Die Kreuzung der Dinge


AMPELGESTEUERTE KREUZUNGEN WERDEN MIT SWARCO INTELLIGENTER.


An den heutigen Kreuzungen werden die Ampeln von einer Ampelsteuerung über eine elektrische Schnittstelle gesteuert. Dies führt zu Ampeln mit geringer Wartungseffizienz. Darüber hinaus können wertschöpfende Funktionalitäten nicht umgesetzt werden und die Energieeffizienz ist noch verbesserungsfähig.

Mit dem Aufkommen kostengünstiger und zuverlässiger Kommunikationsnetze auf Feldebene ist ein nächster Schritt die Einführung einer elektronischen Schnittstelle zwischen Ampel und Steuerung. Die SWARCO LINE TECHNOLOGY basiert auf CAN (Control Area Network) und beinhaltet zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen. Jede Ampel und jeder Verkehrsleiter ist so konzipiert, dass sie den hohen Sicherheitsanforderungen der internationalen Normen EN12675, EN 61508 und EN 50556 entsprechen.



Manuel Milli, SWARCO Solution Manager Smart Mobility and Urban Traffic Control, weiß, dass das neue System im Kern Entwicklungen in drei Bereichen erforderte: Signalgeber als Teil von Ampeln, die Verkehrsleiter und die Schnittstelle zwischen beiden. Ganz zu schweigen von Partneraktivitäten mit anderen Aktoren wie Signalen für Blinde oder Sensoren (Schleifen, Video, Radar). "Das CAN-Protokoll wurde hauptsächlich in der Automobilindustrie für zeitkritische und zuverlässige Anwendungen eingesetzt", sagt Milli.

"Folglich ist es eine gut geeignete Basis für die Steuerung von Signalgebern." Die verteilte Architektur beinhaltet eine Hauptsteuereinheit, die für die Steuerung und zentrale Leistungsumschaltung zuständig ist, und die Anzahl der Polsteuerungen für die Verteilung von Energie und Datenkommunikation an andere Komponenten der Plattform. Die "Schnittmenge der Dinge" bietet eine Vielzahl neuer Anwendungen für verschiedene Interessengruppen, d.h. einen Systemintegrator der Ausrüstung, einen Kreuzungsbetreiber und einen Verkehrsteilnehmer.

"Das CAN-Protokoll ist eine gut geeignete Basis für die Steuerung von Signalgebern"

Manuel Milli
SWARCO Solution Manager


OFFENE SCHNITTSTELLEN FÜR EINE REIBUNGSLOSE INTEGRATION

Die Spezifikation der CAN-basierten Schnittstelle ist für jeden Integrator offen. Die Idee ist, einen Satz obligatorischer Befehle (z.B. Signalkopf einschalten) zu haben, um die Interoperabilität zwischen verschiedenen Anbietern und Systemintegratoren zu gewährleisten. Andererseits können projektspezifische Anforderungen durch die Einführung optionaler Befehle erfüllt werden.


EFFIZIENTE WARTUNG

Herkömmliche Signalgeber, die über eine elektrische Schnittstelle gesteuert werden, können nur anzeigen, ob sie gerade arbeiten oder nicht. Die neue Lösung bietet die Möglichkeit, detaillierte Informationen über einen kritischen Fehler im Signalgeber abzurufen. Auch unkritische Ausfälle und kleinere Vorfälle können gemeldet werden. Somit sind anstelle der periodischen Wartung vorausschauende und ereignisgesteuerte Aktivitäten möglich. Schließlich kann die Funktionalität erweitert werden, indem Servicepatches über ein Firmware-Update aus der Ferne angewendet werden.


STEIGERUNG DER ENERGIEEFFIZIENZ

In herkömmlichen Systemen verwendet die elektrische Schnittstelle zwischen Ampelsteuerung und Signalkopf die verbrauchte Energie als Indikator dafür, ob der Signalkopf funktioniert oder nicht. Auch im deaktivierten Modus (d.h. Signal aus) beträgt die Verlustleistung je nach geografischer Lage etwa 6 bis 5W. Die elektronische Schnittstelle ermöglicht eine drastische Reduzierung der Verlustleistung auf 1 oder 2W, was zu einer höheren Energieeffizienz führt. Darüber hinaus können durch den minimalen Stromverbrauch der LEDs elektrische Störungen auf der Leitung beseitigt und die Überwachung robuster gestaltet werden.


STEIGERUNG DER ENERGIEEFFIZIENZ

Erstens ist die Lösung vollständig konform mit den Anforderungen der EN61508, SIL 3, d.h. die Restausfallwahrscheinlichkeit des Systems liegt mindestens unter 10-7 Ausfällen pro Stunde. Damit trägt die Plattform wesentlich dazu bei, dass die Verkehrssicherheit an der Kreuzung von Natur aus sicher ist. Zweitens mindert die Plattform nicht nur das Risiko, das von gefährlichen Ausfällen ausgeht (d.h. Ausfällen, die die Sicherheitsintegrität der Geräte umfassen), sondern behandelt auch ungefährliche Ausfälle mit hohen Vorkommnissen, was zu einer sehr hohen Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit mit extrem kurzen Ausfallzeiten führt. Die "Schnittmenge der Dinge" mit ihrem CAN-basierten Netzwerk und der vollständigen Einhaltung von Produkt- und Sicherheitsstandards ermöglicht neue Dienstleistungen und unterstützt das Konzept des Internet of Things (IoT). Neben den Signalgebern können beliebige Sensoren (Detektoren, Luftqualitätssensoren, etc.) angeschlossen werden. Daher werden mehr Datenelemente gesammelt und darauf basierende Dienste können implementiert werden. Darüber hinaus sind vernetzte Kreuzungen ein Schlüsselelement, um die Infrastruktur für vernetztes und automatisiertes Fahren fit zu machen. Das Abrufen von Datenelementen von angeschlossenen Sensoren mit sehr geringer Latenzzeit und deren Weiterleitung an umfahrende Fahrzeuge kann dazu beitragen, das Situationsbewusstsein der automatisierten Fahrzeuge zu erhöhen. Automatisierte Fahrzeuge mit modernster Sensorik sind vorerst nicht in der Lage, die aktuelle Situation an einer Kreuzung zu erkennen und auf kritische Situationen in sehr kurzer Zeit zu reagieren.