerte abhängig von Abweichungen der aktuellen Verkehrsbedürfnisse von den Grundbedürfnissen gemäß der Ebene 1. Dies impliziert Änderungen der genannten Verkehrsleitungsmaßnahmen gemäß Ebene 1. Es können weitere dynamischen Informationen an die Reisenden eingeschlossen werden, z. B. durch VMS "Variable Message Sign" [Verkehrszeichen mit variabler Mitteilung], die an ausgewählten Straßenverbindungen positioniert sind.
Ebene 3 enthält Steuermaßnahmen zum Aufrechterhalten der Zuteilungen gemäß Ebene 1 oder Ebene 2. Ebene 3 liefert jedoch keine solchen starren Steuerungen, dass sie nur alle Abweichungen "abschneidet", die größer als die Zuteilung sind. Wenn die Verkehrsflüsse große statistische Variationen aufweisen, würden viele Knotenpunkte und Verbindungsstraßen untergenutzt sein. Die Variationen bedeuten, dass auch große Absenkungen von Verkehrsflüssen in der Verkehrsflussverteilung entstehen.
Es ist nicht so einfach, das man die Steuerung für einen gegebenen Durchschnitt von Verkehrsflüssen zu einem bestimmten Knotenpunkt leiten kann. Die Verkehrsflüsse von einzelnen Zufahrten zu einem Knotenpunkt liefern zahlreiche Verteilungen zwischen den Ausfahrten von dem Knotenpunkt. Schiefe Verteilungen verursachen daher eine große Gefahr für zusätzliche Belastung an einer der Ausfahrtverbindungsstraßen, und dadurch eine große Gefahr für Blockierungseffekte auf dieser Verbindungsstraße. Dies soll weiter in dem folgenden Abschnitt erörtert werden: "Ungewissheiten und S/N [Signal/Noise; Signal/Rauschen]".
Ungewissheiten und S/N
Der Erfindung zufolge können Vorhersagen oder Schätzungen vorgenommen werden, um Schätzungen von Werten zu erhalten, die noch nicht gemessen sind, oder um Werte zu ersetzen, die nicht zu messen sind oder nicht gemessen worden sind. Deshalb muss das Straßennetz nicht mit Sensoren ausgerüstet werden, die die gesamten Verkehrsflüsse und Schlangen auf allen Verbindungsstraßen messen, und alles immer korrekt mit kurzen Messperioden messen. Der Erfindung zufolge kann das System mit Funktionen ausgerüstet werden, die Informationen vorhersagen und schätzen, welche ansonsten fehlen würden. Dies macht das System preisgünstiger, und robuster gegen entstandene Fehlfunktionen, z. B. Sensoren, die den Betrieb einstellen. Das System muss daher nicht ausfallen, weil irgendein Informationsteil fehlt, sondern kann weiter mit Lösungen arbeiten, die Ungewissheiten berücksichtigen.
Wir beginnen mit den Messungen, der Position der Sensoren und was sie messen.

a1. Durch Positionieren von Sensoren an der Einfahrt zu einer Verbindungsstraße, d. h. am weitesten stromaufwärts auf der Verbindungsstraße, wird die Messung hier den genauen Zufahrtsverkehr zu der Verbindungsstraße angeben. Wenn man auch von diesem Sensor Informationen erhalten würde, wie dieser Verkehrsfluss auf stromabwärts liegende Verbindungsstraßen verteilt werden würde, um in der Lage zu sein, zu sehen, ob diese Verbindungsstraßen zu große Zufahrtsverkehrsflüsse aufweisen, und um in der Lage zu sein, Begrenzungen dieser Verkehrsflüsse zu steuern, kann man gemäß (a2) und (a3) im folgenden handeln. Vorhersagen noch weiter stromabwärts vorhandener Verkehrsflüsse sind in (a4) beschrieben.
a2. Der Sensor misst den jeweiligen Teilfluss: Le, St, Ri, der in dem Ausfahrtsverkehr von der Verbindungsstraße enthalten sein wird. Dies kann durchgeführt werden, z. B. wenn die Teilflüsse auf verschiedenen Spuren getrennt sind, oder wenn die Autos z. B. mit ihren Blinkern für Le oder Ri signalisieren. Wenn dies für alle Zufahrtsverbindungsstraßen durchgeführt wird, können ihre Beiträge zusammengenommen werden und den gesamten Zufahrtsverkehr zu einer jeweiligen stromabwärts liegenden Verbindungsstraße ergeben. Der Ausfahrtverkehr kann auch durch die jeweiligen Verbindungsstraßen-Steuermittel gesteuert werden, die den Zufahrtsverkehr zu der jeweiligen stromabwärts liegenden Verbindungsstraße auf gegebene Werte begrenzen. Wenn die Steuermittel pro Teilfluss steuern, ist es bekannt, wie viel des jeweiligen Verbindungsstraßenteilflusses zu welcher Verbindungsstraße gefahren ist, und wie viele Autos möglicherweise auf der Verbindungsstraße zurückbleiben müssen.

Mit diesen beschriebenen Mitteln kann das System die Verkehrsflüsse auf der stromabwärts liegenden Verbindungsstraße vorhersagen. Die Genauigkeit der Vorhersage ist nicht ganz exakt, nicht nur weil eine Vorhersage nie genau sein kann, sondern weil man nicht weiß, wie viele Autos tatsächlich während der jeweiligen "Grünphase" (gen. Durchfahrtsinformation) der Steuermittel passieren. Für bessere Genauigkeit kann man messen, wie viele Autos tatsächlich aus der Verbindungsstraße herausfahren, und zwar vorzugsweise pro Teilfluss. Noch sicherere Werte werden durch tatsächliches Messen des Zufahrtsverkehrs pro stromabwärts liegender Verbindungsstraße erhalten, d. h. Positionieren der Sensors entsprechend dem Fall in (a) oben. Die erhöhte Sicherheit von Messungen weiter stromabwärts wird auf Kosten der Zeit erhalten. Und Zeit ist wichtig, um rechtzeitig zu handeln. Die Messung an der Zufahrt der stromabwärts liegenden Verbindungsstraße ergibt die genaue Messung des benötigten Zufahrtsverkehrs. Aber die gemessenen Autos haben bereits die Steuermittel passiert, und es ist deshalb zu spät, mögliche zusätzliche Autos zu verhindern. Um hierzu in der Lage zu sein, muss man rechtzeitig vorhersagen, wie viele weitere Autos, die die Steuermittel passieren, den Befehl erhalten, die Ausfahrt anzuhalten, d. h. man kann nicht genau steuern, sondern nur die Abweichung von dem gewünschten Wert genau messen.
Eine Messstelle einen Schritt stromaufwärts, an der Ausfahrt der Zufahrtsverbindungsstraße stattdessen, ergibt weniger Verzögerung für die Steuerinformation. Auch hier besteht jedoch ein Bedarf an gewisser Vorhersage, da das erste Auto, das durch die Steuerungen angehalten werden kann, sich in einem bestimmten Abstand stromaufwärts auf der Verbindungsstraße befinden sollte, um bremsen zu können und vor der Ausfahrt der Verbindungsstraße anhalten zu können.
In dem obigen Beispiel wurde gute Genauigkeit erhalten. Diese Messungen, die traditionell im Verkehr durchgeführt worden sind, liefern viel größere Ungewissheiten. Bei spiel: Wenn der Sensor gemäß (a1) nur einen der Teilflüsse oder nur den Gesamtfluss misst, dann ist die Ungewissheit über die Teilflüsse und dadurch über den Zufahrtsverkehr zu stromabwärts liegenden Verbindungsstraßen noch größer. Wir können uns alle möglichen Kombinationen vorstellen, wo auf einigen Verbindungsstraßen alle Teilflüsse wie oben gemessen werden, oder auf anderen Verbindungsstraßen, wo nur einer und der gesamte der anderen zweite Teilflüsse gemessen werden, und weiter auf anderen Verbindungsstraßen, wo nur der Gesamtverkehrsfluss gemessen wird. Wenn diese Verbindungsstraßen, wo die Verkehrsflüsse am besten gemessen werden, auch die Mehrheit der Verkehrsflüsse aufweisen, und wenn Teilflüsse, die überhaupt nicht gemessen werden, relativ klein sind, kann weiterhin eine gute Genauigkeit verglichen mit den entgegengesetzten Bedingungen erhalten werden.
Vorhersagen können dabei helfen, die Ungewissheit in dem obigen Beispiel zu reduzieren. Bei einer traditionellen ampelsignalgesteuerten Kreuzung besteht eine deutliche zeitabhängige Beziehung zwischen dem Zufahrtsverkehr zu einer Verbindungsstraße und der Verbindungsstraße, von der der Verkehrsfluss ankommt. Dies gibt eine Möglichkeit der Vorhersage, sowohl aus Messungen als auch aus den Steuermaßnahmen, und auch Steuerungen aus Messungen vorherzusagen. Die Erfindung schließt die Nutzung von Vorhersagen zur Berücksichtigung der statistischen Schwankungen ein. Dies soll weiter in (a4) im folgenden erörtert werden.

a3. Es ist ferner in der Erfindung einschlossen, Steuerverfahren zu verwenden, die den Ausfahrtsverkehr in einer genaueren Weise handhaben. Beispiel: Mit mindestens einer Spur pro Teilfluss an der Ausfahrt der Verbindungsstraße, werden die Teilflüsse sortiert. Ein Sensor, z. B. ein Videosensor, kann Autos pro Teilflussspur "zählen", und Steuermittel können rechtzeitig informieren, sogar welches Auto in der Spur während der aktuellen "Grünphase" passieren darf.

Das System kann ferner entsprechende Ergebnisse von den anderen Zufahrtsverbindungsstraßen vergleichen und einige weitere Autos aus einem Teilfluss einer Verbindungsstraße zulassen, wenn ein Defizit in dem entsprechenden Teilfluss einer anderen Verbindungsstraße vorliegt. Dadurch kann eine etwas größere Kapazität genutzt werden. Auf diese Weise wird auch sowohl ein besseres Wissen als auch eine genauere Steuerung der Verkehrsflüsse in stromabwärts liegende Verbindungsstraßen erhalten.
Anstelle der Anordnung mit Spuren pro Teilfluss, können andere Anordnungen verwendet werden, z. B. eine Anordnung mit Wartebereichen für Teilflüsse entlang der Verbindungsstraße. Diese Alternative wird zum Exemplifizieren des Verfahrens in den Patentansprüchen verwendet.

a4. Von der Messung gemäß (a1) auf Verbindungsstraße Nr. 1 (a2) und (a3) behandeln wir den Verkehrsfluss der stromabwärts liegenden Verbindungsstraße. Hier werden wir einen Schritt weitergehen und Verbindungsstraßen stromabwärts der stromabwärts liegenden Verbindungsstraße berücksichtigen. Zu diesem Zweck werden die Teilflüsse der stromabwärts liegenden Verbindungsstraße benötigt, welche noch nicht für diejenigen Teilflüsse gemessen wurden, die auf der Verbindungsstraße gemäß (a1) gemessen werden. Die Messung auf Verbindungsstraße Nr. 1 wird daher pro Teilfluss z. B. für Teilfluss St Le, St und Ri enthalten. Diese (Le, St, Ri) sind Teilflüsse auf dieser stromabwärts liegenden Verbindungsstraße, welcher Zufahrtsverkehr aus dem Teilfluss St auf der Verbindungsstraße Nr. 1 besteht. Die Verteilung von Teilflüssen in einem Teilfluss kann gemäß den Beziehungen vorhergesagt werden, die vorliegen und in (a2) beschrieben sind.

Es ist ferner möglich, Teilflüsse der Teilflüsse bereits auf der Verbindungsstraße Nr. 1 zu messen. In der Anordnung mit Wartebereichen entlang einer Verbindungsstraße (a3) können die Anstellgebiete in ihrer Reihenfolge mit Untergebieten organisiert werden, die den jeweiligen Teilfluss eines Teilflusses darstellen. Die Wartebereiche werden durch Autos gefüllt, die das jeweilige Untergebiet füllen. Hierdurch können Autos pro Untergebiet gezählt werden und die Steuermittel können in der gleichen Weise wie in (a2) den Teilfluss des Teilflusses bereits hier auf der Verbindungsstraße Nr. 1 begrenzen. Der Vorteil bei dieser Anordnung besteht darin, dass man eine gute Vorbereitung vorhergehend und die Möglichkeit erhält, ein Spektrum von Maßnahmen zu ergreifen, wenn die Messung auf Verbindungsstraße Nr. 1 zeigt, dass eine der stromabwärts liegenden Verbindungsstraßen der stromabwärts liegenden Verbindungsstraßen einen zu großen Zufahrtsverkehr erhalten wird. Der gemessene zusätzliche Verkehrsfluss kann vollständig oder teilweise mit denjenigen Spielräumen bewältigt werden, die für die jeweilige Verbindungsstraße vorliegen, z. B.:

– Für die Verbindungsstraße Nr. 2, wo das Problem vorhergesagt wurde: Hat diese Verbindungsstraße irgendeinen Spielraum übrig, der verwendet werden kann durch: Zuteilungsspiehaum, Ausfahrtsverkehrspielraum und Pufferspielraum?
– Für stromaufwärts liegende Verbindungsstraßen der Verbindungsstraße Nr. 2: Haben irgendwelche dieser Verbindungsstraßen einen Pufferspielraum, der verwendet werden kann?
– Für stromaufwärts liegende Verbindungsstraßen von Verbindungsstraße Nr. 2: Haben irgendwelche dieser Verbindungsstraßen einen Pufferspielraum, der verwendet werden kann? Eine dieser Verbindungsstraßen ist Verbindungsstraße Nr. 1, welche Messung die Grundlage für die Vorhersage darstellt, die das Problem anzeigte. Durch Puffern eines zusätzlichen Verkehrsflusses (z. B. Volumen) bereits hier, kann ein zukünftiges Problem auf einer Verbindungsstraße möglicherweise vermieden werden, zwei Verbindungsstraßen weiter stromabwärts.

Mit Vorhersage, gemäß der Erfindung, können mehrere Möglichkeiten zum Lösen eines vorhergesagten zukünftigen Problems in solcher Weise erzeugt werden, dass dieses Problem nicht entsteht. Die Anzahl möglicher Spielräume ist gemäß dem obigen Beispiel, wenn jeder Knotenpunkt eine Kreuzung aus vier Straßen darstellt: 3 + 3 + 3 * 3 = 15.
Wenn keiner dieser Spielräume verfügbar sein sollte, gibt das Wissen über das zukünftige Problem in jedem Fall eine Möglichkeit, den Ausfahrtsverkehr von den stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen in solcher Weise zu reduzieren, dass unmittelbar nach einem zusätzlichen Zufahrtsverkehrsfluss der zusätzliche Verkehrsfluss durch einen entsprechenden kleineren Verkehrsfluss ausgeglichen wird.
Wenn (in dem obigen Beispiel) keine Vorhersage getätigt werden würde, würde das Problem entstehen und auf der genannten Verbindungsstraße Nr. 2 ermittelt werden, und dann würde das gesamte Straßennetz stromaufwärts in zwei Verbindungsstraßenschritten mit Verkehrsflüssen von Autos auf ihrem Weg zur Verbindungsstraße Nr. 2 gefüllt werden. Bis dahin kann kein ausgleichender kleiner Verkehrsfluss realisiert werden. Dadurch wird die Gefahr der Verursachung eines Blockierung erhöht, welche Zeit hat, stark anzuwachsen, und welche die Einsetzung viel größere Begrenzungen des zu verflüssigenden Verkehrs erfordert.
Vorhersageungewissheiten
Vier verschiedene Vorhersagefälle sollen im folgenden verglichen werden (a, b, c, d). Das untersuchte Netz besteht aus einer Verbindungsstraße R1 in ihrer Umgebung. Stromabwärts der Verbindungsstraße R1 ist die Verbindungsstraße R1 durch einen Knotenpunkt 0 mit drei Zufahrtsverbindungsstraßen verbunden: R0, V0 und H0. Diese Verbindungsstraßen weisen jeweils drei herausführende Teilflüsse auf, von welchen Teilflüssen R von R0, V von V0, H von H0 Zufahrtsverkehr zur Verbindungsstraße R1 sind. Die Bezeichnungen V, R und H werden jeweils für links (schwedisch Vänster), geradeaus (schw. Rakt fram) und rechts (schw. Höger) verwendet.
Stromabwärts der Verbindungsstraße R1 ist R1 durch einen Knotenpunkt 1 mit der Ausfahrtverbindungsstraße R2 verbunden. Die anderen beiden Zufahrtsverbindungsstraßen sind V1 und H1.

a. Der erste Fall beginnt von einer Messung des Gesamtverkehrsflusses auf der Verbindungsstraße R1. Dann wird der Zufahrtsverkehr auf der Verbindungsstraße R2 vorhergesagt.

Der Verkehrsfluss auf Verbindungsstraße R1 wird als I(R1) geschrieben. Die Teilflüsse sind I(R1 : V), I(R1 : R), I(R1 : H). Hier geht der Teilfluss I(R1 : R) direkt durch den Knotenpunkt 1 und wird zu dem Zufahrtsverkehr zur Verbindungsstraße R2; d. h. ein Teil von I(R2). Die anderen Teilflüsse fahren zu den jeweiligen anderen Ausfahrtverbindungsstraßen. Die Verbindungsstraße R2 wird daher auch durch I(V1 : V) und I(H1 : H) gespeist. Um die Herkunft des Verkehrs anzuzeigen, wird z. B. I(R1, R2) geschrieben, was den Verkehrsfluss von R1 nach R2 bedeutet, d. h. in diesem Fall der gleiche Verkehrsfluss wie I(R1 : R).
Die Durchschnittswerte der Verkehrsflüsse sind Im(R1) = Im(R1 : V1) + Im(R1 : R) + Im(R1 : H). Abweichungen von den Durchschnittswerten sind als dI(R1) = I(R1) – Im(R1) geschrieben.
Mit dem Vorhersagefaktor F = F(R1, R1 : R) wird die vorhergesagte dIp(R1 : R) = F*dI(R1) erhalten.
In dem folgenden Beispiel werden normal verteilte stochastische Variationen angenommen. Die erhaltenen Werte sind in der Praxis auch für andere Verteilungen anwendbar.
Durch Messung von I(R2) in der entsprechenden Weise als I(R1) kann F durch bekannte Vorhersageverfahren [I] berechnet werden. Momentan wird die Ungewissheit in F nicht berücksichtigt.
Dann wird das Folgende erhalten:
Das Rauschen in der Vorhersage ist N² = F(1 – F)*σ²(I(R1 : R), wobei σ² die Varianz des genannten Verkehrsflusses darstellt.
Und der Vorhersagefehler ist e² = (1 – F)*σ²(I(R1 : R)), wobei ein "Signalfehler eingeschlossen ist σ²(s, I) = (1 – F)²*σ²(I(R1 : R)).
Der Vorhersagefehler besteht aus den beiden genannten Komponenten gemäß e² = σ²(s, ) + N².
Das Signal/Rauschverhältnis (S/N)² = Im(R1 : R)/F(1 – F) + F²/F(1 – F), wobei Im der Verkehrsfluss pro gegebene Zeitperiode ist, während der die Variationswerte bestimmt werden. Für den Verkehrsfluss gemäß z. B. MKSA-Einheiten, wird Im durch
Im*Tp ersetzt werden, d. h. einen Volumenwert, wobei Tp die genannte Zeitperiode ist.
Das Signal/Fehlerverhältnis (S/e)² = (S/N)²*F.
In einem Zahlenbeispiel ist F = 0,5 und Im(R1 : R) = 30 Autos in Tp = 30 Sekunden. Dann ist (S/N)² = 21 dB. und (S/e)² = 18 dB.
Dann kann S/N mit dem entsprechenden Wert in den folgenden Fällen (b)–(d) verglichen werden.

b. Wenn man stattdessen Ip(R1 : R) = Im(R1 : R) vorhersagt, d. h. annimmt, dass der zukünftige Wert gleich dem Durchschnittswert ist, wird erhalten: (S/e)² = Im(R1 : R), was gemäß dem Beispiel in (a) halb so groß wie (S/e)² in (a) ist.
c. Wenn man kein Verfahren zum Bestimmen von F und des Durchschnittswerts des Teilflusses hat, sondern von den Messungen beginnt, d. h. den gemessenen Gesamtwerten auf I(R1) und I(R2), würde die Schätzung von I(R2) schlechter sein. Wenn z. B. einer von drei Teilflüssen als 1/3 des gemessenen Verkehrsflusses angenommen wird, wird erhalten: (S/e)² = 8 dB oder 10 mal weniger als (S/e)² in (a).
d. Wenn man in Fall (a) verwendet, dass man auch die Verkehrsflüsse der Verbindungsstraßenstromaufwärts von R1 gemessen hat, d. h. der Verbindungsstraßen V0, R0 und H0, und von hier die Teilflüsse auf der Verbindungsstraße R1 vorhersagt, gibt es Möglichkeiten, die S/N-Verhältnisse zu verbessern. Wenn der Verkehrsfluss I(R0 : R) hauptsächlich geradeaus als I(R1 : R) fortfährt, während die anderen Verkehrsflüsse jeweils I(R1 : H) und I(R1 : V) ergeben, kann der effektive F-Wert erhöht werden. Mit F = 0,8 ist der entsprechende (S/e)² = 22 dB oder 2,5 mal der (S/e)² in (a).

Schlussfolgerungen des obigen Vorhersagefalls.
In dem obigen Fall wird nur der Beitrag von der Verbindungsstraße R1 vorhergesagt, d. h. I(R1, R2). In der entsprechenden Weise können die Beiträge von den Verbindungsstraßen V1 und H1 vorhergesagt werden. Zusammen wird eine Vorhersage des gesamten Verkehrsflusses I(R2) auf der Verbindungsstraße R2 erhalten. Wenn der Beitrag von V1 und H1 40% des Gesamtflusses I(R2) liefert und sie mit der gleichen Genauigkeit vorhergesagt werden, wie in (a) erhalten wurde, wird für die Vorhersage des gesamten I(R2) erhalten:
(S/e)² = 20 dB oder 1,7 mal (S/e)² in (a). Der Anstieg von S/N hängt davon ab, das Rauschen unkorreliert hinzugefügt wird, während das Signal korreliert hinzugefügt wird.
Wenn jedoch die Beiträge von V1 und H1 rauschstärker als der Beitrag von R1 waren, hätte (S/e)² kleiner sein können. Die gilt auch für S/N, wenn S/N nicht durch gewichtete Addition optimiert wird.
Das obige Beispiel zeigt große Differenzen in der Genauigkeit abhängig von dem Vorhersageverfahren. Die Zahlenbeispiele zeigendie Größenordnung von 90% Genauigkeit. (S/N)² steigt proportional mit der Anzahl von Zeitperioden an, aus welchem Grunde die akkumulierte Genauigkeit zunimmt.
Die obigen Vorhersagen wurden von Messungen des gesamten Verkehrsflusses in dem Messpunkt vorgenommen. Wenn stattdessen der jeweilige Teilfluss auf der Verbindungsstraße gemessen würde, werden noch bessere Voraussetzungen für eine genaue Vorhersage des Verkehrsflusses auf stromabwärts liegenden Verbindungsstraßen erhalten. Dies ist in den obigen Abschnitten, Punkten (a1)–(a4) behandelt worden.
Die Vorhersagen werden benötigt, um Zeitspielräume zu erzeugen, und dadurch rechtzeitige Durchführung von Maßnahmen zum Verhindern unerwünschter Verkehrsprobleme zu ermöglichen. Vorhersagen können besser getätigt werden, wenn die Messgrundlage gut ist. Aber die Vorhersagen können auch als Unterstützung gegen Defizite in der Messgrundlage verwendet werden. Daher haben die Vorhersagen auch eine Funktion zum Ausführen eines verfügbaren, robusten Systems zu niedrigeren Kosten.
Die Vorhersagen werden interaktiv mit der Verkehrssteuerung verwendet. Die Vorhersagen liefern Voraussetzungen für eine wirksame Verkehrssteuerung. Gleichzeitig liefert eine definierte Steuerung z. B. des Ausfahrtsverkehrs von einer Verbindungsstraße gute Voraussetzungen für die Vorhersage des stromabwärts erfolgenden Verkehrsflusses. Wenn der Ausfahrtsverkehr Begrenzungen auf einen gegebenen Wert benötigen würde, könnten die Steuermittel ausgelegt werden, um die Autos zu zählen und gemäß diesem Wert durchzulassen. Dann können die stromabwärts auftretenden Verkehrsflüsse mit einer guten Genauigkeit zu einem bekannten Steuerwert vorhergesagt werden. Dies wird in der Erfindung genutzt.
Wenn ferner Vorhersagen und Steuerungen gemäß dem Obigen gute Genauigkeit beim Leiten von Verkehr erzeugen, ist es wertvoll, wenn das System Spielräume zum Handhaben von Variationen und Abweichungen von den aktuellen Voraussetzungen enthält. Dies soll in dem folgenden Abschnitt über Spielräume behandelt werden.
Spielräume
Mit großen Spielräumen werden die Anforderungen an Vorhersagegenauigkeit reduziert. Dies kann so ausgedrückt werden, dass Anforderungen an kurzfristige Genauigkeit gegen Anforderungen bezüglich längerer Zeitperioden ausgewechselt werden können. Ein Beispiel sind Pufferspielräume, wo kurzfristige Variationen als Schlangen gepuffert werden, wobei die Steuerung der Schlangen innerhalb gegebener Grenzen liegt. Spielräume können oft auf Kosten von Effizienz erzeugt werden. Ein Beispiel ist die Festlegung einer Zuteilung für den Verkehrsfluss auf einer Verbindungsstraße auf einen kleineren Wert, als von der Verbindungsstraße bewältigt werden kann. Dann kann die Verbindungsstraße Variationen über der Zuteilung auf Kosten eines entsprechend kleineren Durchschnittsflusses bewältigen.
Es ist in der Erfindung eingeschlossen, Spielräume und Anforderungen an die Betriebsfunktion zu handhaben. Das folgende Beispiel stellt das Problem und die Lösung dar. Das System erhält als Anforderung nicht mehr als eine Blockierung pro Tag in einem Straßennetz, das aus 50 Verbindungsstraßen besteht. Die schwierige Zeitperiode ist die Hauptverkehrszeitperiode während zwei Stunden am Morgen. Die Zeitperioden, die gehandhabt werden, werden durch äußere Vorbedingungen bestimmt, z. B. die Länge der Grünphasen an einer ampelsignalgesteuerten Kreuzung. Sie hängen ferner von der Auslegung der Verbindungsstraßen und der Spurenstruktur ab. Hier wird die Zeitperiode von 10 Sekunden ausgewählt.
Die Anzahl von pro Tag behandelten Fällen wird auf etwa 50*2*60*6 = 0,36*105 geschätzt, d. h. ein akzeptables Risiko von falschem Alarm ist 10^–5. In einem rauschstarken System muss der Spielraum zwischen dem Signal und dem Schwellenwert (der Zuteilung) so groß sein, dass seltene große Störspitzen nicht den Schwellenwert übersteigen. Für normal verteiltes Rauschen entspricht diese Bedingung einer Störspitze von etwa 4*σ, d. h. viermal größer als die Standardabweichung des Rauschens.
Beim Schätzen von Wahrscheinlichkeiten hoher Störspitzen können die Verteilungsfunktionen an die realen Verkehrsvariationen angepasst werden, die gemessen werden. Eine Annäherung ist die Verteilung: P(y > x) = 0,5*exp – (x/1,2σ)², wobei P(y > x) die Wahrscheinlichkeit bedeutet, das y größer als x ist.
Wenn die Wahrscheinlichkeit 10^–5 sein soll, dann kann x/σ berechnet werden von: x/σ = (–1,44*InP – 1)0,5.
Wenn σ 10% des Signals darstellt, würde der Spielraum 40% des Signals sein müssen. Ein Spielraum von 40% könnte groß sein und andere Probleme abhängig davon verursachen, wie es realisiert werden würde. Wenn der Signalwert des Verkehrsflusses auf einer Verbindungsstraße auf 70% des erlaubten maximalen Wertes begrenzt werden muss, würde die genutzte Kapazität in dem System klein sein.
Bei der obigen Diskussion über Vorhersagegenauigkeit waren 20 dB ein Beispiel von guten Werten. Das bedeutet, dass schlechte Vorhersageverfahren noch viel größere Spielraumanforderungen verursachen.
Der Erfindung zufolge werden Spielräume in einer etwas anderen Weise erzeugt und verwendet. In den kurzen Zeitperioden, die oben gewählt wurden, 10 Sekunden, werden die Gesamtvariationen nicht sehr groß sein. Wenn ein vorhergesagter Teilfluss 10 Autos in 10 Sekunden aufweist, was eine große Zahl ist, und die genannten 40% auf 60% erhöht werden, wird eine Gesamtanzahl von 6 Autos vorhanden sein. Dies bedeutet, dass der Spielraum nicht größer als 6 Autos zu sein braucht, um eine seltene Störspitze im Verkehrsfluss zu bewältigen. Wenn eine Verbindungsstraße Platz zum Puffern einer Schlange von 6 zusätzlichen Autos hat, kann dies ein geeigneter zu verwendender Spielraum sein. Ein anderer Spielraum kann erhalten werden, wenn die Verkehrsflüsse von zwei anderen Verbindungsstraßen einem ersten Verbindungsstraßenfluss hinzugefügt werden, um den gesamten Zufahrtsverkehr einer Verbindungsstraße zu erhalten. Die beiden anderen Verkehrsflüsse füllen möglicherweise ihre jeweiligen Zuteilungen nicht vollständig aus, aus welchem Grund die überlastete erste Verbindungsstraße 1–6 zusätz liche Autos durchlassen kann. Ferner kann die stromabwärts liegende Verbindungsstraße einen nichtgenutzten Pufferspielraum aufweisen, welcher den gesamten oder einen Teil des zusätzlichen Verkehrsflusses bewältigen kann.
Für ein System mit Zykluszeitperioden von 30 Sekunden beträgt bei dem obigen 40% Rauschen und einem Teilfluss von 30 Autos die Spielraumanzahl von Autos 12. Es würde interessant sein, ob diese Autos in einer Schlange auf der Verbindungsstraße für eine kurze Zeitperiode gepuffert werden können. Der Pufferspielraum, der für intermittierend anstehende Autos verwendet werden kann, ist ein interessanter Spielraumtyp. Die mit der Pufferschlange verbundene Bedingung besteht darin, dass die Schlange in solcher Weise angeordnet wird, dass sie nicht den Verkehrsfluss auf der Verbindungsstraße blockiert. Mehr hierüber in dem nächsten Abschnitt.
In der Erfindung sind Verfahren zum Begrenzen des Verkehrsflusses enthalten, die die Größe der Störspitzen reduzieren können. In dem obigen Abschnitt "Vorhersageungewissheiten" bei Punkt (d) ist (S/e)² größer, wenn der Verkehrsfluss I(R1) auf einen gegebenen Wert durch die Steuermittel begrenzt wird, und der effektive F-Wert liegt über 0,5. Dann wird erhalten: (S/e)2 = Im(R1 : R)*F/(1 – F)2 + F2/(1 – F)und mit eingesetzten Zahlenwerten ist (S/e)² = 28 dB, was 10 mal größer als (S/e)² in Punkt (a) ist.
Hier würde der σ-Wert des Rauschens 4% des Signals betragen und der entsprechende Spielraum würde nicht mehr als 16% sein. In dem obigen Beispiel würde dann der jeweilige Spielraum auf eine Zahl von Autos gleich 3 bzw. 5 sinken.
Pufferspielräume
Der Verkehrsfluss, der eine gegebene Route passieren kann, ist auf den maximalen Verkehrsfluss durch die engste Stelle auf der Route begrenzt. Wenn die Knotenpunkte die Engstelle sind, wird die Grenze durch den Knotenpunkt gesetzt, der die niedrigste Kapazität bietet. Wenn die Verbindungsstraßen und Knotenpunkte der Route bei anderen Bedingungen gleich sind, würde der Knotenpunkt mit dem größten durchquerenden Verkehrsfluss der Knotenpunkt mit der niedrigsten Kapazität in der Routenrichtung sein. Dies impliziert, dass es ungeeignet sein kann, Verkehr für einige kreuzenden Routen zu sammeln. Wenn Verkehr stattdessen über mehrere Routen verteilt wird, würde man einen kleinen Verkehrsfluss durch die Knotenpunkte erhalten und der gegebenen Route kann eine größere Kapazität in ihren Knotenpunkten gegeben werden.
Dies gilt, solange die Knotenpunkte so weit voneinander entfernt sind, dass ein stromabwärts liegender Knotenpunkt nicht den Verkehrsfluss durch den stromaufwärts liegenden Knotenpunkt beeinflusst. Der Abstand sollte nicht so kurz zwischen den Knotenpunkten sein, dass die ersten den ersten Knotenpunkt während einer Grünphase passierenden Autos den nächsten Knotenpunkt erreichen und eine Schlange bilden, welche stromaufwärts anwächst, und verhindern, dass die letzten Autos den Knotenpunkt während der nächsten Grünphase passieren. Die Verbindungsstraße zwischen den Knotenpunkten würde blockiert werden, und die integrierte Kapazität der Knotenpunkte sinkt.
Die beiden kreuzenden Verkehrsflüsse in den beiden Knotenpunkten haben eine hinzufügende Wirkung, was zu dem selben Ergebnis wie in dem Fall mit einem Knotenpunkt führt, wenn der Abstand zwischen den Knotenpunkten auf null sinkt. Die Kapazität durch zwei nahe beieinander liegende Knotenpunkte kann durch Synchronisieren der Knotenpunkte erhöht werden.
Schlangen auf Verbindungsstraßen verursachen ähnliche Blockiereffekte, als wenn der Abstand zwischen den Knotenpunkten schrumpft. Wenn die Schlange auf dem stromaufwärts liegenden Knotenpunkt angewachsen ist, wird die Verbindungsstraße vollstän dig blockiert, Die Blockierungsprobleme können jedoch weit davor beginnen. Dies hängt von der Auslegung der Verbindungsstraße ab. Beispiel:

a. Eine erste Verbindungsstraße hat zwei Spuren, die linke für Linksabbiegen R1 : V und Geradeausfahrt R1 : R, die rechte für Rechtsabbiegen R1 : H und Geradeausfahrt R1 : R. Steuermittel, die versuchen, den Ausfahrtsverkehr pro Richtung V, R, H zu steuern, bekommen dann immer ein Problem mit Blockierungen. Unabhängig von der Grünrichtung wird immer ein anderes Auto zuerst in der Spur sein, das auf die grüne Ampel für seine ausgewählte Richtung wartet. Die Autos sind unsortiert pro Richtung und stellen sich in beiden der Spuren an.
b. Im Gegensatz zu (a) hat diese Verbindungsstraße mindestens eine Spur pro Richtung, aus welchem Grunde sich Fahrer für jede Richtung in ihrer Spur anstellen und die Autos einander nicht bei den Grünphasen pro Richtung blockieren.
c. Es gibt auch eine Zwischensituation zwischen (a) und (b), bei der der Verbindungsstraßenausfahrtsbereich mit einer kurzen zusätzlichen getrennten V-Spur und/oder H-Spur ausgestattet ist. Eine entsprechende Pufferschlange kann abhängig von der Länge der zusätzlichen getrennten Spuren gehandhabt werden. Wenn diese Spuren mit Schlangen gefüllt worden sind, entsteht eine ähnliche Situation wie in (a).
d. Für Verbindungsstraßen, die nicht breit genug sind, um getrennte Spuren für jede Richtung zu enthalten, kann eine Alternative sein:
d1. Aussparen einer "Ausflusszone" oder "Ausfahrtszone" auf einem kleineren Abschnitt der Verbindungsstraße. Hier dürfen nur Autos fahren, die die Verbindungsstraße während der aktuellen Grünphase verlassen. Und möglichst nach diesen Autos, andere Autos, die auf die nächste Grünphase warten.
d2. Der Rest der Autos in der Schlange beginnt sich hinter (stromaufwärts) der Ausfahrtzone anzustellen, und wird entlang der Verbindungsstraße in z. B. einer einzigen "Anstellspur" positioniert (wenn die Verbindungsstraße zwei Spuren aufweist) und lässt die andere Spur frei für Weiterfahrt zu der Ausfahrtzone. Die Steuermittel können die Autos mit der Richtung zählen, die die aktuelle für Durchfahrt bei der nächsten Grünphase ist. Diese Autos können in die freie Spur einbiegen und beide der Spuren in der Ausfahrtzone nutzen. Dies ermöglicht eine große Kapazität während der Durchfahrt durch den Knotenpunkt. Unter (a3) und (a4) im obigen Abschnitt "Ungewissheiten ..." wurden auch andere Alternativen mit getrennten Anstellgebieten pro Richtung beschrieben. Diese Auslegung (d) kann längere Pufferspielräume erzeugen, wo die gesamte Verbindungsstraße genutzt werden kann, im Gegensatz zu den Beispielen (a) und (c).
e. Die Auslegung in (d) kann erweitert und auch für noch detailliertere Steuerung verwendet werden. Die Steuerung von Teilflüssen der Teilflüsse kann bereits hier durchgeführt werden. Z. B. kann der zu R2 fahrende Verkehrsfluss I(R1 : R) getrennt in I(R1 : R : R) getrennt von I(R1 : R : V), etc. gesteuert werden. Dadurch kann I(R2 : R) durch die Steuermittel bereits an der Verbindungsstraße R1 begrenzt werden, und getrennt von I(R1 : R : V) etc. begrenzt werden. Die Darstellungsmittel können z. B. ausgelegt sein, um mit einem grünen Pfeil zu zeigen, welcher Teilfluss auf R1 grün hat. Grün für einen Teilfluss eines Teilflusses kann z. B. mit zwei Pfeilen markiert werden, die die jeweilige Richtung anzeigen.
f. Das System in (e) kann weiter erweitert werden. Es ist vorstellbar, eine kleine "Nahbereichkarte" des nächstens stromabwärts liegenden Netzes darzustellen, und auf dieser Karte z. B. mit verschiedenen Farben Verbindungsstraßen mit begrenztem Zufahrtsverkehr, Staus, etc. markieren. Es kann eine Nahbereichkarte pro Teilfluss vorliegen. Total blockierte Verbindungsstraßen können mit einem roten X angezeigt werden. Dadurch bekommen Fahrer die Möglichkeit, alternati ve Straßen an einer weiter stromaufwärts liegenden Stufe auszuwählen, und der Verkehr kann besser verteilt werden. Die Steuermittel können auch bereits hier die Teilflüsse und die Teilflüsse der Teilflüsse für die aktuelle Richtung z. B. durch Markierung der alternativen Route in grün auf der "Nahbereichskarte" verkleinern. Hierdurch kann die Realisierung einer Verteilung von Verkehr weit stromaufwärts von dem Problembereich mehr oder weniger erzwungen werden.

Netzanalyse auf hoher Ebene
Das System kann den Verkehr in dem Straßennetz in mehreren Weisen überwachen. Eine Art ist durch Analyse der Netzbelastung, z. B. alle die Verbindungsstraßen mit begrenztem Zufahrtsverkehr können erfasst und untersucht werden. Hierdurch kann man bestimmte Problembereiche erkennen, z. B. Bereiche um einen Unfall herum, und wie weit stromaufwärts die Auswirkungen sich ausgeweitet haben. Das System kann parallele "weniger belastete" Verbindungsstraßen identifizieren und Überführung von Verkehr zu solchen Verbindungsstraßen leiten.
Zu Hauptverkehrszeiten kann das Problem auftreten, dass mehrere parallele Verbindungsstraßen in der selben Hauptrichtung (in den Stadtkern) begrenzt sind. Bei Abweichungen vom Normalzustand können Gründe zum Ändern des Zuteilungsplans und Anpassung an die neue Situation vorliegen. Z. B. kann der Hauptrichtung mehr Kapazität in den Knotenpunkten beginnend stromabwärts gegeben werden. Die kreuzenden Verkehrsflüsse erhalten dann weniger Passierbarkeit. Diese Maßnahme kann durch Maßnahmen weit stromaufwärts ergänzt werden.
Die Informationen über vergrößerte Verkehrsprobleme können mit Maßnahmen zum Ausweiten von Verkehr früh stromaufwärts in Einklang gebracht werden, z. B. durch Anforderungen, weit stromaufwärts liegende Querverbindungen auszuwählen, um eine geeignete Zufahrtsstraße zu finden, die direkter zum Ziel führt. Das Konzept ist ähnlich dem, was man mit Ringstraßen erreichen will, d. h. Nutzung der Ringstraße für Beför derung zu einer geeigneten Zufahrtsstraße, und Vermeiden von Kreuzungen näher zur Stadt, wo Verkehr und Kreuzungen größere Probleme verursachen.
Die Erfindung basiert auf Lösungen auf mehreren Ebenen. Die obere Ebene mit Zuteilungen ist wichtig, da sie Vorbedingungen erzeugt, um mit kleineren Korrekturen eine effektive Verkehrsdurchfahrt durch das Straßennetz bereitzustellen. Auch auf dieser Ebene sind Korrekturen erforderlich und Aktualisierungen werden an Änderungen in dem Netz und die Verkehrslage angepasst.
Kapazität und Reisezeit
In den obigen Abschnitten ist hauptsächlich die Netzkapazität erörtert worden, und ihre Abhängigkeit von Verkehrsflussblockierungen. Diese Bemühung ist eine Ursache für Staus und längere Reisezeiten. Wenn die Kapazität einer Route auf einer Ebene C1 mit Hilfe der Verfahren der Erfindung gehalten werden kann, wenn Blockierung ansonsten die Kapazität C2 verursacht hätte, gibt es eine Verkehrsflussdifferenz C1–C2, die Schlangewachstum angibt. Dieses Schlangenwachstum kann 1–2 Stunden während des Hauptverkehrs andauern, mehrere Verbindungsstraßen blockieren und neue Staus anwachsen lassen. Das bedeutet, dass die Differenz in der Reisezeit für ein "nichtblockiertes" Straßennetz, verglichen mit einem blockierten, beträchtlich sein kann.
Die Reisezeit durch ein Straßennetz kann lang sein, auch wenn die Verkehrsflüsse unter der Kapazitätsgrenze liegen. Wenn die Knotenpunkte signalgesteuert sind und Autos stochastisch an den Knotenpunkten ankommen, müssen sie in der Größenordnung der Hälfte eines Zeitplanzyklus warten, z. B. 50 Sekunden pro Knotenpunkt. Bei 12 Knotenpunkten impliziert dies 10 Minuten zusätzlich zu der Fahrtzeit. Wenn Schlangen vorhanden sind, die keine Zeit haben, während der Grünphase durchzufahren, würde sehr schnell eine weitere Zykluszeitperiode anfallen, und die zusätzlichen 10 Minuten könnten einfach zu einer halben Stunde oder mehr werden. Die Reisezeiten können beträchtlich sein, auch wenn keine Blockierung entsteht. Deshalb ist es kein spezifischer Wert, Schlangenpuffer in dem Netz vorzusehen. Der Erfindung zufolge besteht ein Wunsch, Schlangen auf den Verbindungsstraßen klein zu halten, teilweise, weil die Pufferspielräume dann freigehalten werden, bis sie zum Handhaben der intermittierenden zusätzlichen Verkehrsflüsse benötigt werden, teilweise, um keine unnötig langen Reisezeiten zu schaffen.

Claims

Verfahren zur Verkehrsleitung in einem Straßennetz, bestehend aus einer Auswahl verschiedener Straßen aus einer Gruppe, die Autobahnen, größere Straßen, Durchgangsstraßen, Zufahrtsstraßen, und Unterbereiche des Netzes einschließt, wobei Unternetze in Stadtbereichen Straßennetze von Straßen mit Kreuzungen einschließen, und wobei das Netz aus Straßenverbindungen besteht, die miteinander über Knotenpunkte verbunden sind, welche Knotenpunkte eine variable Anzahl von Verbindungsstraßen verbinden können, und in verschiedenen Weisen ausgelegt sein können, einschließlich Kreisel und verschiedene Typen von Kreuzungen; und wobei Sensoren und Steuermittel für Verkehr an ausgewählten Verbindungsstraßen in dem Netz positioniert sind, und die Verkehrsleitung die Aufgabe einschließt, eine große Kapazität auf ausgewählten Teilen des Straßennetzes beizubehalten und zu nutzen, wobei die Kapazität an einem ausgewählten Querschnitt den maximalen Verkehrsfluss bedeutet, der den Querschnitt passieren kann, und wobei es eingeschlossen ist, diese Aufgabe während einer Zeitspanne auszuführen, wenn das Verkehrsvolumen und der Kapazitätsbedarf groß sind, und wobei das Verfahren für Verkehrsleitung auf ausgewählten Grundprinzipien beruht und gekennzeichnet ist durch: a. Reduzierung von Blockierung und Blockierungsgefahr von Verkehrsflüssen auf Verbindungsstraßen, wobei Blockierung bedeutet, dass Autos, im Stillstand oder bei sehr niedriger Geschwindigkeit, vollständig oder teilweise eine oder mehrere Spuren für Zufahrtsverkehr oder Durchfahrtsverkehr auf einer Verbindungsstraße blockieren; b. Durchführen von (a) mit dem Verfahrensschritt, den Verkehrsfluss stromaufwärts fahrenden zu begrenzen, um die Gefahr einer Blockierung einer stromabwärts liegenden Verbindungsstraße zu reduzieren; c1. Durchführen von (a) mit dem Verfahrensschritt, Verkehrsflusszuteilungen für ausgewählte Teile des Netzes zu bestimmen, wobei die Zuteilung ein Zielwert bei der Steuerung der Größe eines Verkehrsflusses zu einer Verbindungsstraße oder einem Knotenpunkt ist; c2. Durchführen von (c1) mit Anwendung von (b), wobei die Zuteilung für eine Verbindungsstraße bestimmt wird, einschließlich einer Beurteilung der Gefahr von Blockierung der Verbindungsstraße; c3. Durchführen von (c2) für ausgewählte Verbindungsstraßen unter Hinzufügung der Bestimmung der Zuteilung für eine Verbindungsstraße, wobei auch die Gefahr einer Blockierung einer stromabwärts liegenden Verbindungsstraße bei der Zuteilungsbestimmung beurteilt wird, und auf der Zuteilung für Zufahrtsverkehr zu einer Verbindungsstraße basiert, die durch den Ausfahrtsverkehr von der Verbindungsstraße geleitet wird, und ist der Ausfahrtsverkehr von einer Verbindungsstraße über einen stromabwärtsliegenden Knotenpunkt abhängig von Zuteilungen, welche Ausfahrtverbindungsstraßen von dem stromabwärtsliegenden Knotenpunkt gegeben werden, und abhängig von einer Begrenzung, die durch Steuerung der Verkehrsflüsse durch den Knotenpunkt von Zufahrtsverbindungsstraßen des Knotenpunkts zu Ausfahrtsverbindungsstraßen des Knotenpunkts gegeben werden; d1. für einen Knotenpunkt mit wenigstens einer stromaufwärts liegenden Verbindungsstraße, Durchführung von (a) mit dem Verfahrensschritt, Verkehrsflüsse auf mindestens dieser Verbindungsstraße, und/oder anderen stromaufwärts oder stromabwärts liegenden Verbindungsstraßen zu messen; d2: wobei Messungen gemäß (d1) für den Verfahrensschritt verwendet werden, geschätzte Verkehrsflusswerte, basierend auf diesen Messungen zu vergleichen mit mindestens einer zugeordneten Zuteilung und/oder Einstellung von Steuermittelsteuerung von Ausfahrtsverkehr von mindestens einer von stromaufwärtsliegenden Verbindungsstraßen des Knotenpunkts, und, wenn die Abweichungen größer als ausgewählte Werte sind, Durchführen von Maßnahmen gemäß mindestens einem von (e)–(f); e. Analysieren, ob die Abweichung gemäß (d2) bedeutet, dass mindestens eine der Verbindungsstrassen blockiert ist oder sein wird oder einen Spielraum zum Handhaben der Abweichung aufweist; f. Zuordnung korrigierter Einstellungen der Steuermittel zu mindestens einer der Verbindungsstraßen und/oder ihren stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: d1. für einen Knotenpunkt mit mindestens drei Verbindungsstraßen, Durchführen des Verfahrensschritts, verteilte Verkehrsflüsse (Unterflüsse) auf mindestens einer dieser Verbindungsstraßen bezüglich Verkehrsflüssen stromaufwärts des Knotenpunkts zu messen für mindestens zwei der folgenden Fälle: links abbiegen V, rechts abbiegen H, geradeaus weiterfahren R und eine Kombination von zwei derselben in dem Knotenpunkt; d2. Verwenden von Messungen gemäß (d1) für den Verfahrensschritt, die gemessenen Verkehrsflüsse mit den Einstellungen der Steuermittelsteuerung von Ausfahrtsverkehr von der Verbindungsstraße zu vergleichen, und wenn die Abweichung größer als der ausgewählte Wert ist, Maßnahmen gemäß mindestens einem von (e)–(f) durchzuführen; d3. Verwenden von Messungen gemäß (d1) zur Bestimmung von Zufahrtsverkehr zu mindestens einer der Verbindungsstraßen stromabwärts von dem Knotenpunkt; d4. gemäß (d3), Vergleichen geschätzter Größen von Zufahrtsverkehr auf einer Verbindungsstraße mit der Zuteilung für die Verbindungsstraße, und, wenn die Abweichung größer als ein ausgewählter Wert ist, Durchführen von Maßnahmen gemäß mindestens einem von (e)–(f); e. Analysieren, ob die Abweichung gemäß (d2) bzw. (d4) bedeutet, dass mindestens eine der Verbindungsstraßen blockiert ist oder einen Spielraum zum Handhaben der Abweichung aufweist; f. Zuweisung einer korrigierten Einstellung zu Steuermitteln über mindestens eine von: den Verbindungsstraßen und ihren stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: k1. für einen Knotenpunkt mit mindestens drei Zufahrts- und drei Ausfahrtsverbindungsstraßen, einschließlich einer Vierstraßenkreuzung mit vier Zufahrts- und vier Ausfahrtsverbindungsstraßen: Durchführen des Verfahrensschritts, verteilte Verkehrsflüsse auf mindestens einer dieser Zufahrtsverbindungsstraßen bezüglich den Verkehrs flüssen stromaufwärts des Knotenpunkts zu messen für mindestens zwei der folgenden Fälle: links abbiegen V, rechts abbiegen H, geradeaus weiterfahren R, in dem Knotenpunkt; k2. Verwenden von Messungen gemäß (k1) für den Verfahrensschritt zum Vergleichen der gemessenen Verkehrsflüsse mit den Einstellungen der Steuermittelsteuerung von Ausfahrtsverkehr aus der Verbindungsstraße, und, wenn die Abweichung größer als der ausgewählte Wert ist, Durchführen von Maßnahmen gemäß mindestens einem von (e)–(f); k3. Verwendung von Messungen gemäß (k1) zum Bestimmen von Zufahrtsverkehr zu mindestens einer der Ausfahrtsverbindungsstraßen stromabwärts des Knotenpunkts, und dadurch Zusammenaddieren von Verkehrflüssen von verschiedenen Einfahrtsverbindungsstraßen basierend auf den Messungen; k4. gemäß (k3), Vergleichen geschätzter Größen von Einfahrtsverkehr auf einer Verbindungsstraße mit der Zuteilung für die Verbindungsstraße, und, wenn die Abweichung größer als ein ausgewählter Wert ist, Durchführen von Maßnahmen gemäß mindestens einem von (e)–(f); e. Analysieren, ob die Abweichung gemäß (k2) bzw. (k4) bedeutet, dass mindestens eine der Verbindungsstraße blockiert ist oder einen Spielraum zum Handhaben der Abweichung aufweist; f. Zuweisen einer korrigierten Einstellung zu Steuermitteln über mindestens eine von: die Verbindungsstraßen und ihre stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: e1. Durchführen des Verfahrensschritts, mindestens einen Spielraum für eine Verbindungsstraße zum Handhaben eines zeitbegrenzten großen Verkehrsflusses ohne Blockierung der Verbindungsstraße zu bestimmen, und wo ein Spielraum in bezug zu mindestens einem von (e2)–(f3) steht; e2. Vorbedingungen für die Verbindungsstraße und das umgebende Straßennetz, einschließlich Vorbedingungen für einen Spielraum, die sich zusammensetzen aus einer zulässigen Pufferschlangengröße auf mindestens einer ausgewählten Spur der Verbindungsstraße und/oder auf der Verbindungsstraße insgesamt; f1. Durchführen des Verfahrensschritts, dynamisch Steuermittel einzustellen, die Ausfahrtsverkehr von einer Verbindungsstraße steuern; f2. Zuweisen einer Zuteilungseinstellung zu den Steuermitteln gemäß (f1), die Zuteilungswerten der Verbindungsstraße entspricht; f3. Zuweisen einer korrigierten Einstellung zu Steuermitteln gemäß (f1) und Erwägen von Spielräumen gemäß (e1), wenn Abweichungen von den Zuteilungseinstellungen auf mindestens der Verbindungsstraße und/oder stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen erforderlich sind.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: n1. für einen Autobahnknotenpunkt, der ein Einfahrtsknotenpunkt ist, Durchführen des Verfahrensschritts, stromaufwärts fahrenden Verkehrsfluss auf der Autobahn und der Zufahrtsstraße zu messen; n2. anhand Messungen gemäß (n1), Vorhersagen von Zufahrtsverkehr zu stromabwärts liegendem Einfahrtsknotenpunkt, und Vergleichen dieses Verkehrsflusses mit der entsprechenden Zuteilung, und wenn der Unterschied größer als ein ausgewählter Wert ist, Durchführen von Maßnahmen gemäß (n7); n3. Durchführen des Verfahrensschritts, Spielräume für eine Autobahnverbindungsstraße zu bestimmen, um große Verkehrsflüsse ohne Blockierung der Verbindungsstraße zu handhaben; n4. wobei ein Spielraum gemäß (n3) sich zusammensetzt aus der zulässigen Größe der Pufferschlange auf einer Autobahnverbindungsstraße mindestens auf einer ausgewählten Spur der Verbindungsstraße und/oder auf der Verbindungsstraße insgesamt; n5. Durchführen des Verfahrensschritts, dynamisch Steuermittel einzustellen, die Ausfahrten von einer Verbindungsstraße steuern; n6. Zuweisen einer Zuteilungseinstellung zu Steuermitteln gemäß (n5), welche Zuteilungswerten von mit dem Knotenpunkt verbundenen Autobahnverbindungsstraßen entspricht; n7. Zuweisen einer korrigierten Einstellung gemäß (n5) zu Steuermitteln gemäß (n5) und selektives Berücksichtigen (n3) auf mindestens stromabwärts liegenden Zufahrt und/oder den ihr stromaufwärts liegenden Zufahrten.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 1–4, gekennzeichnet durch: L1. mindestens eine Spur einer Verbindungsstraße, wird als "Anstellspur" bezeichnet, was bedeutet, dass Autos, die sich anstellen, sich in einer Schlange in dieser Spur anstellen werden, und mindestens eine der Spuren wird als anstellfrei bezeichnet; L2. die Schlange der "Anstellspur" stromaufwärts einer Ausfahrtszone beginnt, welche den der Verbindungsstraßenausfahrt zu dem Knotenpunkt nächstliegenden Raum einnimmt, und dass die Ausfahrtzone für Autos reserviert ist, die während der stromgesteuerten Durchfahrtsphase von der Verbindungsstraße abfahren, welche ansonsten als "Grünphase" bezeichnet wird; L3. selektiv auch Autos, die auf die nächste Anstellphase warten, erlaubt wird, sich hinter den in (L2) genannten Autos anzuschließen; L4. Steuermittel den Autos, die in der synchronisierten "Grünphase" herausfahren, ihre Fahrt auf der anstellfreien Spur in die Ausfahrtzone anzeigen; L5. die Ausfahrtzone derart ausgelegt ist, dass mindestens eine Spur von abfahrenden Autos verwendet werden kann.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 1–4, gekennzeichnet durch: L1. Ausstatten einer Verbindungsstraße mit mindestens zwei Anstellgebieten entlang mindestens einer der Spuren, hier beispielsweise die rechte, und wobei diese Anstellgebiete den Ausfahrtsverkehr der Verbindungsstraße darstellen, in diesem Beispiel drei Verkehrsflüsse: V, R, H in einer Reihenfolge, in der der jeweilige Ausfahrtsverkehr durch die Hilfe der Grünphasen der Steuermittel gesteuert wird, wobei die Grünphase das Durchlassen von Verkehr bedeutet, und wobei Phase (0) der aktuelle oder der nächste Verkehr ist, der Grünphase für mindestens einen von V, R, H wird, und das erste Anstellgebiet für Phase (1) ist, welches die nächste Grünphase für die Richtung in der Reihenfolge von V, R, H ist, und Phase (2) nach dieser die nächste folgende ist, und selektiv auch ein Anstellgebiet für Phase (0) vorliegen kann; L2. an der Verbindungsstraße ankommende Autos fahren entsprechend gegebenen Informationen in ihr jeweiliges Anstellgebiet, abhängig davon, welche Richtung: V, R, oder H das Auto in dem stromabwärts liegenden Knotenpunkt wählen wird, und die Anstellgebiete entsprechend der aktuellen Phase (0) werden aufeinanderfolgend gefüllt, bis das jeweilige Grünperiodenvolumen oder -gebiet voll ist, und nach einer vollständigen Phase (0) das möglicherweise ausgewählte Anstellgebiet: Phase (0) gefüllt ist, während Autos, die Phasen mit vollen Anstellgebieten oder vollen Grünperiodenvolumen darstellen, sich dahinter in Reihenfolge ihres Eintreffens anstellen; und wenn Zeit vergeht und die Grünphasen wechseln, das Anstellgebiet für Phase (1) entleert und durch die Autos dahinter von dem Anstellgebiet für Phase (2) gefüllt wird, welche nun zu einer neuen Phase (1) in dem Anstellgebiet (1) übergeht, etc.; und bis zu dem Ausmaß, wenn ein Anstellgebiet mit mehr Auto gefüllt wird, wird es von hinten durch an der Verbindungsstraße ankommenden Autos gefüllt, oder von einer möglichen Schlange hinter den Anstellgebieten; L3. Halten der Spur neben den Anstellgebieten offen für die Bewegungen zu dem jeweiligen Anstellgebiet; L3. Verwenden auch der angrenzenden Spur für die Ausfahrt aus Anstellgebiet (1) stromabwärts, wodurch mindestens zwei Spuren für die jeweilige Grünphasenrichtung verwendet werden können, und ein großer Ausfahrtsverkehr von der Verbindungsstraße während einer ausgewählten Zeitspanne vorgesehen werden kann; L5. Erhalten von Informationen durch Verwendung von Sensoren über das Volumen in den Anstellgebieten und eine mögliche Schlange hinter den Anstellgebieten, und Steuerung der Anstellgebietzuweisung und des Ausfahrtsverkehrs von der Verbindungsstraße durch das Darstellungsmittel; L6. Verwenden von Informationen über die Volumen zum Bestimmen von Zufahrtsverkehr zu mindestens einer der Ausfahrtsverbindungsstraßen stromabwärts von dem Knotenpunkt.
Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch: M1. Unterteilen des jeweiligen Anstellgebiets in mindestens zwei Untergebiete, die den Ausfahrtsverkehr einer stromabwärtsliegenden Verbindungsstraße darstellen, hier exemplifizier mit drei Verkehrsflüssen: V. R. H. in stromaufwärts fahrender Reihenfolge; M2. wobei an der Verbindungsstraße ankommende Autos gemäß gegebenen Informationen in ihr jeweiliges Untergebiet des Anstellgebiets abhängig von der Richtung V, R oder H fahren, welche jedes Auto in dem Knotenpunkt der stromabwärts liegenden Verbindungsstraße wählen wird; M3. hierdurch Stützen des Verkehrsflusses zu einer Verbindungsstraße des stromabwärts liegenden Knotenpunkts auf Packungen von Autos in Reihenfolge, Untergebiet für Untergebiet von Verbindungsstraße nach Verbindungsstraße, und dadurch Liefern einer Vorsortierung pro Anstellgebiet auf der stromabwärts liegenden Verbindungsstraße, und ferner einer Vorsortierung in einer möglichen Schlange, die stromaufwärts der Anstellgebiete der Verbindungsstraße gebildet werden kann; M4. bei dem Ausfahrtsverkehr von Anstellgebiet (1) selektives Verteilen von Untergebieten auf Spuren angepasst an die Phasen der stromabwärts liegenden Verbindungsstraße, so dass das Untergebiet, dass der Grünphase der stromabwärts liegenden Verbindungsstraße entspricht, welche die Phase nach der Fahrzeit ist, gewöhnlich in Phase (0) ist, Erlaubnis zu der angrenzenden Spur oder Ausfahrt erhält; M5. wobei ein Untergebiet auf einer ersten Verbindungsstraße Informationen über zukünftigen Zufahrtsverkehr zu einer zweiten Verbindungsstraße enthält, die eine stromabwärts liegende Verbindungsstraße einer stromabwärts liegenden Verbindungsstraße der ersten Verbindungsstraße darstellt, und es können mehrere äquivalente Verbindungsstraßen zu der ersten Verbindungsstraße als stromaufwärts liegende Verbindungsstraßen von stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen der zweiten Verbindungsstraße identifiziert werden, und selektives Vorhersagen des Zufahrtsverkehrs von den Informationen pro jeweiliges Untergebiet auf der ersten Verbindungsstraße und ausgewählten äquivalenten Verbindungsstraßen dieser ersten Verbindungsstraße.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 1–8, gekennzeichnet durch: L1. Durchführen von Steuerung des Ausfahrtsverkehrs von einer ersten Verbindungsstraße bezüglich der Unterverkehrsflüsse der Verbindungsstraße, welche Unterverkehrsflüsse auf den Ausfahrtsverkehrsrichtungen der Verbindungsstraße basieren; L2. Unterteilen der Unterverkehrsflüsse in Unterunterverkehrsflüsse, die sich auf Unterverkehrsflüsse von stromabwärts liegenden Verbindungsstraßen beziehen, und Steuern des Ausfahrtsverkehrs von der ersten Verbindungsstraße durch Einschließen von Steuerung mindestens eines der Unterunterverkehrsflüsse.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 1–9, gekennzeichnet durch: L1. Weiterentwickeln des Verfahrens bezüglich Steuern von Verkehrsfluss auf einer ersten Verbindungsstraße zu mindestens einer zweiten Verbindungsstraße, welche eine Verbindungsstraße mindestens eine Verbindungsstraße stromabwärts einer stromabwärts liegenden Verbindungsstraße der ersten Verbindungsstraße darstellt; L2. Steuermittel, die ausgewählte Verbindungsstraßen auf einem einfachen Darstellungsmodell des betreffenden stromabwärts liegenden Straßennetzes markieren, und wobei ausgewählte Informationen mindestens eines anzeigen von: – Durchfahrtserlaubnis für Autos zu mindestens einer ausgewählten Verbindungsstraße; – Durchfahrtsproblem auf mindestens einer ausgewählten Verbindungsstraße.
Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch: den Spielraum, der durch eine Pufferschlange auf der Autobahnverbindungsstraße stromabwärts eines Ausfahrtknotenpunkts gebildet wird, und dass der Spielraum durch mindestens eine der Bedingungen bestimmt wird: a. die Schlange auf der Autobahn wächst nicht über den Ausfahrtsknotenpunkt hinaus an, so dass Autos, deren Ziel die Ausfahrt ist, durch die Autobahnschlange blockiert werden; b. die Schlange auf der Autobahn ist eingerichtet, um die Ausfahrt auf der Autobahn zu passieren, wobei auf der dichtesten Spur, gewöhnlich auf der rechten, mindestens ein Zwischenraum an oder stromaufwärts von dem Knotenpunkt freigelassen wird, so dass von stromaufwärts kommende Autos, die zur nächsten Ausfahrt abbiegen wollen, nicht durch die Autobahnschlange blockiert werden würden, und dass der Spielraum auf diese Weise ausgeweitet werden kann, bis andere Bedingungen die Schlangenlänge begrenzen.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 5 und 11, gekennzeichnet durch: die Einfahrten der Autobahn, die an ein Straßennetz angeschlossen sind, und dass die Einfahrtsverkehrssteuerungen stromaufwärts entlang des Straßennetzes gemäß einigen der Ansprüche 1–3 zurückgemeldet werden.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 5, 11 und 12, gekennzeichnet durch: eine Pufferschlange auf einer Autobahnausfahrtsstraße, die einen Spielraum aufweist, der bestimmt wird durch mindestens eins von: a. die Schlange wächst nicht stromaufwärts auf der Autobahn an und blockiert passierende Verkehrsflüsse dort; b. wenn der passierende Verkehrsfluss auf weniger Spuren begrenzt werden kann, kann der Schlangenspielraum auf eine Schlangenlänge vergrößert werden, die bis zur Autobahn und zu der nächsten Ausfahrt reicht, wobei eine Spur belastet wird, gewöhnlich die rechte, oder weiter gemäß Anspruch 11.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 1–13, gekennzeichnet durch: a. eine Verbindungsstraße oder einen Knotenpunkt, die/der reduzierte Kapazität verursacht durch Unfälle oder andere Blockierungen erhält, welche den Verkehrsfluss mehr als die jeweilige Zuteilung reduzieren, der Verbindungsstraße bzw. den stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen des Knotenpunkts werden dann dynamisch korrigierte Zuteilungen in bezug zu der begrenzten Kapazität gegeben; b. Änderungen von Zuteilungen gemäß (a), die mindestens einen Schritt stromaufwärts zu ausgewählten zweiten Verbindungsstraßen stromaufwärts der Verbindungsstraßen in (a) rückgemeldet werden, und wenn sich das Ergebnis mehr als ein ausgewählter Wert von den Zuteilungen der zweiten Verbindungsstraßen unterscheidet, werden diesen Verbindungsstraßen dynamisch korrigiert Werte gegeben; c. Änderungen von Zuteilungen gemäß (a), die selektiv mindestens einen Schritt stromabwärts zu ausgewählten dritten Verbindungsstraßen stromabwärts von den Verbindungsstraßen in (a) rückgemeldet werden, und wenn sich das Ergebnis mehr als ein ausgewählter Wert von den Zuteilungen der dritten Verbindungsstraßen unterscheidet, werden diesen Verbindungsstraßen dynamisch korrigierte Werte gegeben.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 1–14, gekennzeichnet durch a. Bei Verkehrsleitung mit Verkehrsflussverteilung auf Verbindungsstraßen gemäß gegebenen Zuteilungen: Übermittlung von Informationen an die Autofahrer über Routenauswahl, und dadurch Verkleinern oder Vergrößern von Verkehrsflüssen auf ausgewählten stromabwärts liegenden Verbindungsstraßen, um Überschreitung jeweils der Verwendung der Zuteilungen der Verbindungsstraßen zu verhindern; b. Durchführen von (a) mit dynamischen Informationen, wenn die Verkehrsleitung gemäß dynamisch korrigierten Zuteilungen arbeitet.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 1–15, gekennzeichnet durch: a1. Analysieren eines Spielraums für eine Verbindungsstraße unter Berücksichtigung von zusätzlichem Zufahrtsverkehr über der Zuteilungen, der bezüglich des Ausfahrtsverkehrs der Verbindungsstraße erlaubt werden kann; a2. Analysieren, ob irgendein Verkehrsfluss über der Verbindungsstraßenzuteilung aus der Verbindungsstraße herausgeführt werden kann, einschließlich mindesten eines von: b1. Analysieren eines Spielraums für eine Verbindungsstraße unter Berücksichtigung von zusätzlichem Ausfahrtsverkehr über der Zuteilung, der bezüglich des Ausfahrtsverkehrs anderer Verbindungsstraßen zu dem Knotenpunkt und des begrenzten Volumens des Knotenpunkts erlaubt werden kann; b2. Analysieren eines Spielraums für mindestens eine stromabwärts liegende Verbindungsstraße unter Berücksichtigung von zusätzlichem Zufahrtsverkehr über der Zuteilung; b3. Analysieren eines Spielraums bezüglich Pufferschlange für mindestens eine stromabwärts liegende Verbindungsstraße.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 1–16, gekennzeichnet durch: Vorhersagen des Zufahrtsverkehrs zu einer ersten Verbindungsstraße von Messungen auf anderen ausgewählten Verbindungsstraßen, die stromaufwärts liegende Verbindungsstraßen von stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen der ersten Verbindungsstraße sind; a. Vergleichen des vorhergehenden Verkehrsflusses mit der Zuteilung für die erste Verbindungsstraße, und wenn die Abweichung größer als ein ausgewählter Wert ist, Analysieren und Durchführen mindestens einer Maßnahme auf ausgewählten stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen bis zu und einschließlich der anderen Verbindungsstraßen; b. Auswählen der Maßnahme aus der Gruppe: – Verwenden eines Verbindungsstraßenspielraums, einschließlich Schlangenpuffern; – Reduzieren eines Ausfahrtsverkehrs von einer Verbindungsstraße; – Rückmelden einer Maßnahme auf einer Verbindungsstraße zur Analyse möglicher Maßnahmen auf mindesten einer stromaufwärts liegenden Verbindungsstraße.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 1–17, gekennzeichnet durch: Durchführen ausgewählter Maßnahmen auf ausgewählten Verbindungsstraßen in dem Straßennetz und Auswählen der Maßnahmen aus einer Gruppe, die einschließt: – Verwenden eines Verbindungsstraßenspielraums, einschließlich Schlangenpuffern; – Reduzieren eines Ausfahrtsverkehrs von einer Verbindungsstraße; – Rückmelden einer Maßnahme auf einer Verbindungsstraße zur Analyse möglicher Maßnahmen auf mindestens einer stromaufwärts liegenden Verbindungsstraße. – Informationen an Autofahrer bezüglich Routenauswahl.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 1–18, gekennzeichnet durch: mindestens eine Zufahrtsverbindungsstraße zu einem ersten Knotenpunkt in einem Unternetz, der mindestens eine zugewiesen wird von: a. einer dynamischen Zuteilungskorrektur; b. einem Steuermittel, das den Ausfahrtsverkehr von der Verbindungsstraße begrenzt; und wobei die Zuteilungskorrektur bezüglich der Ausfahrtsverkehrsbegrenzung zu dem Zweck durchgeführt wird, Blockierungen in dem Unternetz zu verringern und die jeweilige Größe basierend auf ausgewählten Kriterien bei Analyse von Ergebnissen von mindestens einem von (c)–(d) bestimmt wird; c. Schätzung der Abweichung zwischen Zufahrtsverkehr und Ausfahrtsverkehr des Unternetzes; d. Schätzung des gesamten oder relativen Verkehrsvolumens in dem Unternetz.
Verfahren nach einigen der Ansprüche 1–19, gekennzeichnet durch: a. Durchführen von Zuteilungsbestimmung und Zuteilungskorrektur mit Hilfe von Verfahrensschritten, bei denen Verbindungsstraßen mit begrenztem Zufahrtsverkehr ermittelt und untersucht werden; b. Identifizieren von Hauptrichtungen für große begrenzte Verkehrsflüsse und Durchführen mindestens eines von (c)–(e); c. wenn mindestens eine von parallelen Verbindungsstraßen Platz für mehr Verkehrsfluss bis zu der Zuteilungshöhe haben, Durchführen von Steuerung von Verkehrsfluss von mindestens einer der begrenzten Verbindungsstraßen zu der Verbindungsstraße an einer Position stromaufwärts von der Verbindungsstraße; d. wenn mehrere parallele Verbindungsstraßen die Begrenzung aufweisen, Durchführen von Analysen des Anstiegs von Verkehrsdurchfahrt auf mindestens einer der Verbindungsstraßen in der Hauptrichtung durch Knotenpunkte beginnend stromabwärts, und wenn die Zuteilung erhöht werden kann, Fortsetzen der Analyse stromaufwärts gegen die Hauptrichtung zu aufeinanderfolgenden stromaufwärts positionierten Knotenpunkten und Verbindungsstraßen, für mögliche Erhöhung ihrer Zuteilungen in der Hauptrichtung; e. Erhöhen von Zuteilungen in der Hauptrichtung, was eine Senkung von Zuteilungen in der Querrichtung durch gemeinsame Knotenpunkte erfordert, und Steuern von Teilen des Bedarfs von Querverkehr weiter stromaufwärts in dem Straßennetz durch Maßnahmen, gemäß dem Verfahrensschritt, dass stromaufwärts befindliche Autofahrer früh veranlasst werden, eine Querverbindung für einen solche Route in dem Straßennetz zu suchen, die in ihrer Hauptrichtung direkter zum Ziel gerichtet ist; f. konzentrierte Probleme an Unternetzen mit größerer Verkehrsanforderung als Kapazität, einschließlich Unfallproblemen, Analysieren der stromaufwärts vorhandenen Möglichkeiten, Verkehr auf weniger benutzte Verbindungsstraßen um den Problembereich herum zu leiten, wobei in den Steuermaßnahmen eine Einstellung dynamisch geänderter Zuteilungswerte bei Verkehrsänderungen einschließlich Unfällen enthalten ist.
Verfahren zur Verkehrsleitung in einem Straßennetz, bestehend aus einer Auswahl verschiedener Straßen aus einer Gruppe, die Autobahnen, größere Straßen, Durchgangsstraßen, Zufahrtsstraßen, Unterbereiche des Netzes einschließt, wobei Unternetze in Stadtbereichen ein Straßennetz von Straßen mit Kreuzungen einschließen, und wobei das Netz aus Straßenverbindungen besteht, die miteinander über Knotenpunkte verbunden sind, welche Knotenpunkte eine variable Anzahl von Verbindungsstraßen verbinden können, und in verschiedenen Arten ausgelegt sind, wobei Kreisel und verschiedene Arten von Kreuzungen eingeschlossen sind; und wobei Sensoren und Steuermittel für Verkehr an ausgewählten Verbindungsstraßen in dem Netz positioniert sind, und wobei die Verkehrsleitung die Aufgabe einschließt, eine große Kapazität auf ausgewählten Teilen des Straßennetzes beizubehalten und zu nutzen, wobei die Kapazität an einem ausgewählten Querschnitt den maximalen Verkehrsfluss bedeutet, der den Querschnitt passieren kann, und wobei es eingeschlossen ist, diese Aufgabe während einer Zeitspanne durchzuführen, wenn das Verkehrsvolumen und der Kapazitätsbedarf groß sind, und das Verfahren für Verkehrsleitung auf ausgewählten Grundprinzipien beruht und gekennzeichnet ist durch: a. Reduzierung der Blockierung und Blockierungsgefahr von Verkehrsflüssen auf Verbindungsstraßen, wobei Blockierung bedeutet, dass Autos, im Stillstand oder bei sehr niedriger Geschwindigkeit, vollständig oder teilweise eine oder mehrere Spuren für Zufahrtsverkehr oder Durchfahrtsverkehr auf einer Verbindungsstraße blockieren; b. Durchführen von (a) mit dem Verfahrensschritt, den stromaufwärts fahrenden Verkehrsfluss zu begrenzen, um die Gefahr einer Blockierung der stromabwärts liegenden Verbindungsstraße zu reduzieren; c1. Durchführen von (a) mit dem Verfahrensschrit, Verkehrsflusszuteilungen für ausgewählte Teile des Netzes zu bestimmen, wobei die Zuteilung ein Zielwert bei der Steuerung der Größe eines Verkehrsflusses zu einer Verbindungsstraße oder einem Knotenpunkt ist; d1. wenigstens einen Bereich, der als Schlangenpuffer mit Verbindung zu der Verbindungsstraße eingerichtet ist, was bedeutet, dass Autos gesteuert werden können, um sich an irgendeine Schlange in diesem Schlangenpuffer anzustellen, und dass mindestens ein Abschnitt einer Spur parallel zu dem Schlangenpuffer als anstellfrei behandelt wird; d2. Anordnen des Schlangenpuffers stromaufwärts einer Ausfahrtzone, welche den der Verbindungsstraßenausfahrt zu dem Knotenpunkt nächstliegenden Raum einnimmt, und Reservierung dieser Ausfahrtzone für Autos, die von der Verbindungsstraße während der nächsten kommenden oder bereits derzeit gesteuerten Durchfahrtsphase herausfahren wollen, ansonsten als "Grünphase" bezeichnet. d3. selektives Erlauben, dass auch Autos, die auf die nächste Anstellphase warten, sich hinter den in (d2) genannten Autos anschließen; d4. Steuermittel, die diesen Autos, die in der synchronisierten "Grünphase" herausfahren werden, ihren Weg auf der anstellfreien Spur in die Ausfahrtzone zeigen; d5. wobei die Ausfahrtszone derart ausgelegt ist, dass mindestens eine Spur von herausfahrenden Autos verwendet werden kann.
Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch: Steuern des Ausfahrtsverkehrs von der Verbindungsstraße bezüglich einer Durchfahrtsphase für links abbiegen (V) und ferner mindestens einer Durchfahrtsphase für geradeaus fahren (R) und rechts abbiegen (H), und dass V-Autos, die sich in dem Schlangenpuffer anstellen, auf Steuermaßnahmen über Verbindung mit der Ausfahrtszone warten, wodurch verhindert wird, dass V-Autos R- oder H-Autos in der Ausfahrtszone während der Durchfahrtsphase dieser Autos blockieren, und Steuern von V-Autos aus dem Schlangenpuffer in einer gesteuerten Anzahl heraus, die zeitlich angepasst ist, um nicht durch R- oder H-Autos während Durchfahrtsphase für V-Autos blockiert zu werden; wodurch erreicht wird, dass sowohl R- und H- als auch V-Autos die Verbindungsstraßen-Ausfahrtsspurkapazität für jeweilige Richtungen nutzen können.
Mittel zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Leiten von Verkehr auf einem Straßennetz, das aus einer Auswahl verschiedener Straßen aus einer Gruppe besteht, die Autobahnen, größere Straßen, Durchgangsstraßen, Zufahrtsstraßen, sowie Unterbereiche des Netzes einschließt, wobei Unternetze in Stadtbereichen ein Straßennetz von Straßen mit Kreuzungen einschließen, und wobei das Netz aus Verbindungsstraßen besteht, die miteinander über Knotenpunkte verbunden sind, welche Knotenpunkte eine variable Anzahl von Verbindungsstraßen verbinden können, und in verschiedenen Arten ausgelegt sind, einschließlich Kreisel und Kreuzungen von vier Straßen sowie verschiedene Arten von Kreuzungen; und wobei Sensoren und Steuermittel für Verkehr an ausgewählten Verbindungsstraßen in dem Netz positioniert sind, und wobei die Verkehrsleitung die Aufgabe einschließt, eine große Kapazität auf ausgewählten Teilen des Straßennetzes beizubehalten und zu nutzen, wobei die Kapazität an einem ausgewählten Querschnitt den maximalen Verkehrsfluss bedeutet, der den Querschnitt passieren kann, und wobei es eingeschlossen ist, diese Aufgabe während einer Zeitspanne durchzuführen, wenn das Verkehrsvolumen und der Kapazitätsbedarf groß sind, und das Verfahren für Verkehrsleitung auf ausgewählten Grundprinzipien beruht, welche Mittel ein Verkehrsleitsystem, Verkehrssensoren und Steuermittel umfassen, gekennzeichnet durch: a. ein Verkehrsleitsystem, umfassend: a1. Kommunikationsausrüstung, die Informationen von Sensoren über Verkehr auf verschiedenen Verbindungsstraßen in dem Straßennetz überträgt und Ausgangsinformationen zu Steuermitteln überträgt; a2. eine Computereinheit, die Prozesse durchführt bezüglich: a3. Reduzierung von Blockierung und Gefahr von Blockierung von Verkehrsflüssen auf Verbindungsstraßen, wobei Blockierung bedeutet, dass Autos im Stillstand oder bei niedriger Geschwindigkeit vollständig oder teilweise eine oder mehrere Spuren für Zufahrtsverkehr oder Durchfahrtsverkehr auf einer Verbindungsstraße blockieren; a4. wobei (a3) den Prozess einschließt, den stromaufwärts liegenden Verkehrsfluss zu begrenzen, um die Gefahr einer Blockierung von stromabwärts liegenden Verbindungsstraßen zu reduzieren; a5. Zuteilungen, wobei Zuteilungen für Verkehrsflüsse für ausgewählte Verbindungsstraßen bestimmt und gespeichert werden; a6. Schätzung und Vorhersage von Verkehrsflüssen für ausgewählte Verbindungsstraßen; a7. Korrekturen, wobei dynamische Zuteilungskorrekturen nach Analyse gemessener oder vorhergesagter Verkehrsflusswerte verglichen mit entsprechenden Zuteilungen berechnet werden; a8. Spielräume für ausgewählte Verbindungsstraßen; a9. Steuerinformationen bezüglich Begrenzungen von Ausfahrtsverkehr von ausgewählten Verbindungsstraßen; a10. Abweichungen im Verkehr von gültiger Zuteilung für eine ausgewählte Verbindungsstraße, und Korrekturen von Steuerinformationen für mindestens eine von: der Verbindungsstraße und stromaufwärts liegenden Verbindungsstraßen; b. Sensoren, die zur Erzeugung von Verkehrsinformationen ausgewählt werden, einschließlich mindestens einer der Folgenden: – Verkehrsflussinformationen – Geschwindigkeitsinformationen – Schlangenlängeninformationen – Informationen über Anzahl von Autos (Volumen); c. Steuermittel, die zur Steuerung von Verkehr ausgewählt werden, einschließlich mindestens einer der Folgenden: – Steuerung von Ausfahrtsverkehr von Verbindungsstraßen – Informationen über Routenauswahl – Informationen bezüglich der Spurauswahl – Informationen bezüglich Durchfahrtsmöglichkeit – und wenn die Verbindungsstraßen mit Anstellgebieten und jeweiligen Untergebieten ausgestattet sind: – Informationen bezüglich Anstellgebiet – Informationen bezüglich Unteranstellgebiet
Mittel nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass: a. das Verkehrsleitsystem ein computergestütztes Echtzeitsystem ist; b. die Sensoren mindestens einer der Folgenden sind: Schleifensensoren an der Straße Videosensoren Radarsensoren Infrarotsensoren Infrarot- oder Ultraschallsensoren Videosensoren für Informationen über Anstellgebiete oder Unteranstellgebiete c. die Steuermittel mindestens eines der Folgenden sind: Lichtsignale veränderbare Zeichen (mechanisch oder elektronisch).