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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung einer Verkehrsflussinformation
sowie eine entsprechende Vorrichtung.
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Das
Verkehrsaufkommen ist in den letzten Jahrzehnten stetig angestiegen.
Diese Tendenz wird sich auch in Zukunft fortsetzen. Deshalb wird
es immer wichtiger, mit verschiedenen Maßnahmen den Verkehrsfluss
in einem Verkehrsnetz zu verbessern. Der Verkehrsfluss liefert ganz
allgemein eine Beschreibung einer Verkehrslage und sagt beispielsweise
aus, ob in einem Straßenabschnitt zähfließender
Verkehr oder stehender Verkehr vorherrscht. Eine Verbesserung kann
beispielsweise durch eine effektive Regelung des Straßenverkehrs
oder durch straßenbauliche Maßnahmen erreicht
werden. Dabei hat es sich als sinnvoll erwiesen, derartigen Maßnahmen
Informationen über den herrschenden Verkehrsfluss zugrunde
zu legen.
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Derartige
Informationen, kurz Verkehrsflussinformationen, betreffen beispielsweise
eine Verkehrsdichte, eine Anzahl der in einem Zeitabschnitt einen
Straßenabschnitt passierenden Fahrzeuge oder eine mittlere
Geschwindigkeit der Fahrzeuge.
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Es
sind verschiedene Verfahren zur Gewinnung von Verkehrsflussinformationen
bekannt. Häufig werden beispielsweise stationäre,
d. h. straßenseitig fest installierte Sensoren eingesetzt,
um an besonders kritischen Stellen Verkehrsflussinformationen wie
beispielsweise die Anzahl der in einem Zeitabschnitt einen Straßenabschnitt
passierenden Fahrzeuge zu erfassen. Ein derartiger stationärer
Sensor kann z. B. als eine in die Fahrbahndecke eingelassene Induktionsschleife
gegeben sein.
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Dazu
ist beispielsweise aus der
DE
42 31 881 A1 eine Anordnung bekannt, bei der zur Gewinnung
von Verkehrsflussinformationen mehrere Induktionsschleifen vorgesehen
sind, welche in einer oder mehreren hintereinanderliegenden Reihen
quer zur Fahrbahn angeordnet sind.
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Ein
Nachteil bei der Verwendung von stationären Sensoren, wie
beispielsweise von Induktionsschleifen, besteht darin, dass die
derart gewonnenen Verkehrsflussinformationen nur einen bestimmten Straßenabschnitt
betreffen, was den Aussagegehalt ein größeres
Verkehrsnetz betreffend erheblich schmälert.
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Aus
jüngerer Zeit sind auch Verfahren bekannt, bei denen Verkehrsflussinformationen
mittels am Verkehr teilnehmender Fahrzeuge gewonnen werden.
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Dazu
gibt die
AT 502 073
B1 ein Verfahren an, bei dem mittels eines zellularen Mobilfunknetzes Positionsdaten
von Fahrzeugen, die ein eingeschaltetes Mobiltelefon mitführen,
ermittelt werden. Die ermittelten Positionsdaten werden bei der
Gewinnung der Verkehrsflussinformationen berücksichtigt.
Nachteilig ist hier, dass zur Gewinnung der Verkehrsflussinformationen
ein hoher technischer Aufwand notwendig ist und eine große
Datenmenge zu verarbeiten ist.
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In
der
WO 98 15935 A1 wird
ein Verfahren angegeben, bei dem die Fahrzeuge mit einer entsprechenden
Sensorik zur Datenerfassung ausgerüstet sind. Aus den erfassten
Sensordaten wird ein Fahrprofil gebildet, welches beispielsweise
die Fahrzeugposition des Fahrzeugs als Funktion der Zeit angibt.
Die Ermittlung der Fahrzeugposition geschieht hier vorzugsweise
mittels eines satellitengestützten Navigationssystems.
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Ausgehend
vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein alternatives Verfahren zur Gewinnung einer Verkehrsflussinformation
anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine entsprechende
Vorrichtung anzugeben.
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Die
auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach
werden ein Beschleunigungssensor, ein Zeitmodul und eine Empfangseinheit
eines satellitengestützten Navigationssystems in einem Fahrzeug
mitgeführt. Es wird mittels des Beschleunigungssensors
eine Beschleunigung, mittels des Zeitmoduls ein Zeitstempel und
mittels der Empfangseinheit eine Fahrzeugposition des Fahrzeugs
erfasst. Es wird ein Fahrprofil des Fahrzeugs aus der Beschleunigung,
der Fahrzeugposition und dem Zeitstempel für eine von dem
Fahrzeug durchfahrene Wegstrecke ermittelt und anhand des Fahrprofils
wird auf eine Verkehrsflussinformation geschlossen.
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Die
Erfindung geht von der Überlegung aus, dass ein Bewegungsverlauf
eines im Verkehr mitfließenden Fahrzeugs Rückschlüsse
auf einen Verkehrsfluss zulässt. Ein längerer
Stillstand des Fahrzeugs kann beispielsweise auf einen Stau hindeuten. Ein
derartiger Bewegungsverlauf lässt sich durch ein Fahrprofil
des Fahrzeugs beschreiben, welches beispielsweise eine Fahrzeugposition
des Fahrzeugs als Funktion der Zeit angibt.
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Die
Erfindung erkennt die prinzipielle Möglichkeit, auf das
Fahrprofil zu schließen, indem die Fahrzeugposition des
im Verkehr mitfließenden Fahrzeugs in kurzen Abständen
mittels eines satellitengestützten Navigationssystems bestimmt
wird. Eine Positionsbestimmung mittels eines satellitengestützten Navigationssystems
bietet sich insbesondere als eine kostengünstige Lösung
an.
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Die
Erfindung erkennt nun, dass bei der Verwendung eines derartigen
Navigationssystems die Positionsbestimmung häufig mit mitunter
im Meterbereich liegenden systemimmanenten Ungenauigkeiten behaftet
ist. Durch derartige Ungenauigkeiten bei der Positionsbestimmung
kann die Fahrzeugposition und damit auch das entsprechende Fahrprofil, vereinfacht
gesagt, nur entlang eines groben Rasters, an bestimmten „Rasterpunkten"
ermittelt werden. Der Abstand zwischen diesen „Rasterpunkten" wird
im Wesentlichen durch die Genauigkeit des Navigationssystems vorgegeben,
so dass sich letztlich ein ungenaues, „grobes" Fahrprofil
ergibt. Informationen über einen Verkehrsfluss, der mit
kleinen Bewegungen des Fahrzeugs einhergeht, wie beispielsweise
ein stop-und-go Verkehrsfluss, werden aus einem derartigen „groben"
Fahrprofil in der Regel nicht ersichtlich.
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Um
die Genauigkeit des Fahrprofils zu erhöhen, sieht die Erfindung
vor, zusätzlich zu der Fahrzeugposition die Beschleunigung
des Fahrzeugs zu erfassen und bei der Ermittlung des Fahrprofils
zu berücksichtigen. Mit der zusätzlichen Information
eines Beschleunigungsverlaufs ist es möglich das Bewegungsmuster
und damit das Fahrprofil des Fahrzeugs zu verfeinern. Es ist beispielsweise
möglich, mittels der erfassten Beschleunigung auf einfache Weise
ein Anfahren, Abbremsen und Stehenbleiben des Fahrzeugs eindeutig
zu identifizieren. Die Fahrzeugposition und die Beschleunigung werden
jeweils mit einem Zeitstempel versehen, also zeitbezogen erfasst.
Somit ist es anhand der Beschleunigung auch möglich, ausgehend
von der erfassten Fahrzeugposition, die Fahrzeugpositionen zwischen
den „Rasterpunkten" abzuschätzen.
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Insgesamt
ermöglicht es die simultane Verfügbarkeit der
mittels des satellitengestützten Navigationssystems bestimmten
Fahrzeugposition und der Beschleunigung, ein über die Genauigkeit
des Navigationssystems hinausgehendes „feines" Fahrprofil
für eine von dem Fahrzeug durchfahrene Wegstrecke zu ermitteln.
Dadurch ist es unter anderem möglich, ein kurzes Anfahren
des Fahrzeugs und ein darauf folgendes Stehenbleiben nach 1–2
Metern anhand des Fahrprofils eindeutig zu identifizieren, was andernfalls
aufgrund der Ungenauigkeit des satellitengestützten Navigationssystem
nicht erkennbar wäre.
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Das
ermittelte Fahrprofil des Fahrzeugs gibt in der Regel die Fahrzeugposition
als Funktion der Zeit an. Selbstverständlich ist es aber
möglich, anhand der ermittelten Ausgangsgrößen,
also Zeitstempel, Fahrzeugposition und Beschleunigung, weitere Größen
abzuleiten und das Fahrprofil in Abhängigkeit von den abgeleiteten
Größen anzugeben, beispielsweise als eine Geschwindigkeit
des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Zeit oder als Geschwindigkeit
in Abhängigkeit der Fahrzeugposition.
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Wie
an anderer Stelle schon gesagt wurde, lässt das Fahrprofil
des Fahrzeugs Rückschlüsse auf den Verkehrsfluss
in der von dem Fahrzeug durchfahrenen Wegstrecke zu. Beispielsweise
deutet ein wiederholtes Anhalten und wieder Anfahren auf einen „stop-und-go"
Verkehrsfluss hin. Ein Anhalten des Fahrzeugs über einen
längeren Zeitraum hinweg, lässt beispielsweise
auf einen Stau schließen, der z. B. durch einen Unfall
verursacht wurde.
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Die
anhand des Fahrprofils ermittelte Verkehrsflussinformation ist vorzugsweise
dergestalt, dass durch sie der Verkehrsfluss anhand charakteristischer
Kriterien und Kenngrößen beschrieben wird. Die
Verkehrsflussinformation ermöglicht auch eine Verortung
des Verkehrsflusses, da die Verkehrsflussinformation insbesondere
auch das „wo" und „wann" beinhaltet, also mit
einem Positions- und Zeitbezug ermittelt wird. Anhand einer derartigen
Verkehrsflussinformation ist es beispielsweise möglich,
Staustellen, Stellen mit zähfließendem Verkehr
oder tageszeitabhängige Verkehrsstockungen orts- und zeitbezogen
zu detektieren. Dadurch ermöglicht die Verkehrsflussinformation
gegebenenfalls geeignete Maßnahmen für eine Verkehrsflussverbesserung
zu ergreifen, beispielsweise durch eine Verkehrsumleitung als Reaktion
auf einen Unfall oder durch eine Änderung einer Geschwindigkeitsbeschränkung
als Reaktion auf einen Stau.
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Durch
ein mehrfaches Befahren ein und derselben Wegstrecke durch das Fahrzeug
ist es auch möglich, anhand der Verkehrsflussinformation,
die in dem Fall ja mehrfach, beispielsweise zu verschiedenen Tageszeiten,
für dieselbe Wegstrecke ermittelt wird, den Verkehrsfluss
im Sinne einer „langfristigen" Verkehrsflussanalyse zu
beschreiben.
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Die
Verkehrsflussinformation beinhaltet beispielsweise eine mittlere
Geschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb einer vorgegebenen Wegstrecke oder
die Anzahl der Stops des Fahrzeugs innerhalb der Wegstrecke oder
auch die Schwankung der Beschleunigung des Fahrzeugs beim Befahren
der Wegstrecke.
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Die
Fahrzeugposition wird mittels eines satellitengestützten
Navigationssystems ermittelt. Dabei werden mittels des Navigationssystems
insbesondere die geographischen Koordinaten des in dem Fahrzeug
befindlichen Empfängers ermittelt. Satellitengestützte
Navigationssysteme basieren darauf, dass Satelliten ständig
ihre sich ändernde Position und die genaue Uhrzeit ausstrahlen.
Aus den Signallaufzeiten kann eine entsprechende Empfangseinheit dann
ihre eigene Position berechnen. Die Empfangseinheit nutzt dazu in
der Regel die Signale von mehreren Satelliten. Es sind verschiedene
Navigationssysteme bekannt, beispielsweise das europäische Satellitennavigationssystem
GALILEO, das US-amerikanische Satellitensystem NAVSTAR-GPS oder
das russische GLONASS.
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Die
Ermittlung des Fahrprofils des Fahrzeugs kann prinzipiell außerhalb
des Fahrzeugs erfolgen, beispielsweise an einer zentralen Stelle.
Eine derartige zentrale Stelle kann beispielsweise ein externer
Rechner sein, z. B. ein Zentralcomputer einer Verkehrszentrale.
In dem Fall werden die ermittelten Werte der Ausgangsgrößen,
also Zeitstempel, Beschleunigung und Fahrzeugposition, nicht im
Fahrzeug selber, sondern beispielsweise in der Verkehrszentrale
ausgewertet. Dazu können die entsprechenden Werte der zentralen
Stelle in „Echtzeit" beispielsweise per Funk übermittelt
werden. Alternativ werden die Werte zunächst gespeichert
und nach einer beendeten Fahrt des Fahrzeugs oder nach einem vorgegebenen
Zeitintervall der zentralen Stelle übermittelt.
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Bei
dieser Vorgehensweise werden der zentralen Stelle häufig
die Werte nicht nur eines Fahrzeugs zur Auswertung übermittelt,
sondern die Werte vieler Fahrzeuge. Damit die zentrale Stelle nicht durch
einen zu hohen Datenumfang überlastet wird, wird vorteilhafterweise
das Fahrprofil des Fahrzeugs lokal im Fahrzeug ermittelt.
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Prinzipiell
ist es möglich, das ermittelte Fahrprofil zur Ermittlung
der Verkehrsflussinformation an die zentrale Stelle zu übermitteln.
Diese Vorgehensweise kann jedoch unter Umständen zu einer
zu hohen Datenmenge an der zentralen Stelle einhergehen.
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Um
einer derartigen Datenmenge vorzubeugen, wird in einer bevorzugten
Ausführung der Erfindung auf die Verkehrsflussinformation
lokal im Fahrzeug geschlossen.
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Vorteilhafterweise
wird die Verkehrsflussinformation drahtlos an eine zentrale Stelle
gesendet. Die zentrale Stelle ist, wie schon erwähnt, beispielsweise
als eine Verkehrszentrale gegeben. Die zentrale Stelle kann dafür
vorgesehen sein, die Ampelanlagen und Wechselverkehrszeichenanlagen
eines Verkehrsnetzes zu steuern. Unter einem Wechselverkehrszeichen
wird im Allgemeinen eine elektronische Anlage verstanden, die ein
Verkehrszeichen, beispielsweise eine Geschwindigkeitsbegrenzung betreffend,
anzeigt, wobei das angezeigte Verkehrszeichen veränderbar
ist. Aus der Verkehrsflussinformation geht für die zentrale
Stelle hervor, wo eine aktuelle Verkehrsbehinderung, z. B. eine
Verkehrsstockung, vorliegt, so dass die zentrale Stelle gezielt Maßnahmen
zur Verkehrsflussverbesserung ergreifen kann. Derartige Maßnahmen
können beispielsweise in einer entsprechenden Steuerung
einer Ampelanlage liegen oder in einer Aufhebung einer Geschwindigkeitsbegrenzung.
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In
einer möglichen Ausführung wird auf die Verkehrsflussinformation
anhand eines aktuellen Fahrprofils geschlossen. Die Verkehrsflussinformation
gibt in dem Fall also „online" die aktuelle Verkehrsflusssituation
wieder. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist besonders sinnvoll,
wenn es darum geht mittels der Verkehrsflussinformation unverzüglich
Maßnahmen zur Verbesserung des Verkehrsflusses zu treffen.
Dadurch kann beispielsweise die Verkehrszentrale schnell und flexibel
auf einen unfallbedingten Stau reagieren und beispielsweise eine
Verkehrsumleitung vorgeben.
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In
einer alternativen Ausführung der Erfindung wird das Fahrprofil
gespeichert und auf die Verkehrsflussinformation wird anhand des
gespeicherten Fahrprofils geschlossen. In dieser Ausführung
ist es beispielsweise möglich, dass die Verkehrsflussinformation
eine bestimmte Wegstrecke betreffend anhand einer Anzahl von Fahrprofilen
ermittelt wird, wodurch der Verkehrsfluss der in dieser Wegstrecke vorherrscht
noch genauer erfasst werden kann.
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Vorzugsweise
wird ein durchschnittliches Fahrprofil einer mehrfach von dem Fahrzeug
durchfahrenen Wegstrecke ermittelt. Die entsprechenden einzelnen
Fahrprofile können beispielsweise beim Befahren der Wegstrecke
zu unterschiedlichen Tageszeiten, zu unterschiedlichen Tagen oder
Jahreszeiten ermittelt worden sein. Dadurch ist es möglich, mittels
der Verkehrsflussinformation den Verkehrsfluss der Wegstrecke detailliert
zu analysieren, um beispielsweise langfristige straßenbauliche
Maßnahmen zu planen.
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In
einer bevorzugten weiteren Ausführungsform wird die Verkehrsflussinformation
gespeichert. In dieser Ausführung ist es beispielsweise
möglich, eine Anzahl von gespeicherten Verkehrsflussinformationen
in einer Merkmalsdatenbank abzulegen und so eine breite Datenbasis
zu schaffen, um beispielsweise den Verkehrsfluss eines großflächigen Verkehrsnetzes
zu analysieren und großflächig verkehrsflussverbessernde
Maßnahmen, wie beispielsweise straßenbauliche
Veränderungen, zu planen. Der vorgenannte Aspekt betrifft
vor allem eine „langfristige" Speicherung der Verkehrsflussinformation. Natürlich
kann es auch vorgesehen sein, die Verkehrsflussinformation „kurzfristig"
zu speichern und beispielsweise nach einem Zeitintervall an die
zentrale Stelle zu übermitteln.
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Die
Verkehrsflussinformation wird in der Regel mit einem Positions-
und Zeitbezug ermittelt. Der Positionsbezug ist insbesondere in
Form der geographischen Koordinaten der Fahrzeugposition gegeben.
Häufig ist es zweckmäßig, eine Verkehrsflussinformation
beispielsweise einen Stau betreffend, einem namentlichen Straßenabschnitt
zuzuordnen. Darum wird in einer vorteilhaften Ausführung
der Erfindung die Verkehrsflussinformation mit Kartendaten kombiniert,
was die Verwertung der Verkehrsflussinformation meist erheblich
erleichtert.
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Vorteilhafterweise
wird anhand des Fahrprofils auf eine als Verkehrsflussklassifizierung
gegebene Verkehrsflussinformation geschlossen. Der Verkehrsfluss
wird durch die Verkehrsflussklassifizierung in einige wenige standardisierte
Kategorien eingeteilt, so dass anhand des Fahrprofils schnell und ohne
großen Rechenaufwand auf die Verkehrsflussinformation geschlossen
werden kann. Zudem wird die Datenmenge, die beispielsweise bei einer
Funkübertragung an die zentrale Stelle übermittelt
wird, erheblich reduziert. Außerdem ist die für
ein Abspeichern einer als Verkehrsflussklassifizierung gegebenen
Verkehrsflussinformation benötigte Speicherkapazität
gering.
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Vorzugsweise
wird der Verkehrsfluss durch die Verkehrsflussklassifizierung zumindest
in ruhend, flüssig und stop-und-go eingeteilt. Ein wichtiges
Ziel der Verkehrsflussinformation ist es, Verkehrsflussstörungen
zu detektieren. Verkehrsflussstörungen sind häufig
hinreichend durch die Kategorien „ruhend" und „stop-und-go"
gekennzeichnet. Zusätzlich können noch Kategorien
wie „teilweise stockend" und „stockend mit einzelnen
Stops" nützlich bei der Detektion von Verkehrsstörungen
sein. Ein ungestörter Verkehrsfluss wird hinreichend durch
die Kategorie „flüssig" beschrieben. Insgesamt
liefert diese Ausführung der Erfindung die wichtigsten
Kategorien, um einen Verkehrsfluss durch die Verkehrsflussinformation
zu beschreiben.
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Zweckmäßigerweise
wird eine Autokorrelationsfunktion des zeitlichen Verlaufs des Fahrprofils ermittelt
und auf den stop-und-go Verkehrsfluss wird mittels der Autokorrelationsfunktion
geschlossen. Von einer Autokorrelation spricht man, wenn man beispielsweise
eine Zeitreihe versetzt mit sich selbst vergleicht, beispielsweise
x(t) mit x(t + Verschiebung). Wenn zwischen den Gliedern der Funktion eine
Beziehung besteht, die mehr als zufällig ist, hat die Korrelation
der ursprünglichen Funktion mit der verschobenen Funktion
in der Regel einen Wert, der signifikant von Null abweicht. Insgesamt
ist es mittels der Autokorrelationsfunktion möglich, sich
wiederholende Bewegungsmuster, wie sie beispielsweise bei einem
stop-und-go Verkehrsfluss auftauchen, zu ermitteln.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der
Beschleunigungssensor, das Zeitmodul und die Empfangseinheit eines
satellitengestützten Navigationssystems in einer Vielzahl
von Fahrzeugen vorgesehen.
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Die
Vielzahl von Fahrzeugen ist insbesondere als eine Fahrzeugflotte
gegeben, beispielsweise als eine Taxiflotte, als eine Flotte öffentlicher
Verkehrsmittel oder als eine Flotte von Postfahrzeugen. Mittels
der Fahrzeuge einer derartigen Fahrzeugflotte ist es möglich,
die Wegstrecken eines großflächigen Verkehrsnetzes
beständig und breit abzudecken. Die mittels der Fahrzeuge
der Fahrzeugflotte gewonnenen Verkehrs flussinformationen, schaffen
eine breite Datenbasis, um den Verkehrsfluss des großflächigen
Verkehrsnetzes effektiv und flexibel zu verbessern.
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Die
auf eine Vorrichtung gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst
durch die Merkmale des auf eine Vorrichtung gerichteten Patentanspruchs.
Demnach umfasst die Vorrichtung zur Gewinnung einer Verkehrsflussinformation
einen in einem Fahrzeug mitgeführten Beschleunigungssensor, ein
Zeitmodul, eine Empfangseinheit eines satellitengestützten
Navigationssystems und eine erste und eine zweite Auswerteeinheit.
Der Beschleunigungssensor ist dafür eingerichtet, eine
Beschleunigung des Fahrzeugs zu erfassen. Das Zeitmodul ist dafür eingerichtet,
einen Zeitstempel zu erfassen. Die Empfangseinheit ist dafür
eingerichtet, eine Fahrzeugposition zu erfassen. Die erste Auswerteeinheit ist
dafür eingerichtet, ein Fahrprofil des Fahrzeugs aus der
Beschleunigung, der Fahrzeugposition und dem Zeitstempel für
eine von dem Fahrzeug durchfahrene Wegstrecke zu ermitteln und die
zweite Auswerteeinheit ist dafür eingerichtet, anhand des
Fahrprofils auf eine Verkehrsflussinformation zu schließen.
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Die
für das Verfahren geschilderten Vorteile können
dabei sinngemäß auf die Vorrichtung übertragen
werden.
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Der
Beschleunigungssensor ist ein Sensor, der die Beschleunigung misst,
indem die auf eine Testmasse wirkende Trägheitskraft bestimmt
wird. Ein derartiger Beschleunigungssensor ist beispielsweise als
ein piezoelektrischer Beschleunigungssensor gegeben, bei dem ein
piezokeramisches Sensorplättchen eine dynamische Druckschwankung
in elektrische Signale umwandelt. Die Druckschwankung wird durch
eine an der Piezokeramik befestigte Masse erzeugt und wirkt bei
einer Beschleunigung des Gesamtsystems auf die Piezokeramik.
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Der
Beschleunigungssensor misst die Beschleunigung des Fahrzeugs eine,
zwei oder drei Raumachsen betreffend kontinuierlich oder in regelmäßigen
zeitlichen Abständen.
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Die
Empfangseinheit des satellitengestützten Navigationssystems
kann beispielsweise als eine GPS-Empfangseinheit gegeben sein. GPS
steht hier für Global Positioning System. Eine derartige GPS-Empfangseinheit
ist mittlerweile ein Gebrauchsartikel, der entsprechend kostengünstig
ist. Wie vorbeschrieben, basieren satellitengestützte Navigationssysteme
darauf, dass Satelliten ständig ihre sich ändernde
Position und die genaue Uhrzeit ausstrahlen. Somit lässt
sich aus einem entsprechenden „GPS-Signal" in der Regel
ein Zeitstempel gewinnen.
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Das
Zeitmodul kann beispielsweise einfach eine Uhr sein, die mit der
Empfangseinheit und dem Beschleunigungssensor verbunden ist, so
dass die ermittelten Werte für die Fahrzeugposition und
die Beschleunigung zeitbezogen verarbeitet werden können.
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Die
erste Auswerteeinheit ist dafür eingerichtet, ein Fahrprofil
des Fahrzeugs aus der Beschleunigung, der Fahrzeugposition und dem
Zeitstempel für eine von dem Fahrzeug durchfahrene Wegstrecke
zu ermitteln. Dazu ist die erste Auswerteeinheit beispielsweise
als ein Schaltkreis eines Rechners gegeben oder dort durch Software
realisiert.
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Die
zweite Auswerteeinheit ist dafür eingerichtet, anhand des
von der ersten Auswerteeinheit ermittelten Fahrprofils auf eine
Verkehrsflussinformation zu schließen. Dazu ist die zweite
Auswerteeinheit beispielsweise auch als ein Schaltkreis eines Rechners
ausgeführt oder dort durch Software realisiert, und insbesondere
datentechnisch mit der ersten Auswerteeinheit verbunden.
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Die
erste und die zweite Auswerteeinheit können sowohl außerhalb
des Fahrzeugs angeordnet sein und beispielsweise als ein Schaltkreis
eines Zentralrechners einer Verkehrszentrale vorliegen, als auch
innerhalb des Fahrzeugs. Natürlich ist auch eine gemischte
Kombination möglich, d. h. dass eine der Auswerteeinheiten
im Fahrzeug vorliegt und die jeweils andere beispielsweise in der
Verkehrszentrale.
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Vorzugsweise
sind aber beide Auswerteeinheiten im Fahrzeug angeordnet, beispielsweise
innerhalb eines mobilen Geräts, welches im Fahrzeug mitgeführt
wird, und das sowohl die Auswerteeinheiten als auch das Zeitmodul
und die Empfangseinheit des satellitengestützten Navigationssystems
vereint. Diese Lösung ist besonders praktikabel, da ein
derartiges Gerät problemlos und ohne Umbaumaßnahmen
in einem Fahrzeug mitgeführt werden kann.
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Es
kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die
erste und die zweite Auswerteeinheit jeweils ein Speicherelement
zur Speicherung des Fahrprofils bzw. der Verkehrsflussinformation
umfassen.
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Die
zweite Auswerteeinheit umfasst insbesondere auch eine Sendeeinrichtung,
die dafür vorgesehen ist, die Verkehrsflussinformation
drahtlos an eine zentrale Stelle zu senden. Die Sendeeinrichtung überträgt
die Verkehrsflussinformation beispielsweise über ein Funknetz.
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Vorteilhaft
ist es zusätzlich vorgesehen, dass die zweite Auswerteeinheit über
einen datentechnischen Zugriff auf Kartendaten verfügt,
derart dass die Verkehrsflussinformation mit Kartendaten kombinierbar
ist. Dazu kann beispielsweise auf einem Rechner, der die zweite
Auswerteinheit umfasst, eine digitale Straßenkarte gespeichert
sein.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung
näher erläutert. Dabei zeigt in einer schematischen
Darstellung:
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1:
eine Vorrichtung zur Gewinnung einer Verkehrsflussinformation.
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Die
in 1 dargestellte Vorrichtung 2 zur Gewinnung
einer Verkehrsflussinformation ist in einem Fahrzeug 4 einer
Fahrzeugflotte angeordnet. Das Fahrzeug 4 ist in dem dargestellten
Beispiel als ein Taxi-Fahrzeug einer Taxiflotte gegeben. Erwähnt sei
hier, dass es besonders vorteilhaft ist, alle Taxi-Fahrzeuge der
Taxiflotte mit der Vorrichtung 2 auszustatten, besonders
im Hinblick auf eine umfassende Gewinnung von Verkehrsflussinformationen.
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Wie
aus der Darstellung entnehmbar ist, umfasst die Vorrichtung 2 einen
Beschleunigungssensor 6, ein Zeitmodul 8, eine
Empfangseinheit 10 eines satellitengestützten
Navigationsgeräts, im Folgenden kurz als GPS-Empfangseinheit 10 angesprochen,
sowie eine erste und eine zweite Auswerteeinheit 12, 14.
Die Vorrichtung 2 ist hier als ein mobiles Gerät gegeben,
welches problemlos in dem Fahrzeug 4 mitgeführt
werden kann.
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Der
Beschleunigungssensor 6 erfasst die Beschleunigung des
am Verkehr teilnehmenden Fahrzeugs 4. Die Beschleunigung
des Fahrzeugs 4 wird in dem Ausführungsbeispiel
von dem Beschleunigungssensor 6 kontinuierlich erfasst.
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Die
GPS-Empfangseinheit 10 erfasst die Fahrzeugposition des
am Verkehr teilnehmenden Fahrzeugs 4 in kurzen Abständen
in Form geographischer Koordinaten. Bei der Positionsbestimmung durch
die GPS-Empfangseinheit 10 kann es zu systemimmanenten
Ungenauigkeiten kommen, die mitunter im Bereich einiger Meter liegen.
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Das
Zeitmodul 8, welches hier als ein Zeitgeber ausgeführt
ist, ist mit der GPS-Empfangseinheit 10 und dem Beschleunigungssensor 6 verbunden und
versieht die von der GPS-Empfangseinheit 10 ermittelte
Fahrzeugposition und die von dem Beschleunigungssensor 6 ermittelte
Beschleunigung des Fahrzeugs 4 mit einem Zeitstempel. Dadurch
können die ermittelten Beschleunigungswerte und die Positionswerte
zeitbezogen verarbeitet werden.
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Eine
erste Auswerteeinheit 12 ist dafür eingerichtet,
ein Fahrprofil des Fahrzeugs 4 für eine von dem
Fahrzeug 4 durchfahrene Wegstrecke 16 zu ermitteln.
Mittels des Fahrprofils ist es möglich, einen Bewegungsverlauf
des Fahrzeugs 4 entlang der befahrenen Wegstrecke 16 zu
beschreiben. Die erste Auswerteeinheit 12 ermittelt das
Fahrprofil des Fahrzeugs 4, welches insbesondere die Fahrzeugposition des
Fahrzeugs 4 als Funktion der Zeit angibt. Dazu wertet die
erste Auswerteeinheit 12 das Zeitsignal des Zeitmoduls 8 und
die von der GPS-Empfangseinheit 10 ermittelte Fahrzeugposition,
sowie die von dem Beschleunigungssensor 6 ermittelte Beschleunigung
aus. Durch die Einbeziehung der von dem Beschleunigungssensor 6 erfassten
Beschleunigung des Fahrzeugs 4 bei der Ermittlung des Fahrprofils
ist es möglich, ein über die Genauigkeit der GPS-basierten
Positionsbestimmung hinausgehendes „feines" Fahrprofil
für die von dem Fahrzeug 4 durchfahrene Wegstrecke 16 zu
ermitteln. Dadurch ist es möglich, sehr kleine Bewegungen
des Fahrzeugs 4, beispielsweise ein „stop-und-go",
anhand des Fahrprofils eindeutig zu identifizieren.
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Eine
zweite Auswerteeinheit 14 ist dafür eingerichtet,
anhand des von der ersten Auswerteeinheit 12 ermittelten
Fahrprofils des Fahrzeugs 4 auf eine Verkehrsflussinformation,
hier in Form einer Verkehrsflussklassifizierung, zu schließen.
Der Verkehrsfluss wird durch die Verkehrsflussklassifizierung in
ruhend, flüssig und stop-und-go eingeteilt. Durch die Klassifizierung
wird der Verkehrsfluss in einige wenige standardisierte Kategorien
eingeteilt, so dass die zweite Auswerteein heit 14 anhand
des Fahrprofils schnell und ohne großen Rechenaufwand auf
die Verkehrsflussinformation schließen kann.
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Die
von der zweiten Auswerteeinheit 14 ermittelte Verkehrsflussklassifizierung
wird mit den von der GPS-Empfangseinheit ermittelten geographischen
Koordinaten kombiniert und für einen späteren Zugriff
in einer mittels eines Speicherelements 18 realisierten
Merkmalsdatenbank abgelegt. Die für das Abspeichern der
Verkehrsflussklassifizierung benötigte Speicherkapazität
ist sehr gering, so dass ein entsprechend gering dimensioniertes
Speicherelement 18 ausreichend ist.
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Die
gespeicherte Verkehrsflussklassifizierung wird beim Vorbeifahren
des Fahrzeugs 4 an einer als Verkehrskontrollpunkt 20 gegebenen
zentralen Stelle von der zweiten Auswerteeinheit 14 drahtlos
an den Verkehrskontrollpunkt 20 gesendet.
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Dazu
umfasst die zweite Auswerteeinheit 14 eine Sendeeinrichtung 22,
welche die Verkehrsflussklassifizierung über ein Funknetz
an den Verkehrskontrollpunkt 20 überträgt.
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Der
Verkehrskontrollpunkt 20 steuert hier eine Wechselverkehrszeichenanlage 24,
die für jede der Fahrspuren einer 2-spurigen Autobahn 26 eine Geschwindigkeitsbegrenzung
anzeigt. Der Verkehrskontrollpunkt 20 steuert gegebenenfalls
eine Änderung einer von der Wechselverkehrszeichenanlage 24 angezeigten
Geschwindigkeitsbeschränkung, in Abhängigkeit
von der empfangenen Verkehrsflussklassifizierung an.
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Zur
Veranschaulichung des Wirkprinzips der Vorrichtung 2 wird
exemplarisch eine Fahrt des Fahrzeugs 4 einer Taxiflotte
betrachtet.
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Das
Fahrzeug 4 befährt die Wegstrecke 16 einer
2-spurigen Autobahn 26 während der Feierabend-Stoßzeit.
Die erste Auswerteeinheit 12 wertet die Ausgangssignale
des Beschleunigungs sensor 6, der GPS-Empfangseinheit 10 und
des Zeitmoduls 8 aus und ermittelt daraus das Fahrprofil
des Fahrzeugs 4.
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Die
zweite Auswerteeinheit 14 wertet das von der ersten Auswerteeinheit 12 erstellte
Fahrprofil aus und ermittelt daraus beispielsweise die Anzahl der
Stops des Fahrzeugs 4 und die Schwankung der Beschleunigung
beim Befahren der vorgegebenen Wegstrecke 16 und schließt
daraus auf die Verkehrsflussklassifizierung „stop-und-go".
Diese Verkehrsflussklassifizierung speichert die zweite Auswerteeinheit 14 positions-
und zeitbezogen mittels des Speicherelements 18.
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Beim
Passieren des Verkehrskontrollpunkts 20 funkt die zweite
Auswerteeinheit 14 mittels der Sendeeinrichtung 22 die
Verkehrsflussinformation „stop-und-go" an den Verkehrskontrollpunkt 20.
Aufgrund der von der zweiten Auswerteeinheit 14 empfangenen
Verkehrsflussinformationen erkennt der Verkehrskontrollpunkt, dass
beispielsweise von 17.30–17.40 zwischen der Anschlussstelle
X und Y stop-und-go Verkehr herrscht. Um eine Verbesserung des Verkehrsflusses
zu erreichen, steuert der Verkehrskontrollpunkt 20 daraufhin
die Wechselverkehrszeichenanlage 24 beispielsweise zu einem
Aufheben der Geschwindigkeitsbegrenzung an.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4231881
A1 [0005]
- - AT 502073 B1 [0008]
- - WO 9815935 A1 [0009]