DE10050675A1

DE10050675A1 - Coordination method for autonomous transport units in road vehicle network uses transmission of coordination data and interrogation of target relevant data

Info

Publication number: DE10050675A1
Application number: DE2000150675
Authority: DE
Inventors: Sebastian Iwanowski; Guido Matylis
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-04-11

Abstract

The coordination method has all the data required for the coordination stored within the autonomous transport units, all of the latter transmitting the relevant coordination data to each of the other autonomous transport units within a given range, for actualisation of the stored coordination data and interrogating the other autonomous tramsport units for obtaining target relevant data.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Methode, Verfahren zu verbessern, die sich mit der Koordination von Transporteinheiten in einem Verkehrsnetz befassen, das von diesen Transporteinheiten befahren werden kann.The invention relates to a method, method improve dealing with the coordination of transportation units deal in a transport network that of these Transport units can be driven on.

Klassische Anwendungen für dieses allgemeine Szenario sind Autos in einem Straßenverkehrsnetz oder Züge in einem Schienenverkehrsnetz. Die Methode bezieht sich aber auch auf abstraktere Transporteinheiten bis hin zu Informationspaketen in einem Telekommunikationsnetz.Classic applications for this general scenario are cars in a road network or trains in one Rail network. The method also refers to More abstract transport units to information packages in a telecommunications network.

In den folgenden Ausführungen wird zum klareren Verständnis auf die Anwendung Straßenverkehr eingegangen.The following explanations will help clarify understanding the traffic application was received.

Die Aufgaben, die mit einem Verfahren, das durch die Methode der Erfindung verbessert wird, in der Anwendung Straßenverkehr gelöst werden können, umfassen Navigation mit Echtzeitdaten (dynamisches Routing), gleichmäßige Umlegung des Verkehrs (load balancing) und Flottenmanagement, z. B. für Taxizentralen oder Speditionsunternehmen.The tasks that are carried out with a procedure that is based on the method of Invention is improved in the application of road traffic can be solved include navigation with real-time data (dynamic routing), even distribution of traffic (load balancing) and fleet management, e.g. B. for taxi centers or Forwarding company.

Die Methode ist vor allem bei dezentralen Koordinationsverfahren von Vorteil, in denen angenommen wird, daß die Transporteinheiten autonom sind und nicht von einer übergeordneten Einrichtung gesteuert werden. Diese Annahme entspricht genau den gegenwärtigen Gegebenheiten im Straßenverkehr, ist aber für die Zukunft auch in den anderen genannten Anwendungen denkbar.The method is mainly used in decentralized coordination procedures advantageous, in which it is assumed that the Transport units are autonomous and not one parent facility can be controlled. This assumption corresponds exactly to the current situation in the Road traffic, but for the future is also in the others mentioned applications conceivable.

Ein dezentrales Koordinationsverfahren hat gegenüber einer zentralen Steuerung den Vorteil, daß die Autonomie der Transporteinheiten gewahrt werden kann (bei Autos wird das per se als erstrebenswert gesehen) und daß das Verfahren leichter auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren kann wie z. B. auf durch Unfälle bedingte Staus. Die Schwierigkeiten eines dezentralen Verfahrens liegen generell in der Koordination der Verkehrsteilnehmer. Ohne irgendeine Form der Koordination wäre eine Steuerung des Verkehrs wirkungslos.A decentralized coordination procedure has one central control the advantage that the autonomy of the Transport units can be maintained (for cars, this is by se seen as desirable) and that the process easier can react to unforeseen events such as B. on traffic jams caused by accidents. The difficulties of one decentralized procedures generally lie in the coordination of the Road users. Without some form of coordination ineffective control of traffic.

Der Stand der Technik kennt verschiedene Ansätze, ein dezentrales Verfahren zur Steuerung zu benutzen und dennoch die Fahrzeuge zu koordinieren:
Der einfachste Weg, das Koordinationsproblem zu lösen, besteht darin, wie in einem zentralen Verfahren die Pläne und Wünsche der einzelnen Fahrzeuge in einer Zentrale zu sammeln und dort zu koordinieren. Der Unterschied zu einem zentralen Verfahren besteht darin, daß die Fahrzeuge durch autonome Softwareeinheiten vertreten werden und entsprechend selbständig reagieren können. Die in Konflikt geratenen Wünsche der verschiedenen Fahrzeuge werden diesen mitgeteilt, damit sie entsprechend darauf reagieren können. Die Art der Koordination in der Zentrale kann unterschiedlich ausgeprägt sein. Bekannte Methoden reichen vom bloßen Informieren der Fahrzeuge über eine Überbelegung (was bei Nichtreaktion aller Fahrzeuge zu einem Stau führen würde) bis hin zum vorläufigen Verteilen der Strecken mittels Zusatzmechanismus, auf den die Fahrzeuge dann reagieren können, um eine Revision der Verteilung zu erreichen. In AVIR (siehe Sebastian Iwanowski: "Auction-Based Traffic Control on Roads", Proceedings of the 7^th Ist World Congress on Intelligent Transport Systems, Turin (Italy), erscheint Nov. 2000) werden die Fahrzeuge durch einen Auktionsmechanismus koordiniert, der in einer Zentrale abläuft. Die Fahrzeuge können sich die Strecken mit von ihnen abgegebenen Geboten ersteigern und behalten damit ihre Autonomie.The state of the art knows different approaches to use a decentralized control method and still coordinate the vehicles:
The easiest way to solve the coordination problem is to collect and coordinate the plans and wishes of the individual vehicles in a control center, as in a central procedure. The difference to a central procedure is that the vehicles are represented by autonomous software units and can react accordingly. The conflicting wishes of the various vehicles are communicated to them so that they can react accordingly. The type of coordination at headquarters can be different. Known methods range from simply informing the vehicles about overcrowding (which would result in a congestion if all vehicles did not react) to provisionally distributing the routes using an additional mechanism, to which the vehicles can then react in order to achieve a revision of the distribution. In AVIR (see Sebastian Iwanowski: "Auction-Based Traffic Control on Roads", Proceedings of the 7 ^th Ist World Congress on Intelligent Transport Systems, Turin (Italy), published November 2000), the vehicles are coordinated by an auction mechanism, which in a central office expires. The vehicles can bid for the routes at the bids they have submitted and thus retain their autonomy.

Ein Nachteil der Benutzung einer Zentrale ist die Überflutung eines Informationsknotens mit Datenströmen, was zu erheblichen Verzögerungen in der Verarbeitung führen kann. Daher gibt es den Ansatz, die Informationen ortsspezifisch an verschiedenen Kommunikationspunkten abzulegen: Nur Fahrzeuge, die sich innerhalb eines bestimmten Entfernungsradius von einem Kommunikationspunkt befinden, treten mit diesem in Interaktion.A disadvantage of using a control center is flooding an information node with data streams, leading to significant Processing delays. Therefore there is Approach to the information at different locations Filing communication points: Only vehicles that are within a certain radius of one Communication point, interact with it.

Eine typische Ausprägung eines solchen Verfahrens ist der pheromonbasierte Ansatz. Dieser Ansatz ist dem Verhalten von Ameisen nachgebildet: Ziel der Ameisen ist es, günstige Wege zu ihren Futterquellen zu finden und zu markieren. Dafür legen die Ameisen Informationen über einen bereits zurückgelegten Weg durch Duftstoffe (Pheromone) ab. Wenn sie die Futterquelle erreicht haben, dann kehren sie auf dem gleichen Weg zurück, wenn er ihnen günstig erschien und auf einem anderen, wenn es Schwierigkeiten gab. Auf der Rückkehr geben sie ebenfalls Pheromone ab. Nachfolgende Ameisen können auf diese Weise erschließen, welcher Weg besonders aussichtsreich ist. Die Pheromone verdunsten mit der Zeit. Damit sind ältere Informationen nicht so intensiv wie neue. Jede Ameise, die die gleiche Wegmarke passiert, verstärkt das Pheromon. Damit sind Informationen der Mehrheit intensiver als die der Minderheit. A typical form of such a process is pheromone-based approach. This approach is the behavior of Replicated ants: The aim of the ants is to find cheap paths to find and mark their feed sources. For that put the Ants information about a route already covered through fragrances (pheromones). If they are the feed source have reached, then they return in the same way, if it seemed convenient to them and on another if it was Difficulties. On the return they also give Pheromones. Subsequent ants can do this open up which path is particularly promising. The Pheromones evaporate over time. So that are older Information not as intense as new. Every ant that The same way mark happens, the pheromone intensifies. With that Information of the majority more intense than that of the minority.

Dennoch sind die einzelnen Ameisen autonom und können beliebige Wege einschlagen.Nevertheless, the individual ants are autonomous and can do any Take paths.

Eine gute Einführung in den pheromonbasierten Ansatz bietet Gianni Di Caro/Marco Dorigo: "AntNet: Distributed Stigmergetic Control for Communication Networks", Journal of Artificial Intelligence Research 9 (1998), Seiten 317-365. Diese Einführung bezieht sich hauptsächlich auf die Anwendung Routen von Datenpaketen in der Telekommunikation, geht aber auf andere Anwendungen wie Dynamisches Routen im Straßenverkehr auch ein. Auf Fahrzeuge im Straßenverkehr wird der pheromonbasierte Ansatz folgendermaßen übertragen (siehe auch Luca Maria Garnbardella/Eric Taillard/Giovanni Agazzi: "MACS-VRPTW: A Multiple Ant Colony System for Vehicle Routing Problems with Time Windows", IDSIA-06-99 Technical Report, Lugano 1999): Jedes Fahrzeug teilt die Informationen, die es auf der Strecke gesammelt hat, nach seiner Ankunft an einem Knoten elektronisch allen bisher passierten Knoten mit. Auf diese Weise wird der Rücklauf der Ameisen nachgebildet (Autos wollen in der Regel nicht gleich zurückfahren). Dieses Übermittlung der Streckeninformationen kann durch schrittweise Übertragung an die Nachbarknoten erfolgen, muß also nicht über eine Informationszentrale laufen. Die Informationen werden mit einem Zeitstempel versehen und mit fortschreitender Zeit schwächer gewichtet. Auf diese Weise wird das Nachlassen der Pheromone nachgebildet. Nachfolgende Autos entscheiden an Verzweigungspunkten die Fortsetzung ihres eigenen Weges in Abhängigkeit von den Informationen, die sie an den Knotenmarkierungen vorfinden.Provides a good introduction to the pheromone-based approach Gianni Di Caro / Marco Dorigo: "AntNet: Distributed Stigmergetic Control for Communication Networks ", Journal of Artificial Intelligence Research 9 (1998), pages 317-365. This introduction mainly refers to the application routes from Data packets in telecommunications, but goes to others Applications like dynamic road traffic routing also. The pheromone-based approach is used on vehicles in traffic transferred as follows (see also Luca Maria Garnbardella / Eric Taillard / Giovanni Agazzi: "MACS-VRPTW: A Multiple Ant Colony System for Vehicle Routing Problems with Time Windows ", IDSIA-06-99 Technical Report, Lugano 1999): Every vehicle shares the information it collected on the route its arrival at a node electronically all so far passed knots with. In this way, the return of the Replica of ants (cars don't usually want the same thing return). This transmission of route information can be done by gradually transferring it to the neighboring nodes done, so does not have to run through an information center. The information is provided with a time stamp and with progressively less weighted. That way simulated the pheromones' decline. Subsequent cars decide to continue their own at branching points Path depending on the information they send to the Find node markings.

Alle bisher bekannten dezentralen Verfahren zur Verkehrssteuerung erfordern zusätzliche stationäre Speicher zur Haltung der für die Koordination und Information der Fahrzeuge erforderlichen Daten. Diese werden entweder in einer Informationszentrale gehalten wie bei AVIR oder in Informationsposten wie beim pheromonbasierten Ansatz.All previously known decentralized processes for Traffic control requires additional stationary storage Attitude for the coordination and information of the vehicles necessary data. These are either in one Information center kept like at AVIR or in Information items like the pheromone-based approach.

Im Gegensatz dazu kommt das Verfahren der Erfindung ohne stationäre Speicher aus. Das Verfahren der Erfindung benutzt eines der bekannten Koordinationsverfahren, verteilt aber die darin benötigten stationären Daten anders. Damit ist das Verfahren der Erfindung mit jedem bekannten Koordinationsverfahren, das stationäre Speicher benötigt, kombinierbar.In contrast, the method of the invention comes without stationary storage. The method of the invention is used one of the known coordination methods, but distributes the stationary data required differently. That’s it Method of the invention with any known Coordination process that requires stationary storage, combined.

Die entscheidende Idee der Erfindung besteht darin, die zur Koordination und Information der Fahrzeuge notwendigen Daten in den Fahrzeugen selbst zu halten. Dieses gilt auch für Daten, die das Fahrzeug selbst nicht benötigt. Beim pheromonbasierten Ansatz z. B. dient potentiell jedes Fahrzeug als Träger der Daten der Informationsposten.The crucial idea of the invention is that of Coordination and information of the vehicles necessary data in to keep the vehicles themselves. This also applies to data that the vehicle itself is not needed. With pheromone-based Approach z. B. each vehicle potentially serves as a data carrier the information post.

Technische Voraussetzung für die Realisierung des Verfahrens der Erfindung ist eine Kommunikationsmöglichkeit zwischen den Fahrzeugen. Es gibt verschiedene bereits bekannte Kommunikationstechniken, die eine Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug ermöglichen:
Üblich ist es, auf die Dienste eines Betreibers zuzugreifen, um Informationen weiterzuleiten. Für das Verfahren der Erfindung kommt nur die drahtlose Übertragung in Frage. Auf diesem Gebiet ist der zellbasierte Mobilfunk (GSM, UIATS) mit zahlreichen Betreibern etabliert. Die Firma Metricom verwendet ein etwas anderes Konzept, nämlich Antennenketten am Rande der Straßen, über die von Antenne zu Antenne die Information weitergeleitet wird. Im Gegensatz zu den benötigten Informationsposten im pheromonbasierten Ansatz dienen diese Antennen von Metricom der reinen Weiterleitung von Informationen und speichern sie nicht. Die eben genannten Kommunikationstechniken ermöglichen die Übertragung zwischen Fahrzeugen mit beliebigem Abstand, zumindest soweit das Kommunikationsnetz des Betreibers reicht.The technical requirement for realizing the method of the invention is a possibility of communication between the vehicles. There are various known communication technologies that enable vehicle-to-vehicle communication:
It is common to access the services of an operator to pass on information. Only wireless transmission is suitable for the method of the invention. Cell-based mobile communications (GSM, UIATS) has been established with numerous operators in this area. The Metricom company uses a somewhat different concept, namely antenna chains on the edge of the streets, via which the information is passed from antenna to antenna. In contrast to the required information items in the pheromone-based approach, these antennas from Metricom are used for the pure forwarding of information and do not store it. The communication technologies just mentioned enable transmission between vehicles at any distance, at least as far as the operator's communication network extends.

Es gibt auch neuere Ansätze, in denen die Information per Funk von einem Fahrzeug zum nächsten Fahrzeug direkt, d. h. ohne Hilfe eines Betreibers, übermittelt wird. Hierfür muß das benutzte Fahrzeug mit einer Empfängereinheit ausgerüstet sein wie z. B. einem Autoradio oder einem Navigationsgerät mit dynamischer Berücksichtigung der Verkehrslage und mit einer Sendeeinheit wie sie bei FCD (Floating Car Data)-Systemen bereits zum Stand der Technik gehören. Allerdings darf in diesem Verfahren der Abstand zwischen den Fahrzeugen nicht zu groß sein.There are also newer approaches in which information is sent by radio from one vehicle to the next vehicle directly, d. H. without help of an operator. For this the used Vehicle equipped with a receiver unit such. B. a car radio or a navigation device with dynamic Taking into account the traffic situation and with a transmitter unit like for FCD (Floating Car Data) systems already at the state of the Technology belongs. However, the distance may be used in this procedure not be too big between vehicles.

Damit ist die kommunikationstechnische Voraussetzung des Verfahrens der Erfindung geklärt. Die Infrastruktur für die Kommunikation ist also bereits vorhanden. Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens der Erfindung besteht darin, daß keine zusätzliche Infrastruktur gebraucht wird. Das macht das Verfahren kostengünstiger als bisherige Koordinierungsverfahren. Durch die multiple Verteilung der Daten auf mehrere Fahrzeuge ist das Verfahren auch toleranter gegen Ausfälle.This is the communication technology requirement of the Process of the invention clarified. The infrastructure for the Communication is already there. An essential one Advantage of the method of the invention is that none additional infrastructure is needed. It does that Procedures less expensive than previous coordination procedures. Through the multiple distribution of the data across several vehicles the procedure is also more tolerant of failures.

Ein weiterer Vorteil besteht für einen möglichen Betreiber des Verfahrens der Erfindung darin, daß er die Daten auf Fahrzeuge einer bestimmten Fahrzeugflotte verteilen kann und dann auch nur diesen die Informationen zukommen läßt. Auf diese Weise kann z. B. ein Automobilhersteller einen Vorteil erlangen, indem er die Technik exklusiv in alle Autos seiner Marke einbaut. Dasselbe ist nicht so einfach möglich, wenn er darauf angewiesen ist, die Daten stationär zu speichern: Dann muß er entweder eine eigene Infrastruktur aufbauen oder aber eine vorhandene nutzen, auf die dann - technisch gesehen - auch Wettbewerber Zugriff haben.Another advantage is for a possible operator of the Method of the invention in that it transfers the data to vehicles a certain fleet of vehicles and then only provides them with the information. That way z. B. an automobile manufacturer gain an advantage by incorporates the technology exclusively in all cars of his brand. The same is not so easy if he relies on it is to store the data stationary: Then he has to either build your own infrastructure or use an existing one, to which - technically speaking - competitors also have access to have.

Ein Nachteil besteht, wenn ausschließlich Kommunikationstechnik verwendet wird, welche erfordert, daß der Abstand zwischen den Fahrzeugen nicht zu groß sein darf. Es könnte nämlich unter Umständen kein Fahrzeug vorhanden sein, das die ortsspezifische Information aufnehmen kann. Für die Aufgabenstellung dynamisches Routen und gleichmäßige Umlegung des Verkehrs ist das aber nicht von Relevanz, solange die Anzahl der am Verfahren beteiligten Fahrzeuge proportional zu dem Gesamtbestand der Fahrzeuge ist: Wenn wenige Fahrzeuge in einem Gebiet unterwegs sind, dann können alle Fahrzeuge auf den für sie individuell günstigsten Routen zu ihrem Ziel geleitet werden, so daß eine Koordination nicht erforderlich ist.A disadvantage is if only communication technology is used, which requires that the distance between the Vehicles must not be too big. It could be under There may not be a vehicle that is the site-specific Can hold information. Dynamic for the task But that is not routes and even distribution of traffic of relevance as long as the number of those involved in the process Vehicles proportional to the total inventory of vehicles is: If there are few vehicles in an area, then can all vehicles on the cheapest for them Routes are directed to their destination so that coordination is not required.

Das Verfahren der Erfindung hat verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen, die in voller Allgemeinheit in den Patentansprüchen formuliert sind. Diese Ausgestaltungen werden im folgenden zur besseren Veranschaulichung am Beispiel dynamisches Routing im Straßenverkehr mit einem pheromonbasierten Ansatz beschrieben:
Jedes Fahrzeug hat die Kenntnis einer digitalen Karte des Verkehrsnetzes, in dem es sich bewegt. Das Verkehrsnetz ist in Zonen unterteilt, für die alle oder zumindest einige Fahrzeuge, die sich in der entsprechenden Zone befinden, die ortsabhängigen Informationen speichern. Diese Zonen entsprechen den Informationsposten des klassischen pheromonbasierten Ansatzes. The method of the invention has various advantageous configurations, which are formulated in general in the patent claims. These configurations are described below for better illustration using the example of dynamic routing in road traffic with a pheromone-based approach:
Every vehicle has knowledge of a digital map of the transport network in which it is moving. The traffic network is divided into zones for which all or at least some vehicles located in the corresponding zone store the location-dependent information. These zones correspond to the information items of the classic pheromone-based approach.

Die Zonen überlappen sich, so daß Fahrzeuge, die sich in einem Überlappungsgebiet befinden, die ortsabhängigen Informationen von mehreren Zonen gespeichert haben können.The zones overlap, so that vehicles that are in one Overlap area, the location-dependent information may have saved from multiple zones.

Außerdem besteht das Verkehrsnetz aus Verzweigungsknoten, an denen die Information, welche Verzweigung man zu welchem Ziel einschlagen sollte, im Prinzip abgelegt werden sollte. Es ist aber gerade das wesentliche Merkmal des Verfahrens der Erfindung, diese Information auf den Fahrzeugen selbst zu halten. Die Datenträger dieser Information müssen nicht unbedingt alle Fahrzeuge sein, die sich in der entsprechenden Zone befinden. Es muß aber ein wohldefiniertes Kriterium geben, das eine Mindestzahl von Fahrzeugen festlegt, die als Datenträger fungieren sollen. Diese Mindestzahl kann von der Zone abhängen (in größeren Zonen sollten es mehr sein als in kleineren), aber auch von der momentanen Verteilung der Fahrzeuge innerhalb einer Zone (wenn sich alle Datenträger in einem eng begrenzten Gebiet befinden, dann sollten auch Fahrzeuge aus anderen Gegenden derselben Zone als Datenträger benutzt werden). Auch die Art der Datenträger kann eine Rolle spielen (z. B. könnten Lastkraftwagen anders behandelt werden als Personenwagen).The transport network also consists of branch nodes which the information, which branch one goes to which goal should strike, in principle should be discarded. It is but precisely the essential feature of the procedure of Invention, this information on the vehicles themselves too hold. The data carriers of this information do not have to be absolutely all vehicles that are in the corresponding Zone. But there has to be a well-defined criterion which specifies a minimum number of vehicles that are considered Disk should function. This minimum number can be from the Depend zone (in larger zones there should be more than in smaller), but also from the current distribution of the Vehicles within a zone (if all data carriers are in should be located in a narrowly defined area Vehicles from other areas of the same zone as data carriers to be used). The type of disk can also play a role play (e.g. trucks could be treated differently than Passenger cars).

Zur einfacheren Darstellung wird im folgenden der Fall behandelt, daß alle Fahrzeuge, die sich in einer Zone befinden, als Datenträger für Informationen fungieren, die in dieser Zone abgespeichert werden sollen. Es wird später noch darauf eingegangen, wie diese Anzahl reduziert werden kann.In the following, the case will be shown for simpler illustration deals with the fact that all vehicles in a zone act as a data carrier for information in this zone should be saved. It will be added later discussed how this number can be reduced.

Das Verfahren der Erfindung läßt zu, daß die Zonen unabhängig von den Verzweigungspunkten definiert werden, d. h. jede Zone kann mehrere Verzweigungspunkte enthalten (weniger als einer wäre vom Verfahren her unsinnig, kann aber aus kommunikationstechnischen Gründen nötig sein, worauf später noch eingegangen wird). In der folgenden Darstellung der Details wird der Einfachheit halber davon ausgegangen, daß jede Zone die Umgebung genau eines Verzweigungspunktes ist. Die Radien der Umgebungen sind so geschaffen, daß sich alle Zonen überlappen.The method of the invention allows the zones to be independent are defined by the branch points, d. H. every zone can contain multiple branch points (less than one would be nonsensical in terms of the procedure, but can communication reasons may be necessary, which later is received). The following presentation of the details will for the sake of simplicity, assume that each zone has the Environment is exactly one branch point. The radii of the Environments are created so that all zones overlap.

Die ortsabhängigen Informationen einer Zone bestehen aus Pheromonen, in denen zu einer gegebenen Strecke, die am betreffenden Verzweigungspunkt beginnt, und einem gegebenen Ziel eine Information abgelegt ist, welche den Nutzen beschreibt, den man hat, wenn man die gegebene Strecke einschlägt, um zum gegebenen Ziel zu gelangen. Diese Information kann verschiedener Natur sein und ist in der genauen Ausgestaltung frei wählbar: Zum einen kann die Fahrzeit angegeben sein, die ein anderes Fahrzeug tatsächlich benötigt hat. Weitere Möglichkeiten sind die Angabe der mittleren Geschwindigkeit oder der Verkehrsdichte auf dem Weg über die gegebene Strecke zum gegebenen Ziel.The location-dependent information of a zone consists of Pheromones, in which at a given distance, the most concerned branch point begins, and a given destination information is stored that describes the benefit that you have when you take the given route to get to given goal. This information can be different Be nature and can be freely selected in the exact design: On the one hand, the travel time can be specified, another Vehicle actually needed. Other options are the average speed or traffic density on the way over the given route to the given destination.

Die Ablage der Pheromone geschieht nach dem Stand der Technik auf folgende Weise: Jedes Fahrzeug, das über diese Strecke zum gegebenen Ziel gelangt ist, sendet nach Erreichen des Ziels ein Pheromon in die entsprechende Zone ab, wodurch es die durch das Verfahren gewünschte Information mitteilt. Die Pheromone für eine bestimmte Zone sind nach Strecke und Ziel geordnet und mit einem Zeitstempel versehen, der die Aktualität codiert. Es hängt von der Ausgestaltung des pheromonbasierten Verfahrens ab, wie die von verschiedenen Fahrzeugen für die gleiche Strecke und das gleiche Ziel abgelegten Pheromone miteinander verrechnet werden. Hierzu gibt es im Stand der Technik bekannte Verfahren. Die einfachstmögliche "Verrechnung" besteht darin, gar nichts zu tun: Die Pheromone werden so abgelegt, wie sie sind. Dann wird die vergleichende Auswertung den Strategien der nachfolgenden Fahrzeugen überlassen, die das Pheromon lesen wollen. In der Regel wird aber der Speicherplatz zu groß, so daß eine Komprimierung der Daten durch eine echte Verrechnung erforderlich ist. Wenn zu einer gegebenen Strecke und einem gegebenen Ziel noch kein Erfahrungswert eines Fahrzeugs vorliegt, können von der Zone vorgegebene Erfahrungswerte als Ausgangswerte dienen.The pheromones are deposited according to the state of the art in the following way: Any vehicle traveling to given destination has reached, sends in after reaching the destination Pheromone into the appropriate zone, causing it to pass through the Procedure communicates desired information. The pheromones for a certain zone is sorted by route and destination and with provide a time stamp that encodes the actuality. It depends on the design of the pheromone-based method, such as that of different vehicles for the same route and that same target discarded pheromones are offset. There are known methods for this in the prior art. The The simplest possible "offsetting" is to do nothing at all do: The pheromones are deposited as they are. Then it will be the comparative evaluation of the strategies of the following Left to vehicles that want to read the pheromone. In the Usually, however, the storage space becomes too large, so that a Compression of the data through real billing is required. If at a given route and one given the goal, no empirical value of a vehicle experience values given by the zone can be given as Output values serve.

Das Verfahren der Erfindung regelt die Haltung der Pheromone einer Zone auf folgende Weise: Wenn ein Fahrzeug in eine Zone hineinfährt, dann sucht es per Funk ein beliebiges Fahrzeug in dieser Zone und lädt alle ortsabhängigen Informationen dieser Zone in seinen eigenen Speicher. Wenn es bisher kein Fahrzeug in dieser Zone gegeben hat, dann sucht das Fahrzeug in benachbarten Zonen nach Fahrzeugen, die die ortsabhängigen Informationen dieser Zone halten. Während ein Fahrzeug sich bewegt, empfängt es kontinuierlich Informationen von anderen Fahrzeugen. Wenn das Fahrzeug eine Information empfängt, die zu einer Zone gehört, zu denen es die Daten halten soll, dann vergleicht es diese Information mit den zu der gegebenen Strecke und dem Fahrtziel bereits abgespeicherten Daten und aktualisiert die Daten entsprechend. Es wird später auf eine Ausgestaltung eingegangen, die sich damit befaßt, wann genau ein Fahrzeug die Daten halten soll.The method of the invention regulates the keeping of the pheromones a zone in the following way: When a vehicle enters a zone drives in, then it searches for any vehicle by radio this zone and loads all location dependent information of this Zone in its own storage. If there is no vehicle so far has given this zone, then the vehicle searches in neighboring Zones by vehicles that have location-based information hold this zone. While a vehicle is moving, receiving it continuously receives information from other vehicles. If that Vehicle receives information belonging to a zone to whom it should hold the data, then it compares it Information with the given route and destination already saved data and updated the data corresponding. A configuration will be discussed later, that deals with exactly when a vehicle is holding the data should.

Eine Information, die durch eine Aktualisierung verändert worden ist, wird an die anderen Fahrzeuge weitergegeben, die ebenfalls als Datenträger für diese Zone fungieren sollen. Im Prinzip ist es kein Nachteil, wenn auf diese Weise das gleiche Fahrzeug, das eine Information soeben weitergegeben hat, diese auch wieder von einem anderen Fahrzeug zurückgeschickt bekommt, denn der Vergleich mit den aktualisierten Daten wird zeigen, daß keine neue Veränderung zu erfolgen hat, und die Sendekette bricht ab. Man kann aber zur Beschleunigung des Verfahrens angeben, welche Fahrzeuge eine Information bereits bekommen haben, so daß der Empfänger einer Nachricht sofort sieht, daß er diese bereits eingearbeitet hat.Information that has been changed by an update is passed on to the other vehicles, which are also should act as a data carrier for this zone. In principle it is it is not a disadvantage if in this way the same vehicle that has just passed on information, again from sent back to another vehicle, because the Comparison with the updated data will show that none new change has to take place and the transmission chain breaks off. However, to speed up the process, you can specify which Vehicles have already received information so that the The recipient of a message immediately sees that he already has it has incorporated.

Im Prinzip reicht es aus, die Fahrtinformationen nur jeweils von einem Verzweigungspunkt an die benachbarten weiterzureichen. Für eine vorausschauende Planung ist das aber zu wenig: Daher sollte eine Information, die aus einer benachbarten Zone kommt, an weitere Nachbarn dieser Zone weitergereicht werden. Hierfür wird der Pfad der Zonen angegeben, den die Information bereits durchlaufen hat, um Redundanzen zu vermeiden und die Kette nach einem geeigneten Kriterium abbrechen zu können (z. B. wenn sie eine bestimmte Länge erreicht hat). Außerdem muß beim Weiterreichen einer Information innerhalb der gleichen Zone mitgeteilt werden, zu welchen Nachbarzonen diese Information bereits weitergereicht worden ist, damit nicht alle Fahrzeuge einer Zone diesen Vorgang wiederholen.In principle, it is sufficient to only show the trip information from pass one branch point to the neighboring. For forward-looking planning is not enough: therefore, should information coming from a neighboring zone other neighbors in this zone are passed on. For this will the path of the zones given that the information already has gone through to avoid redundancies and the chain after to be able to cancel a suitable criterion (e.g. if they has reached a certain length). In addition, the Forwarding of information within the same zone to which neighboring zones this information is communicated has already been passed on, so not all vehicles repeat this process in a zone.

Wenn die Kommunikation zu einem anderen Fahrzeug über beliebige Entfernungen realisiert werden kann, dann kann auch für den Fall, daß in einer Zone kein Fahrzeug vorhanden ist, Abhilfe geschaffen werden:
In diesem Fall können dynamisch die Informationen für eine Zone Z auf benachbarte Zonen Z' ausgedehnt werden so lange, bis genügend viele Fahrzeuge gefunden wurden. Jedes Pheromon muß dann aber die Information haben, zu welcher Zone es eigentlich gehört und auf welche Zonen es behelfsweise ausgedehnt wurde. Wenn ein Fahrzeug mit einer zonenspezifischen Information in eine Zone hineinfährt, welche näher an der ursprünglichen Zone der Information liegt als die Zone, aus der das Fahrzeug gekommen ist, dann teilt es das den Fahrzeugen der Zone, aus der es gekommen ist, mit, damit diese dieselbe Information wieder löschen können. Wann genau sie die Information wirklich löschen, hängt von der Ausgestaltung ab: In der Praxis ist es sinnvoll, eine untere Schranke für die Anzahl von Fahrzeugen in einer Zone festzulegen, unter der die Informationen einer Zone auf eine weiterliegende benachbarte Zone verbreitet werden sollen, und eine obere Schranke von Fahrzeugen, über der die Information einer Zone von einer weiterliegenden benachbarten Zone wieder gelöscht werden kann.If communication to another vehicle can be implemented over any distance, remedial action can also be taken in the event that there is no vehicle in a zone:
In this case, the information for a zone Z can be extended dynamically to adjacent zones Z 'until a sufficient number of vehicles have been found. However, each pheromone must then have the information to which zone it actually belongs and to which zones it has been temporarily extended. When a vehicle enters a zone with zone-specific information that is closer to the original zone of information than the zone from which the vehicle has come, it notifies the vehicles of the zone from which it came they can delete the same information. Exactly when they really delete the information depends on the design: In practice, it makes sense to set a lower limit for the number of vehicles in a zone under which the information from one zone is to be distributed to a further neighboring zone, and an upper barrier of vehicles, over which the information of a zone can be deleted again from a further neighboring zone

Wenn die Kommunikation zu anderen Fahrzeugen nicht über beliebig weite Entfernungen realisiert werden kann und die Verzweigungspunkte zu weit voneinander entfernt liegen, müssen Zwischenpunkte eingeführt werden, für die ebenfalls Zonen gebildet werden. Die Kommunikation und Verteilung der Pheromone für diese Zwischenpunkte erfolgt analog zu dem oben beschriebenen Mechanismus für Verzweigungspunkte.If communication with other vehicles is not over arbitrary long distances can be realized and the Branch points must be too far apart Intermediate points are introduced for the also zones be formed. Communication and distribution of pheromones for these intermediate points is done analogously to that above mechanism described for branch points.

Die Kenntnis der Zonen und weiterer zonenrelevanter Parameter, z. B. das Kriterium, wieviele Fahrzeuge als Datenträger benötigt werden, müssen Bestandteil der digitalen Karte sein, die jedem Fahrzeug bekannt ist. Jedes Fahrzeug kann somit autonom bestimmen, in welchen Zonen es sich befindet und was die Charakteristiken der betreffenden Zonen (Durchmesser, Verzweigungspunkte, etc.) sind.Knowledge of the zones and other zone-relevant parameters, z. B. the criterion of how many vehicles are required as data carriers must be part of the digital map that everyone Vehicle is known. Every vehicle can therefore be autonomous determine what zones it is in and what the Characteristics of the zones concerned (diameter, Branch points, etc.).

In den oben gemachten Ausführungen wird an verschiedenen Stellen verlangt, daß ein Fahrzeug bestimmte Informationen an bestimmte andere Fahrzeuge sendet. Hierfür muß das sendende Fahrzeug aber nicht notwendigerweise die Position der anderen Fahrzeuge bestimmen, sondern sendet einfach die Information so weit es kann. Die empfangenden Fahrzeuge entscheiden dann, ob sie diese Daten halten oder weiterreichen sollen. Hierfür reicht die Angabe der Zone, für die die Information gilt, und die Angabe möglicher weiterer Zonen, deren Fahrzeuge die Information halten sollen (wenn es in der ursprünglichen Zone zu wenige Fahrzeuge gab), aus.In the statements made above, there are different places requires a vehicle to send certain information to certain sends other vehicles. However, the sending vehicle must do this not necessarily the position of the other vehicles determine, but simply sends the information as far as it can. The receiving vehicles then decide whether they want them Hold or pass on data. This is enough Indication of the zone to which the information applies and the indication possible other zones whose vehicles hold the information (if there are too few vehicles in the original zone gave).

Analog "sucht" ein Fahrzeug nach anderen Fahrzeugen, die bestimmte Informationen halten: Das suchende Fahrzeug sendet eine Frage nach der gesuchten Information und wartet darauf, daß sich ein Informationsträger meldet.Similarly, a vehicle "searches" for other vehicles that hold certain information: The searching vehicle sends a question about the information you are looking for and is waiting for an information carrier reports.

Ferner muß geklärt werden, wie man ohne stationäre Datenhaltung feststellen kann, ob es genügend viele Fahrzeuge in einer Zone gibt: Diese Bedingung wird von jedem Fahrzeug nachgeprüft, das in eine Zone hineinfährt oder diese verläßt. Denn nur durch einen solchen Vorgang kann die Mindestzahl über- oder unterschritten werden. Das Abmelden eines Fahrzeugs aus dem Koordinationssystem wird wie das Verlassen der Zone gewertet, in der sich das Fahrzeug befindet. Das nachprüfende Fahrzeug sendet eine Frage an alle Fahrzeuge, ob sie Daten der entsprechenden Zone verwalten. Jeder Empfänger, der diese Frage positiv beantworten kann, sendet dem nachprüfenden Fahrzeug eine Bestätigung und seine eigenen Positionsdaten. Der Absender kann dann nachprüfen, ob die Mindestzahl der jeweiligen Zone gewährleistet ist. Wenn es zu wenige Rückmeldungen gibt, muß er die Information noch einmal mit einem erweiterten Empfängerkreis verschicken. Wenn es mehr als ausreichende Rückmeldungen gibt, kann der Absender Empfängern mitteilen, daß sie die Daten nicht mehr zu halten brauchen. Auf diese Weise kann auch erreicht werden, daß nicht alle Fahrzeuge einer Zone die Pheromone dieser Zone abspeichern.It must also be clarified how to do without stationary data storage can determine if there are enough vehicles in a zone gives: This condition is checked by every vehicle that entering or leaving a zone. Because only through such a process can exceed or exceed the minimum number be undercut. The deregistration of a vehicle from the Coordination system is rated as leaving the zone in the vehicle is located. The verifying vehicle sends a question to all vehicles whether they have data of the corresponding Manage zone. Any recipient who answers this question positively can answer, sends the vehicle to be checked Confirmation and his own position data. The sender can then check to see if the minimum number of each zone is guaranteed. If there is too little feedback, he has to the information again with an extended group of recipients send. If there is more than enough feedback, the sender can inform recipients that they do not have the data need to hold more. This way can also be achieved that not all vehicles in a zone are the pheromones of this zone Save zone.

Ein Fahrzeug muß sich nicht notwendigerweise vom Koordinationssystem abmelden, wenn das es seine Fahrt beendet:
Auch parkende Autos können in die Datensammlung und Datenhaltung des Koordinationssystems eingebunden werden.A vehicle does not necessarily have to log out of the coordination system when it ends its journey:
Parked cars can also be integrated into the data collection and data storage of the coordination system.

Abschließend wird auf eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens im Telekommunikationsbereich eingegangen:
Für ein vernetztes System wie den Mobilfunk oder das Internet gibt es in der Regel ein festes Netz von Servern, die miteinander auf feste Weise verbunden sind. Jeder Nutzer ist an einen Server angeschlossen und kann auf diese Weise Daten zu beliebigen anderen Nutzern schicken. Der Server hält die Adressen aller an ihn angeschlossenen Nutzer und weiß, an welche benachbarten Server er Nachrichten mit bestimmten Pfadangaben in der Empfängeradresse schicken muß. Wenn jetzt ein Server ausfällt, dann sind die Nutzer dieses Servers vom Netz abgeschnitten.Finally, an advantageous embodiment of the method in the telecommunications area is discussed:
For a networked system such as mobile radio or the Internet, there is usually a fixed network of servers that are connected to each other in a fixed manner. Each user is connected to a server and can send data to any other user in this way. The server holds the addresses of all users connected to it and knows which neighboring servers it must send messages with certain path details in the recipient address. If a server fails now, the users of this server are cut off from the network.

Das Verfahren der Erfindung gibt die Möglichkeit, die Serverinformationen auf mehrere Server der Umgebung zu verteilen und macht auf diese Weise das Netz mehr fehlertolerant gegen den Ausfall einzelner Server.The method of the invention enables the Distribute server information to multiple servers in the environment and in this way makes the network more fault tolerant to the Failure of individual servers.

Claims

1. method for coordinating autonomous transport units in a transport network,
characterized in that
all data necessary for coordination are kept in the transport units themselves,
and send all transport units new data relevant for coordination to other transport units that can be reached
and all transport units query the data relevant to their goals from other transport units that can be reached.

2. The method according to claim 1, characterized in that the transport network is divided into regional zones and a number determined according to a predetermined criterion of transport units located in a zone that Data used to coordinate the transport units in your Zone are relevant, keeps and continuously updated.

3. The method according to claim 2, characterized in that in the event that the specified zone Z is not Number of transport units located, the task for Z keep relevant data and continuously update on vehicles from neighboring zones Z ' is transmitted.

4. The method according to claim 3, characterized in that
a distance function is defined for each of two zones Z and Z 'and, in the event that zone Z does not contain the specified number of transport units, the task of holding and continuously updating the data relevant to Z on transport units of the next adjacent zones Z 'are transmitted, so that there is a sufficient number of transport units to complete this task,
and when a transport unit provided with this task enters a zone Z 'in Z or from Z to Z', it is checked whether there is now a sufficient number of transport units within Z,
and if the number is too small, other transport units are assigned this task,
and in the event that the number is large enough, the vehicles located outside of Z and provided with the task can be released from their task and can delete their data relating to Z.

5. The method according to claim 4, characterized in that
two functions f (Z) and F (Z) (f (Z) F (Z)) are used as a criterion for the sufficient number of transport units, where f and F may depend on parameters other than the zone,
and if F (Z) transport units within Z are undershot, further transport units in neighboring zones are assigned the data storage and updating for Z and if F (Z) transport units within Z are exceeded, the transport units located outside Z are released from this task ,

6. The method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that
the transport units are controlled pheromone-based and pheromone stores are stored for each branch point, which are distributed to the transport units according to the specified methods,
and the latest findings from the transport units and other information for the onward journey are stored in the pheromone stores
and the transport units entering a zone to which the branch point belongs read the information stored in the pheromone stores and incorporate it into their decision on how to proceed.

7. The method according to claim 6, characterized in that the transport units for each route on one Branch point begins, and for each of them afterwards achieved goal to provide information indicating the quality the way over the given route to the given destination describes, and any such information with a Provide a timestamp of when the information came from and that this information for every route and every destination the available information according to a pheromone-based Method is charged.

8. The method according to any one of claims 2 to 7, characterized in that
in the case of information transmission, the path via which transport units or zones the information has already passed, the information is given
and a transport unit only transmits the information if it has not yet forwarded it and if the transfer to the transport units accessible by this transport unit is not obsolete by knowing which or how many transport units or zones already have the information.

9. The method according to any one of claims 2 to 8, characterized in that Data packets are used as transport units and that Traffic network from each other by direct connection or Internet networked computers exist.