WO2002007125A1 - Verfahren zur ermittlung von verkehrslageinformationen - Google Patents

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WO2002007125A1
WO2002007125A1 PCT/EP2001/008237 EP0108237W WO0207125A1 WO 2002007125 A1 WO2002007125 A1 WO 2002007125A1 EP 0108237 W EP0108237 W EP 0108237W WO 0207125 A1 WO0207125 A1 WO 0207125A1
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WO
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average speed
mobile detector
speed
route
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PCT/EP2001/008237
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Inventor
Ralf Willenbrock
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions

Definitions

  • the invention relates to a method for determining traffic situation information within a traffic network with the aid of mobile detectors, in particular vehicles from a sample fleet, which have a terminal, a control center for determining traffic situation information within a traffic network, which receives data of its geographical position at least from a mobile detector.
  • a terminal in a mobile detector which contains at least one position determination device or is connected to it, and comprises a data processing device and a device for data exchange with the control center, and a software program product which is stored directly in an internal memory of a control center and / or the terminal device of a mobile Detector is loadable.
  • the recording and description of the traffic situation is an essential task in the field of traffic telematics, which has the goal, for example, of informing road users about situations with traffic disabilities and to correct these situations and, if necessary, to avoid them by appropriately anticipating redirection of road users onto less congested routes.
  • Another task is to determine information for traffic and road network planning.
  • Various solutions for determining traffic information are known. For example, a method for determining traffic situation or road condition data is known from German published patent application DE 195 08 486, in which individual sample vehicles referred to as “floating cars” transmit predetermined vehicle data and associated position data to a traffic control center. The traffic control center uses the data received to determine certain data Algorithms the traffic situation.
  • German laid-open specification DE 195 21 919 A1 proposes a method for conveying traffic situation information, in which the detected vehicle and position data are already assigned to at least one predetermined class of vehicle and position data that correspond to a certain typical vehicle behavior in the vehicle operating as a detector become. These classes are called vehicle behavior patterns. The assigned vehicle behavior pattern is at least partially transferred to the traffic control center in coded form with the position data of the vehicle.
  • the terminal device which is then in the evaluation state t 0 now checks the detected speed values in comparison to the limit speed and, after passing through a time t 0 + t -, interprets the traffic state on the route section as a whole as a traffic disturbance if the mobile detector has driven at a lower speed, than the stored limit speed. If the terminal device has analyzed a traffic condition as being disturbed, a corresponding data telegram is generated and transmitted to the traffic control center via a mobile radio network.
  • the disadvantage of the previously known methods lies primarily in the fact that a large number of incorrect and / or irrelevant messages are generated, in particular longer stops in front of traffic lights, barriers etc. in the inner city area and braking processes before passing through towns are recognized as traffic disruptions and passed on to the customer ,
  • the object of the invention is to determine traffic situation information in such a way that the number of incorrect and / or irrelevant traffic situation information is further reduced and an accurate picture of the traffic situation is obtained.
  • At least the standard deviation ie the average deviation of the speed driven by the mobile detector from the average, is provided for the traffic situation assessment with the aid of mobile detectors To use the speed of the mobile detector on a route section and / or the downtimes on the route section traveled.
  • the processable data of the route sections or the road network, which are used to assess the traffic situation, are generated, for example, by a method as described in DE 100 52 109.
  • the following steps are carried out.
  • the average speed of a mobile detector is determined on at least one section of the route it travels.
  • the standard deviation of the speed traveled by the detector from the average speed or the average speed on the route section traveled and / or the sum of the downtimes of the mobile detector in relation to the travel time of the mobile detector on the route section is determined, the sum of the Travel times are preferably given in relation to the travel time.
  • the determined standard deviation of the section of the route traveled is compared as a function of the average speed on the section of the route traveled with at least one limit profile which is determined as a function of the standard deviation and the average speed.
  • a point is determined from the standard deviation and the average speed in a coordinate system formed from standard deviation and average speed, which lies, for example, in a region next to or on the at least one limit profile.
  • a comparison of the sum of the downtimes in relation to the travel time on the section of the route traveled can be carried out as a function of the average speed on the section of the route with at least one limit curve, which is determined in relation to the sum of the downtimes on the section of the route traveled and the average speed , be performed.
  • a coordinate system is also formed from the ratio of the sum of the downtimes to the travel time on the predefined route section and the average speed on the route section.
  • at least one course of the boundary is defined for the definition of traffic conditions and the coordinate point, which is formed from the sum of the downtimes at the travel time and the average speed, is described in the coordinate system.
  • the traffic situation on the route section is determined as a function of the comparison of the standard deviation as a function of the average speed and / or as a function of the comparison of the sum of the downtimes in relation to the travel time as a function of the average speed with the respective course of the border.
  • Each of the border profiles preferably defines the border between two traffic conditions.
  • limit curves can be provided both for the standard deviation as a function of the average speed and for the sum of the downtimes as a function of the average speed, which different traffic conditions, such as "traffic jam", “dense”, “tough flowing traffic” or Define "free”.
  • the border courses can have a so-called hysteresis, that is, depending on which traffic condition a change in the border course is based on, a different value or value course of the border course must be used.
  • An embodiment of the invention further provides that the boundary curves for defining the traffic conditions are determined depending on the type of road (highway, country road, etc.). However, there is also the option of specifying the limit curves depending on the route. Parameters such as curve radii, gradients etc. can play a role here.
  • the invention further provides in an embodiment of the invention that the boundary lines are defined as a function of the infrastructure (intersections, traffic lights, entrances and exits as well as the type of development on the route section, etc.). A time-dependent determination of the boundary curves is also possible, for example, other limits can be provided in rush hour traffic than on weekends.
  • a further development provides that the boundary lines are not determined statically, but dynamically. If a situation changes on a section of the route, the boundary lines are adapted to the respective situation.
  • a traffic situation is determined as a function of the average speed and / or depending on the sum of the downtimes as a function of the average speed, at least as a function of the permissible maximum speed on a section of the route.
  • Traffic on the highways and highways is preferably determined as a function of the standard deviation and on city streets as a function of the traffic situation as a function of the downtimes on the route sections.
  • traffic situation determinations depending on the standard deviation and downtimes are also conceivable.
  • Another embodiment of the invention provides that, depending on the infrastructure, a traffic situation is determined as a function of the average speed and / or depending on the sum of the downtimes as a function of the average speed depending on the standard deviation.
  • the acceleration behavior of the mobile detector is additionally used to determine the traffic situation. This has the advantage that a more precise distinction can be made between traffic light phases and a traffic jam on a section of the route.
  • the traffic situation can be determined both in a control center and in the mobile detector. If the determination takes place in the control center, the respective mobile detector sends at least its temporal position data to the control center, which can determine speeds therefrom. However, it can also be provided that the respective mobile detector additionally sends its speed data. If the traffic situation is determined directly by the mobile detector, one embodiment provides that the mobile detector receives data of an expected or current traffic situation and sends data of the traffic situation to the central office only when the traffic situation changes. There is also the possibility that the mobile detector does not transmit its data to the control center during the journey, but rather the data after the journey has ended be handed over. Such a method can be used, for example, in traffic route planning.
  • control center is designed to determine traffic situation information in such a way that it can carry out and / or carry out the method according to the invention. It has a data communication connection to the mobile detectors, via which it receives position data and possibly driving status data of the mobile detector.
  • the invention also relates to a terminal in a mobile detector, which contains at least one position determination device or is connected to it, and comprises a data processing device and a device for data exchange with a center, the terminal being designed to carry out the method according to the invention.
  • An embodiment of the terminal device provides that the terminal device determines its speed from its temporal position data.
  • the speed of the mobile detector can be obtained from a driving speed sensor or determined from driving state data.
  • the invention relates to a software program product which can be loaded directly into an internal memory of the central and / or the terminal of a mobile detector and comprises program steps with which the method steps are carried out and / or can be carried out in accordance with the method according to the invention if the program product is in the center and / or in the terminal is running.
  • the invention is described in more detail below using an exemplary embodiment.
  • the associated drawings show:
  • Fig. 1 a block diagram of a system for determining the traffic situation
  • Fig. 2 an example of the determination of the traffic situation using the
  • Standard deviation and Fig. 3 an example of determining the traffic situation over the sum of the
  • the terminal 1 a of a mobile detector 1 has a position determining device for determining the geographic coordinates of its current location, preferably a satellite-based detection device 2, a data processing device 6 and a device 4 for bidirectional data communication with a corresponding communication device of a control center 3.
  • a position determining device for determining the geographic coordinates of its current location, preferably a satellite-based detection device 2, a data processing device 6 and a device 4 for bidirectional data communication with a corresponding communication device of a control center 3.
  • the data communication link is communicated by the terminal 1 a to the center 3 via a point-to-point method and, in the simplest case, sends its time-recorded geographic coordinates to the center 3, which result from the change in the geographic coordinates of the mobile detector 1 with the aid of the method according to the invention determines the traffic situation on a route section and / or the travel times on the route section.
  • the terminal 1a in the data processing device 6 itself determines the speed of the mobile detector from the position data or receives it from a detection device and uses the method according to the invention to determine the traffic situation and as a function of predefined criteria, for example as a function of the comparison sends to the control center 3 with instantaneous and / or expected values with data of the route section in question, such as are generated, for example, by a method as shown in DE 100 52 109.
  • the data of the route sections or a determination network for the traffic situation are either stored in the data processing device 6 or are transmitted to the mobile detectors 1 via a communication method, for example depending on their position from the control center 3.
  • the traffic route network to be assessed which only contains the sections of the actual road network that appear relevant for a traffic situation assessment, is divided into three road types. These are the highways and highways with a very high speed limit, the country roads and the city streets with traffic lights and intersections.
  • the standard deviation ⁇ as a function of the average speed v m of the mobile detector 1 on the route section AB is used to assess the traffic situation on the motorways and highways.
  • the instantaneous speed Vj of the mobile detector 1 is recorded continuously or at defined time intervals or calculated from the temporal course of the position data on the route section AB, the average speed v m of the mobile detector 1 on the route section is determined therefrom and from this the standard deviation ⁇ of the mobile detector 1 driven speed v, determined from the average speed v m .
  • the standard deviation ⁇ is calculated according to the following formula:
  • n is the number of determined temporal positions of the mobile detector.
  • 3a shows the speed profiles v 4 v 5 for two journeys by mobile detectors 1 on a section AB of a city street.
  • the standstill component S at the travel time t on the route section AB during the travel at the speed v 5 is relatively large and the average speed v m is low.
  • the percentage of standstill S as a function of the average speed v m is compared with the limit curves G1 and G3 (Fig. 3b), it can be seen that the section of the route was jammed. In contrast, the section of the route was free while driving at speed v 4 .
  • the standard deviation can be considered as an additional criterion when determining traffic conditions on city streets.
  • a traffic situation determination should preferably be carried out via the standard deviation of the speed Vj driven by the mobile detector from the average speed v m , both the number of limit courses G and their course compared to a traffic situation determination on motorways and Highways can be different. Furthermore, it can be provided that the traffic in the opposite direction of travel, that is to say the traffic situation on the opposite lane and / or the acceleration of the mobile detector 1, is taken into account. It is also possible to take into account the standstill percentage, especially in the border areas of two traffic conditions.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Ermittlung von Verkehrslageinformationen innerhalb eines Verkehrsnetzes mit Hilfe von mobilen Detektoren (1), insbesondere Fahrzeugen einer Stichprobenflotte beschrieben. Gemäss der Erfindung werden als Informationen zur Ermittlung der Verkehrslage zumindest die Standardabweichung sigma der vom mobilen Detektor (1) gefahrenen Geschwindigkeit (vi) von der mittleren Geschwindigkeit (vm) des mobilen Detektors (1) auf einem Streckenabschnitt (A - B) und/oder die Summe (S) der Stillstandszeiten auf dem Streckenabschnitt (A - B) verwendet.

Description

Verfahren zur Ermittlung von Verkehrslageinformationen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Verkehrslageinformationen innerhalb eines Verkehrsnetzes mit Hilfe von mobilen Detektoren, insbesondere Fahrzeugen einer Stichprobenflotte, die ein Endgerät aufweisen, eine Zentrale zur Ermittlung von Verkehrslageinformationen innerhalb eines Verkehrsnetzes, die zumindest von einem mobilen Detektor Daten seiner geographischen Position erhält, ein Endgerät in einem mobilen Detektor, das zumindest eine Positionsbestimmungseinrichtung beinhaltet oder mit dieser verbunden ist, und eine Datenverarbeitungseinrichtung und eine Einrichtung zum Datenaustausch mit der Zentrale umfasst, sowie ein Softwareprogrammprodukt, das direkt in einen internen Speicher einer Zentrale und/oder des Endgerätes eines mobilen Detektors ladbar ist.
Die Erfassung und Beschreibung der Verkehrslage ist eine wesentliche Aufgabe im Bereich der Verkehrstelematik, die beispielsweise das Ziel hat, Verkehrsteilnehmer über Situationen mit Verkehrsbehinderungen zu informieren und diese Situationen zu entzerren und gegebenenfalls durch entsprechende vorausschauende Umlenkung von Verkehrsteilnehmern auf weniger belastete Strecken zu vermeiden. Eine andere Aufgabe besteht in der Ermittlung von Informationen für die Verkehrs- und Strassennetzplanung.
Es sind verschiedenste Lösungen zur Ermittlung von Verkehrsinformationen bekannt. So ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 08 486 ein Verfahren zur Ermittlung von Verkehrslage- oder Strassenzustandsdaten bekannt, bei dem einzelne als „Floating cars" bezeichnete Stichprobenfahrzeuge vorbestimmte Fahrzeugdaten und dazugehörige Positionsdaten an eine Verkehrszentrale übermitteln. Die Verkehrszentrale ermittelt über die empfangenen Daten anhand bestimmter Algorithmen die Verkehrslage.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 195 21 919 A1 schlägt ein Verfahren zur Vermittlung von Verkehrslageinformationen vor, bei dem die erfassten Fahrzeug- und Positionsdaten bereits in dem als Detektor arbeitenden Fahrzeug mindestens einer vorgegebenen Klasse von Fahrzeug- und Positionsdaten, die einem bestimmten typischen Fahrzeugverhalten entsprechen, zugeordnet werden. Diese Klassen werden als Fahrzeugverhaltensmuster bezeichnet. Das zugeordnete Fahrzeugverhaltensmuster wird mit den Positionsdaten des Fahrzeuges mindestens teilweise in kodierter Form an die Verkehrszentrale übergeben. In der EP 789 341 A1 wird weiterhin vorgeschlagen, zur Ermittlung von Verkehrslageinformationen im Endgerät des mobilen Detektors als Fahrzeugdaten die Geschwindigkeit des Fahrzeuges heranzuziehen, indem diese fortlaufend erfasst und im Endgerät im Vergleich zu einer als Referenz im Detektor bekannten Grenzgeschwindigkeit ausgewertet wird, um bei Unterschreiten dieser Grenzgeschwindigkeit eine unterhalb des Schwellenwertes liegende Verkehrszustandsänderung zu erkennen. Das sich daraufhin im Auswertezustand t0 befindliche Endgerät überprüft nun die erfassten Geschwindigkeitswerte im Vergleich zur Grenzgeschwindigkeit und interpretiert nach Durchlaufen einer Zeit t0 + t-, den Verkehrszustand auf dem Streckenabschnitt insgesamt als Verkehrsstörung, wenn der mobile Detektor mit einer geringeren Geschwindigkeit gefahren ist, als die hinterlegte Grenzgeschwindigkeit. Wurde vom Endgerät ein Verkehrszustand als gestört analysiert, wird ein entsprechendes Datentelegramm erzeugt und über ein Mobilfunknetz an die Verkehrszentrale übermittelt.
Der Nachteil der vorbekannten Verfahren liegt vor allem darin, dass eine Grosse Anzahl von fehlerhaften und/oder nicht relevanten Meldungen generiert wird, insbesondere längere Haltestopps vor Lichtsignalanlagen, Schranken etc. im innerstädtischen Bereich sowie Abbremsvorgänge vor Ortsdurchfahrten werden als Verkehrsstörungen erkannt und an den Kunden weitergegeben.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Ermittlung von Verkehrslageinformationen so durchzuführen, dass die Anzahl der falschen und/oder nicht relevanten Verkehrslageinformationen weiter reduziert wird und ein genaues Bild der Verkehrslage erhalten wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 , 18, 21 und 24 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Gemass der Erfindung ist vorgesehen, zur Verkehrslagebeurteilung mit Hilfe von mobilen Detektoren zumindest die Standardabweichung, d.h. die durchschnittliche Abweichung der vom mobilen Detektor gefahrenen Geschwindigkeit von der mittleren Geschwindigkeit des mobilen Detektors auf einem Streckenabschnitt und/oder die Stillstandszeiten auf dem befahrenen Streckenabschnitt zu verwenden.
Die verarbeitbaren Daten der Streckenabschnitte bzw. das Strassennetz, welche zur Verkehrslagebeurteilung herangezogen werden, werden dabei beispielsweise nach einem Verfahren, wie es in der DE 100 52 109 beschrieben wird, erzeugt.
Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden dabei folgende Schritte durchgeführt. In einem vorzugsweise ersten Verfahrensschritt, wird die mittlere Geschwindigkeit eines mobilen Detektors auf mindestens einem von ihm befahrenen Streckenabschnitt ermittelt. Zusätzlich erfolgt die Ermittlung der Standardabweichung der vom Detektor gefahrenen Geschwindigkeit von der mittleren Geschwindigkeit bzw. der Durchschnittsgeschwindigkeit auf dem befahrenen Streckenabschnitt und/oder der Summe der Stillstandszeiten des mobilen Detektors in Bezug zu der Reisezeit des mobilen Detektors auf dem Streckenabschnitt, dabei wird die Summe der Reisezeiten vorzugsweise im Verhältnis zur Reisezeit angegeben.
Die ermittelte Standardabweichung des befahrenen Streckenabschnittes wird als Funktion der mittleren Geschwindigkeit auf dem befahrenen Streckenabschnitt mit mindestens einem Grenzverlauf, der in Abhängigkeit von der Standardabweichung und der mittleren Geschwindigkeit festgelegt wird, verglichen. Mit anderen Worten es wird aus der Standardabweichung und der mittleren Geschwindigkeit ein Punkt in einem aus Standardabweichung und mittleren Geschwindigkeit gebildeten Koordinatensystem festgelegt, der beispielsweise in einem Bereich neben oder auf dem mindestens einen Grenzverlauf liegt.
Zusätzlich oder alleinig kann ein Vergleich der Summe der Stillstandszeiten im Verhältnis zur Reisezeit auf dem befahrenen Streckenabschnitt als Funktion der mittleren Geschwindigkeit auf dem Streckenabschnitt mit mindestens einem .Grenzverlauf, der in Bezug auf die Summe der Stillstandszeiten auf dem befahrenen Streckenabschnitt und der mittleren Geschwindigkeit festgelegt wird, durchgeführt werden. Mit anderen Worten, es wird ebenfalls ein Koordinatensystem aus dem Verhältnis der Summe der Stillstandszeiten zu der Reisezeit auf dem vordefinierten Streckenabschnitt und der mittleren Geschwindigkeit auf dem Streckenabschnitt gebildet. In diesem Koordinatensystem wird mindestens ein Grenzverlauf zur Definition von Verkehrszuständen bestimmt und der Koordinatenpunkt, der aus der Summe der Stillstandszeiten zur Reisezeit und der mittleren Geschwindigkeit gebildet wird, im Koordinatensystem beschrieben. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt die Ermittlung der Verkehrslage auf dem Streckenabschnitt in Abhängigkeit des Vergleiches der Standardabweichung als Funktion der mittleren Geschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit des Vergleiches der Summe der Stillstandszeiten im Verhältnis zur Reisezeit als Funktion der mittleren Geschwindigkeit mit dem jeweiligen Grenzverlauf. Dabei definiert jeder der Grenzverläufe vorzugsweise die Grenze zwischen zwei Verkehrszuständen.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung können sowohl für die Standardabweichung als Funktion der mittleren Geschwindigkeit als auch für die Summe der Stillstandszeiten als Funktion der mittleren Geschwindigkeit mehrere Grenzverläufe vorgesehen sein, die unterschiedliche Verkehrszustände, wie „Stau", „Dicht", „Zäh fliessender Verkehr" oder „Frei", definieren.
Um sogenannte Pendelvorgänge um einen Grenzverlauf zu vermeiden, können die Grenzverläufe eine sogenannte Hysterese aufweisen, das heisst, abhängig davon, von welchem Verkehrszustand eine Änderung am Grenzverlauf ausgeht, ist ein anderer Wert bzw. Werteverlauf des Grenzverlaufes zu verwenden.
Eine Ausbildung der Erfindung sieht weiterhin vor, dass die Grenzverläufe zur Definition der Verkehrszustände in Abhängigkeit des Strassentyps (Autobahn, Landstrasse usw.) festgelegt werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Grenzverläufe streckenabhängig festzulegen. Hier können solche Parameter, wie Kurvenradien, Steigungen usw. eine Rolle spielen.
Die Erfindung sieht weiterhin in einer Ausbildung der Erfindung vor, dass die Grenzverläufe in Abhängigkeit der Infrastruktur (Kreuzungen, Ampeln, Ein- und Ausfahrten sowie der Art der Bebauung am Streckenabschnitt usw.) definiert werden. Auch eine zeitabhängige Festlegung der Grenzverläufe ist möglich, so können zum Beispiel im Berufsverkehr andere Grenzen vorgesehen sein, als am Wochenende. Eine Weiterbildung sieht dabei vor, dass die Grenzverläufe nicht statisch, sondern dynamisch festgelegt werden, ändert sich eine Situation auf einem Streckenabschnitt, werden die Grenzverläufe der jeweiligen Situation angepasst.
Gemass einer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest in Abhängigkeit der zulässigen Höchstgeschwindigkeit auf einem Streckenabschnitt eine Verkehrslagebestimmung in Abhängigkeit der Standardabweichung als Funktion der mittleren Geschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit der Summe der Stillstandszeiten als Funktion der mittleren Geschwindigkeit erfolgt. So erfolgt vorzugsweise auf Autobahnen und Highways eine Verkehrslageermittlung in Abhängigkeit der Standardabweichung und auf Stadtstrassen eine Verkehrslageermittlung in Abhängigkeit der Stillstandszeiten auf den Streckenabschnitten. Es sind jedoch auch Verkehrslageermittlungen in Abhängigkeit der Standardabweichung und der Stillstandszeiten denkbar.
Eine andere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest Infrastruktur abhängig eine Verkehrslageermittlung in Abhängigkeit der Standardabweichung als Funktion der mittleren Geschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit der Summe der Stillstandszeiten als Funktion der mittleren Geschwindigkeit erfolgt.
Ausserdem kann vorgesehen sein, dass zur Verkehrslageermittlung zusätzlich das Beschleunigungsverhalten des mobilen Detektors herangezogen wird. Dies hat den Vorteil, dass eine genauere Unterscheidung zwischen Ampelphasen und einem Stau auf einem Streckenabschnitt unterschieden werden kann..
Gemass der Erfindung kann die Verkehrslageermittlung sowohl in einer Zentrale als auch im mobilen Detektor durchgeführt werden. Erfolgt die Ermittlung in der Zentrale, sendet der jeweilige mobile Detektor zumindest seine zeitliche Positionsdaten an die Zentrale, die daraus Geschwindigkeiten ermitteln kann. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der jeweilige mobile Detektor zusätzlich seine Geschwindigkeitsdaten sendet. Wird die Verkehrslage direkt vom mobilen Detektor ermittelt, sieht eine Ausführung vor, dass der mobile Detektor Daten einer erwarteten oder derzeitigen Verkehrslage erhält, und nur bei Änderung der Verkehrslage Daten der Verkehrslage an die Zentrale sendet. Dabei besteht auch die Möglichkeit, dass der mobile Detektor seine Daten nicht während der Fahrt an die Zentrale übermittelt, sondern die Daten nach Beendigung der Fahrt übergeben werden. Ein solches Verfahren kann beispielsweise bei der Verkehrswegeplanung eingesetzt werden.
Gemass der Erfindung ist die Zentrale zur Ermittlung von Verkehrslageinformationen derart ausgebildet, dass sie das erfindungsgemässe Verfahren durchführen kann und/oder durchführt. Sie weist eine Datenkommunikationsverbindung zu den mobilen Detektoren auf, über welche sie Positionsdaten und eventuell Fahrzustandsdaten des mobilen Detektors erhält.
Die Erfindung betrifft ausserdem ein Endgerät in einem mobilen Detektor, das zumindest eine Positionsbestimmungseinrichtung beinhaltet oder mit dieser verbunden ist, und eine Datenverarbeitungseinrichtung und eine Einrichtung zum Datenaustausch mit einer Zentrale umfasst, wobei das Endgerät zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ausgebildet ist.
Eine Ausbildung des Endgerätes sieht vor, dass das Endgerät seine Geschwindigkeit aus seinen zeitlichen Positionsdaten ermittelt. Es kann jedoch die Geschwindigkeit des mobilen Detektors von einem Fahrgeschwindigkeitssensor erhalten oder aus Fahrzustandsdaten ermitteln.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Softwareprogrammprodukt, das direkt in einen internen Speicher der Zentrale und/oder des Endgerätes eines mobilen Detektors ladbar ist und Programmschritte umfasst, mit denen die Verfahrensschritte gemass dem erfindungsgemässen Verfahrens durchgeführt werden und/oder ausführbar sind, wenn das Programmprodukt in der Zentrale und/oder im Endgerät läuft. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 : ein Blockschaltbild eines Systems zur Ermittlung der Verkehrslage
Fig. 2: ein Beispiel der Ermittlung der Verkehrslage mit Hilfe der
Standardabweichung und Fig. 3: ein Beispiel der Ermittlung der Verkehrslage über die Summe der
Stillstandszeiten.
In Fig. 1 ist ein System zur Erfassung von Verkehrslageinformationen auf einer von mindestens einem mobilen Detektor 1 , insbesondere einem Fahrzeug einer Stichprobenflotte, befahrenen Route dargestellt. Das Endgerät 1a eines mobilen Detektors 1 , weist eine Positionsbestimmungseinrichtung zur Ermittlung der geographischen Koordinaten seines momentanen Standortes, vorzugsweise eine Satelliten gestützte Erfassungseinrichtung 2, eine Datenverarbeitungseinrichtung 6 und eine Einrichtung 4 zur bidirektionalen Datenkommunikation mit einer entsprechenden Kommunikationseinrichtung einer Zentrale 3 auf. Über diese
Datenkommunikationsstrecke kommuniziert das Endgerät 1a über ein Point-to-Point- Verfahren mit der Zentrale 3 und sendet im einfachsten Fall seine zeitlich erfassten geographischen Koordinaten an die Zentrale 3, die aus der zeitlichen Änderung der geographischen Koordinaten des mobilen Detektors 1 mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens die Verkehrslage auf einem Streckenabschnitt und/oder die Reisezeiten auf dem Streckenabschnitt ermittelt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das Endgerät 1a in der Datenverarbeitungseinrichtung 6 selbst aus den Positionsdaten, die Geschwindigkeit des mobilen Detektors ermittelt oder von einer Erfassungseinrichtung erhält und mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens die Verkehrslage ermittelt und in Abhängigkeit vordefinierter Kriterien, beispielsweise in Abhängigkeit des Vergleiches mit momentanen und/oder Erwartungswerten mit Daten des betreffenden Streckenabschnittes, wie sie beispielsweise nach einem Verfahren, wie es in der DE 100 52 109 dargestellt ist, erzeugt werden, an die Zentrale 3 sendet. Die Daten der Streckenabschnitte bzw. eines Ermittlungsnetzes für die Verkehrslage sind entweder in der Datenverarbeitungseinrichtung 6 abgelegt oder werden den mobilen Detektoren 1 über eine Kommunikationsverfahren, beispielsweise in Abhängigkeit ihrer Position von der Zentrale 3 übertragen.
Nachfolgend wird über die Fig. 2 bis 3 das erfindungsgemässe Verfahren anhand eines konkreten Beispiels näher erläutert. Bei diesem Beispiel wird das zu beurteilende Verkehrswegenetz, das nur die Streckenabschnitte des tatsächlichen Strassennetzes beinhaltet, die für eine Verkehrslagebeurteilung relevant erscheinen, in drei Strassentypen unterteilt. Dies sind einmal die Autobahnen und Highways mit einer sehr hohen zulässigen Höchstgeschwindigkeit, die Landstrassen und die Stadtstrassen mit Lichtsignalanlagen und Kreuzungen.
Zur Verkehrslagebeurteilung auf den Autobahnen und Highways wird im Ausführungsbeispiel die Standardabweichung σ als Funktion der mittleren Geschwindigkeit vm des mobilen Detektors 1 auf dem Streckenabschnitt A-B herangezogen. Dazu wird die momentane Geschwindigkeit Vj des mobilen Detektors 1 kontinuierlich oder in definierten Zeitabständen erfasst oder aus dem zeitlichen Verlauf der Positionsdaten auf dem Streckenabschnitt A-B errechnet, daraus die mittlere Geschwindigkeit vm des mobilen Detektors 1 auf dem Streckenabschnitt ermittelt und daraus die Standardabweichung σ der vom mobilen Detektor 1 gefahrenen Geschwindigkeit v, von der mittleren Geschwindigkeit vm ermittelt. Die Standardabweichung σ berechnet sich dabei gemass folgender Formel:
Figure imgf000010_0001
wobei n die Anzahl der ermittelten zeitlichen Positionen des mobilen Detektors ist.
Fig. 2a zeigt mehrere Verläufe der Geschwindigkeit v, und der mittleren Geschwindigkeit vm auf dem Streckenabschnitt A-B für unterschiedliche Verkehrszustände. Errechnet man nun für jeden der Geschwindigkeitsverläufe v, v2, v3 die Standardabweichung σ als Funktion der mittleren Geschwindigkeit vm und vergleicht sie mit verschiedenen Grenzverläufen G1 , G2, G3, die unterschiedliche Verkehrszustände auf dem Streckenabschnitt A-B definieren, erhält man die Verkehrslage während der Fahrt des mobilen Detektors 1 auf dem Streckenabschnitt. Während der Fahrt auf dem Streckenabschnitt mit der Geschwindigkeit v1 war die mittlere Geschwindigkeit vm1 relativ gering, die Standardabweichung σ jedoch aufgrund eines Stop-and-go-Verhaltens des mobilen Detektors 1 jedoch sehr gross, es wir ein „Stau" erkannt. Die Fahrt mit der Geschwindigkeit v2 zeigt eine mittlere Geschwindigkeit vm von ca.80 km/h mit einer geringeren Standardabweichung σ. Es wird dichter V. Die Fahrt Verkehr erkannt. Die Fahrt mit der Geschwindigkeit v3 zeigt eine hohe mittlere Geschwindigkeit vm mit einer geringen Standardabweichung σ. Der Streckenabschnitt A-B ist frei. Zur Vermeidung von Pendelvorgängen bei der Erkennung der Verkehrslage zwischen zwei Verkehrszuständen wurde hier zusätzlich für jeden Grenzverlauf eine Hysterese H eingeführt.
Bei der Verkehrslageermittlung auf Stadtstrassen besteht das Problem, dass die Lichtsignalanlagen ein starkes Stop-and-go-Verhalten bedingen, dass von tatsächlichen Staus unterschieden werden muss. Aus diesem Grund ist es auf Stadtsrassen sinnvoll, eine Verkehrslageerfassung mit Hilfe der Summe der Stillstandszeiten auf einem Streckenabschnitt durchzuführen. Fig. 3a zeigt die Geschwindigkeitsverläufe v4 v5 für zwei Fahrten von mobilen Detektoren 1 auf einem Streckenabschnitt A-B einer Stadtstrasse. Wie zu erkennen ist, ist der Stillstandsanteil S zur Fahrzeit t auf dem Streckenabschnitt A-B während der Fahrt mit der Geschwindigkeit v5 relativ gross und die mittlere Geschwindigkeit vm gering. Wird nun der prozentualen Stillstandsanteil S als Funktion der mittleren Geschwindigkeit vm mit den Grenzverläufen G1 und G3 (Fig.3b) verglichen, ist festzustellen, dass der Streckenabschnitt gestaut war. Dagegen war während der Fahrt mit der Geschwindigkeit v4 der Streckenabschnitt frei. Gegebenenfalls kann bei der Verkehrslageermittlung auf Stadtstrassen die Standardabweichung als zusätzliches Kriterium betrachtet werden.
Auf Landstrassen mit einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit bis 100km/h sollte vorzugsweise eine Verkehrslageermittlung über die Standardabweichung der vom mobilen Detektor gefahrenen Geschwindigkeit Vj von der mittleren Geschwindigkeit vm durchgeführt werden, wobei sowohl die Anzahl der Grenzverläufe G als auch ihr Verlauf gegenüber einer Verkehrslageermittlung auf Autobahnen und Highways unterschiedlich sein kann. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass der Verkehr in entgegengesetzter Fahrtrichtung, dass heisst die Verkehrslage auf der Gegenspur und/oder die Beschleunigung des mobilen Detektors 1 berücksichtigt wird. Ausserdem ist möglich, den Stillstandsanteil, insbesondere in Grenzbereichen zweier Verkehrszustände zu berücksichtigen.

Claims

PATE N TA N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Ermittlung von Verkehrslageinformationen innerhalb eines Verkehrsnetzes mit Hilfe von mobilen Detektoren (1), insbesondere Fahrzeugen einer Stichprobenflotte, die ein Endgerät (1a) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass als Informationen zur Ermittlung der Verkehrslage zumindest die Standardabweichung (σ) der vom mobilen Detektor (1) gefahrenen Geschwindigkeit (Vj) von der mittleren Geschwindigkeit (v des mobilen Detektors (1) auf einem Streckenabschnitt (A-B) und/oder die Summe (S) der Stillstandszeiten auf dem befahrenen Streckenabschnitt (A-B) verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte durchgeführt werden:
Ermittlung der mittleren Geschwindigkeit (vm) mindestens eines mobilen Detektors (1) auf mindestens einem von ihm befahrenen Streckenabschnitt (A-B), Ermittlung der Standardabweichung (σ) der vom mobilen Detektor (1) gefahrenen Geschwindigkeit (Vj) von der mittleren Geschwindigkeit (vm) auf dem befahrenen Streckenabschnitt (A-B) und/oder der Summe (S) Stillstandszeiten des mobilen Detektors (1) auf dem befahrenen Streckenabschnitt (A-B). - Vergleich der Standardabweichung (σ) als Funktion der mittleren Geschwindigkeit (vm) auf dem befahrenen Streckenabschnitt (A-B) mit mindestens einem Grenzverlauf (G), der in Abhängigkeit von Standardabweichung (σ) und mittlerer Geschwindigkeit (vm) festgelegt wird und/oder
Vergleich der Summe (S) der Stillstandszeiten auf dem befahrenen Streckenabschnitt (A-B) als Funktion der mittleren Geschwindigkeit (vm) auf dem befahrenen Streckenabschnitt (A-B) mit mindestens einem Grenzverlauf (G), der in Abhängigkeit von der Summe (S) der Stillstandszeiten auf dem befahrenen Streckenabschnitt (A-B) und der mittleren Geschwindigkeit (vm) auf den Streckenabschnitt (A-B) festgelegt wird.
Ermittlung eines Verkehrslagezustandes in Abhängigkeit des Vergleiches der Standardabweichung (σ) als Funktion der mittleren Geschwindigkeit (vm) mit dem mindestens einen Grenzverlauf (G), der in Abhängigkeit von Standardabweichung (σ) und mittlerer Geschwindigkeit (vm) festgelegt ist und/oder
Ermittlung eines Verkehrslagezustandes in Abhängigkeit des Vergleiches der Summe (S) der Stillstandszeiten als Funktion der mittleren Geschwindigkeit (vm) mit dem mindestens einen Grenzverlauf (G), der in Abhängigkeit von der Summe (S) der Stillstandszeiten und der mittleren Geschwindigkeit (vm) auf dem Streckenabschnitt (A-B) festgelegt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzverläufe (G) die Grenze zwischen zwei Verkehrszuständen definieren.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Grenzverläufe (G), die in Abhängigkeit von Standardabweichung (σ) und mittlerer Geschwindigkeit (vm) auf einem Streckenabschnitt (A-B) festgelegt werden, vorgesehen sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Grenzverläufe (G), die in Abhängigkeit der Summe (S) der Stillstandszeiten auf dem befahrenen Streckenabschnitt (A-B) und der mittleren Geschwindigkeit (vm) auf dem Streckenabschnitt (A-B) festgelegt werden, vorgesehen sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Grenzverläufe (G) eine Hysterese (H) aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dass die Grenzverläufe (G) zur Definition der Verkehrszustände in Abhängigkeit des Strassentyps festgelegt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzverläufe (G) streckenabhängig festgelegt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzverläufe (G) Infrastruktur abhängig festgelegt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzverläufe (G) zeitabhängig festgelegt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzverläufe (G) veränderbar sind.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in Abhängigkeit der zulässigen Höchstgeschwindigkeit auf einem Streckenabschnitt (A-B) eine Verkehrslageermittlung in Abhängigkeit der Standardabweichung (σ) als Funktion der mittleren Geschwindigkeit (vm) und/oder in Abhängigkeit der Summe (S) der Stillstandszeiten als Funktion der mittleren Geschwindigkeit (vm) erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Infrastruktur abhängig eine Verkehrslageermittlung in Abhängigkeit der Standardabweichung (σ) als Funktion der mittleren Geschwindigkeit (vm) und/oder in Abhängigkeit der Summe (S) der Stillstandszeiten als Funktion der mittleren Geschwindigkeit (vm) auf einem Streckenabschnitt (A-B) erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verkehrslageermittlung zusätzlich das Beschleunigungsverhalten des mobilen Detektors (1) herangezogen wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrslageermittlung in einer Zentrale (3) durchgeführt wird, die zumindest zeitliche Daten der Position des mindestens einen mobilen Detektors (1) erhält.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verkehrslageermittlung im Endgerät (1a) des mobilen Detektors (1) durchgeführt wird und Daten der Verkehrslage an eine Zentrale (3) gesendet und/oder an diese übergeben werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (3) dem mobilen Detektor (1) Daten einer erwarteten Verkehrslage sendet und der mobile Detektor (1) im wesentlichen nur bei Änderung der erwarteten Verkehrslage Daten der ermittelten Verkehrslage an die Zentrale (3) übermittelt.
18. Zentrale zur Ermittlung von Verkehrslageinformationen innerhalb eines Verkehrsnetzes, die zumindest von einem mobilen Detektor (1) Daten seiner geographischen Position erhält, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (3) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet ist.
19. Zentrale nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (3) vom mobilen Detektor (1) zeitliche Daten seiner geographischen Position erhält.
20. Zentrale nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrale (3) Fahrzustandsdaten des mobilen Detektors (1), zumindest die momentane Geschwindigkeit (VJ) erhält.
21. Endgerät in einem mobilen Detektor, das zumindest eine Positionsbestimmungseinrichtung (2) beinhaltet oder mit dieser verbunden ist, und eine Datenverarbeitungseinrichtung (6) und eine Einrichtung (4) zum Datenaustausch mit der Zentrale (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät (1a) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet ist.
22. Endgerät nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät (1a) die Geschwindigkeit (VJ) des mobilen Detektors (1) aus seinen zeitlichen Positionsdaten ermittelt.
23. Endgerät nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät (1a) die Geschwindigkeit (vi) des mobilen Detektors (1) von einem Fahrgeschwindigkeitssensor erhält oder aus Fahrzustandsdaten ermittelt.
4. Softwareprogrammprodukt, das direkt in einen internen Speicher der Zentrale (3) und/oder des Endgerätes (1a) eines mobilen Detektors (1) ladbar ist und Programmabschnitte umfasst, mit denen die Verfahrensschritte gemass einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgeführt werden und/oder ausführbar sind, wenn das Programmprodukt in der Zentrale (3) und/oder im Endgerät (1) läuft.
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