DE10022812A1

DE10022812A1 - Verfahren zur Verkehrslagebestimmung auf Basis von Meldefahrzeugdaten für ein Verkehrsnetz mit verkehrsgeregelten Netzknoten

Info

Publication number: DE10022812A1
Application number: DE10022812A
Authority: DE
Inventors: Boris Kerner; Hubert Rehborn
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-11-22
Also published as: US6470262B2; JP2002008183A; EP1154389B1; EP1154389A1; DE50102456D1; ES2220617T3; US20020026277A1; JP3501773B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Verkehrslage auf der Basis von Verkehrsdaten, die durch sich im Verkehr mitbewegende Meldefahrzeuge gewonnen werden, für ein Verkehrsnetz mit verkehrsgeregelten Netzknoten und diese verbindenden Streckenkanten. DOLLAR A Erfindungsgemäß werden für die Reisezeiten auf den Streckenkanten indikative Verkehrsdaten durch sich im Verkehr mitbewegende Meldefahrzeuge gewonnen, daraus die Reisezeiten streckenkantenspezifisch ermittelt und anhand dieser die mittlere Warteschlangen-Fahrzeuganzahl, die mittlere Fahrzeuganzahl, die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit außerhalb der Warteschlange, die mittlere Wartezeit in der Warteschlange und/oder die mittlere Fahrzeugdichte außerhalb der Warteschlange für die jeweilige Streckenkante bestimmt. DOLLAR A Verwendung zur FCD-gestützten Rekonstruktion der aktuellen Verkehrslage und für darauf aufbauende Verkehrsprognosen, insbesondere für Straßenverkehrsnetze von Ballungsräumen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verkehrslage bestimmung auf der Basis von Verkehrsdaten, die durch sich im Verkehr mitbewegende Meldefahrzeuge gewonnen werden, für ein Verkehrsnetz mit verkehrsgeregelten Netzknoten und diese ver bindenden Streckenkanten.

Verfahren zur Bestimmung der aktuellen wie auch der zukünftig zu erwartenden Verkehrslage sind vor allem für Straßenverkehrs netze in vielerlei Ausprägungen bekannt und gewinnen aufgrund des ständig wachsenden Verkehrsaufkommens zunehmend an Bedeu tung. Gebräuchliche Verkehrsprognosemethoden lassen sich grob in zwei Typen unterteilen, nämlich historische Ganglinienprog nosen und dynamische Verkehrsprognosen. Erstere basieren auf zuvor gewonnenen Verkehrslagedaten, aus denen ein Archiv so genannter Ganglinien angelegt wird, anhand derer dann aus aktu ellen Verkehrslagedaten durch einen sogenannten Matching-Pro zess, bei dem eine am besten passende Ganglinie ausgewählt wird, auf die zukünftige Verkehrslageentwicklung geschlossen wird. Die dynamische Verkehrsprognose basiert auf einer Erken nung verkehrlicher Objekte bzw. Verkehrszustände, wie freier Verkehr, synchronisierter Verkehr und Stau, aus aktuellen Ver kehrsmessungen und auf der dynamischen Verfolgung dieser indi vidualisierten Verkehrszustände. Es können auch beide Prognose methoden kombiniert zur Anwendung kommen. Derartige historische und dynamische Verkehrsprognosen sind z. B. in der Patentschrift DE 195 26 148 C2, den Offenlegungsschriften DE 196 47 127 A1 und DE 197 53 034 A1 sowie der älteren deutschen Patentanmel dung 198 35 979.9 beschrieben. Eine notwendige Voraussetzung eines jeden Verkehrsprognoseverfahrens ist die Bestimmung der aktuellen Verkehrslage zum Prognosezeitpunkt und gegebenenfalls zu früheren Zeitpunkten.

Die meisten gebräuchlichen Verfahren zur Verkehrslagestimmung sind auf Verkehrsnetze abgestellt, bei denen die Dynamik des Verkehrsablaufs im wesentlichen durch die Verkehrsverhältnisse auf den verschiedenen Streckenkanten, d. h. den Wegeverbindungen zwischen je zwei Netzknoten, selbst bestimmt ist, d. h. durch die Dynamik der verschiedenen identifizierbaren verkehrlichen Objekte und Phasenübergänge zwischen denselben. Solche Verhält nisse sind beispielsweise für Schnellstraßen gegeben.

Hingegen gelten in Verkehrsnetzen von Ballungsräumen andere Verhältnisse. Dort ist der Verkehrsablauf meist durch die Ver kehrsregelungsmaßnahmen an den Netzknoten, z. B. in Form von Lichtsignalanlagen an Kreuzungen, bestimmt und kaum durch die verkehrsdynamischen Effekte auf den häufig relativ kurzen Stre ckenkanten zwischen den Knoten. Es ist bekannt, dass in diesen Fällen eine Warteschlangentheorie angewendet werden kann, bei der die Länge der Warteschlange vor dem jeweiligen verkehrsge regelten Netzknoten, die Dauern von Freiphasen, während denen der Verkehr am betreffenden Netzknoten freigegeben ist, und von Unterbrechungsphasen, während denen der Verkehr am Netzknoten angehalten wird, die Geschwindigkeit der Fahrzeuge außerhalb der typischen Warteschlangen vor den Netzknoten, die Zuflüsse zur Warteschlange und die Länge der Streckenkanten für die Ver kehrsdynamik von Bedeutung sind, siehe z. B. die Veröffentli chungen S. Miyata et al., "STREM", Proc. of the 2nd Word Cong ress on Intelligent Transport Systems, Yokohama, Band 1, Seite 289, 1995 sowie B. Ran und D. Boyce, "Modeling Dynamic Trans portation Networks", Springer-Verlag, Berlin, 1996.

In der nicht vorveröffentlichten, älteren deutschen Patentan meldung 199 40 957.9 ist ein Verkehrsprognoseverfahren beschrieben, das sich speziell für Ballungsraum-Verkehrsnetze eignet. Dieses Verkehrsprognoseverfahren baut auf einer Erfas sung von aktuellen, durch die Frei- und Unterbrechungsphasen der verkehrsgeregelten Netzknoten zeitdiskretisierten Verkehrs zustandsparametern auf, wie dem aktuellen Fahrzeugabfluß aus einer Warteschlange, dem aktuellen Fahrzeugzufluß in die Warte schlange und die aktuelle Anzahl von Fahrzeugen in der Warte schlange. Aus den aktuellen, zeitdiskretisierten Verkehrszu standsparametern werden effektive kontinuierliche Verkehrzu standsparameter bestimmt, darunter mindestens ein effektiver kontinuierlicher Fahrzeugabfluß aus einer Warteschlange und/oder ein effektiver kontinuierlicher Fahrzeugzufluß in die Warteschlange, anhand derer ein oder mehrere Verkehrsparameter auf der Basis einer dynamischen makroskopischen Modellierung des Verkehrs prognostiziert werden, z. B. die zu einem Prognose zeitpunkt zu erwartende Reisezeit für eine bestimmte Fahrtstre cke und/oder die zu erwartende Verkehrslage wenigstens hin sichtlich der Anzahl von in Warteschlangen stehenden bzw. au ßerhalb davon fahrenden Fahrzeugen und/oder der voraussichtli chen Länge der jeweiligen Warteschlange. Der Inhalt dieser äl teren Anmeldung wird vor allem auch hinsichtlich der dort zu findenden Erklärungen und Definitionen von auch vorliegend re levanten Begriffen und physikalischen Größen hierin in vollem Umfang durch Verweis aufgenommen.

In einer parallelen deutschen Patentanmeldung der Anmelderin (unsere Akte: P033150/DE/1) ist ein Verfahren zur Gewinnung von Verkehrsdaten durch sich im Verkehr mitbewegende Meldefahrzeu ge, d. h. zur Gewinnung von sogenannten FCD (floating car data), beschrieben, das sich ebenfalls speziell für Verkehrsnetze von Ballungsräumen eignet, d. h. für Verkehrsnetze, bei denen der Verkehr durch die Verkehrsregelungsmaßnahmen an den Netzknoten dominiert wird. Dieses Verfahren beinhaltet eine spezielle Ge winnung von FCD, d. h. von dynamischen Einzel- bzw. Meldefahr zeugdaten, die Zeitstempelinformationen beinhalten, welche je weils einen Meldezeitpunkt bezeichnen, der nicht früher als der Zeitpunkt des Verlassens einer betreffenden Streckenkante und nicht später als der Zeitpunkt liegt, zu dem das Meldefahrzeug einen Abschnitt einer danach befahrenen Streckenkante vor einem nächsten berücksichtigten Netzknoten erreicht. Aus diesen Zeit stempelinformationen können die Fahrtrouten der Melde- bzw. FCD-Fahrzeuge verfolgt und die zu erwartenden Reisezeiten für die jeweilige Streckenkante ermittelt werden, gegebenenfalls individuell für jede von mehreren Richtungsspurmengen dersel ben. Der Begriff "Richtungsspurmenge" bezeichnet hierbei die Menge der verschiedenen Richtungsspuren einer Streckenkante, die jeweils eine oder mehrere Fahrspuren umfassen können und dadurch definiert sind, dass die eine oder mehreren Fahrspuren einer jeweiligen Richtungsspurmenge gleichberechtigt von den Fahrzeugen benutzt werden können, um den Netzknoten zur Weiter fahrt in einer oder mehreren zugeordneten Zielrichtungen zu passieren. Da für das vorliegende Verkehrslagebestimmungsver fahren dieses FCD-Verkehrsdatengewinnungsverfahren als eine be vorzugte Grundlage zur Bestimmung von Reisezeiten für jede je weilige Streckenkante dienen kann, wie sie vorliegend benutzt werden, wird auch der Inhalt dieser älteren Anmeldung hierin in vollem Umfang durch Verweis aufgenommen.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, mit dem ein oder mehrere, für die Verkehrslage indikative Verkehrspara meter unter Verwendung von FCD-Informationen vergleichsweise gut bestimmt werden können, insbesondere auch für Verkehrsnetze von Ballungsräumen.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung ei nes Verkehrslagebestimmungsverfahrens mit den Merkmalen des An spruchs 1. Gemäß diesem Verfahren werden durch sich im Verkehr mitbewegende Meldefahrzeuge für die Reisezeiten auf den Stre ckenkanten indikative Verkehrsdaten, d. h. zur Reisezeitermitt lung geeignete FCD, gewonnen und anhand dieser Verkehrsdaten die Reisezeiten für die Streckenkanten ermittelt. Anhand der ermittelten streckenkantenspezifischen Reisezeiten werden dann ein oder mehrere Verkehrslageparameter bestimmt, und zwar die mittlere Anzahl von Fahrzeugen in einer Warteschlange einer je weiligen Streckenkante vor einem verkehrsgeregelten Netzknoten, die mittlere Anzahl von Fahrzeugen insgesamt auf der Strecken kante, die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Strecken kante vor einer eventuellen Warteschlange, d. h. zwischen dem Anfang der Streckenkante bis zum stromaufwärtigen Warteschlan genende, die mittlere Wartezeit in der jeweiligen Warteschlange und/oder die mittlere Fahrzeugdichte auf der Streckenkante vor der Warteschlange.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, auf der Grundlage geeignet gewonnener FCD die aktuelle Verkehrslage speziell auch für Ver kehrsnetze in Ballungsräumen, bei denen die Verkehrsdynamik durch die Verkehrsregelungsmaßnahmen an den Netzknoten domi niert wird, ausreichend genau zu bestimmen, d. h. anhand der FCD zu rekonstruieren. Weitere erfasste Verkehrsdaten, z. B. von ortsfesten Detektoren, können zusätzlich berücksichtigt werden, dies ist jedoch nicht zwingend. Die solchermaßen bestimmte bzw. rekonstruierte aktuelle Verkehrslage kann dann wiederum als Grundlage zum Aufbau einer Ganglinien-Datenbank und weiterge hend für ganglinienbasierte und/oder für dynamische Verkehrs prognosen dienen. Für solche Verkehrsprognosen über die zu er wartende Verkehrslage auf einem Ballungsraum-Verkehrsnetz ist die Kenntnis der zeitabhängigen Warteschlangenlängen an den verkehrsgeregelten Netzknoten und der zeitabhängigen Anzahl von Fahrzeugen auf der jeweiligen Streckenkante wichtig, die durch das erfindungsgemäße Verfahren gewonnen werden kann.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 werden die Reisezeiten und der oder die Verkehrslageparameter spezifisch für jede von gegebenenfalls mehreren Richtungsspurmengen einer jeweiligen Streckenkante separat ermittelt. Damit lässt sich die Genauigkeit der Verkehrslagebestimmung signifikant verbes sern, da berücksichtigt wird, dass sich auf einer Streckenkante vor einem verkehrsgeregelten Netzknoten im allgemeinen unter schiedlich lange Warteschlangen für verschiedene Richtungsspur mengen bilden und/oder die Verkehrsregelung am Netzknoten meist ebenfalls richtungsspurmengenspezifisch ist, d. h. unterschied liche Halte- und Durchlasszeiten, auch Frei- bzw. Unterbre chungsphasen genannt, für die verschiedenen Richtungsspurmengen beinhaltet.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 werden die ermittelten aktuellen Verkehrsinformationen in Form des ei nen oder der mehreren, streckenkantenspezifisch und dabei be vorzugt speziell richtungsspurmengenspezifisch ermittelten Ver kehrslageparameter für eine fortlaufende Erzeugung historischer Ganglinien bezüglich der mittleren Fahrzeuganzahl in der jewei ligen Warteschlange, der Warteschlangenlänge, der mittleren Wartezeit in der jeweiligen Warteschlange und/oder der mittle ren Fahrzeuganzahl auf der jeweiligen Streckenkante genutzt.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 wird als ein weiterer, ermittelter Verkehrslageparameter die richtungs spurmengenspezifische Fahrzeugabbiegerate am jeweiligen Netz knoten berücksichtigt, d. h. es wird ermittelt, wie viele Fahr zeuge zum jeweiligen Zeitpunkt im Mittel von einer jeweiligen Richtungsspurmenge einer in einen zugehörigen Netzknoten ein mündenden Streckenkante über den Netzknoten in eine jeweilige Richtungsspurmenge einer vom Netzknoten weiterführenden Stre ckenkante einfahren. Dies lässt sich durch geeignet erhobene FCD ermitteln, indem z. B. die aufgenommenen FCD eine Informati on über die am Netzknoten gewählte Fahrtrichtung bzw. Rich tungsänderung enthalten.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 5 ist eine unterscheidende Erkennung des Zustands der Untersättigung ei nerseits und der Übersättigung andererseits anhand eines geeig neten Reisezeitkriteriums vorgesehen, bei dem die ermittelte Reisezeit mit einem Schwellwert verglichen wird, der unter an derem von der Streckenkantenlänge, einer typischen freien Fahr zeuggeschwindigkeit auf derselben sowie der Halte- und der Durchlassdauer der Verkehrsregelung am Netzknoten abhängt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 ist ei ne Bestimmung von verfahrensgemäß berücksichtigten Verkehrspa rametern nach unterschiedlichen Gleichungssystemen für die bei den Fälle der Untersättigung bzw. Übersättigung vorgesehen.

Ein nach Anspruch 7 weitergebildetes Verfahren erlaubt eine spezielle, vorteilhafte Bestimmung der Fahrzeuganzahl auf einer Streckenkante sowie des effektiven kontinuierlichen Fahrzeugzu flusses zur Streckenkante und auch zu einer Warteschlange der selben, wenn hierzu geeignete Verkehrsdaten von zwei oder mehr entsprechenden FCD-Fahrzeugen vorliegen, welche die be treffende Streckenkante in zeitlichem Abstand durchfahren.

Eine Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 8 ermöglicht die Erkennung des Zustands totaler Überfüllung einer Strecken kante, d. h. eines Zustands, bei der sich die Warteschlange über die gesamte Streckenkante und eventuell noch stromauf wärts weiter über den dortigen Netzknoten hinweg in andere Streckenkanten hinein erstreckt.

Ein nach Anspruch 9 weitergebildetes Verfahren berücksichtigt Zufluß- und Abflussquellen von Fahrzeugen, wie sie z. B. in In nenstadtbereichen von Parkhäusern und Parkplätzen gebildet wer den.

Bei einem nach Anspruch 10 weitergebildeten Verfahren wird ein "ausgedünntes" Verkehrsnetz hinsichtlich der Verkehrslagebe stimmung betrachtet, das nur einen Teil aller von den Fahrzeu gen befahrbaren Streckenkanten eines Gesamtverkehrsnetzes ent hält, z. B. nur Streckenkanten bestimmter Streckentypen, wie Hauptverkehrsstraßen. Die übrigen Streckenkanten werden als Zu fluss- und Abflussquellen von Fahrzeugen behandelt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeich nungen veranschaulicht und wird nachfolgend beschrieben. Hier bei zeigen:

Fig. 1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Verkehrslage bestimmung für ein Verkehrsnetz mit verkehrsgeregel ten Netzknoten auf der Basis von FCD,

Fig. 2 eine idealisierte Darstellung eines Netzknotens zur Erläuterung der vorliegend verwendeten streckenbezo genen Begriffe und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verkehrsnetzbe reichs mit zwei benachbarten Netzknoten zur Veran schaulichung einer vorteilhaften FCD-Gewinnung.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer vor teilhaften Realisierung anhand des in Fig. 1 illustrierten Ver fahrensablaufs im Detail erläutert. Das Verfahren eignet sich zur Bestimmung bzw. Rekonstruktion der Verkehrslage in einem Verkehrsnetz mit verkehrsgeregelten Netzknoten, insbesondere in einem Straßenverkehrsnetz eines Ballungsraums. Das berücksich tigte Verkehrsnetz kann einem gesamten Verkehrsnetz entspre chen, das alle von den zugehörigen Fahrzeugen befahrbaren Stre ckenkanten eines bestimmten Gebietes umfasst, oder in einer "ausgedünnten" Form nur einen Teil der Streckenkanten des Ge samtverkehrsnetzes enthalten, z. B. nur Straßen ab einer be stimmten Straßentyp-Mindestgröße, wie Hauptverkehrsstraßen. Das Verfahren beginnt mit der Gewinnung von Verkehrsdaten durch sich im Verkehr bewegende Meldefahrzeuge (Schritt 1), d. h. von FCD (floating car data). Bevorzugt erfolgt diese FCD-Gewinnung durch das in der oben erwähnten, parallelen deutschen Patentan meldung (unsere Akte: P033150/DE/1) beschriebene Verfahren, worauf für weitere Details verwiesen werden kann. Die FCD kön nen dabei über fahrzeugseitig fest installierte Endgeräte, aber auch z. B. über fahrzeugseitig mitgeführte Mobiltelefone aufge nommen bzw. weitergeleitet werden.

Zum besseren Verständnis dieses FCD-Gewinnungsverfahrens und auch der vorliegend verwendeten streckenbezogenen Begriffe ist in Fig. 2 ein idealisierter Netzknoten dargestellt, in den vier Streckenkanten j = 1, . . ., 4 einmünden und aus dem vier Strecken kanten i = 1, . . ., 4 ausmünden. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist angenommen, dass die einmündenden Streckenkanten j je zwei verschiedene Richtungsspurmengen k = 1, 2 und die ausmündenden Streckenkanten i ebenfalls zwei verschiedene Richtungsspurmen gen m = 1, 2 aufweisen. Jede Richtungsspurmenge k, m kann aus ei ner oder mehreren Fahrspuren bestehen, die von Fahrzeugen gleichberechtigt verwendet werden können, um über den Netzkno ten in einer oder mehreren bestimmten Richtungen weiterzufah ren. So kann z. B. die eine Richtungsspurmenge einer einmünden den Streckenkante eine oder mehrere Fahrspuren umfassen, von denen aus über den Netzknoten geradeaus weitergefahren oder nach rechts abgebogen werden kann, während die andere Rich tungsspurmenge eine oder mehrere Fahrspuren umfassen kann, auf denen nach links abgebogen werden kann.

Das besagte FCD-Gewinnungsverfahren gemäß der parallelen deut schen Patentanmeldung zeichnet sich dadurch aus, dass Datenge winnungsvorgänge wenigstens für sukzessiv befahrene Netzknoten jeweils nicht vor dem Verlassen einer in den jeweiligen Netz knoten einmündenden Streckenkante j ausgelöst werden und im je weiligen Datengewinnungsvorgang als FCD eine Zeitstempelinfor mation gewonnen wird, die einen auf den betreffenden Netzknoten bezogenen Meldezeitpunkt angibt, der nicht früher als der Zeit punkt des Verlassens der betreffenden Streckenkante j und nicht später als der Zeitpunkt liegt, zu dem das Meldefahrzeug einen Abschnitt einer danach befahrenen Streckenkante i vor einem nächsten berücksichtigten Netzknoten erreicht oder in eine War teschlange der nächsten berücksichtigten Streckenkante i ein fährt.

In einem Ballungsraum-Verkehrsnetz ist, wie gesagt, die Ver kehrsdynamik bzw. das Verhalten von Verkehrsstörungen meist durch die Verkehrsregelung an den Netzknoten dominiert. Dabei bildet sich häufig eine Warteschlange am Ende einer in einen zugehörigen Netzknoten einmündenden Streckenkante. Fig. 3 zeigt schematisch eine beispielhafte Momentaufnahme aus dem Bereich eines Netzknotens K, in den unter anderem eine Streckenkante St einmündet, an deren Ende sich vor dem Netzknoten K eine Warte schlange W mit einer zugehörigen Anzahl N_q von Fahrzeugen ge bildet hat. Das stromabwärtige Warteschlangenende liegt an ei ner Abschluß- bzw. Haltelinie An, welche die Grenzlinie der Streckenkante St an der Einmündung in den Netzknoten K dar stellt. In die Warteschlange W fahren Fahrzeuge mit einem Ver kehrsfluß q_in,q ein, und aus ihr fahren Fahrzeuge mit einem Verkehrsfluß q_out heraus und in den Netzknoten K hinein, um von dort in eine der ausmündenden Streckenkanten einzufahren. Bei spielhaft sind drei FCD-Fahrzeuge FCD1, FCD2, FCD3 veranschau licht, welche die Warteschlange W der betreffenden Streckenkan te St verlassen haben und über den Netzknoten K in unterschied liche Richtungen weiterfahren. Speziell fährt ein erstes FCD- Fahrzeug FCD1 geradeaus weiter, ein zweites FCD-Fahrzeug FCD2 ist nach rechts abgebogen, und ein drittes FCD-Fahrzeug FCD3 ist nach links abgebogen, wobei die entsprechenden Anfangs- bzw. Grenzlinien En1, En2, En3 eingezeichnet sind, an denen die weiterführenden Streckenkanten beginnen.

Wie in der besagten parallelen deutschen Patentanmeldung einge hend beschrieben, eignen sich die solchermaßen gewonnenen, netzknotenbezogenen Meldezeitpunktinformationen enthaltenden FCD unter anderem besonders gut dafür, aus ihnen die aktuell zu erwartende Reisezeit t_tr ^(j,k) für die jeweilige Streckenkante j getrennt nach deren Richtungsspurmengen k zu ermitteln. Dies ist dort näher dargelegt und bedarf daher hier keiner wieder holten Erläuterung. Die Ermittlung der Reisezeiten t_tr ^(j,k) für die eine oder mehreren Richtungsspurmengen k der jeweiligen Streckenkante j ist der nächste Schritt (2) im Ablauf des vor liegenden Verfahrens und kann gemäß der in der parallelen deut schen Patentanmeldung beschriebenen Vorgehensweise erfolgen. Alternativ kann die Ermittlung dieser aktuell zu erwartenden Reisezeiten t_tr ^(j,k) anhand von hierzu gewonnenen FCD auch mit einem beliebigen anderen, herkömmlichen Algorithmus erfolgen, falls und soweit dem Fachmann ein solcher bekannt ist. Mit an deren Worten ist das vorliegende Verfahren unabhängig von der Art und Weise, wie die Reisezeiten t_tr ^(j,k) für die verschiedenen Streckenkanten j des Verkehrsnetzes anhand von aufgenommenen FCD ermittelt werden.

Die ermittelten aktuellen Reisezeiten t_tr ^(j,k) für die Richtungs spurmengen k der Streckenkanten j des Verkehrsnetzes werden dann zur Feststellung verwendet, ob für die jeweilige Strecken kante j, gegebenenfalls unterschieden nach deren verschiedenen Richtungsspurmengen k, ein Zustand der Untersättigung oder Übersättigung vorliegt (Schritt 3). Der Zustand der Untersätti gung ist hierbei dadurch definiert, dass die während einer Hal te- bzw. Unterbrechungsphase, z. B. einer Rotphase einer Licht signalanlage, am Ende der Streckenkante entstehende Wartschlan ge durch die nachfolgende Durchlaß- bzw. Freiphase, z. B. die Grünphase einer Lichtsignalanlage, vollständig aufgelöst wird, was als ein zum Zustand freien Verkehrs auf Schnellstraßen ana loges Verhalten angesehen werden kann. Der Zustand der Übersät tigung ist dadurch definiert, dass die während einer Unterbre chungsphase entstehende Warteschlange durch die nachfolgende Freiphase nicht mehr vollständig aufgelöst wird, was als ein zum Zustand dichten Verkehrs auf Schnellstraßen analoges Ver halten angesehen werden kann. Je mehr Freiphasen ein Fahrzeug bis zur Passierung des vor ihm liegenden verkehrsgeregelten Netzknotens warten muß, desto mehr nimmt dieses Verhalten dich ten Verkehrs in jeder jeweiligen Richtungsspurmenge der betref fenden Streckenkante des Ballungsraum-Verkehrsnetzes zu.

Für die Feststellung, ob Unter- oder Übersättigung vorliegt, wird die ermittelte Reisezeit t_tr ^(j,k) mit einem Schwellwert t_s ^(j,k) verglichen, der durch die Beziehung

t_s ^(j,k) = L^(j,k)/v_free ^(j,k)(ρ^(j,k)) + β^(j,k)(T_R ^(j,k) - γ^(j,k)T_G ^(j,k)T_R ^(j,k)/T^(j,k)) (1)

definiert ist, wobei jeweils spezifisch für die Richtungsspur menge k der Streckenkante j mit L die gesamte Streckenlänge, mit T_R die Dauer der Unterbrechungs- bzw. Rotphasen, mit T_G die Dauer der Frei- bzw. Grünphasen, mit T = T_G + T_R die zugehörige Verkehrsregelungs-Periodendauer und mit β eine geeignet vorge gebene Konstante bezeichnet ist und γ durch die Beziehung

γ^(j,k) = q_sat ^(j,k)b^(j,k)/[n^(j,k)v_free ^{(j, k)}(ρ^(j,k))] (2)

definiert ist, wobei als Randbedingung γ^(j,k) in jedem Fall kleiner als eins gehalten wird und wiederum jeweils spezifisch für die Richtungsspurmenge k der Streckenkante j mit q_sat ein vorgegebener Sättigungsabfluss aus der Warteschlange, mit b ein mittlerer Fahrzeugabstand in Warteschlangen, d. h. eine mittlere Warteschlangen-Fahrzeugperiodizitätslänge, und mit n die Anzahl von Fahrspuren bezeichnet sind. Mit ρ ist die mittlere Fahr zeugdichte von außerhalb der Warteschlange, d. h. zwischen dem Streckenkantenanfang und dem Warteschlangenanfang, fahrenden Fahrzeugen und mit v_free(ρ) die von der Fahrzeugdichte ρ abhän gige, mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit außerhalb der Warte schlange bezeichnet. Die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit v_free außerhalb der Warteschlange kann in vielen Fällen durch eine Konstante V_eff approximiert werden, die einem typischen, dich teunabhängig vorgegebenen Wert von v_free entspricht. Die Kon stante β ist größer gleich null und kleiner als eins und liegt meist auf oder in der Nähe des Wertes 0,5. Die Größen q_sat, T_G, T_R und damit T sind vorgegebene Kenngrößen bzw. Funktionen der anderen verkehrslageindikativen Größen. Des weiteren sind alle vorliegend erwähnten verkehrsbezogenen Größen meist von der Zeit abhängige Funktionen, wie sich dies für den Fachmann ver steht und was daher bei den Größenbezeichnungen der Übersicht lichkeit halber ebenfalls nicht explizit angegeben ist.

Die Parameter b und q_sat hängen dabei im Anwendungsfall des Straßenverkehrs vom Fahrzeugtyp ab, insbesondere von den rela tiven Anteilen von im Mittel unterschiedlichen langen Fahrzeu gen, wie Personenkraftwagen und Lastkraftwagen. In diesem Fall ergeben sich die Parameter b und q_sat jeweils als Summe der ent sprechenden relativen Beiträge der verschiedenen Typen, die sich ihrerseits jeweils als Produkt des relativen Anteils des betreffenden Typs an der gesamten Fahrzeuganzahl multipliziert mit dem zugehörigen typspezifischen mittleren Fahrzeugabstand bzw. Sättigungsabfluss ergeben. Soweit in der obigen Gleichung (2) und in nachstehenden Gleichungen die Parameter b und q_sat in Form von deren Produkt q_sat.b eingehen, sei erwähnt, dass dieses Produkt q_sat.b für jede Richtungsspurmenge selbst bei Vorhanden sein unterschiedlich langer Fahrzeuge unabhängig von deren re lativen Anteilen dann annähernd konstant bleibt, wenn die Fahr zeugdichte im freien Verkehr außerhalb von Verkehrsregelungs- Warteschlangen als klein gegenüber der Warteschlangen-Fahrzeug dichte angenommen werden kann, was in den meisten praktisch re levanten Fällen in guter Näherung erfüllt ist.

Wenn die ermittelte Reisezeit t_tr ^(j,k) kleiner als der so defi nierte Schwellwert t_s ^(j,k) ist, wird auf den Untersättigungszu stand geschlossen, während der Übergang zum Zustand der Über sättigung angenommen wird, wenn die ermittelte Reisezeit t_tr ^(j,k) über diesem Schwellwert t_s ^(j,k) liegt.

Anschließend setzt das Verfahren mit der Bestimmung von die Verkehrslage beschreibenden Verkehrslageparameter auf der Basis der ermittelten Reisezeiten t_tr ^(j,k) für die Richtungsspurmengen k der Streckenkanten j fort (Schritt 4), wobei die Verkehrsla geparameter für die beiden Zustände Unter- bzw. Übersättigung nach unterschiedlichen, geeigneten Gleichungssystemen berechnet werden, um dann daraus die aktuelle Verkehrslage zu rekonstru ieren bzw. zu bestimmen. Bevorzugt beinhaltet dies, jeweils spezifisch für jede Richtungsspurmenge k der jeweiligen Stre ckenkante j, die Berechnung der mittleren Gesamtanzahl N an Fahrzeugen, der mittleren Anzahl N_q von Fahrzeugen in der War teschlange, der mittleren Fahrzeugdichte ρ der außerhalb der Warteschlange fahrenden Fahrzeuge und daraus der mittleren Ge schwindigkeit v_free der Fahrzeuge außerhalb der Warteschlange, der mittleren Warteschlangenlänge L_q und der mittleren Warte zeit t_q in der Warteschlange.

Für den Fall der Untersättigung erfolgt dies nach folgendem Gleichungssystem:

Dabei wurde berücksichtigt, dass die ermittelte mittlere Reise zeit t_tr ^(j,k) die Summe der Wartezeit t_q ^(j,k) in der Warteschlange und der mittleren Reisezeit t_free ^(j,k) für die Strecke vom Stre ckenkantenanfang bis zum Warteschlangenanfang ist, d. h. bis zum stromaufwärtigen Ende der Warteschlange, wobei sich letztere aus der Beziehung

t_free ^(j,k) = (L^(j,k) - L_q ^(j,k))/v_free ^(j,k)(ρ^(j,k)) (8)

ergibt. Des weiteren kann die Reisezeit t_tr, da die Warte schlangenlänge L_q nicht kleiner als null werden kann, eine mi nimale Reisezeit t_tr,min = L/v_free ⁺βT_R ²/T zum Befahren der völlig fahrzeugfreien Streckenkante nicht unterschreiten. Dies wird bei allen Berechnungen im Untersättigungsfall geprüft, und ge gebenenfalls wird die Reisezeit t_tr nach unten auf dem Minimal wert t_tr,min begrenzt gehalten. Für die gesamte Anzahl N von Fahrzeugen auf der Richtungsspurmenge k der Streckenkante j gilt die Beziehung

N^(j,k) = N_q ^(j,k)t_tr ^(j,k)/t_q ^(j,k), (9)

wobei der Quotient q_in,q ^(j,k) = N_q ^(j,k)/t_q ^(j,k) den mittleren Zufluss in die Warteschlange angibt.

Für den Fall der Übersättigung gelten die obigen Gleichungen 3 und 6 für die mittlere Fahrzeugdichte ρ außerhalb der Warte schlange und die mittlere Warteschlangenlänge L_q weiterhin, während für das dann geltende Gleichungssystem die obigen Glei chungen 4, 5 und 7 für die mittlere Gesamtanzahl N von Fahrzeu gen, die mittlere Anzahl N_q von Fahrzeugen in der Warteschlange und die mittlere Wartezeit t_q in der Warteschlange, jeweils be zogen auf die Richtungsspurmenge k der Streckenkante j, durch folgende Beziehungen ersetzt werden:

Dabei ist γ₁ definiert durch γ₁ ^(j,k) = γ^(j,k)T_G ^(j,k)/T^(j,k) mit dem in der obigen Gleichung 2 definierten Parameter γ, wobei hier wie derum die formale Randbedingung γ₁ < 1 gilt. Für den Übersätti gungsfall gilt zudem die selbstverständliche Randbedingung L ≧ L_q = bN_q/n, da die zu einer Streckenkante gehörige Warteschlan ge nicht länger als die Strecke selbst werden kann. Des weite ren gilt für die Fahrzeug-Gesamtanzahl N die triviale Randbe dingung, dass sie nicht größer als die Maximalanzahl N_max = nL/b von auf der Streckenlänge L möglichen Fahrzeugen werden kann. Entsprechend kann die Streckenkanten-Reisezeit ttr nicht größer als die maximale Wartezeit t_q,max = N_maxT/(T_Gq_sat) in einer sich über die gesamte Streckenkante erstreckenden Warteschlange sein. So mit wird bei allen Berechnungen im Übersättigungsfall geprüft, ob die Reisezeit t_tr unter dem Maximalwert t_q,max liegt, ansons ten wird sie auf selbigem begrenzt gehalten.

Durch Lösen des jeweiligen gekoppelten Gleichungssystems lassen sich somit sowohl für den Untersättigungs- wie für den Übersät tigungsfall die wesentlichen verkehrslagebestimmenden Parameter mittlere Fahrzeugdichte ρ, mittlere Fahrzeuganzahl N, mittlere Anzahl N_q von Fahrzeugen in der Warteschlange, mittlere Warteschlangenlänge L_q und mittlere Wartezeit t_q in der Warteschlan ge für jede Richtungsspurmenge k jeder Streckenkante j des Ver kehrsnetzes anhand der FCD-gestützt ermittelten mittleren Rei sezeiten t_tr ^(j,k) bestimmen, d. h. es kann damit die aktuelle Ver kehrslage schon allein anhand geeignet aufgenommener FCD, die stichprobenhaft aufgenommene Verkehrsdaten darstellen, rekon struiert werden.

In den meisten Fällen ist es sowohl für den Untersättigungsfall als auch für den Übersättigungsfall gerechtfertigt, die an sich fahrzeugdichteabhängige, mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit v_free ^(j,k)(ρ^(j,k)) vereinfachend auf einen effektiven Geschwindig keitswert v_eff ^(j,k) zu setzen, der für die jeweilige Richtungs spurmenge k der Streckenkante j unabhängig von der Fahrzeug dichte p konstant vorgegeben wird.

Zur Bestimmung der Verkehrslageparameter Fahrzeuganzahl N^(j,k) auf der betreffenden Richtungsspurmenge k der Streckenkante j sowie effektiver kontinuierlicher Zufluss q_in ^(j,k) in die betref fende Richtungsspurmenge k der Streckenkante j und effektiver kontinuierlicher Zufluss q_in,q ^(j,k) in die betreffende Warte schlange kann gegebenenfalls eine Vorgehensweise angewendet werden, bei der die Differenz Δt_tr ^(j,k) der Reisezeiten t_tr ^(j,k) von mindestens zwei FCD-Fahrzeugen benutzt wird, welche diesel be Richtungsspurmenge k der Streckenkante j in einem ausrei chenden zeitlichen Abstand Δt^(j,k) durchfahren. Dieser Zeitab stand Δt^(j,k) muss dabei gleich oder größer als die Verkehrsre gelungs-Periodendauer T^(j,k) sein, und die mittlere Reisezeit t_tr ^(j,k) wird für diesen Fall aus einzelnen Reisezeitwerten über die Warteschlangen-Periodendauer T^(j,k) gemittelt. Genauer ist der Zeitabstand Δt^(j,k) der Zeitunterschied zwischen den Zeit punkten, zu denen die betreffenden FCD-Fahrzeuge in die gleiche Richtungsspurmenge k der Streckenkante j einfahren.

Speziell kann hierbei der Streckenkantenzufluss q_in spezifisch für die jeweilige Richtungsspurmenge k der Streckenkante j durch die Beziehung

q_in ^(j,k) = (1+Δt_tr ^(j,k)/Δt^(j,k))q_sat ^(j,k)T_G ^(j,k)/T^(j,k) (13)

beschrieben werden, wobei die Näherung Δt_free ^(j,k) << Δt^(j,k) verwen det wurde, die in Ballungsräumen meistens gut gerechtfertigt ist, d. h. die Differenz Δt_free ^(j,k) der Reisezeiten vom Strecken kantenanfang bis zum Warteschlangenanfang für zwei aufeinander folgende FCD-Fahrzeuge, die in einem zeitlichen Abstand Δt^(j,k) in die betreffende Richtungsspurmenge k der Streckenkante j einfahren, ist deutlich kleiner ist als die Differenz Δt_q ^(j,k) der Wartezeiten der FCD-Fahrzeuge in der Warteschlange. Weiter enthält diese Beziehung die Voraussetzung, dass auf der betref fenden Richtungsspurmenge k der Streckenkante j keine Quellen und Senken des Fahrzeugflusses vorliegen.

Solche Quellen und Senken können z. B. in Innenstadtbereichen von Parkhäusern und Parkplätzen gebildet sein. In diesem Fall ergibt sich für die jeweilige Richtungsspurmenge k der Stre ckenkante j ein entsprechender Zufluss q_Q ^(j,k) und Abfluss q_s ^(j,k) von Fahrzeugen. Dies lässt sich u. a. in der obigen Gleichung 12 für den mittleren Streckenkantenzufluss dadurch berücksichti gen, dass auf der linken Gleichungsseite die Größe q_in ^(j,k) durch den Ausdruck q_in ^(j,k) - q_s ^(j,k) + q_Q ^(j,k) ersetzt wird. In analoger Weise können solche Quellen und Senken des Fahrzeugflusses auch bei der Bestimmung der anderen verkehrslagerelevanten Parameter, wie oben beschrieben, als entsprechende Verkehrsflusskorrektur berücksichtigt werden. Wenn das berücksichtigte Verkehrsnetz ein wie oben erwähnt "ausgedünntes" Verkehrsnetz ist, werden die nicht berücksichtigten Streckenkanten und zugehörigen Netz knoten als weitere Quellen und Senken des Fahrzeugflusses be handelt.

Moderne Lichtsignalanlagen und ähnliche Verkehrsregelungsein richtungen an Netzknoten sind häufig verkehrsmengengesteuert, d. h. die Freiphasen- und Unterbrechungsphasendauern variieren in Abhängigkeit von der Verkehrsmenge, so dass beispielsweise für eine Richtungsspurmenge, auf der sich bereits eine relativ lange Warteschlange gebildet hat, die Freiphasendauer gegenüber ihrem normalen Wert erhöht wird, um die übermäßig lange Warte schlange wieder zu verkürzen. Mit anderen Worten sind die Un terbrechungsphasendauer T_R, die Freiphasendauer T_G und damit die durch die Summe dieser beiden Zeitdauern definierte Umlaufzeit T Funktionen, die nicht nur von der Streckenkante j, der Rich tungsspurmenge k und der Zeit abhängen, sondern auch von einer oder mehreren verkehrslageindikativen Größen, wie dem Fahr zeugfluß etc. Um von solchen lokalen verkehrsmengenabhängigen Schwankungen der Verkehrsregelungsmaßnahmen unabhängige, globa lere Aussagen über die Verkehrslage zu ermöglichen, ist es in diesen Fällen zweckmäßig, für die Frei- bzw. Unterbrechungspha sendauern und die Umlaufzeiten, d. h. die Verkehrsregelungs- Periodendauern, Mittelwerte zu verwenden, die durch Mittelung über Zeitintervalle gewonnen werden, welche wesentlich größer als eine typische Umlaufzeit ohne Verkehrsmengeneinfluß sind.

Wenngleich im allgemeinen eine richtungsspurmengenspezifische Bestimmung der verschiedenen obigen Größen entsprechend dem verwendeten Indek k bevorzugt ist, können selbstverständlich diese Größen auch lediglich streckenkantenspezifisch ohne wei tere Unterscheidung in die einzelnen Richtungsspurmengen ermit telt werden. Insbesondere können aus den obigen, richtungsspur mengen- und streckenkantenspezifischen Größen durch summierende Betrachtung aller Richtungsspurmengen einer jeweiligen Stre ckenkante zugehörige, lediglich streckenkantenspezifische Grö ßen abgeleitet werden. So können eine mittlere Anzahl N^(j) von Fahrzeugen auf der Streckenkante j, eine mittlere Anzahl N_q ^(j) von Fahrzeugen in allen Warteschlangen der Streckenkante j, daraus eine mittlere Fahrzeuganzahl N_s ^(j) pro Fahrspur und eine mittlere Warteschlangen-Fahrzeuganzahl N_sq ^(j) pro Fahrspur und daraus eine mittlere, rein streckenkantenspezifische Warte schlangenlänge L_q ^(j) und eine ebenfalls rein streckenkantenspe zifische mittlere Wartezeit t_q ^(j) nach den folgenden Beziehungen abgeleitet werden:

mit t_q ^(j,k) aus der obigen Gleichung 12 des Übersättigungsfalles, K^(j) als der Anzahl an Richtungsspurmengen der Streckenkante j und b^(j) als mittlerer Fahrzeuglänge. Wenn q_sat ^(j,k) und T^(j,k) für alle Richtungsspurmengen k einer Streckenkante j jeweils glei che Werte haben, vereinfacht sich die obige Gleichung 19 ent sprechend.

Des weiteren ermöglicht das vorliegende Verfahren die Feststel lung, ob eine totale Überfüllung der jeweiligen Richtungsspur menge k der Steckenkante j mit den in der Warteschlange stehen den Fahrzeugen vorliegt. Dies ist dann der Fall, wenn die War teschlangenlänge L_q ^(j,k) der Streckenlänge L^(j,k) entspricht, d. h. wenn die Beziehung

b^(j,k)N_q ^(j,k)/n^(j,k) = L^(j,k) (20)

erfüllt ist, wobei N_q ^(j,k) nach der obigen Gleichung 11 für den Übersättigungsfall zu bestimmen ist. Diejenige Reisezeit t_tr,crit ^(j,k), für die dieses Kriterium (Gleichung 14) erfüllt ist, sei als kritische Reisezeit bezeichnet. Als Kriterium, dass eine überfüllte Richtungsspurmenge k einer Streckenkante j eines Ballungsraum-Verkehrsnetzes eine oder mehrere stromaufwärtige Steckenkanten über einen oder mehrere entsprechende Netzknoten hinweg blockiert, kann dann gelten, dass in diesem Fall die Differenz t - t₂ ^(j,k) zwischen dem aktuellen Zeitpunkt t und dem Zeitpunkt t₂ ^(j,k), zu dem das betreffende FCD-Fahrzeug in die Richtungsspurmenge k der Streckenkante j eingefahren ist, größer als diese kritische Reisezeit t_tr,crit ^(j,k) wird.

Es versteht sich, dass statt der oben explizit angegebenen Ver kehrslageparameter je nach Anwendungsfall nur ein Teil dieser Parameter und/oder zusätzlich weitere Verkehrslageparameter auf der Basis der FCD-gestützt, streckenkantenspezifisch und dabei bevorzugt richtungsspurmengenspezifisch ermittelten mittleren Reisezeiten bestimmt werden können. So können z. B. als weitere Verkehrslageparameter die aktuellen Abbiegeraten am jeweiligen Netzknoten in Form einer Matrix berücksichtigt und ermittelt werden, deren Matrixelemente die Raten angeben, mit denen Fahr zeuge von einer jeweiligen Richtungsspurmenge einer einmünden den Streckenkante über den betreffenden Netzknoten in eine je weilige Richtungsspurmenge einer ausmündenden Streckenkante einfahren.

Die wie vorliegend erläuterte Bestimmung der Verkehrslagepara meter und damit der Verkehrslage lässt sich je nach Wunsch für entsprechende weitere Anwendungen nutzen. Insbesondere können die verfahrensgemäß ermittelten Daten über die mittlere Anzahl von Fahrzeugen in der jeweiligen Warteschlange, die Warte schlangenlänge, die mittlere Wartezeit in der Warteschlange und die mittlere Fahrzeuganzahl auf der jeweiligen Richtungsspur menge einer Streckenkante und über aktuelle Abbiegeraten fort laufend zur Erzeugung historischer Ganglinien über die betref fenden verkehrslagerelevanten Größen herangezogen werden. Damit kann eine Ganglinien-Datenbank und ein entsprechendes gangli nienbasiertes Verkehrsprognosesystem aufgebaut werden, z. B. zur Reisezeitprognose. Dazu kann eine Verkehrszentrale mit einem Speicher ausgerüstet sein, in welchem die entsprechenden Infor mationen über die Verkehrsregelungsmaßnahmen an den Netzknoten und über Reisezeiten für alle Streckenkanten eines Ballungsraum-Straßenverkehrsnetzes auf der Basis einer digitalen Stra ßenkarte abgespeichert sind. Eine Verarbeitungseinheit in der Verkehrszentrale kann aktuelle Informationen über die Verkehrs regelungs-Periodendauern bzw. die Freiphasen- und Unterbre chungsphasendauern für die verkehrsgeregelten Kreuzungen sowie über die aktuellen FCD-gestützt ermittelten, streckenkantenspe zifischen Reisezeiten empfangen. Auf Basis dieser Daten ist dann eine Recheneinheit der Verkehrszentrale in der Lage, auto matisch Reisezeitprognosen für beliebige Fahrten auf dem Ver kehrsnetz durch eine ganglinienbasierte und/oder dynamische Verkehrsprognose zu ermitteln (Schritt 5).

Eine dynamische Prognose der Verkehrsentwicklung ist beispiels weise mit dem in der oben zitierten älteren deutschen Patentan meldung Nr. 199 40 957 beschriebenen Verfahren möglich. Die prognostizierten Verkehrsdaten können dann mit aktuell verfüg baren Verkehrsdaten verglichen werden, woraus eine Fehlerkor rektur für das Prognoseverfahren abgeleitet werden kann, indem die ermittelten aktuellen Werte z. B. für die Abbiegeraten und andere verkehrslagerelevante Parameter und/oder die entspre chenden Werte der historischen Ganglinien in Abhängigkeit von den beim Vergleich gegebenenfalls festgestellten Abweichungen korrigiert werden.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Verkehrslage auf der Basis von Verkehrsdaten, die durch sich im Verkehr mitbewegende Melde fahrzeuge gewonnen werden, für ein Verkehrsnetz mit verkehrsge regelten Netzknoten und diese verbindenden Streckenkanten, dadurch gekennzeichnet, dass
für die Reisezeiten (t_tr ^(j,k)) auf den Streckenkanten (j, k) indikative Verkehrsdaten durch sich im Verkehr mitbewegende Meldefahrzeuge gewonnen werden,
anhand der gewonnenen Verkehrsdaten die Reisezeiten für die Streckenkanten ermittelt werden und
anhand der ermittelten streckenkantenspezifischen Reise zeiten ein oder mehrere der folgenden Verkehrslageparameter be stimmt werden:

a) die mittlere Anzahl (N_q ^(j,k)) von Fahrzeugen in einer War teschlange der jeweiligen Streckenkante (j, k) vor einem zugehö rigen verkehrsgeregelten Netzknoten,
b) die mittlere Anzahl (N^(j,k)) von Fahrzeugen auf der jewei ligen Streckenkante (j, k),
c) die mittlere Geschwindigkeit (v_free ^(j,k)) der Fahrzeuge auf der jeweiligen Streckenkante (j, k) zwischen dem Streckenkanten anfang und dem Warteschlangenanfang,
d) die mittlere Wartezeit (t_q ^(j,k)) in einer Netzknoten-Warte schlange der jeweiligen Streckenkante (j, k) und/oder (v) die mittlere Dichte (ρ^(j,k)) von Fahrzeugen auf der jeweiligen Stre ckenkante (j, k) zwischen dem Streckenkantenanfang und dem War teschlangenanfang.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Reisezeiten (t_tr ^(j,k)) und der oder die Verkehrslageparameter spezifisch für jede Richtungsspurmenge (k) der jeweiligen Stre ckenkante (j) bestimmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der oder die anhand der ermittelten streckenkantenspezifischen Reisezeiten bestimmten Verkehrslageparameterwerte fortlaufend für eine Erzeugung historischer Ganglinien bezüglich der mitt leren Anzahl von Fahrzeugen in einer jeweiligen Warteschlange, der Länge der Warteschlange, der mittleren Wartezeit in der Warteschlange und/oder der mittleren Anzahl von Fahrzeugen auf der jeweiligen Streckenkante (j, k) verwendet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass als weitere, anhand der ermittelten streckenkantenspezifischen Reisezeiten bestimmte Verkehrslageparameter Abbiegeraten ver wendet werden, welche jeweils die Rate von aus einer einmünden den Richtungsspurmenge über den Netzknoten hinweg in eine aus mündende Richtungsspurmenge fahrenden Fahrzeugen angeben.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, dass zur unterscheidenden Erkennung eines Untersättigungszustands einerseits und eines Übersättigungszustands andererseits ein Schwellwert (t_s ^(j,k)) gemäß der Beziehung
t_s ^(j,k) = L^(j,k)/v_free ^(j,k)(ρ^(j,k)) + β^(j,k)(T_R ^(j,k) - γ^(j,k)T_G ^(j,k)T_R ^(j,k)/T^(j,k))
vorgegeben und für die jeweilige Streckenkante (j, k) auf Unter sättigung geschlossen wird, wenn die ermittelte Reisezeit (t_tr ^(j,k)) kleiner als der Schwellwert (t_s ^(j,k)) ist, und auf Über sättigung geschlossen wird, wenn die ermittelte Reisezeit grö ßer als der Schwellwert ist, wobei L^(j,k) die Streckenlänge der Streckenkante (j, k), T_R ^(j,k) die Verkehrsregelungs-Unterbre chungsphasendauer, T_G ^(j,k) die Verkehrsregelungs-Freiphasendauer, T^(j,k) = T_G ^(j,k) + T_R ^(j,k) die Verkehrsregelungs-Periodendauer, v_free ^(j,k)(ρ^(j,k)) die fahrzeugdichteabhängige mittlere Fahrzeugge schwindigkeit im Bereich außerhalb der Warteschlange und β^(j,k) eine vorgebbare Konstante größer gleich null und kleiner eins bezeichnen und
γ^(j,k) = q_sat ^(j,k)b^(j,k)/[n^(j,k)v_free ^(j,k)(ρ^(j,k))]
ist, wobei q_sat ^(j,k) den Warteschlangen-Sättigungsabfluss der je weiligen Streckenkante (j, k), b^(j,k) den mittleren Fahrzeugab stand in der Warteschlange und n^(j,k) die Fahrspuranzahl be zeichnen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die streckenkantenspezifischen Verkehrslageparameter mittlere Fahrzeugdichte (ρ^(j,k)) außerhalb der Warteschlange, mittlere Fahrzeuganzahl (N^(j,k)), mittlere Warteschlangen-Fahrzeuganzahl (N_q ^(j,k)), Warteschlangenlänge (L_q ^(j,k)) und Wartezeit (t_q ^(j,k)) in der Warteschlange für den Untersättigungszustand durch das fol gende Gleichungssystem bestimmt werden:
und für den Übersättigungszustand durch das folgende Glei chungssystem bestimmt werden:
mit γ^(j,k) = q_sat ^(j,k)b^(j,k)/[n^(j,k)v_free ^(j,k)(ρ^(j,k))]
und γ₁ ^(j,k) = γ^(j,k)T_G ^(j,k)/T^(j,k), wobei jeweils spezifisch für die Richtungsspurmenge k der Streckenkante j mit L die gesamte Streckenlänge, mit T_R die Dauer der Unterbrechungs- bzw. Rot phasen, mit T_G die Dauer der Frei- bzw. Grünphasen, mit T = T_G + T_R die zugehörige Verkehrsregelungs-Periodendauer, mit q_sat ein vorgegebener Sättigungsabfluss aus der Warteschlange, mit b ein mittlerer Fahrzeugabstand in Warteschlangen, mit n die Anzahl von Fahrspuren, mit v_free die von der Fahrzeugdichte abhängige, mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit außerhalb der Warteschlange sowie mit β eine geeignet vorgegebene Konstante bezeichnet ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter dadurch gekennzeichnet, dass
die Verkehrslageparameter mittlere Fahrzeuganzahl (N^(j,k)), effektiver kontinuierlicher Streckenkantenzufluss (q_in ^(j,k)) und effektiver kontinuierlicher Warteschlangenzufluss (q_in,q ^(j,k)) anhand von Verkehrsdaten von mindestens zwei Melde fahrzeugen, die in einem zeitlichen Abstand (Δt^(j,k)) größer gleich der Verkehrsregelungs-Periodendauer (T^(j,k)) dieselbe Streckenkante (j, k) befahren, unter Verwendung der Differenz (Δt_tr ^(j,k)) der ermittelten Reisezeiten dieser Meldefahrzeuge be stimmt werden und
hierbei für die Bestimmung des effektiven kontinuierli chen Streckenkantenzuflusses (q_in ^(j,k)) die Beziehung

q_in ^(j,k) = (1 + Δt_tr ^(j,k)/Δt^(j,k))q_sat ^(j,k)T_G ^(j,k)/T^(j,k)
sowie die Näherung Δt_free ^(j,k) << Δt^(j,k) verwendet wird, wobei Δt_free die Reisezeitdifferenz vom Streckenkantenanfang bis zum Warte schlangenanfang bezeichnet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass auf eine überfüllte Streckenkante geschlossen wird, wenn sich ein Meldefahrzeug seit einem Zeitraum größer als eine kritische Reisezeit (t_tr,crit ^(j,k)) auf der betreffenden Streckenkante (j, k) befindet, wobei die kritische Reisezeit diejenige ermittelte Reisezeit ist, welche die implizierte Beziehung
b^(j,k)N_q ^(j,k)/n^(j,k) = L^(j,k)
erfüllt, wobei die mittlere Warteschlangen-Fahrzeuganzahl (N_q ^(j,k)) diejenige für den Übersättigungsfall ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter dadurch gekennzeichnet, dass Quellen und Senken des Fahrzeugflusses auf dem Verkehrsnetz bei der Bestimmung der Verkehrslageparameter durch entsprechende Zuflüsse (q_Q ^(j,k)) und Abflüsse (q_s ^(j,k)) zu bzw. aus der jeweili gen Streckenkante (j, k) berücksichtigt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das zur Verkehrslagebestimmung berücksichtigte Verkehrsnetz nur einen vorgebbaren Teil aller Streckenkanten und Netzknoten ei nes Gesamtverkehrsnetzes bildet und die hierbei nicht berück sichtigten Streckenkanten und Netzknoten als Quellen und Senken des Fahrzeugflusses auf dem berücksichtigten Verkehrsnetz be handelt werden.