DE102016220400B3 - Method and device for determining a traffic condition at a traffic node with at least two traffic arms - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Verkehrszustandes an einem Verkehrsknoten (61), umfassend die folgenden Schritte: Erfassen von C2X-Informationen im Umfeld des Verkehrsknotens (61), Erfassen von einzelnen Inquiry-Nachrichten (20, 21) von mobilen Drahtloskommunikationseinheiten (9) in einem vorgegebenen Erfassungsbereich (7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4), wobei die Drahtloskommunikationseinheiten (9) jeweils durch eine eindeutige Kennung identifiziert werden, Schätzen einer Geschwindigkeit (12) einer erfassten Drahtloskommunikationseinheit (9) aus einer Zeitdifferenz zwischen einem Empfang einer ersten Inquiry-Nachricht (20) dieser Drahtloskommunikationseinheit (9) und einem Empfang einer nachfolgenden Inquiry-Nachricht (21) dieser Drahtloskommunikationseinheit (9) unter Berücksichtigung von Abmessungen (11) des vorgegebenen Erfassungsbereichs (7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4), Fusionieren der C2X-Information und der geschätzten Geschwindigkeit (12) mittels eines Bayesschen Netzes (30) zu einer Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung (14) für diese Drahtloskommunikationseinheit (9), Schätzen einer Fahrzeuganzahl (15), wobei die Anzahl von erfassten Drahtloskommunikationseinheiten (9) mittels mindestens einem Korrekturfaktor (16) korrigiert wird, Ausgeben der geschätzten Fahrzeuganzahl (15) und der Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen (14). Ferner betrifft die Erfindung eine zugehörige Vorrichtung (1).The invention relates to a method for determining a traffic state at a traffic node (61), comprising the following steps: detection of C2X information in the vicinity of the traffic node (61), detection of individual inquiry messages (20, 21) by mobile wireless communication units (9 ) in a predetermined detection area (7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4), wherein the wireless communication units (9) are each identified by a unique identifier, estimating a speed (12) of a detected wireless communication unit (9 ) from a time difference between a reception of a first inquiry message (20) of this wireless communication unit (9) and a reception of a subsequent inquiry message (21) of this wireless communication unit (9) taking into account dimensions (11) of the predetermined coverage area (7, 7 -1, 7-2, 7-3, 7-4), merging the C2X information and the estimated speed (12) using a Bayesian network s (30) to a speed probability distribution (14) for said wireless communication unit (9), estimating a vehicle number (15), wherein the number of detected wireless communication units (9) is corrected by at least one correction factor (16), outputting the estimated vehicle number (15) and the velocity probability distributions (14). Furthermore, the invention relates to an associated device (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Verkehrszustandes an einem Verkehrsknoten mit mindestens zwei Verkehrsarmen.The invention relates to a method and a device for determining a traffic condition at a traffic node having at least two traffic arms.

Zum Regeln des Verkehrs an einem Verkehrsknoten, beispielsweise einer Kreuzung, werden üblicherweise Lichtsignalanlagen verwendet. Um den Verkehr bestmöglich regeln zu können, benötigen Steuerungen der Lichtsignalanlagen Informationen über die Fahrzeuge, welche die Lichtsignalanlage passieren. Hierbei wird zwischen direkt messbaren und indirekt ableitbaren Kenngrößen unterschieden. Die direkt messbaren Kenngrößen sind gemäß Richtlinie für Lichtsignalanlagen (RiLSA, 2010) u. a. der Belegungsgrad sowie die Zeitlücke zwischen Fahrzeugen; zu den ableitbaren Informationen gehören Verkehrsmengenzählungen und Geschwindigkeiten.For controlling the traffic at a traffic junction, for example an intersection, traffic light installations are usually used. In order to be able to regulate the traffic in the best possible way, controllers of the traffic light systems require information about the vehicles which pass through the traffic light system. Here, a distinction is made between directly measurable and indirectly derivable parameters. The directly measurable parameters are in accordance with the directive for traffic signal systems (RiLSA, 2010) u. a. the occupancy rate and the time gap between vehicles; The derivable information includes traffic counts and speeds.

Der Belegungsgrad betrifft das Vorhandensein von Fahrzeugen an einem bestimmten Punkt oder Streckenabschnitt vor der Lichtsignalanlage. Die Zählinformation betrifft die Fahrzeuganzahl, welche im Laufe einer bestimmten Zeit, z. B. während die Lichtsignalanlage „Rot” signalisiert, in den Streckenabschnitt vor der Lichtsignalanlage einfahren.The degree of occupancy relates to the presence of vehicles at a certain point or distance in front of the traffic signal. The counting information relates to the number of vehicles, which in the course of a certain time, for. B. while the traffic signal "red" signaled, enter the section before the traffic signal.

Die Geschwindigkeit betrifft die Zeit, welche die Fahrzeuge benötigen, um einen bestimmten Streckenabschnitt zu passieren.The speed refers to the time it takes the vehicles to pass through a particular stretch of road.

Neuere Verfahren zur Lichtsignalsteuerung, wie z. B. in DE 10 2009 033 431 A1 beschrieben. nutzen die sogenannte Verlustzeit der Verkehrsteilnehmer zur optimalen Steuerung der Verkehrsflüsse an einem Verkehrsknoten. Die Verlustzeit ist die Differenz zwischen der Zeit, welche ein Verkehrsteilnehmer unter Idealbedingungen benötigt, um das Lichtsignal zu passieren und der Zeit, die dieser unter realen Bedingungen tatsächlich benötigt. Die vollständige Bestimmung von Verlustzeiten würde es erfordern, für 100% aller Verkehrsteilnehmer am Verkehrsknoten eine Bewegungslinie (Trajektorie) zu ermitteln. Dies kann beispielsweise erfolgen, wenn alle Fahrzeuge mit C2X-Sende-Empfangseinrichtungen (Car-to-X) ausgestattet sind. In diesem Fall muss die Lichtsignalanlage mit einer Empfangseinrichtung für C2X-Informationen ausgestattet sein.Newer methods for traffic signal control, such. In DE 10 2009 033 431 A1 described. use the so-called loss time of road users for optimal control of traffic flows at a transport hub. Loss time is the difference between the time a road user needs under ideal conditions to pass the light signal and the time it actually takes under real conditions. The complete determination of loss times would require the determination of a movement line (trajectory) for 100% of all road users at the traffic junction. This can be done, for example, if all vehicles are equipped with C2X transceivers (Car-to-X). In this case, the traffic light system must be equipped with a receiver for C2X information.

In der Praxis besteht die Schwierigkeit, dass derzeit, und auch zukünftig, nicht mit einer Ausstattungs- und Detektionsrate von 100% aller Fahrzeuge zu rechnen ist.In practice, there is the difficulty that at present, and also in the future, can not be expected with a equipment and detection rate of 100% of all vehicles.

In DE 10 2011 107 663 B4 wird daher eine Möglichkeit aufgezeigt, die mittlere Verlustzelt der Verkehrsteilnehmer bereits bei Ausstattungsraten mit C2X ab 20% zu bestimmen. Hierbei besteht jedoch immer noch das Problem, dass mittelfristig lediglich mit Ausstattungsraten der Fahrzeuge mit C2X von 1 bis 3% zu rechnen ist. Dieser Wert weicht um eine Zehnerpotenz von der geforderten Ausstattungsrate von 20% ab.In DE 10 2011 107 663 B4 Therefore, a possibility is shown to determine the average traffic loss of the road users already at equipment rates with C2X from 20%. Here, however, there is still the problem that in the medium term only with equipment rates of vehicles with C2X from 1 to 3% is to be expected. This value deviates by a power of ten from the required equipment rate of 20%.

Aus der DE 10 2009 055 337 A1 ist ferner ein Verfahren zum Bestimmen einer Verkehrslage in einem Verkehrsnetz bekannt. Dieses umfasst Schritte des Erfassens einer Vielzahl von Verkehrsdaten, wobei die Verkehrsdaten aus mehreren Datenquellen stammen und unterschiedliche räumliche und zeitliche Verfügbarkeiten aufweisen, des Bestimmens von Korrelationsabbildungen zwischen den Verkehrsdaten aus den mehreren Datenquellen, des Bestimmens von interpolierten Verkehrsdaten auf der Basis von einander zugeordneten Verkehrsdaten und der bestimmten Korrelationsabbildungen, und des Bestimmens der Verkehrslage auf der Basis der interpolierten Verkehrsdaten. Jedoch erfordert es das Verfahren, dass eine genügend starke Korrelation zwischen den direkt messbaren und von der Lichtsignalsteuerung verwendeten Kenngrößen besteht. Dies ist aktuell nicht der Fall.From the DE 10 2009 055 337 A1 Furthermore, a method for determining a traffic situation in a traffic network is known. This includes steps of detecting a plurality of traffic data, the traffic data being from multiple data sources and having different spatial and temporal availability, determining correlation maps between the traffic data from the plurality of data sources, determining interpolated traffic data based on associated traffic data, and the determined correlation maps, and determining the traffic situation based on the interpolated traffic data. However, the method requires that there be a sufficiently strong correlation between the directly measurable characteristics used by the traffic signal controller. This is currently not the case.

Der Erfindung liegt das technische Problem zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Verkehrslage an einem Verkehrsknoten mit mindestens zwei Verkehrsarmen zu schaffen, bei der ein Verkehrszustand auch bei einem geringen Ausstattungsgrad der Fahrzeuge mit C2X verbessert durchgeführt werden kann.The invention is based on the technical problem of providing a method and a device for determining a traffic situation at a traffic junction with at least two traffic arms, in which a traffic condition can be improved even with a low equipment level of the vehicles with C2X.

Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The technical problem is solved by a method with the features of claim 1 and a device having the features of claim 10. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Insbesondere wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Verkehrszustandes an einem Verkehrsknoten mit mindestens zwei Verkehrsarmen zur Verfügung gestellt, umfassend die folgenden Schritte: Erfassen von C2X-Informationen im Umfeld des Verkehrsknotens mittels einer C2X-RSU (Road Side Unit), Erfassen von einzelnen Inquiry-Nachrichten von mobilen Drahtloskommunikationseinheiten mittels mindestens einer Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung mit einem vorgegebenen Erfassungsbereich, wobei die Drahtloskommunikationseinheiten jeweils durch eine eindeutige Kennung identifiziert werden, Schätzen einer Geschwindigkeit einer erfassten Drahtloskommunikationseinheit aus einer Zeitdifferenz zwischen einem Empfang einer ersten Inquiry-Nachricht dieser Drahtloskommunikationseinheit und einem Empfang einer nachfolgenden Inquiry-Nachricht dieser Drahtloskommunikationseinheit unter Berücksichtigung von Abmessungen des vorgegebenen Erfassungsbereichs mittels einer Steuerung, Fusionieren der C2X-Information und der geschätzten Geschwindigkeit mittels eines Bayesschen Netzes zu einer Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung für diese Drahtloskommunikationseinheit mittels der Steuerung, Schätzen einer Fahrzeuganzahl auf Grundlage einer Anzahl von gleichzeitig oder in einem Zeitintervall erfassten Drahtloskommunikationseinheiten mittels der Steuerung, wobei die Anzahl von erfassten Drahtloskommunikationseinheiten mittels mindestens einem Korrekturfaktor korrigiert wird, Ausgeben der geschätzten Fahrzeuganzahl und der Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen mittels einer Ausgabeeinrichtung.In particular, a method for determining a traffic condition at a traffic node having at least two traffic arms is provided, comprising the following steps: detecting C2X information in the vicinity of the traffic node by means of a C2X RSU (Road Side Unit), detecting individual inquiry messages of mobile wireless communication units by means of at least one wireless transceiver having a predetermined coverage area, the wireless communication units each being identified by a unique identifier, estimating a speed of a detected wireless communication unit from a time difference between receiving a first inquiry message from that wireless communication unit and receiving one subsequent Inquiry message this wireless communication unit, taking into account dimensions of the predetermined detection range means controlling, by means of the controller, fusing the C2X information and the estimated speed using a Bayesian network into a speed probability distribution for that wireless communication unit, estimating a vehicle number based on a number of wireless communication units detected simultaneously or at a time interval, the number of detected Wireless communication units is corrected by means of at least one correction factor, outputting the estimated number of vehicles and the speed probability distributions by means of an output device.

Ferner wird eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Verkehrszustandes an einem Vekehrsknoten mit mindestens zwei Verkehrsarmen geschaffen, umfassend eine C2X-RSU zum Empfangen von C2X-Informationen im Umfeld des Verkehrsknotens, mindestens eine Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung mit einem vorgegebenen Erfassungsbereich zum Empfangen von Signalen von Drahtloskommunikationseinheiten, eine Steuerung, und
eine Ausgabeeinrichtung, wobei die C2X-RSU derart ausgebildet ist, C2X-Informationen im Umfeld des Verkehrsknotens zu erfassen, und wobei die mindestens eine Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung derart ausgebildet ist, einzelne Inquiry-Nachrichten von mobilen Drahtloskommunikationseinheiten in dem vorgegebenen Erfassungsbereich zu erfassen, wobei die Drahtloskommunikationseinheiten jeweils durch eine eindeutige Kennung identifiziert werden, und wobei die Steuerung derart ausgebildet ist, eine Geschwindigkeit für eine erfasste Drahtloskommunikationseinheit aus einer Zeitdifferenz zwischen einem Empfang einer ersten Inquiry-Nachricht dieser Drahtloskommunikationseinheit und einem Empfang einer nachfolgenden Inquiry-Nachricht dieser Drahtloskommunikationseinheit unter Berücksichtigung von Abmessungen des vorgegebenen Erfassungsbereichs zu schätzen, die C2X-Information und die geschätzte Geschwindigkeit mittels eines Bayesschen Netzes zu einer Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung für diese Drahtloskommunikationseinheit zu fusionieren, und eine Fahrzeuganzahl auf Grundlage einer Anzahl von gleichzeitig oder in einem Zeitintervall erfassten Drahtloskommunikationseinheiten zu schätzen, wobei die Anzahl von erfassten Drahtloskommunikationseinheiten mittels mindestens einem Korrekturfaktor korrigiert wird, und wobei die Ausgabeeinrichtung derart ausgebildet ist, die geschätzte Fahrzeuganzahl und die Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen auszugeben.
Furthermore, an apparatus is provided for determining a traffic condition at a traffic node having at least two traffic arms, comprising a C2X-RSU for receiving C2X information in the vicinity of the traffic node, at least one wireless transceiver having a predetermined detection area for receiving signals from wireless communication units , a controller, and
an output device, wherein the C2X-RSU is designed to detect C2X information in the vicinity of the traffic node, and wherein the at least one wireless transceiver is configured to detect individual inquiry messages from mobile wireless communication units in the predetermined coverage area, wherein the wireless communication units are each identified by a unique identifier, and wherein the controller is configured, a speed for a detected wireless communication unit from a time difference between a reception of a first inquiry message of this wireless communication unit and a reception of a subsequent inquiry message of this wireless communication unit under consideration estimate the dimensions of the predetermined detection area, the C2X information and the estimated speed using a Bayesian network to a speed probability distribution g, for estimating a vehicle number based on a number of wireless communication units detected simultaneously or at a time interval, wherein the number of detected wireless communication units is corrected by at least one correction factor, and wherein the output means is configured to estimate the estimated number of vehicles and to output the velocity probability distributions.

Die Grundidee der Erfindung ist, die von mobilen Drahtloskommunikationseinheiten, welche in großer Zahl in mobilen Endgeräten, wie beispielsweise Smartphones, drahlosen Kopfhörern oder drahtlosen Freisprecheinrichtungen etc. verbaut sind, periodisch ausgesandten Inquiry-Nachrichten dazu zu verwenden, einen Verkehrszustand an einem Verkehrsknoten zu bestimmen. Solche Inquiry-Nachrichten werden ausgesandt, um ein Aufbauen von Verbindungen mit anderen Drahtloskommunikationeinheiten oder -stationen im Umfeld vorzubereiten. Die Drahtloskommunikationseinheiten übermitteln hierzu eine eindeutige Kennung, über die sich diese jeweils eindeutig identifizieren lassen. Um den Verkehrszustand aus den Inquiry-Nachrichten abzuleiten, wird mindestens eine Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung verwendet. Die mindestens eine Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung weist einen genau vorgegebenen oder zumindest genau bekannten Erfassungsbereich auf. Ein solcher Erfassungsbereich kann idealerweise eine gerichtete „Empfangskeule”, beispielsweise einer hierfür vorgesehenen Richtfunkantenne, sein, welche selektiv lediglich den zu erfassenden Verkehrsarm des Verkehrsknotens erfasst. In diesem vorgegebenen Erfassungsbereich werden die Zeitpunkte der empfangenen Inquiry-Nachrichten einer Drahtloskommunikationseinheit erfasst. Aus den erfassten Zeitpunkten der einzelnen Inquiry-Nachrichten wird in Abhängigkeit der Abmessungen des vorgegebenen Erfassungsbereichs eine Geschwindigkeit der mobilen Drahtloskommunikationseinheit geschätzt. Die auf diese Weise geschätzte Geschwindigkeit wird anschließend in einem Bayesschen Netz unter Berücksichtigung der Eigenschaften der verwendeten Sensoren (hier der Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung und der C2X-RSU) zu einer Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung fusioniert. Hierbei werden auch die C2X-Daten einbezogen, welche gegebenenfalls zusätzlich im gleichen Zeitraum wie die Inquiry-Nachrichten von der C2X-RSU erfasst wurden. Ferner wird eine Fahrzeuganzahl geschätzt. Dies erfolgt auf Grundlage der erfassten Inquiry-Nachrichten, wobei angenommen wird, dass eine erfasste Drahtloskommunikationseinheit mindestens einem Fahrzeug auf dem zugehörigen Verkehrsarm entspricht. Das Schätzen der Fahrzeuganzahl erfolgt unter Berücksichtigung von mindestens einem Korrekturfaktor.The basic idea of the invention is to use periodically sent inquiry messages from mobile wireless communication units, which are installed in large numbers in mobile terminals, such as smartphones, wireless headphones or wireless hands-free devices etc., to determine a traffic condition at a transport node. Such inquiry messages are sent to prepare for establishing connections with other wireless communication units or stations in the environment. For this purpose, the wireless communication units transmit a unique identifier, via which they can be uniquely identified. In order to derive the traffic condition from the inquiry messages, at least one wireless transceiver is used. The at least one wireless transmitting / receiving device has a precisely predetermined or at least exactly known detection range. Such a detection area may ideally be a directional "reception lobe", for example a directional antenna provided for this purpose, which selectively detects only the traffic arm of the traffic node to be detected. In this predetermined detection range, the times of the received inquiry messages of a wireless communication unit are detected. From the detected times of the individual inquiry messages, a speed of the mobile wireless communication unit is estimated depending on the dimensions of the predetermined detection area. The speed estimated in this way is then fused in a Bayesian network, taking into account the characteristics of the sensors used (here the wireless transceiver and the C2X-RSU) to a velocity probability distribution. This also includes the C2X data, which may have been recorded in the same period as the Inquiry Messages from the C2X-RSU. Further, a vehicle number is estimated. This is done on the basis of the acquired inquiry messages, assuming that a detected wireless communication unit corresponds to at least one vehicle on the associated traffic arm. Estimating the number of vehicles takes place taking into account at least one correction factor.

Der Vorteil des beschriebenen Verfahrens und der beschriebenen Vorrichtung ist, dass ein Verkehrszustand an einem Verkehrsknoten verbessert bestimmt werden kann. Gegenwärtig verfügbare Detektoren und Verkehrssteuerungssysteme sind teuer und setzen die Detektion möglichst vieler Fahrzeuge voraus, um leistungsfähig und insbesondere verkehrsabhängig den Verkehr zu steuern. Durch das beschriebene Verfahren, das auf die zukünftig in Fahrzeugen eingesetzte C2X-Technik, sowie weit verbreitete Drahtloskommunikationseinheiten (beispielsweise gerichtete Standard-Bluetooth-Sende-Empfangseinrichtungen) aufsetzt, kann ein Großteil der Kosten für die Mess- und Steuerungstechnik eingespart werden. Langfristig vorhandene Infrastruktur kann zurückgebaut werden, so dass auf diese Weise Ressourcen geschont werden können. So wird der Weg zu einer netzweiten Verkehrserfassung und -steuerung geebnet, indem auch Verkehrsknoten kostengünstig ausgestattet werden können, die bisher nicht ausgestattet werden konnten.The advantage of the described method and apparatus is that a traffic condition at a traffic node can be determined improved. Currently available detectors and traffic control systems are expensive and require the detection of as many vehicles as possible in order to control the traffic efficiently and in particular traffic-dependent. The described method, which is based on the future C2X technology used in vehicles, as well as widespread wireless communication units (for example directed standard Bluetooth transceivers), can save a large part of the costs for the measurement and control technology. long-term existing infrastructure can be dismantled so that resources can be spared in this way. This will pave the way to network-wide traffic detection and control by cost-effectively equipping transportation hubs that previously could not be equipped.

Drahtloskommunikationseinheiten sollen hierbei mobile Endgeräte sein, welche ein standardisiertes drahtloses Kommunikationsprotokoll aufweisen. Beispielsweise können solche mobilen Endgeräte Smartphones, Kopfhörer, Laptops oder Freisprecheinrichtungen etc. sein. Die Drahtloskommunikation kann beispielsweise über Bluetooth, WLAN, WiMAX etc. erfolgen. Hierbei werden aber insbesondere nur Kommunikationsprotokolle bzw. Modi der Drahtloskommunikationseinheiten betrachtet, die mit einem periodischen Aussenden von Inquiry-Nachrichten einhergehen, so dass diese von einer entsprechenden Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung empfangen werden können. Insbesondere sind die Drahtloskommunikationseinheiten in der Lage, sich eindeutig zu identifizieren, beispielsweise über eine Media Access Control-(MAC)-Adresse.Wireless communication units are intended to be mobile terminals which have a standardized wireless communication protocol. By way of example, such mobile terminals may be smartphones, headphones, laptops or hands-free devices, etc. The wireless communication can be done for example via Bluetooth, WLAN, WiMAX, etc. Here, however, only communication protocols or modes of the wireless communication units are considered, which are accompanied by a periodic transmission of inquiry messages, so that they can be received by a corresponding wireless transceiver. In particular, the wireless communication units are able to uniquely identify, for example via a Media Access Control (MAC) address.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mobilen Drahtloskommunikationseinheiten Bluetooth-Einheiten sind und die mindestens eine Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung eine Bluetooth-Sende-Empfangseinrichtung ist.In a particularly preferred embodiment, it is provided that the mobile wireless communication units are Bluetooth units and the at least one wireless transceiver is a Bluetooth transceiver.

Die geschätzte Fahrzeuganzahl und die Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen werden von der Ausgabeeinrichtung beispielsweise als analoges oder digitales Verkehrszustandssignal, beispielsweise in Form eines Datenpakets, ausgegeben. Das ausgegebene Verkehrszustandssignal kann dann von einer Lichtsignalanlage oder von einem zentralen oder dezentralen Verkehrsleitsystem weiterverarbeitet werden.The estimated number of vehicles and the speed probability distributions are output by the output device, for example, as an analog or digital traffic condition signal, for example in the form of a data packet. The output traffic condition signal can then be further processed by a traffic signal system or by a centralized or decentralized traffic control system.

Die Geschwindigkeit VBT einer Drahtloskommunikationseinheit wird bei bekannten Abmessungen des Erfassungsbereichs der zugehörigen Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung wie folgt bestimmt:

Figure DE102016220400B3_0002
wobei rBT die Ausdehnung des Erfassungsbereichs entlang des Verkehrsarmes, tFirst der Zeitpunkt der ersten und tLast der Zeitpunkt der letzten Detektion einer Inquiry-Nachricht der Drahtloskommunikationseinheit bezeichnen. Hierbei muss beachtet werden, dass beim Inquiry-Vorgang periodisch nach Drahtloskommunikationseinheiten gesucht wird und üblicherweise ein- und dieselbe Drahtloskommunikationseinheit mehrfach detektiert wird. Das bedeutet: je weniger häufig ein solches Gerät detektiert wird (bzw. je schneller es den Erfassungsbereich der entsprechenden Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung durchfährt), desto größer sind eine geschätzte Geschwindigkeit und ein resultierender Fehler der geschätzten Geschwindigkeit. Wird ein Fahrzeug in dem Erfassungsbereich hingegen häufiger detektiert (d. h. das Fahrzeug ist langsam unterwegs), so sind die geschätzte Geschwindigkeit und der resultierende Fehler kleiner.The speed V BT of a wireless communication unit is determined as follows with known dimensions of the detection range of the associated wireless transceiver:
Figure DE102016220400B3_0002
where r BT denotes the extent of the detection area along the traffic arm, t First the time of the first and t Last the time of the last detection of an Inquiry message of the wireless communication unit. It should be noted that the Inquiry process is searched periodically for wireless communication units and usually one and the same wireless communication unit is detected multiple times. That is, the less often such a device is detected (or the faster it traverses the detection range of the corresponding wireless transceiver), the greater are an estimated speed and a resulting estimated speed error. On the other hand, if a vehicle is detected more frequently in the detection area (ie, the vehicle is traveling slowly), the estimated speed and resulting error are smaller.

Die Abmessungen des Erfassungsbereichs können sich in Abhängigkeit der Witterung und der Bebauung verändern. Es kann vorgesehen sein, dies beim Schätzen der Geschwindigkeit entsprechend zu berücksichtigen.The dimensions of the detection area may change depending on the weather and the development. It may be provided to take this into account when estimating the speed accordingly.

Für den Fall, dass nur eine einzige Detektion einer Drahtloskommunikationseinheit vorliegt, kann VBT nicht bestimmt werden. Hier hat es sich in der Praxis als sinnvoll erwiesen, von einer vorbestimmten Geschwindigkeit auszugehen, z. B. VBT = Vmax, da jede weitere Detektion ohnehin zu einer Verringerung von VBT führt.In the event that there is only a single detection of a wireless communication unit, V BT can not be determined. Here it has proven useful in practice to start from a predetermined speed, z. B. V BT = V max , since any further detection anyway leads to a reduction of V BT .

Der Fehler der oben beschriebenen Drahtloskommunikationseinheit-basierten Schätzung von Geschwindigkeiten ist abhängig von der Geschwindigkeit der Drahtloskommunikationseinheit bzw. der Fahrzeuge selbst. Da der Inquiry-Vorgang selbst eine gewisse Zeit andauert und in dieser Zeit nach im Empfangsbereich befindlichen Drahtloskommunikationseinheiten gesucht wird, ist die Wahrscheinlichkeit einer Detektion verfahrensbedingt hoch, wenn sich eine Drahtloskommunikationseinheit lange im Erfassungsbereich der Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung befindet, sich also nur langsam bewegt. Umgekehrt ist die Wahrscheinlichkeit einer Detektion umso geringer, je weniger Zeit die Drahtloskommunikationseinheit im Erfassungsbereich verbringt, insbesondere also, wenn das Fahrzeug sich schnell bewegt. Als Konsequenz ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass bei kleinen Geschwindigkeiten auch die meisten sich im Empfangsbereich befindenden Drahtloskommunikationseinheiten erfasst werden. Bei großen Geschwindigkeiten gilt hingegen das Gegenteil, d. h. es existiert eine reziproke Proportionalität zwischen der Wahrscheinlichkeit, eine bestimmte Geschwindigkeit zu messen und der Geschwindigkeit V der Drahtloskommunikationseinheit.The error of the above-described wireless communication unit-based estimation of speeds is dependent on the speed of the wireless communication unit (s) itself. Since the inquiry process itself lasts for a certain time and is searched for in-range wireless communication units in that time, the probability of Detection process-related high when a wireless communication unit is long in the detection range of the wireless transceiver, so moves only slowly. Conversely, the less time the wireless communication unit spends in the detection area, the lower the probability of detection, in particular when the vehicle is moving rapidly. As a consequence, there is a high probability that, at low speeds, most of the wireless communication units in the reception area will also be detected. At high speeds, on the other hand, the opposite applies. H. there is a reciprocal proportionality between the probability of measuring a certain speed and the speed V of the wireless communication unit.

In einer Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass ein Korrekturfaktor eine Detektionswahrscheinlichkeit der Drahtloskommunikationseinheiten ist. Ein solcher Korrekturfaktor ermöglicht es dann, eine Fahrzeuganzahl im Erfassungsbereich genauer zu schätzen.In one embodiment, it is therefore provided that a correction factor is a detection probability of the wireless communication units. Such a correction factor then makes it possible to estimate a number of vehicles in the detection area more accurately.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Korrekturfaktor abhängig von der geschätzten Geschwindigkeit der Drahtloskommunikationseinheit(en) ist. Jede Detektion einer Drahtloskommunikationseinheit im vorgegebenen Erfassungsbereich entspricht hierbei mindestens einer Drahtloskommunikationseinheit bzw. einem Fahrzeug, das diesen Erfassungsbereich passiert. Hierüber kann eine a-priori-Wahrscheinlichkeit für eine Fahrzeuganzahl in Abhängigkeit ihrer tatsächlichen Geschwindigkeit empirisch bestimmt werden. Auf diese Weise ist es möglich, Fahrzeuganzahlen auch bei geringen Ausstattungsgraden der Fahrzeuge mit C2X, zu schätzen.In particular, it can be provided that the correction factor depends on the estimated Speed of the wireless communication unit (s) is. Each detection of a wireless communication unit in the predetermined detection area corresponds in this case to at least one wireless communication unit or a vehicle that passes through this detection area. By way of this, an a-priori probability for a number of vehicles can be determined empirically as a function of their actual speed. In this way, it is possible to estimate vehicle numbers even with low equipment levels of vehicles with C2X.

Zur Berücksichtigung des Ausstattungsgrades der Fahrzeuge mit entsprechenden Drahtloskommunikationseinheiten ist ferner in einer bevorzugten weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass ein Korrekturfaktor ein Ausstattungsgrad der Fahrzeuge mit Drahtloskommunikationseinheiten ist. Der Korrekturfaktor kann beispielsweise den Ausstattungsgrad der Fahrzeuge mit Bluetooth-Einheiten repräsentieren, sofern die Drahtloskommunikationseinheiten Bluetooth-Einheiten sind.In order to take into account the equipment level of the vehicles with corresponding wireless communication units, it is further provided in a preferred further embodiment that a correction factor is an equipment level of the vehicles with wireless communication units. The correction factor may, for example, represent the equipment level of the vehicles with Bluetooth units if the wireless communication units are Bluetooth units.

Bei niedrigen Geschwindigkeiten der Drahtloskommunikationseinheiten bzw. der Fahrzeuge entspricht die Fahrzeuganzahl dann im Mittel dem Reziproken des Ausstattungsgrades der Fahrzeuge mit Drahtloskommunikationseinheiten, das heißt N ≈ Anzahl detektierter Drahtloskommunikationseinheiten / Ausstattungsgrad·C(V) wobei N die Fahrzeuganzahl und C der geschwindigkeitsabhängiger Korrekturfaktor ist, der die oben beschriebene Reziprozität zwischen der Detektionswahrscheinlichkeit und der Geschwindigkeit der Drahtloskommunikationseinheit bzw. des Fahrzeugs abbildet.At low speeds of the wireless communication units or vehicles, the number of vehicles then corresponds on average to the reciprocal of the equipment level of the vehicles with wireless communication units, that is N ≈ number of detected wireless communication units / equipment level · C (V) where N is the vehicle number and C is the speed-dependent correction factor that maps the above-described reciprocity between the detection probability and the speed of the wireless communication unit or vehicle.

Es hat sich als sinnvoll erwiesen, diese Gleichung bei gleichverteilten Drahtloskommunikationseinheiten und Ausstattungsgraden im Bereich zwischen ca. 30% und 100% anzuwenden. In der Regel ist davon auszugehen, dass dies beispielweise der Fall ist, wenn Bluetooth-Einheiten als Drahtloskommunikationseinheiten vorgesehen sind.It has been found useful to apply this equation to equally distributed wireless communication units and equipment levels ranging between about 30% and 100%. As a rule, this is to be assumed, for example, when Bluetooth units are provided as wireless communication units.

Bei niedrigeren Ausstattungsgraden und geringen Erfassungsreichweiten kann diese Gleichung hingegen nicht angewendet werden. Darüber hinaus ist die Gleichung auch bei hohen Geschwindigkeiten nicht mehr anwendbar. Es haben sich Maximalgeschwindigkeiten von ca. 50 km/h bei 30 m und ca. 150 km/h bei 100 m Erfassungsbereich als sinnvoll erwiesen. Ein entsprechender funktionaler Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit V, der Fahrzeuganzahl N und der maximalen Geschwindigkeit ist dabei als a-priori-Wissen zu hinterlegen, z. B. als Wahrscheinlichkeit oder als Polynomfunktion.By contrast, this equation can not be used for lower equipment levels and low detection ranges. In addition, the equation is no longer applicable even at high speeds. Maximum speeds of approx. 50 km / h at 30 m and approx. 150 km / h at 100 m detection range have proven to be expedient. A corresponding functional relationship between the speed V, the number of vehicles N and the maximum speed is to be deposited as a priori knowledge, z. B. as a probability or as a polynomial function.

Gemäß der oben getroffenen Annahme, dass von extrem geringen Ausstattungsgraden für C2X (max. 1 bis 3%) und moderaten Ausstattungsgraden für Drahtloskommunikationseinheiten, bei Bluetooth beispielsweise von 20 bis 40%, ausgegangen werden kann, wird ein Fusionsverfahren benötigt, das in der Lage ist, mit unvollständigen und unsicheren Daten umzugehen. Das Fusionieren der gegebenenfalls zusätzlich erfassten C2X-Information und der aus den Inquiry-Nachrichten der Drahtloskommunikationseinheiten geschätzten Geschwindigkeit zu einer Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung für die entsprechende Drahtloskommunikationseinheit wird erfindungsgemäß mittels eines Bayesschen Netzes in der Steuerung durchgeführt. In einem solchen Bayesschen Netz werden sowohl der Verkehrsprozess (physikalische Geschwindigkeiten und Fahrzeuganzahlen) als auch der Messprozess (gemessene/geschätzte Geschwindigkeiten und Fahrzeuganzahlen) als Zufallsprozesse betrachtet und als entsprechende Knoten des Bayesschen Netzes modelliert. Unsicherheit wird hierbei mit der Berechnung von bedingten Wahrscheinlichkeiten quantifiziert. Generell ermöglicht es das Bayessche Netz, unvollständige, lückenhafte Daten von Sensoren geeignet zusammenzuführen und hieraus gesuchte Größen zu bestimmen. Hierzu sind aber eine Kenntnis und eine Modellierung von Genauigkeit und Eigenschaften der eingesetzten Sensoren erforderlich.According to the assumption made above, that extremely low levels of C2X (maximum 1 to 3%) and moderate levels of wireless communication units, for example, 20 to 40% for Bluetooth, can be expected, a fusion process capable of doing so is needed to deal with incomplete and unsafe data. The fusion of the optionally additionally acquired C2X information and the speed estimated from the inquiry messages of the wireless communication units into a speed probability distribution for the corresponding wireless communication unit is carried out according to the invention by means of a Bayesian network in the controller. In such a Bayesian network, both the traffic process (physical speeds and vehicle counts) and the measurement process (measured / estimated speeds and vehicle counts) are considered as random processes and modeled as corresponding nodes of the Bayesian network. Uncertainty is quantified with the calculation of conditional probabilities. In general, the Bayesian network makes it possible to merge incomplete, incomplete data from sensors in a suitable manner and to determine the quantities sought from them. However, this requires knowledge and modeling of the accuracy and properties of the sensors used.

In diesem Bayesschen Netz entspricht ein Elternknoten V der tatsächlichen physikalischen Geschwindigkeit und die beiden Kindknoten VBT und VC2X den über die Drahtloskommunikationseinheiten gemessenen bzw. über C2X bereitgestellten Geschwindigkeiten der erfassten Fahrzeuge sowie P(V) der a-priori-Wahrscheinlichkeit des zugrundeliegenden Prozesses und P(VBT|V) sowie P(VC2X|V) den bedingten Wahrscheinlichkeiten, die die Eigenschaften der „Sensoren” repräsentieren, d. h. die Sensor-Likelihoods. In diesem Bayesschen Netz ist nun die a-posteriori-Wahrscheinlichkeit P(V|VBT, VC2X) zu bestimmen, die Aufschluss darüber gibt, welche Geschwindigkeit V zu erwarten ist, wenn die Geschwindigkeiten VBT und VC2X gemessen wurden. Die Fusionsgleichung ergibt sich mit α als Normierungskonstante zu: P(V|VBT, VC2X) = α·P(V)·P(VBT|V)·P(VC2X|V). In this Bayesian network, a parent node V corresponds to the actual physical speed and the two child nodes V BT and V C2X correspond to the speeds of the detected vehicles measured via the wireless communication units or via C2X and P (V) to the a priori probability of the underlying process and P (V BT | V) and P (V C2X | V) the conditional probabilities representing the characteristics of the "sensors", ie the sensor likelihoods. In this Bayesian network the a-posteriori probability P (V | V BT , V C2X ) is now to be determined, which gives information about what speed V is to be expected when the velocities V BT and V C2X have been measured. The fusion equation is given by α as a normalization constant to: P (V | V BT , V C2X ) = α · P (V) · P (V BT | V) · P (V C2X | V).

Die Berechnung dieser Gleichung ist immer dann möglich, wenn Messwerte zur gleichen Zeit vorliegen. Sind die Messungen zeitlich asynchron, so besteht die Notwendigkeit der Synchronisierung. Liegen nur Messwerte eines Sensors vor, beispielsweise einer als Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung ausgebildeten Bluetooth-Sende-Empfangseinrichtung, so reduziert sich die Gleichung zu P(V|VBT) = α1·P(V)·P(VBT|V). The calculation of this equation is always possible if measured values are available at the same time. If the measurements are temporally asynchronous, then there is a need for synchronization. If only measured values of a sensor are present, for example a Bluetooth transceiver device designed as a wireless transceiver device, then the equation is reduced too P (V | V BT ) = α 1 .P (V) .P (V BT | V).

Liegen nur C2X-Informationen vor, so reduziert sich die Gleichung entsprechend zu P(V|VC2X) = α2·P(V)·P(VC2X|V). If only C2X information is available, the equation is reduced accordingly P (V | V C2X ) = α 2 .P (V) .P (V C2X | V).

Wird in einem Erfassungsbereich einer Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung hingegen keine Drahtloskommunikationseinheit erfasst, so wird davon ausgegangen, dass auch kein Fahrzeug den Erfassungsbereich passiert hat.If, however, no wireless communication unit is detected in a detection area of a wireless transceiver, it is assumed that no vehicle has also passed the coverage area.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Drahtloskommunikationseinheiten an jedem der mindestens zwei Verkehrsarme mittels jeweils mindestens einer eigenen Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung mit dem jeweiligen Verkehrsarm zugeordneten vorgegebenen Erfassungsbereichen erfasst werden. Dies hat den Vorteil, dass jeder Verkehrsarm mit einem eigenen vorgegebenen Erfassungsbereich überwacht werden kann.In one embodiment, it is provided that the wireless communication units are detected on each of the at least two traffic arms by means of at least one own wireless transceiver with predetermined detection ranges assigned to the respective traffic arm. This has the advantage that each traffic arm can be monitored with its own predetermined detection range.

In einer weiteren Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass auf Grundlage der von unterschiedlichen Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtungen für unterschiedliche Verkehrsarme erfassten Inquiry-Nachrichten mittels der Steuerung eine Richtungsinformation der Drahtloskommunikationseinheiten abgeleitet wird. Dies hat den Vorteil, dass neben einer Geschwindigkeitsverteilung und einer Fahrzeuganzahl auch noch eine Richtung und/oder eine mittlere Richtung der Drahtloskommunikationseinheiten bzw. Fahrzeuge bestimmt werden kann. Weist ein Verkehrsknoten beispielsweise vier Verkehrsarme auf und wird jeder der vier Verkehrsarme mittels einer eigenen Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung mit einem dem jeweiligen Verkehrsarm zugeordneten Erfassungsbereich überwacht, so kann aus der zeitlichen Abfolge einer Erfassung einer Drahtloskommunikationseinheit in zweien der Erfassungsbereiche auf eine Fahrtrichtung der Drahtloskommunikationseinheit geschlossen werden, so dass hieraus eine Richtungsinformation erzeugt werden kann. Beispielsweise kann auf diese Weise bestimmt werden, dass eine Drahtloskommunikationseinheit auf dem ersten der vier Verkehrsarme in Richtung des Verkehrsknoten gefahren ist und sich über den dritten der vier Verkehrsarme wie der von dem Verkehrsknoten entfernt hat. Dies ermöglicht somit, zusätzlich zu einer Fahrzeuganzahl und einer Geschwindigkeitsverteilung der Fahrzeuge auch einen Verkehrsfluss zu bestimmen. Auf diese Weise kann sowohl qualitativ als auch quantitativ bestimmt werden, welche der Verkehrsarme in welche Richtung(en) befahren werden.In a further embodiment it is further provided that direction information of the wireless communication units is derived by means of the control on the basis of the inquiry messages detected by different wireless transceivers for different traffic arms. This has the advantage that, in addition to a speed distribution and a number of vehicles, a direction and / or a mean direction of the wireless communication units or vehicles can also be determined. If a traffic junction has, for example, four traffic arms and if each of the four traffic arms is monitored by means of its own wireless transceiver with a detection area assigned to the respective traffic arm, it is possible to deduce a direction of travel of the wireless communication unit from the chronological sequence of detection of a wireless communication unit in two of the coverage areas be, so that from this direction information can be generated. For example, it may be determined in this way that a wireless communication unit on the first of the four traffic arms has traveled in the direction of the traffic node and has moved away beyond the third of the four traffic arms, such as that from the traffic node. This thus makes it possible to determine a traffic flow in addition to a number of vehicles and a speed distribution of the vehicles. In this way it can be determined both qualitatively and quantitatively which of the traffic arms are driven in which direction (s).

Es kann in der Regel davon ausgegangen werden, dass sich mehr als ein Fahrzeug im Erfassungsbereich befindet und die Fahrzeuge die gleichen oder sich nur langsam ändernde statistische Eigenschaften haben (Stationaritätsbedingung in der Signalverarbeitung). Unter der Annahme können die Geschwindigkeitsschätzungen der im Erfassungsbereich befindlichen Fahrzeuge geeignet kombiniert und hiermit die „Gesamtschätzung” verbessert werden. Dies kann durch einfache Mittelung oder durch wahrscheinlichkeitstheoretische Ansätze geschehen.It can generally be assumed that more than one vehicle is in the detection area and the vehicles have the same or only slowly changing statistical properties (stationarity condition in the signal processing). Assuming that the speed estimates of the vehicles in the detection area can be combined appropriately, the "overall estimate" can be improved. This can be done by simple averaging or probabilistic approaches.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass Geschwindigkeiten, die aus aufeinanderfolgend erfassten Inquiry-Nachrichten mindestens einer Drahtloskommunikationseinheit geschätzt wurden, unter Annahme einer Stationaritätsbedingung fusioniert werden. Es wird hierzu davon ausgegangen, dass sich eine Geschwindigkeit und eine Fahrzeuganzahl nur langsam über die Zeit ändern. Befinden sich beispielsweise n Fahrzeuge (bzw. Drahtloskommunikationseinheiten, beispielsweise Bluetooth-Einheiten) zum Zeitpunkt t im Erfassungsbereich rBT einer Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung, so kann für den Zeitschritt t + 1 angenommen werden, dass sich immer noch n Fahrzeuge (bzw. Drahtloskommunikationseinheiten) im Erfassungsbereich befinden und dass die Drahtloskommunikationseinheiten sich mit einer ähnlichen Geschwindigkeit bewegen, und diese sich nur langsam ändert. Diese Annahmen führen zur Stationarität des betrachteten Verkehrszustandes.In a further embodiment, it is provided that speeds which have been estimated from successively acquired inquiry messages of at least one wireless communication unit are merged assuming a stationarity condition. It is assumed that speed and number of vehicles will change slowly over time. If, for example, n vehicles (or wireless communication units, for example Bluetooth units) are located in the detection range r BT of a wireless transceiver at time t, then it can be assumed for the time step t + 1 that there are still n vehicles (or wireless communication units) ) are in the detection area and that the wireless communication units are moving at a similar speed and this is changing slowly. These assumptions lead to the stationarity of the considered traffic condition.

Die beiden Annahmen führen dazu, dass Anforderungen an die Größe der Zeitschritte und des Erfassungsbereiches bestehen:

  • – Die betrachteten Zeitschritte sind klein genug zu wählen, so dass sich Änderungen schnell auswirken können. Als praktisch sinnvoll haben sich beispielsweise Zeitschritte von 0,1 s erwiesen.
  • – Der Erfassungsbereich ist groß genug zu wählen, so dass Änderungen von Geschwindigkeit und Fahrzeuganzahl klein sind. Gleichzeitig ist der Erfassungsbereich klein genug zu wählen, so dass Veränderungen des Verkehrsprozesses, z. B. ein sich ausbildender Stau, identifiziert werden können. Ein Erfassungsbereich von beispielsweise 30 bis 100 m hat sich hierbei als praktisch sinnvoll erwiesen.
The two assumptions lead to requirements for the size of the time steps and the coverage area:
  • - The considered time steps are small enough to be chosen, so that changes can affect quickly. For example, time steps of 0.1 s have proven to be practically useful.
  • - The detection range is large enough to choose, so that changes in speed and number of vehicles are small. At the same time the coverage is small enough to choose, so that changes in the transport process, eg. As a training congestion can be identified. A detection range of, for example, 30 to 100 m has proved to be practically useful.

Sind die Anforderungen erfüllt, können die Inquiry-Nachrichten der Drahtloskommunikationseinheiten innerhalb eines Zeitfensters bestimmter Größe erfasst werden und zu einer Gesamtaussage kombiniert werden. Hierbei ist zu beachten, dass dieses Zeitfenster so groß sein muss, dass Stationarität gewährleistet ist. Es sollte aber nicht viel größer sein, da sonst wesentliche, den Verkehrsprozess betreffende Eigenschaften weggeglättet, werden. Als praktisch sinnvoll haben sich Zeitfenster mit einer Größe von ca. 5 bis 10 s erwiesen.If the requirements are met, the inquiry messages of the wireless communication units can be captured within a time window of a certain size and combined into an overall message. It should be noted that this time window must be so large that stationarity is guaranteed. But it should not be much larger, since otherwise essential properties related to the traffic process will be smoothed out. Time windows with a size of about 5 to 10 s have proved to be practically useful.

Es kann hierbei auch vorgesehen sein, genauere, an die Tageszeit und/oder in Abhängigkeit des Verkehrszusatndes angepasste Zeitfenster zur weiteren Verbesserung einzusetzen.It can also be provided here, more accurate, the time of day and / or depending to adjust the time period of the traffic supplement for further improvement.

Zum Erläutern des Fusionierens unter Annahme von Stationarität wird nun vereinfachend angenommen, dass zum Zeitpunkt t = t1 genau ein Fahrzeug mit einer Drahtloskommunikationseinheit im Erfassungsbereich erfasst wurde, d. h. es wurden zwei Inquiry-Nachrichten zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst, so dass VBT = {VBT,0} ist. Die a-posteriori-Wahrscheinlichkeit wird dann im ersten Schritt wie folgt bestimmt: P(V|VBT,0) = α0·P(V)·P(VBT,0|V) To explain the fusing under the assumption of stationarity, it is now assumed for the sake of simplification that at time t = t 1 exactly one vehicle with a wireless communication unit was detected in the detection area, ie two inquiry messages were detected at different times, so that V BT = {V BT, 0 } is. The a posteriori probability is then determined in the first step as follows: P (V | V BT, 0 ) = α 0 .P (V) .P (V BT, 0 | V)

Im Zeitschritt t = t2 (t2 > t1) wird die Drahtloskommunikationseinheit ein zweites Mal detektiert, d. h. es wird eine weitere Inquiry-Nachricht erfasst und hieraus zusammen mit der ersten erfassten Inquiry-Nachricht eine Geschwindigkeit geschätzt, so dass nun gilt VBT = {VBT,0, VBT,1} und P(V|VBT,0, VBT,1) = α1·P(V)·P(VBT,0|V)·P(VBT,1|V) = α2·P(V|VBT,0)·P(VBT,1|V). In the time step t = t 2 (t 2 > t 1 ), the wireless communication unit is detected a second time, ie a further inquiry message is detected and, together with the first acquired inquiry message, a speed is estimated, so that now V BT applies = {V BT, 0 , V BT, 1 } and P (V | BT, 0 , V BT, 1 ) = α 1 .P (V) .P (V BT, 0 | V) .P (V BT, 1 | V) = α 2 .P (V | V BT, 0 ) · P (V BT, 1 | V).

Nach T Zeitschritten gilt schließlich die folgende Gleichung, die mit VBT = {VBT,0, ..., VBT,T} der Formulierung der Stationaritätsannahme entspricht: P(V|VBT,0:T) = α0:T·P(V)·P(VBT,T|V)·P(V|VBT,0:T-1). Finally, after T time steps, the following equation applies, with V BT = {V BT, 0 ,..., V BT, T } corresponding to the formulation of the stationarity assumption: P (V | BT, 0: T ) = α 0: T × P (V) × P (V BT, T | V) × P (V | BT, 0: T-1 ).

Diese Gleichung drückt aus, dass sich die zum Zeitpunkt T geschätzte a-posteriori-Wahrscheinlichkeit P(V|VBT,0;T) aus dem Produkt der zum Zeitschritt T – 1 bestimmten a-posteriori-Wahrscheinlichkeit P(V|VBT0;T-1) und der zum Zeitpunkt T zugehörigen Sensor-Likelihood P(VBT,T|V) und der a-priori-Wahrscheinlichkeit P(V) berechnet. Es kann gezeigt werden, dass die Verteilung P(V|VBT,0;T) mit jedem zusätzlichen Zeitschritt, in dem eine weitere Inquiry-Nachricht erfasst und hieraus eine Geschwindigkeit bestimmt wird, immer spitzer wird, sich also der zugrundeliegende, wahre statistische Mittelwert der Geschwindigkeit manifestiert.This equation expresses that the a posteriori probability P (V | BT, 0; T ) estimated at time T is calculated from the product of the a posteriori probability P (V | V BT0; T-1 ) and the sensor likelihood P (V BT, T | V) associated with the instant T and the a-priori probability P (V). It can be shown that the distribution P (V | BT, 0; T ) becomes more and more acute with each additional time step in which a further inquiry message is detected and from which a velocity is determined, ie the underlying, true statistical one Average speed manifested.

Ohne Beschränkung der Allgemeingültigkeit kann die Stationaritätsannahme auch auf weitere Drahtloskommunikationseinheiten und deren Erfassen ausgeweitet werden. Ohne hier die Herleitung detailliert zu beschreiben, ergibt sich diese dann für alle N Drahtloskommunikationseinheiten zu: P(V|{VBT,0:T}N) = α0:T·P(V)·Πi∊NP({VBT,T}i|V)·P(V|{VBT,0:T-1}i). Without limiting the generality, the stationarity assumption can also be extended to other wireless communication units and their detection. Without describing the derivation here in detail, this then results for all N wireless communication units: P (V | {V BT, 0: T } N ) = α 0: T · P (V) · Π iεN P ({V BT, T } i | V) · P (V | {V BT, 0: T-1 } i ).

Die unter Berücksichtigung der Stationaritätsannahme zu lösende Fusionsgleichung kann schließlich wie folgt formuliert werden: P(V|{VBT,0:T}N, VC2X) = α·P(V)·P(VC2X|V)·Πi∊NP({VBT,T}i|V)·P(V|{VBT,0:T-1}i. Finally, the fusion equation to be solved taking into account the stationarity assumption can be formulated as follows: P (V | {V BT, 0: T } N , V C2X ) = α · P (V) · P (V C2X | V) · Π iεN P ({V BT, T } i | V) P (V | {V BT, 0: T-1 } i .

Um ein verlässliches Fusionsergebnis zu erhalten, besteht die wesentliche Aufgabe nun in der Modellierung der a-priori-Wahrscheinlichkeit P(V) und der Sensor-Likelihoods P(VBT|V) und P(VC2X|V). Die a-priori-Wahrscheinlichkeit P(V) charakterisiert die statistisch abgesicherte, zu erwartende physikalische Geschwindigkeit. Diese kann temporal (an einem festen Ort) und/oder räumlich (z. B. an einem Streckenabschnitt) betrachtet werden und durch umfangreiche Messungen mit genauen Referenzsensoren bestimmt werden. Es ist wichtig, dass P(V) für die Erfassungsbereiche jedes Sensors in jedem an dem Verkehrsknoten vorhandenen Verkehrsarm bestimmt wird.In order to obtain a reliable fusion result, the essential task now is to model the a-priori probability P (V) and the sensor likelihoods P (V BT | V) and P (V C2X | V). The a-priori probability P (V) characterizes the statistically verified, expected physical speed. This can be viewed temporally (at a fixed location) and / or spatially (eg at a section of track) and determined by extensive measurements with accurate reference sensors. It is important that P (V) be determined for the detection ranges of each sensor in each traffic branch present at the traffic node.

Ferner müssen die Sensoren, also die Drahtloskommunikations-Sende-Empfangseinheit und die C2X-RSU, im Bayesschen Netz modelliert werden, d. h. die zugehörigen bedingten Wahrscheinlichkeiten müssen bestimmt werden. Die bedingten Wahrscheinlichkeiten der Knoten VBT und VC2X charakterisieren die Genauigkeiten des „Bluetooth-Detektors” (d. h. der verwendeten Messmethode) und der C2X-RSU, die über einen Lernprozess mit Hilfe von Referenzsensoren bestimmt werden müssen. Zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeit P(VBT|V) und P(VC2X|V) sind Referenzaufzeichnungen der Geschwindigkeiten bei Kenntnis der „wahren” physikalischen Geschwindigkeit der betrachten Drahtloskommunikationseinheiten bzw. der mit diesen zusammenfallenden Fahrzeuge erforderlich. Da die tatsächlichen Geschwindigkeiten nicht bekannt sind, sind diese mit Hilfe eines genauen Referenzsensors zu bestimmen. Hierbei ist es wichtig, dass die Genauigkeiten der Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtungen mit statistischer Sicherheit bestimmt werden können. Ist das „Verhalten” der Sensoren bekannt, so können P(VBT|V) und P(VC2X|V) entsprechend durch eine empirische Verteilungsdichtefunktion modelliert werden.Furthermore, the sensors, ie the wireless communication transceiver unit and the C2X-RSU, must be modeled in the Bayesian network, ie the associated conditional probabilities must be determined. The conditional probabilities of nodes V BT and V C2X characterize the accuracies of the "Bluetooth detector" (ie, the measurement method used) and the C2X-RSU that must be determined via a learning process using reference sensors. In order to determine the probability P (V BT | V) and P (V C2X | V), reference records of the speeds are required when the "true" physical speed of the considered wireless communication units or vehicles coinciding therewith is known. Since the actual speeds are not known, these are to be determined with the help of an accurate reference sensor. It is important here that the accuracies of the wireless transceivers can be determined with statistical certainty. If the "behavior" of the sensors is known, P (V BT | V) and P (V C2X | V) can be modeled accordingly by an empirical distribution density function.

Da nicht nur Fahrzeuge, sondern auch Fußgänger und Radfahrer, Passagiere von S-Bahnen, Bussen und anderen Verkehrsmitteln mit Drahtloskommunikationseinheiten, insbesondere Bluetooth-Einheiten, ausgestattet sein können, werden diese Drahtloskommunikationseinheiten fälschlicherweise detektiert. Wird auf Basis dieser die Geschwindigkeit geschätzt, so entsteht ein systematischer Fehler. Dies kann berücksichtigt werden, indem der Geschwindigkeitsschätzung nach obiger Gleichung eine Verkehrsmodusdetektion vorausgeht, die die unterschiedlichen Verkehrsmodi voneinander trennt.Since not only vehicles but also pedestrians and cyclists, passengers of suburban trains, buses and other means of transport can be equipped with wireless communication units, in particular Bluetooth units, these wireless communication units are erroneously detected. If the speed is estimated on the basis of this, then a systematic error arises. This can be taken into account by preceding the velocity estimation according to the above equation with traffic mode detection that separates the different traffic modes.

In einer weiteren Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass auf Grundlage der erfassten Inquiry-Nachrichten und der hieraus geschätzten Fahrzeuganzahl und/oder der geschätzten Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen ein Verkehrsmodus bestimmt wird, wobei der bestimmte Verkehrsmodus anschließend beim Schätzen der Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen und der Fahrzeuganzahl berücksichtigt wird. Zum Bestimmen des Verkehrsmodus können beispielsweise Heuristiken oder Mustererkennungsverfahren zum Einsatz kommen. Verkehrsmodus beschreibt dabei beispielsweise, ob sich ein Verkehrsteilnehmer zu Fuß, per S-Bahn, Bus oder Kraftfahrzeug bewegt.In a further embodiment, it is therefore provided that, on the basis of the acquired inquiry messages and the estimated number of vehicles and / or the estimating velocity probability distributions, the particular traffic mode is subsequently considered in estimating the velocity probability distributions and the number of vehicles. For example, heuristics or pattern recognition methods can be used to determine the traffic mode. Traffic mode describes, for example, whether a road user on foot, by suburban train, bus or motor vehicle moves.

Insbesondere ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen in Bezug auf die geschätzte Fahrzeuganzahl zu einer Gesamtgeschwindigkeitsverteilung zusammengefasst werden. Auf diese Weise wird eine Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung in Bezug auf die geschätzte Fahrzeuganzahl bereitgestellt.In particular, it is provided in one embodiment that the speed probability distributions are combined with respect to the estimated number of vehicles to an overall speed distribution. In this way, a speed probability distribution with respect to the estimated number of vehicles is provided.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to preferred embodiments with reference to the figures. Hereby show:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Bestimmen eines Verkehrszustandes an einem Verkehrsknoten; 1 a schematic representation of an embodiment of the device for determining a traffic condition at a transport node;

2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Bestimmen eines Verkehrszustandes an einem Verkehrsknoten mit vier Verkehrsarmen; 2 a schematic representation of an embodiment of the device for determining a traffic condition at a traffic junction with four traffic arms;

3 eine schematische Darstellung des Bayesschen Netzes, welches zum Schätzen der Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung in der Steuerung verwendet wird; 3 a schematic representation of the Bayesian network, which is used to estimate the velocity probability distribution in the controller;

4 eine schematische Darstellung eines Korrekturfaktors zum Korrigieren einer Fahrzeuganzahl auf Grundlage einer Detektionswahrscheinlichkeit; 4 a schematic representation of a correction factor for correcting a number of vehicles based on a detection probability;

5 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Bestimmen eines Verkehrszustandes an einem Verkehrsknoten. 5 a schematic flow diagram of an embodiment of the method for determining a traffic condition at a transport node.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung 1 zum Bestimmen eines Verkehrszustandes an einem Verkehrsknoten gezeigt. Der Übersichtlichkeit halber ist hierbei lediglich ein Verkehrsarm 60 gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst eine C2X-RSU 2, eine Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung 3, hier eine Bluetooth-Sende-Empfangseinrichtung 4, eine Steuerung 5 und eine Ausgabeeinrichtung 6. Der Verkehrsarm 60 wird von der Bluetooth-Sende-Empfangseinrichtung 4 in einem vorgegebenen Erfassungsbereich 7 erfasst, wobei Inquiry-Nachrichten 20, 21 von mobilen Drahtloskommunikationseinheiten 9, hier einer Bluetooth-Einheit 10, erfasst werden, welche sich insbesondere in Fahrzeugen 50 befinden. In einem größeren Erfassungsbereich 8 werden gegebenenfalls zusätzlich C2X-Informationen von der C2X-RSU 2 (Road Side Unit) erfasst.In 1 is a schematic representation of an embodiment of the device 1 for determining a traffic condition at a traffic node. For the sake of clarity, this is merely a traffic arm 60 shown. The device 1 includes a C2X RSU 2 , a wireless transceiver 3 , here a Bluetooth transceiver 4 , a controller 5 and an output device 6 , The traffic arm 60 is from the Bluetooth transceiver 4 in a given detection area 7 captured, with Inquiry messages 20 . 21 of mobile wireless communication units 9 , here a bluetooth unit 10 , which are detected in particular in vehicles 50 are located. In a larger coverage 8th If necessary, additional C2X information from the C2X-RSU 2 (Road Side Unit).

Die erfassten Inquiry-Nachrichten 20, 21 werden von der Bluetooth-Sende-Empfangseinrichtung 4 an die Steuerung 5 weitergeleitet. Sofern C2X-Informationen empfangen wurden, werden diese von der C2X-RSU 2 ebenfalls an die Steuerung 5 weitergeleitet.The captured inquiry messages 20 . 21 are from the Bluetooth transceiver 4 to the controller 5 forwarded. If C2X information has been received, it will be sent from the C2X RSU 2 also to the controller 5 forwarded.

Die Steuerung 5 ist nun derart ausgebildet, eine Geschwindigkeit 12 für die erfasste Drahtloskommunikationseinheit 9 aus einer Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt tFirst eines Empfangs einer ersten Inquiry-Nachricht 20 dieser Drahtloskommunikationseinheit 9 und einem Zeitpunkt tLast eines Empfangs einer nachfolgenden Inquiry-Nachricht 21 dieser Drahtloskommunikationseinheit 9 unter Berücksichtigung von Abmessungen 11 des vorgegebenen Erfassungsbereichs 7 zu schätzen, die C2X-Information und die geschätzte Geschwindigkeit 12 mittels eines Bayesschen Netzes 13 zu einer Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung 14 für diese Drahtloskommunikationseinheit zu fusionieren, und eine Fahrzeuganzahl 15 auf Grundlage einer Anzahl von gleichzeitig oder in einem Zeitintervall erfassten Drahtloskommunikationseinheiten 9 zu schätzen, wobei die Anzahl von erfassten Drahtloskommunikationseinheiten 9 mittels mindestens einem Korrekturfaktor 16 korrigiert wird. Ein solcher Korrekturfaktor 16 berücksichtigt insbesondere eine Detektionswahrscheinlichkeit der Drahtloskommunikationseinheiten 9 in Abhängigkeit der geschätzten Geschwindigkeit(en) 12 und einen Ausstattungsgrad der Fahrzeuge 50 mit Drahtloskommunikationseinheiten 9.The control 5 is now designed in such a way, a speed 12 for the detected wireless communication unit 9 from a time difference between a time t First of receipt of a first Inquiry message 20 this wireless communication unit 9 and a time t Last of receiving a subsequent Inquiry message 21 this wireless communication unit 9 considering dimensions 11 of the specified detection range 7 to estimate the C2X information and the estimated speed 12 using a Bayesian network 13 to a velocity probability distribution 14 for this wireless communication unit, and a vehicle count 15 based on a number of wireless communication units detected simultaneously or in a time interval 9 to estimate the number of wireless communication units detected 9 by means of at least one correction factor 16 is corrected. Such a correction factor 16 especially takes into account a detection probability of the wireless communication units 9 depending on the estimated speed (s) 12 and a degree of equipment of the vehicles 50 with wireless communication units 9 ,

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass Geschwindigkeiten 12, die aus aufeinanderfolgend erfassten Inquiry-Nachrichten 20, 21 einer Drahtloskommunikationseinheit 9 geschätzt wurden, unter Annahme einer Stationaritätsbedingung fusioniert werden. Dies ermöglicht es, alle von der Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung 3 empfangenen Inquiry-Nachrichten 20, 21 zu einer einzigen Schätzung für die Geschwindigkeit 12 dieser Drahtloskommunikationseinheit 9 zusammenzufassen, so dass die Schätzung der Geschwindigkeit 12 insgesamt verbessert wird. Wird nur eine einzige Inquiry-Nachricht 20, 21 erfasst, dann wird die Geschwindigkeit über einen vorgegebenen Maximalwert geschätzt. Werden hingegen weitere Inquiry-Nachrichten 20, 21 erfasst, so verringert sich die geschätzte Geschwindigkeit 12 in der Regel und strebt immer mehr dem Wert der Geschwindigkeit entgegen, den die Drahtloskommunikationseinheit 9 tatsächlich aufweist.In particular, it can be provided that speeds 12 consisting of successively collected inquiry messages 20 . 21 a wireless communication unit 9 estimated to be fused assuming a stationarity condition. This allows all of the wireless transceiver 3 received inquiry messages 20 . 21 to a single estimate of the speed 12 this wireless communication unit 9 summarize, so the estimate of the speed 12 overall is improved. Will only be a single inquiry message 20 . 21 detected, then the speed is estimated over a predetermined maximum value. Becoming further Inquiry messages 20 . 21 detected, the estimated speed decreases 12 As a rule, and always strives for the value of the speed that the wireless communication unit 9 actually has.

Die geschätzte Fahrzeuganzahl 15 und die Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen 14 und/oder eine daraus abgeleitete Gesamtgeschwindigkeitsverteilung werden von der Ausgabeeinrichtung 6 beispielsweise als analoges oder digitales Verkehrszustandssignal 17, beispielsweise in Form eines Datenpakets, ausgegeben. Das ausgegebene Verkehrszustandssignal 17 kann dann von einer Lichtsignalanlage oder von einem zentralen oder dezentralen Verkehrsleitsystem weiterverarbeitet und zum Steuern des Verkehrs verwendet werden. The estimated number of vehicles 15 and the velocity probability distributions 14 and / or a derived total velocity distribution from the output device 6 for example, as an analog or digital traffic condition signal 17 , for example in the form of a data packet. The issued traffic condition signal 17 can then be processed by a traffic signal system or by a centralized or decentralized traffic control system and used to control the traffic.

In 2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung 1 zum Bestimmen eines Verkehrszustandes an einem Verkehrsknoten 61 mit vier Verkehrsarmen 60-1, 60-2, 60-3, 60-4 aus der Vogelperspektive gezeigt. Auf den Verkehrsarmen 60-1, 60-2, 60-3, 60-4 befinden sich Fahrzeuge 50 (der Übersichtlichkeit halber sind nicht alle mit einem eigenen Bezugszeichen versehen), welche mit Drahtloskommunikationseinheiten ausgestattet sind, beispielsweise mit Smartphones, drahtlosen Kopfhörern, Freisprecheinrichtungen, Laptops etc. Die Vorrichtung 1 zum Bestimmen des Verkehrszustandes an dem Verkehrsknoten 61 umfasst vier Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtungen mit jeweils einem eigenen vorgegebenen Erfassungsbereich 7-1, 7-2, 7-3, 7-4. Die einzelnen Erfassungsbereiche 7-1, 7-2, 7-3, 7-4 sind jeweils einem der Verkehrsarme 60-1, 60-2, 60-3, 60-4 zugeordnet. Die vier Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtungen sind beispielsweise Bluetooth-Sende-Empfangseinrichtungen, welche Inquiry-Nachrichten von Bluetooth-Einheiten erfassen. In einem größeren Erfassungsbereich 8 werden C2X-Informationen von einer C2X-RSU der Vorrichtung 1 erfasst. Wie bereits für die in der 1 gezeigten Ausführungsform beschrieben, bestimmt die Vorrichtung 1 an den vier Verkehrsarmen 60-1, 60-2, 60-3, 60-1 jeweils eine Fahrzeuganzahl und eine Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung.In 2 is a schematic representation of an embodiment of the device 1 for determining a traffic condition at a traffic node 61 with four traffic arms 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 shown from a bird's-eye view. On the traffic arms 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 there are vehicles 50 (For the sake of clarity, not all are provided with their own reference numeral), which are equipped with wireless communication units, such as smart phones, wireless headphones, hands-free devices, laptops, etc. The device 1 for determining the traffic condition at the traffic node 61 comprises four wireless transceivers, each with its own predetermined detection range 7-1 . 7-2 . 7-3 . 7-4 , The individual coverage areas 7-1 . 7-2 . 7-3 . 7-4 are each one of the traffic arms 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 assigned. The four wireless transceivers are, for example, Bluetooth transceivers which detect inquiry messages from Bluetooth units. In a larger coverage 8th C2X information is from a C2X RSU of the device 1 detected. As already for in the 1 described embodiment, determines the device 1 at the four traffic arms 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-1 each a number of vehicles and a speed probability distribution.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zusätzlich eine Richtungsinformation 18 der Drahtloskommunikationseinheiten bzw. der Fahrzeuge 50 bestimmt wird. Dies erfolgt über das Auswerten einer zeitlichen Abfolge eines Erfassens der jeweils identischen Drahtloskommunikationseinheit in unterschiedlichen Verkehrsarmen 60-1, 60-2, 60-3, 60-4. Eine solche Richtungsinformation 18 ist beispielhaft für eine Trajektorie eine Fahrzeugs 50 von Verkehrsarm 60-2 in Richtung des Verkehrsarm 60-3 gezeigt. Der Vorteil ist, dass neben einer Fahrzeuganzahl und einer Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung auch ermittelt werden kann, wohin die Drahtloskommunikationseinheiten bzw. die Fahrzeuge 50 sich bewegen.In particular, it can be provided that additionally a direction information 18 the wireless communication units or the vehicles 50 is determined. This is done by evaluating a chronological sequence of detecting the respectively identical wireless communication unit in different traffic arms 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 , Such direction information 18 is exemplary of a trajectory of a vehicle 50 from traffic arm 60-2 in the direction of the traffic arm 60-3 shown. The advantage is that in addition to a number of vehicles and a speed probability distribution can also be determined where the wireless communication units or the vehicles 50 move.

Das Ableiten der Richtungsinformation 18 kann noch verbessert werden, wenn beispielsweise auch verschiedene Spuren der Verkehrsarme 60-1, 60-2, 60-3, 60-4 einzeln erfasst werden können.Deriving the direction information 18 can be improved even if, for example, different tracks of the traffic arms 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 can be detected individually.

3 zeigt eine schematische Darstellung des Bayesschen Netzes 30, welches zum Schätzen der Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung in der Steuerung verwendet wird. In einem solchen Bayesschen Netz werden sowohl der Verkehrsprozess (physikalische Geschwindigkeiten und Fahrzeuganzahlen) als auch der Messprozess (gemessene/geschätzte Geschwindigkeiten und Fahrzeuganzahl) als Zufallsprozesse betrachtet und als entsprechende Knoten 31, 32, 33 des Bayesschen Netzes 30 modelliert. Generell ermöglicht es das Bayessche Netz 30, unvollständige, lückenhafte Daten von Sensoren (hier den erfassten C2X-Informationen und den aus den erfassten Inquiry-Nachrichten geschätzten Geschwindigkeiten) geeignet zusammenzuführen und hieraus gesuchte Größen, hier die Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung, zu bestimmen. Hierzu sind aber eine Kenntnis und eine Modellierung von Genauigkeit und Eigenschaften der eingesetzten Sensoren erforderlich, insbesondere der bedingten Wahrscheinlichkeiten P(VBT|V) und P(VC2X|V), welche beschreiben, wie wahrscheinlich es ist, dass eine Geschwindigkeit V vorliegt, wenn die Geschwindigkeiten VBT bzw. VC2X von einer Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung bzw. aus der C2X-Information bestimmt wurden. Ferner ist die Kenntnis der Wahrscheinlichkeit P(V) notwendig, die den Prozess selber beschreibt, also wie wahrscheinlich es ist, eine Drahtloskommunikationseinheit bzw. ein Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit V in einem betrachteten Erfassungsbereich bzw. Verkehrsarm anzutreffen. 3 shows a schematic representation of the Bayesian network 30 which is used to estimate the velocity probability distribution in the controller. In such a Bayesian network, both the traffic process (physical speeds and vehicle counts) and the measurement process (measured / estimated speeds and vehicle numbers) are considered to be random processes and nodes 31 . 32 . 33 the Bayesian network 30 modeled. In general, it allows the Bayesian network 30 to merge incomplete, incomplete data from sensors (in this case the acquired C2X information and the speeds estimated from the acquired inquiry messages) and to determine the quantities searched here, here the velocity probability distribution. However, this requires knowledge and modeling of the accuracy and properties of the sensors used, in particular the conditional probabilities P (V BT | V) and P (V C2X | V), which describe how likely it is that there is a velocity V if the speeds V BT and V C2X were determined by a wireless transceiver or from the C2X information. Furthermore, the knowledge of the probability P (V) is necessary, which describes the process itself, ie how probable it is to find a wireless communication unit or a vehicle with a certain speed V in a considered detection area or traffic arm.

In 4 ist ein schematischer Verlauf eines geschwindigkeitsabhängigen Korrekturfaktors 40 zum Korrigieren einer Fahrzeuganzahl auf Grundlage einer Detektionswahrscheinlichkeit P(D) gezeigt. Anschaulich gibt der Korrekturfaktor 40 an, durch welchen Wert dividiert werden muss, wenn eine einzige Drahtloskommunikationseinheit in einem Erfassungsbereich erfasst wird. Geht die Geschwindigkeit V der Drahtloskommunikationseinheit gegen Null, so geht die Wahrscheinlichkeit, dass diese Drahtloskommunikationseinheit auf Grundlage erfasster Inquiry-Nachrichten dieser Drahtloskommunikationseinheit gegen 1. Je schneller sich die Drahtloskommunikationseinheit jedoch durch den Erfassungsbereich hindurch bewegt, desto geringer wird die Wahrscheinlichkeit P(D), dass die Drahtloskommunikationseinheit erfasst wird. Sind jedoch insgesamt genug Drahtloskommunikationseinheiten vorhanden, welche auf Grundlage der Inquiry-Nachrichten erfasst werden können, so kann mittels des Korrekturfaktors trotzdem eine zuverlässige Schätzung der Fahrzeuganzahl erfolgen.In 4 is a schematic course of a speed-dependent correction factor 40 for correcting a vehicle number based on a detection probability P (D). The correction factor is clear 40 by which value must be divided by when a single wireless communication unit is detected in a detection area. When the speed V of the wireless communication unit approaches zero, the likelihood that this wireless communication unit is approaching 1. based on detected inquiry messages from this wireless communication unit. However, the faster the wireless communication unit moves through the coverage area, the lower the probability P (D), that the wireless communication unit is detected. However, if a total of enough wireless communication units are present, which can be detected on the basis of the inquiry messages, a reliable estimate of the number of vehicles can nevertheless be made by means of the correction factor.

Wird eine Drahtloskommunikationseinheit erfasst, so wird deren Geschwindigkeit geschätzt und auf Grundlage der geschätzten Geschwindigkeit anschließend der Wert des Korrekturfaktors bestimmt. Die Fahrzeuganzahl wird dann durch diesen Wert dividiert. Der genaue Verlauf des Korrekturfaktors 40 kann beispielsweise mittels empirischer Messwerte von Referenzsensoren bestimmt werden. Die dargestellte Kurve des Korrekturfaktors 40 ist lediglich schematisch. In der Praxis hat es sich gezeigt, dass sich die Werte für den Korrekturfaktor 40 zwischen 0,5 und 2 bewegen, d. h. eine einzige Detektion würde in Abhängigkeit der Geschwindigkeit einer realen Fahrzeuganzahl von 1 bis ca. 2 entsprechen. When a wireless communication unit is detected, its speed is estimated and the value of the correction factor is then determined based on the estimated speed. The number of vehicles is then divided by this value. The exact course of the correction factor 40 can be determined for example by means of empirical measurements of reference sensors. The illustrated curve of the correction factor 40 is only schematic. In practice, it has been shown that the values for the correction factor 40 between 0.5 and 2, ie a single detection would correspond to a speed of a real number of vehicles from 1 to about 2 depending on the speed.

Insbesondere kann und sollte beim Schätzen der Fahrzeuganzahl auch der Ausstattungsgrad der Fahrzeuge mit Drahtloskommunikationseinheiten berücksichtigt werden. Bei Bluetooth entspricht der Ausstattungsgrad derzeit zwischen 20% und 40%. Der Ausstattungsgrad kann insbesondere auch von dem überwachten Straßentyp abhängen, auf dem die Fahrzeuge fahren. In den Fahrzeugen, die auf einer Schnellstraße fahren, sind in der Regel mehr drahtlose Freisprecheinrichtungen aktiviert als innerorts.In particular, when estimating the number of vehicles, the degree of equipment of the vehicles with wireless communication units can and should also be taken into account. For Bluetooth, the equipment level is currently between 20% and 40%. In particular, the equipment level may also depend on the type of road on which the vehicles are traveling. In vehicles driving on a highway, more wireless hands-free devices are usually activated than in urban areas.

In 5 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Bestimmen eines Verkehrszustandes an einem Verkehrsknoten gezeigt.In 5 FIG. 3 is a schematic flow diagram of an embodiment of the method for determining a traffic condition at a traffic node. FIG.

Nach dem Start 100 des Verfahrens werden in einem ersten Verfahrensschritt 101 C2X-Informationen im Umfeld des Verkehrsknotens mittels einer C2X-RSU erfasst. Zeitgleich werden im Verfahrensschritt 102 einzelne Inquiry-Nachrichten von mobilen Drahtloskommunikationseinheiten, beispielsweise Bluetooth-Einheiten, mittels mindestens einer Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung mit einem vorgegebenen Erfassungsbereich erfasst.After the start 100 of the method are in a first step 101 C2X information collected in the traffic node environment using a C2X-RSU. At the same time in the process step 102 detects individual inquiry messages from mobile wireless communication units, for example Bluetooth units, by means of at least one wireless transceiver with a predetermined coverage area.

Im Verfahrensschritt 103 wird eine Geschwindigkeit einer erfassten Drahtloskommunikationseinheit aus einer Zeitdifferenz zwischen einem Empfang einer ersten Inquiry-Nachricht dieser Drahtloskommunikationseinheit und einem Empfang einer nachfolgenden Inquiry-Nachricht dieser Drahtloskommunikationseinheit unter Berücksichtigung von Abmessungen des vorgegebenen Erfassungsbereichs mittels einer Steuerung geschätzt. Werden weitere Drahtloskommunikationseinheiten erfasst, wird auch für diese jeweils eine Geschwindigkeit geschätzt.In the process step 103 For example, a speed of a detected wireless communication unit is estimated from a time difference between a reception of a first inquiry message of this wireless communication unit and a reception of a subsequent inquiry message of that wireless communication unit taking into consideration dimensions of the predetermined detection area by means of a controller. If further wireless communication units are detected, a speed is also estimated for each of them.

Es kann in einem Verfahrensschritt 104 vorgesehen sein, dass unter Annahme von Stationarität des Verkehrszustandes mehrere für eine Drahtloskommunikationseinheit bestimmte Geschwindigkeiten zu einer Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung fusioniert werden.It can be done in one step 104 provided that, assuming stationarity of the traffic condition, a plurality of speeds determined for a wireless communication unit are fused to a velocity probability distribution.

Im Verfahrensschritt 105 werden anschließend die erfassten C2X-Informationen, sofern diese vorliegen, und die jeweils geschätzte Geschwindigkeit mittels eines Bayesschen Netzes zu einer Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung für die jeweilige Drahtloskommunikationseinheit mittels der Steuerung fusioniert.In the process step 105 Subsequently, the detected C2X information, if present, and the respective estimated speed are fused by means of a Bayesian network to a speed probability distribution for the respective wireless communication unit by means of the controller.

Im Verfahrensschritt 106 wird eine Fahrzeuganzahl auf Grundlage einer Anzahl von gleichzeitig oder in einem Zeitintervall erfassten Drahtloskommunikationseinheiten mittels der Steuerung geschätzt, wobei die Anzahl von erfassten Drahtloskommunikationseinheiten mittels mindestens einem Korrekturfaktor korrigiert wird.In the process step 106 For example, a number of vehicles based on a number of wireless communication units detected simultaneously or in a time interval is estimated by the controller, wherein the number of detected wireless communication units is corrected by means of at least one correction factor.

Der Korrekturfaktor wird hierbei beispielsweise in dem Verfahrensschritt 107 aus der in Verfahrensschritt 103 geschätzten Geschwindigkeit der Drahtloskommunikationseinheit(en) bestimmt (siehe auch 4). Ferner wird als weiterer Korrekturfaktor ein Ausstattungsgrad der Fahrzeuge mit Drahtloskommunikationseinheiten berücksichtigt. Handelt es sich bei den Drahtloskommunikationseinheiten, wie bevorzugt, beispielsweise um Bluetooth-Einheiten und weist im Schnitt jedes zweite Fahrzeug eine (aktivierte, d. h. Inquiry-Nachrichten aussendende) Bluetooth-Einheit auf, so ist der Ausstattungsgrad 50%. Weist hingegen nur jedes fünfte Fahrzeug eine solche Bluetooth-Einheit auf, so beträgt der Ausstattungsgrad lediglich 20%.The correction factor is in this case, for example, in the method step 107 from the in process step 103 estimated speed of the wireless communication unit (s) (see also 4 ). Furthermore, a degree of equipment of the vehicles with wireless communication units is considered as a further correction factor. If the wireless communication units, as preferred, for example, are Bluetooth units and, on average, every other vehicle has a Bluetooth unit (activated, ie sending inquiry messages), the equipment level is 50%. If, on the other hand, only one in five vehicles has such a Bluetooth unit, the equipment level is only 20%.

Es kann zusätzlich in einem Verfahrensschritt 108 vorgesehen sein, dass ein Verkehrsmodus auf Grundlage der Fahrzeuganzahl und der Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung bestimmt wird. Hier können beispielsweise Heuristiken oder Mustererkennungsverfahren zum Einsatz kommen.It can additionally in one process step 108 be provided that a traffic mode on the basis of the number of vehicles and the speed probability distribution is determined. For example, heuristics or pattern recognition methods can be used here.

Es kann ferner in einem Verfahrensschritt 109 vorgesehen sein, dass eine Gesamtgeschwindigkeitsverteilung aus den einzelnen Geschwindigkeitsverteilungen und der Fahrzeuganzahl bestimmt wird. Auf diese Weise wird eine Verteilung nach Anzahl der Fahrzeuge mit einer bestimmten Geschwindigkeit erzeugt.It can also be in one process step 109 be provided that an overall speed distribution of the individual speed distributions and the number of vehicles is determined. In this way, a distribution is generated by number of vehicles at a certain speed.

Im letzten Verfahrensschritt 110 werden die Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung und die Fahrzeuganzahl in Form eines Verkehrszustandssignals mittels einer Ausgabeeinrichtung ausgegeben. Das Verkehrszustandssignal kann dann beispielsweise von einer Steuerung einer Lichtsignalanlage dazu verwendet werden, den Verkehr an dem Verkehrsknoten zu regeln. Anschließend ist das Verfahren beendet 111.In the last procedural step 110 For example, the speed probability distribution and the number of vehicles are output in the form of a traffic condition signal by means of an output device. The traffic condition signal can then be used, for example, by a controller of a traffic signal system to regulate the traffic at the traffic node. Then the process is finished 111 ,

Es ist vorgesehen, dass das Verfahren zyklisch wiederholt wird, so dass stets ein aktueller Verkehrszustand bestimmt wird und entsprechende Daten hierüber bereitgestellt werden.It is envisaged that the method is repeated cyclically, so that a current traffic condition is always determined and corresponding data is provided thereon.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtungcontraption
22
C2X-RSUC2X RSU
33
Drahtlos-Sende-EmpfangseinrichtungWireless transceiver
44
Bluetooth-Sende-EmpfangseinrichtungBluetooth transceiver
55
Steuerungcontrol
66
Ausgabeeinrichtungoutput device
77
vorgegebener Erfassungsbereichpredetermined detection range
7-17-1
vorgegebener Erfassungsbereichpredetermined detection range
7-27-2
vorgegebener Erfassungsbereichpredetermined detection range
7-37-3
vorgegebener Erfassungsbereichpredetermined detection range
7-47-4
vorgegebener Erfassungsbereichpredetermined detection range
88th
größerer Erfassungsbereichlarger detection area
99
DrahtloskommunikationseinheitWireless communication unit
1010
Bluetooth-EinheitBluetooth unit
1111
Abmessungdimension
1212
Geschwindigkeitspeed
1313
Bayessches NetzBayesian network
1414
GeschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungSpeed probability distribution
1515
Fahrzeuganzahlnumber of vehicles
1616
Korrekturfaktorcorrection factor
1717
VerkehrszustandssignalTraffic condition signal
1818
Richtungsinformationdirectional information
2020
Inquiry-NachrichtInquiry message
2121
Inquiry-NachrichtInquiry message
3030
Bayessches NetzBayesian network
3131
Knotennode
3232
Knotennode
3333
Knotennode
4040
Korrekturfaktorcorrection factor
5050
Fahrzeugvehicle
6060
Verkehrsarmlittle traffic
60-160-1
Verkehrsarmlittle traffic
60-260-2
Verkehrsarmlittle traffic
60-360-3
Verkehrsarmlittle traffic
60-460-4
Verkehrsarmlittle traffic
6161
Verkehrsknotentransportation hub
100–111100-111
Verfahrensschrittesteps

Claims (13)

Verfahren zum Bestimmen eines Verkehrszustandes an einem Verkehrsknoten (61) mit mindestens zwei Verkehrsarmen (60, 60-1, 60-2, 60-3, 60-4), umfassend die folgenden Schritte: Erfassen von C2X-Informationen im Umfeld des Verkehrsknotens (61) mittels einer C2X-RSU (2), Erfassen von einzelnen Inquiry-Nachrichten (20, 21) von mobilen Drahtloskommunikationseinheiten (9) mittels mindestens einer Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung (3) mit einem vorgegebenen Erfassungsbereich (7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4), wobei die Drahtloskommunikationseinheiten (9) jeweils durch eine eindeutige Kennung identifiziert werden, Schätzen einer Geschwindigkeit (12) einer erfassten Drahtloskommunikationseinheit (9) aus einer Zeitdifferenz zwischen einem Empfang einer ersten Inquiry-Nachricht (20) dieser Drahtloskommunikationseinheit (9) und einem Empfang einer nachfolgenden Inquiry-Nachricht (21) dieser Drahtloskommunikationseinheit (9) unter Berücksichtigung von Abmessungen (11) des vorgegebenen Erfassungsbereichs (7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4) mittels einer Steuerung (5), Fusionieren der C2X-Information und der geschätzten Geschwindigkeit (12) mittels eines Bayesschen Netzes (30) zu einer Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung (14) für diese Drahtloskommunikationseinheit (9) mittels der Steuerung (5), Schätzen einer Fahrzeuganzahl (15) auf Grundlage einer Anzahl von gleichzeitig oder in einem Zeitintervall erfassten Drahtloskommunikationseinheiten (9) mittels der Steuerung (5), wobei die Anzahl von erfassten Drahtloskommunikationseinheiten (9) mittels mindestens einem Korrekturfaktor (16) korrigiert wird, Ausgeben der geschätzten Fahrzeuganzahl (15) und der Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen (14) mittels einer Ausgabeeinrichtung.Method for determining a traffic condition at a traffic node ( 61 ) with at least two traffic arms ( 60 . 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 ), comprising the following steps: acquiring C2X information in the environment of the traffic node ( 61 ) by means of a C2X-RSU ( 2 ), Capturing individual inquiry messages ( 20 . 21 ) of mobile wireless communication units ( 9 ) by means of at least one wireless transceiver device ( 3 ) with a predetermined detection range ( 7 . 7-1 . 7-2 . 7-3 . 7-4 ), wherein the wireless communication units ( 9 ) are each identified by a unique identifier, estimating a speed ( 12 ) of a detected wireless communication unit ( 9 ) from a time difference between a receipt of a first inquiry message ( 20 ) of this wireless communication unit ( 9 ) and a receipt of a subsequent inquiry message ( 21 ) of this wireless communication unit ( 9 ) taking into account dimensions ( 11 ) of the given detection range ( 7 . 7-1 . 7-2 . 7-3 . 7-4 ) by means of a controller ( 5 ), Merging the C2X information and the estimated speed ( 12 ) by means of a Bayesian network ( 30 ) to a velocity probability distribution ( 14 ) for this wireless communication unit ( 9 ) by means of the controller ( 5 ), Estimating a number of vehicles ( 15 ) based on a number of wireless communication units (simultaneously or in a time interval) ( 9 ) by means of the controller ( 5 ), wherein the number of detected wireless communication units ( 9 ) by means of at least one correction factor ( 16 ), outputting the estimated number of vehicles ( 15 ) and the velocity probability distributions ( 14 ) by means of an output device. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Korrekturfaktor (16) eine Detektionswahrscheinlichkeit der Drahtloskommunikationseinheiten (9) ist.Method according to claim 1, characterized in that a correction factor ( 16 ) a detection probability of the wireless communication units ( 9 ). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Korrekturfaktor (16) ein Ausstattungsgrad der Fahrzeuge (50) mit Drahtloskommunikationseinheiten (9) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a correction factor ( 16 ) an equipment level of the vehicles ( 50 ) with wireless communication units ( 9 ). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtloskommunikationseinheiten (9) an jedem der mindestens zwei Verkehrsarme (60, 60-1, 60-2, 60-3, 60-4) mittels jeweils mindestens einer eigenen Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung (3) mit dem jeweiligen Verkehrsarm (60, 60-1, 60-2, 60-3, 60-4) zugeordneten vorgegebenen Erfassungsbereichen (7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4) erfasst werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the wireless communication units ( 9 ) at each of the at least two traffic arms ( 60 . 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 ) by means of in each case at least one own wireless transceiver device ( 3 ) with the respective traffic arm ( 60 . 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 ) assigned predetermined detection areas ( 7 . 7-1 . 7-2 . 7-3 . 7-4 ). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage der von unterschiedlichen Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtungen (3) für unterschiedliche Verkehrsarme (60, 60-1, 60-2, 60-3, 60-4) erfassten Inquiry-Nachrichten (20, 21) mittels der Steuerung (5) eine Richtungsinformation (18) der Drahtloskommunikationseinheiten (9) abgeleitet wird.Method according to claim 4, characterized in that on the basis of the different wireless transceivers ( 3 ) for different traffic arms ( 60 . 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 ) received Inquiry messages ( 20 . 21 ) by means of the controller ( 5 ) a direction information ( 18 ) of the wireless communication units ( 9 ) is derived. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Geschwindigkeiten (12), die aus aufeinanderfolgend erfassten Inquiry-Nachrichten (20, 21) mindestens einer Drahtloskommunikationseinheit (9) geschätzt wurden, unter Annahme einer Stationaritätsbedingung fusioniert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that speeds ( 12 ), which consists of successively acquired inquiry messages ( 20 . 21 ) at least one wireless communication unit ( 9 ) estimated were fused, assuming a stationarity condition. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage der erfassten Inquiry-Nachrichten (20, 21) und der hieraus geschätzten Fahrzeuganzahl (15) und/oder der geschätzten Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen (14) ein Verkehrsmodus bestimmt wird, wobei der bestimmte Verkehrsmodus anschließend beim Schätzen der Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen (14) und der Fahrzeuganzahl (15) berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that on the basis of the acquired inquiry messages ( 20 . 21 ) and the estimated number of vehicles ( 15 ) and / or the estimated velocity probability distributions ( 14 ) a traffic mode is determined, wherein the determined traffic mode is subsequently used in estimating the speed probability distributions ( 14 ) and the number of vehicles ( 15 ) is taken into account. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen (14) in Bezug auf die geschätzte Fahrzeuganzahl (15) zu einer Gesamtgeschwindigkeitsverteilung zusammengefasst werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the velocity probability distributions ( 14 ) in relation to the estimated number of vehicles ( 15 ) are summarized to a total velocity distribution. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mobilen Drahtloskommunikationseinheiten (9) Bluetooth-Einheiten (10) sind und die mindestens eine Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung (3) eine Bluetooth-Sende-Empfangseinrichtung (4) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mobile wireless communication units ( 9 ) Bluetooth units ( 10 ) and the at least one wireless transceiver ( 3 ) a Bluetooth transceiver ( 4 ). Vorrichtung (1) zum Bestimmen eines Verkehrszustandes an einem Verkehrsknoten (61) mit mindestens zwei Verkehrsarmen (60, 60-1, 60-2, 60-3, 60-4), umfassend: eine C2X-RSU (2) zum Empfangen von C2X-Informationen im Umfeld des Verkehrsknotens (61), mindestens eine Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung (3) mit einem vorgegebenen Erfassungsbereich (7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4) zum Empfangen von Signalen von Drahtloskommunikationseinheiten (9), eine Steuerung (5), und eine Ausgabeeinrichtung (6), wobei die C2X-RSU (2) derart ausgebildet ist, C2X-Informationen im Umfeld des Verkehrsknotens (61) zu erfassen, und wobei die mindestens eine Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung (3) derart ausgebildet ist, einzelne Inquiry-Nachrichten (20, 21) von mobilen Drahtloskommunikationseinheiten (9) in dem vorgegebenen Erfassungsbereich (7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4) zu erfassen, wobei die Drahtloskommunikationseinheiten (9) jeweils durch eine eindeutige Kennung identifiziert werden, und wobei die Steuerung (5) derart ausgebildet ist, eine Geschwindigkeit (12) für eine erfasste Drahtloskommunikationseinheit (9) aus einer Zeitdifferenz zwischen einem Empfang einer ersten Inquiry-Nachricht (20) dieser Drahtloskommunikationseinheit (9) und einem Empfang einer nachfolgenden Inquiry-Nachricht (21) dieser Drahtloskommunikationseinheit (9) unter Berücksichtigung von Abmessungen (11) des vorgegebenen Erfassungsbereichs (7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4) zu schätzen, die C2X-Information und die geschätzte Geschwindigkeit (12) mittels eines Bayesschen Netzes (30) zu einer Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilung (14) für diese Drahtloskommunikationseinheit (9) zu fusionieren, und eine Fahrzeuganzahl (15) auf Grundlage einer Anzahl von gleichzeitig oder in einem Zeitintervall erfassten Drahtloskommunikationseinheiten (9) zu schätzen, wobei die Anzahl von erfassten Drahtloskommunikationseinheiten (9) mittels mindestens einem Korrekturfaktor (16) korrigiert wird, und wobei die Ausgabeeinrichtung (6) derart ausgebildet ist, die geschätzte Fahrzeuganzahl (16) und die Geschwindigkeitswahrscheinlichkeitsverteilungen (14) auszugeben.Contraption ( 1 ) for determining a traffic condition at a traffic node ( 61 ) with at least two traffic arms ( 60 . 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 ) comprising: a C2X RSU ( 2 ) for receiving C2X information in the environment of the traffic node ( 61 ), at least one wireless transceiver ( 3 ) with a predetermined detection range ( 7 . 7-1 . 7-2 . 7-3 . 7-4 ) for receiving signals from wireless communication units ( 9 ), a controller ( 5 ), and an output device ( 6 ), where the C2X-RSU ( 2 ) is designed such that C2X information in the environment of the traffic node ( 61 ), and wherein the at least one wireless transceiver device ( 3 ) is designed such that individual inquiry messages ( 20 . 21 ) of mobile wireless communication units ( 9 ) in the given coverage area ( 7 . 7-1 . 7-2 . 7-3 . 7-4 ), wherein the wireless communication units ( 9 ) are each identified by a unique identifier, and wherein the controller ( 5 ) is designed such that it has a speed ( 12 ) for a detected wireless communication unit ( 9 ) from a time difference between a receipt of a first inquiry message ( 20 ) of this wireless communication unit ( 9 ) and a receipt of a subsequent inquiry message ( 21 ) of this wireless communication unit ( 9 ) taking into account dimensions ( 11 ) of the given detection range ( 7 . 7-1 . 7-2 . 7-3 . 7-4 ), the C2X information and the estimated speed ( 12 ) by means of a Bayesian network ( 30 ) to a velocity probability distribution ( 14 ) for this wireless communication unit ( 9 ) and a number of vehicles ( 15 ) based on a number of wireless communication units (simultaneously or in a time interval) ( 9 ), wherein the number of detected wireless communication units ( 9 ) by means of at least one correction factor ( 16 ), and wherein the output device ( 6 ) is configured such that the estimated number of vehicles ( 16 ) and the velocity probability distributions ( 14 ). Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) für jeden der mindestens zwei Verkehrsarme (60, 60-1, 60-2, 60-3, 60-4) des Verkehrsknotens (61) jeweils eine eigene Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung (3) aufweist, wobei der jeweils vorgegebene Erfassungsbereich (7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4) der Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung (3) jeweils einem der mindestens zwei Verkehrsarme (60, 60-1, 60-2, 60-3, 60-4) zugeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the device ( 1 ) for each of the at least two traffic arms ( 60 . 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 ) of the traffic node ( 61 ) each have their own wireless transceiver device ( 3 ), wherein the respective predetermined detection range ( 7 . 7-1 . 7-2 . 7-3 . 7-4 ) of the wireless transceiver ( 3 ) one of the at least two traffic arms ( 60 . 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 ) assigned. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (5) derart ausgebildet ist, auf Grundlage der von unterschiedlichen Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtungen (9) für unterschiedliche Verkehrsarme (60, 60-1, 60-2, 60-3, 60-4) erfassten Inquiry-Nachrichten (20, 21) eine Richtungsinformation (18) der Drahtloskommunikationseinheiten (18) abzuleiten.Contraption ( 1 ) according to claim 10 or 11, characterized in that the controller ( 5 ) is formed on the basis of the different wireless transceiver devices ( 9 ) for different traffic arms ( 60 . 60-1 . 60-2 . 60-3 . 60-4 ) received Inquiry messages ( 20 . 21 ) a direction information ( 18 ) of the wireless communication units ( 18 ). Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Drahtlos-Sende-Empfangseinrichtung (9) eine Bluetooth-Sende-Empfangseinrichtung (4) ist, welche derart ausgebildet ist, Signale von mobilen Bluetooth-Einheiten (10) zu empfangen.Contraption ( 1 ) according to one of claims 10 to 12, characterized in that the at least one wireless transceiver device ( 9 ) a Bluetooth transceiver ( 4 ) configured to receive signals from Bluetooth mobile units ( 10 ) to recieve.
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