CZ290287B6

CZ290287B6 - Způsob stanovení jízdních časů a prognóz jízdních časů v dopravní síti s pouľitím polohování mobilních telefonů a systém k provedení způsobu

Info

Publication number: CZ290287B6
Application number: CZ20011464A
Authority: CZ
Inventors: Tomá© Ing. Juřík
Original assignee: CROSS Zlín, s. r. o.
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-07-17
Also published as: SK5542002A3; WO2002089089A1; CZ20011464A3

Abstract

Topologicky se definuje dopravn s a jej ·seky (1 a n) s uzlov²mi body. Pro zvolenou dopravn s a jej jednotliv ·seky (1 a n) se definuj minim ln nastaven rychlosti V.sub.nast 1 a n.n. pohybuj c ch se mobiln ch telefon po t chto ·sec ch. Ze v ech polohovan²ch mobiln ch telefon (MT) se topologicky vyhodnot mno ina mobiln ch telefon p°imykaj c ch se k definovan²m ·sek m (1 a n) dopravn s t . Z mno iny mobiln ch telefon p°imykaj c ch se definovan²m ·sek m (1 a n) dopravn s t se topologicky vyhodnot podmno iny pohybuj c ch se mobiln ch telefon po definovan²ch ·sec ch (1 a n) rychlost V.sub.mob 1 a n.n., p°i em do podmno iny pohybuj c ch se mobiln ch telefon rychlost V.sub.mob 1 a n.n. se zahrnou v echny mobiln telefony spl uj c podm nku V.sub.mob.n. p° slu n ho ·seku > V.sub.nast.n. p° slu n ho ·seku a n sledn se matematicky vyhodnot j zdn doby mezi uzlov²mi body ·sek (1 a n) dopravn s t . Syst m pro proveden zp sobu obsahuje komunika n a v²po etn za° zen (11) oper tor s t mobiln ch telefon , kter vyhodnocuje polohovan mobiln telefony. Toto komunika n a v²po etn za° zen (11) oper tor s t mobiln ch telefon obsahuje vyhodnocovac za° zen (12) pro topologick vyhodnocen pohybuj c ch se mobiln ch telefon p°i°azen²ch k dopravn s ti, ze kter ho jsou vyhodnocen data pohybuj c ch se mobiln ch telefon p°ed na v²po etn mu za° zen (13) pro vyhodnocen a progn zy j zdn ch as mezi uzlov²mi body dopravn s t .\

Description

Způsob stanovení jízdních časů a prognóz jízdních časů v dopravní síti s použitím polohování mobilních telefonů a systém k provedení způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu stanovení jízdních časů a prognóz jízdních časů v dopravní síti s použitím polohování mobilních telefonů a systém k provedení způsobu.

Dosavadní stav techniky

Pro stanovení jízdních časů v silniční dopravní síti se používají zejména následující technologická zařízení:

snímání projíždějících dopravních prostředků pomocí indukčních smyček, snímání projíždějících dopravních prostředků pomocí videokamer, s vyhodnocením a registrací státní poznávací značky, snímání projíždějících dopravních prostředků pomocí videokamer, s vyhodnocením dopravních parametrů (rychlost, rozměry vozidla,...), snímání projíždějících dopravních prostředků pomocí laserů, snímání projíždějících dopravních prostředků pomocí radarových senzorů, snímání projíždějících dopravních prostředků pomocí infračervených senzorů, snímání projíždějících dopravních prostředků pomocí zvukových senzorů.

Všechny výše uvedené technologie mají následující nevýhody:

Vyžadují zřízení nákladné speciální infrastruktury na kontrolních bodech dopravní sítě.

Kontrolní body musí být četné - řádově tisíce kontrolních bodů pro středně velký evropský stát.

Všechna výše uvedená zařízení s výjimkou video rozpoznávání státních poznávacích značek nejsou schopna provádět směrová sčítání (tzn. odkud kam jede vozidlo přes více kontrolních bodů, protože vozidlo zůstává anonymní pouze s dopravními údaji jako je např. rychlost, kategorie vozidla osobní nebo nákladní apod.).

Někteří poskytovatelé dopravních informací o jízdních dobách kombinují zařízení kontrolních bodů s jednoúčelovými identifikačními zařízeními, které poskytují další informace o poloze a pohybu dopravního prostředku jako doplňkový údaj pro informace z pevných kontrolních bodů a zároveň slouží v dopravním prostředku jako přijímač dopravního zpravodajství poskytovatele. Tyto služby ovšem využívají pouze dopravní prostředky vyšší kategorie a z toho plynou následující nevýhody:

množina palubních identifikačních zařízení je omezená, palubní identifikační zařízení se instalují převážně do osobních vozidel vyšší kategorie, které mají v nočních hodinách velmi redukovaný provoz a informace o nočním provozu je pak silně omezena.

-1 CZ 290287 B6

Podstata vynálezu

Nedostatky známých řešení odstraňuje způsob stanovení jízdních časů a prognóz jízdních časů v dopravní síti s použitím polohování mobilních telefonů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se topologicky definuje dopravní síť a její úseky s uzlovými body. Pod pojmem uzlové body se rozumí např. města, obce, křižovatky apod., úsek je trasa mezi uzlovými body. Pro zvolenou dopravní síť a její jednotlivé úseky se definují minimální nastavené rychlosti pohybujících se mobilních telefonů po těchto úsecích. Pod pojmem pohybující se mobilní telefon se rozumí pohyb osob s mobilními telefony v dopravních prostředcích. Ze všech polohovaných mobilních telefonů se topologicky vyhodnotí množina mobilních telefonů přimykajících se k definovaným úsekům dopravní sítě. Z množiny mobilních telefonů přimykajících se k definovaným úsekům dopravní sítě se topologicky vyhodnotí podmnožina pohybujících se mobilních telefonů po definovaných úsecích rychlostí V_mOb i ažn, přičemž do podmnožiny pohybujících se mobilních telefonů rychlostí V_mob i ažn se zahrnou všechny mobilní telefony splňující podmínku V_mob příslušného úseku > V_nast příslušného úseku a následně se matematicky vyhodnotí jízdní doby mezi uzlovými body dopravní sítě.

Podle dalšího provedení vynálezu, z vyhodnocených jízdních dob mezi uzlovými body dopravní sítě se zpracuje a vyhodnotí prognózy těchto jízdních dob mezi jednotlivými uzlovými body dopravní sítě s využitím znalostí o uplynulém chování dopravní sítě a při doplnění o známé aktuální dopravní podmínky, zejména dopravní kongesce, sjízdnost, nehody, uzavírky.

Systém pro provedení způsobu obsahuje komunikační a výpočetní zařízení operátorů sítí mobilních telefonů, které zahrnuje síť základnových radiostanic GSM a stacionární centrální dispečink pro vyhodnocení polohování mobilních telefonů. Ke komunikačnímu a výpočetnímu zařízení operátorů sítí mobilních telefonů je přiřazeno vyhodnocovací zařízení pro topologické vyhodnocení pohybujících se mobilních telefonů přiřazených k dopravní síti, ze kterého jsou vyhodnocená data pohybujících se mobilních telefonů předána výpočetnímu zařízení pro vyhodnocení a prognózy jízdních časů mezi uzlovými body dopravní sítě.

K hlavním výhodám vynálezu patří společensky žádaná informace o jízdních dobách poskytovaná cestující veřejnosti, která je tímto vynálezem kvalitně změřena i předpovídána a to i pro rozsáhlou a komplikovanou dopravní síť. Pro získání jízdních dob není nutné vybavovat vozidla žádnými přidaným identifikátory - např. transpondéry, ale postačí pouze sledovat dostatečnou množinu mobilních telefonů osob přítomných v pohybujících se dopravních prostředcích. Dále není nutné zřizovat rozsáhlou a nákladnou speciální síť kontrolních dopravních bodů za účelem měření a prognózy chování dopravního proudu. Pro tyto účely vystačí tento vynález s dobudováním kvalitního výpočetního centra vyhodnocovacího zařízení pro topologické vyhodnocení pohybujících se mobilních telefonů přiřazených k dopravní síti a výpočetního centra zařízení pro vyhodnocení a prognózy jízdních časů. Oba tyto celky jsou založeny na počítačích a kvalitním jednoúčelovém expertním software. Je tak navíc lépe využita již existující síť operátorů mobilních telefonů pro tento nový účel.

Široká distribuce informací o jízdních dobách má velký společensko - ekonomický přínos zejména tehdy, kdy cestující veřejnost vlivem kongescí apod. ztrácí svůj produktivní čas cestováním v komplikovaném úseku dopravní sítě. Při včasné informaci je možno volit náhradní trasu nebo si přeorganizovat pracovní program a v komplikovanou dobu do komplikovaného úseku vůbec nevjíždět. Dále je možno předpověď jízdních časů využít pro přesnější plánování cestovního času nutného pro přesun po dopravní síti. Informovaná cestující veřejnost není vystavena nutnosti časového plánování s velkou rezervou a není ani vystavena stresům a ztrátám způsobeným případným podhodnocením časové náročnosti přesunu po dopravní síti. Tímto způsobem lze přímo podpořit produktivitu práce a zamezit zbytečným ztrátám času, který je pak možno věnovat práci, zábavě i odpočinku. Vybrané informace dle dynamického modelu jízdní doby lze poskytovat cestující veřejnosti například formou rozhlasového vysílání, pomocí informačních

-2 CZ 290287 B6 dopravních tabulí, pomocí pagerů nebo pomocí GSM telefonů. Výpočet konkrétní jízdní doby lze poskytovat i na základě poptávkového režimu, kdy uživatel dotazem vyžádá konkrétní jízdní dobu mezi vybranými body dopravní sítě.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 schematicky znázorňuje dopravní síť s uzlovými body, obr. 2 znázorňuje dopravní síť podle obr. 1 s úseky mezi uzlovými body a s parametry minimálních nastavených rychlostí pohyio bu mobilních telefonů pro jednotlivé úseky dopravní sítě, obr. 3 znázorňuje dopravní síť se všemi polohovanými mobilními telefony přimykajícími se jednotlivým úsekům dopravní sítě, obr. 4 znázorňuje dopravní síť s vyznačenými polohovanými mobilními telefony přimykajícími se jednotlivým úsekům sítě s lychlostí pohybu mobilních telefonů větší, než je nastavený parametr minimální rychlosti pohybu mobilních telefonů pro jednotlivé úseky, obr. 5 znázorňuje 15 dopravní síť pro výpočet jízdních časů mezi více jejími úseky, obr. 6 znázorňuje historicky naměřený průběh jízdní doby jednoho úseku dopravní sítě dle obr. 5, obr. 7 znázorňuje systém pro provedení způsobu.

Příklady provedení

Obr. 1 až 4 charakteristicky znázorňují postup výběru pohybujících se mobilních telefonů po dopravní síti pro stanovení jízdních časů mezi jednotlivými uzlovými body dopravní sítě. Pohyb mobilních telefonů je nutno chápat, jako pohyb osob s mobilními telefony v dopravních prostřed25 cích.

Obr. 1 a 2 znázorňuje topologicky definovanou dopravní síť, např. se sedmi úseky 1 až 7 a jejich uzlové body A, B, C, D, E. Pod uzlovými body se rozumí města, obce, křižovatky apod. Vysílače sítě základnových radiostanic GSM 11.1 po této zvolené dopravní síti monitoruj í-polohují pohyb 30 všech mobilních telefonů MT a údaje jsou shromažďovány ve vyhodnocovacím zařízení 12 operátorů sítí mobilních telefonů (obr. 7). Pro tuto zvolenou dopravní sít se pro každý její jednotlivý úsek 1 až 7 mezi jednotlivými uzlovými body A, B, C, D, E definují minimální nastavené rychlosti V_nast i _až7 pohybujících se mobilních telefonů, tzn., že pro úsek 1 mezi uzlovými body A a C je nastavena rychlost V_nast i, pro úsek 2 mezi uzlovými body B a C je nastavena rychlost V_nast35 2, pro úsek 3 mezi uzlovými body C a D je nastavena rychlost V_nast 3 atd., až pro úsek 7 mezi uzlovými D a E body je nastavena V_{nast 7}

Rychlost V_nast 1 až 7 pro jednotlivé úseky 1 až 7 je specifická absolutní rychlost nastavená pro daný úsek a čas dopravní sítě. Její hodnota podléhá mnoha vlivům a získá se statisticky a empiricky, 40 aby odpovídala minimální rychlosti dopravního proudu v daném úseku a daném čase. V závislosti na čase - ranní nebo odpolední špička, dopravní sedlo, nehoda, kongesce, bude její hodnota systémem adjustována. Tato podmínka tedy slouží jako filtr pro selekci mobilních telefonů v jedoucích dopravních prostředcích.

Ze všech potahovaných mobilních telefonů MT se ve vyhodnocovacím zařízení 12, které je přiřazeno k zařízení 11, topologicky vyhodnotí množina MT1 až MT7 mobilních telefonů, přimykajících se k definovaným úsekům 1 až 7 mezi uzlovými body A, B, C, D, E dopravní sítě. Tyto množiny MT1 až MT7 jsou znázorněny na obr. 3 plným černým čtverečkem. Pro úsek 1 jsou do množiny MT1 zahrnuty mobilní telefony 1.1. 1.2 až l.n, pro úsek 2 jsou do množiny 50 MT2 zahrnuty mobilní telefony 2,1, 2.2 až 2.n až pro úsek 7 jsou do množiny MT7 zahrnuty mobilní telefony 7.1, 7.2 až 7.n

Z množin MT1 až MT7 mobilních telefonů přimykajících se pro jednotlivé definované úseky 1 až 2 dopravní sítě se ve vyhodnocovacím zařízení 12 topologicky vyhodnotí podmnožiny MT1.1 až MT1.7 pohybujících se mobilních telefonů rychlostí V_mOb i až7, přičemž pro každý úsek 1 až 7 platí, že V_mob příslušného úseku > V_nast příslušného úseku, tj. V_mob i > V^, i, V_{mob 2} > N_mSa až

V_mob 7 > Vnast 7· Do těchto podmnožin MT1.1 až ΜΊΤ.7 nebudou již zahrnuty mobilní telefony označené na obr. 4 přeškrtnutým černým čtverečkem, které v každém úseku nesplňují podmínku

V_mob příslušného úseku > V_nast příslušného úseku.

Z podmnožin MT1.1 až MT1.7 pohybujících se mobilních telefonů po jednotlivých úsecích 1 až 7 definované dopravní sítě a splňujících podmínku V _mob příslušného úseku > V_nast příslušného úseku, se následně ve výpočetním zařízení 13 matematicky vyhodnotí jízdní doby úseků 1 až 7 mezi jednotlivými uzlovými body A, B, C, D, E dopravní sítě.

Jízdní doba t_AC úseku 1 se vypočte z podmnožiny MT1.1 pohybujících se mobilních telefonů mezi uzlovými body A a C (obr. 4) dle následujícího postupu:

1. Vyloučí se odlehlé hodnoty ze souboru dat V_mob] až V_mobn pro úsek 1. K vyloučení se použije standardní statistický test:

Studentův test s koeficientem alfa = 0,95.

Provedením vyloučení odlehlých hodnot se odstraní rychlosti pohybu vozidel, výrazně odlišné od běžných. To jsou zejména hodnoty:

vozidel s nízkou rychlostí oproti běžné - to mohou být vozidla s nízkou provozní rychlostí, ale také to může být způsobeno přerušením jízdy mezi body trasy, vozidel s výrazným překročením obvyklé cestovní nebo povolené rychlosti.

2. Soubor dat bez vyloučených hodnot je podroben výpočtu mediánu, čímž je získána nejpravděpodobnější rychlost V_me<j pohybu vozidel v daném úseku 1 j. Medián je zvolen proto, že dává spíše informaci, jakou střední rychlostí se pohybují vozidla, zatímco běžný aritmetický průměr opravdu znamená průměrnou rychlost vozidel. Následně se vypočítá jízdní doba t_Ac mez body A aC:

délka úseku 1

ÍAC ⁼--------------------V med 1

Analogicky se vypočítá jízdní doba každého úseku dopravní sítě mezi dvěma uzlovými body.

Příklad výpočtu jízdní doby na trase delší než jen mezi dvěma uzlovými body dopravní sítě, např. na trase dané uzlovými body A, B, C, E, tj. na třech označených úsecích 5, 2, a 4 dopravní sítě. Vyhodnocuje se jízdní doba ϊλβοε - trasa je označena silnou čarou (obr. 5). Po stanovení podmnožin MT1.5, MT1.2 aMT1.4 pohybujících se mobilních telefonů po jednotlivých úsecích se postupuje stejně jako u předešlého příkladu pro jednoduchý výpočet mezi dvěma uzlovými body. Následně však nelze provést pouhý matematický součet jízdních dob + t_Bc + íce jednotlivých úseků 5, 2 a 4, ale je nutné kalkulovat s tím, že vozidlo, které vyrazí na trasu ABCE v čase t bude absolvovat úsek AB v čase t^, ale do úseku BC vjede až po uplynutí času t_AB. Z tohoto důvodu nelze vycházet ze současné jízdní doby t_Bc, aleje nutné využít historických dat dle grafu znázorněného na obr. 6. Na tomto grafu, jehož vodorovná souřadnice znázorňuje čas dne tj v hodinách a svislá souřadnice znázorňuje jízdní dobu t_Bc úseku 2 v minutách, vidíme historicky naměřený a vypočtený průběh jízdní doby t_Bc, který mívá obvykle v průběhu 24 hodin dvě špičky - ranní špička 20 a odpolední špička 21. Dále je zde patrné poledni sedlo 22, kdy dochází ke zkrácení jízdní doby. Tyto průběhy jsou závislé na hustotě dopravy v daný čas td příslušného dne. Pokud tedy srovnáváme standardní průběh této závislosti mezi dvěma srovna

-4CZ 290287 B6 telnými dny (např. mezi dvěma pondělky - 1. pracovními dny v týdnu), vysledujeme velkou shodu za předpokladu, že v některém z těchto dní nedojde k výrazné anomálii způsobené například zimní kalamitní situací ve sjízdnosti daného úseku dopravní sítě.

Na obr. 6 je jízdní doba t_BC předpovězena dle historických grafů výpočetní jízdní doby t_Bc pro daný čas dne td= t + t_AB.

Pro vysvětlení - měření jízdních dob v dopravní síti v daném úseku poskytuje informaci o obvyklé jízdní době - např. v pondělí v období 8:00 hod až 9:00 hod mezi body B a C - t_Bo Pokud tyto historická data opravíme o hledisko neočekávaných dopravních anomálií jako např. nehody, špatná sjízdnost nebo kongesce v daném úseku, lze pak provést celkový výpočet jízdní doby dle vzorce:

ÍaBCE ^— ÍAB + t_BC v čase td = t - tab + tcE _v £_ase td = t + tab + tbc

Přičemž čas t_{CE v} čase td = t + tab + tbc se stanovuje obdobně jako čas t_{BC v} čase td=t + tab·

Výše uvedený vzorec lze aplikovat na libovolnou trasu mezi jednotlivými body v dopravní síti s vysokou procentní pravděpodobností na kratších kombinovaných úsecích, s klesající pravděpodobností na úsecích časově i vzdálenostně delších. Zahrnuje tedy v sobě již prvek prognózy celkové jízdní doby.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob stanovení jízdních časů a prognóz jízdních časů v dopravní síti s použitím polohování mobilních telefonů, vyznačující se tím, že se topologicky definuje dopravní síť a její úseky (1 až n) s uzlovými body, pro zvolenou dopravní síť a její jednotlivé úseky (1 až n) se definují minimální nastavené rychlosti V_nast i pohybujících se mobilních telefonů po těchto úsecích, ze všech polohovaných mobilních telefonů (MT) se topologicky vyhodnotí množina mobilních telefonů přimykajících se k definovaným úsekům (1 až n) dopravní sítě, z množiny mobilních telefonů přimykajících se definovaným úsekům (1 až n) dopravní sítě se topologicky vyhodnotí podmnožiny pohybujících se mobilních telefonů po definovaných úsecích (1 až n) rychlostí V_mOb i až n, přičemž do podmnožiny pohybujících se mobilních telefonů rychlostí Vmob i ažn se zahrnou všechny mobilní telefony splňující podmínku V_mob příslušného úseku > V_nastpříslušného úseku a následně se matematicky vyhodnotí jízdní doby mezi uzlovými body úseků (1 až n) dopravní sítě.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že z vyhodnocených jízdních dob mezi uzlovými body dopravní sítě se zpracuje prognóza těchto jízdních dob mezi těmito uzlovými body dopravní sítě s využitím znalostí o uplynulém chování dopravní sítě a při doplnění o známé aktuální dopravní podmínky, zejména dopravní kongesce, sjízdnost, nehody, uzavírky.
3. Systém pro provedení způsobu podle nároků 1 a 2, obsahující komunikační a výpočetní zařízení (11) operátorů sítí mobilních telefonů, které vyhodnocuje polohované mobilní telefony, vyznačující se tím, že komunikační a výpočetní zařízení (11) operátorů sítí mobilních telefonů obsahuje vyhodnocovací zařízení (12) pro topologické vyhodnocení pohybujících se mobilních telefonů přiřazených k dopravní síti, přičemž vyhodnocovací zařízení (12) je upraveno pro předání vyhodnocených dat pohybujících se mobilních telefonů výpočetnímu zařízení (13) pro vyhodnocení a prognózy jízdních časů mezi uzlovými body dopravní sítě.