DE102005032975A1 - Dynamic road traffic management system responds to a disturbance and uses modelling system to determine traffic control changes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung einer Schätzung des aktuellen Verkehrszustandes und/oder einer Prognose eines künftigen Verkehrszustandes in einem Straßennetz, wobei bei der Berechnung eine Störung im Straßennetz berücksichtigt wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Verkehrsrechner für eine Verkehrsmanagementzentrale zur Berechnung eines aktuellen oder künftigen Verkehrszustandes in einem Straßennetz.The The invention relates to a method for calculating an estimate of the current traffic status and / or a forecast of a future traffic condition in a road network, whereby in the calculation a disturbance in the road network considered becomes. The invention further relates to a traffic computer for one Traffic management center for calculating a current or future Traffic condition in a road network.
Die Verantwortlichen für den Verkehr sehen sich mit täglich wachsenden Anforderungen an die Straßenverkehrstechnik und -verkehrstelematik konfrontiert. Eine wichtige Aufgabe moderner Systeme ist hierbei die Sicherung der individuellen Mobilität unter der gleichzeitigen Beachtung umweltrelevanter Aspekte. Übergeordnete Verkehrsmanagementsysteme werden dabei immer wichtiger. Den Daten über Belastungen der Verkehrsnetze kommt hierbei eine stetig wachsende Bedeutung zu.The Responsible for The traffic is daily growing demands on traffic engineering and traffic telematics faced. An important task of modern systems is this securing individual mobility among the simultaneous Attention to environmental aspects. Parent traffic management systems become more and more important. The data about burdens of transport networks This is becoming increasingly important.
Ein wichtiger Ansatzpunkt ist die Reduzierung und Verlagerung des Verkehrsaufkommens. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass in einem Straßenverkehrsnetz, beispielsweise in einem städtischen Straßennetz oder in einem Autobahnnetz, ein Störfall auftritt, beispielsweise verursacht durch einen Verkehrsunfall oder durch eine anders bedingte vollständige oder teilweise Straßensperrung, etwa bedingt durch eine Baumaßnahme oder ein Unwetterereignis. Bei einem solchen Störfall sinkt die Kapazität eines so genannten Links im Netz, also etwa einer Straße zwischen zwei Netzknoten oder Kreuzungen, von einem Maximalwert auf einen geminderten Wert (teilgesperrte Straße) oder auf Null (voll gesperrte Straße).One important starting point is the reduction and relocation of traffic. This especially applies to the case that in a road network, for example, in an urban road network or in a highway network, an incident occurs, for example caused by a traffic accident or by any other conditional or complete partial road closure, for example due to a construction project or a bad weather event. In such an accident, the capacity of a sinks so-called links in the network, so about a road between two network nodes or crossings, from a maximum value to a reduced value (partially locked Street) or to zero (fully closed road).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Verkehrsrechner anzugeben, mit welchem die Genauigkeit der Berechnung eines aktuellen oder eines künftigen Verkehrszustandes bei Auftreten eines Störfalles verbessert ist.Of the Invention is based on the object, a method and a traffic computer specify with which the accuracy of the calculation of a current or a future one Traffic condition is improved when a fault occurs.
Diese Aufgabe wird bezogen auf das eingangs genannte Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Störung im Straßennetz derart berücksichtigt wird, dass eine Zeitverzögerung zwischen einem Auftreten, einer Änderung und/oder einer Aufhebung der Störung bis zum Empfang einer entsprechenden Information beim Verkehrsteilnehmer in die Berechnung einfließt.These The object is based on the aforementioned method according to the invention solved by that the disorder in the road network so considered that will be a time delay between an occurrence, a change and / or a cancellation of the incident until receipt of appropriate information by the road user is included in the calculation.
Der Erfinder hat erkannt, dass es für die Berechnung von Verkehrszuständen von Bedeutung ist, zu berücksichtigen, dass ein tatsächliches Verkehrssystem bezüglich der Reaktionsschnelligkeit seiner Verkehrsteilnehmer eine gewisse Trägheit aufweist, beispielsweise 15 bis 90 Minuten. Dies hat seine Ursache vor allem darin, dass nicht alle Verkehrsteilnehmer sofort über Unfälle oder Sperrungen unterrichtet werden und in der Regel einige Zeit vergeht, bis die Informationen – meist über Radio oder entsprechende Signaleinrichtungen weitergegeben – bei den Verkehrsteilnehmern ankommen. Solche Trägheit verursacht häufig größere Rückstaueffekte, die sich über eine Umgebung des Störfalls ausbreiten können. Mit dem Verfahren nach der Erfindung ist eine entsprechende dynamische Modellierung des Störfalls unter Berücksichtigung dieser Trägheit möglich.Of the Inventor has realized that it is for the calculation of traffic conditions is important to consider that an actual Traffic system re the responsiveness of its road users a certain inertia has, for example, 15 to 90 minutes. This has its cause Above all, not all road users are immediately informed about accidents or accidents Blockages are taught and usually takes some time to pass the information - mostly via radio or corresponding signaling devices passed - at the Road users. Such inertia often causes larger backwater effects, which are over an environment of the accident can spread. With the method according to the invention is a corresponding dynamic Modeling the accident considering this inertia possible.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung fließt eine erste Zeitverzögerung vom Auftreten der Störung bis zum Empfang einer Information über das Auftreten der Störung und eine zweite Zeitverzögerung von der Aufhebung der Störung bis zum Empfang einer Information über die Aufhebung der Störung in die Berechnung ein.To In a preferred embodiment, a first time delay flows from Occurrence of the disorder until receipt of information about the occurrence of the fault and a second time delay from the suspension of the incident until receipt of information about the cancellation of the fault in the calculation.
Die Störung wird vorzugsweise als zeitlicher Verlauf einer geminderten Kapazität eines Links berücksichtigt. Die Kapazität wird beispielsweise als Anzahl der über eine Straße oder einen Link passierbaren Fahrzeuge pro Zeiteinheit angegeben.The disorder is preferably as a time course of a reduced capacity of Links considered. The capacity for example, as a number of across a street or given a link passable vehicles per unit time.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird als zeitlicher Verlauf ein kontinuierlicher erster Verlauf der Kapazität verwendet. Sprünge im Kapazitätsverlauf werden dabei vermieden, da sie – weil die oben geschilderte Trägheit darin nicht berücksichtigt ist – nicht dem realen Kenntnisstand der Teilnehmer entsprechen. Bei dem ersten Verlauf verändern sich die Kapazitätswerte also nicht sprunghaft, sondern allmählich. Beispielsweise nehmen sie nach dem Auftreten der Störung linear ab und nach der Aufhebung der Störung wieder linear auf den ursprünglichen Wert zu.To a particularly preferred embodiment is as a time course a continuous first course of capacity used. Jumps in the capacity course are avoided because they - because the inertia described above not included is not correspond to the real state of knowledge of the participants. At the first Change course the capacity values not leaps, but gradually. Take, for example she after the occurrence of the disorder linear from and after the cancellation of the disturbance again linearly on the original Value too.
Insbesondere weist der erste Verlauf nach Auftreten, der Änderung bzw. der Aufhebung der Störung jeweils einen Verzögerungszeitbereich mit abnehmender, sich verändernder bzw. zunehmender Kapazität auf.Especially indicates the first course after occurrence, change or cancellation the disorder each a delay time range with decreasing, changing or increasing capacity on.
Die Länge des Verzögerungsbereichs und damit beispielsweise die Steigungen im An- bzw. Abstieg der Kapazität können je nach Störungstyp unterschiedlich sein: Bei einem Unfall liegen sie etwa im Bereich zwischen 5 und 360 min, vorzugsweise im Bereich von 15 bis 90 min, im Falle einer Baustelle durchaus im Bereich einiger Tage.The Length of the delay range and thus, for example, the slopes in the arrival or descent of the capacity can depending on the type of fault be different: In an accident, they are approximately in the area between 5 and 360 minutes, preferably in the range of 15 to 90 minutes, in the case of a construction site quite in the range of a few days.
Nach einer ganz besonders bevorzugten Weiterbildung wird bei dem Verfahren nach der Erfindung als zeitlicher Verlauf ein sprunghafter oder schneller als der erste Verlauf variierender zweiter Verlauf der Kapazität verwendet. Vorzugsweise wird der Störfall bei dem Berechnungsverfahren in zwei unterschiedlichen Arten modelliert, nämlich als kontinuierlicher erster Verlauf und als sprunghafter oder schneller variierender zweiter Verlauf.According to a very particularly preferred development is in the method according to the invention as a time course, a leaky or used faster than the first course varying second course of capacity. Preferably, the accident is modeled in the calculation method in two different ways, namely as a continuous first course and as a sudden or faster varying second course.
Das Rechenverfahren zur Berechnung des Verkehrszustandes umfasst nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung folgende miteinander kommunizierende Rechenverfahren:
- a) eine Routenwahlberechnung zur Berechnung der aktuell von den Verkehrsteilnehmern ausgewählten Fahrrouten, wobei von den an bestimmten Stellen gemessenen tatsächlichen Verkehrsdaten ausgegangen wird, und
- b) ein Verkehrssimulationsmodell zur Berechnung der zeitlichen Entwicklung des Verkehrszustandes.
- a) a route selection calculation for the calculation of the currently selected by the road users driving routes, which is based on the measured at specific locations actual traffic data, and
- b) a traffic simulation model for calculating the temporal evolution of the traffic condition.
Neben diesen kooperierenden Verfahrenskomponenten können weitere Komponenten vorhanden sein. Das Verkehrsmodell kann beispielsweise in Form einer mikroskopischen oder makroskopischen Verkehrssimulation realisiert sein und die Abbildung der Dynamik des Verkehrsgeschehens im Straßennetz bewerkstelligen, beispielsweise für eine Kurzzeitdynamik eines aktuellen Zustandes oder für eine längerfristige Prognose.Next These cooperating process components may contain other components be. The traffic model can be in the form of a microscopic example or macroscopic traffic simulation and the Illustration of the dynamics of traffic in the road network accomplish, for example, for a short-term dynamics of a current state or for a longer term Forecast.
Nach einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung wird die Störung bei der Routenwahlberechnung mit dem ersten Verlauf berücksichtigt. Darin liegt die Erkenntnis, dass die Fahrer ihre getroffene Routenentscheidung erst dann ändern, wenn sie die entsprechende Störungsmeldung empfangen haben. Das gilt nicht nur bei kurzzeitigen Unfällen, sondern auf einer längeren Zeitskala von mehreren Tagen auch bei der Einrichtung oder Aufhebung von Baustellen. Durch die Verwendung des ersten Verlaufs bei dem Routenwahlberechnungsverfahren kann das Routenwahl- und ggf. Verkehrsumlegungsverfahren als dynamisches Verfahren betrachtet werden, weil es dynamische Effekte des Störfalls, beispielsweise durch die Zeitverzögerung verursachte Rückstaueffekte, im Verkehrsfluss aufzeigt. Ein solch dynamisches Routenwahlberechnungsverfahren führt als Berechnungsergebnis auch nur zu sich allmählich umorientierenden Routen, was den langsam zunehmenden Informationsgrad der Verkehrsteilnehmer korrekt widerspiegelt.To In a very particularly preferred embodiment, the fault is added the route selection calculation with the first course taken into account. In this lies the realization that the driver made their decision taken route only then change if they have the appropriate error message have received. This is not only true for short-term accidents, but on a longer one Timescale of several days even when setting up or cancellation from construction sites. By using the first gradient in the Route selection calculation method can the Routenwahl- and possibly Verkehrsumlegungsverfahren be considered as a dynamic process because it is dynamic Effects of the accident, for example, due to the time delay backflow effects, in the flow of traffic. Such a dynamic route selection calculation method performs as Calculation result even only to gradually reorienting routes, which is the slowly increasing level of information of road users correctly reflected.
Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung wird die Störung bei dem Verkehrssimulationsmodell mit dem zweiten Verlauf der Kapazität berücksichtigt. Bei der Komponente „Verkehrsmodell" werden Kapazitätsveränderungen in Folge einer Störung also direkt oder verzögerungsfrei wirksam. Dies basiert auf der Erkenntnis des Erfinders, wonach für eine hochpräzise Berechnung des Verkehrszustandes bei dem Verkehrsmodell die physikalische Realität, z.B. eine gesperrte Straße, sofort und ohne Verzögerung widergespiegelt werden müssen, weil es hierbei – im Gegensatz zum Routenwahlberechnungsverfahren – nicht auf den Informationsgrad der Verkehrsteilnehmer ankommt.To In another particularly preferred embodiment, the disorder is added taken into account in the traffic simulation model with the second course of the capacity. The component "traffic model" becomes capacity changes as a result of a fault ie directly or without delay effective. This is based on the knowledge of the inventor, which requires a high-precision calculation the traffic condition in the traffic model the physical reality, e.g. a closed road, immediately and without delay must be reflected, because it is here - im Contrary to the route selection calculation method - not to the degree of information the road user arrives.
Die eingangs genannte Aufgabe wird bezogen auf den eingangs genannten Verkehrsrechner gemäß der Erfindung, gelöst durch Eingabemittel zur Eingabe einer Zeitverzögerung und/oder einem Speicher zur Ablage vordefinierter Zeitverzögerungen, wobei der Verkehrsrechner derart programmiert ist, dass die Zeitverzögerung (EN) zur Nachbildung einer realen Zeitverzögerung zwischen einem Auftreten, einer Änderung und/oder einer Aufhebung einer Störung im Straßennetz bis zum Empfang einer entsprechenden Information bei einem Verkehrsteilnehmer verwendbar ist.The The object mentioned above is based on the aforementioned Traffic computer according to the invention, solved by input means for inputting a time delay and / or a memory for storing predefined time delays, wherein the traffic computer is programmed such that the time delay (EN) for replication a real time delay between an occurrence, a change and / or a suspension of a disturbance in the road network until receipt of appropriate information in a road user usable is.
Ein
Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens und eines Verkehrsrechners nach der Erfindung werden
nachfolgend anhand der
Für eine hochgenaue
Schätzung
der Verkehrszustände
im Straßennetz
Das
Verkehrszustandsberechnungssystem
Das Verkehrssimulationsmodell arbeitet nach dem Prinzip der Bewegung von Einzelfahrzeugen, die makroskopischen Gesetzen folgen.The Traffic simulation model works on the principle of movement of individual vehicles that follow macroscopic laws.
Das
Verkehrszustandsberechnungssystem
Im
Routenwahlberechnungsmodul
Das
Routenberechnungsmodul
Im
Ergebnis liefert das Verkehrszustandsberechnungssystem
Der
in
- a) Im Routenwahlberechnungsmodul
16 wird der Störfall S mit einem ersten Verlauf22 der Kapazität Ki modelliert, der einen allmählichen Übergang von der maximalen Kapazität Ki,max zur verminderten Kapazität Ki,s im Störungsfall und umgekehrt aufweist. Die modellierte Kapazität Ki folgt der tatsächlichen Kapazität Ki mit einer ersten Zeitverzögerung Δt1 nach dem Zeitpunkt ts des Auftretens der Störung S und mit einer zweiten Zeitverzögerung Δt2 nach dem Zeitpunkt tA der Aufhebung der Störung S. Dies spiegelt den nur langsam zunehmenden Informationsgrad der Verkehrsteilnehmer nach Auftreten oder Aufhebung einer Störung wieder. Das Routenwahlberechnungsmodul16 berechnet folglich sich nur allmählich dynamisch umorientierende Routen R1, R2. - b) In dem Verkehrssimulationsmodell
12 , welches die tatsächliche Dynamik des Verkehrsgeschehens im Netz abbilden soll, wird der Verlauf der Kapazität Ki über der Zeit t verzögerungsfrei mit einem stufenförmigen und sprunghaften zweiten Verlauf24 modelliert. Der zweite Verlauf24 spiegelt den tatsächlichen Kapazitätsverlauf wieder.
- a) In the route selection calculation module
16 the accident S becomes a first course22 the capacity K i , which has a gradual transition from the maximum capacity K i, max to the reduced capacity K i, s in the event of failure and vice versa. The modeled capacitance K i follows the actual capacitance K i with a first time delay Δt 1 after the instant t s of the occurrence of the disturbance S and with a second time delay Δt 2 after the instant t A of the cancellation of the disturbance S. This only reflects this slowly increasing degree of information of road users after occurrence or cancellation of a disorder again. The route selection calculation module16 therefore calculated only gradually dynamically reorienting routes R 1 , R 2 . - b) In the traffic simulation model
12 , which is to map the actual dynamics of the traffic in the network, the course of the capacity K i over the time t is delay-free with a step-like and erratic second course24 modeled. The second course24 reflects the actual course of capacity.
Anstelle
der im ersten Verlauf
Wesentlich
an der Erfindung ist die besondere Behandlung des zeitlichen Verlaufs
der Kapazität Ki des gestörten Links Li im
Straßennetz
Sobald
die Meldung über
den Störfall
S in der Verkehrsmanagementzentrale
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