AT15945U2 - Verfahren zur Ermittlung und/oder Schätzung einer wegbezogenen Eigenschaft, die die Fortbewegung auf dem Weg beeinflusst - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung und/oder Schätzung einer wegbezogenen Eigenschaft, die die Fortbewegung auf dem Weg beeinflusst Download PDF

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AT15945U2 ATGM50060/2018U AT500602018U AT15945U2 AT 15945 U2 AT15945 U2 AT 15945U2 AT 500602018 U AT500602018 U AT 500602018U AT 15945 U2 AT15945 U2 AT 15945U2
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung und/oder Schätzung einer wegbezogenen Eigenschaft, die die Fortbewegung, insbesondere das Fahrverhalten auf dem Weg (1) beeinflusst, gekennzeichnet durch zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, der Schritte (a) bis (d): (a) Bereitstellen von ersten Daten (d1), die mittels Sensoren (3) durch direkte oder indirekte Interaktion mit dem Weg (1) und/oder mittels in Fahrzeugen (2) und/oder in Bekleidungsstücken und/oder in Sportgeräten integrierten Sensoren (3) und/oder mittels entlang des Weges (1) angeordneten Sensoren (13) gewonnen werden, (b) Bereitstellen von zweiten Daten (d2), wobei die zweiten Daten (d2) meteorologische Daten sind, (c) Bereitstellen von dritten Daten (d3), die durch eine Straßenverwaltung (7), insbesondere durch Räum- und/oder Streufahrzeuge (6), bereitgestellt werden; (d) Bereitstellen von vierten Daten (d4), wobei die vierten Daten (d4) Informationen über den baulichen Zustand, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, das Material, das Alter und/oder die Abnützung des Weges (1) umfassen; vorzugsweise zumindest durch die Schritte (a) und (b), sowie gekennzeichnet durch den Schritt: (e) Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft unter Berücksichtigung von Daten, die in einem Schritt der Schritte (a) bis (d) bereitgestellt werden, vorzugsweise von den ersten Daten (d1), und von Daten, die in einem anderen Schritt der Schritte (a) bis (d) bereitgestellt werden, vorzugsweise von den zweiten Daten (d2).

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung und/oder Schätzung einer wegbezogenen, insbesondere fahrwegbezogenen Eigenschaft, die die Fortbewegung, insbesondere das Fahrverhalten auf dem Weg beeinflusst, wobei vorzugsweise die wegbezogene Eigenschaft ein Maß für die Haftung, insbesondere der Reibwert, oder eine davon abgeleitete Größe ist.
[0002] Verkehrsteilnahme - sowohl im üblichen Sinn (z.B. Straßenfahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Fußgänger) als auch zu Zwecken des Sports (z.B. Radfahren, Skifahren, Rodeln) - bedingt stets das Abschätzen einer optimal möglichen Geschwindigkeit auf Basis des Untergrundzustandes, um Stabilität und Sicherheit zu gewährleisten. Die Geschwindigkeit soll meist so hoch wie möglich sein, muss aber gleichzeitig noch genug Sicherheitsreserve beinhalten, um bei zusätzlichen Beschleunigungen, wie Kurven oder Bremsmanövern, der Gefahr des Rutschens zuvorzukommen. Dafür ist der maximal erreichbare Reibwert μ zwischen Reibfläche und Untergrund entscheidend. Aber auch die Fahrbahntemperatur, die Oberflächenbeschaffenheit und der jeweilige fahrwegzustand (trocken - nass - Schneefahrbahn - Glatteis) können als fahrwegbezogene Eigenschaften bzw. Größen herangezogen werden.
[0003] Ein weiterer Aspekt ist darin zu sehen, dass der wetterabhängige wie auch der bauliche Zustand des (Fahr)Weges stark orts- und zeitabhängig sind und somit lokal zu bewerten sind, wenn man sich nicht mit wagen Aussagen begnügen will.
[0004] Den Verkehrsteilnehmern ist mitunter nicht bewusst, in welchen Gefahrensituationen sie sich befinden bzw. unvermittelt eintreten (z.B. einem Übergang von einer nassen Fahrbahn zu einer Eisfahrbahn). Die Folge sind nicht selten schwere Unfälle, die jedoch bei angepasster Geschwindigkeit zu vermeiden gewesen wären.
[0005] Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine umfassende Informationsgrundlage zu schaffen, anhand derer eine zuverlässige, lokale und/oder zeitlich vorhersagbare Beurteilung der (Fahr)Wegverhältnisse ermöglicht wird. In einer bevorzugten Ausführungsform soll der Verkehrsteilnehmer direkt informiert bzw. gewarnt werden, wenn kritische Weg- bzw. Fahrbahnbedingungen vorliegen oder vorhergesagt werden.
[0006] Diese Aufgabe wird gelöst mit einem eingangs erwähnten Verfahren durch zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, der Schritte (a) bis (d):
[0007] (a) Bereitstellen von ersten Daten, die mittels Sensoren durch direkte oder indirekte Interaktion mit dem Weg und/oder mittels in Fahrzeugen und/oder in Bekleidungsstücken und/oder in Sportgeräten integrierten Sensoren und/oder mittels entlang des Weges angeordneten Sensoren gewonnen werden, [0008] (b) Bereitstellen von zweiten Daten, wobei die zweiten Daten meteorologische Daten sind, die vorzugsweise unabhängig von den ersten Daten durch Messungen und/oder Analysen und/oder Vorhersagen gewonnen werden, [0009] (c) Bereitstellen von dritten Daten, die durch eine Straßen Verwaltung - oder einen Server der Straßenverwaltung -, insbesondere durch Räum- und/oder Streufahrzeuge, bereitgestellt werden, wobei vorzugsweise die dritten Daten, Informationen über zeit- und/oder positionsabhängige Räum- und Streuaktivitäten umfassen;
[0010] (d) Bereitstellen von vierten Daten, wobei die vierten Daten Informationen über den baulichen Zustand, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, das Material, das Alter und/oder die Abnützung des Weges umfassen;
[0011] vorzugsweise zumindest durch die Schritte (a) und (b), sowie gekennzeichnet durch den Schritt:
[0012] (e) Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft unter Berücksichtigung der Daten, die in einem Schritt der Schritte (a) bis (d) bereitgestellt werden, vorzugsweise der ersten Daten, und Daten, die in einem anderen Schritt der Schritte (a) bis (d) bereitgestellt /19
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Patentamt werden, vorzugsweise der zweiten Daten.
[0013] Durch die erfindungsgemäße Maßnahme werden zumindest zwei voneinander unabhängige Datenquellen - vorzugsweise die ersten Daten und die zweiten Daten - verwendet, um die wegbezogene Eigenschaft bzw. Größe zu ermitteln/schätzen. Die ersten, zweiten, dritten und/ oder vierten Daten werden auf verschiedene Art und Weise und unabhängig voneinander gewonnen. Während die ersten Daten mittels Sensoren im unmittelbaren Bereich des Weges, z.B. der Fahrbahn (Fahrzeugsensoren bzw. Fahrbahnsensoren), erhalten werden, sind die zweiten Daten Wetterdaten, die insbesondere mittels einer Vielzahl von Wetterstationen und/oder Fernerkundungsdaten (insbesondere Satellitenbilder, Radardaten) gewonnen werden. Die Unabhängigkeit der zweiten Daten von den ersten Daten ermöglicht eine zuverlässigere Ermittlung der wegbezogenen Größe, insbesondere wenn es sich um die Haftungsbedingungen bzw. den Reibwert handelt. Die ersten Daten und zweiten Daten können z.B. mit einer bestimmten Gewichtung in das Endergebnis einfließen. Die zweiten Daten können auch als Kontrolle für die Plausibilität der aus den ersten Daten gewonnenen Ergebnisse dienen. Schließlich können die ersten Daten und zweiten Daten bei Fehlen der jeweils anderen Daten, verwendet werden, um die Ermittlung/Schätzung weiterzuführen, insbesondere die wegbezogene Eigenschaft/Größe in zeitlicher und/oder räumlicher Erstreckung zu interpolieren und/oder zu extrapolieren und/oder durch meteorologische Prognosemodelle vorherzusagen. Dasselbe gilt für die optionale Einbeziehung der dritten und/oder vierten Daten.
[0014] Unter dem Begriff wegbezogene Eigenschaft wird eine Eigenschaft oder Größe verstanden, die vom Weg, z.B. einem Fahrweg, insbesondere seiner Beschaffenheit und seines Zustandes, abhängig ist. Die wegbezogene Eigenschaft im Sinne vorliegender Anmeldung kann aber zusätzlich auch von anderen Parametern abhängig sein, z.B. bestimmten Eigenschaften von auf dem Weg verkehrenden Fahrzeugen (insbesondere Fahrzeuggewicht, Reifenart bzw. Reifenbeschaffenheit, Reifenabnützung, etc.), Fußgängern oder Sportlern. So wäre die (fahr)wegbezogene Eigenschaft im Falle des Reibwertes μ sowohl von dem Fahrweg als auch vom darauf fahrenden Fahrzeug abhängig.
[0015] Der Begriff Weg bzw. Fahrweg ist gemäß vorliegender Anmeldung weit zu verstehen und umfasst nicht nur Straßen (Bundesstraßen, Schnellstraßen, Autobahnen, Forststraßen, etc.) und Schienenwege, sondern auch Gehwege (Gehsteige, Wanderwege, etc.) sowie sportbezogene Fahrwege, wie Radwege, Skipisten, Rodelstrecken, etc., somit auch sämtliche Wege, auf denen Gehen, Fahren, Rollen und/oder Gleiten möglich ist.
[0016] In gleicher Weise breit zu sehen ist der Begriff Verkehrsteilnehmer. Er umfasst in vorliegender Anmeldung Fahrzeuge diverser Art (PKW, LKW, Schienenfahrzeuge, Pistenfahrzeuge, Straßendienste, etc.) bzw. deren Fahrer sowie auch Fußgänger, Fahrradfahrer, Sportler (Skifahrer, Rodler, Läufer, etc.), etc., die auf einem Weg unterwegs sind.
[0017] Die wegbezogene Eigenschaft ist vorzugsweise der Reibwert, weil diese Größe direkte Rückschlüsse auf die Haftungsbedingungen während der Fortbewegung insbesondere eines Fahrzeuges ermöglicht. Alternativ sind als wegbezogene Eigenschaften jedoch auch andere Größen denkbar, wie z.B. die Wegtemperatur oder der Feuchtigkeitszustand, insbesondere der Benetzungsgrad, oder der Aggregatzustand von Wasser (flüssig - matschig - Eis) auf der (Fahr) Wegoberfläche, etc.
[0018] Die Formulierung Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft umfasst nicht nur die Möglichkeit, aktuelle wegbezogene Eigenschaften zu ermitteln bzw. zu schätzen, sondern auch die Möglichkeit, wegbezogene Eigenschaften für die Zukunft vorherzusagen. Letzteres ermöglicht es, Gefahrensituationen schon im Vorfeld zu erkennen und zu kommunizieren.
[0019] Vorzugsweise wird die ermittelte und/oder geschätzte wegbezogene Eigenschaft bzw. Größe oder eine davon abgeleitete Information, insbesondere Warnung, auf einem Informationsserver (z.B. Internetserver) oder als Nachricht für ein mobiles oder stationäres Empfangsgerät, beispielsweise ein Smartphone, vorzugsweise im Rahmen einer App, bereitgestellt.
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Dadurch können die Verkehrsteilnehmer sofort, d.h. mehr oder weniger ohne Verzögerung, vom Zustand des Weges unterrichtet werden.
[0020] Die ersten Daten können Sensordaten oder aus den Sensordaten abgeleitete Daten sein. Die ersten Daten können bereits (Roh-)Reibwerte enthalten, die dann in Schritt (e) jedoch noch anhand der zweiten Daten überprüft, angepasst, verfeinert und/oder extrapoliert werden können. Die ersten Daten können Messdaten von anderen Verkehrsteilnehmern (idealerweise gemäß einem Schwarmansatz z.B. mittels ABS- und EPS-Messungen, Sensoren in der Schuhsohle, Sensoren am Ski, Sensoren im Fahrrad) oder daraus abgeleitete Daten sein.
[0021] Die zweiten Daten umfassen vorzugsweise positionsabhängige Wetterdaten. Sie können mittels meteorologischen (Prognose-)Modellen, Messdaten, Wettervorhersagen und/oder Echtzeit-Analysen (z.B. kürzlicher Schneefall in einer bestimmten Region) erhalten werden. Die zweiten Daten beinhalten vorzugsweise eine Vielzahl von - gemessenen, berechneten oder vorhergesagten - Werten der Temperatur und/oder des Luftdruckes und/oder der Windrichtung und/oder der Windgeschwindigkeit und/oder der Luftfeuchtigkeit und/oder der Sonneneinstrahlung und/oder der Bewölkung und/oder der Niederschlagsrate und/oder der Niederschlagsmenge und/oder atmosphärischer Signalabschwächungen und/oder Werten, die durch Auswertung von Fernerkundungsdaten, insbesondere Radar- und/oder Satellitendaten, insbesondere Satellitenbildern, gewonnen sind, wobei die Werte jeweils einem bestimmten Ort oder einer bestimmten Gegend und/oder einer bestimmten Zeit zugeordnet sein können. Auf diese Weise kann die wegbezogene Eigenschaft, insbesondere ein Reibwert μ, in Abhängigkeit des Ortes und der Zeit bestimmt werden.
[0022] Alle Datenquellen haben gewisse Schwachstellen. Messdaten stehen zeitweise nicht zur Verfügung oder sind bereits einige Stunden alt und somit nicht mehr repräsentativ. Klassischen meteorologischen Modellen und Analysen fehlt oft die detaillierte Information über den hyperlokalen Untergrundzustand, wie z.B. ob Schneeräumung stattfand oder nicht.
[0023] Die algorithmische Kombination der Datenquellen (erste und zweite Daten) nutzt jedoch die Stärken beider Ansätze und behebt die jeweiligen Schwächen. Wenn keine Messdaten vorhanden sind, stellen meteorologische Daten einen sinnvollen Basiszustand der meteorologischen Reibwerteinflussverteilung dar. Ältere Messdaten können mittels meteorologischer Daten auf die aktuelle Situation umgerechnet werden (z.B. Gefrieren einer zuvor nassen Straße, Abschmelzen von Schneefall).
[0024] Um Daten zwischen verschiedenen Messquellen vergleichbar zu machen, sowie eventuell nicht vorhandene Straßenparameter nachträglich abbilden zu können, bietet sich die Definition einer normalisierten potentiellen Reibwertverteilung unabhängig von Oberflächentypen auf Basis meteorologischer Eingangsgrößen an. Verfügbare Messwerte aus Fahrzeugen sowie verfügbare Geodäten zu Straßenoberflächentypen mit hinterlegten Materialmetadaten werden gemäß eines Fingerprintansatzes dann dazu verwendet, den potentiellen meteorologischen Reibwert in einen gültigen hyperlokalen Wert umzurechnen.
[0025] Das Ermitteln bzw. Schätzen der fahrbahnbezogenen Eigenschaft bzw. Größe erfolgt vorzugsweise mittels eines Algorithmus oder einer Programmlogik, die in einer Datenverarbeitungseinrichtung, an die die ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Daten übermittelt werden, implementiert ist.
[0026] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten Daten mittels Sensoren - vorzugsweise einer Vielzahl - von sich auf dem Weg, insbesondere Fahrweg, bewegenden Verkehrsteilnehmern gewonnen werden.
[0027] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten Daten mittels in Fahrzeugen integrierten Sensoren gewonnen werden, wobei sich die Fahrzeuge auf dem Weg bewegen oder bewegt haben.
[0028] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoren aus einer Gruppe bestehend aus Schlupfsensoren, Drehzahlsensoren, Drehmomentsensoren,
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Geschwindigkeitssensoren, Regensensoren und optischen Sensoren, insbesondere Kameras, oder Sensoren, die direkt den Reibwert messen, gewählt sind.
[0029] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoren Teil eines Antiblockiersystems (ABS) und/oder einer Antriebsschlupfregelung (ASR) und/oder eines Elektronischen Stabilitätsprogramms (EPS) eines Fahrzeuges sind.
[0030] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Verfahren auf einem verteilt aufgebauten Datenbereitstellungs- und Datenverarbeitungssystem durchgeführt wird, wobei das Datenbereitstellungs- und Datenverarbeitungssystem zumindest eine zentrale Datenverarbeitungseinheit und dezentrale Datenbereitstellungseinheiten, die jeweils einem Verkehrsteilnehmer zugeordnet sind, umfasst, wobei die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten jeweils zumindest einen Sensor aufweisen oder mit einem Sensor verbunden sind und wobei die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten mit der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit kommunizieren, wobei die ersten Daten durch die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten bereitgestellt und an die zumindest eine zentrale Datenverarbeitungseinheit gesendet werden.
[0031] Zwischen den dezentralen Datenbereitstellungseinheiten und der zentralen Datenverarbeitungseinheit kann eine Datensammeleinrichtung, z.B. in Form eines eigenen Datenservers geschaltet sein.
[0032] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten Daten in Form von Datensätzen bereitgestellt werden, die Sensordaten eines Sensors oder daraus abgeleitete Daten sowie dazugehörige Positionsdaten und/oder Zeitstempel umfassen.
[0033] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten Daten in Form von Datensätzen bereitgestellt werden, die Informationen über den Fahrzeugtyp und/oder das Fahrzeuggewicht und/oder die Reifentype und/oder das Reifenalter umfassen.
[0034] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Ermitteln und/ oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft unter Berücksichtigung der ersten Daten und der zweiten Daten in der zentralen Datenverarbeitungseinheit erfolgt.
[0035] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das verteilt aufgebaute Datenbereitstellungs- und Datenverarbeitungssystem einen Wetterdatenserver, der vorzugsweise mit der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit verbunden ist oder in der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit integriert ist, umfasst, wobei die zweiten Daten durch den Wetterdatenserver bereitgestellt werden.
[0036] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zweiten Daten durch Messungen und/oder Analysen und/oder Prognosen der Temperatur und/oder des Luftdruckes und/oder der Windrichtung und/oder der Windgeschwindigkeit und/oder der Luftfeuchtigkeit und/oder der Sonneneinstrahlung und/oder der Bewölkung und/oder der Niederschlagsrate und/oder der Niederschlagsmenge und/ oder atmosphärischer Signalabschwächungen und/oder durch Auswertung von Fernerkundungsdaten, insbesondere Radar- und/oder Satellitendaten, insbesondere Satellitenbildern, gewonnen werden.
[0037] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zweiten Daten durch Verwendung von meteorologischen Analyseverfahren oder durch Interpolation oder Extrapolation der Temperatur und/oder des Luftdruckes und/oder der Windrichtung und/oder der Windgeschwindigkeit und/oder der Luftfeuchtigkeit und/oder der Sonneneinstrahlung und/oder der Bewölkung und/oder der Niederschlagsrate und/oder der Niederschlagsmenge und/oder atmosphärischer Signalabschwächungen gewonnen werden.
[0038] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zweiten Daten durch Vorhersagen der Temperatur und/oder des Luftdruckes und/oder der Windrichtung und/oder der Windgeschwindigkeit und/oder der Luftfeuchtigkeit und/oder der Sonneneinstrahlung und/oder der Bewölkung und/oder der Niederschlagsrate und/oder der Niederschlagsmenge und/oder atmosphärischer Signalabschwächungen gewonnen werden.
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Patentamt [0039] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in der zentralen Datenverarbeitungseinheit ein Algorithmus, vorzugsweise in Form eines Computerprogramms, implementiert ist, dessen Eingangsgrößen die ersten und zweiten Daten sind und dessen Ausgangsgröße die wegbezogene Eigenschaft ist. Die als Ausgangsgröße ausgegebene wegbezogene Eigenschaft kann sowohl eine Aussage zum gegenwärtigen Wert, als auch eine Prognose in die Zukunft beinhalten.
[0040] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die ermittelte und/ oder geschätzte und/oder prognostizierte wegbezogene Eigenschaft und/oder eine daraus abgeleitete Information oder Warnung an zumindest eine dezentrale Datenbereitstellungseinheit, vorzugsweise an mehrere dezentrale Datenbereitstellungseinheiten, und/oder an ein vorzugsweise mobiles Empfangsgerät, insbesondere an ein Smartphone, vorzugsweise mittels einer App und/oder eines Online-Portals und/oder einer SMS, übermittelt wird, wobei vorzugsweise die wegbezogene Eigenschaft auf einem Display, vorzugsweise auf einem Display des Verkehrsteilnehmers und/oder der Straßen Verwaltung und/oder des Wegeigentümers und/oder einer Verkehrsleitzentrale, und/oder auf einem Display des Empfangsgerätes, angezeigt wird und/oder das Erreichen eines kritischen Wertes der wegbezogenen Eigenschaft mittels einer optischen oder akustischen Warneinrichtung angezeigt wird.
[0041] Die Darstellung auf einem Display kann insbesondere durch eine Verteilung über eine App, ein Online-Portal, eine SMS, etc. erfolgen.
[0042] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass durch eine dezentrale Datenbereitstellungseinheit ein Eingriff in die Steuerung des Verkehrsteilnehmers und/oder Fahrzeuges, vorzugsweise eine Reduzierung der Geschwindigkeit, erfolgt, wenn sich die wegbezogene Eigenschaft einem vorgegebenen Grenzwert annähert und/oder einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
[0043] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass für zumindest einen ersten Zeitpunkt die wegbezogene Eigenschaft anhand der ersten Daten und/oder der dritten Daten und/oder der vierten Daten, gegebenenfalls unter Einbeziehung der zweiten Daten, ermittelt wird, und dass für zumindest einen späteren zweiten Zeitpunkt die wegbezogene Eigenschaft mittels der zweiten Daten vorhergesagt, extrapoliert oder nur anhand der zweiten Daten ermittelt und/oder geschätzt wird (vorzugsweise wenn vorübergehend keine oder zu wenige erste Daten und/oder dritte Daten und/oder vierte Daten zur Verfügung stehen).
[0044] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass beim Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft die dritten Daten mitberücksichtigt werden, und/oder dass beim Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft die vierten Daten mitberücksichtigt werden.
[0045] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die fahrbahnbezogene Eigenschaft in Form einer oder unter Zuhilfenahme einer - vorzugsweise normalisierten Wahrscheinlichkeitsverteilung einer Größe, insbesondere des Reibwertes, bereitgestellt wird.
[0046] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Ermitteln und/ oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft unter Berücksichtigung der ersten Daten und der zweiten Daten zeitabhängig und/oder positionsabhängig erfolgt, wobei vorzugsweise die zweiten Daten lokale Wetterdaten, insbesondere lokale Wettermessungen und/oder Wetteranalysen und/oder Messdateninterpolationen, und/oder lokale Wettervorhersagen umfassen.
[0047] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft dadurch erfolgt, dass eine erste Ermittlung und/oder Schätzung der wegbezogenen Eigenschaft anhand der ersten Daten ohne Berücksichtigung der zweiten Daten erfolgt und eine zweite Ermittlung und/oder Schätzung der wegbezogenen Eigenschaft anhand der zweiten Daten ohne Berücksichtigung der zweiten Daten erfolgt und dass das Ergebnis der ersten Ermittlung und/oder Schätzung mit dem Ergebnis der zweiten Ermittlung und/oder Schätzung verglichen wird, wobei vorzugsweise die beiden Ergebnisse miteinander verknüpft und/oder gewichtet werden, um die wegbezogene Eigenschaft
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erhalten.
[0048] Das Ziel der Erfindung wird auch erreicht durch einen Algorithmus und/oder eine Programmlogik zur Ermittlung und/oder Schätzung einer wegbezogenen Eigenschaft, die die Fortbewegung, insbesondere das Fahrverhalten auf dem Weg beeinflusst, wobei vorzugsweise die wegbezogene Eigenschaft ein Maß für die Haftung, insbesondere der Reibwert, oder eine davon abgeleitete Größe ist, wobei der Algorithmus und/oder die Programmlogik die Schritte eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
[0049] Das Ziel der Erfindung wird auch erreicht durch ein vorzugsweise verteilt aufgebautes Datenbereitstellungs- und/oder Datenverarbeitungssystem und/oder durch auf einem Datenträger gespeichertes Computerprogrammprodukt, zur Ermittlung und/oder Schätzung einer wegbezogenen Eigenschaft, die die Fortbewegung, insbesondere das Fahrverhalten auf dem Weg beeinflusst, wobei vorzugsweise die wegbezogene Eigenschaft ein Maß für die Haftung, insbesondere der Reibwert, oder eine davon abgeleitete Größe ist, wobei auf dem Datenverarbeitungssystem und/oder in dem Computerprogrammprodukt ein Algorithmus und/oder eine Programmlogik nach Anspruch 19 hinterlegt ist.
[0050] Das Ziel der Erfindung wird auch erreicht durch ein Warn- und/oder Informationssystem, insbesondere für Verkehrsteilnehmer, Straßendienste, Fahr- und/oder Gehwegeigentümer, Verkehrsleitzentralen, und dgl., insbesondere Straßenfahrzeuge, zum Bereitstellen einer Warnung und/oder Information in Bezug auf zumindest eine wegbezogene Eigenschaft, die die Fortbewegung, insbesondere das Fahrverhalten auf dem Weg beeinflusst, wobei vorzugsweise die wegbezogene Eigenschaft ein Maß für die Haftung, insbesondere der Reibwert, oder eine davon abgeleitete Größe ist, wobei das Warn- und/oder Informationssystem ein verteilt aufgebautes Datenbereitstellungs- und Datenverarbeitungssystem mit zumindest einer zentralen Datenverarbeitungseinheit und dezentralen Datenbereitstellungseinheiten, die jeweils einem Verkehrsteilnehmer zugeordnet und vorzugsweise in einem Fahrzeug und/oder in einem Bekleidungsstück und/oder in einem Sportgerät integriert sind, umfasst, wobei die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten jeweils zumindest einen Sensor aufweisen oder mit einem Sensor verbunden sind und wobei die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten mit der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit kommunizieren, wobei die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten ausgebildet sind, erste Daten, die mittels Sensoren durch direkte oder indirekte Interaktion mit dem Weg und/oder mittels in Fahrzeugen und/oder Bekleidungsstücken und/oder Sportgeräten integrierten Sensoren und/oder mittels entlang des Weges angeordneten Sensoren gewonnen werden, bereitzustellen und an die zumindest eine zentrale Datenverarbeitungseinheit zu senden, und dass die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung einen Wetterdatenserver umfasst oder mit einem Wetterdatenserver kommuniziert, wobei der Wetterdatenserver, zweite Daten, die meteorologische Daten sind, bereitstellt, und dass die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, um aus den ersten Daten und den zweiten Daten die wegbezogene Eigenschaft zu ermitteln und/oder zu schätzen und/oder vorherzusagen und vorzugsweise die wegbezogene Eigenschaft und/oder eine daraus abgeleitete Information oder Warnung an Verkehrsteilnehmer, insbesondere an deren dezentrale Datenbereitstellungseinheiten, und/oder an ein vorzugsweise mobiles Empfangsgerät, insbesondere an ein Smartphone, vorzugsweise mittels einer App und/oder eines Online-Portals und/oder einer SMS zu senden oder in einem Warn- und/oder Informationsportal (z.B. den Verkehrsteilnehmern, Straßendiensten, Fahr- bzw. Gehwegeigentümern, Verkehrsleitzentralen, usw.) zur Verfügung zu stellen.
[0051] Bevorzugt ist das Warn- und/oder Informationssystem zur Durchführung eines der oben genannten Verfahrens ausgebildet.
[0052] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
[0053] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
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Patentamt [0054] Fig. 1 [0055] Fig. 2 [0056] Fig. 3 [0057] Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Verfahren und System zur Ermittlung und/oder Schätzung einer (fahr)wegbezogenen Eigenschaft;
Schematisch die Verknüpfung verschiedener Daten durch einen Algorithmus;
eine Wahrscheinlichkeitsverteilung von Reibwerten für mehrere Zeitpunkte;
die Ausgabe einer Warnung und/oder den Eingriff in die Steuerung eines Fahrzeuges in Abhängigkeit des ermittelten/geschätzten Reibwertes.
[0058] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
[0059] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
[0060] Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
[0061] Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
[0062] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
[0063] Fig. 1 veranschaulicht ein Verfahren zur Ermittlung und/oder Schätzung einer wegbezogenen Eigenschaft, die die Fortbewegung, insbesondere das Fahrverhalten auf dem Weg 1 beeinflusst. Die wegbezogene Eigenschaft bezieht sich z.B. auf die Haftungsbedingungen und könnte in diesem Fall der Reibwert μ oder eine davon abgeleitete Größe sein. Alternativ könnte die (fahr)wegbezogene Eigenschaft z.B. auch die Fahrbahntemperatur oder den Fahrbahnzustand (trocken, nass, Schnee, Eis) sein.
[0064] Fig. 1 zeigt einen Weg 1 in Form einer Fahrbahn mit Verkehrsteilnehmern 12 in vorliegendem Fall Fahrzeuge 2 (zwei PKWs, ein Transporter) und ein Räum- und Streufahrzeug 6 einer Straßenverwaltung 7. Jedes Fahrzeug 2 weist zumindest einen Sensor 3, eine dezentrale Datenbereitstellungseinheit 9 und eine Steuerung 5 (Steuervorrichtung zur Steuerung des Fahrzeuges 2) auf. Neben oder in dem Weg 1 (Straße) ist ein stationärer Sensor 13 angeordnet.
[0065] Das System umfasst weiters eine zentrale Datenverarbeitungseinheit 8, einen Wetterserver 11, der mit Wetterstationen 15 und/oder Quellen für Fernerkundungsdaten 17 und/oder Quellen für analytische Algorithmen 18 und/oder mindestens einem Wetterprognosedatenserver 19 verknüpft ist bzw. von diesen Messdaten bezieht und eine - in dieser Anmel7/19
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Patentamt düng als Geoserver 16 bezeichnete - Datenbank, in der vorzugsweise ortsabhängige Informationen über den Weg bzw. Fahrweg gespeichert sind. Im Wetterserver 11 kann es auch interpolierte Daten (Analysen von gemessenen Daten - siehe Bezugszeichen 18) und Prognosedaten siehe Bezugszeichen 19 - geben. Diese werden entweder im Wetterserver selbst berechnet, oder der Wetterserver bezieht Analysen und Prognosen aus einem anderen Server.
[0066] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zumindest zwei verschiedene - vorzugsweise voneinander unabhängige - Datenquellen bzw. deren Daten herangezogen. Im Weiteren werden dafür die Bezeichnungen: erste Daten d1, zweite Daten d2, dritte Daten d3 und vierte Daten d4 verwendet (siehe Fig. 2). Das Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, der nachfolgend aufgeführten Schritte (a) bis (d) durchgeführt werden:
[0067] (a) Bereitstellen von ersten Daten d1, die mittels Sensoren 3 durch direkte oder indirekte Interaktion mit dem Weg 1 und/oder mittels in Fahrzeugen 2 und/oder in Bekleidungsstücken (z.B. Lauf- oder Skischuhen) und/oder in Sportgeräten (z.B. Skiern) integrierten Sensoren 3 und/oder mittels entlang des Weges 1 angeordneten Sensoren 13 gewonnen werden, [0068] (b) Bereitstellen von zweiten Daten d2, wobei die zweiten Daten d2 meteorologische Daten sind, die - vorzugsweise unabhängig von den ersten Daten d1 - durch Messungen und/oder Analysen und/oder Vorhersagen gewonnen werden, [0069] (c) Bereitstellen von dritten Daten d3, die durch eine Straßenverwaltung 7, insbesondere durch Räum- und/oder Streufahrzeuge 6, bereitgestellt werden, wobei vorzugsweise die dritten Daten d3, Informationen über zeit- und/oder positionsabhängige Räum- und Streuaktivitäten umfassen;
[0070] (d) Bereitstellen von vierten Daten d4, wobei die vierten Daten d4 Informationen über den baulichen Zustand, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, das Material, das Alter und/oder die Abnützung des Weges 1 umfassen.
[0071] Bevorzugt werden zumindest die Schritte (a) und (b) durchgeführt.
[0072] Ein weiterer Schritt (e) betrifft das Ermitteln und/oder Schätzen der (fahr)wegbezogenen Eigenschaft unter Berücksichtigung von Daten, die in einem Schritt der Schritte (a) bis (d) bereitgestellt werden, vorzugsweise von den ersten Daten d1, und von Daten, die in einem anderen Schritt der Schritte (a) bis (d) bereitgestellt werden, vorzugsweise von den zweiten Daten d2.
[0073] In der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 werden die ersten Daten d1 mittels Sensoren 3 - vorzugsweise einer Vielzahl - von sich auf dem (Fahr)Weg 1 bewegenden Verkehrsteilnehmern 12 gewonnen. Die Sensoren 3 sind dabei in den Fahrzeugen 2 integriert. Bei anderen Anwendungen, z.B. im Bereich des Sports (Skifahren, Radfahren, etc.) können die Sensoren auch an bzw. in Sportgeräten und/oder an der Person selbst integriert bzw. angebracht sein.
[0074] Zwischen den dezentralen Datenbereitstellungseinheiten 9 und der zentralen Datenverarbeitungseinheit 8 kann eine oder mehrere Datensammeleinrichtung(en) 20, z.B. in Form eines eigenen Datenservers geschaltet sein. Beispielsweise könnte die zwischengeschaltete Datensammeleinrichtung 20 durch einen oder mehrere Autohersteller oder die Straßen Verwaltung oder den Straßeneigentümer betrieben werden.
[0075] Die Sensoren 3 sind bevorzugt aus einer Gruppe bestehend aus Schlupfsensoren, Drehzahlsensoren, Drehmomentsensoren, Geschwindigkeitssensoren, Regensensoren und optischen Sensoren, insbesondere Kameras, gewählt. Die Sensoren 3 können Teil eines bereits bestehenden Systems, wie z.B. eines Antiblockiersystems (ABS) und/oder einer Antriebsschlupfregelung (ASR) und/oder eines Elektronischen Stabilitätsprogramms (EPS) sein, oder alternativ - für die erfindungsgemäße Anwendung zusätzlich eingebaut werden.
[0076] Fig. 1 zeigt, dass das Verfahren auf einem verteilt aufgebauten Datenbereitstellungsund Datenverarbeitungssystem 10 durchgeführt werden kann. Es umfasst zumindest eine zentrale Datenverarbeitungseinheit 8 und dezentrale Datenbereitstellungseinheiten 9, die jeweils
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Patentamt einem Verkehrsteilnehmer 12 zugeordnet sind.
[0077] Die - bereits erwähnten - dezentralen Datenbereitstellungseinheiten 9 weisen jeweils zumindest einen Sensor 3 auf oder sind mit einem Sensor 3 verbunden (siehe Fig. 1). Die Datenbereitstellungseinheiten 9 kommunizieren mit der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit 8. Dabei werden die ersten Daten d1 durch die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten 9 bereitgestellt und - über zumindest eine Funkstrecke bzw. Drahtloskommunikation - an die zumindest eine zentrale Datenverarbeitungseinheit 8 gesendet. Die Signale der Datenbereitstellungseinheiten 9 können z.B. über stationäre Empfangseinrichtungen entlang des Weges an einen zentralen Rechner weitergeleitet werden, z.B. via Mobilfunk, WLAN, etc..
[0078] Die ersten Daten d1 können von den Datenbereitstellungseinheiten 9 in Form von Datensätzen bereitgestellt werden, die Sensordaten des Sensors 3 oder daraus abgeleitete Daten sowie dazugehörige Positionsdaten und/oder Zeitstempel umfassen. Die Datensätze können auch Informationen über den Fahrzeugtyp und/oder das Fahrzeuggewicht und/oder die Reifentype und/oder das Reifenalter eines Fahrzeuges 2 beinhalten.
[0079] Das Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen, insbesondere fahrwegbezogenen Eigenschaft erfolgt gemäß Schritt (e) in der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit 8 (siehe Fig. 1 und 2).
[0080] Darüber hinaus umfasst das verteilt aufgebaute Datenbereitstellungs- und Datenverarbeitungssystem 10 einen Wetterdatenserver 11, der vorzugsweise mit der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit 8 verbunden ist (Fig. 1) oder - alternativ - in der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit 8 integriert ist. Die zweiten Daten d2 werden somit durch den Wetterdatenserver 11 bereitgestellt und an die Datenverarbeitungseinheit 8 übermittelt.
[0081] Die zweiten Daten d2 werden insbesondere durch Messungen und/oder Analysen und/oder Vorhersagen der Temperatur und/oder des Luftdruckes und/oder der Windrichtung und/oder der Windgeschwindigkeit und/oder der Luftfeuchtigkeit und/oder der Sonneneinstrahlung und/oder der Bewölkung und/oder der Niederschlagsrate und/oder der Niederschlagsmenge und/oder atmosphärischer Signalabschwächungen und/oder durch Auswertung von Fernerkundungsdaten (z.B. Satellitenbildern) gewonnen. Dazu ist der Wetterdatenserver 11 mit einer Vielzahl von Wetterstationen 15, Fernerkundungsdatenquellen 17, Quellen für analytische Algorithmen 18 und Prognosedaten 19 - direkt oder indirekt - verbunden.
[0082] Fig. 2 zeigt, dass in der zentralen Datenverarbeitungseinheit 8 ein Algorithmus A und/ oder A', vorzugsweise in Form eines Computerprogramms, implementiert ist, dessen Eingangsgrößen zumindest zwei der nachstehend angeführten Daten ist: erste Daten d1, zweiten Daten d2, dritte Daten d3 und vierte Daten d4. Während der Algorithmus A nur die ersten und zweiten Daten verarbeitet (d.h. die fahrbahnbezogene Größe nur anhand d1 und d2 berechnet bzw. schätzt), werden durch den Algorithmus A‘ sämtliche der oben berücksichtigten Daten berücksichtigt.
[0083] Die Ausgangsgröße ist die wegbezogene Eigenschaft bzw. ein Wert der wegbezogenen Eigenschaft. In der in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Ausführungsform wird als wegbezogene Eigenschaft der Reibwert μ ermittelt/geschätzt.
[0084] Für den Fall, dass - im Laufe der Zeit - nicht genügend Daten zur Verfügung stehen oder der Datenstrom vorübergehend abreißt, ist es bevorzugt, wenn für zumindest einen ersten Zeitpunkt die wegbezogene Eigenschaft anhand der ersten Daten d1 und/oder der dritten Daten d3 und/oder der vierten Daten d4, gegebenenfalls unter Einbeziehung der zweiten Daten d2, ermittelt wird, und für zumindest einen späteren zweiten Zeitpunkt die wegbezogene Eigenschaft mittels der zweiten Daten d2 vorhergesagt, extrapoliert oder nur anhand der zweiten Daten d2 ermittelt und/oder geschätzt wird. Dies kann z.B. dann geschehen, wenn vorübergehend keine oder zu wenige erste Daten d1 und/oder dritte Daten d3 und/oder vierte Daten d4 zur Verfügung stehen.
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Patentamt [0085] Fig. 3 zeigt, dass die fahrbahnbezogene Eigenschaft in Form einer oder unter Zuhilfenahme einer - vorzugsweise normalisierten - Wahrscheinlichkeitsverteilung Ρ(μ) der Reibwerte μ, bereitgestellt werden kann.
[0086] In Fig. 2 und Fig. 4 ist angedeutet, dass das Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft zeitabhängig und positionsabhängig erfolgen kann. Die die zweiten Daten d2 umfassen dann lokale Wetterdaten und/oder lokale Wettervorhersagen.
[0087] Eine mögliche Ausführungsform besteht auch darin, dass eine erste Ermittlung und/oder Schätzung der wegbezogenen Eigenschaft anhand der ersten Daten d1 und/oder der dritten Daten d3 und/oder der vierten Daten d4 ohne Berücksichtigung der zweiten Daten d2 erfolgt. Eine zweite Ermittlung und/oder Schätzung der wegbezogenen Eigenschaft kann z.B. nur anhand der zweiten Daten d2 erfolgen. Dabei wird das Ergebnis der ersten Ermittlung und/oder Schätzung mit dem Ergebnis der zweiten Ermittlung und/oder Schätzung verglichen. Die beiden Ergebnisse können miteinander verknüpft und/oder gewichtet werden, um die endgültige fahrbahnbezogene Eigenschaft zu erhalten.
[0088] Fig. 4 zeigt ein Verfahren bei dem die ermittelte und/oder geschätzte und/oder prognostizierte wegbezogene Eigenschaft an zumindest eine dezentrale Datenbereitstellungseinheit 9, vorzugsweise an mehrere dezentrale Datenbereitstellungseinheiten 9, übermittelt wird. Die wegbezogene Eigenschaft bzw. Größe kann auf einem Display 4 des eines Verkehrsteilnehmers 12 angezeigt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Erreichen eines kritischen Wertes pG der wegbezogenen Eigenschaft mittels einer optischen oder akustischen Warneinrichtung 14 angezeigt werden.
[0089] Die wegbezogene Eigenschaft und/oder eine daraus abgeleitete Information kann ebenso online, in einer App und/oder als SMS verteilt und entsprechend dargestellt werden (siehe Bezugszeichen 21, welches ein mobiles Empfangsgerät, insbesondere Smartphone darstellen kann). Zusätzlich oder alternativ zu dieser Information kann eine Warnung, z.B. über ein OnlinePortal, über eine App und/oder eine SMS oder sonstige Nachrichtenübermittlungsarten, ausgegeben werden (siehe Bezugszeichen 22 in Fig. 4).
[0090] Alternativ oder zusätzlich kann eine Visualisierung bzw. Warnung auch in Mobiltelefonen, insbesondere Apps, per SMS, über Onlineportal usw., für Straßendienste, Fahr- und Gehwegeigentümer, Verkehrsleitzentralen etc verfügbar gemacht werden. Ebenso können diese Daten für Privatpersonen bereitgestellt werden, die online z.B. eine Glätteprognose abrufen wollen, weil sie gerade eine Reise planen.
[0091] Es wäre auch möglich (siehe unterstes Kästchen der Fig. 4), dass durch eine dezentrale Datenbereitstellungseinheit 9 ein Eingriff in die Steuerung 5 des Verkehrsteilnehmers 12 und/oder Fahrzeuges 2, vorzugsweise eine Reduzierung der Geschwindigkeit v [km/h], erfolgt, wenn sich die wegbezogene Eigenschaft einem vorgegebenen Grenzwert annähert und/oder einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
[0092] Selbstverständlich bezieht sich die Erfindung auch auf einen Algorithmus A, A' (siehe Fig. 2) und/oder Programmlogik zur Ermittlung und/oder Schätzung einer wegbezogenen, insbesondere fahrwegbezogenen Eigenschaft, die die Fortbewegung, insbesondere das Fahrverhalten auf dem Weg 1 beeinflusst sowie ein Datenbereitstellungs- und/oder Datenverarbeitungssystem, welches bevorzugt verteilt aufgebaut ist, und/oder auf einem Datenträger gespeichertes Computerprogrammprodukt, zur Ermittlung und/oder Schätzung einer wegbezogenen Eigenschaft.
[0093] Schließlich betrifft eine besonders bevorzugte Ausführungsform ein Warn- und/oder Informationssystem, insbesondere für Verkehrsteilnehmer 12, Straßendienste, Fahr- und Gehwegeigentümer, Verkehrsleitzentralen usw., zum Bereitstellen einer Warnung und/oder Information in Bezug auf zumindest eine wegbezogene Eigenschaft, die das Fahrverhalten auf dem Weg 1 beeinflusst. Das Warn- und/oder Informationssystem umfasst ein verteilt aufgebautes Datenbereitstellungs- und Datenverarbeitungssystem 10 mit zumindest einer zentralen Datenverarbeitungseinheit 8 und dezentralen Datenbereitstellungseinheiten 9, die jeweils einem
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Verkehrsteilnehmer 12 zugeordnet und vorzugsweise in einem Fahrzeug 2 integriert sind. Dabei weisen die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten 9 jeweils zumindest einen Sensor 3 auf oder sind mit einem Sensor 3 verbunden. Die wegbezogene Eigenschaft kann nun an Verkehrsteilnehmer 12, insbesondere an deren dezentrale Datenbereitstellungseinheiten 9, gesendet oder in einem Warn- und/oder Informationsportal zur Verfügung gestellt werden.
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BEZUGSZEICHENLISTE
Weg bzw. Fahrweg
Fahrzeug
Sensor
Display
Steuerung
Räum- und/oder Streufahrzeug
Straßenverwaltung zentrale Datenverarbeitungseinrichtung dezentrale Datenbereitstellungseinrichtung
Datenbereitstellungs- und Datenverarbeitungssystem
Wetterdatenserver
Verkehrsteilnehmer
Sensor
Warneinrichtung
Wetterstation
Geodatenserver
Fernerkundungsdatenquellen
Quelle für analytische Algorithmen
Quelle für Prognosedaten
Datensammeleinrichtung
A, A’ Algorithmus d1 erste Daten d2 zweite Daten d3 dritte Daten d4 vierte Daten μ Reibwert
P Wahrscheinlichkeitsverteilung
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Claims (20)

  1. Ansprüche
    1. Verfahren zur Ermittlung und/oder Schätzung einer wegbezogenen, insbesondere fahrwegbezogenen Eigenschaft, die die Fortbewegung, insbesondere das Fahrverhalten, auf dem Weg (1) beeinflusst, wobei vorzugsweise die wegbezogene Eigenschaft ein Maß für die Haftung, insbesondere der Reibwert (μ), oder eine davon abgeleitete Größe ist, gekennzeichnet durch zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, der Schritte (a) bis (d):
    (a) Bereitstellen von ersten Daten (d1), die mittels Sensoren (3) durch direkte oder indirekte Interaktion mit dem Weg (1) und/oder mittels in Fahrzeugen (2) und/oder in Bekleidungsstücken und/oder in Sportgeräten integrierten Sensoren (3) und/oder mittels entlang des Weges (1) angeordneten Sensoren (13) gewonnen werden, (b) Bereitstellen von zweiten Daten (d2), wobei die zweiten Daten (d2) meteorologische Daten sind, die vorzugsweise unabhängig von den ersten Daten (d1) durch Messungen und/oder Analysen und/oder Vorhersagen gewonnen werden, (c) Bereitstellen von dritten Daten (d3), die durch eine Straßenverwaltung (7), insbesondere durch Räum- und/oder Streufahrzeuge (6), bereitgestellt werden, wobei vorzugsweise die dritten Daten (d3), Informationen über zeit- und/oder positionsabhängige Räumund Streuaktivitäten umfassen;
    (d) Bereitstellen von vierten Daten (d4), wobei die vierten Daten (d4) Informationen über den baulichen Zustand, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, das Material, das Alter und/oder die Abnützung des Weges (1) umfassen;
    vorzugsweise zumindest durch die Schritte (a) und (b), sowie gekennzeichnet durch den Schritt:
    (e) Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft unter Berücksichtigung von Daten, die in einem Schritt der Schritte (a) bis (d) bereitgestellt werden, vorzugsweise von den ersten Daten (d1), und von Daten, die in einem anderen Schritt der Schritte (a) bis (d) bereitgestellt werden, vorzugsweise von den zweiten Daten (d2).
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Daten (d1) mittels
    Sensoren (3) einer Vielzahl von sich auf dem Weg (1) bewegenden Verkehrsteilnehmern (12) gewonnen werden und/oder dass die ersten Daten (d1) mittels in Fahrzeugen (2) integrierten Sensoren (3) gewonnen werden, wobei sich die Fahrzeuge (2) auf dem Weg (1) bewegen oder bewegt haben.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (3) aus einer Gruppe bestehend aus Schlupfsensoren, Drehzahlsensoren, Drehmomentsensoren, Geschwindigkeitssensoren, Regensensoren und optischen Sensoren, insbesondere Kameras, gewählt sind und/oder dass die Sensoren (3) Teil eines Antiblockiersystems (ABS) und/oder einer Antriebsschlupfregelung (ASR) und/oder eines Elektronischen Stabilitätsprogramms (EPS) eines Fahrzeuges sind.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren auf einem verteilt aufgebauten Datenbereitstellungs- und Datenverarbeitungssystem (10) durchgeführt wird, wobei das Datenbereitstellungs- und Datenverarbeitungssystem (10) zumindest eine zentrale Datenverarbeitungseinheit (8) und dezentrale Datenbereitstellungseinheiten (9), die jeweils einem Verkehrsteilnehmer (12) zugeordnet sind, umfasst, wobei die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten (9) jeweils zumindest einen Sensor (3) aufweisen oder mit einem Sensor (3) verbunden sind und wobei die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten (9) mit der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit (8) kommunizieren, wobei die ersten Daten (d1) durch die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten (9) bereitgestellt und an die zumindest eine zentrale Datenverarbeitungseinheit (8) gesendet werden.
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  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Daten (d1) in Form von Datensätzen bereitgestellt werden, die Sensordaten eines Sensors (3) oder daraus abgeleitete Daten sowie dazugehörige Positionsdaten und/oder Zeitstempel umfassen, und/oder dass die ersten Daten (d1) in Form von Datensätzen bereitgestellt werden, die Informationen über den Fahrzeugtyp und/oder das Fahrzeuggewicht und/oder die Reifentype und/oder das Reifenalter eines Fahrzeuges (2) umfassen.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft gemäß Schritt (e) in der zentralen Datenverarbeitungseinheit (8) erfolgt.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das verteilt aufgebaute Datenbereitstellungs- und Datenverarbeitungssystem (10) einen Wetterdatenserver (11), der vorzugsweise mit der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit (10) verbunden ist oder in der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit (10) integriert ist, umfasst, wobei die zweiten Daten (d2) durch den Wetterdatenserver (11) bereitgestellt werden.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Daten (d2) durch Messungen und/oder Analysen und/oder Prognosen der Temperatur und/oder des Luftdruckes und/oder der Windrichtung und/oder der Windgeschwindigkeit und/oder der Luftfeuchtigkeit und/oder der Sonneneinstrahlung und/oder der Bewölkung und/oder der Niederschlagsrate und/oder der Niederschlagsmenge und/oder atmosphärischer Signalabschwächungen und/oder durch Auswertung von Fernerkundungsdaten, insbesondere Radar- und/oder Satellitendaten, insbesondere Satellitenbildern, gewonnen werden.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der zentralen Datenverarbeitungseinheit (8) ein Algorithmus (A, A'), vorzugsweise in Form eines Computerprogramms, implementiert ist, dessen Eingangsgrößen die ersten Daten (d1) und/oder zweiten Daten (d2) und/oder dritten Daten (d3) und/oder vierten Daten (d4) sind und dessen Ausgangsgröße die wegbezogene Eigenschaft ist.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte und/oder geschätzte und/oder prognostizierte wegbezogene Eigenschaft und/oder eine daraus abgeleitete Information oder Warnung an zumindest eine dezentrale Datenbereitstellungseinheit (9), vorzugsweise an mehrere dezentrale Datenbereitstellungseinheiten (9), und/oder an ein vorzugsweise mobiles Empfangsgerät, insbesondere an ein Smartphone, vorzugsweise mittels einer App und/oder eines Online-Portals und/oder einer SMS, übermittelt wird, wobei vorzugsweise die wegbezogene Eigenschaft auf einem Display (4), vorzugsweise auf einem Display des Verkehrsteilnehmers (12) und/oder der Straßenverwaltung und/oder des Wegeigentümers und/oder einer Verkehrsleitzentrale, und/oder auf einem Display des Empfangsgerätes, angezeigt wird und/oder das Erreichen eines kritischen Wertes der wegbezogenen Eigenschaft mittels einer optischen oder akustischen Warneinrichtung (14) angezeigt wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine dezentrale Datenbereitstellungseinheit (9) ein Eingriff in die Steuerung (5) des Verkehrsteilnehmers (12) und/oder Fahrzeuges (2), vorzugsweise eine Reduzierung der Geschwindigkeit, erfolgt, wenn sich die wegbezogene Eigenschaft einem vorgegebenen Grenzwert annähert und/oder einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
  12. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest einen ersten Zeitpunkt die wegbezogene Eigenschaft anhand der ersten Daten (d1) und/oder der dritten Daten (d3) und/oder der vierten Daten (d4), gegebenenfalls unter Einbeziehung der zweiten Daten (d2), ermittelt wird, und dass für zumindest einen
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    Patentamt späteren zweiten Zeitpunkt die wegbezogene Eigenschaft mittels der zweiten Daten (d2) vorhergesagt oder extrapoliert oder nur anhand der zweiten Daten (d2) ermittelt und/oder geschätzt wird, vorzugsweise wenn vorübergehend keine oder zu wenige erste Daten (d1) und/oder dritte Daten (d3) und/oder vierte Daten (d4) zur Verfügung stehen.
  13. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft die dritten Daten (d3) mitberücksichtigt werden, und/oder dass beim Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft die vierten Daten (d4) mitberücksichtigt werden.
  14. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrbahnbezogene Eigenschaft in Form einer oder unter Zuhilfenahme einer - vorzugsweise normalisierten - Wahrscheinlichkeitsverteilung (P) einer Größe, insbesondere des Reibwertes (μ), bereitgestellt wird.
  15. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft zeitabhängig und/oder positionsabhängig erfolgt, wobei vorzugsweise die zweiten Daten (d2) lokale Wetterdaten, insbesondere lokale Wettermessungen und/oder Wetteranalysen und/oder Messdaten Interpolationen, und/oder lokale Wettervorhersagen umfassen.
  16. 16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln und/oder Schätzen der wegbezogenen Eigenschaft dadurch erfolgt, dass eine erste Ermittlung und/oder Schätzung der wegbezogenen Eigenschaft anhand der ersten Daten (d1) und/oder der dritten Daten (d3) und/oder der vierten Daten (d4) ohne Berücksichtigung der zweiten Daten (d2) erfolgt und eine zweite Ermittlung und/oder Schätzung der wegbezogenen Eigenschaft nur anhand der zweiten Daten (d2) erfolgt und dass das Ergebnis der ersten Ermittlung und/oder Schätzung mit dem Ergebnis der zweiten Ermittlung und/oder Schätzung verglichen wird, wobei vorzugsweise die beiden Ergebnisse miteinander verknüpft und/oder gewichtet werden, um die wegbezogene Eigenschaft erhalten.
  17. 17. Algorithmus (A, A') und/oder Programmlogik zur Ermittlung und/oder Schätzung einer wegbezogenen Eigenschaft, die die Fortbewegung, insbesondere das Fahrverhalten auf dem Weg (1) beeinflusst, wobei vorzugsweise die wegbezogene Eigenschaft ein Maß für die Haftung, insbesondere der Reibwert (μ), oder eine davon abgeleitete Größe ist, wobei der Algorithmus (A, A') und/oder die Programmlogik die Schritte eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
  18. 18. Datenbereitstellungs- und/oder Datenverarbeitungssystem (10), welches bevorzugt verteilt aufgebaut ist, und/oder auf einem Datenträger gespeichertes Computerprogrammprodukt, zur Ermittlung und/oder Schätzung einer wegbezogenen Eigenschaft, die die Fortbewegung, insbesondere das Fahrverhalten auf dem Weg (1) beeinflusst, wobei vorzugsweise die wegbezogene Eigenschaft ein Maß für die Haftung, insbesondere der Reibwert (μ), oder eine davon abgeleitete Größe ist, wobei auf dem Datenbereitstellungs- und/oder Datenverarbeitungssystem (10) und/oder in dem Computerprogrammprodukt ein Algorithmus (A, A') und/oder eine Programmlogik nach Anspruch 17 hinterlegt ist.
  19. 19. Warn- und/oder Informationssystem, insbesondere für Verkehrsteilnehmer (12), Straßendienste, Fahr- und/oder Gehwegeigentümer, Verkehrsleitzentralen, und dgl., zum Bereitstellen einer Warnung und/oder Information in Bezug auf zumindest eine wegbezogene Eigenschaft, die die Fortbewegung, insbesondere das Fahrverhalten auf dem Weg (1) beeinflusst, wobei vorzugsweise die wegbezogene Eigenschaft ein Maß für die Haftung, insbesondere der Reibwert (p), oder eine davon abgeleitete Größe ist, dadurch gekennzeichnet dass das Warn- und/oder Informationssystem ein verteilt aufgebautes Datenbereitstellungs- und Datenverarbeitungssystem (10) mit zumindest einer zentralen Datenverarbeitungseinheit (8) und dezentralen Datenbereitstellungseinheiten (9), die jeweils einem Verkehrsteilnehmer (12) zugeordnet und vorzugsweise in einem Fahrzeug (2) und/oder in ei15/19
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    Patentamt nem Bekleidungsstück und/oder in einem Sportgerät integriert sind, umfasst, wobei die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten (9) jeweils zumindest einen Sensor (3) aufweisen oder mit einem Sensor (3) verbunden sind und wobei die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten (9) mit der zumindest einen zentralen Datenverarbeitungseinheit (10) kommunizieren, wobei die dezentralen Datenbereitstellungseinheiten (9) ausgebildet sind, erste Daten (d1), die mittels Sensoren (3) durch direkte oder indirekte Interaktion mit dem Weg (1) und/oder mittels in Fahrzeugen (2) und/oder in Bekleidungsstücken und/oder in Sportgeräten integrierten Sensoren (3) und/oder mittels entlang des Weges (1) angeordneten Sensoren (13) gewonnen werden, bereitzustellen und an die zumindest eine zentrale Datenverarbeitungseinheit (8) zu senden, und dass die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung (8) einen Wetterdatenserver (11) umfasst oder mit einem Wetterdatenserver (11) kommuniziert, wobei der Wetterdatenserver (11), zweite Daten (d2), die meteorologische Daten sind, bereitstellt, und dass die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung (8) ausgebildet ist, um aus den ersten Daten (d1) und den zweiten Daten (d2) die wegbezogene Eigenschaft zu ermitteln und/oder zu schätzen und/oder vorherzusagen und vorzugsweise an Verkehrsteilnehmer (12), insbesondere an deren dezentrale Datenbereitstellungseinheiten (9), und/oder an ein vorzugsweise mobiles Empfangsgerät, insbesondere an ein Smartphone, vorzugsweise mittels einer App und/oder eines Online-Portals und/oder einer SMS zu senden und/oder in einem Warn- und/oder Informationsportal zur Verfügung zu stellen.
  20. 20. Warn- und/oder Informationssystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Warn- und/oder Informationssystem zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildet ist.
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