DE10110434A1

DE10110434A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verkehrsanalyse

Info

Publication number: DE10110434A1
Application number: DE2001110434
Authority: DE
Inventors: Konstantin Keutner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2002-09-19
Also published as: WO2002071364A1

Abstract

Die Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass aus den Positionsdaten von Mobilfunkteilnehmern mit eingeschaltetem Mobilfunkendgerät und aus Verkehrsnetzinformationen, die beispielsweise den Streckenverlauf und die darauf üblichen Durchschnittsgeschwindigkeiten umfassen, für einen bestimmten Verkehrswegabschnitt ein Verkehrszustandsbericht abgeleitet wird. Auf dieser Basis können beispielsweise verbesserte Verkehrszustandsberichte im Radio der Allgemeinheit zur Verfügung gestellt werden oder aber vom Mobilteilnehmer individuell sogar für seine gesamte geplante Route weitere individuelle Informationen ermittelt und abgerufen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung, das bzw. die innerhalb eines festgelegten Bereiches bewegli che Verkehrsteilnehmer erfasst und daraus Verkehrsinformatio nen ermittelt.

Die Durchsage von Staumeldungen in Rundfunksendungen oder zum Zwecke der Abschätzung, ob ein Umweg um einen existierenden Stau sinnvoll ist, basieren heute in der Regel noch auf Ver kehrsbeobachtungen und Berichten von Polizeibeamten und Frei willigen und an neuralgischen Punkten sind beispielsweise Ka meras installiert, über die der Verkehr beobachtet und auto matisiert ausgewertet werden kann. Darüber hinaus sind durch den jeweiligen Verkehrsfluss gesteuerte Leuchtanzeigen für Staumeldungen oder die jeweils erlaubte Höchstgeschwindigkeit bekannt. Die bisher bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen weisen u. a. die Nachteile auf, dass sie nicht aktuell genug sind, ihre geografische Auflösung zu gering ist oder aber die Meldung zu unspezifisch erfolgt.

Um dem individuellen Mobilfunktelefonbenutzer sogenannte Location-Based Services anbieten zu können, wie beispielswei se eine WAP-Abfrage, wo sich ein dem Telefon nächst gelegener bestimmter Ort, zum Beispiel ein China-Restaurant, eine Tank stelle oder eine Apotheke befindet, wurden in jüngster Ver gangenheit Verfahren zur Positionsbestimmung des Standortes von Mobiltelefonen durch den Betreiber des entsprechenden Mo bilfunknetzes entwickelt. Solche Verfahren sind zum Beispiel TOA, E-OTD, COO (Cell of Origin) oder Triangulation. Alle diese Verfahren basieren im Wesentlichen darauf, dass auf Grund der Zellenzugehörigkeit oder durch Auswertung der Feld stärke und/oder Laufzeiten der von einem Mobiltelefon ausge sandten Sendesignale eine Positionsbestimmung erfolgt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun dar in, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Verkehrsanalyse anzugeben, bei der die oben genannten Nachteile vermieden und insbesondere möglichst kein Zusatzaufwand seitens des Mobil funkteilnehmers erforderlich ist.

Die Erfindung wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrich tung durch die Merkmale des Patentanspruchs 6 gelöst. Die weiteren Ansprüche betreffen Weiterbildungen des erfindungs gemäßen Verfahrens.

Die Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass aus Positi onsdaten der Mobilfunkteilnehmer mit eingeschaltetem Mobil funkendgerät und aus Verkehrsnetzinformationen, die bei spielsweise den Streckenverlauf und die darauf üblichen Durchschnittsgeschwindigkeiten umfassen, für einen bestimmten Verkehrswegabschnitt ein Verkehrszustandsbericht abgeleitet wird. Auf dieser Basis können beispielsweise verbesserte Ver kehrszustandsberichte im Radio der Allgemeinheit zur Verfü gung gestellt werden oder aber vom Mobilteilnehmer individu ell sogar für seine gesamte geplante Route weitere individu elle Informationen ermittelt und abgerufen werden.

Unter beweglichen Verkehrsteilnehmern werden hierbei zwar in erster Linie PKWs, LKWs und Motorräder aber auch Radfahrer und Fußgänger sowie Schiffe oder sogar Flugzeuge verstanden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Beispiels erläutert.

In der Zeichnung ist beispielhaft eine Verkehrssituation zwi schen einem Startpunkt SP und einem Zielpunkt ZP eines Fahr zeugs F1 gezeigt, das Mobilfunkteilnehmer mit eingeschaltetem Mobilfunkendgerät ist und sich in einem Streckenabschnitt AB zwischen den Punkten A und B mit der momentanen Geschwindig keit v1 in Richtung dieses Streckenabschnitts bewegt. Stellvertretend für beliebig viele weitere bewegliche Ver kehrsteilnehmer, die Mobilfunkteilnehmer mit eingeschaltetem Mobilfunkendgerät sind, ist vor ihm ein weiteres Fahrzeug F2 mit der Geschwindigkeit v2 innerhalb desselben Streckenab schnitts AB eingezeichnet. Darüber hinaus befindet sich ein weiteres Fahrzeug F3, das ebenfalls Mobilfunkteilnehmer mit eingeschaltetem Mobilfunkendgerät ist, auf einem anderen Streckenabschnitt als Streckenabschnitt AB. Des weiteren ist innerhalb des Streckenabschnitts AB aber nicht im Bereich der Fahrbahn ein weiterer Mobilfunkteilnehmer M mit eingeschalte tem Mobilfunkendgerät aber ohne Fahrzeug dargestellt.

Mit Hilfe einer oder mehrerer Basisstationen BS können bei spielsweise alle Positionsdaten der Mobilfunkteilnehmer mit eingeschaltetem Mobilfunkendgerät innerhalb einer oder mehrer zugehöriger Zellen ermittelt und deren Positionsdaten P an eine Analyseeinheit AE weitergeleitet werden. Die Positions ermittlung erfolgt, insbesondere in Ballungsräumen mit sehr kleinen Mobilfunkzellen, beispielsweise nur über die Zellen zugehörigkeit. Darüberhinaus kann mit Hilfe mehrerer Basis stationen eine Positionsbestimmung durch Auswertung von Feld stärken und/oder Laufzeiten des Sendesignals der jeweiligen Mobilfunkengeräte erfolgen. Sofern dem Mobilfunkteilnehmer bzw. seinem Endgerät seine Position, beispielsweise durch ein GPS-Modul, bekannt ist, ist auch eine direkte Meldung der Po sition an die jeweilige Basisstation bzw. Analyseeinheit denkbar.

Die Analyseeinheit AE verfügt über Verkehrsnetzinformationen VI und kann beispielsweise einen Staulagebericht SB über Ra dio-Stationen RS an die Allgemeinheit senden oder aber vom jeweiligen Mobilfunkteilnehmer beispielsweise in Form eines Routenberichts RB über die Basisstation BS individuell ange fragt werden. Die Analyseeinheit AE kann über nicht nur eine Basisstation, sondern über mehrere Basisstationen die Positi onsdaten von Fahrzeugen mit Mobiltelefonen erhalten, die zu unterschiedlichen Mobilfunkzellen oder sogar zu unterschied lichen Mobilfunknetzen gehören.

Bei der heute erreichten Penetration der Bevölkerung mit Mo biltelefonen kann davon ausgegangen werden, dass ein reprä sentativer Anteil der Verkehrsteilnehmer ein Mobiltelefon mit sich führt. Wie bei einer Stichprobe erlaubt das Verkehrsbild der Mobilfunkteilnehmer mit eingeschaltetem Mobilfunkendgerät dann Rückschlüsse auf das gesamte Verkehrsbild.

Das Verfahren besteht nun aus folgenden Schritten:
Zunächst wird periodisch, zum Beispiel jede Minute, die Posi tion aller mobilen Endgeräte ermittelt. Für alle diese Endge räte wird die Änderung der Position bezüglich der zuletzt er mittelten Position bestimmt. Zusammen mit der Periode ergibt sich ein Anhaltswert für die Geschwindigkeit, beispielsweise v1 oder v2, und die Richtung mit der bzw. in die sich das mo bile Endgerät, beispielsweise F1 oder F2, bewegt. Mobilfunk teilnehmer M mit eingeschaltetem Mobilfunkendgerät, die nicht auf dem betrachteten Verkehrsnetz unterwegs sind, werden nicht weiter betrachtet, da es sich hier in diesem Beispiel mit großer Wahrscheinlichkeit nicht um Mobilfunkendgeräte handelt, die sich in einem Fahrzeug befinden bzw. ein solches repräsentieren.

Die Ausblendung oder Ausfilterung dieser mobilen Endgeräte kann alternativ beispielsweise auch bereits vor der Ermitt lung des Anhaltswerts für die Geschwindigkeit erfolgen.

Die aktuelle Position der noch relevanten Mobilfunkendgeräte F1. . .F3 wird als Positionsinformation P der Analyseeinheit AE übermittelt und mit Hilfe der Verkehrsnetzinformation VI auf Verkehrswegabschnitte, beispielsweise AB, zugeordnet, wo bei sich nur die Fahrzeuge F1 und F2 hier im Abschnitt AB be finden. Durch einen Vergleich der Mobilgerätedichte bzw. der Fahrzeugdichte und der entsprechenden Geschwindigkeiten mit Referenzdaten, zum Beispiel Durchschnittswerten, für diese Verkehrswegabschnitte, wie beispielsweise der Abschnitt AB, wird nun eine Klassifizierung in Kategorien vorgenommen. Eine solche Klassifizierung wird typischerweise in Kategorien, wie beispielsweise "leichter", "mittlerer", "zähfließender Ver kehr", "Stau" und "Totalsperre" erfolgen.

Erkannte Staus können nun optional weiter analysiert werden, indem die Staulänge und/oder die durch den Stau hervorgerufe ne Verzögerung bestimmt werden.

Je mehr Mobilgeräte-Positionen in das Verfahren eingespeist werden, desto genauer wird das Verkehrsbild. Es ist deshalb von Vorteil, die Daten aus mehreren Mobilfunkzellen oder so gar aus mehreren Mobilfunknetzen zu kombinieren.

Ein eventuell bestehendes Problem des Datenschutzes hinsicht lich der Zuordenbarkeit des jeweiligen Mobilfunkteilnehmers zu seinem momentanen Aufenthaltsort kann durch Anonymisierung der Daten problemlos gelöst werden.

Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:
Das erfindungsgemäße Verfahren ist kostengünstig, da es keine zusätzlichen Bestandteile an mobilen Endgeräten oder Modifi kationen am Mobilfunknetz erfordert, und erlaubt eine sehr zeitnahe, genaue Auswertung des Verkehrszustandes. Existie rende Verfahren hingegen liefern Information über Verkehrsbe hinderungen oft zu spät, so hat sich beispielsweise der Stau bereits wieder aufgelöst, wenn die Meldung durchgegeben wird, oder ist aber bereits schon doppelt so groß, und ist nur für wenige bestimmte Strecken aktuell. Das erfindungsgemäße Ver fahren erlaubt eine viel umfangreichere Erfassung des Ver kehrszustandes, als mit anderen Methoden möglich ist. Das vorgeschlagene Verfahren kann für die automatisierte Beant wortung spezifischer Anfragen, beispielsweise wie lange dauert es voraussichtlich, um vom Startpunkt SP zum Zielpunkt ZP zu fahren, genutzt werden.

Die Erfindung kann beispielsweise auch dazu verwendet werden, die Fußgängerdichte z. B. in Fußgängerzonen, bei Großveran staltungen oder im Umfeld von Sehenswürdigkeiten zu ermit teln, wobei die Fußgänger bspw. auf Grund ihrer Geschwindig keit und/oder Position als solche ausgefiltert werden, und dem jeweiligen Fußgänger per Mobilfunkendgerät daraus abge leitete aktuelle Informationen auf Anfrage mitzuteilen.

Claims

1. Verfahren zur Verkehrsanalyse,
bei dem periodisch die Position aller eingeschalteten Mo bilfunkendgeräte (F1. . .F3, M) in mindestens einer Zelle eines Mobilfunknetzes ermittelt werden,
bei dem aus mindestens jeweils zwei Positionsangaben (P) und der Zeitspanne zwischen diesen Positionsangaben eine Geschwindigkeit und eine Richtung ermittelt wird,
bei dem mit Hilfe von Verkehrsinformationen (VI) des be trachteten Verkehrsnetzes nur die auf dem betrachteten Verkehrsnetz befindlichen eingeschalteten Mobilfunkendge räte (F1. . .F3) ausgefiltert werden,
bei dem die Positionsdaten der ausgefilterten eingeschal teten Mobilfunkendgeräte mit Hilfe der Verkehrsnetzinfor mationen in Verkehrswegabschnitte (AW) aufgeteilt und für diese Abschnitte bekannten Referenzdaten verglichen werden und
bei dem aus dem Vergleich mit den jeweiligen Referenzdaten der Verkehrswegabschnitte eine Klassifizierung des Ver kehrsflusses vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Verkehrsfluss mindestens in eine Kategorie "Stau" und mindestens eine weitere Kategorie klassifizierbar ist und bei dem, im Falle der Kategorie "Stau", die Staulänge und/oder die durch den Stau hervorgerufene Verzögerung be stimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Verkehrsfluss mindestens in die Kategorien "leichter", "mittlerer", "zähflüssiger Verkehr", "Stau" und "Totalsperre" klassifiziert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Referenzdaten aus Durchschnittsgeschwindigkeiten für diese Verkehrswegabschnitte gebildet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Positionsdaten aus mehreren Mobilfunkzellen und/oder aus mehreren Mobilfunknetzwerken kombiniert werden.

6. Vorrichtung zur Verkehrsanalyse,
bei der mindestens eine Basisstation (BS) vorhanden ist, die in der zugehörigen Zelle eines Mobilfunknetzwerkes die Posi tionen aller eingeschalteten Mobilfunkendgeräte der zugehöri gen Zelle periodisch ermittelt und
bei der eine Analyseeinheit (AE) derart vorhanden ist, dass sie Positionsdaten (P) von dieser mindestens einer Basissta tion erhält, dass aus diesen Positionsdaten und der Zeitdauer zwischen den Positionsangaben eine Geschwindigkeit und eine Richtung ermittelt wird, dass mit Hilfe der in der Analyse einheit gespeicherten Verkehrsnetzinformationen (VI) nicht im betrachteten Verkehrsnetz befindliche mobile Endgeräte ausge filtert werden, dass die ausgefilterten mobilen Endgeräte Verkehrswegabschnitt (AB) des betrachteten Verkehrsnetzes zu geordnet und mit für diese Abschnitte bekannten Referenzdaten verglichen werden und dass aus dem Vergleich mit den jeweili gen Referenzdaten der Verkehrswegabschnitte eine Klassifizie rung des Verkehrsflusses erfolgt.