-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung einer Verkehrszustandserkennung und ein System zur Verkehrszustandserkennung.
-
Die rasante Zunahme des Fahrzeugverkehrs auf den Straßen und die damit verbundenen Staus und Fahrzeitverlängerungen führen weltweit zu erhöhten Anstrengungen, Verkehrszustände zu erkennen und diese bei einer Routenwahl bzw. bei der Routenberechnung in Navigationssystemen zu berücksichtigen.
-
Bekannte Fahrzeuge versenden so genannte Floating Car Data (FCD). Das dafür eingesetzte System besteht aus einem GPS(Global Positioning System)-Empfänger und einem GSM(Global System for Mobile Communications)-Modul. Beide Module sind in vielen Fahrzeugen auch ohne FCD-Funktionalität bereits vorhanden. Der GPS-Empfänger misst die Position und die FCD-Verfahren ermitteln aus vielen dieser Positionsdaten Reisezeiten des Fahrzeugs. Per GSM-Netz werden diese Reisezeiten als Perlenketten (einzelne Punkte der Fahrtstrecke mit Ortskoordinaten und Zeitstempel versehen) an die Verkehrsdatenzentrale übermittelt. Diese kann aus diesen Reisezeiten Rückschlüsse auf die Verkehrslage ziehen. Auf diese Weise erfolgt eine Erhebung von Verkehrszustandsdaten für Verkehrsinformationsdienste.
-
Ein weiterentwickeltes Verfahren zur Verkehrszustandserfassung ist das so genannte XFCD (Extended Floating Car Data), bei dem zusätzlich beispielsweise Informationen über Wetter, Straßenzustand und lokale Gefahren erhoben werden, und diese an eine zentrale Einrichtung übermittelt werden. XFCD nutzt die diversen im Fahrzeug vorhandenen Sensoren und Subsysteme, die ihre Daten auf zentralen Datenbussen im Fahrzeug zur Verfügung stellen. Die Auswertung der diversen Daten während der Fahrt kann Aufschluss geben über Verkehrszustände, Sichtbehinderungen, Straßenzustände (Straßenoberfläche), infrastrukturelle Gegebenheiten (Serpentinen), lokale Gefahren, Niederschläge, Glätte und Rutschgefahren. Es werden dabei lokal im Fahrzeug ermittelte Messgrößen in einen lokalen, die Umgebung des Fahrzeugs betreffenden Verkehrszustand umgesetzt.
-
Durch die Einbeziehung von im Fahrzeug bereits verfügbaren Verkehrsinformationen, die beispielsweise über Mobilfunk oder Radio Data System-Traffic Message Channel (RDS-TMC) empfangen werden, kann das XFCD Verfahren feststellen, ob der lokal ermittelte Verkehrszustand vom in der Verkehrsdatenzentrale bekannten Zustand abweicht. Dann, und nur dann, wird eine entsprechende XFCD Meldung verschickt, sodass das durch die XFCD Meldungen verursachte Kommunikationsaufkommen minimiert wird.
-
In der Verkehrsdatenzentrale werden die FCD bzw. XFCD Meldungen gemeinsam mit den aus anderen Quellen (z. B. Induktionsschleifendetektoren oder Verkehrskameras) erhobenen Daten mit Hilfe statistischer Verfahren zu einem regionalen Verkehrszustand (Regionalverkehrsbeschreibungsobjekt) zusammengefasst.
-
Aus der
DE 100 04 967 A1 ist ein Navigationssystem bekannt, das konfigurierbar ist.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine technische Lehre anzugeben, die eine zuverlässige Verkehrszustandserkennung ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. Im Rahmen der Erfindung liegen dabei auch Weiterbildungen des unabhängigen Systemanspruchs, die den abhängigen Verfahrensansprüchen entsprechen.
-
Es stellte sich bei aufwändigen, der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen heraus, dass die Verwendung einer festen Abbildungsvorschrift zur Abbildung lokaler Messgrößen auf einen lokalen Verkehrszustand (lokales Verkehrsbeschreibungsobjekt) nicht immer zu befriedigenden Ergebnissen führt, das heißt, dass auf diese Weise nicht immer ein Verkehrszustand ermittelt wird, der den tatsächlichen Gegebenheiten entspricht. Der Grund dafür liegt darin, dass die ermittelten Messgrößen nicht nur durch den aktuellen lokalen Verkehrszustand beeinflusst werden, sondern auch durch die Fahrgewohnheiten des Fahrers. Wenn sich beispielsweise ein Fahrzeug auf der Autobahn mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 80 km/h bewegt, so kann dies bedeuten, dass auf der Autobahn stockender Verkehr herrscht. Es kann aber auch bedeuten, dass freie Fahrt herrscht, der entsprechende Fahrer des Fahrzeuges aber auf der Autobahn generell nicht schneller als 80 km/h fahren will.
-
Basierend auf dieser Erkenntnis schlägt die Erfindung nun vor, die Abbildungsvorschrift, welche eine lokale Messgröße, beispielsweise die gefahrene Autobahn-Durchschnittsgeschwindigkeit, auf einen aktuellen lokalen Verkehrszustand (Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt), beispielsweise ”stockender Verkehr”, ”Stau”, ”freier Verkehr”, abbildet, an das individuelle Fahrverhalten anzupassen.
-
Die Erfindung basiert demnach auch auf dem Gedanken, die in einem Fahrzeug durchgeführte Abbildung von lokalen im Fahrzeug erhobenen oder verfügbaren Informationen (Messgröße) auf einen lokalen Verkehrszustand (Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt) an das Verhalten des Fahrers des Fahrzeuges anzupassen, indem die verwendete Abbildungsvorschrift geändert wird.
-
Zu diesem Zweck wird vorzugsweise der lokale Verkehrszustand, der basierend auf der aktuell geltenden Abbildungsvorschrift ermittelt wird, am aktuellen Ort des Fahrzeuges (Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt) mit einem regionalen Verkehrszustand (Regionalverkehrsbeschreibungsobjekt) verglichen, der beispielsweise über Mobilfunk oder RDS-TMC an das Fahrzeug signalisiert wird. Ist die vorzugsweise über einen bestimmten Zeitraum gemittelte Differenz zwischen lokal ermitteltem lokalen Verkehrszustand und signalisiertem regionalen Verkehrszustand Null oder kleiner als ein vorgegebener Grenzwert, so weist dies insbesondere darauf hin, dass die aktuell verwendete Abbildungsvorschrift dem Fahrverhalten des Fahrers entspricht. Weicht der lokal ermittelte lokale Verkehrszustand dagegen beispielsweise dauerhaft von dem signalisierten regionalen Verkehrszustand ab oder liegt die Abweichung über einem vorgegebenen Schwellwert, so weist dies insbesondere darauf hin, dass die aktuell verwendete Abbildungsvorschrift dem Fahrverhalten des Fahrers nicht entspricht und daher vorzugsweise, zumindest fallweise, eine die Abweichung korrigierende Änderung der Abbildungsvorschrift vorzunehmen ist.
-
Insbesondere dann, wenn bei einer Abweichung zwischen dem im Fahrzeug ermittelten Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt und dem signalisierten Regionalverkehrsbeschreibungsobjekt die Abbildungsvorschrift derart geändert wird, dass das mittels der geänderten Abbildungsvorschrift ermittelte Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt mit dem signalisierten Regionalverkehrsbeschreibungsobjekt übereinstimmt oder besser übereinstimmt, so wird über eine längere Fahrdauer die Abbildungsvorschrift so an das Fahrverhalten oder die Fahrgewohnheiten des Fahrers angepasst, dass der lokal ermittelte Verkehrszustand (Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt) den tatsächlichen Gegebenheiten immer besser entspricht. Eine aufwändige Neueinstellung der Abbildungsvorschrift durch einen Eingriff in das System von außen, beispielsweise in einer Werkstatt, kann dadurch vermieden werden.
-
Eine Änderung der Abbildungsvorschrift kann dabei in kleinen Schritten vorgenommen werden, so dass diese langsam aber kontinuierlich dem Fahrverhalten des Fahrers angepasst wird.
-
Die Abbildungsvorschrift kann dabei beispielsweise auf einem neuronalen Netz, auf den Gewichten eines neuronalen Netzes, auf einem oder mehreren Schwellwerten, auf einer mathematischen Formel, auf einer Vielzahl von Abbildungsvorschriften und/oder auf einer mehrspaltigen Abbildungstabelle basieren.
-
Ein Verkehrsbeschreibungsobjekt kann ein Datenfeld umfassen, das den aktuellen lokalen oder regionalen Verkehrszustand in Worten und/oder Zahlen oder anderweitig codiert beschreibt oder charakterisiert.
-
Das Regionalverkehrsbeschreibungsobjekt beschreibt basierend auf signalisierten Informationen den Verkehr in der Umgebung des Fahrzeuges und kann anhand der aktuellen Position des Fahrzeuges aus den an das Fahrzeug signalisierten Informationen generiert oder herausgefiltert werden.
-
Eine Messgröße kann direkt von einem im Fahrzeug realisierten Bedienelement, Sensor, Steuergerät oder Messgerät, wie beispielsweise einem Geschwindigkeitsmessgerät oder einem Außenthermometer, ausgegeben werden oder auf einem vorgegebenen funktionalen Zusammenhang mit gewichteten von diesen Geräten ausgegeben Steuergrößen basieren.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch ein System zur Verkehrszustandserkennung mit einer ersten Eingangsschnittstelle zum Empfang einer in einem Fahrzeug ermittelten fahrzeugbezogenen Messgröße, mit einer zweiten Eingangsschnittstelle zum Empfang eines an das Fahrzeug signalisierten Regionalverkehrsbeschreibungsobjektes und mit einer Steuereinrichtung, die derart eingerichtet ist, dass die im Fahrzeug ermittelte fahrzeugbezogene Messgröße mittels einer Abbildungsvorschrift auf ein Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt abgebildet wird, und dass bei einer Abweichung zwischen dem im Fahrzeug ermittelten Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt und dem signalisierten Regionalverkehrsbeschreibungsobjekt die Abbildungsvorschrift geändert wird.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren näher erläutert:
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zur Verkehrszustandserkennung;
-
2: zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Anpassung einer Verkehrszustandserkennung.
-
1 zeigt ein in einem Fahrzeug installiertes System zur Verkehrszustandserkennung, das in den Rahmen eines XFCD(Extended Floating Car Data)-Systems eingebettet sein kann aber nicht muss.
-
In einer zentralen Einrichtung Z werden Verkehrszustände ortsaufgelöst, insbesondere in der Form von Regionalverkehrsbeschreibungsobjekten, gesammelt, generiert und/oder zwischengespeichert. Direkt von der zentralen Einrichtung Z (wie dargestellt) oder unter Zwischenschaltung einer weiteren Übertragungseinrichtung, beispielsweise eines externen Dienstleisters, werden regionale Verkehrsbeschreibungsobjekte vorzugsweise an mehrere Fahrzeuge gleichzeitig gesendet oder signalisiert. Dies kann auf der Basis eines Rundfunksenders oder eines Mobilfunksystems realisiert werden.
-
In einem Fahrzeug F wird von einem Messgerät M eine mit einem Messwert belegte Messgröße über eine erste Eingangsschnittstelle ES1 eines Systems S zur Verkehrszustandserkennung nach einer eventuellen Vorverarbeitung an eine Steuereinrichtung STE übermittelt.
-
Die von der zentralen Einrichtung Z signalisierten Regionalverkehrsbeschreibungsobjekte, welche den Verkehrszustand in einer bestimmten Region oder auf einem bestimmten Straßenabschnitt beschreiben, werden von einer entsprechenden Empfangseinrichtung, wie beispielsweise einem Rundfunkempfänger oder einem Mobilfunkempfänger, empfangen, gegebenenfalls vorverarbeitet oder decodiert, und über eine zweie Eingangsschnittstelle ES2 ebenfalls zur Steuereinrichtung STE des Systems S zur Verkehrszustandserkennung übertragen.
-
Die Steuereinrichtung STE kann als programmgesteuerte Prozessoreinrichtung oder als anwendungsspezifische integrierte Schaltung ausgeführt sein und ist dabei derart ausgestaltet, dass die von dem Messgerät M empfangene und mit einem Messwert belegte Messgröße gemäß einer in der Steuereinrichtung STE oder in einer zugeordneten Speichereinrichtung abgespeicherten Abbildungsvorschrift auf ein Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt abgebildet wird, das den lokalen Verkehrszustand, also den Verkehr in der unmittelbaren Fahrzeugumgebung, beschreibt.
-
Bei der Abbildung können je nach Ausführungsvariante der Erfindung weitere Messwerte, zu denen auch Steuergrößen und andere im Fahrzeug ermittelte Daten zählen, oder die aktuelle Position des Fahrzeugs, welche beispielsweise über ein satellitengestütztes System ermittelt wird, als Eingangsgrößen berücksichtigt werden.
-
Stellt sich nun bei einem Vergleich zwischen signalisiertem Regionalverkehrsbeschreibungsobjekt und lokal über die Abbildungsvorschrift ermitteltem Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt heraus, dass diese voneinander abweichen, so wird die verwendete Abbildungsvorschrift derart geändert, dass das mittels der geänderten Abbildungsvorschrift ermittelte Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt mit dem signalisierten Regionalverkehrsbeschreibungsobjekt übereinstimmt oder zumindest besser übereinstimmt als bisher.
-
Die geänderte Abbildungsvorschrift wird dann zur Abbildung einer weiteren von einem Messgerät M gelieferten Messgröße zur Abbildung auf ein Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt verwendet.
-
Ein im Fahrzeug ermitteltes Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt kann gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung über einen nicht dargestellten Mobilfunksender vom Fahrzeug zu der zentralen Einrichtung Z übermittelt werden, und dort zur Generierung von Regionalverkehrsbeschreibungsobjekten verwendet werden.
-
2 zeigt den Ablauf eines konkreten und einfachen Beispiels für ein Verfahren zur Anpassung einer Verkehrzustanderkennung. Dieses Verfahren kann je nach Ausführungsvariante in Kombination mit dem anhand von 1 erläuterten System oder unabhängig von diesem System in die Praxis umgesetzt werden.
-
In einem ersten Schritt 1 wird von einer zentralen Einrichtung, beispielsweise einem Rundfunksender, eine Vielzahl von in Form von Regionalverkehrsbeschreibungsobjekten codierten Meldungen ausgestrahlt. Unter anderem wird folgende Meldung ausgestrahlt:
”zähflüssiger Verkehr mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 100 km/h auf der A8 zwischen Holzkirchen und Irschenberg”
-
Kurz darauf wird in einem zweiten Schritt 2 in einem Fahrzeug, das zwischen Holzkirchen und Irschenberg auf der A8 fährt, eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 80 km/h gemessen. Diese Messgröße (Durchschnittsgeschwindigkeit von 80 km/h) wird in einem Schritt 3 gemäß der geltenden Abbildungsvorschrift unter Berücksichtigung der Position (auf A8 zwischen Holzkirchen und Irschenberg auf Höhe Mangfallbrücke) des Fahrzeuges auf das Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt ”stockender Verkehr auf A8 zwischen Holzkirchen und Irschenberg auf Höhe Mangfallbrücke” abgebildet. Denn die Abbildungsvorschrift schreibt vor, das Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt ”stockender Verkehr” auszugeben, wenn die Durchschnittsgeschwindigkeit eines PKWs auf der Autobahn für eine Dauer von zwei Minuten unter einem vorgegeben Schwellwert von 90 km/h liegt.
-
Ein anschließender Vergleich in einem vierten Schritt 4 zeigt, dass das signalisierte Regionalverkehrsbeschreibungsobjekt und das lokal ermittelte Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt nicht übereinstimmen (N), weshalb in einem fünften Schritt 5 eine Änderung der entsprechenden Abbildungsvorschrift automatisch ausgelöst wird. Die neue Abbildungsvorschrift gibt vor, das Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt ”stockender Verkehr” auszugeben, wenn die Durchschnittsgeschwindigkeit eines PKWs auf der Autobahn für eine Dauer von zwei Minuten unter einem vorgegeben Schwellwert von 70 km/h liegt. Das Verfahren wird dann mit dem ersten Schritt 1 wieder fortgesetzt.
-
Stimmen das signalisierte Regionalverkehrsbeschreibungsobjekt und das lokal ermittelte Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt in Schritt 4 dagegen überein (Y), so wird das Verfahren ohne Änderung der Abbildungsvorschrift mit dem ersten Schritt 1 fortgesetzt
-
Die Abbildungsvorschrift wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung durch ein selbstlernendes System, beispielsweise ein neuronales Netz, realisiert. Die Kalibrierung (Lernvorgang) des Neuronalen Netzes erfolgt vorzugsweise anhand der über Rundfunk (oder über Mobilfunknetze) empfangenen Regionalverkehrsbeschreibungsobjekte (Verkehrsnachrichten). Der Lernvorgang eines neuronalen Netzes an sich ist dem Fachmann bekannt, weshalb an dieser Stelle nicht weiter darauf eingegangen wird.
-
Alternativ oder ergänzend dazu ist der Einsatz genetischer Algorithmen vorgesehen, welche lernfähig sind und den funktionalen Zusammenhang zwischen Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen dynamisch so anpassen, dass ein Qualitätsindikator, welcher im Rahmen der Erfindung auf einer Abweichung zwischen signalisiertem Regionalverkehrsbeschreibungsobjekt und lokal ermitteltem Lokalverkehrsbeschreibungsobjekt basiert, kontinuierlich verbessert (vergrößert bzw. verkleinert) wird. Solche genetischen Algorithmen lassen sich mit begrenzten Ressourcen (Rechenleistung und Speicherbedarf) als Software implementieren, und sind also solche dem Fachmann ebenfalls bekannt.
-
Eine Messgröße kann im Rahmen dieser Erfindung auch Daten umfassen, die von Messgeräten (Tacho, Drehzahl, etc.), Steuergeräten (ABS, ESP, etc.), Bedienelementen (Licht an/aus, Scheibenwischer an/aus, Warnblinker an/aus, etc.), und/oder verschiedenen Sensoren im Fahrzeug (Radschlupf, Außentemperatur, Licht-/Regensensor, etc.) ausgegeben werden.
