System zur Überwachung und zur Signalisierung von Autobahnspuren

Abstract

 Zur Nutzung eines Pannenstreifens bzw. Seitenstreifens sowie zur dynamischen Freischaltung/Sperrung von Autobahnspuren wird ein System zur Signalisierung von Autobahnspuren vorgeschlagen mit folgenden Struktur- und Funktionselementen:
- Die Autobahnspuren sind in Autobahnabschnitte gegliedert wobei pro Autobahnabschnitt wenigstens 2 Autobahnspuren vorhanden sind;
- pro Autobahnabschnitt ist ein Radardetektor angeordnet ist;
- mit dem Radardetektor werden pro Autobahnabschnitt und pro Autobahnspur Objekte erfasst, die erfassten Objekte sind in einem Auswertesystem mit dem Attribut «erfasst» gespeichert,
- auf eine Aufforderung zur Freischaltung einer bestimmten Autobahnspur wird diese bestimmte Autobahnspur mittels einer Signalsteuerung (2) nur dann als befahrbar signalisiert (1a), wenn im Auswertesystem für diese Autobahnspur keine Objekte mit dem Attribut erfasst gespeichert sind.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur Überwachung und zur Signalisierung von Autobahnspuren gemäss dem Patentanspruch 1.

[0002] Autobahnen weisen pro Richtung üblicherweise folgende Spuren auf, zur Verdeutlichung ist die CH- und die DE-Nomenklatur aufgeführt:

• Fahrspur bzw. 1. Fahrstreifen,
• Überholspur bzw. 2. Fahrstreifen,
• Pannenstreifen bzw. Seitenstreifen in DE-Nomenklatur.

Die Anordnung der Spuren/Streifen s ist der Figur 4 zu entnehmen
Bei Zubringern zu grossen Zentren können auch mehr als eine Fahrspur vorgesehen sein.

[0003] Der Strassenverkehr nimmt zu, die Staugefahr dementsprechend, wobei insbesondere während den sogenannten Stosszeiten. Bei Belagserneuerungen oder anderen Bau- und Unterhaltstätigkeiten, die eine Sperrung einer Fahrspur oder einer Überholspur zur Folge haben, wird der Verkehr häufig auch über den Pannenstreifen geführt. Dazu wird oft auch die Markierung so geändert, dass für diese temporäre Nutzung die Fahrzeuge an eine Fahrspur gebunden sind.

[0004] Diese Nutzung des Pannenstreifens gibt zu folgender Idee Anlass: Wenigstens während den Stosszeiten wo ohnehin nicht mit der Maximalgeschwindigkeit von 130/km/h soll der Pannenstreifen für den Verkehr offiziell geöffnet werden.

[0005] Für kurze Zeit und kurze Streckenabschnitte kann eine Nutzung des Pannenstreifens durch eine temporäre Signalisierung und/oder durch Polizeikräfte vor Ort sichergestellt werden. Dies ist jedoch in einem Land wie der Schweiz flächendeckend nicht realisierbar.

[0006] Aus der Schrift US 2012/0194336 A1 [1] ist ein System zum Perimeter Schütz mittels Radartechnik bekannt. Dieser Perimeter Schutz ist insbesondere vorgesehen für die Überwachung von Flughäfen. Dabei werden den detektierten Objekten eine Id zuordnet, so dass in einer Überwachungszentrale an einem Grossbildschirm diese Objekte unabhängig von ihrer Grösse und Darstellung eineindeutig identifizierbar sind. Solche Produkte werden von der Firma Navtech
www.navtechradar.com [2] angeboten. Diese Systeme haben folgende Eigenschaften:

• Sender und Empfänger sind in einem Gerät,
• Erfassungsbereich bis 800m und 15m Elevation/Höhe,
• Die zu erfassenden Objekteigenschaften und der - Erfassungsbereich ist einstellbar,
• Filterung von Fehldetektionen wie z.B. Bewegung von Sträuchern und Bäumen,
• für den Nahbereich bis etwa 150m kann zusätzlich eine Videokamera eingesetzt werden.

[0007] Diese Lösung unter dem Namen RAID (Radar automatic incident detection) wird eingesetzt für die Überwachung eines Autobahnabschnitts. So können beispielsweise Personen, die auf der Autobahn unbefugterweise unterwegs sind, Tiere, verlorene Lasten und Störfälle detektiert werden.

[0008] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein technisches System anzugeben, das eine automatisierte Freischaltung von Fahrspuren für den Strassenverkehr erlaubt.

[0009] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

[0010] Das Prinzip der vorliegenden Erfindung besteht in der Kombination der Techniken Radartracking, Videotracking und Kopplung der erfassten Objekte mit einem bekannten Verkehrssignalisationssystem, so dass mit den erfassten Objekten und einer eineindeutigen Zuordnung zu einer Id sichergestellt werden kann, dass ein Autobahnabschnitt frei ist und somit mit einem aktivierbaren Verkehrssignal - vorzugsweise einem Lichtsignal - freigegeben werden kann. Nach erfolgter Freigabe kann dieser Autobahnabschnitt auch im Betrieb überwacht werden hinsichtlich der Objekte, die in den Autobahnabschnitt einfahren jedoch nicht mehr verlassen. Durch eine Zeit- und/oder Sequenzüberwachung kann der betreffende Autobahnabschnitt signalmässig gesperrt werden. Dies ist möglich, weil die erfassten Objekte mit einer Id gekennzeichnet sind und somit feststellbar ist, ob ein Fahrzeug sich noch im betreffenden Abschnitt befindet oder nicht. Die Id wird dabei von einem Autobahnabschnitt (von zB 400m Länge) zum nächsten Autobahnabschnitt übergeben, diese Übergabe wird technisch hand-over bezeichnet.

[0011] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:

[0012] Figur 1 Blockschaltbild eines System zur Überwachung von Autobahnspuren;

[0013] Figur 2 Detaildarstellung einer spursensitiven Überwachung eines Autobahnabschnittes;

[0014] Figur 3 Blockschaltbild eines System zur Überwachung und zur Signalisierung von Autobahnspuren;

[0015] Figur 4 Darstellung der Fahrspuren/Pannenstreifen bei einer Autobahn.

[0016] Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Systems zur Überwachung von Autobahnspuren. Eine Autobahn ist abhängig von der Topographie in mehrere Autobahnabschnitte unterteilt; typischerweise 200m bis 800m, die untere Grenze ist durch die Topographie bzw. durch den Kurvenradius gegeben, die obere Grenze durch die Erfassungsreichweite, hier im Ausführungsbeispiel gemäss der Systemlösung von Navtech [2]. Unabhängig von der Systemlösung ist zu beachten, dass auch auf einem schnurgeraden Abschnitt nicht mehrere Kilometer mit einem einzigen Radar überwachbar sind, da durch die Fahrzeuge eine «Sichtbehinderung» bzw. «Detektionsbehinderung» erfolgt.

[0017] Zusätzlich ist für die Visualisierung eine Videokamera installiert, mit der das umgebende Hintergrund oder Situationsbild auf einem Anzeigesystem generiert wird. Die Darstellung der vom Radar erfassten Objekte auf einem Anzeigesystem wird aus den Radardaten rekonstruiert und nicht aus den Bildern der Videokamera. So erfolgt mit in Figur 1 gezeigt, die Darstellung auf einem Bildschirm mit einem Bildvisualierungssystem, also virtuell.

[0018] Figur 2 zeigt, wie dieses Radarsystem benutzt werden kann um an eine fahrspursensitive Erfassung eines Autobahnabschnittes zu kommen. Aus dieser Darstellung ist unschwer abzuleiten, dass die Länge eines zu überwachenden Abschnittes weniger durch die verwendete Technik als vielmehr durch die vorerwähnte «Sichtbehinderung» bzw. «Detektionsbehinderung» gegeben ist.

[0019] Figur 3 zeigt die einzelnen Systemkomponenten in einer detaillierteren Darstellung. Die gemäss Figur 2 erläuterte Erkennung einer bestimmten Fahrspur - z.B. Pannenstreifen - ist in einer Datenstruktur in der Komponente «Siveillnance Site1Q WA» enthalten; in der Nomenklatur dieser Schrift wird die Komponente «Siveillnance Site1Q WA» als Auswertesystem bezeichnet. Wenn in einer Überwachungszentrale - siehe in der Figur 3 rechts oben - ein hohes Verkehrsaufkommen festgestellt wird, kann für eine Autobahnstrecke oder für einen oder mehrere Autobahnabschnitte die Freigabe des Pannenstreifens angeordnet werden. Im Auswertesystem sind die Belegungsdaten für den oder die betreffenden Autobahnabschnitte vorhanden. Zusammen mit dem an die Signalsteuerung 2 übermittelten Befehl zur Freischaltung wird nun der Pannenstreifen für die betreffenden Autobahnabschnitte auf Grün (Begriff 1a in der Figur 2) geschaltet. Die Darstellung in der Figur 4 beinhaltet zusätzlich die Angabe einer Höchstgeschwindigkeit und eine schaltbare Angabe zur Pannenstreifenbefahrung. Abhängig vom Land besonders in mehrsprachigen Ländern - sind solche Klartextangaben allenfalls aus gesetzlichen Gründen unzulässig bzw. verboten. Zulässig bleiben die Signalisierung mit den Fahrbegriffen Fahrt 1a (grün) Wechsel 1b (gelb) und Halt 1c (rot).

[0020] Die Unterteilung in Autobahnabschnitte und die fahrspursensitive Erfassung kann auch benutzt werden, um bei einer Behinderung (Unfall, Stau) den Automobilisten ein rasches Verlassen der Autobahn zu ermöglichen, indem beispielsweise lediglich der Pannenstreifen im Autobahnabschnitt unmittelbar vor der Autobahnausfahrt freizuschalten, selbstverständlich unter Heranziehung der vom Radar erfassten Information, dass dieser Abschnitt frei ist. Ebenso können so Fahrspuren fahrspurspezifisch gesperrt und/oder freigegeben werden, wenn beispielsweise die Überholspur durch eine Auffahrkollision gesperrt ist. Die Sperrung kann automatisiert werden in dem Sinne, als im Auswertesystem die gespeicherten Objekte pro Autobahnspur mit dem Attribut «erfasst» und ihrer Geschwindigkeit gespeichert sind, siehe ebenso im folgenden Absatz. Somit ist durch ein Scan dieser Daten feststellbar, ob für eine Autobahnspur keine Bewegung mehr vorhanden ist und dies dann via Signalsteuerung 2 für die betreffende Autobahnspur mit Lichtsignalen signalisiert werden kann. In einem Autobahnabschnitt "neu auftretende" bzw. "auftauchende" Objekte sind als Fussgänger, Tiere oder verlorene Ladungen zu identifizieren.. Dieses "Auftauchen" eines Objektes kann benutzt werden, um die betreffende Autobahnspur signalmässig zu sperren.

[0021] Das Radarsystem ordnet wie bereits ausgeführt, jedem erfassten Objekt eine Id zu mit einem handover von Autobahnabschnitt zu Autobahnabschnitt. Somit ist auch feststellbar, dass ein Autobahnabschnitt dann als blockiert zu betrachten ist, wenn bei einem Abschnitt Eintritte von Objekten (=Fahrzeuge), aber keine Austritte (=Fahrzeuge) mehr vorhanden sind. Die Erfassung mit dem Radar hat den Vorteil, dass von jedem erfassten Objekt auch seine Geschwindigkeit in Echtzeit feststellbar ist und dementsprechend in einer Datenbasis abgelegt werden kann.

Liste der Bezugszeichen, Glossar

[0022] 1a, 1b 1c Signalbegriffe 2

Liste der zitierten Dokumente

[0023] 

[1] US 2012/0194336 A1
«User interfaces for enabling information infusion to improve situation awareness»
Assignee: Honeywell International Inc., Morristown, NJ (US)

[2] Clearway
«Counting and classification of vehicles». retrieved from
http://www.navtechradar.com on January 25, 2013.

Ansprüche

1. System zur Freischaltung/Sperrung von Autobahnspuren, mittels eines Signals, wobei

- die Autobahnspuren in Autobahnabschnitte gegliedert sind und pro Autobahnabschnitt wenigstens 2 Autobahnspuren vorhanden sind und

- pro Autobahnabschnitt ein Radardetektor angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet dass

- mit dem Radardetektor pro Autobahnabschnitt und pro Autobahnspur Objekte erfasst werden und die erfassten Objekte in einem Auswertesystem mit dem Attribut ERFASST gespeichert werden;

- auf eine Aufforderung zur Freischaltung einer bestimmten Autobahnspur, diese Autobahnspur mittels einer Signalsteuerung (2) nur dann als befahrbar signalisiert (1a) wird, wenn im Auswertesystem für diese Autobahnspur keine Objekte mit dem Attribut erfasst gespeichert sind
oder

- bei Feststellung, dass die erfassten Objekte in einer Autobahnspur verbleiben, diese Autobahnspur mittels einer Signalsteuerung (2) nur dann als gesperrt signalisiert (1c) wird.

2. System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet dass
im Auswertesystem den pro Autobahnspur erfassten Objekten eine eineindeutige Id zugeordnet wird.

3. System nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Auswertesystem die Id der erfassten Objekte entsprechend einer Bewegung der Objekte von einem Autobahnabschnitt zum nächsten Autobahnabschnitt weitergegeben wird.

Zeichnung