DE10025039C2 - Verfahren zur Ermittlung von Verkehrsregelungsphasendauern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung von Verkehrsregelungsphasendauern für verkehrsgeregelte Netzknoten eines Verkehrsnetzes.

In Verkehrsnetzen mit vergleichsweise wenig verkehrsgeregelten Netzknoten ist die Verkehrsdynamik im wesentlichen durch die Verkehrsverhältnisse auf den verschiedenen Streckenkanten, d. h. den Wegeverbindungen zwischen je zwei Netzknoten, selbst be­ stimmt, insbesondere durch die Dynamik verschiedener identifi­ zierbarer verkehrlicher Objekte, wie Stau, freier Verkehr und synchronisierter Verkehr, und durch Phasenübergänge zwischen denselben. Solche Verhältnisse sind typischerweise für Schnell­ straßennetze gegeben. Im Gegensatz dazu ist die Verkehrsdynamik in Straßennetzen von Ballungsräumen meist durch die Verkehrsre­ gelungsmaßnahmen an den relativ zahlreichen Netzknoten bestimmt und weniger durch die verkehrsdynamischen Effekte auf den meist relativ kurzen Streckenkanten zwischen je zwei verkehrsgeregel­ ten Netzknoten.

Die Verkehrsregelung an den Netzknoten besteht darin, dass für jede Richtungsspurmenge einer jeweiligen Streckenkante abwech­ selnde Freiphasen und Unterbrechungsphasen vorgegeben werden, auch Grün- bzw. Rotphasen genannt. Der Begriff "Richtungsspur­ menge" bezeichnet hierbei die Menge der verschiedenen Rich­ tungsspuren einer Streckenkante, die jeweils eine oder mehrere Fahrspuren umfassen können und dadurch definiert sind, dass die eine oder mehreren Fahrspuren einer jeweiligen Richtungsspur­ menge gleichberechtigt von den Fahrzeugen benutzt werden können, um den Netzknoten zur Weiterfahrt in einer oder mehreren zugeordneten Zielrichtungen zu passieren. Die Verkehrsregelung kann z. B. durch eine Lichtsignalanlage oder durch einen Ver­ kehrspolizisten erfolgen.

Die Dauern der Frei- und Unterbrechungsphasen sind dabei meist nicht unveränderlich vorgegeben, sondern können z. B. tageszeit­ abhängig schwanken. Bei modernen Verkehrsregelungsanlagen vari­ ieren die Frei- und Unterbrechungsphasendauern auch abhängig vom Verkehrszustand, insbesondere abhängig davon, ob und wenn ja in welcher Länge sich in einer jeweiligen Richtungsspurmenge vor einem verkehrsgeregelten Netzknoten eine Warteschlange ge­ bildet hat.

In der parallelen deutschen Patentanmeldung DE 100 22 812 A1 der Anmelderin wird ein Verfahren zur Verkehrslagebestimmung be­ schrieben, das sich speziell auch für ein solches Verkehrsnetz mit verkehrsgeregelten Netzknoten und insbesondere für ein Bal­ lungsraum-Verkehrsnetz eignet und auf Verkehrsdaten beruht, die von sich im Verkehr mitbewegenden Fahrzeugen, sogenannten Mel­ defahrzeugen, gewonnen werden. Derartige Verkehrsdaten werden allgemein als FCD (Floating-Car-Data) bezeichnet. Dabei kann die Kenntnis der Dauern der Frei- und Unterbrechungsphasen vor­ teilhaft genutzt werden, wenn und soweit sie vorhanden ist. In der weiteren eigenen parallelen deutschen Patentschrift DE 100 18 562 C1 ist ein Verfahren beschrieben, wie hierfür geeignete FCD-Verkehrsdaten in einer vorteilhaften Weise gewonnen werden können. Für weitere diesbezügliche Details wird der Einfachheit halber auf diese beiden älteren deutschen Patentanmeldungen verwiesen und deren Inhalt hierin durch Verweis aufgenommen.

Die gattungsbildende DE 36 39 024 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung von Verkehrsregelungsphasendauern für verkehrs­ geregelte Netzknoten eines Verkehrsnetzes.

Es besteht daher Bedarf daran, einem System, welches die Ver­ kehrslage auf einem Verkehrsnetz mit verkehrsgeregelten Netzknoten aktuell bestimmt und/oder für einen zukünftigen Zeitraum prognostiziert, die Kenntnis solcher Verkehrsregelungsphasen­ dauern zu vermitteln. Eine Übermittlung der entsprechenden Informationen von dem oder den Verkehrsregelungssystemen, welche die betreffenden Verkehrsregelungsmaßnahmen an den Netzknoten durchführen, kommt zwar prinzipiell in Betracht, ist jedoch re­ lativ aufwendig.

Der Erfindung liegt daher als technisches Problem die Bereit­ stellung eines Verfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, mit dem sich die Phasendauern von Verkehrsregelungsmaßnahmen an Netzknoten eines Verkehrsnetzes mit relativ geringem Aufwand und dennoch ausreichender Zuverlässigkeit ermitteln lassen.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung ei­ nes Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 5. Dieses Verfahren nutzt zur Ermittlung der Verkehrsregelungsphasendau­ ern charakteristischerweise FCD, d. h. Verkehrsdaten, die von sich im Verkehr mitbewegenden Meldefahrzeugen gewonnen werden.

Diese Vorgehensweise hat den besonderen Vorteil, dass die Ver­ kehrsregelungsphasendauern allein auf der Grundlage geeignet gewonnener FCD ermittelt werden können und daher z. B. einem System zur Bestimmung der aktuellen Verkehrslage und/oder Prog­ nostizierung der zukünftigen Verkehrslage mit vergleichsweise geringem Aufwand zur Verfügung gestellt werden können, insbe­ sondere in den Fällen, in denen das Verkehrslagebestimmungssys­ tem ohnehin auf gewonnenen FCD basiert. Es ist damit nicht not­ wendig, diese Informationen über die Verkehrsregelungsphasen­ dauern von einem zugehörigen Verkehrsregelungssystem einzuho­ len.

Das Verfahren nach Anspruch 1 beinhaltet die Gewinnung wenigs­ tens solcher FCD, die eine Information darüber enthalten, zu welchem Zeitpunkt oder während welchem Zeitraum ein Meldefahr­ zeug einen verkehrsgeregelten Netzknoten passiert hat. Dies kann beispielsweise nach dem speziellen FCD-Verkehrsdatengewin­ nungsverfahren der oben erwähnten deutschen Patentschrift DE 100 18 562 C1 der Anmelderin erfolgen. Aus diesen FCD- Informationen wird dann ein Histogramm, d. h. eine Häufigkeitsverteilung, für den zeitlichen Abstand je zweier, den betreffenden Netzknoten aufeinanderfolgend passierender, von der gleichen Streckenkante und gegebenenfalls von der glei­ chen Richtungsspurmenge kommender Meldefahrzeuge generiert. Aus dieser Häufigkeitsverteilung lässt sich dann mindestens ent­ scheiden, ob die Freiphasendauer kleiner oder aber größer gleich der Unterbrechungsphasendauer ist. Auf den ersteren Fall wird geschlossen, wenn die Häufigkeitsverteilung als Funktion des zeitlichen Abstands eine periodische Funktionskomponente aufweist, auf den letzteren Fall wird hingegen geschlossen, wenn eine solche periodische Funktionskomponente fehlt.

Vorteilhafte konkrete Vorgehensweisen zur Ermittlung der Frei­ phasendauer und/oder der Unterbrechungsphasendauer für den Fall einer gegenüber der Unterbrechungsphasendauer kürzeren Freipha­ sendauer anhand einer periodischen Funktionskomponente der Häu­ figkeitsverteilung sind im Anspruch 2 angegeben. Mit Kenntnis der Freiphasendauer und der Unterbrechungsphasendauer ist auch deren Summe bekannt, d. h. die Periodendauer der zugehörigen Verkehrsregelungsmaßnahme, auch als Umlaufdauer bezeichnet.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 wird die Unterbrechungsphasendauer für den Fall, dass sie nicht größer als die Freiphasendauer ist, als derjenige Zeitabstand ermit­ telt, bei dem die Häufigkeitsverteilung ein erstes lokales Ne­ benmaximum außerhalb eines minimalen Zeitabstandes zweier un­ mittelbar aufeinanderfolgender Fahrzeuge aufweist. In weiterer Ausgestaltung kann für diesen Fall gemäß Anspruch 4 die Ver­ kehrsregelungs-Umlaufdauer anhand des zeitlichen Abstands zwi­ schen solchen Meldefahrzeugen ermittelt werden, die zu dem ers­ ten lokalen Nebenmaximum gehören. Dem liegt die Erkenntnis zu­ grunde, dass Meldefahrzeuge, deren Zeitabstand zu einem voraus­ gegangenen Meldefahrzeug der Unterbrechungsphasendauer ent­ spricht, den Netzknoten mit der relativ größten Wahrscheinlich­ keit zu Beginn einer jeweiligen Freiphase passieren und daher untereinander sehr wahrscheinlich einen der Umlaufzeit der Ver­ kehrsregelung entsprechenden Zeitabstand haben.

Beim Verfahren nach Anspruch 5 wird die Freiphasendauer und/ oder die Unterbrechungsphasendauer für eine jeweilige Verkehrs­ regelungsmaßnahme an einem Netzknoten anhand von aufeinander­ folgend von einem Meldefahrzeug gemeldeten FCD ermittelt, die so gewonnen werden, dass aus ihnen eine mittlere Aufrückdistanz zwischen zwei Unterbrechungsphasen bestimmt werden kann. Die mittlere Aufrückdistanz bezeichnet hierbei diejenige Wegstre­ cke, die ein Meldefahrzeug in einer hierzu vorausgesetzten War­ teschlange vor dem betreffenden Netzknoten während einer Frei­ phase zwischen zwei Unterbrechungsphasen zurücklegt. Dieses Verfahren setzt daher die Existenz einer entsprechenden Warte­ schlange voraus, aufgrund der das Meldefahrzeug wenigstens zweimal völlig oder jedenfalls weitestgehend während entspre­ chender Unterbrechungsphasen zum Stehen kommt, bevor es den Netzknoten passieren kann. Diese übersättigten Verkehrszustände sind jedoch im allgemeinen auch gerade die zur Bestimmung der Verkehrslage auf verkehrsregelungsdominierten Verkehrsnetzen besonders interessierenden Fälle.

In einer Ausgestaltung dieser Vorgehensweise werden gemäß An­ spruch 6 speziell die zu den beiden letzten von gegebenenfalls mehr als zwei Unterbrechungsphasen vor dem Passieren des Netz­ knotens ermittelten FCD für die Bestimmung der Freiphasen- und/ oder der Unterbrechungsphasendauer herangezogen. In dieser Si­ tuation befindet sich das Meldefahrzeug bereits relativ dicht vor dem betreffenden Netzknoten, so dass in guter Näherung die Gegenstrom-Geschwindigkeiten der Anfahrwelle aufgrund einer be­ ginnenden Freihase und der Stauwelle aufgrund einer beginnen­ den Unterbrechungsphase als unabhängig vom Abstand des Fahr­ zeugs zum Netzknoten und für alle Warteschlangen gleich große, konstante Parameter betrachtet werden können, wodurch sich die zugrundeliegenden mathematischen Beziehungen vereinfachen.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Zeitstrahldarstellung über FCD-Meldevorgänge an einem verkehrsgeregelten Netzknoten mit gegenüber Un­ terbrechungsphasen längeren Freiphasen für den idea­ lisierten Fall, dass alle Fahrzeuge Meldefahrzeuge sind,

Fig. 2 eine Ansicht entsprechend Fig. 1, jedoch für den Fall von gegenüber den Freiphasen längeren Unterbrechungs­ phasen,

Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 2, jedoch für den rea­ listischeren Fall, dass nur manche Fahrzeuge Melde­ fahrzeuge sind,

Fig. 4 eine grafische Darstellung der Häufigkeitsverteilung des Zeitabstands aufeinanderfolgender Meldefahrzeuge im Fall von gegenüber den Freiphasen längeren Unter­ brechungsphasen,

Fig. 5 eine Darstellung entsprechend Fig. 4, jedoch für den Fall, dass die Freiphase nicht kürzer als die Unter­ brechungsphase ist,

Fig. 6 eine Ansicht entsprechend Fig. 5, jedoch für den ide­ alisierten Fall der Übersättigung mit allen Fahrzeu­ gen als Meldefahrzeugen,

Fig. 7 eine Ansicht entsprechend Fig. 6, jedoch für den Un­ tersättigungsfall,

Fig. 8 eine Zeitstrahldarstellung zur Veranschaulichung ei­ ner Bestimmung der Verkehrsregelungs-Umlaufdauer im Fall einer gegenüber der Unterbrechungsphase nicht kürzeren Freiphase,

Fig. 9 im oberen Teilbild eine schematische Wegstreckendar­ stellung der Fahrt eines Meldefahrzeugs in einer War­ teschlange vor einem verkehrsgeregelten Netzknoten und im unteren Teilbild eine dazu korrespondierende Darstellung seiner Geschwindigkeit als Funktion der Zeit und

Fig. 10 eine schematische Weg-Zeit-Diagrammdarstellung der typischen Fahrzeugbewegung in einer Warteschlange vor einem verkehrsgeregelten Netzknoten.

Nachfolgend wird zunächst ein Verfahren zur Ermittlung von Freiphasendauern T_G und Unterbrechungsphasendauern T_R anhand von FCD verschiedener Meldefahrzeuge erläutert, die nacheinan­ der zu gewissen Zeiten einen verkehrsgeregelten Netzknoten pas­ sieren und diesen dabei über eine von gegebenenfalls mehreren Richtungsspurmengen k einer jeweiligen Streckenkante j errei­ chen. Jede Richtungsspurmenge k weist eine oder mehrere Fahr­ spuren auf, auf denen Fahrzeuge gleichberechtigt in eine oder mehrere zugeordnete Richtungen weiterfahren können, z. B. nur geradeaus, nur nach links, nur nach rechts, wahlweise geradeaus oder rechts, wahlweise geradeaus oder links etc. Die von den sich im Verkehr mitbewegenden Meldefahrzeugen aufgenommenen Verkehrsdaten, d. h. FCD, sind so gewählt, dass sie wenigstens eine Information über den entsprechenden Meldezeitpunkt t_m ^(j,k) des Meldefahrzeugs auf der Richtungsspurmenge k der Strecken­ kante j enthalten, der so bestimmt ist, dass er nicht vor dem Zeitpunkt t₁ ^(j,k), zu dem das Meldefahrzeug in den Netzknoten einfährt, z. B. eine entsprechende Haltelinie überquert, und nicht später als ein Zeitpunkt t₂ ^(j,k) liegt, zu dem das Melde­ fahrzeug einen Abschnitt einer danach befahrenen Streckenkante vor einem nächsten berücksichtigten verkehrsgeregelten Netzkno­ ten erreicht, speziell eine Warteschlange vor demselben. Die Gewinnung solcher "Zeitstempel"-FCD ist in der oben erwähnten Patentschrift DE 100 18 562 C1 der Anmelderin im Detail beschrieben und bedarf daher hier keiner weiteren Erläuterung. Dieser netzknotenbezogene Meldezeitpunkt t_m ^(j,k) beinhaltet somit eine Information, zu welchem Zeitpunkt oder in welchem relativ engen Zeitraum das Meldefahrzeug den Netzknoten passiert, d. h. die vorherige Streckenkante j auf der betreffen­ den Richtungsspurmenge k verlassen hat und in den Netzknoten eingefahren ist. Bevorzugt liegt daher der Meldezeitpunkt t_m ^(j,k) möglichst innerhalb eines engen Zeitfensters, während dem sich das Meldefahrzeug im Bereich des Netzknotens befindet.

Aus solchen FCD-Zeitstempelinformationen lassen sich dann durch geeignete Datenauswertung Aussagen über die Dauern der Frei- und Unterbrechungsphasen einer jeweiligen Netzknoten-Verkehrs­ regelung ableiten. In den Fig. 1 bis 3 sind die dieser Vorge­ hensweise zugrundeliegenden Überlegungen veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt in einem Zeitstrahl den idealisierten Fall, dass alle Meldefahrzeuge, die am Ende einer Streckenkante j auf ei­ ner zugehörigen Richtungsspurmenge k den Netzknoten passieren wollen, Meldefahrzeuge, d. h. FCD-Fahrzeuge sind. Mit den länge­ ren vertikalen Strichen ist jeweils der Zeitpunkt eines Wech­ sels zwischen Frei- und Unterbrechungsphase markiert, wobei für die betreffende Richtungsspurmenge k der Streckenkante j eine gegenüber der Unterbrechungsphasendauer T_R ^(j,k) längere Freipha­ sendauer T_G ^(j,k) angenommen wurde. Die kürzeren vertikalen Stri­ che symbolisieren je einen Netzknoten-Meldevorgang eines FCD- Fahrzeugs, d. h. der betreffende Zeitpunkt entspricht dem besag­ ten Meldezeitpunkt t_m ^(j,k) des zugehörigen FCD-Fahrzeugs. Dies korreliert in der oben definierten Weise identisch oder inner­ halb eines tolerierbaren Zeitfensters mit dem Zeitpunkt, zu dem sich das FCD-Fahrzeug im Bereich des Netzknotens befindet. Der Zeitabstand ΔT_min ^(j,k) zwischen je zwei benachbarten kurzen ver­ tikalen Strichen von Fig. 1 bezeichnet den minimal möglichen Zeitabstand, in welchem zwei direkt hintereinander fahrende Fahrzeuge den Netzknoten passieren können und der somit als ge­ gebene Größe betrachtet werden kann, die dem Inversen eines ma­ ximalen (Sättigungs-) Verkehrsflusses q_sat ^(j,k) entspricht.

Da im idealisierten Fall von Fig. 1 alle Fahrzeuge Meldefahr­ zeuge sind, ergeben sich während einer jeden Freiphase T_G ^(j,k) Meldezeitpunkte, die mit dem geringstmöglichen Zeitabstand ΔT_min ^(j,k) aufeinanderfolgen und das Überqueren des Netzknotens durch die jeweils direkt aufeinanderfolgenden FCD-Fahrzeuge wi­ derspiegeln. Während den Unterbrechungsphasen T_R ^(j,k) kann kein Fahrzeug und somit auch kein Meldefahrzeug den Netzknoten pas­ sieren, so dass in diesen Zeiträumen keine entsprechenden FCD- Meldezeitpunkte vorliegen.

Fig. 2 veranschaulicht in analoger Weise die Situation für den Fall, dass die Unterbrechungsphasendauer T_R ^(j,k) größer ist als die Freiphasendauer T_G ^(j,k).

Wie aus den Fig. 1 und 2 unmittelbar deutlich wird, können für den idealisierten Fall, dass alle Fahrzeuge Meldefahrzeuge sind, die Dauern T_R ^(j,k) und T_G ^(j,k) der Unterbrechungsphasen und Freiphasen einer jeden Verkehrsregelungsmaßnahme an den Netz­ knoten problemlos direkt aus dem Muster der von den verschiede­ nen Meldefahrzeugen gemeldeten Zeitstempelinformationen abgele­ sen werden. In der Praxis sind jedoch nicht alle Fahrzeuge FCD- Fahrzeuge, vielmehr bildet meist nur ein relativ geringer Bruchteil aller am Verkehr beteiligten Fahrzeuge derartige Mel­ defahrzeuge. Dieser realistische Fall ist in Fig. 3 veranschau­ licht wobei zum besseren Vergleich in dieser Figur dieselbe Ab­ folge von Freiphasen T_G ^(j,k) und Unterbrechungsphasen T_R ^(j,k) ge­ wählt ist wie in Fig. 2.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, werden in diesem realistischeren Fall einer stichprobenhaften Verteilung der FCD-Fahrzeuge über das betrachtete Verkehrsnetz hinweg während der Freiphasen T_G ^(j,k) einer jeweiligen Verkehrsregelungsmaßnahme an einem Netz­ knoten FCD-Zeitstempelinformationen nur noch zufallsverteilt sporadisch erhalten und nicht mehr als regelmäßiges Muster mit dem minimal möglichen Zeitabstand ΔT_min ^(j,k) zwischen zwei direkt hintereinander den Netzknoten passierenden Fahrzeugen. Ein sol­ ches zufallverteiltes Meldezeitpunktmuster ergibt sich auch in Situationen, in denen die Verkehrsdichte so niedrig ist, dass im Mittel höchstens ein oder einige wenige Fahrzeuge von der betreffenden Richtungsspurmenge k der Streckenkante j pro Frei­ phase T_G ^(j,k) in den Netzknoten einfahren. Denn auch in diesem Fall ist der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgend auf der Richtungsspurmenge k der Streckenkante j in den Netzknoten einfahrenden Meldefahrzeugen, d. h. der entsprechende Zeitab­ stand ΔT_i = t_m,i+1 ^(j,k) - t_m,i ^(j,k) zwischen dem netzknotenbezogenen Meldezeitpunkt t_m,i ^(j,k) des i-ten Meldefahrzeugs und dem netz­ knotenbezogenen Meldezeitpunkt t_m,i+1 ^(j,k) des nächsten, (i + 1)-ten Meldefahrzeugs, i = 1, . . ., im Mittel deutlich größer als der mini­ mal mögliche Zeitabstand ΔT_min ^(j,k).

Die Erfindung ermöglicht auch in diesen praktisch relevanten Fällen mit nicht dichter Aufeinanderfolge von Netzknoten-Mel­ dezeitpunkten durch FCD-Fahrzeuge mittels geeigneter statis­ tischer Auswertung der gemeldeten netzknotenbezogenen FCD-Zeit­ stempelinformationen Aussagen über die Frei- und Unterbre­ chungsphasendauern T_G ^(j,k), T_R ^(j,k) jeweils bezogen auf die Ver­ kehrsregelungsmaßnahme am betreffenden Netzknoten für die je­ weilige Richtungsspurmenge k einer Streckenkante j. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Betrachtungen über die Frei- und Unterbrechungsphasendauern T_G ^(j,k), T_R ^(j,k) und die Meldezeit­ punkte t_m ^(j,k) sowie die daraus abgeleiteten Größen stets indivi­ duell auf einen jeweiligen Netzknoten, was der Einfachkeit hal­ ber nicht explizit indiziert ist, und auf die jeweils einmün­ dende Streckenkante j, weiter unterschieden nach deren jeweili­ ger Richtungsspurmenge k, bezogen sind, auch wenn nachfolgend der Einfachkeit halber die Streckenindizierung (j, k) nicht im­ mer explizit gemacht ist.

Für diese statistische Auswertung wird zunächst für die jewei­ lige Richtungsspurmenge einer in den betreffenden Netzknoten einmündenden Steckenkante j die Häufigkeitsverteilung H^(j,k)(ΔT_i) für die zeitlichen Abstände ΔT_i, i = 1, . . ., zwischen je zwei aufeinanderfolgenden, das Passieren eines Netzknotens in­ dizierenden FCD-Meldezeitpunkten bestimmt. Fig. 4 zeigt eine derart ermittelte Häufigkeitsverteilung H(ΔT) als Funktion des Zeitabstands ΔT je zweier aufeinanderfolgender Meldezeitpunkte für den Fall, dass die Freiphasendauer T_G kleiner ist als die Unterbrechungsphasendauer T_R. Fig. 5 zeigt eine entsprechende Häufigkeitsverteilungsfunktion H(ΔT) für den Fall, dass die Freiphasendauer T_G größer gleich der Unterbrechungsphasendauer T_R ist.

In beiden Fällen besitzt die Häufigkeitsverteilung H eine mit zunehmendem Zeitabstand ΔT abnehmende Funktionskomponente, welche die Tatsache widerspiegelt, dass zunehmend größere Zeit­ abstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Meldezeitpunkten immer unwahrscheinlicher werden. Des weiteren ist es klar, dass die Häufigkeitsverteilungsfunktion H erst für Zeitabstände ΔT größer als der minimal mögliche Zeitabstand ΔT_min einen von null verschiedenen Wert annimmt. Neben diesen prinzipbedingten, von den Verkehrsregelungsmaßnahmen unabhängigen Eigenschaften besitzt die Häufigkeitsverteilungsfunktion H(ΔT) aber auch Struk­ turen, die durch die Verkehrsregelungsmaßnahmen und speziell durch die Frei- und Unterbrechungsphasendauern T_G, T_R bedingt sind und aus denen daher auf letztere geschlossen werden kann.

Diesbezüglich sei zunächst der Fall einer gegenüber der Unter­ brechungsphasendauer T_R kleineren Freiphasendauer T_G betrach­ tet. Anhand von Fig. 2 lässt sich leicht verstehen, dass in diesem Fall nur Zeitabstände ΔT auftreten können, die im In­ tervall [ΔT_min, T_G] liegen oder davon um ganzzahlige Vielfache der Umlaufdauer T = T_G + T_R verschieden sind. Die Abstandswerte inner­ halb des genannten Intervalls gehen auf je zwei aufeinanderfol­ gende Meldezeitpunkte innerhalb derselben Freiphase zurück, während die um die Umlaufdauer T zeitlich versetzten Zeitab­ stände auf aufeinanderfolgende Meldezeitpunkte verschiedener Freiphasen zurückgehen. Dementsprechend treten keine Zeitab­ standswerte ΔT aufeinanderfolgender Meldezeitpunkte im Inter­ vall [T_G, T_R] und in den davon um die Umlaufdauer T versetzten Zeitintervallen auf. Diese Tatsache spiegelt sich in dem diesen Fall betreffenden Häufigkeitsverteilungsdiagramm von Fig. 4 wider, indem dort im Intervall [T_G, T_R] und den davon um die Um­ laufdauer T versetzten Zeitintervallen die Häufigkeitsvertei­ lungsfunktion H auf dem Wert null liegt.

Exakt gilt die vorstehende Betrachtung unter der Voraussetzung, dass die Meldezeitpunkte genau den Zeitpunkten entsprechen, zu denen das jeweilige FCD-Fahrzeug in den betreffenden Netzknoten einfährt bzw. passiert. Wenn statt dessen eine etwas "unschär­ fere" Art der Bestimmung der Meldezeitpunkte verwendet wird, die es erlaubt, dass eine entsprechende Zeitstempelinformation das eine Mal an einer ersten und das andere Mal an einer zwei­ ten Stelle des Netzknotenbereichs oder auch noch eines Bereichs einer anschließend befahrenen Steckenkante generiert wird, kann dies dazu führen, dass die Häufigkeitsverteilung H in den be­ sagten Zeitintervallen [T_G + nT, T_R + nT], n = 0, 1, . . ., nicht mehr über­ all exakt den Wert null annimmt. Dennoch bleibt auch dann eine periodische Funktionskomponente in der Häufigkeitsverteilung H bestehen, wonach die Häufigkeitsverteilung H periodisch in den besagten Intervallen [T_G + nT, T_R + nT] auf ein deutlich niedrigeres Niveau absinkt als es in den links und rechts an das jeweilige Intervall angrenzenden Abschnitten herrscht.

Wie oben erklärt, geht diese periodische Funktionskomponente auf die Voraussetzung zurück, dass die Freiphasendauer T_G klei­ ner als die Unterbrechungsphasendauer T_R ist und daher für den Zeitabstand ΔT aufeinanderfolgender Meldezeitpunkte "verbote­ ne" Intervalle existieren, in denen dieser Zeitabstand ΔT nicht liegen kann. Diese Eigenschaft gilt nicht mehr, wenn die Freiphasendauer T_G gleich groß ist wie die Unterbrechungspha­ sendauer T_R oder selbige übersteigt. In diesem Fall ist die durch die Unterbrechungsphasendauer T_R gegebene Lücke für die möglichen Zeitabstände aufeinanderfolgender Meldezeitpunkte aus verschiedenen, aufeinanderfolgenden Freiphasen schmaler als die durch die Freiphasendauer T_G gegebene Breite möglicher Zeitab­ stände aufeinanderfolgender Meldezeitpunkte innerhalb einer Freiphase, so dass es insgesamt keine "verbotenen" Zonen für den Zeitabstand ΔT beliebiger aufeinanderfolgender Meldezeitpunkte gibt, wie dies z. B. anhand von Fig. 1 leicht nachvoll­ ziehbar ist. Demgemäß weist die diesen Fall betreffende Häufig­ keitsverteilung H von Fig. 5 keine ausgeprägte periodische Funktionskomponente auf.

Die Erfindung nutzt diese Erkenntnis dazu aus, dass nach Er­ stellung der Häufigkeitsverteilungsfunktion H(ΔT) festgestellt wird, ob ihr Funktionsverlauf eine derartige periodische Kompo­ nente aufweist. Bei Bedarf kann für diese Feststellung eine der hierfür geläufigen funktionsanalytischen Methoden herangezogen werden. Wenn dabei das Vorhandensein einer solchen periodischen Funktionskomponente festgestellt wird, wird daraus gefolgert, dass die Freiphasendauer T_G kleiner als die Unterbrechungspha­ sendauer T_R ist. Wenn hingegen keine solche periodische Funk­ tionskomponente festgestellt wird, wird daraus geschlossen, dass die Freiphasendauer T_G mindestens gleich groß ist wie die Unterbrechungsphasendauer T_R.

Die Kurvendiskussion der Häufigkeitsverteilungsfunktion H(ΔT) lässt aber auch noch weitergehende Schlüsse bezüglich der Frei- und Unterbrechungsphasendauern T_G, T_R zu, insbesondere deren wertmäßige Bestimmung selbst.

Dies geschieht, wie durch die obigen Erläuterungen zu den Ei­ genschaften der ermittelten Häufigkeitsverteilungsfunktion H(ΔT) hervorgeht, zweckmäßigerweise mit der Fallunterschei­ dung, ob der Fall einer gegenüber der Unterbrechungsphasendauer T_R kleineren Freiphasendauer T_G vorliegt oder nicht. Wenn dies zutrifft, d. h. die Häufigkeitsverteilungsfunktion H(ΔT) eine periodische Funktionskomponente mit Bereichen aufweist, in de­ nen sie exakt oder jedenfalls weitestgehend bis auf Null ab­ fällt, wie oben zu Fig. 4 beschrieben, wird die Freiphasendauer T_G ^(j,k) als derjenige Zeitwert bestimmt, zu dem erstmals der pe­ riodische Funktionseinbruch, in Fig. 4 mit E1 bezeichnet, auf­ zutreten beginnt. Mit anderen Worten entspricht die Freiphasen­ dauer T_G ^(j,k) dem Anfangszeitpunkt des ersten Funktionseinbruchs­ intervalls E1, zu dem die Häufigkeitsverteilung H das erste Mal ganz oder jedenfalls annähernd bis auf den Wert null abfällt. Wie aus Fig. 4 weiter abzulesen ist, kann für diesen Fall die Unterbrechungsphasendauer T_R ^(j,k) als der Endzeitpunkt des ersten Funktionseinbruchsintervalls E1 bestimmt werden, zu dem die Häufigkeitsverteilung H mit steigendem Zeitabstand ΔT nach dem vorherigen Einbruch auf exakt oder fast null wieder auf einen deutlich über null liegenden Wertebereich ansteigt. Damit liegt dann auch die Umlaufdauer T^(j,k) als Summe aus Freiphasendauer T_G ^(j,k) und Unterbrechungsphasendauer T_R ^(j,k) fest.

Wie sich aus der Betrachtung von Fig. 4 ergibt, kann alternativ die Bestimmung der drei Größen T, T_G und T_R auch dadurch erfol­ gen, dass zunächst die Umlaufdauer T als die Periodenlänge der periodisch einbrechenden Funktionskomponente der Häufigkeits­ verteilung H, d. h. als der Zeitabstand der aufeinanderfolgenden Funktionseinbruchsintervalle E1, E2, . . . bestimmt wird. Des wei­ teren kann die Tatsache herangezogen werden, dass die aus der ermittelten Häufigkeitsverteilungsfunktion H ablesbare Breite B der periodischen Einbrüche E1, E2, . . . gleich der Differenz T_R - T_G ist. Daraus lässt sich dann die Freiphasendauer T_G durch die Beziehung T_G = (T - B)/2 und die Unterbrechungsphasendauer T_R durch die Beziehung T_R = (T + B)2 ermitteln.

Für den Fall, dass die Freiphasendauer T_G nicht kleiner als die Unterbrechungsphasendauer T_R ist, zeigt sich, dass die Häufig­ keitsverteilungsfunktion H außer einem Maximum beim minimal möglichen Zeitabstand ΔT_min wenigstens ein weiteres, erstes lo­ kales Nebenmaximum M1 bei einem Zeitabstandswert entwickelt, welcher der Unterbrechungsphasendauer T_R entspricht, so dass sich letztere aus der Lage dieses ersten Nebenmaximums M1 be­ stimmen lässt.

Der Grund für diese Tatsache lässt sich anschaulich anhand der Fig. 6 und 7 und der Fig. 2 verstehen. Fig. 6 zeigt den ideali­ sierten Fall für die Häufigkeitsverteilungsfunktion H(ΔT) un­ ter der in Fig. 2 illustrierten Annahme, dass alle Fahrzeuge FCD-Fahrzeuge seien und Übersättigung gegeben ist, d. h. während der Freiphasen T_G strömen laufend Fahrzeuge mit dem minimalen Zeitabstand ΔT_min in den Netzknoten ein und erzeugen entspre­ chende FCD-Meldezeitpunkte. Die Erstellung der Häufigkeitsver­ teilung für den Zeitabstand ΔT aufeinanderfolgender Meldezeit­ punkte aus Fig. 2 führt zu dem in Fig. 6 gezeigten Diagramm. Danach gibt es in diesem idealisierten Fall nur zwei auftreten­ de Zeitabstände, nämlich am häufigsten den minimalen Zeitab­ stand ΔT_min für die innerhalb einer jeden Freiphase den Netzkno­ ten passierenden Fahrzeuge und den der Unterbrechungsphasendau­ er T_R entsprechenden Zeitabstand zwischen dem ersten Meldefahr­ zeug einer nächsten Freiphase und dem letzten Meldefahrzeug der vorigen Freiphase.

Wenn Untersättigung vorliegt, ist dieser idealisierte Fall da­ hingehend "verschmiert", dass innerhalb einer jeden Freiphase T_G nicht mehr nur der minimale Zeitabstand ΔT_min auftritt, son­ dern auch größere Zeitabstände bis hin zur Freiphasendauer T_G auftreten können, die in diesem Fall größer als die Unterbre­ chungsphasendauer T_R ist, so dass die Häufigkeitsverteilungs­ funktion H(ΔT) eine vom anfänglichen Maximalwert beim minima­ len Zeitabstand ΔT_min abfallende, quasi-kontinuierliche Funktion bildet. Trotzdem ergibt sich, wie in Fig. 7 veranschaulicht, noch relativ gesehen häufig ein Zeitabstand, welcher der Unter­ brechungsphasendauer T_R entspricht, da dieser immer dann auf­ tritt, wenn sich am Ende einer jeweiligen Freiphase T_G noch we­ nigstens ein Fahrzeug vor dem Netzknoten befindet, das dann dem zuletzt noch in den Netzknoten eingefahrenen Fahrzeug mit dem Unterbrechungsphasen-Zeitabstand T_R zu Beginn der nächsten Freiphase T_G folgt. Dies führt dazu, dass auch in den praxisre­ levanteren Fällen, in denen Meldefahrzeuge nur einen stichproben­ haften Teil aller Fahrzeuge bilden, die Häufigkeitsverteilung H an der Zeitabstandsstelle, die der Unterbrechungsphasendauer T_R entspricht, ein erstes lokales Nebenmaximum ausbildet, anhand dem T_R ermittelt werden kann.

Des weiteren lässt sich die Umlaufdauer T für diesen Fall T_G ≧ T_R aus einer näheren Betrachtung der Meldezeitpunkte solcher FCD- Fahrzeuge ermitteln, deren Zeitabstandswerte ΔT zum vorausgegan­ genen Meldezeitpunkt im Bereich des ersten lokalen Nebenmaxi­ mums M1 der Häufigkeitsverteilungsfunktion H(ΔT), d. h. in der Umgebung des Wertes T_R liegen. Die zugehörigen Überlegungen sind in Fig. 8 illustriert, in welcher idealisiert wieder eine Übersättigungssituation mit dicht aufeinanderfolgenden Melde­ fahrzeugen angenommen ist. Wie daraus ersichtlich, liegen die Meldezeitpunkte derjenigen FCD-Fahrzeuge, deren Zeitabstand ΔT zum vorausgegangenen Meldefahrzeug der Unterbrechungsphasendau­ er T_R entspricht, jeweils am Anfang einer jeden Freiphase T_G und sind daher jeweils um die Umlaufdauer T voneinander beab­ standet. Im nicht idealisierten Fall kann ein der Unterbre­ chungsphasendauer T_R entsprechender Zeitabstand ΔT auch für zwei Meldefahrzeuge innerhalb einer Freiphase T_G auftreten, je­ doch bleibt dies insgesamt unwahrscheinlicher als der Fall, dass ein der Unterbrechungsphasendauer T_R entsprechender Zeit­ abstand ΔT auf zwei Fahrzeuge zurückgeht, von denen das eine vor Beginn und das andere nach dem Ende einer jeweiligen Unter­ brechungsphase T_R den Netzknoten passiert haben. Zusätzlich können sich die Meldezeitpunkte solcher FCD-Fahrzeuge um ganz­ zahlige Vielfache der Umlaufdauer T unterscheiden.

Durch eine entsprechende statistische Auswertung der Häufig­ keitsverteilung der Zeitabstände aufeinanderfolgender derarti­ ger Meldefahrzeuge, die einem anderen Meldefahrzeug im Zeitab­ stand ΔT = T_R nachgefolgt sind, lässt sich somit die Umlaufdauer T als derjenige Zeitabstandswert ermitteln, der in dieser Häu­ figkeitsverteilung der speziellen Zeitabstände von Meldefahr­ zeugen, die zum ersten lokalen Nebenmaximum M1 der Häufigkeits­ verteilung H von Fig. 5 an der Stelle ΔT = T_R gehören, am häufig­ sten vorkommt. Mit der Umlaufdauer T und der Unterbrechungspha­ sendauer T_R ist dann auch die Freiphasendauer T_G als Differenz dieser beiden Werte bestimmbar. Somit gelingt eine vollständige Ermittlung der drei Größen T, T_G und T_R auch für den Fall T_G ≧ T_R.

Eine weitere Möglichkeit zur dynamischen Bestimmung der Frei- und Unterbrechungsphasendauern von Verkehrsregelungen auf der Basis von FCD wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 erläutert. Die hier verwendete Vorgehensweise unter­ scheidet sich von der oben beschriebenen dadurch, dass zur Be­ stimmung der Frei- und Unterbrechungsphasendauer einer jeweili­ gen Verkehrsregelungsmaßnahme nicht die FCD mehrerer Meldefahr­ zeuge in statistischer Weise ausgewertet werden, sondern die FCD, die von jeweils einem einzelnen Meldefahrzeug während der Annäherung an einen betreffenden Netzknoten in einer vor diesem gebildeten Warteschlange abgegeben werden. Eine Voraussetzung ist folglich, dass eine entsprechende Warteschlange vorliegt. Diese muss so groß sein, dass das Meldefahrzeug wenigstens zwei volle Unterbrechungsphasen in der Warteschlange abwarten muss, bis es den Netzknoten passieren kann. Für solche Netzknoten im Überlastbereich ist jedoch die Kenntnis von Verkehrslageparame­ tern und damit der zu deren dynamischer Bestimmung nützlichen Verkehrsregelungsdauern besonders nutzbringend, während die Kenntnis genauer Verkehrsflussparameter für Richtungsspurmengen im unterkritischen Bereich nicht so vordringlich ist bzw. auch mit anderen Methoden gewonnen werden kann, speziell auch mit der oben erläuterten Verfahrensvariante.

Der Verfahrensvariante der Fig. 9 und 10 liegt somit die Abgabe von Zeitstempelinformationen durch FCD-Fahrzeuge nicht oder nicht nur beim Passieren eines Netzknotens zugrunde, sondern speziell auch in Zeiträumen, in denen sie sich in Warteschlan­ gen vor einem jeweiligen Netzknoten befinden. Die FCD-Verkehrs­ daten werden vom Meldefahrzeug in der Warteschlange derart ge­ wonnen, dass aus ihnen die Zeitdauern von Haltephasen, während denen das Meldefahrzeug wegen einer Unterbrechungsphase der Verkehrsregelung praktisch steht, und der Ort, an dem sich das Meldefahrzeug während der Haltephase befindet, bzw. sein Ab­ stand zum Netzknoten ermittelt werden können. Dies kann bei­ spielsweise dadurch realisiert sein, dass das FCD-Fahrzeug ei­ nen Wegstreckensensor zur Bestimmung des von ihm zurückgelegten Weges enthält, z. B. eine Raddrehzahlsensorik, wobei eine Halte­ phase dadurch erkannt werden kann, dass mindestens während eines vorgegebenen Referenzzeitraums die zurückgelegte Wegstrecke einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet.

Fig. 9 veranschaulicht die dergestalt aufgenommenen FCD-Ver­ kehrsdaten am Beispiel eines auf einer Richtungsspurmenge R fahrenden Meldefahrzeugs M, das in einem Abstand x₁ zu einem Zeitpunkt t₁ auf eine Warteschlange auffährt, die sich vor ei­ nem verkehrsgeregelten Netzknoten gebildet hat, in den die Richtungsspurmenge R an einer Haltelinie einmündet. In Freipha­ sen der Verkehrsregelung bewegt sich das Meldefahrzeug jeweils um eine Aufrückdistanz Δx_i ^(j,k) = x_i+1 ^(j,k) - x_i ^(j,k), i = 1, . . ., näher an den Netzknoten heran, wie im oberen Teilbild von Fig. 9 veran­ schaulicht, während es in zwischenliegenden Haltephasen für ei­ nen jeweiligen Zeitraum Δt_i, i = 1, . . ., in der Warteschlange steht, wie im Geschwindigkeitsdiagramm im unteren Teilbild von Fig. 9 veranschaulicht. Wie aus dem unteren Teilbild von Fig. 9 deut­ lich wird, verlängert sich im allgemeinen die Haltedauer Δt_i mit zunehmender Annäherung an den Netzknoten, da sich der Ver­ kehrsfluss in der Warteschlange mit Annäherung an den Netzkno­ ten zunehmend entsprechend den Frei- und Unterbrechungsphasen der Verkehrsregelung diskretisiert.

Fig. 10 verdeutlicht dieses Fahrzeugverhalten in einer Warte­ schlange vor einem verkehrsgeregelten Netzknoten anhand eines Ort-Zeit-Diagramms. Auf Höhe der Haltelinie sind in Richtung der Zeitachse t die sich abwechselnden Unterbrechungsphasen mit "rot" und Freiphasen als "grün" markiert, entsprechend den Farbbedeutungen einer Lichtsignalanlage. Beim Wechsel von einer Unterbrechungs- zu einer Freiphase beginnt zunächst das vor­ derste Fahrzeug in der Warteschlange anzufahren, wonach dann sukzessive die weiteren Fahrzeuge anfahren. Insgesamt bedeutet dies, dass sich in der Warteschlange beginnend an deren strom­ abwärtigem Ende eine Anfahrwelle entgegen der Fahrtrichtung fortpflanzt, wobei dies zunächst mit einer in guter Näherung konstanten Anfahrwellengeschwindigkeit v_g erfolgt. Weiter hin­ ten in der Warteschlange schwächt sich die Anfahrwelle dann zu­ nehmend ab. In gleicher Weise pflanzt sich beim Wechsel von einer Freiphase zu einer Unterbrechungsphase eine Stauwelle in der Warteschlange beginnend an deren stromabwärtigem Ende ent­ gegen der Fahrtrichtung fort, indem zunächst ein erstes Fahr­ zeug vor der Haltelinie anhält und die weiteren Fahrzeuge suk­ zessive aufschließen. Auch für die Fortpflanzung dieser Stau­ welle kann in guter Näherung eine konstante Stauwellengeschwin­ digkeit v* angenommen werden, wobei die Stauwelle an einer ge­ wissen Stelle der Warteschlange mit der Anfahrwelle der voraus­ gegangenen Freiphase verschmilzt, d. h. ab dieser Stelle ist die Bewegung dieser Fahrzeuge in der Warteschlange noch nicht di­ rekt und diskretisiert mit den momentanen Frei- bzw. Unterbre­ chungsphasen korreliert.

So bewegt sich als illustratives Beispiel ein Fahrzeug p noch mit einer quasi-kontinuierlichen, von den diskreten Frei- und Unterbrechungsphasen unbeeinflussten Geschwindigkeit. Ein Fahr­ zeug k befindet sich hingegen schon in einem Bereich so nahe am verkehrsgeregelten Netzknoten, dass seine Geschwindigkeit von den Frei- und Unterbrechungsphasen dominiert ist. Speziell ist veranschaulicht, wie das Fahrzeug k zunächst in einem Abstand x_i-1 vor der Haltelinie während eines Zeitraums zwischen der An­ kunft der zugehörigen Stauwelle und der Ankunft der zugehörigen Anfahrwelle steht. Nachdem dann die Anfahrwelle am Fahrzeug k angekommen ist, bewegt sich dieses mit einer gewissen Geschwin­ digkeit in Richtung Haltelinie, und zwar bis zu einem Zeit­ punkt, zu dem die nächste Stauwelle am Fahrzeug angekommen ist und das Fahrzeug k somit von der nächsten Unterbrechungsphase erfasst wird und an einer entsprechenden Stelle x_i während ei­ nes zugehörigen Zeitraums Δt_i steht. Dieses Verhalten des Fahr­ zeugs k setzt sich fort, bis es während einer Freiphase aus der Warteschlange ausfährt und den Netzknoten passiert.

Aus diesen Überlegungen lassen sich folgende Beziehungen für die Dauern T_G, T_R der Frei- und Unterbrechungsphasen aus den wie oben beschrieben gewonnenen FCD eines Meldefahrzeugs in ei­ ner Warteschlange auf einer Richtungspurmenge k einer Strecken­ kante j vor einem verkehrsgeregelten Netzknoten gewinnen, wobei der Einfachheit halber die Indizierung (j, k) wieder weggelassen ist.

Die Aufrückdistanz Δx_i = x_i+1 - x_i ist gleich dem Produkt aus mitt­ lerem Fahrzeugabstand b und der Anzahl N_G von Fahrzeugen, die während einer Freiphase den Netzknoten passieren. Letztere ist gleich dem Quotient der Freiphasendauer T_G dividiert durch den minimalen Zeitabstand ΔT_min direkt aufeinanderfolgender Fahr­ zeuge, der dem Inversen des sogenannten Sättigungsverkehrsflus­ ses q_sat entspricht. Der mittlere Fahrzeugabstand b entspricht dem Inversen der maximal möglichen Fahrzeugdichte ρ_max. Daraus lässt sich für die Freiphasendauer T_G als Funktion der Aufrück­ distanz Δx_i die Beziehung

T_G = Δx_iρ_max/q_sat

ableiten. Dabei sind ρ_max und q_sat Parameter, die beispielsweise empirisch bestimmt werden können. Für die Unterbrechungsphasen­ dauer T_R ergibt sich zu einem Zeitpunkt, zu dem sich das Fahr­ zeug im Abstand x_i vor der Haltelinie befindet, die Beziehung

wobei v_g(x) eine ortsabhängige Anfahrwellengeschwindigkeit und v*(x) eine ortsabhängige Stauwellengeschwindigkeit bezeichnen. Die beiden letzten, integralen Summanden stellen Korrekturterme dar, welche die zeitliche Verzögerung beschreiben, mit welcher Anfang und Ende einer jeweiligen Unterbrechungsphase mit der Stauwellen- bzw. Anfahrwellengeschwindigkeit am momentanen Fahrzeugort im Abstand x_i vor der Haltelinie ankommen.

Bevorzugt werden aus den beiden obigen Beziehungen die Unter­ brechungsphasendauer T_R und die Freiphasendauer T_G aus denjeni­ gen FCD ermittelt, die zu den beiden letzten Unterbrechungspha­ sen vor dem Passieren des Netzknotens gehören. Für diese kann davon ausgegangen werden, dass das Fahrverhalten auf ein möglichst zügiges Losfahren ausgerichtet ist, d. h. dass sich die diskreten Frei- und Unterbrechungsphasen unverfälscht in der Fahrzeuggeschwindigkeit widerspiegeln. Unter dieser Annahme sind die Anfahrwellengeschwindigkeit v_g und die Stauwellenge­ schwindigkeit v* in guter Näherung ortsunabhängig und können darüber hinaus als für alle Verkehrsregelungs-Warteschlangen in guter Näherung gleich große Parameter angesetzt werden. Dadurch lässt sich die obige Beziehung für die Unterbrechungsphasendau­ er T_R zur folgenden Beziehung vereinfachen:

T_R = Δt_i + x_i(|v_g| - |v*|)/(|v_g||v*|).

Die oben erläuterten Vorgehensweisen erlauben somit eine Be­ stimmung der Frei- und Unterbrechungsphasendauern T_R, T_G von Verkehrsregelungsmaßnahmen an Netzknoten eines Verkehrsnetzes allein auf der Basis geeignet gewonnener FCD. Die Kenntnis die­ ser Verkehrsregelungsphasendauern ermöglicht dann weitergehende Anwendungen, insbesondere eine Bestimmung bzw. Rekonstruktion der Verkehrslage auf einem Ballungsraum-Verkehrsnetz. Dazu kann eine Verkehrszentrale vorgesehen sein, die einen Speicher mit Verkehrsregelungsinformationen und mit Reisezeiten für alle Streckenkanten des Ballungsraum-Verkehrsnetzes auf der Basis einer digitalen Straßenkarte, eine Verarbeitungseinheit, die aktuelle Reisezeiten auf den Streckenkanten und Verkehrsrege­ lungsphasendauern der verkehrsgeregelten Netzknoten von FCD- Fahrzeugen empfängt, sowie eine Recheneinheit aufweist, die auf der Basis dieser vorverarbeiteten Verkehrsdaten von FCD-Fahr­ zeugen automatisch Reisezeitprognosen erstellt. Die aufgenomme­ nen FCD können hierbei je nach Bedarf teilweise, ganz oder gar nicht fahrzeugseitig verarbeitet bzw. ausgewertet werden, um dann die Daten dementsprechend als Rohdaten, vorverarbeitete oder schon vollständig ausgewertete Verkehrsdaten an die Zent­ rale zu übertragen. Mit den FCD-Verkehrsdaten kann bei Bedarf eine Ganglinien-Datenbank aufgebaut und aus letzterer ein gang­ linienbasiertes Prognosesystem aufgebaut werden. Dies ermög­ licht zuverlässige Ballungsraum-Verkehrsprognosen allein auf FCD-Basis mit systemintern aus geeignet gewonnenen FCD bestimm­ ten Verkehrsregelungsphasendauern.

Claims (6)

1. Verfahren zur Ermittlung von Verkehrsregelungsphasendau­ ern für verkehrsgeregelte Netzknoten eines Verkehrsnetzes, dadurch gekennzeichnet, dass
Verkehrsdaten durch sich im Verkehr mitbewegende Meldefahr­ zeuge für sukzessiv befahrene Netzknoten derart gewonnen wer­ den, dass sie einen auf das Passieren des betreffenden Netz­ knotens bezogenen Meldezeitpunkt (t_m ^(j,k)) beinhalten,
aus den Meldezeitpunkten für einen jeweiligen Netzknoten die Zeitabstände (ΔT) jeweils aufeinanderfolgender Meldezeitpunk­ te bestimmt werden und deren Häufigkeitsverteilung (H(ΔT)) ermittelt wird und
festgestellt wird, ob die Häufigkeitsverteilung (H(ΔT)) der Zeitabstände aufeinanderfolgender Meldefahrzeuge eines jewei­ ligen Netzknotens eine periodische Funktionseinbruchskompo­ nente (E1, E2, . . .) aufweist, und bejahendenfalls darauf ge­ schlossen wird, dass die Freiphasendauer (T_G) der betreffen­ den Verkehrsregelungsmaßnahme kleiner als deren Unterbre­ chungsphasendauer (T_R) ist, während anderenfalls darauf ge­ schlossen wird, dass die Freiphasendauer nicht kleiner als die Unterbrechungsphasendauer ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass
die Freiphasendauer (T_G) aus dem Zeitpunkt des Beginns eines jeweiligen Einbruchsintervalls (E1, E2, . . .) der periodischen Funktionseinbruchskomponente der Häufigkeitsverteilung ermit­ telt wird und/oder
die Unterbrechungsphasendauer (T_R) aus dem Endzeitpunkt ei­ nes jeweiligen Einbruchsintervalls der periodischen Funk­ tionskomponente der Häufigkeitsverteilung ermittelt wird und/oder
die Umlaufdauer (T = T_G + T_R) der Verkehrsregelungsmaßnahme aus dem Abstand aufeinanderfolgender Einbruchsintervalle der pe­ riodischen Funktionseinbruchskomponente der Häufigkeitsver­ teilung ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass bei fehlender periodischer Funktionseinbruchskomponente der Häufigkeitsverteilung die Unterbrechungsphasendauer (T_R) aus der Lage eines ersten lokalen Nebenmaximums der Häufigkeitsver­ teilung ermittelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitabstände zwischen solchen Meldezeitpunkten hinsichtlich ihrer Häufigkeitsverteilung analysiert werden, die einen im Be­ reich des ersten Nebenmaximums der Häufigkeitsverteilung für aufeinanderfolgende Meldezeitpunkte liegenden Zeitabstand zum vorangegangenen Meldezeitpunkt haben, und aus wenigstens einem lokalen Maximum dieser weiteren Häufigkeitsverteilung auf den Wert der Umlaufdauer geschlossen wird.

5. Verfahren zur Ermittlung von Verkehrsregelungsphasendau­ ern für verkehrsgeregelte Netzknoten eines Verkehrsnetzes, dadurch gekennzeichnet, dass
Verkehrsdaten durch jeweils ein sich im Verkehr mitbewegendes Meldefahrzeug während dessen Durchqueren einer Warteschlange vor einem jeweiligen verkehrsgeregelten Netzknoten gewonnen werden, die Informationen über Aufrückdistanzen (Δx_i) während der Aufrückphasen und/oder über Haltedauern (Δt_i) während Haltephasen beinhalten, und
aus der Aufrückdistanz (Δx_i) gemäß der Beziehung
T_G = Δx_iρ_max/q_sat
die Freiphasendauer (T_G) der zugehörigen Verkehrsregelungs­ maßnahme ermittelt wird, wobei ρ_max eine maximale Fahrzeug­ dichte und q_sat einen Sättigungsverkehrsfluss bezeichnen, und/oder aus den Haltedauern (Δt_i) durch die Beziehung
die Unterbrechungsphasendauer (T_R) der betreffenden Verkehrs­ regelungsmaßnahme ermittelt wird, wobei (x_i) den Netzknoten- Meldefahrzeugabstand während der zugehörigen Haltephase (Δt_i), v_g eine Unterbrechungsphasen-Stauwellengeschwindigkeit und v* eine Freiphasen-Anfahrwellengeschwindigkeit bezeichnen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Freiphasendauer (T_G) und/oder die Unterbrechungsphasendauer (T_R) anhand der Aufrückdistanzdaten (Δx_i) und/oder der Halte­ phasendaten (Δt_i) der letzten oder der letzten beiden Unterbre­ chungsphasen vor dem Passieren des Netzknotens durch das Melde­ fahrzeug ermittelt werden.