DE10315788A1 - Method and system for traffic control in a road network - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkehrssteuerung in einem Straßennetz nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 7.The The invention relates to a method for traffic control in one road network according to the preamble of claim 1 and a system for execution of the method according to the preamble of claim 7.
Der ungebrochene Trend zur Mobilitätssteigerung geht mit einer fortwährend steigenden Zahl von Fahrzeugen des Individualverkehrs auf dem Straßennetz einher. Zur Befriedigung dieses Bedürfnisses wird ein enormer technischer Aufwand betrieben, um den Verkehrsplanern Verfahren und Systeme zur Verkehrssteuerung bereitzustellen, die die Umsetzung von Verkehrsstrategien ermöglichen. Zur Steigerung der Leistungsfähigkeit eines Straßennetzes umfassen Verkehrsmanagementzentralen hochleistungsfähige Rechner, auf welchen intelligente Verfahren zur Verkehrssteuerung ablaufen. Diese Verfahren verarbeiten in der Regel straßenseitig erfasste Verkehrsdaten und schalten automatisch Verkehrsbeeinflussungselemente, über die auf die Verkehrsteilnehmer eingewirkt wird. Typische Beispiele für solche Verkehrsbeeinflussungselemente sind Lichtsignalanlagen und Parkleitsysteme zur Regelung des innerstädtischen Verkehrs, aber auch Wechselverkehrszeichen von Autobahnleit- und Tunnelsystemen zum Leiten des Fernverkehrs. Trotz des Einsatzes derartiger Elemente zur Verkehrsbeeinflussung bleiben Verkehrsbehinderungen nicht aus, da dem öffentlichen Interesse eines reibungslosen Verkehrsablaufs auf dem vorhandenen Straßennetz eine Vielzahl von Individualinteressen der Verkehrsteilnehmer, zu einer beliebigen Zeit auf kürzestem Wege oder schnellstmöglich von einem beliebigen Ausgangsort zu einem beliebigen Zielort zu gelangen, entgegenstehen.The unbroken trend to increase mobility goes with one continuously increasing number of vehicles of private transport on the road network associated. To satisfy this need, an enormous technical Effort spent on traffic planners procedures and systems to provide traffic control, the implementation of traffic strategies enable. To increase performance of a road network traffic management centers include high-performance computers, on which intelligent traffic control processes run. These methods usually process traffic data recorded on the street side and automatically switch traffic control elements through which is affected on the road users. Typical examples of such Traffic control elements are traffic lights and parking guidance systems to regulate the inner city Traffic, but also variable message signs from motorway control and Tunnel systems for guiding long-distance traffic. Despite the effort Such elements for influencing traffic remain traffic obstructions not out because the public Interest in a smooth flow of traffic on the existing one Road network one Variety of individual interests of road users, to one any time by the shortest route or as soon as possible from any starting point to any destination arrive, oppose.
Dieses Individualinteresse wird unterstützt durch Verfahren und Systeme zur Zielführung eines Fahrzeugs, bei welchen mindestens eine Fahrtroute, die von einer Startposition zu einer vorgegebenen Zielposition führt, unter Berücksichtigung aktueller und/oder prognostizierter Verkehrsdaten ermittelt werden. Das Fahrzeug wird dabei durch eine mitgeführte Zielführungseinrichtung anhand einer mitgeführten digitalisierten Straßenkarte entlang einer der Fahrtrouten zur Zielposition geführt.This Individual interest is supported by Procedures and systems for route guidance of a vehicle in which at least one route, which by a starting position leads to a predetermined target position, under consideration current and / or predicted traffic data can be determined. The vehicle is guided by a route guidance device on the basis of a entrained digitized road map led along one of the routes to the destination.
Ein
derartiges Verfahren und System zur Zielführung eines Fahrzeugs ist in
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verkehrssteuerung in einem Straßennetz sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, womit eine zentral vorgegebene Verkehrsstrategie trotz individueller Zielführungssysteme effektiv umgesetzt werden kann, insbesondere den Verkehr möglichst gleichmäßig über das Straßennetz zu verteilen.The The invention is based on the object of a method for Traffic control in a road network as well as a system for implementation of the method, with which a centrally specified traffic strategy despite individual route guidance systems can be implemented effectively, especially if possible evenly over that road network to distribute.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein eingangs genanntes Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie durch ein eingangs genanntes System mit den kennzeichnenden Merkmalen nach Patentanspruch 7. Indem als Verkehrsbeeinflussungselemente in Fahrzeugen von Verkehrsteilnehmern mitgeführte Zielführungssysteme eingesetzt werden, wobei Verkehrsteilnehmer für wählbare Paare von Start- und Zielpunkten vom Zielführungssystem diese verbindende Routen des Straßennetzes anfordern, wobei unter vom Verkehrsteilnehmer wählbaren Nebenbedingungen Routen ermittelt werden, und wobei dem anfordernden Verkehrsteilnehmer ermittelte Routen vom Zielführungssystem als Routenempfehlung wiedergegeben werden, kann eine vorgegebene Verkehrsstrategie durch ein zusätzliches Verkehrsbeeinflussungselement wirkungsvoller umgesetzt werden. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, individuelle Zielführungssysteme, die bislang zur Unterstützung von individuellen Verkehrsteilnehmerwünschen eingesetzt werden, durch Verbindung mit Verkehrsmanagementzentralen aktiv zur Verwirklichung von Verkehrssteuerungsaufgaben in einem Straßennetz einzusetzen. Durch die zunehmende Verbreitung von Navigations- bzw. Zielführungssystemen stehen den Verkehrsmanagementzentralen über eingegangene Routenanforderungen zunächst passiv wichtige Informationen über eine wahrscheinliche Belastungsverteilung des Straßennetzes zur Verfügung; für die vorliegende Erfindung wesentlich ist jedoch die Möglichkeit, aktiv über gezielte Routenempfehlungen die Verkehrsströme im Straßennetz zu steuern.The object is achieved according to the invention by a method mentioned at the outset with the characterizing features of patent claim 1 and by a system mentioned at the outset with the characterizing features of patent claim 7. By using route guidance systems carried as traffic influencing elements in vehicles by road users, road users for selectable pairs of start - and destination points request these connecting routes of the road network from the route guidance system, routes being determined under secondary conditions which can be selected by the road user, and routes determined by the route system to the requesting road user can be reproduced by the route guidance system as a route recommendation, a predetermined traffic strategy can be achieved by additional traffic influencing element can be implemented more effectively. The invention is based on the idea of actively using individual route guidance systems, which have hitherto been used to support individual traffic participant requests, by connection with traffic management centers for carrying out traffic control tasks in a road network. Due to the increasing spread of navigation and route guidance systems, traffic management centers are initially given passively important information about a likely load distribution of the road network via incoming route requests; What is essential for the present invention, however, is the possibility of actively controlling the traffic flows in the road network via targeted route recommendations.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei Ermittlung mehrerer, hinsichtlich der Nebenbedingungen vergleichbarer Routen zu einem gewählten Paar von Start- und Zielpunkten diesen Routen ein auf die Verkehrsstrategie abgestimmtes Aufteilungsverhältnis zugeordnet und den anfordernden Verkehrsteilnehmern Routenempfehlungen gemäß diesem Aufteilungsverhältnis wiedergegeben. Hierdurch kann seitens einer Verkehrsmanagementzentrale auf eine Route anfragende Verkehrsteilnehmer dahingehend eingewirkt werden, dass bei einer vorgegebenen Anzahl etwa gleichgünstiger Routen Empfehlungen nach einem bestimmten Aufteilungsverhältnis gegeben werden. Das Aufteilungsverhältnis wird zentral auf der Grundlage des auf diesen Routen üblichen Verkehrsaufkommens, gegebenenfalls zusätzlich basierend auf aktuellen Verkehrsinformationen wie Baustellen oder Unfälle, ermittelt. Die Route mit dem aktuell geringsten Verkehrsaufkommen wird demnach über das Zielführungssystem am häufigsten empfohlen. Tendenziell wird hierdurch wenigstens der Verkehrsstrom aus Zielführungssysteme mitführenden Fahrzeugen entsprechend dem aktuellen Verkehrsaufkommen oder anderer umzusetzender Verkehrsstrategien auf die etwa gleichgünstigen, d.h. beispielsweise etwa gleich langen, Verbindungsrouten aufgeteilt, was zu einer gleichmäßigeren Belastung des Straßennetzes führt.In a preferred embodiment of the method according to the invention become more comparable when several are determined with regard to the secondary conditions Routes to a chosen one Pair of start and finish points along these routes based on the traffic strategy coordinated allocation ratio assigned and the requesting road users route recommendations according to this distribution ratio played. This can be done by a traffic management center road users requesting a route acted accordingly will be about the same for a given number Route recommendations are given according to a certain distribution ratio become. The split ratio is centralized on the basis of the usual traffic volume on these routes, if necessary additionally based on current traffic information such as construction sites or accidents determined. The route with the least traffic at the moment is therefore about the route guidance system most recommended. This tends to result in at least the flow of traffic from route guidance systems mitführenden Vehicles according to the current traffic volume or others transport strategies to be implemented on the roughly equivalent, i.e. for example, about the same length of connecting routes, resulting in a more even Road network load leads.
In
einer vorteilhaften Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird bei einer gegebenen Anzahl konkurrierender Routen mit vorgegebenem
normierten Aufteilungsverhältnis
zunächst eine
Zufallszahl zwischen 0 und 1 generiert und an schließend eine
Entscheidung für
eine konkrete Routenempfehlung nach der Formel getroffen. Dabei bedeuten:
n
Anzahl konkurrierender Routen,
z Zufallszahl zwischen 0 und
1,
p1:p2:...:pn Aufteilungsverhältnis zwischen den Routen,
pi Aufteilungsanteil der i-ten Route, i=1,...,n, Normierungsbedingung,
e(z)
Entscheidung für
konkrete Route.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, a random number between 0 and 1 is first generated for a given number of competing routes with a predetermined normalized distribution ratio and then a decision for a specific route recommendation is made according to the formula met. Mean:
n number of competing routes,
z random number between 0 and 1,
p 1 : p 2 : ...: p n distribution ratio between the routes,
p i share of the i-th route, i = 1, ..., n, Normalization condition,
e (z) decision for specific route.
Durch diese Entscheidungsformel wird erreicht, dass diejenige Route mit dem geringsten Aufteilungsanteil am wenigsten häufig empfohlen wird. Mit steigendem Aufteilungsanteil der konkurrierenden Routen steigt auch deren Wahrscheinlichkeit, für eine konkrete Routenempfehlung ausgewählt zu werden. Mit Hilfe dieses formalen Zusammenhangs lässt sich die Routenempfehlung leicht automatisieren, sofern den einzelnen konkurrierenden Routen entsprechend der Verkehrsstrategie ein normiertes Aufteilungsverhältnis zugeordnet wird.By this decision formula is achieved that the route with is the least frequently recommended with the lowest share of allocation. With increasing The share of the competing routes is also increasing, for one concrete route recommendation selected to become. With the help of this formal connection, Automate the route recommendation easily, provided that the individual competing routes are assigned a standardized distribution ratio in accordance with the traffic strategy becomes.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Ermittlung von Routen in einer mit den Zielführungssystemen kommunizierenden Verkehrszentrale des Straßennetzes, zu der Routenanforderungen von Verkehrsteilnehmern übermittelt, in der gegebenenfalls Aufteilungsverhältnisse konkurrierende Routen vorgegeben und von der aus an anfordernde Verkehrsteilnehmer Routenempfehlungen übermittelt werden. Dabei handelt es sich um ein zentralenseitig gestütztes Routing, wobei den Fahrzeugen Wegepunktketten als Routenempfehlungen übermittelt werden können.In an advantageous embodiment of the method according to the invention routes are determined in a way that communicates with the route guidance systems Traffic center of the road network, to which route requests from road users are transmitted, in the possibly splitting routes competing routes predefined and from which route recommendations are transmitted to requesting road users become. This is routing supported by the central office, whereby the waypoint point chains are transmitted to the vehicles as route recommendations can be.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Ermittlung der Routen in mit Zielführungssystemen ausgestatteten Fahrzeugen anfordernder Verkehrsteilnehmer, wobei in einer mit den Zielführungssystemen kommunizierenden Verkehrszentrale des Straßennetzes Aufteilungsverhältnisse für gegebenenfalls konkurrierende Routen vorgegeben und an die Zielführungssysteme für eine Routenempfehlung übermittelt werden. Bei diesem fahrzeuggestützten Routing können zentralenseitige Zusatzinformationen ausgenutzt werden, wobei entsprechende Routenaufteilungsverhältnisse in beliebiger praktikabler Form an die Fahrzeuge von einer Verkehrszentrale übermittelt werden, beispielsweise für nur einen kleinen Teil des Straßennetzes.In a preferred embodiment of the method according to the invention the routes are determined in routes equipped with route guidance systems Vehicles requesting road users, in one with the Navigation systems communicating traffic center of the road network distribution ratios for if necessary competing routes are specified and sent to the route guidance systems for one Route recommendation are transmitted. In this vehicle-based Can routing centralized additional information can be used, with corresponding Route splitting ratios transmitted in any practical form to the vehicles by a traffic control center for example for only a small part of the road network.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Ermittlung von Routen in mit Zielführungssystemen ausgestatteten Fahrzeugen anfordernder Verkehrsteilnehmer, wobei in einer mit den Zielführungssystemen kommunizierenden Verkehrszentrale des Straßennetzes Verkehrsinformationen über Routen des Straßennetzes gesammelt und aufbereitet und an die Zielführungssysteme eine Routenempfehlung übermittelt werden. Hierbei handelt es sich um ein rein fahrzeuggestütztes Routing ohne Zentralinformationen, d.h. ohne Vorgabe von Routenverteilungen, aber evtl. sonstigen dynamischen Verkehrsinformationen. Eine pauschale Verteilung auf vergleichbare alternative Routen könnte aber immer noch dafür sorgen, dass der Verkehr gleichmäßiger im Straßennetz verteilt würde.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, routes are determined in vehicles requesting vehicles equipped with route guidance systems, traffic information relating to routes of the road network being communicated in a traffic center of the road network communicating with the route guidance systems Road network collected and prepared and a route recommendation is transmitted to the route guidance systems. This is a purely vehicle-based routing without central information, ie without specifying route distributions, but possibly other dynamic traffic information. However, a flat-rate distribution over comparable alternative routes could still ensure that the traffic would be distributed more evenly in the road network.
Insgesamt werden durch die Erfindung individuelle Zielführungssysteme befähigt, Fahrzeuge so über verschiedene alternative – d.h. etwa gleich günstige – Routen zu schicken, dass im statistischen Mittel vorgegebene Aufteilungsverhältnisse eingehalten werden. Der Verkehr wird somit gleichmäßiger über das Straßennetz verteilt, da zentrale Verkehrsleitsysteme eine erweiterte Möglichkeit haben, um individuelle Zielführungssysteme als Instrument der Verkehrsbeeinflussung einzu setzen. Die Wahrscheinlichkeit, durch besonders häufige, gleichzeitige Empfehlungen derselben Route gerade eine Überlastung dieser vordem günstigen Route zu verursachen, sinkt. Des weiteren wird die Gefahr von Überlastungsoszillationen innerhalb des Straßennetzes gemindert. Damit ist die abwechselnde Überlastung von zwei alternativen Routen des gleichen Quelle-Ziel-Paars gemeint. Solche Effekte sind speziell bei dynamischen Zielführungssystemen zu erwarten.All in all are enabled by the invention individual route guidance systems, vehicles so over different alternatives - i.e. about equally cheap routes to send that on a statistical average predetermined distribution ratios be respected. The traffic is thus more even over the road network distributed because central traffic control systems are an expanded option have individual route guidance systems to be used as an instrument for influencing traffic. The probability, through particularly frequent, simultaneous recommendations of the same route just overloaded this previously cheap Causing route decreases. Furthermore, there is a risk of overload oscillations within the road network reduced. This is the alternate overload of two alternatives Routes of the same source-destination pair are meant. Such effects are especially with dynamic route guidance systems expected.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung liegt in der Einführung eines Multipath-Routings für individuelle Zielführungssysteme im Straßenverkehr sowohl zur Steigerung der Leistungsfähigkeit des Straßennetzes als auch, um individuelle Zielführungssysteme als Mittel der Verkehrsbeeinflussung einsetzen zu können. Es wird ein Verfahren konstruiert, das die automatische Aufteilung entsprechend ausgerüsteter Fahrzeuge nach vorgegebenen Routenverteilungen bewirkt.On an essential idea of the invention lies in the introduction of a Multipath routings for individual Traffic guidance systems in traffic both to increase performance of the road network as well as individual route guidance systems to be used as a means of influencing traffic. It a procedure is constructed that enables automatic division suitably equipped Vehicles according to predefined route distributions.
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