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Die
Erfindung liegt auf dem Gebiet der Navigation, insbesondere der
Treibstoffbedarfsbestimmung und Streckenplanung, und beschreibt
ein Verfahren zur Ermittlung eines fahrstreckenbezogenen Treibstoffbedarfs
für ein Kraftfahrzeug für eine ausgewählte
Fahrstrecke in einem Verkehrsstreckennetz.
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Heutige
Verkehrsmeldungen werden häufig nach dem RDS- bzw. dem
TMC-Protokoll verbreitet. Das Radio-Data-System (RDS) ermöglicht
eine Übermittlung von nicht Audiozusatzinformationen beim
Radio bzw. Rundfunk. RDS wurde ungefähr 1983 von der Europäischen
Rundfunk Union konzipiert und ist um 1987 zur Marktreife gelangt.
Das RDS ist in der DIN EN 62106 standardisiert.
RDS bietet neben verbreitet genutzten Funktionen für Programmerkennung,
insbesondere die Möglichkeit zur Übertragung von
Verkehrsmeldungen. Verkehrsmeldungen werden weiterhin als TMC-Meldungen
(Traffic Message Chanel) im nicht hörbaren Bereich des
UKW-Signals in digitaler Form gesendet. TMC-Meldungen sind in der ISO
14819 standardisiert.
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Moderne
Navigationssysteme können Staumeldungen so als RDS- bzw.
TMC-Verkehrsmeldungen empfangen und damit bspw. Routen zur Umfahrung
von Verkehrsstaus und Behinderungen (dynamische Zielführung)
erstellen. Zur Nutzung von RDS/TMC-Verkehrsmeldungen ist ein RDS/TMC-fähiger
Empfänger notwendig. Typischerweise befinden sich solche
in modernen Kraftfahrzeugnavigationssystemen.
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Die
Ausstrahlung von RDS/TMC-Verkehrsmeldungen erfolgt heute innerhalb
vieler europäischer Länder durch zahlreiche Radiosender.
Allerdings ist die Qualität der Meldungen sehr unterschiedlich.
In der Regel sind RDS/TMC-Dienste kostenlos zu empfangen. In einigen
Ländern gibt es auch zusätzlich kostenpflichtige RDS/TMC-Dienste,
die eine bessere Qualität der Verkehrsmeldungen versprechen.
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Jede
Verkehrsbeeinträchtigung wird dabei als separate RDS/TMC-Meldung
gesendet. Quellen für die Verkehrsmeldungen sind typischerweise
die Polizei, Staumelder, Verkehrskameras, ortsfeste Messquerschnitte
(Induktivschleifen, IR/Radar-Sensoren) oder Floating Car Data. Eine
RDS/TMC-Meldung besteht typischerweise aus einem Ereigniscode, einem
Positionscode und eventuell einer zusätzlichen zeitlichen
Beschränkung (Verfallszeit). Nach Wegfall einer Verkehrsstörung
wird diese Störungsmeldung durch eine weitere RDS/TMC-Meldung
aufgehoben. Falls diese nicht empfangen wird (z. B. weil der Empfänger
sich mittlerweile aus dem Empfangsbereich des Senders entfernt hat)
wird die Störungsmeldung alternativ bei Erreichen der Verfallszeit
durch den Empfänger gelöscht.
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Es
hat sich in vielen Ländern durchgesetzt, in Verkehrsmeldungen
zur Charakterisierung des Verkehrs die Verkehrszustände: „dichter
Verkehr”, „stockender Verkehr” oder „gestauter
Verkehr” zu verwenden. Natürlich gibt es auch
Verkehrsmeldungen, die mehr als drei Verkehrszustände unterscheiden
oder die eine anderen Benennung und Charakterisierung dieser Verkehrszustände
verwenden. Die Einteilung des aktuellen Verkehrsgeschehens in Verkehrszustände
ist somit abhängig vom Anbieter der Verkehrsmeldungen,
der die Anzahl der Verkehrszustände sowie die entsprechenden
Kriterien für eine Einordnung eines aktuellen Verkehrsgeschehens
in die Verkehrszustände vorgibt.
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Meistens
wird bei dieser Einordnung bzw. Zuordnung ein Streckenabschnitt
des Verkehrsstreckennetzes, bei dem eine reduzierte mittleren Verkehrsgeschwindigkeit
auftritt, gemäß einem vorgegebenen Kriterien mit
einem entsprechenden Verkehrszustand verknüpft, beispielsweise
wird einem Streckenabschnitt mit einer festgestellten mittleren
Verkehrsgeschwindigkeit unterhalb von 30 km/h in der RDS/TMC-Verkehrsmeldung
der Verkehrszustand: „gestauter Verkehr” zugeordnet.
Der wirkliche Verkehrszustand auf dem betreffenden Streckenabschnitt
kann jedoch von dem in einer Verkehrsmeldung gemeldeten Verkehrszustand
zeitlich, räumlich und inhaltlich abweichen. Ursachen hierfür
sind unter anderem Einschränkungen bei der Definition des Übertragungsprotokolls
und der zur Übertragung zur Verfügung stehenden
Bandbreiten. Weiterhin werden im Verkehrsstreckennetz zumeist Anschlussstellen
und Autobahnkreuze als RDS/TMC-Lokationen definiert, für
die bzw. zwischen denen Verkehrsmeldungen verschiedener definierter
Verkehrszustände angegeben werden. Der in einer Verkehrsmeldung
angegebene Verkehrszustand gilt so bspw. für den gesamten
Streckenabschnitt zwischen zwei Anschlussstellen, auch wenn in der
Realität die Verkehrsstörung nur in einem Teil
dieses Streckenabschnitts vorhanden ist. Dadurch entstehen örtliche
Ungenauigkeiten. Auch die Feststellung von Verkehrsstörungen
selbst ist teilweise Ursache von örtlichen und zeitlichen
Ungenauigkeiten. So basiert die Erkennung von Verkehrsstörungen
bzw. die Quelle von Verkehrsmeldungen, wie zuvor bereits angesprochen, heute
auf unterschiedlichen Systemen bzw. Meldeketten. Einerseits stehen
hierfür automatische Systeme zur Verkehrszustandserkennung
zur Verfügung, andererseits werden bspw. sogenannte Staumelder,
d. h. Verkehrsteilnehmer, als Informationsquellen genutzt. Die heute über
RDS/TMC-Verkehrsmeldung verbreiteten Verkehrsmeldungen beschreiben
daher das reale Verkehrsgeschehen nur unzureichend, das in Wirklichkeit ein
komplexes geschehen in Raum und Zeit ist. Dieses komplexe Geschehen
wird beispielsweise als Übergang der Verkehrszustände „freier
Verkehr”, „synchronisierter Verkehr” und „sich
bewegender breiter Stau”, die jeweils typische und prognostizierbare
Eigenschaften haben von Kerner B. S. in „The Physics
of Traffic", Springer Verlag, Berlin, 2004 beschrieben.
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Zur
Erfassung des aktuellen Verkehrszustandes ist beispielsweise aus
DE 196 47 127 C2 ein
Verfahren zur automatischen Verkehrsüberwachung mit Staudynamikanalyse
bekannt. So kann bspw. mittels stationärer Autobahndetektoren
in minütlichen Intervallen gemessene Verkehrsdaten auf
Basis der Kerner'schen Drei-Phasen-Verkehrstheorie und der Modelle
ASDA und FOTO eine Rekonstruktion und Verfolgung von zeitlich-räumlichen
Verkehrsmustern durchgeführt werden. Die erfassten Verkehrsmuster
können eine Grundlage für die Erzeugung von Verkehrsmeldungen
sein. Darüber hinaus sind sie auch geeignet zur Kontrolle
von existierenden RDS/TMC-Meldungen, die von einer Rundfunkanstalt
an RDS/TMC-Empfänger ausgestrahlt wurden. Beispielsweise
wird auf Basis des in
DE
196 46 127 C2 beschriebenen Verfahrens gestauter Verkehr
in die beiden Verkehrszustände: „sich bewegender
breiter Stau” und „synchronisierter Verkehr” eingeteilt.
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Darüber
hinaus ist in einer noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung
der Anmelderin mit dem Aktenzeichen
DE 102008003039 ein Verfahren
zur Verkehrszustandsbestimmung in einem Fahrzeug beschrieben, bei
der eine bordautonome Verkehrszustandserkennung erfolgt, die auf
einem kombinierten Geschwindigkeits-Zeit-Kriterium beruht. Mit diesem
Verfahren kann im Fahrzeug ein lokaler Verkehrszustand beispielsweise
des „synchronisierten Verkehrs” bzw. eines „sich
bewegenden breiten Staus” ermittelt werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung
eines Treibstoffbedarfs für ein Kraftfahrzeug für
eine vorgegebene Fahrstrecke anzugeben.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch
1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche und können der Beschreibung sowie
den Ausführungsbeispielen inklusive der Figuren entnommen
werden.
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Erfindungsgemäß können
Verkehrsmeldungen vorteilhaft für die Ermittlung des Treibstoffbedarfs
eines Kraftfahrzeugs für eine vorgegebene Fahrstrecke eines
Verkehrsstreckennetzes berücksichtigt werden. Vorteilhaft
kann trotz den vorstehend beschriebenen Ungenauigkeiten in den heute
verfügbaren Verkehrsmeldungen, durch Auswertung einer Vielzahl
von realen zeitlich-räumlichen Verkehrssituationen und
den zugehörigen Verkehrsmeldungen für ein Verkehrsstreckennetz
und Bereitstellen von entsprechenden mittleren Geschwindigkeitswerten
für die jeweiligen Verkehrsmeldungen die Genauigkeit der
Treibstoffbedarfsermittlung verbessert werden. Die Auswertung kann
vorteilhaft eine Datenbasis schaffen, die jedem Streckenabschnitt des
Verkehrsstreckennetzes für jede Verkehrsmeldung eine mittlere
Geschwindigkeit zuordnet, die bei der Ermittlung eines Treibstoffbedarfs
berücksichtigt wird.
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Es
sei angemerkt, dass in diesem Dokument der Begriff „Treibstoffbedarf” breit
auszulegen ist, und alle zum Antrieb von Kraftfahrzeugen einsetzbaren
Energiequellen und Energieformen umschließt. Der Begriff „Treibstoff” schließt
herkömmliche Treibstoffe, wie Benzin oder Diesel genauso
ein, wie bspw. elektrische Energie, die bspw. über Batterien
oder sonstige Energiequellen, zum Antrieb nutzbar ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung eines
fahrstreckenbezogenen Treibstoffbedarfs für ein Kraftfahrzeug
umfasst folgende Schritte. Zunächst wird eine Fahrstrecke
in einem Verkehrsstreckennetz ausgewählt. Dies erfolgt
vorzugsweise über die Festlegung eines Startortes sowie
eines Zielortes. Die Auswahl der Fahrstrecke zwischen Startort und
Zielort kann dabei manuell aber auch automatisiert, beispielsweise mittels
eines Navigationssystems, erfolgen. Weiterhin entspricht der Startort
vorzugsweise der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs und wird
bspw. von einer Positionsbestimmungseinheit (GPS etc.) an Bord des
Kraftfahrzeugs bestimmt.
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Als
weiterer Schritt erfolgt ein Bereitstellen von Verkehrsmeldungen,
die für einen oder mehrere Streckenabschnitte der ausgewählten
Fahrstrecke jeweils einen von mehreren Verkehrszuständen
angeben. Vorzugsweise handelt es sich bei den Verkehrsmeldungen
um RDS/TMC-Verkehrsmeldungen. Der Begriff „Bereitstellen
von Verkehrsmeldungen” wird breit verstanden. So fällt
darunter beispielsweise das Bereitstellen von Verkehrsmeldungen
durch einen Dienstleistungsanbieter wie beispielsweise einen Radiosender,
oder das Bereitstellen von im Kraftfahrzeug empfangenen Verkehrsmeldungen
an einen Navigations- bzw. Treibstoffverbrauchsrechner usw. Wird
eine Strecke gewählt, für die keine Verkehrsmeldung
vorliegt, so kann die Verbrauchsermittlung bspw. bekannte fahrzeugspezifische
Verbrauchswerte, sowie für die Fahrstrecke, bspw. aus Navigationsdaten,
bekannte Parameter, wie Geschwindigkeitsbegrenzungen entlang der
Strecke etc., verwenden.
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Wie
vorstehend bereits erläutert wurde, werden Verkehrsstörungen
bei Verkehrsmeldungen als verschiedene Verkehrszustände
charakterisiert. Vorzugsweise unterscheiden diese Verkehrsmeldungen
die Verkehrszustände: „dichter Verkehr”, „stockender
Verkehr” oder „gestauter Verkehr”. Weiterhin
können verschiedene Dienstleistungsanbieter in den von
ihnen erzeugten bzw. verbreiteten Verkehrsmeldungen eine unterschiedliche
Anzahl von Verkehrszuständen verwenden und/oder die Kriterien
für die Zuweisung dieser Verkehrszustände unterschiedlich
definieren. So ist denkbar, dass ein Dienstleistungsanbieter in
seinen Verkehrsmeldungen für einen Streckenabschnitt den
Verkehrszustand „stockender Verkehr” bei einer
festgestellten mittleren Verkehrsgeschwindigkeit von kleiner 35
km/h in diesem Streckenabschnitt angibt, während ein anderer
Dienstleistungsanbieter aufgrund anderer Zuweisungskriterien für
denselben gemeldeten Verkehrszustand eine mittlere Geschwindigkeit
von kleiner 40 km/h zugrunde legt. Vorteilhaft können solche
Unterschiede bei der Treibstoffbedarfsermittlung berücksichtigt
werden.
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In
einem weiteren Schritt wird bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren pro Streckenabschnitt für den eine Verkehrsmeldung
vorliegt, ein mittlerer Geschwindigkeitswert bereitgestellt. Diese
dabei bereitgestellten mittleren Geschwindigkeitswerte wurden vorab
durch Auswertung einer Vielzahl von realen zeitlich-räumlichen Verkehrssituationen
bzw. Verkehrsmuster und zugehörigen Verkehrsmeldungen für
das Verkehrsstreckennetz ermittelt. Hierzu werden die für
ein Verkehrsstreckennetz ausgestrahlten RDS/TMC-Meldungen mit möglichst zeitgleich
real gemessenem Verkehrssituationen verglichen und ausgewertet.
Die realen Messungen der Verkehrssituationen erfolgen hierzu beispielsweise
mittels in die Fahrbahnen eingelassene Induktionsschleifen oder
anderer Systeme. Als Ergebnis der Auswertung werden möglichst
vielen (optimalerweise allen) Streckenabschnitten, abhängig
von den in Verkehrsmeldungen für diesen Streckenabschnitt
zur Beschreibung der Verkehrssituation möglichen Verkehrszuständen,
spezifische mittlere Geschwindigkeitswerte zugewiesen.
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Es
wird angemerkt, dass sich die Begriffe „mittlere Geschwindigkeitswerte” und „mittlere
Geschwindigkeiten” in diesem Dokument auf die Werte beziehen,
die sich infolge dieser Auswertung ergeben.
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Liegen
bei der Auswertung der realen zeitlich-räumlich gemessenen
Verkehrssituationen bzw. Verkehrsmuster und der zugehörigen
Verkehrsmeldungen für bestimmte Abschnitte des Verkehrsstreckennetzes zwar
Verkehrsmeldungen aber keine Messdaten vor, d. h. dass sich die
Gebiete für die Verkehrsmeldungen und Verkehrsmesswerte
nur teilweise oder gar nicht überlappen, so können
den Abschnitten, für die keine Messdaten vorliegen (weil
dort keine Messysteme verfügbar sind), vordefinierbare
Werte mittlerer Geschwindigkeiten zugewiesen werden, die sich beispielsweise
aus gemessenen Verkehrswerten für andere naheliegende Gebiete
ergeben. Die für das Verkehrsstreckennetz durch die Auswertung
erzeugten mittleren Geschwindigkeiten und auch die vordefinierbaren
Werte können von den Sendegebieten für Verkehrsmeldungen, Verkehrsmeldungssendern,
Uhrzeiten, Streckenabschnitten des Verkehrsstreckennetzes sowie
von Tagen, Wochen, Monaten und Wetterbedingungen etc. abhängig
sein. Weiterhin können bei der Auswertung von Verkehrsmeldungen
und real gemessenen zeitlich-räumlichen Verkehrssituationen
zeitliche Abweichungen, beispielsweise von 15 Minuten oder räumliche
Abweichungen, beispielsweise bis zu 3 km als ähnlich definiert werden,
so dass vorliegende reale Verkehrsmessungen und Verkehrsmeldungen
in diesem Rahmen vergleichbar sind.
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Die
mittleren Geschwindigkeitswerte werden vorzugsweise abhängig
vom Dienstleistungsanbieter der Verkehrsmeldungen, insbesondere
von Radiosendern im Falle von RDS-TMC-Verkehrsmeldungen, und der vom
jeweiligen Dienstleistungsanbieter verwendeten verschiedenen Verkehrszustände
ermittelt und/oder bereitgestellt. In einer vorzugsweisen Ausführungsform
des Verfahrens werden die mittleren Geschwindigkeitswerte abhängig
von aktuellen Tageszeiten ermittelt und/oder bereitgestellt. Die
mittleren Geschwindigkeitswerte können zudem im Rahmen
der zuvor beschriebenen Auswertung in Abhängigkeit von
weiteren Parametern, wie bspw. dem Wochentag, von Wetterparametern
usw. ermittelt und anschließend für das Verfahren
bereitgestellt werden.
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Schließlich
erfolgt erfindungsgemäß ein Ermitteln des Treibstoffbedarfs
für die ausgewählte Fahrstrecke auf Basis von
kraftfahrzeugspezifischen Treibstoffverbrauchswerten und unter Berücksichtigung
der mittleren Geschwindigkeitswerte für die Streckenabschnitte.
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Das
vorliegende Verfahren ermöglicht eine verbesserte, d. h.
genauere und zuverlässigere Ermittlung des Treibstoffbedarfs
für eine gegebenen Fahrstrecke eines Kraftfahrzeugs.
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Vorzugsweise
werden für die ausgewählte Fahrstrecke der erfindungsgemäß ermittelte
Treibstoffbedarf und/oder Änderungen dieses Treibstoffbedarfs
aufgrund der Verkehrsmeldungen bzw. Änderung von Verkehrsmeldungen
im Fahrzeug angezeigt und/oder gespeichert. Der Fahrer erhält
somit Hinweise über Verbrauchsfolgen einer jeweils eingegangenen
Verkehrsmeldung und kann daher gegebenenfalls durch Auswählen
einer alternativen Fahrstrecke zum Zielort den fahrstreckenbezogenen
Treibstoffverbrauch ändern.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren kann auch im Rahmen
einer Streckenplanung, d. h. zur Auswahl einer optimalen (bspw. ökologischen)
Fahrstrecke, bspw. der Fahrstrecke mit dem geringsten Treibstoffverbrauch,
verwendet werden. Hierbei wird das Verfahren mehrfach für
verschiedene Fahrtstrecken ausgeführt, um so eine verbrauchsgünstigste
Fahrstrecke von der Startposition zu einer Zielposition auszuwählen.
Dies kann manuell wie auch automatisiert erfolgen. Weiterhin kann
die Ermittlung der verbrauchsgünstigsten Fahrstrecke durch
mehrfaches Durchlaufen des Verfahrens auch während einer
Fahrt, vorzugsweise automatisiert durchgeführt werden.
Dabei ermittelt vorzugsweise ein Navigationssystem auf Basis der
im Kraftfahrzeug bekannten Verkehrsmeldungen sowie der zugeordnet
bereitgestellten mittleren Geschwindigkeitswerte automatisiert für
jede aktuelle Position des Kraftfahrzeugs, die bis zum Ziel treibstoffsparendste
Streckenführung.
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Das
Ermitteln des Treibstoffbedarfs für die ausgewählte
Fahrstrecke erfolgt vorzugsweise im Kraftfahrzeug. Hierfür
weist das Kraftfahrzeug vorzugsweise eine Positionsbestimmungseinheit,
einen Navigationsrechner zur Berechnung einer Fahrstrecke in einem
Verkehrsstreckennetz von einem Startort zu einem Zielort, einen
Verkehrsmeldungsempfänger, insbesondere für RDS/TMC-Verkehrsmeldungen,
sowie eine Einheit zur Ermittlung des Treibstoffverbrauchs auf.
Die mittleren Geschwindigkeitswerte werden vorzugsweise mittels
einer zentralen oder einer im Kraftfahrzeug befindlichen Datenbank
im Kraftfahrzeug bereitgestellt. Im Falle einer zentralen Datenbank
erfolgt das Bereitstellen zunächst durch eine Übermittlung
der entsprechenden mittleren Geschwindigkeitswerte leitungsungebunden
an das Kraftfahrzeug.
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Vorzugsweise
ist das Kraftfahrzeug zur Ermittlung des lokalen aktuellen Verkehrszustandes,
an der Position des Kraftfahrzeugs, eingerichtet. Dadurch kann ein
im Kraftfahrzeug autonom ermittelter aktueller und lokaler Verkehrszustand
ausgewertet und zur Aktualisierung, einer für den jeweiligen
Streckenabschnitt bereitgestellten mittleren Geschwindigkeitswerte
verwendet werden. Ein Verfahren zu einer solchen bordautonomen Verkehrszustandermittlung
ist bspw. in vorgenannter Patentanmeldung der Anmelderin beschrieben.
Liegen die mittleren Geschwindigkeitswerte in einer Datenbank im
Kraftfahrzeug vor, so erfolgt dementsprechend eine Aktualisierung
dieser Datenbank. Sind die mittleren Geschwindigkeitswerte in einer
zentralen Datenbank hinterlegt, so erfolgt die Aktualisierung dieser
Datenbank, bspw. durch Übermittlung des aktuell im Kraftfahrzeug aktuell
ermittelten Verkehrszustandes. Gleichzeitig wird vorzugsweise zur
Berechnung des Kraftstoffbedarfs für den Streckenabschnitt,
für den der Verkehrszustand lokal ermittelt wurde, der
von dem bordautonomen System ermittelte Verkehrszustand verwendet.
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Ist
das Kraftfahrzeug in der Lage, autonom eine aktuelle Zustandsbestimmung
des lokalen Verkehrs vorzunehmen, so sind Situationen denkbar, in
denen für einen Streckenabschnitt auf dem sich das Kraftfahrzeug
gerade befindet, eine von einem Radiosender empfangene Verkehrsmeldung
vorliegt, die einen bestimmten Verkehrszustand angibt, der aber
von dem aktuell, bordautonom bestimmten Verkehrszustand abweicht.
Für diese Fälle können ebenfalls mittlere
Geschwindigkeitswerte bereitgestellt werden, auf deren Basis ein
Kraftstoffverbrauch, bzw. -bedarf bestimmt wird.
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So
wird in einer Ausführungsvariante des Verfahrens für
den Fall, dass für einen Streckenabschnitt in einer Verkehrsmeldung „gestauter
Verkehr” angegeben ist und für den selben Streckenabschnitt
im Kraftfahrzeug eine bordautonome Verkehrszustandsbestimmung „sich
bewegender breiter Stau” ermittelt, die mittlere Geschwindigkeit
für diesen Streckenabschnitt auf Basis parametrierbarer
10 km/h bestimmt wird.
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In
einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform des Verfahrens
wird für den Fall, dass für einen Streckenabschnitt
in einer Verkehrsmeldung „stockender Verkehr” angegeben
ist und für den selben Streckenabschnitt im Kraftfahrzeug
eine bordautonome Verkehrszustandsbestimmung „sich bewegender
breiter Stau” ermittelt, die mittlere Geschwindigkeit für
diesen Streckenabschnitt auf Basis parametrierbarer 20 km/h bestimmt
wird.
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In
einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform wird für
den Fall, dass für einen Streckenabschnitt in einer Verkehrsmeldung „gestauter
Verkehr” angegeben ist und für den selben Streckenabschnitt
im Kraftfahrzeug eine bordautonome Verkehrszustandsbestimmung „synchronisierter
Verkehr” ermittelt, die mittlere Geschwindigkeit für
diesen Streckenabschnitt auf Basis parametrierbarer 30 km/h bestimmt
wird.
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In
einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform des Verfahrens
wird für den Fall, dass für einen Streckenabschnitt
in einer Verkehrsmeldung „stockender Verkehr” angegeben
wird und für den selben Streckenabschnitt im Kraftfahrzeug
eine bordautonome Verkehrszustandsbestimmung „synchronisierter
Verkehr” ermittelt, die mittlere Geschwindigkeit für
diesen Streckenabschnitt auf Basis parametrierbarer 40 km/h bestimmt
wird.
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Zur
Definition der Verkehrszustände „synchronisierter
Verkehr” und „sich bewegender breiter Stau” wird
auf die eingangs genannte Druckschrift
DE 196 47 127 C2 verwiesen.
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Vorzugsweise
werden die bereitgestellten mittleren Geschwindigkeiten auch zur
verbesserten Berechnung der Verlustzeiten für die jeweilige
Verkehrsmeldung verwendet.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren verbessert die Genauigkeit
der Ermittlung eines fahrstreckenbezogenen Treibstoffbedarfs. Es
erhöht die Aussagekraft und Zuverlässigkeit von
fahrstreckenbezogenen Treibstoffermittlungsverfahren gegenüber
der heutigen Situation.
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Die
Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
Dabei zeigen schematisch:
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1 Darstellung
von gemessenen realen zeitlich-räumlichen Verkehrsmustern
entlang einer Autobahn
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2 Darstellung
des Verkehrszustandes gemäß Verkehrsmeldungen
entlang der Autobahn;
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3 Überlagerte
Darstellung der gemessenen Verkehrszustände (1)
sowie der entsprechenden in den Verkehrsmeldungen gemeldeten Verkehrszustände
(2) entlang der Autobahn;
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4 Schematische
Darstellung zur Ermittlung der mittleren Geschwindigkeit;
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5 Schematische
Darstellung zum Ablauf der Datenübermittlung für
ein erfindungsgemäßes Verfahren.
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Zunächst
wird anhand der
1 bis
3 erläutert,
auf welche Weise mittlere Geschwindigkeitswerte für Streckenabschnitte
eines Verkehrsstreckennetzes gewonnen werden können. Hierzu
werden beispielhaft die mittels Induktionsschleifen bestimmten Verkehrszustände
auf einer Autobahn, konkret auf der deutschen Autobahn A5 Nord am
27.11.2008 in der Zeit
von 17.30 Uhr bis 19.30 Uhr mit den für den gleichen Zeitraum ebenfalls
für die Autobahn A5 Nord geltenden Verkehrsmeldungen verglichen.
1 zeigt
real gemessene Verkehrsstörungsmuster in Raum und Zeit
auf der Autobahn A5. Entlang der x-Achse
4 ist die Uhrzeit
von 17.45 Uhr bis 19.30 Uhr aufgetragen. Entlang der y-Achse
5 sind
die Streckenkilometer beginnend bei Kilometer 480 (unten in der
Graphik) bis Kilometer 505 (oben in der Graphik) aufgetragen. Die
waagrechten Linien repräsentieren Anschlussstellen der
Autobahn A5 in dem dargestellten Streckenkilometerbereich. In dem
dargestellten Ausschnitt der Autobahn A5 sind an einigen Stellen
Induktionsschleifen in die Fahrbahn eingelassen, mittels denen der
Verkehrszustand zeitlich und räumlich, d. h. entlang der
Autobahn A5 gemessen werden kann. Die in
1 dargestellten
dunklen Bereiche
1 kennzeichnen dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen
Verkehrszustand bei dem sich der Verkehr stromaufwärts
mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 30 km/h bewegt. Dieser Verkehrszustand
wird „sich bewegender breiter Stau” genannt. Die
umrandeten weißen Flächen
2 repräsentieren
einen Verkehrszustand bei dem sich der Verkehr mit einer Geschwindigkeit
von 20 bis 70 km/h bewegt. Dieser Verkehrszustand wird „synchronisierter
Verkehr” genannt. Aus dieser Darstellung lässt sich
somit die zeitlich-räumliche Entwicklung des Verkehrszustandes
in dem betrachteten Abschnitt der Autobahn A5 erkennen.
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Für
diesen Abschnitt der Autobahn A5 und diesem Zeitraum wurden von
einem Radiosender die in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellten
TMC-Verkehrsinformationen ausgestrahlt.
| Tag | Von | Bis | Ereignis | Länge |
| 27.11.2008 | 17:14:24 | 17:16:06 | stockend | 1 |
| 27.11.2008 | 17:16:06 | 17:18:20 | stockend | 2 |
| 27.11.2008 | 17:18:20 | 17:20:24 | stockend | 3 |
| 27.11.2008 | 17:20:24 | 17:24:08 | stockend | 3 |
| 27.11.2008 | 17:24:08 | 17:28:08 | stockend | 3 |
| 27.11.2008 | 17:28:08 | 17:38:12 | stockend | 5 |
| 27.11.2008 | 17:38:12 | 17:55:56 | stockend | 6 |
| 27.11.2008 | 17:55:56 | 18:06:02 | stockend | 5 |
| 27.11.2008 | 18:06:02 | 18:07:54 | stockend | 3 |
| 27.11.2008 | 18:07:54 | 18:09:56 | stockend | 3 |
| 27.11.2008 | 18:09:56 | 18:11:52 | stockend | 2 |
| 27.11.2008 | 18:11:52 | 18:14:10 | stockend | 1 |
Tabelle
1 (Reale Verkehrsmeldungen eines TMC-Verkehrssenders für
die Autobahn A5)
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In 2 sind
die in Tabelle 1 aufgeführten Verkehrsinformationen in
dem aus 1 übernommenen Koordinatensystem
dargestellt. Wie aus der Tabelle 1 zu entnehmen ist, wird den Streckenabschnitten
in den TMC-Verkehrsmeldungen jeweils der Verkehrszustand „stockend” zugewiesen.
Die in 2 dargestellten Verkehrszustände der
Verkehrsmeldungen sind im Hinblick auf die Charakterisierung des
Verkehrszustandes ungenauer als die in 1 dargestellten
Messungen. Insbesondere zeigt sich, dass obwohl in den Verkehrsmeldungen
nur ein einziger Verkehrszustand, nämlich „stockend” gemeldet
wurde, der reale Verkehrszustand auf dem Abschnitt der Autobahn
A5 davon erheblich variieren kann. Dies wird insbesondere in 3 deutlich.
In 3 sind die zeitlich-räumlich gemessenen
Verkehrszustände aus 1 und die
sich aus den Verkehrsmeldungen ergebenden Verkehrszustände
aus 2 überlagert dargestellt. So wird in
den Verkehrsmeldungen für die betroffenen Autobahnabschnitte
einheitlich ein „stockender” Verkehrszustand gemeldet,
obwohl gemäß der realen Messungen für
diesen Bereich Verkehrsgeschwindigkeiten zwischen 5 und 70 km/h
bzw. darüber hinaus ermittelt werden.
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Zur
Ermittlung von mittleren Geschwindigkeitswerten im Sinne des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden für einen Streckenabschnitt der A5 nun
Auswertungen einer Vielzahl solcher real gemessenen zeitlich-räumlichen
Verkehrssituation und zugehörigen Verkehrsmeldungen für
den Streckenabschnitt durchgeführt. Bei dieser Auswertung
wird vorzugsweise die Zuordnung von Verkehrszuständen von
Verkehrsmeldungen zu tatsächlich gemessenen zeitlich-räumlichen
Verkehrsmustern für einen jeweiligen Streckenabschnitt auch
in Abhängigkeit von dem Verkehrsmeldungsanbieter, den vom
Verkehrsmeldungsanbieter verwendeten Verkehrszuständen,
der Uhrzeit, den Wochentag, und/oder weiteren Parametern ausgewertet.
Ziel ist es dabei, durch Auswertung einer Vielzahl von gemessenen
Verkehrssituationen entlang des Abschnittes der Autobahn A5, im
Allgemeinen möglichst für das gesamte Verkehrsstreckennetz,
entsprechende mittlere Geschwindigkeiten zu ermitteln. Dies gilt
insbesondere für das Autobahn, Schnell- und Fernstraßennetz.
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Sind
für bestimmte Streckenabschnitte des Verkehrsnetzes keine
realen Messdaten messbar, so können auf Basis sinnvoller
Annahmen Messdaten von anderen Streckenabschnitten übertragen
werden. Weiterhin können bei der Auswertung von Verkehrsmeldungen
und real gemessenen zeitlich-räumlichen Verkehrssituationen
zeitliche Abweichungen, beispielsweise von 15 Minuten oder räumliche
Abweichungen, beispielsweise bis zu 3 km als ähnlich definiert
werden, so dass vorliegende reale Verkehrsmessungen und Verkehrsmeldungen
in diesem Rahmen vergleichbar sind und auf Gebiete übertragen
werden können, für die keine Messungen möglich
sind.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, die einmal ermittelten mittleren Geschwindigkeiten
routinemäßig zu aktualisieren. Dies kann erforderlich
sein, um ein sich änderndes Verkehrsverhalten der Verkehrsteilnehmer
abzubilden oder sich ändernde Kriterien zur Klassifizierung
von Verkehrszuständen durch die Verkehrsmeldungsanbieter
abzubilden, oder aus anderen Gründen. Die aktualisierten
mittleren Geschwindigkeitswerte für die Streckenabschnitte
des Verkehrsstreckennetzes können durch einen Dienstleistungsanbieter
zentral verwaltet bzw. von dort an die einzelnen Kraftfahrzeuge übermittelt
werden. Alternativ können die ermittelten mittleren Geschwindigkeitswerte
in einer Datenbank im Kraftfahrzeug hinterlegt sein. In allen Fällen
ist eine routinemäßige Aktualisierung der Datenbanken
sinnvoll.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Bereitstellung
der die vorstehend ermittelten mittleren Geschwindigkeitswerte für
möglichst alle Streckenbereiche des Verkehrsstreckennetzes. 4 bildet
das vorstehend beschriebene Verfahren zur Erzeugung der mittleren
Geschwindigkeitswerte für ein Verkehrsstreckennetz ab und
gibt eine schematische Darstellung zum Ablauf der Datenübermittlung
an. Hierfür wird in einem Schritt 101 ein reales
zeitlich-räumliches Verkehrsmuster beispielsweise mittels
der Modelle ASDA-Foto gemessen. In Schritt 102 werden zeitlich-räumlich
entsprechende Verkehrsmeldungen beispielsweise RDS-TMC-Verkehrsmeldungen,
erfasst. In Schritt 103 werden die gemessenen realen zeitlich-räumlichen
Verkehrsmuster und die entsprechend erfassten Verkehrsmeldungen
ausgewertet, um für die entsprechenden Streckenabschnitte
des Verkehrsnetzes und die möglichen Verkehrszustände
jeweils eine mittlere Geschwindigkeit zu ermitteln.
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5 verdeutlicht
schematisch die Schritte des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Ermittlung eines fahrtstreckenbezogenen Treibstoffbedarfs
für ein Kraftfahrzeug. Hierzu wird im Schritt 201 eine
Fahrtstrecke in einem Verkehrsstreckennetz ausgewählt.
Dies erfolgt vorliegend durch Eingabe des Zielorts in ein Navigationssystem.
Das Navigationssystem ermittelt aus der ihm bekannten Ist-Position
des Kraftfahrzeugs entsprechend der eingestellten Kriterien, wie
kürzeste Route, schnellste Route etc., eine Fahrtstrecke
von der Ist Position zum Zielort. In Schritt 202 werden
dem Navigationssystem empfangene Verkehrsmeldungen bereitgestellt.
Anschließend werden daraus vom Navigationssystem diejenigen
Verkehrsmeldungen ausgewählt, die Streckenabschnitte der
gewählten Fahrtstrecke betreffen. In Schritt 203 erfolgt
das Bereitstellen der mittleren Geschwindigkeitswerte für
die Streckenabschnitte, der ausgewählten Fahrtstrecke,
für die Verkehrsmeldungen vorliegen. Den Streckenabschnitten
werden vorliegend diejenigen mittleren Geschwindigkeitswerte zugeordnet,
die für den aktuellen Dienstleistungsanbieter der Verkehrsmeldungen
und die von ihm empfangenen aktuellen Verkehrszustände
zutreffen.
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Das
Bereitstellen dieser mittleren Geschwindigkeitswerte erfolgt vorliegend
von einer Datenbank, auf der diese Werte hinterlegt sind und die
im Kraftfahrzeug angeordnet ist, an das Navigationssystem des Kraftfahrzeugs.
Das Navigationssystem umfasst dabei eine Einheit, die unter Berücksichtigung
der ausgewählten Fahrstrecke, der für die Fahrstrecke
empfangenen Verkehrsmeldungen, der bereitgestellten mittleren Geschwindigkeitswerte
sowie kraftfahrzeugspezifischer Verbrauchswerte einen Kraftstoffbedarf
für die ausgewählte Fahrtstrecke in einem Schritt 204 berechnet.
Der dabei ermittelte Kraftstoffbedarf (= Kraftstoffverbrauch für
die ausgewählte Fahrstrecke) wird dabei in Abhängigkeit
der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs und seiner sich daraus
ergebenden Entfernung zum Zielort laufend neu ermittelt. Der so
ermittelte Treibstoffbedarf für die verbleibende Fahrtstrecke
bis zum Zielort wird dem Fahrer vorzugsweise angezeigt und/oder
gespeichert. Beim Empfang geänderter oder neuer Verkehrsmeldungen,
die die verbleibende Strecke zwischen aktueller Position und Zielort
betreffen, wird das Verfahren vorzugsweise wiederholt durchlaufen,
so dass der Kraftstoffbedarf entsprechend der empfangen Verkehrsmeldungen
jeweils aktualisiert wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens wird
bei sich ändernden Verkehrsmeldungen, die einen Treibstoffbedarf
für die verbleibende Strecke bis zum Ziel über
einen bestimmten vorgebbaren Wert hinaus erhöhen, das Verfahren
wiederholt für unterschiedliche Fahrtstrecken von der aktuellen
Position bis zum Zielort ausgeführt, um so alternative
Fahrstrecken, für die ein geringerer Treibstoffbedarf erforderlich ist,
zu ermitteln und dem Fahrer anzuzeigen.
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Zusammenfassend
dient das Verfahren dazu, Verkehrsmeldungen, insbesondere RDS/TMC-Verkehrsmeldungen,
hinsichtlich ihrer Wirkungen auf den Treibstoffbedarf eines Kraftfahrzeuges
für die Fahrstrecke zu berücksichtigen. Das Verfahren
erlaubt es zudem Hinweise zur Routenwahl bzw. Fahrerinformation
abzuleiten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19647127
C2 [0008, 0032]
- - DE 19646127 C2 [0008]
- - DE 102008003039 [0009]
- - DE 27112008 [0041]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - DIN EN 62106 [0002]
- - ISO 14819 [0002]
- - Kerner B. S. in „The Physics of Traffic”,
Springer Verlag, Berlin, 2004 [0007]