Die VS-PLUS Welt

VS-PLUS und VS-WorkSuite

In der Lichtsignalsteuerung werden verkehrsabhängige Steuerungsverfahren für unterschiedlichste Aufgaben benötigt und eingesetzt. Die Palette reicht von der einfachen Anforderungsanlage über Alles-Rot-Anlagen bis hin zur anspruchsvollen, vollverkehrsabhängigen Steuerung mit Bevorzugung des Öffentlichen Personennahverkehrs. Der breite Einsatz verkehrsabhängiger Verfahren im täglichen Betrieb erfordert jedoch nicht nur eine hohe verkehrstechnische Leistungsfähigkeit, auch die zugehörige Werkzeugumgebung muss in hohem Maße dem Anspruch einer praxisgerechten, effektiven und qualitätsgesicherten Anwendung des Verfahrens im täglichen Betrieb gerecht werden.

Die Verkehrs-Systeme AG ist der maßgebliche Anbieter für verkehrsabhängige Steuerungsverfahren der Lichtsignalsteuerung. Das Unternehmensziel ist die Entwicklung und Bereitstellung qualitätsgesicherter, hochleistungsfähiger, effektiver und kostengünstig einsetzbarer Verkehrstechnik, der VS-PLUS Welt.

Kern der VS-PLUS Welt ist das verkehrsabhängige Steuerungsverfahren VS-PLUS. Es ist seit vielen Jahren in der gesamten Schweiz, in ganz Deutschland und mittlerweile auch in den USA verbreitet und in mehreren Tausend Lichtsignalanlagen erfolgreich in Betrieb. Mit der VS-WorkSuite, der Werkzeugkette für die Entwicklung, den Test, die Versorgung und die Qualitätssicherung von VS-PLUS, steht dem Verkehrsingenieur eine komfortable und umfassende Umgebung für den Einsatz und die Handhabung des Verfahrens zur Verfügung.

VS-PLUS - leistungsfähige, zuverlässige, kostengünstige Verkehrstechnik

VS-PLUS ist leistungsfähig und allen verkehrstechnischen Aufgabenstellungen gewachsen.

Es eignet sich sowohl für vollverkehrsabhängige Einzelanlagen als auch für den Einsatz in koordinierten Strecken und Netzen mit Teilverkehrsabhängigkeit. Eine besondere Stärke von VS-PLUS ist seine umfassende Funktionalität zur Förderung und Beschleunigung des öffentlichen Verkehrs. Seine Rahmenplantechnologie qualifiziert VS-PLUS für die immer mehr zur Anwendung gelangenden adaptiven Netzsteuerungsverfahren.

Mit seiner hohen Flexibilität lassen sich vielseitige verkehrstechnische Wünsche umsetzen. Ob signalgruppen- oder phasenorientierte Planungsphilosophie, jede beliebige Knotenpunktgröße auch unter Anwendung von Teilknoten mit jeder beliebigen Schleifenanordnung auf Steuergeräten aller bedeutenden Hersteller ist realisierbar.

VS-PLUS ist fehlerfrei und arbeitet zuverlässig auf Steuergeräten aller bedeutenden Hersteller.

Diese Eigenschaft verdankt VS-PLUS vor allem der von Anfang an zugrunde liegenden standardisierten und plattformunabhängigen Softwaretechnologie. Die Programmiersprache C (ANSI-Standard) in Kombination mit der Anwendung von strukturierten CASE-Tools bei der Entwicklung sorgen grundsätzlich für die Unabhängigkeit von Hardwareplattform und Betriebssystem. So hat VS-PLUS bisher alle Geräte- und Softwareversionen verschiedenster Hersteller überlebt und kann auch in Zukunft immer wieder schnell in neue Umgebungen integriert werden.

VS-PLUS stellt auch dem weniger geübten Verkehrsingenieur leicht verständliche, verkehrs-technische Objekte zur Verfügung. Jedes Objekt ist mit seinen Methoden und Eigenschaften genau beschrieben. Die Objekte sind erprobte Bauelemente für immer wiederkehrende Aufgaben, sind dokumentiert, und jedermann zugänglich. So ist jederzeit der Wechsel des Bearbeiters möglich. Anwendung und Dokumentation erfolgen in einem einzigen Arbeitsgang.

VS-PLUS ist kostengünstig bei der Erstellung und Umsetzung und vor allem in der Pflege der Steuerung.

Ziel der Entwickler von VS-PLUS war von Anfang an die Steigerung der Entwicklungs- und Prüfeffektivität für leistungsfähige und langlebige verkehrsabhängige Steuerungen. So entstand eine Software, die unter Rückgriff auf hochwertige und erprobte Technologien dem auch weniger geübten Verkehrsingenieur grundsätzlich immer die vollständige Objektwelt von VS-PLUS und damit das gesamte, für die Entwicklung einer verkehrs-abhängigen Steuerung erforderliche Wissen zur Verfügung stellt. Durch den wiederholten Einsatz ein und derselben Steuerungslogik im Rahmen des qualitätsgesicherten Verfahrensablaufs kann sich der Anwender ohne Risiko an wachsende Aufgabenstellungen herantasten. Durch die „Programmierung“ der Steuerung mit Hilfe von Parametern entfallen jedwede Umsetzungskosten und Abstimmungskosten mit dem Lieferanten des Steuergeräts.

Besonders wirtschaftlich ist VS-PLUS in der Phase der Pflege. Jederzeit kann VS-PLUS – auch bei tief greifenden Änderungen – leicht und ohne jegliche Umsetzungskosten beim Steuergerätelieferanten an veränderte Verkehrsverhältnisse angepasst werden. Dadurch wird im Vergleich zu anderen Verfahren die Pflege bei minimalem Aufwand sehr erleichtert und kann schnell durchgeführt werden.

VS-WorkFlow - standardisierter, qualitätssichernder Verfahrensablauf

Bestandteil der VS-PLUS Welt ist der so genannte VS-WorkFlow. Er garantiert dem Anwender einen strukturierten, qualitätsgesicherten Verfahrensablauf. Der gesamte Entwicklungs- und Bearbeitungsprozess wird durch den VS-WorkFlow beschleunigt, optimiert und zeigt sich robust gegen Fehler. Mit Einsatz des VS-WorkFlow ist grundsätzlich auch die Einführung eines Qualitätssicherungsschrittes zwischen Planungs- und Projektierungsphase und Inbetriebnahme verbunden. Durch Integration des zeitaufwendigen und kostspieligen Softwareumsetzungsprozesses in den Planungsprozess sowie die Reduzierung des Aufwands für die Abnahme und Anpassung der Steuerungen im Rahmen der Inbetriebnahme vor Ort wird die Produktivität deutlich erhöht und damit direkt verbunden – werden die Durchlaufzeiten erheblich gesenkt. Das reduziert den Aufwand und die Kosten für Planung und Inbetriebnahme einer verkehrsabhängigen Steuerung erheblich.

Phase 1: Planung

Ausgangspunkt und Bestandteil des VS-WorkFlow sind die Idee des Verkehrsingenieurs mit der Skizzierung der verkehrstechnischen Aufgabenstellung. Die Planung der zugrunde liegenden Festzeitsteuerung kann mit Hilfe eines Verkehrsingenieurs-Arbeitsplatzes, wie CROSSIG, KONTRAST LISA+, P2 erfolgen.

Phase II: Projektierung und Test

Unter Nutzung der OCIT-Schnittstelle OCIT-Instations VI werden alle Planungsdaten des eingesetzten Verkehrsingenieurs-Arbeitsplatzes in die VS-WorkSuite übernommen und sind so Grundlage für die Projektierung der verkehrsabhängigen Steuerung VS-PLUS. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Phase des VS-WorkFlow ist die Einbindung eines Test- und Simulationswerkzeugs für die Qualitätssicherung und Abnahme der fertigen verkehrsabhängigen Steuerung am Arbeitsplatz des Verkehrsingenieurs.

  • Im Testmodus wird der Ablauf der Steuerung auf Basis manuell gesetzter Anforderungen getestet und visualisiert. Mit Hilfe definierbarer Testschritte werden sämtliche Fälle der ÖPNV- und IV-Anforderungen erfasst, beurteilt und optimiert.
  • Im Simulationsmodus wird die Wirkung der Steuerung unter wirklichkeitsnahen Bedingungen quantifiziert. So werden z.B. Aussagen über mittlere und maximale Warte- und Reisezeiten sowie über die Leistungsfähigkeit der zu prüfenden Steuerung geliefert.

Phase III: Inbetriebnahme

Ein weiterer Bestandteil des VS-WorkFlow ist das Versorgungs- und Visualisierungswerkzeug der VS-WorkSuite für die Qualitätssicherung und Abnahme am Steuergerät selbst. Dieses kann über den zentralen oder den lokalen OCIT-Systemzugang im Betrieb direkt an das Steuergerät angeschlossen werden.

Phase IV: Werterhaltung

Mit den Bausteinen Funktionskontrolle und Qualitätsanalyse unterstützt der VS-WorkFlow den Verkehrsingenieur im Betrieb und in der Phase der Pflege zur Werterhaltung der verkehrsabhängigen Steuerung.

VS-PLUS Welt - Integration in jede Umgebung, OCIT-konform

VS-PLUS und VS-WorkSuite zeichnen sich durch Offenheit, aber auch Unabhängigkeit gegenüber jedweder Planungsphilosophie, betrieblicher Organisation und Abwicklung sowie den Tools und Steuergeräten anderer Hersteller aus.

Ob vollverkehrsabhängig oder teilverkehrsabhängig, ob signalgruppen- oder phasenorientierte Steuerung, ob absolute oder gemäßigte Beschleunigung des ÖPNV, der Anwender selbst legt seine Planungsphilosophie und Planungsgrundsätze fest und realisiert sie mit der Objektwelt von VS-PLUS.

Die VS-PLUS Welt ist zudem unabhängig vom Betriebskonzept des Anwenders. Der Verfahrensablauf für die Entwicklung, Test, Inbetriebnahme und Pflege der Steuerung entspricht dem ingenieurmäßigen Vorgehen und lässt sich in jede betriebliche Umgebung, sei es die einer Verwaltung oder eines Ingenieurbüros oder sei es die einer Signalbaufirma integrieren. Auch die Aufteilung von Arbeitsprozessen und Verantwortlichkeiten ist jederzeit möglich.

Die Spezifikation aller erforderlichen Versorgungsdaten für das Steuergerät erfolgt vollkommen herstellerneutral und sorgt dabei für eine klare Abgrenzung der Kompetenzen. Den Sicherheitsbedürfnissen wird durch eine eindeutige, nicht redundante Datenhaltung Rechnung getragen. Obwohl sich der verkehrstechnische Test am Arbeitsplatz nicht von dem am Gerät unterscheidet, können beide Tests unabhängig voneinander durchgeführt werden und führen so zu hoher Sicherheit.

Über ihre OCIT-Fähigkeit integriert sich die VS-PLUS Welt vollständig in jede Systemumgebung. VS-WorkSuite und VS-PLUS verfügen über alle erforderlichen OCIT-Schnittstellen, das heißt, sie sind neutral und unabhängig gegenüber Verkehrsingenieurs-Arbeitsplätzen, verschiedensten Test- und Simulationsumgebungen und Steuergeräten auch unterschiedlicher Hersteller. So lassen sie sich in jede OCIT-Umgebung von Verkehrsteuerungs- und Verkehrsmanagementsystemen einbetten.

OCIT-Instations VI

Den Datenaustausch zwischen Verkehrsingenieurs-Arbeitsplatz und VS-PLUS Welt bewerkstelligt die Schnittstelle "OCIT-Instations VI". Damit ist ein reibungsloser Datenübergang zwischen den Phasen "Planung" und "Projektierung" gegeben. Selbstverständlich ist die Schnittstelle bidirektional.

OCIT-Outstations

Den direkten Zugang zum Steuergerät eröffnet die Schnittstelle OCIT-Outstations. Voraussetzung ist allerdings, dass der Steuergerätelieferant den entsprechenden Treiber für den Download der Festzeitsteuerung und der VS-PLUS Steuerung bereitstellt. Für die bedeutenden Hersteller von Steuergeräten ist dies der Fall.

OCIT-Instations QA

Die Komponenten der Funktionskontrolle und Qualitätsanalyse der VS-WorkSuite fußen auf der Schnittstelle OCIT-Instations QA. Diese stellt alle Betriebszustände und Prozessdaten des Steuergerätes und zwar auch die der verkehrsabhängigen Steuerung als Eingangsdaten für die Analyse- und Bewertungswerkzeuge der VS-WorkSuite zur Verfügung.

VS-PLUS - das verkehrsabhängige Steuerungsverfahren

Der modulare Aufbau

 

VS-PLUS hat einen klar strukturierten, modularen Aufbau. Seine Gesamtfunktionalität setzt sich aus einzelnen, überschaubaren Funktionsmodulen zusammen. Jeder dieser Module behandelt im Rahmen einer in sich abgeschlossenen Aufgabenstellung die für diese Aufgabe spezifischen Objekte. Diese Strukturierung bleibt stets erhalten, unabhängig davon, ob eine große, mittlere oder kleine Lichtsignalanlage zu steuern ist. Die VS-PLUS Parameter sind entsprechend gegliedert und den jeweiligen Funktionsgruppen klar zugeordnet. So ist die Übersichtlichkeit von VS-PLUS stets gewährleistet.

Der Regler

In der Abarbeitung seiner Module funktioniert VS-PLUS wie Regler in einem Regelkreis nach den Methoden der Regelungstechnik.

Regelglied ist der Verkehrsablauf am Knotenpunkt. Messglieder sind die verfügbaren Anmeldemittel. Stellglieder sind die Signalgeber, die auf den Verkehrsteilnehmer einwirken. Der Regler ist das Verfahren VS-PLUS, das aus drei Stufen aufgebaut ist:

  • Messen und Beobachten
  • Entscheiden
  • Schalten

Die Stufe der Verkehrsbeobachtung übernehmen die Module Detektorauswertung und Verkehrsstromauswertung. Nach deren Beobachtungsergebnissen wird über die Zusammenstellung eines neuen Bildes entschieden. Die Umsetzung der Entscheidung erfolgt durch das Absetzen von Signalgruppenschaltbefehlen an das Steuergerät.

Alle Logikblöcke des VS-PLUS Reglers mit der Erfassung und Bewertung der aktuellen Situation und der Berechnung des nächsten Phasenübergangs auf Basis von Zwischen- und Versatzzeiten werden sekündlich neu durchlaufen. Entscheidungen sind also immer aktuell und beziehen alle aktuellen Erkenntnisse über den Verkehrszustands mit ein.

Die Implementierung im Steuergerät

Die Implementierung von VS-PLUS im Steuergerät erfolgt über eine Schnittstelle, die einerseits sekündlich Messwerte der Anmeldemittel vom Steuergerät übernimmt und andererseits sekündlich in der Lage ist, das Steuergerät zum Schalten von Signalgruppen zu veranlassen. Diese Schnittstelle ist zurzeit noch VS-PLUS spezifisch, ist aber bereits unter dem Begriff OCIT-Control zur OCIT-Standardisierung angemeldet. Sobald diese Schnittstelle verfügbar ist, kann VS-PLUS ohne spezielle Abstimmung mit dem Hersteller auf jedem Steuergerät implementiert werden, das über die Schnittstelle OCIT-Control verfügt. Die Versorgung von VS-PLUS erfolgt über die OCIT-Instations VI Schnittstelle via OCIT-Outstations als Übertragungskanal.

Die Kernelemente der Steuerung

Verkehrsstrom und Rahmensignal

Das Verfahren VS-PLUS baut im Gegensatz zu anderen Verfahren nicht auf der Grundeinheit „Signalgruppe“, sondern auf der Grundeinheit „Verkehrsstrom“ auf. Der in VS-PLUS verwendete Begriff „Verkehrsstrom“ kann mit dem in der RiLSA verwendeten Begriff verglichen werden bzw. von diesem abgeleitet werden. Die RiLSA gebraucht den Begriff „Verkehrsstrom“ im Zusammenhang mit der Berechnung der Zwischenzeiten.

Zu einem VS-PLUS Verkehrsstrom gehören eine Richtung, ein Fahrstreifen und eine Fahrzeugart. VS-PLUS übernimmt diese Definition im Wesentlichen, fasst jedoch Verkehrsströme nach RiLSA, welche bedingungsgleich gesteuert werden sollen, zu einem einzigen Verkehrsstrom zusammen. Unabdingbare Voraussetzung für einen Verkehrsstrom ist, dass er über seine eigenen Erfassungsmittel verfügt.

Darauf aufbauend wird jedem Verkehrsstrom ein so genanntes VS-PLUS Rahmensignal zur Einordnung des Verkehrsstroms in eine Koordinierung zugeordnet. Ein Rahmensignal ist definiert durch einen Vorbereitungs-, einen Anforderungs-, einen Verlängerungsbereich sowie einen Rahmenzeiger.

Der Rahmensignalplan

Die Summe aller Rahmensignale ergibt den VS-PLUS Rahmensignalplan, das Koordinationsinstrument von VS-PLUS.

Verkehrsabhängige Koordinierungen mit priorisiertem, öffentlichem Verkehr sind oft mit Zielkonflikten verbunden. Vor allem dann, wenn Störungen infolge von Eingriffen aus höheren Prioritäten nicht durch Leistungsreserven ausgeglichen werden können. Einerseits ist es möglich, dass Verkehrsströme ausgelassen werden und keine Freigabezeit erhalten, andererseits verlässt die Steuerung den koordinierten Rahmen. Deshalb ermöglicht die Steuerung die Wahl von drei Härtegraden in Bezug auf die Synchronisation der lokalen Regelung mit dem übergeordneten Rahmensignal. Der Unterschied der Koordinationsarten bezieht sich auf das Erteilen der Freigabezeitbefehle, nicht aber auf die Dauer der Freigabezeit. Diese ist in jedem Fall vom Rahmensignal bzw. der Mindestfreigabezeit 2 abhängig.

VS-PLUS erlaubt es, zwischen vier verschiedenen Härtegraden der Koordinierung zu wählen. Damit kann also bestimmt werden, wie stark die Synchronisation der Freigabezeitbefehle mit dem Rahmensignalplan erfolgen soll. Diese Härtegrade beziehen sich einerseits auf Hauptströme und andererseits auf Nebenströme. So kann bestimmt werden, ob nur Haupt-, nur Nebenströme oder beide Ströme mit den Rahmensignalen zu synchronisieren sind.

Eine harte Koordination folgt dem Rahmen-signalplan streng. Das heißt, ein Verkehrsstrom kann nur eine Freigabe erhalten, wenn Anmeldung und Einschaltbefehl innerhalb des Rahmensignals für die Anmeldung erfolgen. Somit wird der Anmeldebereich des Rahmensignals unbedingt eingehalten. Der Hauptzeiger kann auch nur solange auf diesen Verkehrsstrom zeigen, wie das Rahmensignal ansteht.

Es ist zu beachten, dass bei einer harten Koordination Verkehrsströme, welche z.B. infolge eines Eingriffes höherer Priorität nicht innerhalb des Rahmensignals für Anmeldung auf Frei geschaltet werden, ausgelassen werden können.

Eine weiche Koordination folgt dem Rahmensignal weniger streng. In diesem Fall wird nur die Anmeldung mit dem Rahmensignal für Anmeldung synchronisiert. Der Freigabebefehl kann dann auch außerhalb der Rahmensignale erfolgen. Demzufolge kann der Hauptzeiger auch außerhalb des Rahmensignals auf diesen Verkehrsstrom zeigen.

Mit der weichen Koordination wird ein Auslassen von Verkehrsströmen verhindert. Verkehrsströme, welche z.B. infolge eines Eingriffes höherer Priorität nicht innerhalb des Rahmensignals für Anmeldung auf Frei geschaltet werden konnten, werden nachgeschaltet. Es ist dabei zu beachten, dass die Koordinierung wesentlich gestört werden kann und die Freigabe nicht mehr im Sollbereich liegt.

Das Priorisierungsmodell

VS-PLUS arbeitet nach einem klaren Priorisierungsmodell, aus denen sich sog. sechs Prioritätselemente für die Steuerung ableiten:

Prioritätsklassen

Zum einen kennt VS-PLUS drei Prioritätsklassen. Die Verkehrsströme müssen einer dieser "vertikalen" Prioritätsklassen zugeordnet werden. Die Zuteilung der Verkehrsströme ist fest und wird mit der Definition der Steuerung festgelegt. In der Regel befinden sich der Individualverkehr in der Prioritätsklasse 1 und der öffentliche Verkehr in der Prioritätsklasse 2. Die Prioritätsklasse 3 ist für Sonderfälle wie Feuerwehr-, Polizei- oder Sanitätseingriffe gedacht.

Prioritätsstufen

Zudem kennt VS-PLUS zwei Prioritätsstufen. Die Zuordnung zu den beiden Prioritätsstufen 1 und 2 ist variabel und kann dynamisch verändert werden. Das heißt, die angemeldeten Verkehrsströme werden zunächst in Stufe 1 behandelt. Beim Erreichen einer maximalen Wartezeit, bezogen auf die Verkehrsstromwartezeit, können sie in die Prioritätsstufe 2 verschoben werden.

Prioritätselemente

Aus der Priorisierungsstruktur der drei Prioritätsklassen und den zwei Prioritätsstufen entsteht eine Struktur von insgesamt sechs Prioritätselementen. In der Regel hat das Prioritätselement Nr. 4 die höchste und das Prioritätselement Nr. 1 die geringste Priorität. Diese Prioritätsfolge entspricht einer standardmäßigen Anwendung. Sie ist jedoch nicht fest, sondern kann durch den Anwender bei Bedarf in eine andere Abarbeitungsreihenfolge gebracht werden.

Wesentlich ist, dass die Prioritätsstufe 1 vom Rahmensignal abhängig, die Prioritätsstufe 2 jedoch vom Rahmensignal unabhängig ist. So kann ein Verkehrsstrom auch außerhalb seines Rahmensignals berücksichtigt werden kann. Vor allem beim öffentlichen Verkehr können so unter-schiedliche Priorisierungsgrade realisieren werden. Im ersten Fall hat sich das öffentliche Verkehrsmittel einer Koordination unterzuordnen. In der Prioritätsstufe 2 kann es unabhängig von der Koordination bevorzugt werden. VS-PLUS kann also Verkehrsströme in bis zu sechs Prioritäten einstufen und dadurch z.B. eine fein abstufbare ÖPNV-Priorisierung erzielen.

Die Leistungsmerkmale

Das Standardverhalten

VS-PLUS ist eine signalprogrammbildende, verkehrsabhängige Steuerung und lässt sich sowohl für eine signalgruppenorientierte, als auch für eine phasenorientierte Steuerung einsetzen. In dieser Eigenschaft ist VS-PLUS für koordinierte, teilverkehrsabhängige sowie für vollverkehrsabhängige Steuerungen einsetzbar. Unterschiedlichen Verkehrsbelastungen wird durch Verwendung verschiedener Parametersätzen entsprochen, die über eine Programmwahl mittels übergeordneter zeit- oder verkehrsabhängiger Netzsteuerung (z.B. einer Jahresautomatik) abgerufen werden können.

Ohne spezielle Parametrierung ergibt sich automatisch das VS-PLUS Standardverhalten. Damit kann VS-PLUS auch ohne Verwendung spezieller Parameter schon benutzt werden.

  • Ein Verkehrsstrom wird grundsätzlich nur auf Anforderung behandelt und nur dann mit einer Freigabezeit berücksichtigt, wenn sein Rahmensignal die Anforderung zulässt.
  • Die Einstufung eines angeforderten Verkehrsstroms für die Zuteilung seiner Freigabezeit erfolgt nach den Regeln des Priorisierungsmodells (Zuteilung zu den Prioritätselementen sowie deren Abarbeitungsreihenfolge).
  • Ein Freigabebefehl wird generell nur innerhalb des Rahmensignals für Anforderung erteilt.
  • Die Bemessung der Freigabezeit ist statisch.
  • Ein Verkehrsstrom bleibt im Zustand Frei, bis er von einem feindlichen Verkehrsstrom abgeschaltet wird.

Kennungen für den speziellen Einsatz

Für den spezifischen Einsatzfall kann der Verkehrsingenieur das Standardverhalten von VS-PLUS nach seinen Vorstellungen verändern. Dazu stellt VS-PLUS verschiedenste Kennungen und Kopplungsmöglichkeiten mit anderen Verkehrsströmen zur Verfügung. Im Folgenden sind Beispiele für Kennungen und Verkehrsstromkopplungen aufgeführt:

  • Kennungen für die abweichende Beeinflussung der Freigabezeit
    • Grünkennung
      ein Verkehrsstrom kann auch ohne Anforderung eine Freigabezeit erhalten.
    • Verlängerungskennung
      Erzeugung einer dynamischen Bemessung der Freigabezeit.
    • Rotkennung
      die Freigabezeit eines Verkehrsstroms wird zwangsweise beendet.
    • Wiederholungskennung
      Erzielung einer mehrfachen Freigabezeit.
  • Kennungen für die Kopplung von Verkehrsströmen
    • Weitergabe Anforderung
      mit der Anforderung eines Verkehrsstromes wird ein zweiter Verkehrsstrom angefordert.
    • Doppelfußgänger
      Steuerung von Fußgängerüberwegen mit Mittelinseln.
    • Parallele Verlängerung
      die Freigabe eines Verkehrsstroms wird von einem bemessenden Verkehrsstrom mit-gehalten.
    • Vorlauf / Nachlauf
      Es werden verkehrsabhängige Versätze zwischen Verkehrsströmen eingestellt.
    • Verriegelung
    • Realisierung des Hessen-Erlasses.

Behandlung des ÖPNV

Für die Behandlung von Fahrzeugen des Öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) stellt VS-PLUS besondere Funktionen zur Verfügung. VS-PLUS kann den ÖPNV mit herkömmlichen Anmeldemitteln wie Fahrdrahtkontakten, Koppelspulen etc., aber auch mit seriellen Telegrammen des Typs R09 gemäß VDV-Vorschriften erfassen. Auch spezielle Aufgabenstellungen wie Zwangsanforderung, Notanmeldung und Zwangslöschung werden behandelt.

Bei serieller Erfassung können fehlende Telegramme erkannt und Fehlreaktionen vermieden werden. Alle ÖPNV-Anforderungen werden – soweit dieser wie z.B. standardmäßig bei OCIT-fähigen Steuergräten vorhanden ist mit dem so genannten ÖV-Speicher mit der Möglichkeit einer späteren Auswertung aufgezeichnet.

Insgesamt bietet VS-PLUS fünf ÖPNV-Detektorfunktionen zur ÖPNV-Anforderung, verfügbar jeweils mit oder ohne Kontrolle von max. drei aufeinander folgenden Fahrzeugen:

  • zwei Voranmeldefunktionen,
  • Hauptanmeldefunktion,
  • Abmeldung (inkl. Zwangsabmeldung),
  • Notanmeldung (z.B. Schlüsselschalter),
  • Behandlung von Zwangsanforderungen und
  • Behandlung von Zwangslöschungen.

Jeder ÖPNV-Detektor oder -Meldepunkt hat spezielle Parameter, wie Eichwert, theoretische Fahrt etc. Mit diesen Parametern ist VS-PLUS in der Lage bei jedem Meldepunkt festzustellen, in welcher Umlaufsekunde genau ein ÖPNV an der Haltelinie erwartet wird. So verfolgt VS-PLUS z.B. einen Straßenbahnzug und errechnet die sog. Restfahrzeit, weiß also jederzeit, wie lange es dauert, bis der Zug seine Haltelinie erreichen wird.

In Abhängigkeit dieser erwarteten Ankunftssekunde richtet VS-PLUS die Reaktion so aus, dass das betreffende ÖPNV-Fahrzeug zeitrichtig seine Freigabezeit erhält. Die Phasenübergangsdauer wird dabei selbstlernend verkehrsstromweise ermittelt.

Folgende Anforderungsbehandlungen des ÖPNV sind im Zusammenhang mit der ÖPNV Beeinflussung möglich:

  • Phasentausch
    die Querphase erhält ihre Freigabezeit frühzeitig, die ÖPNV-Phase erhält ihre Freigabezeit anstelle der Querphase.
  • Unterdrückung
    die Einschaltung feindlicher Phasen wird unterdrückt.
  • Vorziehen einer Phase
    eine Phase wird zugunsten des ÖPNV vorgezogen.
  • Halten einer Phase
    eine Phase wird zugunsten des ÖPNV verlängert.
  • Einschieben einer Phase
    eine ÖPNV-Phase wird zwischen zwei Phasen eingeschoben. 

Besondere Entscheidungen sind nötig, wenn gleichzeitig mehrere, sich konkurrierende ÖPNV-Fahrzeuge zu beachten sind. Für diesen Fall bildet VS-PLUS Warteschlangen. Bei einer neuen Anforderung eines ÖPNV-Fahrzeugs wird geprüft, an welcher Stelle dieses in die Warteschlange einzureihen ist.

Diese Entscheidung erfolgt in mehreren Stufen in einer frei bestimmbaren Reihenfolge anhand der Kriterien für die Warteschlangeneinreihung des ÖPNV:

  • Halten der Phase
  • Anforderung im Rahmensignal
  • Prioritätsklasse
  • Beeinflussungszone
  • Prioritätsliste ÖPNV
  • Priorität gemäß VDV-Telegramm
  • Fahrplanlage gemäß VDV-Telegramm
  • erwartete Ankunftssekunde

Anhand des ersten Kriteriums wird geprüft, an welcher Stelle das neue ÖPNV-Fahrzeug einzureihen ist. Besteht Gleichwertigkeit mit einem schon eingereihten Fahrzeug, so wird das zweite Kriterium für die Einreihung herangezogen, danach das dritte Kriterium und so weiter. Es wird solange geprüft, bis eine Eindeutigkeit für eine Einreihung entsteht. Die Berücksichtigung der angeforderten ÖPNV-Fahrzeuge erfolgt dann gemäß der gebildeten Reihenfolge.

VS-PLUS FreeStyle – freie Programmierung für Ausnahmefälle

Die Straßenverkehrstechnik unterscheidet verkehrsabhängige Steuerungsverfahren vor allem nach folgenden Kriterien:

  • nach ihrer Planungsphilosophie (signalgruppenorientiert versus phasenorientiert)
  • nach ihrem Standardisierungsgrad (Entwicklung einer freien Entscheidungslogik versus Schöpfen aus Bibliotheken)
  • nach Programmiertechnik (Flussdiagrammtechnik versus Parametertechnik)

VS-PLUS ist unabhängig von der Planungsphilosophie, das heißt der Verkehrsingenieur kann mit den Mitteln von VS-PLUS sowohl eine signalgruppenorientierte als auch eine phasenorientierte Steuerung entwickeln.

Der große Vorteil von VS-PLUS ist seine Anwendungstechnik. Die gesamte Funktionalität von VS-PLUS kann durch Parameter erreicht werden. Es sind keinerlei Programmierkenntnisse wie bei anderen Verfahren erforderlich. Dies begünstigt die Dokumentation und Lesbarkeit der Steuerung und die Implementierung im Steuergerät ohne jeglichen Übersetzungsvorgang.

Der Standardisierungsgrad von VS-PLUS ist nahezu 100%, das heißt der Verkehrsingenieur kann alle Aufgaben mit bereits vorhandenen Bibliotheksfunktionen, die vom Hersteller von VS-PLUS entwickelt, bereitgestellt und einer Qualitätssicherung unterzogen wurden, lösen. Die Entwicklung komplexer Steuerungen ist so auch für weniger geübte Verkehrsingenieure ohne Risiken möglich.

Sollte tatsächlich in ganz speziellen Fällen der Standard-Funktionsumfang von VS-PLUS nicht zur Lösung einer Aufgabe ausreichen, steht mit VS-PLUS FreeStyle ein Werkzeug zur freien Programmierung von VS-PLUS Zusatzfunktionen zur Verfügung. VS-PLUS FreeStyle basiert auf den Bibliotheksfunktionen von VS-PLUS, die jedoch unter striktem Bezug zu den mit der Parametrierung schon definierten Objekten zu Spezialfunktionen zusammengebunden werden können.

VS-WorkSuite - die Entwicklungs-, Test- und Qualitätssicherungsumgebung

Der modulare Aufbau

Die VS-WorkSuite ist ein neu entwickeltes Werkzeug, das den Verkehrsingenieur beim gesamten Arbeitsablauf von der Entwicklung der Steuerung über den Test bis hin zur Versorgung und anschließenden Qualitätsanalyse im Betrieb begleitet. Die objektorientierte Bedienoberfläche ist intuitiv zu begreifen und lehnt sich in ihrem Aufbau an den Microsoft Explorer® an.

Mit seinem Baum integriert die VS-WorkSuite alle Funktionalitäten, die der Verkehrsingenieur für die verkehrsabhängige Steuerung braucht. Besondere Unterstützung findet der Anwender durch die speziell entwickelte kontextsensitive Hilfe. 

 

Die Einbettung in den Betriebsablauf

Die VS-WorkSuite unterstützt die gesamte Aufgabenstellung „Planung, Bau und Betrieb von Lichtsignalanlagen“. Unabhängig vom Betriebskonzept und der Organisation des speziellen Anwenders wird der gesamte Verfahrensablauf von der Umsetzung der verkehrstechnischen Idee bis hin zur Qualitätssicherung optimal unterstützt. Die Integration in eine herstellergemischte Systemumgebung, sei es auf der Seite der Tools oder sei es auf der Seite der Steuergeräte ist mittels OCIT-Schnittstellen sichergestellt.

Die Abläufe der VS-WorkSuite entsprechen dem ingenieurmäßigen Vorgehen und integrieren sich in die Organisation einer Verwaltung, eines Ingenieurbüros oder auch einer Signalbaufirma und die Aufteilung nach speziell gestalteten Arbeitsprozessen und Verantwortlichkeiten ist jederzeit möglich.

Verkehrstechnischer Teil des Projekts

Die VS-WorkSuite unterstützt die gesamte Aufgabenstellung „Planung, Bau und Betrieb von Lichtsignalanlagen“. Unabhängig vom Betriebskonzept und der Organisation des speziellen Anwenders wird der gesamte Verfahrensablauf von der Umsetzung der verkehrstechnischen Idee bis hin zur Qualitätssicherung optimal unterstützt. Die Integration in eine herstellergemischte Systemumgebung, sei es auf der Seite der Tools oder sei es auf der Seite der Steuergeräte ist mittels OCIT-Schnittstellen sichergestellt.

Die Abläufe der VS-WorkSuite entsprechen dem ingenieurmäßigen Vorgehen und integrieren sich in die Organisation einer Verwaltung, eines Ingenieurbüros oder auch einer Signalbaufirma und die Aufteilung nach speziell gestalteten Arbeitsprozessen und Verantwortlichkeiten ist jederzeit möglich.

Steuerungstechnischer Teil des Projekts

Die Ergebnisse der Festzeitsteuerung sind Ausgangspunkt für das Steuerungsprojekt VS-PLUS. Mit Hilfe der VS-PLUS Formulare erfolgt die Entwicklung der Rahmenpläne, Detektorparameter, Bildparameter und Interface-Parameter. Für Spezialfunktionen, die mit den Standardparametern nicht abgedeckt werden können, steht VS-PLUS FreeStyle zur Verfügung.

Funktionstest und Abnahme der Steuerung am PC

Bevor die fertige Steuerung im Steuergerät implementiert wird, muss sie am PC mit Hilfe eines geeigneten Testwerkzeugs einer verkehrstechnischen Abnahme unterzogen werden und es muss geprüft werden, ob die verkehrstechnische Zielstellung auch erreicht wurde. Das geeignete Werkzeug für diesen Arbeitschritt ist eine entsprechendes Test- und Simulationssoftware. Die VS-WorkSuite unterstützt alle gängigen Test- und Simulationswerkzeuge, sofern sie mit der Schnittstelle OCIT-Instations VI ausgestattet sind.

Inbetriebnahme der Steuerung

Die Implementierung der Steuerung im Gerät erfolgt mittels Download der VS-PLUS Parameter. Das Steuergerät muss dazu lediglich mit einer lizenzierten Instanz der VS-PLUS Software geliefert sein. Ein spezieller Test der Schnittstelle zwischen Betriebssystem des Steuergeräts und VS-PLUS Software ist nicht mehr erforderlich. Die generelle Betriebssicherheit von VS-PLUS ist bereits werkseitig in Zusammenarbeit zwischen Verkehrs-Systeme AG und Steuergerätelieferant sichergestellt. Der Bau der Lichtsignalanlage und die Herstellung der grundsätzlichen Betriebsbereitschaft des Steuergeräts werden durch die ausführliche Dokumentation der VS-WorkSuite unterstützt.

Betrieb und Pflege der Steuerung

Zur permanenten Überwachung der Steuerung im laufenden Betrieb stellt die VS-WorkSuite Funktionen zur Verfügung, welche die Erarbeitung von Hinweisen für Anpassungen liefern, um so die Qualitäts- und Werterhaltung der Steuerung sicherzustellen. Die Überwachung der Lichtsignalanlagen wird so über den Hardwareteil hinaus auf den Softwareteil ausgedehnt.

Parametrierung und Programmierung (Bedienung, Anwendung)

Die Anwendung von VS-PLUS durch den Verkehrsingenieur erfolgt objektorientiert. Jeder der VS-PLUS Module verfügt über verkehrstechnische Objekte mit den ihn zugeordneten Eigenschaften (Parametern) und Methoden zur anwendungsorientierten Einstellung und Nutzung durch den Verkehrsingenieur.

Jedes Objekt ist definiert beschrieben und kann als Bauelement für immer wiederkehrende Aufgaben eingesetzt werden. Das Objekt „Detektor“ z.B. verfügt über drei verschiedene Methoden, die auf ihn angewendet werden können.

  • Der Detektor hat die Methode „Anforderungsdetektor“, er reagiert auf Anforderung.
  • Der Detektor hat die Methode „Belegungsdetektor“, er reagiert auf Belegung mit der einstellbaren Eigenschaft 0 < tB ≤ ¥.
  • Der Detektor hat die Methode „inaktiv“, er wird nicht benutzt.

Bei der Erstellung einer Lichtsignalsteuerung setzt der Verkehrsingenieur diese Objekte wie Bauelemente zu einer Gesamtsteuerung zusammen. Er kann dabei Objekte je nach Bedarf verwenden oder lässt sie unbenutzt. Wird ein Objekt benötigt, so kann zudem seine gewünschte Funktionalität bestimmt werden. Das heißt, mit der Festlegung einer bestimmten Eigenschaft definiert der Verkehrsingenieur, welche Aufgabe das Objekt mit welcher Methode im speziellen Fall erfüllen soll. Insgesamt kennt VS-PLUS die Objektklassen: Detektoren, Verkehrsströme, Rahmensignale, Bilder und die Interface-Objekte.

Die Objekte beschreiben, respektive lösen wiederkehrende Problemstellungen. Es ist wenig sinnvoll, bei jeder neuen Lichtsignalanlage dieselben Abfragen in Form von Flussdiagrammen aufzuschreiben und unter Umständen noch fall-spezifisch auf bestimmte Umlaufsekunden zu beziehen. So ist es zum Beispiel bei jeder Lichtsignalanlage zwingend, dass beim Öffnen einer Signalgruppe alle feindlichen Signalgruppen entweder den Zustand gesperrt aufweisen oder bereits ein gewisses Maß an Freigabezeit erhalten haben und somit in den Zustand gesperrt versetzt werden können. VS-PLUS stellt dazu Objekte zur Verfügung, welche aufgrund einer Feindlichkeitsliste, Eingriffsrechten und abgestuften Mindest- und Maximal-Grünzeiten diese Aufgabe allgemeingültig lösen.

Die Bausteine der VS-WorkSuite

Die VS-WorkSuite besteht aus den Modulen:

  • Steuergerät
  • VS-PLUS Parametrierung
  • Versorgung
  • VS-PLUS Test
  • Aufzeichnung
  • Qualitätsanalyse

Jedes dieser Module ist in Form eines Registers im Objektbaum der VS-WorkSuite verankert. Über verschiedene Schnittstellen tauscht die VS-WorkSuite Daten mit anderen Anwendungen aus. Wenn immer möglich sind diese Schnittstellen gemäß frei gegebenen OCIT Standards entwickelt. Zur besseren Übersicht kann die VS-WorkSuite in eine GIS-Umgebung eingebunden werden. Die GIS-Oberfläche stellt die Knotenpunkte georeferenziert in einer Karte z.B. mit dem Straßennetz der Stadt des Betreibers der Lichtsignalanlagen dar und aus dieser Karte heraus können die verschiedenen Werkzeuge für die Bearbeitung der Lichtsignalsteuerung aufgerufen werden. Die GIS-Umgebung kann auch die zentrale Datenhaltung für alle Daten übernehmen.

Das Register Steuergerät bildet die Basis für alle anderen Module. Es enthält alle Elemente, die für die Konfiguration des Steuergeräts (gemäß der Festlegungen OCIT-Instations VI) erforderlich sind, sowie alle Dokumente der Festzeitsteuerung. Im Register Steuergerät sind auch die für den Import aus den Verkehrsingenieurs-Arbeitsplätzen, die Versorgung, den VS-PLUS Test und für die Datenaufzeichnung vom Steuergerät erforderlichen Schnittstellen- und Gerätetreiber verankert.

Das Register VS-PLUS Parametrierung besteht aus den Elementen Topologie, VS-PLUS Parameter und VS-PLUS Freestyle. Unter Topologie werden die für VS-PLUS zusätzlich erforderlichen Objekte wie Anzeigeelemente, Verkehrsströme etc., angelegt. Die Daten können manuell oder grafisch eingegeben werden. Im Register VS-PLUS Freestyle werden die freien Parameter für die Programmierung von Spezialfunktionen mit Hilfe des Flussdiagrammeditors VS-PLUS FreeStyle definiert. Auch VS-PLUS Freestyle selbst wird aus diesem Register aufgerufen.

Mit dem Register Versorgung werden die Datensätze Detektorparameter und Verkehrsstromparameter sowie globale Kennungen zu Parametersätzen für die VS-PLUS Programmdefinition zusammengestellt. Des Weiteren sind hier die Schnittstellen und Gerätetreiber für den Export der VS-PLUS Steuerung verankert.

Das Register VS-PLUS Test erlaubt den Test einer VS-PLUS Versorgung sowohl im Rahmen einer Simulation, als auch am Steuergerät selbst mit Hilfe einer Signalprogrammaufzeichnung, einem sog. ASCII Protokoll sowie dem VS-PLUS Monitor. Die gewünschten Protokolle können dabei frei konfiguriert werden. Während der Online-Visualisierung können die Protokolle gleichzeitig gespeichert werden, und stehen als Aufzeichnungen zur Qualitätsanalyse zur Verfügung.

Mit den Funktionen im Register Aufzeichnung werden mittels Online-Erfassung Aufzeichnungen für die Qualitätsanalyse erstellt. Diese sind grundsätzlich unabhängig vom Steuerungsverfahren VS-PLUS. So können beliebige Steuerungsverfahren beurteilt werden. Für die Online-Erfassung stehen verschiedene proprietäre sowie OCIT-konforme Treiber für verschiedene Steuergerätetypen und Simulationsprogramme zur Verfügung.

Mit den Elementen des Registers Qualitätsanalyse steht eine leistungsfähige Funktionskontrolle und Qualitätsanalyse für Lichtsignalsteuerungen zur Verfügung. Der Anwender erhält schnell und zeitnah aussagekräftige Informationen zu seinen laufenden Steuerungen und kann auch nach Inbetriebnahme eine konsequente Qualitätssicherung betreiben. Sind die Rohdaten einmal vom Steuergerät im Betrieb erfasst und aufgezeichnet worden, hält die Datenhaltung sie für vielfältige Auswertungen bereit. Diese unterteilen sich in eine Feinanalyse mit Hilfe der originalen Rohdaten sowie in vielfältige weiterführende, grafische Bewertungen in einfacher und auch komplexer Form. Ein Schwerpunkt der Auswertungsmöglichkeiten liegt in der Analyse von Beeinflussungen durch den ÖPNV. So können z.B. Fahrgastwechselzeiten durch Auswertung von Anmelde- und Abmeldepunkten eines ÖPNV-Fahrzeugs ermittelt und in einem Diagramm dargestellt werden. Umfangreiche Einstellungsvarianten erlauben den Aufbau der Chartdarstellung ganz nach eigenen Vorstellungen.

Eine neue Entwicklung - der VS-PLUS Wizard

Mit dem Baustein „Parametrierung und Test“ der VS-WorkSuite steht dem Verkehrsingenieur derzeit schon eine äußerst komfortable Programmierumgebung für die Entwicklung einer VS-PLUS Steuerung zur Verfügung. Eine weitere Generation einer Programmieroberfläche befindet sich schon in Entwicklung, die eine visuelle, grafische Programmierung einer VS-PLUS Steuerung ermöglichen soll, der VS-PLUS Wizard.

Initiiert durch VS-PLUS Anwender in den USA, besteht die Idee darin, wesentliche Grundeinstellungen der Steuerung aus der Knotenpunktgeometrie und aus der Phasenfolge abzuleiten.

Folgende Register wird die erste Stufe der europäischen Version des VS-PLUS Wizard beinhalten:

  • Topologie der Kreuzung ( Anzahl Arme, Winkel, Fahrstreifen MIV, ÖPNV, Fußgänger),
  • Detektoren,
  • Phasen, Phasenfolgen und Feindlichkeiten,
  • Signalzeitenpläne und
  • automatische Generierung von Parametern.

Der VS-PLUS Wizard ist in gewisser Weise lernfähig. Aus seiner Werkzeugleiste kann z.B. die Topologie von vorgefertigten Standardknotenpunkten – auch selbst definierten geladen werden. Die vorgefertigten Knotenpunkte beinhalten bereits Fahrstreifen, Signalgruppen, Detektoren, Verkehrsströme etc., die nachträglich angepasst werden können.

Im Register Phasen/Phasenfolgen wird der Steuerungsablauf in grafischer Form festgelegt. Entsprechend der Verkehrsstromorientierung von VS-PLUS erfolgen die Zuordnung von Verkehrsströmen zu Phasen und anschließend die Festlegung der Phasenfolge, indem die Phasen in die gewünschte Abfolge gebracht werden. Der VS-PLUS Rahmensignalplan kann dann automatisch aus den Phasen generiert werden.

Ein wesentlicher Teil der VS-Parameter ist damit schon – in grafischer Form – bestimmt. Die weitere Automatisierung der Parametergenerierung ist in Entwicklung und wird in den VS-PLUS Wizard integriert werden.

Die Verkehrs-Systeme AG

Die Verkehrs-Systeme AG ist ein traditionsreiches Schweizer Systemhaus und ist bekannt für seine innovativen Lösungen im Bereich der Straßenverkehrstechnik. Seit vielen Jahren konzentriert sich das Unternehmen auf die Entwicklung und weltweite Vermarktung innovativer verkehrstechnischer Softwarelösungen, vor allem im Bereich der Steuerung und Qualitätssicherung verkehrsabhängiger Lichtsignalanlagen.

  • Besonderen Wert legt die Verkehrs-Systeme AG auf ihre Unternehmensphilosophie:
  • Wir wollen stets Kompetenz und Erfahrung mit hoher Innovationskraft paaren.
  • Wir wollen Spitzentechnologie für die Verkehrsingenieure liefern.
  • Unsere Produkte sind grundsätzlich offene Systemplattformen und Softwarepakete mit transparenten, standardisierten und frei zugänglichen Schnittstellen.
  • Wir arbeiten konsequent an der Einführung standardisierter, qualitätssichernder Arbeitsabläufe in der Lichtsignalsteuerung.
  • Wir sind grundsätzlich unabhängig von Systemlieferanten und offen für die Einbindung kundenspezifischer Lösungen und Produkte anderer Lieferanten.

Das verkehrsabhängige Steuerungsverfahren VS-PLUS arbeitet zuverlässig in ganz Europa und den USA und ist auf Steuergeräten verschiedenster Hersteller implementiert.

Die VS-WorkSuite bildet den gesamten Verfahrensablauf des Verkehrsingenieurs ab. Sie integriert Entwicklung, Test, Simulation und Qualitätsanalyse und führt schnell und zuverlässig zu Ergebnissen, die online auf den Steuergeräten implementiert werden können.

Ein konsequenter Einsatz von VS-PLUS und der VS-WorkSuite garantiert nicht nur eine hohe verkehrstechnische Qualität, sondern ermöglicht auch einen wirtschaftlichen Einsatz durch Herstellerunabhängigkeit und den standardisierten Verfahrenseinsatz in der Verwaltung. Nicht nur die Entwicklung, insbesondere auch die Pflege der Steuerung ist schnell und kostengünstig.

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