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Re: Wie funktionieren Ampeln ?

Heinz Mueller <heinz.mueller@fujitsu-siemens.com> wrote:
> Florian Weingarten schrieb:
>>
>> Eric Stocklassa <eric-stocklassa@web.de> wrote:
>> > Ich weiß auf jeden Fall, dass die Busfahrer in meiner Stadt ein
>> > Gerätle haben, mit dem sie die Ampel auf Grün schalten
können. Das
>>
>> In den Bussen ist ein Geraet eingebaut mit denen man die Ampeln schalten
>> kann? Hm, hast du genauere Infos dazu? Mich wuerde interessieren wie das
>> funktioniert (Funk?) und was passiert wenn zwei Busse gleichzeitig freie
>> Bahn anfordern ;-) Das ganze klingt fuer mich tatsaechlich wie aus einem
>> schlechten Film..
>>
> Ist aber Realitaet, z.B. auch hier in Paderborn. *Wie* das Geraet
> funktioniert und wie das bei zwei konkurrierenden Bussen laeuft,
> weiss ich allerdings nicht...

Um die ueblichen Geruechte und Verschwoerungstheorien zu vermeiden, die
bei so einem Technikthema durch die Halbwissen-Hackerszene geistern,
mal hier eine Erklaerung:

Zunaechst mal: eine Zentralsteuerung aller Ampeln (amtsdeutsch:
Lichtsignalanlagen) eines groesseren Ortes ist technischer Bloedsinn
und wird so nicht gemacht. Die Ampelkreuzungen sollen aus gutem Grund
(Ausfallsicherheit) autonom arbeiten. Geruechte ueber Hacker, die "mal
eben so" ueber den "Zentralrechner" alle Ampeln abschalten koennen, sind
Hollywood-Phantasien.

Was gemacht wird, ist mehr oder weniger Telemetrie, d.h. das Auswerten
der Schleifensensoren (die Fahrzeuge zaehlen) ueber Zentralrechner. Damit
kann man aber nicht rueckwirkend die Anlage beeinflussen. Das macht nur
die Anlagensteuerung in dem grauen Kasten in der Naehe der Kreuzung, und
zwar entweder nach einem festen Zeitprogramm (Spezifikationen dazu finden
sich in der RiLSA, den "Richtlinien fuer die Erstellung und den Betrieb
von Lichtsignalanlagen") oder fahrzeugabhaengig (Anforderungen durch die
Schleifensensoren in der Strasse).

Was auch gemacht wird, ist die *mittelbare* Kopplung einer Kette von
mehreren Anlagen - die "gruene Welle". Das laeuft aber aus Ausfall-
sicherheitsgruenden auch nur ueber digitale Kontakte (wie bei den Schleifen-
sensoren), ueber welche dann eine LSA wie in einer Eimerkette nach gewisser
eingestellter Zeit fuer die jeweils naechste Ampel eine Gruenanforderung
stellt.

Genau dasselbe passiert auch bei der Ampelbeeinflussung durch Busse und
Bahnen. Es ist nicht so, dass der Bus die Ampel direkt auf Gruen schaltet
(und der Fahrer hat da auch kein geheimes Kaestchen mit einem Knopf und
einem Sender drin); vielmehr kann die Schaltungstechnik dort lediglich
eine Gruensignal-Anforderung ausloesen, welche die Ampelsteuerung auswerten
kann oder nicht. Das ist effektiv nichts anderes als der Gruenknopf an
einer Fussgaengerampel, und es haengt vom Steuerprogramm ab, inwieweit
ein solches Bus-Signal privilegiert ausgewertet wird oder nicht. Die Praxis
hat gezeigt, dass solche OePNV-Vorrangsteuerungen an bestimmten Haupt-
strecken dazu gefuehrt haben, dass der Querverkehr ueberhaupt kein Gruen
mehr bekommt und sich so in den Nebenstrassen der Verkehr staut.

Die Technik der OePNV-Beeinflussung sieht so aus, dass in einem gewissen
Abstand von der Ampel kleine Kaesten in Busdachhoehe (etwa an Laternenmasten)
angebracht sind, sogenannte "Baken", welche periodisch ein Identifikations-
signal schicken, welches von einem Infrarotempfaenger an der Bus-Frontscheibe
ausgewertet wird. Der Bus sendet dann ein Funktelegramm (google nach R09.16-
Telegramme) mit seiner ID und der Baken-ID an einen Empfaenger in der
Ampelsteuerung, welche dann ueber einen Relaiskontakt eine Gruenanforderung
schaltet.

Die Position der Baken und das Timing der Steuerung ist dabei so
ausbalanciert, dass es im Normalbetrieb den Anschein hat, dass die Ampel
gerade ein paar Meter vor dem Bus auf Gruen schaltet.

Es koennen Bakensignal ausfallen oder der Sender (eine proprietaere Frequenz
im 2m-Band) oder der Empfaenger gestoert werden - dann passiert eigentlich
gar nichts: der Bus wird so behandelt wie ein normales Fahrzeug: er faehrt
ueber die Vor- und Hauptschleifen der Ampel und loest so eine Gruen-
anforderung aus.

Ebenfalls: wenn mehrere Funksignale gleichzeitig gesendet werden, kann das
Signal gestoert werden (wie beim klassischen Ethernet: CSMA/CD) - dann
gehen sie eben verloren. Meist gibt es mehrere Baken vor und hinter der
Ampelkreuzung, so dass es ein wenig Redundanz gibt.

Schliesslich: Wenn ein Bus aus einer Richtung einer Kreuzung fuer sich
Gruen anfordert und ein anderer gleichzeitig von einer anderen, dann
greift eine Prioritaetslogik wie in dem Fall, dass zwei Fussgaenger fuer
verschiedene Richtungen gleichzeitig auf ihren Gruenknopf der Ampel druecken:
irgendeiner von denen bekommt zuerst das Gruensignal, entsprechend dem
Stuerprogramm dann spaeter der andere. Zu denken, dass dann beide Busse
fuer jeweils ihre Seite ein Gruen erzwingen und dann ein Unfall passiert,
ist Unfug: sie *erzwingen* ja nicht direkt die Umschaltung (d.h. schalten
irgendwie magisch das Relais fuer das gruene Licht), sondern sie kippen
lediglich ein Flipflop in der Steuerung, welches dann entsprechend dem
Steuerprogramm zu bestimmten Zeiten ausgewertet wird.

Uebrigens: die verkehrsabhaengige Geschwindigkeitssteuerung (etwa die
Geschwindigkeitstafeln am Koelner Ring) hat mit diesem Mechanismus
ueberhaupt nichts zu tun.

Holger

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