DE102006002376A1

DE102006002376A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchgangsverkehrserkennung

Info

Publication number: DE102006002376A1
Application number: DE102006002376A
Authority: DE
Inventors: Rudolph Vollmer; Joachim Rentel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2007-07-19
Also published as: EP1979886A1; EP1979886B1; US8489313B2; DE502007000564D1; ATE427541T1; WO2007082783A1; CN101371281B; CN101371281A; US20100198487A1

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchgangsverkehrs-Erkennung vorgeschlagen, wobei das Ein- und Ausfahren eines gesperrten Gebiets ermittelt und anhand der Durchfahrtszeit festgestellt wird, ob ein unberechtigtes Durchfahren des Gebiets erfolgt ist.

Description

Stand der Technik

Offenbarung der Erfindung

Für verschiedene Verkehrskategorien, beispielsweise für den Schwerlastverkehr, Gefahrgutverkehr oder Schwertransporte, sind aus unterschiedlichen Gründen (z.B. umweltpolitische Gründe) bestimmte Straßen und Gebiete für den Durchgangsverkehr gesperrt. Diese Sperrungen können eine zeitlich eingeschränkte Gültigkeit haben, beispielsweise nur für bestimmte Wochentage und/oder für bestimmte Stunden am Tag gelten. Entsprechende Verkehrszeichen sind in der deutschen Straßen- und Verkehrsordnung vorhanden. Die Überprüfung der Einhaltung derartiger Verbote erfolgt derzeit insbesondere durch aufwendige Straßenverkehrskontrollen.

Andererseits gibt es im Zusammenhang mit der Gebührenabrechnung für die Benutzung gebührenpflichtiger Straßen beispielsweise aus der EP 741 373 B1 Vorschläge, nach der wenigstens bei Einfahrt in und/oder Ausfahrt aus dem gebührenpflichtigen Bereich Stationen vorgesehen sind, die das Passieren eines Fahrzeugs erkennen und mit denen eine im Fahrzeug eingebauten Einheit kommuniziert zur Berechnung der Gebührenhöhe.

Nachfolgend wird eine Vorgehensweise beschrieben, die in besonders vorteilhafter Weise erkennt, ob ein Fahrzeug ein für das Fahrzeug gesperrtes Gebiet durchfährt oder ob es sich bei dem Fahrzeug um einen Liefer- oder Anliegerverkehr handelt. Dies wird erreicht durch einen Erkennungsalgorithmus, der ausgehend von einer typischen Durchfahrtszeit, die vorzugsweise abhängig ist vom Fahrzeugtyp und/oder der Tageszeit und/oder der Eigenschaft des Gebietes (z.B. Anzahl der Ortschaften, der Kreuzungen, der Straßentypen). Bei Erreichen oder Unterschreiten dieser typischen Durchfahrtszeit bzw. eines daraus abgeleiteten Referenzwerts handelt es sich um einen potentiellen Verstoß, während es sich bei einer Überschreitung der Durchfahrtszeit bzw. des abgeleiteten Referenzwerts um einen Anlieger- oder Lieferverkehr handeln dürfte.

In bevorzugter Weise wird die geschilderte automatische Durchgangsverkehrserkennung in einem Fahrzeuggerät ausgeführt, d.h. in einem Gerät, das in einem Fahrzeug eingebaut ist. Ein aus der oben geschilderten Vorgehensweise abgeleiteter Algorithmus läuft im Fahrzeugendgerät ab. Dieses Gerät überwacht die Gebiete und Zeiten und sendet eine entsprechende Information aus, wenn ein potentieller Verstoß gegen ein Fahrverbot anzunehmen ist.

Es ist von erheblichem Vorteil, dass der Ablauf des Erkennungsalgorithmus lokal erfolgt, somit erheblich an Datentransfer eingespart und an Sicherheit gewonnen wird und dass nur bei entsprechendem Ergebnis eine Kommunikation aus dem Fahrzeug heraus zu einer zentralen Einheit stattfindet.

In besonders vorteilhafter Weise besitzt ein derartiges Fahrzeugendgerät, sei es in Verbindung mit einer Mautanwendung oder als Fahrerinformations- bzw. Navigationssystem, die notwendigen technischen Ausstattungen zur Durchführung der Durchgangsverkehrserkennung, so dass der Aufwand zur Realisierung gering gehalten werden kann.

In vorteilhafter Weise werden die notwendigen Daten hinsichtlich Durchfahrtszeiten, Ein- und/oder Ausfahrtspunkten etc. in einem geschützten Speicherbereich des Fahrzeugendgeräts vorgehalten, wobei Änderungen oder Ergänzungen mittels eines Updates der Daten von außen vorgenommen werden. Dabei werden je nach Ausführung einzelne oder eine Vielzahl von gesperrten Gebieten in Speicher vorgehalten.

Die dargestellte Vorgehensweise ist nicht nur vorteilhaft einsetzbar zur Unterscheidung von Durchgangs- und Anlieger- bzw. Lieferverkehr, sondern auch zur Erkennung, ob Gefahrguttransporte und/oder Schwertransport nicht erlaubte Gebiete durchqueren oder von vorgegebenen Routen abweichen.

Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. 1 zeigt dabei anhand einer Prinzipsskizze die grundsätzliche Vorgehensweise zur Durchgangsverkehrserkennung, während in 2 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur automatischen Durchgangsverkehrserkennung, welche im Kraftfahrzeug eingebaut ist, dargestellt ist. 3 schließlich skizziert anhand eines Flussdiagramms eine bevorzugte Ausführung des im Fahrzeugendgerät zur automatischen Durchgangsverkehrserkennung durchgeführten Rechnerprogramms. 4 zeigt eine Tabelle für Referenzdurchfahrzeiten eines fiktiven Gebietes.
In 1 ist beispielhaft ein Gebiet 10 dargestellt, welches für den Durchgangsverkehr, insbesondere für bestimmte Klassen von Fahrzeugen wie beispielsweise den Schwerlastverkehr, gesperrt ist. Das Gebiet wird von verschiedenen Straßen 12, 14, 16 durchzogen und weist verschiedene Einfahr- und Ausfahrstellen (A–F) auf.
Zur automatischen Durchgangsverkehrserkennung wird nun in dem im Fahrzeug eingebauten Endgerät das Passieren einer Einfahrstelle A–F und das Passieren einer der Ausfahrstellen A–F des gesperrten Gebiets erkannt. Dies erfolgt in der bevorzugten Ausführung anhand eines Positionsbestimmungssystems des Fahrzeugs, beispielsweise anhand von GPS- oder Galileo-Signalen. In anderen Ausführungen sind an den Einfahr- bzw. Ausfahrstellen Vorrichtungen vorhanden (z.B. Baken), mit welchen die Ein- bzw. Ausfahrt eines Fahrzeugs erkannt wird. Weitere Alternativen bestehen in anderen Positionsbestimmungsverfahren wie beispielsweise DeadReckoning-Verfahren.
Neben dem Passieren von Ein- und/oder Ausfahrstellen eines gesperrten Gebiets wird die Aufenthaltszeit bestimmt, die das Fahrzeug sich in diesem von den Ein- bzw. Ausfahrstellen abgegrenzten Gebiets aufhält. Diese Fahrzeit wird mit einer abgespeicherten Referenzzeit für der Fahrstrecke zwischen der Ein- und Ausfahrstelle verglichen. Bei Überschreiten dieser Referenzzeit ist davon auszugehen, dass tatsächlich ein Zuliefer- bzw. Anliegerverkehr stattgefunden hat, während bei einem Unterschreiten der Zeit es nahe liegt, dass ein Verstoß gegen das Durchfahrtsverbot vorliegt.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel hängt der Referenzwert dabei von verschiedenen Faktoren ab. Dabei wird z.B. für jede mögliche Kombination aus Einfahrstelle und Ausfahrstelle eine bestimmte für das gesperrte Gebiet typische Durchfahrtszeit vorgegeben. Ferner wird der Referenzwert je nach Ausführung von Faktoren wie Fahrzeugtyp (z.B. Pkw, Lkw, Motorrad) und/oder Tageszeit (nachts, Rushhour, etc.) und/oder Eigenschaften des Gebiets (Anzahl Kreuzungen, Ortschaften, etc.) abhängig vorgegeben.
Wird die Referenzdurchfahrtszeit in einem Gebiet durch die gemessene Aufenthaltszeit des Fahrzeugs in diesem Gebiet erreicht bzw. unterschritten, so handelt es sich um einen potentiellen Verstoß, da Anlieger- und Lieferverkehr höhere Fahrzeiten für das Gebiet haben.
Ferner kann die Referenzdurchfahrtszeit auch abhängig von der Fahrtrichtung sein, da sich die Durchfahrtszeit bedingt durch Steigungen oder unterschiedliche Anzahl von Ampeln in jeder Fahrtrichtung unterscheiden kann. So kann beispielsweise eine Fahrt von A nach B eine andere typische Durchfahrtszeit haben als eine Fahrt von B nach A.
Ein Beispiel für eine im Speicher des Fahrzeugendgerätes abgelegte Tabelle für Referenzdurchfahrtszeiten (in Minuten) für ein wie in 1 skizziertes Gebiet ist in 4 dargestellt.
2 zeigt ein im Fahrzeug eingebautes Endgerät 20, welches zur Durchführung des Durchgangsverkehrserkennungsalgorithmus wie oben skizziert dient. Das Fahrzeugendgerät 20 weist ein Rechnerelement 22 auf, welches wenigstens einen Speicher 24 sowie Ein- und Ausgangsbeschaltungen 26 aufweist. Ferner umfasst das Endgerät wenigstens ein Positionsbestimmungssystem 28, beispielsweise ein GPS-System, welches die zur Positionsbestimmung notwendigen Signale über eine Antenne 30 empfängt und aus diesen Signalen die Eigenposition ermittelt. Ferner ist eine Kommunikationseinheit 32 Bestandteil des Fahrzeuggeräts, beispielsweise eine Kommunikationseinheit zu einem Mobilfunknetz (z.B. GSM, GPRS, UMTS), und/oder eine kurzreichweitige Kommunikationsverbindungen wie beispielsweise WLAN, Infrarot, Bluetooth, DECT, DSRC, etc. Die in 2 dargestellte Vorrichtung kann eine speziell zur Durchgangverkehrserkennung eingesetzte Einheit oder ein bereits vorhandenes Gerät, beispielsweise ein Telematikgerät, ein Mautgerät, ein Navigationsgerät etc., oder ein Teil eines solchen Geräts sein.
Im Speicher dieser Einheit sind die Koordinaten der Ein- und Ausfahrstellen von für den Durchgangsverkehr gesperrte Gebiete in bevorzugter Weise als Geokoordinate hinterlegt (Longitude, Latitude, jeweils zuzüglich Fangkreis). Fährt das Fahrzeug durch eine Einfahrstelle in das gesperrte Gebiet, wird anhand eines Vergleich der gemessenen Eigenposition und des gespeicherten Positionswertebereichs der Einfahrstelle das passieren der Einfahrstelle erfasst. Danach werden die Zeit, die das Fahrzeug seit der Einfahrstelle sich im Gebiet aufgehalten hat und/oder die Positionen des Fahrzeugs automatisch erfasst und im internen Speicher abgelegt. Erreicht das Fahrzeug eine Ausfahrstelle (was entsprechend der Darstellung in Verbindung mit der Einfahrstelle ermittelt wird), so wird die Aufenthaltszeit zwischen Passieren der Einfahrstelle bis zum Erreichen der Ausfahrstelle ermittelt und mit einer für diese Fahrtroute abgelegten Referenzdurchfahrtszeit verglichen. Die Referenzdurchfahrtszeiten sind als Tabelle im Speicher hinterlegt. Ist die gemessene Aufenthaltszeit kleiner oder gleich der vorgegebenen Referenzzeit, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Referenzdurchfahrtszeit plus einer Reservezeit gebildet wird, so handelt es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um einen Verstoß gegen die Durchgangsverkehrssperrung.
Die Fahrzeugidentifikationsnummer, die Zeiten des Passierens der Ein- und/oder der Ausfahrstelle und/oder die anhand der aufgenommene Positionen mitgeschriebenen Fahrstrecke (Spur) werden dann im Fahrzeuggerät gegebenenfalls komprimiert und/oder verschlüsselt und über die Kommunikationseinheit einer Überwachungszentrale übermittelt.
Ist die gemessene Fahrtzeit größer als die Referenzzeit, so handelt es sich mit großer Wahrscheinlichkeit um Anliegerverkehr oder Lieferverkehr. In diesem Fall sind zwei Varianten für eine weitere Vorgehensweise möglich. Grundsätzlich kann angenommen werden, dass bei einer derartigen Konstellation kein Verstoß gegen die Durchfahrtsbeschränkung vorliegt. Dies führt dazu, dass bei Missachten der Durchfahrtsbeschränkung und Überschreiten der Referenzzeit, beispielsweise bedingt durch Stau, Unfall, Sperrung etc., diese Missachtung nicht erkannt wird. Kommunikationskosten zur Zentrale fallen nicht an. Eine andere Variante ist, dass die oben genannten Daten der Überwachungszentrale gegebenenfalls komprimiert und/oder verschlüsselt mittels der Kommunikationseinheit übermittelt werden und in der Überwachungszentrale dann anhand der Fahrspur entschieden wird, ob eine Missachtung der Durchfahrsbeschränkung vorliegt oder nicht.
Sowohl die Ein- und Ausfahrtstellen als auch die Referenzdurchfahrtszeit werden über die Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugsgeräts aktualisiert.
Ferner oder alternativ erfolgt in einer Ausführung die Aktualisierung dieser Daten über die Kommunikationsschnittstelle dynamisch, d.h. abhängig von der Uhrzeit und/oder den aktuellen Verkehrsverhältnissen. Dabei werden bei z.B. bei uhrzeitabhängig gesperrten Gebieten die Daten in den Speicher des Fahrzeuggeräts nur während der entsprechenden Uhrzeit geladen. Ferner oder alternativ werden bei Staumeldungen in einem Gebiet die Referenzzeiten in diesem Gebiet anhand dieser Staumeldungen angepasst und per Funk aktualisiert.
Die Gebiets- und Referenzzeitdaten sind manipulationssicher im Speicher des Fahrzeuggerätes abgelegt. Je nach Größe des Speichers des Fahrzeuggeräts werden eine vorgegebene Menge von Gebieten mit Durchfahrtsbeschränkungen vorgehalten.
Das geschilderte Konzept zur automatischen Durchgangsverkehrserkennung wird auch eingesetzt zur Erkennung von Gefahrgutverkehr in für Gefahrgut gesperrten Gebieten (z. B. wegen Gewässerschutz oder Tunnels). Im Endgerät des Gefahrguttransporters sind dann Geodaten der entsprechenden gesperrten Gebiete vorgesehen. Wie oben dargestellt wird nach erkanntem Durchfahren eines solchen Gebiets eine Meldung abgesetzt. In einer Ausführung wird die Referenzzeit für solche Gebiete auf einen sehr hohen Wert gesetzt, so dass jede Durchquerung (auch mit Pause) eine Meldung erzeugt.
Ebenso wird eine Erkennung von Schwertransporten auf Straßen, für die der Schwertransport nicht angemeldet wurde, ermöglicht. Auch hier wird in der Fahrzeugeinheit die gesperrten, d.h. außerhalb des angemeldeten Straßenverlaufs liegenden Gebiete per Geodaten einprogrammiert. Die Ein- und Ausfahrten aus solchen Gebieten werden wie oben dargestellt protokolliert und Meldungen abgesetzt.
In einer anderen Ausführung wird die oben dargestellte Vorgehensweise invers angewendet. Die angemeldete Strecke wird als Gebiet einprogrammiert, eine Referenzzeit vorgegeben und die Aufenthaltszeit im Gebiet erfasst. Ist die Aufenthaltszeit größer oder kleiner als die Referenzzeit plus eine Karenzzeit, wird eine Meldung abgesetzt.
3 zeigt ein Beispiel für eine Ausführung der oben dargestellten Vorgehensweise als Rechnerprogramm. Das Programm wird in vorbestimmten Zeitabständen, beispielsweise einige Millisekunden, durchlaufen und läuft im Fahrzeugendgerät ab.
Nach Start des Programms wird im ersten Schritt 100 die aktuelle Position des Fahrzeugs mittels der Positionsbestimmungseinheit erfasst. Daraufhin wird im Schritt 102 mit den abgespeicherten Positionen von Ein- bzw. Ausfahrstellen von gesperrten Gebieten, vorzugsweise nur den der aktuellen Position benachbarten, verglichen. Entspricht die gemessene Position einer Einfahrstelle bzw. befindet sich die Position im Einfangbereich einer Einfahrstelle, so wird das Programm mit Schritt 104 fortgeführt, ansonsten mit Schritt 100 wiederholt.
Ist in Schritt 102 erkannt worden, dass das Fahrzeug in ein gesperrtes Gebiet einfährt, so wird im Schritt 104 ein Timer T gestartet. Ferner wird zur Verhinderung, dass eine Einfahrstelle mehrmals erkannt wird, für die Einfahrstelle ein Merker gesetzt, der bei einem erneuten Programmdurchlauf verhindert, dass die gleiche Einfahrstelle ein zweites Mal erkannt wird. Ferner wird der Positionswert des Fahrzeugs gespeichert. Im darauf folgenden Schritt 106 wird erneut die Position des Fahrzeugs bestimmt und in Schritt 108 überprüft, ob die Position innerhalb des Einfangbereiches einer vorgegebenen Ausfahrstelle des Gebiets, in dem sich das Fahrzeug befindet, liegt. Ist dies nicht der Fall, wird das Programm mit Schritt 106 wiederholt. Die im Schritt 108 überprüften Ausfahrstellen sind alle Ausfahrstellen diese Gebietes. Wird eine Ausfahrstelle im Schritt 108 erkannt, so wird der Timer T im Schritt 110 gestoppt. Daraufhin wird in Schritt 112 die Referenzzeit Tmax aus der Tabelle im Speicher für die vorgegebene Strecke sowie ggf. den Fahrzeugtyp, die Fahrrichtung, die Tageszeit, die Wetterverhältnisse etc. ausgelesen. In dem darauf folgenden Schritt 114 wird überprüft, ob die gemessene Zeit T größer als die Referenzzeit ist. Ist dies der Fall, wird in Schritt 116 erkannt, dass offensichtlich ein Anlieger- bzw. Lieferverkehr vorlag, während im gegenteiligen Fall im Schritt 118 eine Übermittlung vorgegebener Daten an eine Überwachungszentrale eingeleitet wird. Nach Schritt 116 bzw. 118 wird das Programm in Schritt 100 wiederholt.

Claims

Verfahren zur Durchgangsverkehrserkennung, wobei die Position eines Fahrzeugs erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Fahrzeugposition das Ein- und Ausfahren in bzw. aus einem vorgegebenen Gebiet (10) erkannt wird, dass die Zeit ermittelt wird, die das Fahrzeug sich in dem durch die Ein- bzw. Ausgangsstelle (A–F) definierten Gebiets (10) aushält, wobei angezeigt wird, wenn die Aufenthaltszeit im Gebiet (10) eine Referenzzeit unter- bzw. überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zeit in einem Speicher abgelegt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzzeit abhängig ist von der Kombination der Ein- und Ausfahrstelle und/oder der Tageszeit und/oder des Fahrzeugtyps und/oder der Fahrtrichtung und/oder der Wetterbedingungen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige dadurch erfolgt, dass vorgegebene Daten von einem Fahrzeugendgerät, in dem das Verfahren abläuft, an eine Überwachungszentrale gesendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Daten Fahrzeugidentifizierungsnummer, zurückgelegter Weg und/oder Aufenthalts- bzw. Durchfahrtszeit sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzzeiten und Gebiete dynamisch über die Kommunikationsschnittstelle aktualisiert werden.
Vorrichtung zur Durchgangsverkehrserkennung mit einem im Fahrzeug eingebauten Endgerät (20), welches ein Positionsbestimmungssystem (28) und eine Rechnereinheit (22) mit Speicher (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (22) derart ausgestaltet ist, dass sie anhand der Position des Fahrzeugs ein Ein- und Ausfahren eines vorgegebenen Gebiets (10) erkennt, die Aufenthaltszeit in diesem Gebiet bestimmt und bei Unter- bzw. Überschreiten einer Referenzzeit dieses anzeigt.