DE102007062741B4

DE102007062741B4 - Verfahren und Prüfeinrichtung zum Prüfen eines Verkehrssteuerungssystems

Info

Publication number: DE102007062741B4
Application number: DE102007062741A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Sachse
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2027-12-28
Also published as: WO2009083316A1; IL206187A0; DE102007062741A1; EP2225745A1; US20100292971A1

Abstract

Verfahren zum Prüfen eines Verkehrssteuerungssystems (VSS), bei dem auf Basis von Steuerungsdaten (SD) des Verkehrssteuerungssystems (VSS) eine Verkehrssituation (VSI) simuliert wird und dabei Verkehrssituationsdaten (VSD) erzeugt werden, welche Daten entsprechen, die üblicherweise von Verkehrssensoren des Verkehrssteuerungssystems akquiriert würden und welche an das Verkehrssteuerungssystem (VSS) als Eingangsdaten übergeben werden, wobei auf Basis zumindest eines Teils der Steuerungsdaten (SD) Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen (VWV, VWV₁, VWV_1PKW, VWV_1LKW, VWV₂, VWV_2PKW, VWV_2LKW, VWV_2BUS, VWV_2KRAD, VWV₃) von Verkehrsteilnehmern (PKW, LKW, BUS, KRAD) ermittelt werden und eine Simulation (SIM) der Verkehrssituation (VSI) unter Verwendung der Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen (VWV, VWV₁, VWV_1PKW, VWV_1LKW, VWV₂, VWV_2PKW, VWV_2LKW, VWV_2BUS, VWV_2KRAD, VWV₃) erfolgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Prüfeinrichtung zum Prüfen eines Verkehrssteuerungssystems. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren bzw. eine Prüfeinrichtung, bei dem bzw. in der eine Verkehrssituation simuliert wird, hieraus Verkehrssituationsdaten abgeleitet werden und in das Verkehrssteuerungssystem als Eingangsdaten zurückgespeist werden. Das Verfahren bzw. die Prüfeinrichtung bilden daher mit dem Verkehrssteuerungssystem einen geschlossenen Regelkreis, weshalb das Verfahren auch „closed-loop-Simulation" genannt werden kann.
Verkehrssteuerungssysteme der komplexeren Art werden heute auf vielbefahrenen Straßen, speziell auf Autobahnen und in stark frequentierten innerörtlichen Strecken wie beispielsweise Ring- und Einfallstraßen von Großstädten, verwendet. Sie weisen üblicherweise eine Vielzahl von Verkehrssteuerungs-Aktuatoren auf. Hierunter werden alle Verkehrsregelungsinstrumente verstanden, die durch Signalgebung an Verkehrsteilnehmer Verkehrsregeln und Verkehrshinweise weitergeben. Insbesondere fallen darunter also Verkehrszeichen, die variabel oder statisch solche Regeln und Hinweise anzeigen, jedoch auch Instrumente wie der Verkehrsfunk oder die Verkehrsregelung über Ferneinfluss auf Navigationssysteme.
Zwischen der innerörtlichen Anwendung und der außerörtlichen Anwendung ergeben sich hierbei deutliche Unterschiede. Städtische Verkehrssteuerungssysteme stellen vor allem darauf ab, über eine Steuerung von Lichtsignalanlagen durch ein urbanes Verkehrsmanagement-System innerstädtische Verkehrsflüsse zu effektivieren und zu leiten. Dagegen weisen außerörtliche, speziell Autobahnverkehrssteuerungssysteme, üblicherweise eine deutlich größere Anzahl unterschiedlicher Aktuatoren zur Steuerung von Verkehrsflüssen auf. Hierunter zählen unter an derem variable Verkehrsregelungsanzeigen, die Geschwindigkeitsbegrenzungen, Überholverbote, Geschwindigkeitsgebote, Sicherheitswarnungen, Wetterinformationen und andere strecken- bzw. umweltrelevante Anzeigen darstellen können.
Inner- wie außerstädtische Verkehrsleitsysteme weisen außerdem oft Richtungspfeile auf, die bestimmte Fahrstreifen für einen Verkehr sperren bzw. freigeben können oder einen notwendigen Fahrspurwechsel anzeigen. Zusätzlich hierzu können Umleitungen ausgeschildert und Staugefahren angezeigt werden, weshalb sie neben fest installierten Anzeigetafeln auch mobile Anzeigen umfassen können.
Verkehrssteuerungssysteme können daher als hochkomplexe Systeme ausgebildet sein. Entsprechend kompliziert ist es, die Funktionsfähigkeit und Effektivität von Verkehrssteuerungssystemen zu ermitteln. Bisher konnte dies nur durch eine Überprüfung im Betrieb effektiv erfolgen, mit dem entscheidenden Nachteil, dass damit Änderungen am Verkehrssteuerungssystem schwieriger durchzuführen waren und selbst gravierende Mängel am System erst zu spät, nämlich nach seiner Implementierung überhaupt auffielen.
Aus der Patentanmeldung US 2006/0064295 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Simulation von nichtlinearen Abhängigkeiten zwischen physikalischen Entitäten und Einflussfaktoren bekannt, welche von Sensoren gemessen werden, auf Basis eines Mikro-Simulations-Ansatzes unter Verwendung von in Objekten eingebetteten probabilistischen Netzwerken. In einem Anwendungsfall ist die Steuerung eines Verkehrsleitsystems vorgesehen. Simulationsverfahren und -architektur werden genutzt, um erstens auf der Basis von Prognosen über das Verhalten einzelner Verkehrsteilnehmer das Verhalten eines Verkehrssystems mit kritischen Entwicklungen wie Staus und zunehmender Unfallhäufigkeit vorherzusagen, zweitens zu analysieren und simulativ zu testen, welche Einflüsse vorgenommen werden müssen, um die prognostizierte unerwünschte Entwick lung zu vermeiden, und drittens über eine Veränderung der Steuerung von Ampelanlagen/Verkehrsleitsystemen die hierfür benötigten technisch-physikalischen Effekte zu bewirken. Bei der Verkehrssimulation werden Daten, die über Messgeräte bzw. Sensoren an Brücken oder an Straßen und Autobahnen erfasst oder von Fahrzeugen per GSM an eine Leitstelle gegeben werden, für das Erzeugen von probabilistischen Netzen genutzt und in Software-Objekten gespeichert, die exakt eine physikalische Einheit (Fahrzeug, Straßenabschnitt) repräsentieren.
Um diesen Problemen im Vorfeld zu begegnen, können Simulationssysteme der eingangs genannten Art genutzt werden. Sie basieren derzeit jedoch auf Modelldaten, die nur eine relativ eingeschränkte Menge von Einflussfaktoren berücksichtigen und bei einer Vielzahl von Aktuatoren an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit gelangen können. Die Folge können Simulationsergebnisse sein, die nicht genau genug und damit unrealistisch sind. Im Endeffekt kann daher die Funktionsfähigkeit von Verkehrssteuerungssystemen vorab nur grob mittels eines Simulationssystems abgeschätzt werden, und es ist dann immer noch eine Überprüfung im Betrieb erforderlich, was die zuvor erwähnten Nachteile hat.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Alternative zu den bisherigen Verfahren und Prüfeinrichtungen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Prüfen eines Verkehrssteuerungssystems gelöst, bei dem auf Basis von Steuerungsdaten des Verkehrssteuerungssystems eine Verkehrssituation simuliert wird und dabei Verkehrssituationsdaten erzeugt werden, welche Daten entsprechen, die üblicherweise von Verkehrssensoren des Verkehrssteuerungssystems akquiriert würden und welche an das Verkehrssteuerungssystem als Eingangsdaten übergeben werden, wobei auf Basis zumindest eines Teils der Steuerungsdaten Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen von Verkehrsteilnehmern ermittelt werden und eine Simulation der Verkehrssituation unter Verwendung der Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen erfolgt. D. h. es werden verschiedenen Steuerungsdaten Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen zugeordnet, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Verkehrsteilnehmer auf das betreffende Steuerungsdatum, beispielsweise eine vorgegebene Höchstgeschwindigkeit oder ein Fahrspurempfehlung reagieren.
Unter Verkehrssteuerungssystemen werden hierbei Verkehrsmanagement- und/oder Verkehrsleitsysteme verstanden. Sie umfassen üblicherweise zumindest eine Steuerungszentrale, die beispielsweise auch als einfacher Schaltkasten ausgebildet sein kann, und eine Sammlung von Aktuatoren, die auf Basis von Steuerungsdaten, die aus dieser Zentrale versendet werden, den Verkehr in einem Verkehrsbereich regeln. Ein Verkehrssteuerungssystem kann auch mehrere Steuerungszentralen umfassen, die einander auch in mehreren Hierarchieebenen zugeordnet sein können, beispielsweise in Form von gleichwertig nebeneinander operierenden Verkehrsleitzentralen, die alle mit einer eine Organisationsebene höher angesiedelten Verkehrsmanagementzentrale verknüpft sind. Des Weiteren weisen Verkehrssteuerungssysteme üblicherweise Verkehrssensoren auf, die Verkehrssituationen sensorisch erfassen und daraus Messdaten, meist in elektronischer Form, generieren und den Steu erungszentrale zur Verfügung stellen. Dazu zählen zum Beispiel Induktionsschleifen unter dem Fahrbahnbelag zur Messung des Verkehrsaufkommens an einem bestimmten Messpunkt, Video-, Infrarot- und andere optische Überwachungssysteme, Positionssysteme wie GPS bzw. Galileo und Funk-Informationssysteme, beispielsweise auf Basis von Radio Frequency Identification (RFID) Systemen. Ebenso wie den Verkehr selbst können Sensoren dazu verwendet werden, Verkehrs-Rahmendaten wie Wettereinflüsse oder die Qualität des Fahrbahnbelags zu ermitteln. Als Sensoren im weiteren Sinne werden auch einfache menschliche Beobachtungen verstanden, beispielsweise von Verkehrshubschraubern aus oder auf Basis von Meldungen von Verkehrsteilnehmern.
Die in der erfindungsgemäßen Simulation erzeugten Verkehrssituationsdaten entsprechen solchen Daten, die üblicherweise von Verkehrssensoren des Verkehrssteuerungssystems akquiriert würden. Die Simulation generiert also aus den Steuerungsdaten des zu prüfenden Verkehrssteuerungssystems ein möglichst getreues Abbild einer Verkehrssituation und leitet daraus Verkehrssituationsdaten ab. Sie werden als Eingangsdaten in das Verkehrssteuerungssystem zurückgekoppelt.
Als Steuerungsdaten werden die Signale des Verkehrssteuerungssystems verstanden, die im realen Betrieb dazu dienen würden, Verkehrssteuerungsaktuatoren zu steuern. Im Rahmen der Erfindung werden sie stattdessen als Eingangsdaten für die Simulation verwendet. Grundsätzlich können jeder Art von Steuerungsdaten Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen zugeordnet werden. Insbesondere ist es jedoch im Rahmen der Erfindung sinnvoll, solche Steuerungsdaten zu berücksichtigen, die die Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen von Verkehrsteilnehmern maßgeblich beeinflussen, nicht jedoch praktisch zu 100% determinieren. Ein Beispiel für letztere Art von Steuerungsdaten sind Daten für eine Lichtsignalanlagen-Schaltung. Hier kann davon ausgegangen werden, dass die Wahrscheinlichkeit, dass Verkehrsteilnehmer ein Rotsignal missachten, beinahe vernachlässigbar sind. Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen werden daher bevorzugt für solche Steuerungsdaten herangezogen, die zwar einen sehr direkten Ein fluss auf das Verkehrsverhalten haben, jedoch eine gewisse Verhaltensstreuung erwarten lassen. Hierunter zählen beispielsweise Gefahrenmeldungen, aufgrund derer Verkehrsteilnehmer meist ihre Geschwindigkeit drosseln, nicht jedoch gleichförmig. Es ergibt sich also eine Änderung ihres Verkehrsverhaltens, die als Veränderung einer Verhaltenskurve dargestellt werden kann.
Auch Steuerungsdaten, die die Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen nur geringfügig beeinflussen oder deren Einfluss auf die Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen von Verkehrsteilnehmern in Abhängigkeit von weiteren Randbedingungen stark variiert, werden erst in zweiter Linie berücksichtigt. Beispielsweise beeinflussen einfache Informationsbeschilderungen zu Sehenswürdigkeiten am Fahrbahnrand erfahrungsgemäß die Verkehrsteilnehmer deutlich weniger als Verkehrszeichen oder Verkehrsanzeigetafeln. Es ist also ein variierender Wirkungsgrad unterschiedlicher Aktuatoren feststellbar, der als Berechnungsbasis in die Simulation einbezogen werden kann.
Zu den Steuerungsdaten, denen Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen zugeordnet werden, gehören daher vorteilhafterweise Parameter für solche Verkehrssteuerungaktuatoren, die Verhaltensgebote und/oder -verbote anzeigen. Gemäß zweier alternativer oder einander ergänzender Weiterbildungen dieser Ausführungsform können die Steuerungsdaten Parameter für solche Verkehrssteuerungsaktuatoren umfassen, die Verkehrsflüsse in ihrer Höchstgeschwindigkeit regulieren und Parameter für solche Verkehrssteuerungsaktuatoren, die Verkehrsflüsse in ihrem Streckenverlauf regulieren.
Die Verkehrssteuerung durch Verhaltensgebote bzw. -verbote, insbesondere durch Höchstgeschwindigkeitsvorschriften und durch Streckenleitsysteme (beispielsweise durch Pfeile, die Fahrstreifen freigeben oder sperren) stellen besonders wichtige Einflussfaktoren auf das Verkehrsverhalten von Verkehrsteilnehmern dar. Insofern ist ihre Berücksichtigung von besonderem Vorteil bei der Simulation von Verkehrssteuerungs situationen. Werden einzelne oder die Gesamtheit dieser Parameter berücksichtigt, so kann mit großer Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass die Genauigkeit der Verkehrssimulation bereits einen Wert überschritten hat, ab dem man von sehr realistischen Prüfbedingungen ausgehen kann.
Die Erfindung führt mit der Simulation auf Basis von Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen von Verkehrsteilnehmern statistische Methoden ein, deren Datengrundlagen in der Regel auf langjähriger Praxiserfahrung aus Messreihen basieren. Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen beziehen sich dabei auf bestimmte Bezugsgrößen, die wiederum Einfluss auf die Verkehrssituation haben, wie zum Beispiel die Geschwindigkeit von Fahrzeugen. Sie können in einer Wahrscheinlichkeitskurve aufgetragen werden. Sie geben Aufschluss darüber, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein bestimmtes, zufällig ausgewähltes Fahrzeug zum Beispiel mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt. Per Zufallsprinzip können auf Basis der Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilung Fahrzeugen Geschwindigkeiten zugeordnet werden. Damit wird es möglich, in der Gesamtheit aller Verkehrsteilnehmer sehr genau zu simulieren, was einzelne Verkehrssensoren in einem realen Betrieb des Verkehrssteuerungssystems erfassen würden. Das Verfahren weist damit unter anderem den Vorteil auf, dass es dynamisch ausgebildet ist und auf Basis empirisch erhobener Daten und stochastischer Erfahrungswerte ein möglichst genaues Abbild von realen Verkehrssituationen gewährleisten kann.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Prüfeinrichtung zum Prüfen eines Verkehrssteuerungssystems gelöst, die mindestens aufweist:

– eine Datenübernahmeschnittstelle zur Übernahme von Steuerungsdaten des Verkehrssteuerungssystems,
– eine Verkehrssituations-Simulationseinheit zur Simulation einer Verkehrssituation auf Basis der Steuerungsdaten mit einer Verkehrssituationsdaten-Erzeugungseinheit zur Erzeugung von Verkehrkehrssituationsdaten, welche Daten entsprechen, die üblicherweise von Verkehrssensoren des Verkehrs steuerungssystems akquiriert würden, in Abhängigkeit von einem Simulationsergebnis,
– eine Datenübergabeschnittstelle für Verkehrssituationsdaten an das Verkehrssteuerungssystem. Die Prüfeinrichtung umfasst dabei erfindungsgemäß eine Verhaltenswahrscheinlichkeits-Ermittlungseinheit zur Ermittlung von Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen von Verkehrsteilnehmern, und die Verkehrssituations-Simulationseinheit ist so ausgebildet, dass die Simulation unter Verwendung der Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen erfolgt.

In einer derartigen Prüfeinrichtung können die Verkehrssituations-Simulationseinheit sowie die Verkehrssituations-Datenerzeugungseinheit und die Verhaltenswahrscheinlichkeits-Ermittlungseinheit sowohl als allein stehende Einzelkomponenten hardware- und/oder softwaretechnisch ausgeführt als auch gemeinsam innerhalb eines elektronischen Prozessorbausteins integriert sein. Sie können ganz oder teilweise auf einem Rechner des Verkehrssteuerungssystems realisiert werden. Außerdem können die Datenübernahme- bzw. die Datenübergabeschnittstelle sowohl als Hardware in Form von Eingangs- bzw. Ausgangsbuchsen bzw. drahtlose Schnittstellen eines Geräts ausgebildet sein als auch in Form von Software bzw. als Kombination von Hard- und Software-Komponenten. Schnittstellen können beispielsweise in Form von reinen Software-Schnittstellen auch direkt Daten von einem Verkehrssteuerungssystem übernehmen, wenn beispielsweise die Prüfeinrichtung auf dem gleichen Rechner wie das Verkehrssteuerungssystem angeordnet ist. Die Schnittstellen können weiterhin kombiniert gemeinsam als Input-/Output-Schnittstelle ausgebildet sein.
Ein Aufbau der Prüfeinrichtung in Form von Software hat den Vorteil einer schnellen und kostengünstigen Realisierung. Daher wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt ein Computerprogrammprodukt verwendet, welches direkt in einen Prozessor einer Rechnereinrichtung ladbar ist, mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines solchen Verfahrens auszuführen.
Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. Dabei kann die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung auch entsprechend den abhängigen Ansprüchen zum Verfahren weitergebildet sein.
Vorteilhafterweise wird die Verkehrssituation zusätzlich zu den Steuerungsdaten des Verkehrssteuerungssystems auf Basis weiterer Eingangsgrößen und/oder -faktoren simuliert. Hierunter fallen sowohl langfristig konstante als auch variierbare Größen und Faktoren.
Als langfristig konstante Größen können beispielsweise die konstruktiven Gegebenheiten der Fahrbahn, das Vorhandensein von natürlichen Verkehrshindernissen oder das kulturelle Umfeld des jeweiligen Landes, angesehen werden. Variierbare Größen betreffen beispielsweise Verkehrsstörungen, die Entwicklungen der Verkehrsdichte, die Tageszeit, Wettereinflüsse und Umwelteinflüsse. Durch Berücksichtigung solcher weiterer relevanter Eingangsgrößen bzw. Faktoren im Simulationsprozess erhält das Verkehrssteuerungssystem eine umfassende Datenbasis für die Simulation, aufgrund derer es ein differenziertes Simulationsbild entwerfen kann. Bei einer derartigen Simulation können langfristig konstante Größen wie die konstruktiven Gegebenheiten oder das kulturelle Umfeld als eine Art Basisgröße in die Simulation einfließen, während zur Bestimmung eines bestimmten Verkehrsszenarios und eines daraus abzuleitenden Verkehrssteuerungsablaufs durch das Verkehrssteuerungssystem die variierbaren Größen üblicherweise bei jeder Simulation neu definiert werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, dass den Steuerungsdaten in Abhängigkeit von den weiteren Eingangsgrößen und/oder -faktoren eine Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilung zugeordnet wird. Die oben näher ausgeführten zusätzlichen Parameter gehen also direkt in die Bestimmung der Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen mit ein und erhalten daher vorteilhafterweise eine ausreichende Gewichtung bei der Simulation und bei der von den Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen abhängigen Gewinnung der Verkehrssituationsdaten. Z. B. kann so berücksichtigt werden, dass Höchstgeschwindigkeitsgebote bei sehr schlechtem Wetter in der Regel eher befolgt werden als bei schönem Wetter.
Besonders bevorzugt werden den Steuerungsdaten und/oder weiteren Eingangsgrößen und/oder -faktoren und/oder Kombinationen hiervon Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen aus einem Datenbanksystem zugeordnet. Dies bedeutet, dass in oder in Verbindung mit der Verhaltenswahrscheinlichkeits-Ermittlungseinheit eine Zuordnungsdatenbank vorgesehen ist, in der z. B. matrizenartig bestimmten Steuerungsdaten bzw. Eingangsgrößen bzw. bestimmten Kombinationen dieser Steuerungsdaten und Eingangsgrößen Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen, beispielsweise in Form von Wahrscheinlichkeitskurven zugeordnet sind. Im Betrieb sucht die Verhaltenswahrscheinlichkeits-Ermittlungseinheit in dieser Datenbank bzw. Matrix jeweils die Konstellation von Eingangsgrößen bzw. Steuerungsdaten oder Kombinationen davon, die einer definierten Datenbankangabe am nächsten kommt und speist die dieser Datenbankangabe zugeordnete Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilung in die Verkehrssituationssimulations-Einheit ein. Eine derartige datenbankbasierte Zuordnung von Konstellationen zu Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen bewirkt unter anderem vorteilhafterweise, dass das System im Betrieb nicht mit unnötigen Berechnungsaufgaben von Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen belastet wird, sondern auf vorab generierte, empirisch und systematisch akquirierte Daten zu Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen zurückgreifen kann. Damit werden das System und das Verfahren effektiviert und speziell bei einer Vielzahl von berücksichtigten Einflussfaktoren trotzdem betriebsfähig gehalten.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden bestimmten Steuerungsparametertypen bestimmte Basis-Verhaltenwahrscheinlichkeitskurven zugeordnet und die Basis-Verhaltenwahrscheinlichkeitskurven in Abhängigkeit eines Steuerparameterwerts und/oder von weiteren Parametern gemäß einer vorgegebenen Regel verändert.
Üblicherweise verändert sich eine Verhaltenwahrscheinlichkeitsverteilung bei Änderung von Steuerungsdaten nicht nur hinsichtlich eines Kurvenparameters der Wahrscheinlichkeitskurve, sondern hinsichtlich mehrerer solcher Parameter. Würde beispielsweise die zulässige Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h auf 160 km/h heraufgesetzt, so würde sich die Wahrscheinlichkeitskurve nicht formgleich von einem Geschwindigkeitsbereich um die 100 km/h in Richtung eines Geschwindigkeitsbereichs um die 160 km/h verschieben. Vielmehr ist zu erwarten, dass bei einer Geschwindigkeitsbeschränkung auf 100 km/h zahlreiche Verkehrsteilnehmer tendenziell leicht mehr als diese Höchstgeschwindigkeit fahren würden und sich daher eine hohe Wahrscheinlichkeit im Bereich in etwa von 100 km/h ergibt. Dagegen ist bei einer Beschränkung auf 160 km/h davon auszugehen, dass zahlreiche Verkehrsteilnehmer weniger als diese Geschwindigkeit fahren möchten und sich daher eine ausgeglichenere Kurve ergibt, die eher langgestreckt und weniger bauchig ist als die vorher erwähnte, und dass eine deutlich geringere Anzahl von Verkehrsteilnehmern die zulässige Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h überschreiten wird. Dies ist damit zu erklären, dass die Wunschgeschwindigkeit vieler Verkehrsteilnehmer, also die Geschwindigkeit, die sie unter den durch Fahrzeug und Fahrweg gegebenen Bedingungen zu fahren wünschen, tendenziell unterhalb der angegebenen zulässigen Höchstgeschwindigkeit liegt, so dass die Verkehrsteilnehmer einfach diese Wunschgeschwindigkeit anstreben und jedenfalls keinen Grund dafür sehen, eine Geschwindigkeitsübertretung zu riskieren.
Um die zahlreichen Veränderungen der Verhaltenswahrscheinlichkeitskurven bei Variierung nur eines Steuerungsparameterwerts, also beispielsweise eines Steuerungsdatums, abzubilden, nutzt die Ausführungsform also Basis-Verhaltenswahrscheinlichkeitskurven und vorgegebene Regeln zur Veränderung dieser Kurven. Hierdurch wird unter anderem vorteilhafterwei se erreicht, dass für einen variierbaren Steuerungsparameter bereits eine Berechnungsgrundlage besteht, die dann nur noch in begrenzterem Umfang je nach Steuerungsparameterwert variiert werden muss, um zu der gewünschten konkreten Verhaltenswahrscheinlichkeitskurve zu gelangen. Hierdurch wird die Kapazität der Prüfeinrichtung effektiver ausgenützt. Besonders deutlich kommt der Vorteil dieser Ausführungsform dann zum Tragen, wenn bei den Steuerungsparametertypen unterschieden wird zwischen Geboten und Verboten. Bei Geboten wird die Basis-Verhaltenswahrscheinlichkeitskurve tendenziell eine breitere Ausdehnungsform annehmen als bei Verboten. Besteht zum Beispiel ein Geschwindigkeitsgebot von 130 km/h, so werden sich weniger Verkehrsteilnehmer daran halten als wenn es sich bei den 130 km/um eine zulässige Höchstgeschwindigkeit handelt. Es ist daher zu erwarten, dass mehr Verkehrsteilnehmer auch deutlich schneller als 130 km/h fahren, während sich bei der Höchstgeschwindigkeit die Ausreißer nach oben in engen Grenzen halten.
Diese Ausführungsform kann alleine oder in Kombination mit der vorher dargelegten datenbank-basierten Ausführungsform angewandt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Simulation eine mikroskopische Simulation, die das Verhalten einzelner Verkehrsteilnehmer und/oder einzelner Kleingruppen von Verkehrsteilnehmern simuliert, wobei auf Basis der Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen jedem der Verkehrsteilnehmer und/oder jeder der Kleingruppen eine Verhaltensweise in Bezug zu einzelnen Steuerungsdaten zugeordnet wird.
Zum besseren Verständnis wird der Begriff der Kleingruppe von Verkehrsteilnehmern als eine Gruppe von Verkehrsteilnehmern in einem Verkehrsbereich definiert, welche nicht die Gesamtheit aller Verkehrsteilnehmer umfasst, sondern in einem mikroskopischen Sinnzusammenhang zueinander steht. Beispielsweise können dies Fahrzeuge einer bestimmten Fahrzeugklassifika tion sein oder Fahrzeuge, die einem bestimmten Zweck dienen, wie beispielsweise Lieferfahrzeuge oder Fahrzeuge einer Fahrzeugflotte, oder Fahrzeuge, die in einem bestimmten Teilabschnitt eines Verkehrsbereichs verkehren. Als Basis für eine Fahrzeugklassifikation kann beispielsweise die sogenannte 8 + 1-Klassifizierung verwendet werden: Sie unterscheidet zwischen Motorrädern, PKW, Lieferwagen, PKW mit Anhängern, LKW, LKW mit Anhängern, Sattelschleppern, Bussen und sonstigen Kfz. Andere Klassifizierungsarten sind jedoch auch möglich.
In der Kombination einer mikroskopischen Simulation mit der Ermittlung von Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen, die sich dann auf Mikroeinheiten wie Verkehrsteilnehmer bzw. Kleingruppen im Verkehrsbereich beziehen, entfaltet die Erfindung in ganz besonderer Art und Weise ihre Vorteile. Es wird nämlich durch die Verwendung von Verhaltenswahrscheinlichkeiten als Basis für die Simulation des Verhaltens der einzelnen Einheiten möglich, eine um mehrere Grade genauere Simulation von Verkehrsabläufen zu ermöglichen. Hinzu kommt, dass durch Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen eine derartige Vielzahl von Verkehrseinflussfaktoren berücksichtigt werden kann, dass auch die Mikrosimulation selbst auf eine neue Qualitätsstufe gehoben wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform werden den einzelnen Verkehrsteilnehmern und/oder den einzelnen Kleingruppen jeweils Einzel-Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen zugeordnet. Auf Basis dieser Einzel-Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen wird dann den jeweiligen Verkehrsteilnehmern bzw. Kleingruppen ein konkretes Verkehrsverhalten für eine bestimmte Situation zugeordnet.
Dies bedeutet, dass auf einer Mikrobetrachtungsebene nochmals statistische und stochastische Methoden verwendet werden, um Verkehrsteilnehmern bzw. Kleingruppen bestimmte Verhaltensweisen zuzuordnen bzw. die Wahrscheinlichkeit einer Verhaltensweise in einer bestimmten Situation zu definieren. Unter anderem ergibt sich daraus der Vorteil der nochmals deutlich tiefer gehenden Detaillierung, aufgrund derer das erfindungsgemäße System nach dieser vorteilhaften Weiterbildung eine kaum zu überbietende Realitätsnähe der Simulation bietet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Verkehrssimulation für einen begrenzten Verkehrsbereich, zum Beispiel für einen Streckenabschnitt oder ein Stadtgebiet, durchgeführt. Gemäß besonders vorteilhaften Weiterbildungen umfasst dieser Verkehrsbereich Verkehrsstrecken, die für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt sind und/oder er umfasst mehrheitlich außerörtliche Verkehrsstrecken. Die Simulation innerhalb eines definierten Verkehrsbereichs stellt vorteilhafterweise sicher, dass eine Vielzahl von Einflussfaktoren und Steuerungsdaten nur in Bezug auf diesen Verkehrsbereich erfasst werden müssen und zusätzliche Fremdeinwirkungen aus anderen Verkehrsbereichen bei der Simulation unberücksichtigt bleiben können. Dies erhöht insbesondere die Effektivität bei der Prüfung des Verkehrssteuerungssystems, da bei uneingegrenzten Datenmengen sowohl die Berechnungskapazitäten des Systems an ihre Grenzen gelangen als auch Einflussgrößen in ihrer Gewichtung sehr leicht falsch bewertet werden könnten. Für die in den Verkehrsbereich einfahrenden und ausfahrenden Fahrzeuge können pauschale Werte auf Basis von statistischen Erfassungen angenommen werden. Ebenso können reale Werte aus eventuell bereits für angrenzende Verkehrsbereiche installierten oder simulierten Verkehrssteuerungssystemen übernommen werden.
Besonders für Verkehrsstrecken, die für hohe Geschwindigkeiten, das heißt solche Verkehrsstrecken, die ihrer ursprünglichen oder tatsächlichen Bestimmung nach für Geschwindigkeiten > = 60 km/h ausgelegt sind, und speziell für mehrheitlich außerörtliche Verkehrsstrecken, entfaltet die Erfindung ganz besonders ihre Vorteile, da sich mit der Geschwindigkeit der Einfluss externer Einflussfaktoren auf das Verkehrsgeschehen erhöht, und da im außerörtlichen Bereich beispielsweise spezielle Einflussfaktoren wie die Wetterlage oder die Regulie rung der Geschwindigkeit eine deutlich größere Rolle spielen als im innerörtlichen Bereich. Außerdem sind erfahrungsgemäß, wenn die Möglichkeit zum Fahren höherer Geschwindigkeiten gegeben ist, die Verhaltensabweichungen von unterschiedlichen Verkehrsteilnehmern trotz Verkehrssteuerungsmaßnahmen zumindest in absoluten Werten gerechnet größer als in einem Bereich, in dem nur niedrigere Geschwindigkeiten gefahren werden können. Eine ganz besonders vorteilhafte Wirkung entfaltet sich daher bei Hochgeschwindigkeitsstrecken wie Schnellstraßen, im Speziellen mehrspurigen Schnellstraßen, und Autobahnen bzw. bei kreuzungsfreien bzw. höhenfreien Strecken.
Die Erfindung entfaltet in besonders vorteilhafter Weise ihre Wirkung, wenn der Detaillierungsgrad der Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen in Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Rechnerkapazität der Prüfeinrichtung und/oder der zur Verfügung stehenden Datenbasis, insbesondere an Steuerungsdaten, gewählt wird. Ziel einer entsprechenden Einschränkung des Detaillierungsgrades ist es, eine schnelle und effektive Simulation bei gleichzeitig größtmöglicher Detaillierungstiefe der Basis für die Simulation zu erreichen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
1 eine vereinfachte Blockdarstellung eines Verkehrssteuerungssystems gemäß dem Stand der Technik zur Erläuterung des Ablaufs einer Verkehrssteuerung,
2 eine vereinfachte Blockdarstellung eines Verkehrssteuerungssystems mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung zur Erläuterung eines möglichen Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Prüfen des Verkehrssteuerungssystems,
3 ein Beispieldiagramm für Verhaltenwahrscheinlichkeitsverteilungen bei unterschiedlichen Verkehrssteu erungsdaten und für unterschiedliche Verkehrsmittelarten,
4 ein detailliertes Ablaufschema einer Simulation im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
5 eine schematische Blockdarstellung einer erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung.
In 1 ist ein Verkehrssteuerungssystem VSS mit folgenden Komponenten dargestellt: einem Detektionssystem DE, einem Analyse- und Vorhersagemodul AN, einem Response-Plan-Modul RP, einem Kontrollmodellmodul CM, einem Verkehrsaktuatorensystem VA und einer graphischen Benutzeroberfläche GUI.
Das Detektionssystem DE umfasst mehrere Sensoren S₁, S₂, S₃, S₄, die an unterschiedlichen Stellen im Verkehrsbereich aufgestellt sind. Hierbei handelt es sich zum Beispiel um Video-Überwachungskameras, Infrarotkameras, RFID-Empfängersysteme und Induktionsschleifen. Analog umfasst das Verkehrsaktuatorensystem VA mehrere Aktuatoren A₁, A₂, A₃, beispielsweise in Form von variablen Geschwindigkeitsanzeigen, variabel adaptierbaren Richtungspfeilen für Fahrbahnen und Anzeigen für Warnhinweise in einem Verkehrsbereich, z. B. einem Autobahnabschnitt.
Im Betrieb des Verkehrssteuerungssystems VSS ergibt sich folgender prinzipieller Ablauf: Die aktuelle Verkehrssituation VSI im Verkehrsbereich wird mit Hilfe der Sensoren S₁, S₂, S₃, S₄ des Detektionssystems DE erfasst. Die Sensoren S₁, S₂, S₃, S₄ generieren Messdaten MD in Form von Rohdaten oder aufbereiteter Rohdaten, die an das Analyse- und Vorhersagemodul AN weitergeleitet werden. Rohdaten können beispielsweise einfache Signale für jedes Fahrzeug sein, das über den Sensorbereich einer Induktionsschleife fährt oder in sonstiger Weise von einem Sensor detektiert wird. Aufbereitete Rohdaten wären in diesem Beispiel Informationen über die Verkehrsdichte, die darauf basieren, dass eine Schaltung durch Zählen der erwähnten Signale über eine Messzeit einen Wert bildet. Das Analyse- und Vorhersagemodul AN generiert aus den Messda ten MD Analyse- und Vorhersagedaten AD, die einerseits zur graphischen Darstellung an die graphische Benutzeroberfläche GUI und andererseits an das Response-Plan-Modul RP weitergeleitet werden. Das Response-Plan-Modul RP erarbeitet auf dieser Basis unter Verwendung von hinterlegten Regeln R₁ eine Response-Plan-Eingabe RE und gibt diese an das Kontrollmodellmodul CM weiter. Die Regeln R₁ und/oder die Response-Plan-Eingabe RE kann sich ein Operator OP über die graphische Benutzeroberfläche GUI anzeigen lassen und ggf. auch verändern. Das Kontrollmodellmodul CM erhält weiterhin optional über die graphische Benutzeroberfläche GUI von einem Operator OP Eingabebefehle ME. Auf Basis der Response-Plan-Eingabe RE und der Eingabebefehle ME und mit Hilfe hinterlegter Regeln R₂ generiert das Kontrollmodellmodul CM Steuerungsdaten SD für das Verkehrsaktuatorensystem VA bzw. für dessen Aktuatoren A₁, A₂, A₃. Die graphische Benutzeroberfläche GUI kommuniziert sowohl mit dem Response-Plan-Modul RP als auch mit dem Kontrollmodellmodul CM und bereitet deren Informationen bzw. Daten graphisch auf. Durch die Aktuatoren A₁, A₂, A₃ des Verkehrsaktuatorensystems VA nimmt das Verkehrssteuerungssystem VSS steuernd Einfluss auf die Verkehrssituation VSI im Verkehrsbereich. Es entsteht ein geschlossener Regelkreis, da die veränderte Verkehrssituation VSI wiederum über das Detektionssystem DE zurück in das Verkehrssteuerungssystem VSS rückgekoppelt wird.
In 2 ist das selbe Verkehrssteuerungssystem VSS gezeigt, mit dem Unterschied, dass das Detektionssystem DE und das Verkehrsaktuatorensystem VA hier nicht verwendet werden. Stattdessen finden die Steuerungsdaten SD des Kontrollmodellmoduls CM Eingang in eine Simulation SIM, in der virtuell Aktuatoren A₁', A₂', A₃' eines virtuellen Verkehrsaktuatorensystems VA' entsprechend gesteuert werden. Das aktuelle Ergebnis einer Simulation ist dann jeweils eine virtuelle Verkehrssituation, aus der Verkehrssimulationsdaten VSD hervorgehen, die virtuellen Messdaten MD' eines virtuellen Detektionssystems DE' mit Sensoren S₁', S₂', S₃', S₄' entsprechen. Die Verkehrssimulationsdaten VSD gehen direkt in das Analyse- und Vorhersagemodul AN ein. Die Simulation erfolgt dabei erfindungsgemäß auf der Basis von Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen VWV.
Graphen für solche Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen VWV₁, VWV₂ sind unter anderem in 3 für das Geschwindigkeitsverhalten von Verkehrsteilnehmern dargestellt. Aufgetragen ist in 3 die Wahrscheinlichkeit N (in willkürlichen Einheiten), dass ein Verkehrsteilnehmer mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt. Dabei bezieht sich eine erste Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilung VWV₁ auf die Verhaltenswahrscheinlichkeit von allen Verkehrsteilnehmern in einem Verkehrsbereich unter der Prämisse einer ersten zulässigen Höchstgeschwindigkeit v_max1 und eine zweite Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilung VWV₂ auf die Verhaltenswahrscheinlichkeit von allen Verkehrsteilnehmern unter der Prämisse einer zweiten zulässigen Höchstgeschwindigkeit v_max2. v_max2 ist größer als v_max1. In diesem Beispiel variieren die Kurven der beiden Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen VWV₁, VWV₂ deutlich in ihrer Form, was der Realität in den meisten Fällen entspricht. Dies hängt damit zusammen, dass bei einer höheren zulässigen Höchstgeschwindigkeit andere Verhaltensmuster greifen als bei einer niedrigeren. Zur näheren Betrachtung sind in Bezug auf die erste Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilung VWV₁ zwei verkehrsmittelartbezogene Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen VWV_1PKW und VWV_1LKW dargestellt, die sich auf das Verhalten von PKW-Fahrern und von LKW-Fahrern beziehen. Da LKWs in der Regel mit einem Fahrtenschreiber ausgestattet sind, halten sich die LKW-Fahrer statistisch betrachtet – bis auf eine geringe Überschreitung in einem noch straffreien Bereich – deutlich gewissenhafter an zulässige Höchstgeschwindigkeiten als PKW-Fahrer. Daraus ergibt sich ein Maximum der auf die LKW bezogenen Kurven VWV_1LKW kurz oberhalb der zulässigen Höchstgeschwindigkeit v_max1, während die Bandbreite der Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilung VWV_1PKW der PKW-Fahrer beidseitig der Höchstgeschwindigkeit v_max1 größer ist.
Solche Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen für Steuerungsparameter wie die Geschwindigkeitsbegrenzung und im Detail heruntergebrochen auf einzelne Kategorien von Verkehrsteilnehmern bilden die Basis für die in 2 dargestellte Simulation SIM.
Im Detail wird ein erfindungsgemäßer Verfahrensablauf in 4 dargestellt. In eine Verkehrssituations-Simulationseinheit 5 werden Steuerungsdaten SD aus einem zu prüfenden Verkehrssteuerungssystem VSS und optional zusätzliche Eingangsdaten ED wie Wetterinformationen von weiteren Informationsquellen IQ eingespeist. Eine Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungs-Ermittlungseinheit 9 wählt aus einer Datenbank DB, in der Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen VWV₁, VWV₂, VWV₃ enthalten sind, die Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilung VWV₂ aus, die den Steuerungsdaten SD und den zusätzlichen Eingangsdaten ED entspricht. Sie weist aus dieser Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilung VWV₂ heraus den Fahrzeugkategorien Personenkraftwagen PKW, Lastkraftwagen LKW, Busse BUS und Krafträder KRAD jeweils fahrzeugkategoriebezogene Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen VWV_2PKW, VWV_2LKW, VWV_2BUS, VWV_2KRAD zu. Hieraus wird für Einzelfahrzeuge jeweils ein Verkehrsverhalten VV_2PKW1, VV_2PKW2, VV_2PKW3, VV_2KRAD1, VV_2KRAD2 nach dem Zufallsprinzip zugeteilt. Daraus ergibt sich in der Simulation eine simulierte Verkehrssituation VSI, die sich beispielsweise in der aktuellen Verkehrsdichte VD, dem Verkehrsfluss VF, Verkehrsproblemen VP und der durchschnittlichen Geschwindigkeit des Verkehrs VG manifestiert. Basierend auf diese Verkehrssituation VSI generiert die Verkehrssituations-Simulationseinheit 5 Verkehrssimulationsdaten VSD, entsprechend der Messdaten MD des Verkehrssteuerungssystems VSS, die sie zurück in das Verkehrssteuerungssystem einspeist, um den Regelkreis zu schließen.
Die Funktionstüchtigkeit und Qualität des Verkehrssteuerungssystems VSS erweist sich dann, wenn die Simulation SIM bei unterschiedlichen Steuerungsdaten SD bzw. der zusätzlichen Eingangsdaten ED zeigt, dass keine erheblichen Verkehrsstö rungen generiert werden, sondern im Gegenteil tendenziell eine Optimierung von Verkehrsflüssen und Emissionen sowie eine Reduzierung von Verkehrsrisiken erreicht wird.
5 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung 1. Sie weist eine Datenübernahmeschnittstelle 3, eine Verkehrssituations-Simulationseinheit 5, eine Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungs-Ermittlungseinheit 9, eine Analyseeinheit 13 und eine Datenübergabeschnittstelle 11 auf. Innerhalb der Verkehrssituations-Simulationseinheit 5 ist eine Verkehrssimulationsdaten-Erzeugungseinheit 7 angeordnet. Die Prüfeinrichtung 1 erhält von einem Verkehrssteuerungssystem VSS Steuerungsdaten SD über die Datenübernahmeschnittstelle 3. In der Verkehrssituations-Simulationseinheit 5 wird auf Basis von durch die Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungs-Ermittlungseinheit 9 ermittelten Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen VWV eine Verkehrssituation simuliert und werden daraus durch die Verkehrssimulationsdaten-Erzeugungseinheit 7 Verkehrssimulationsdaten VSD erzeugt. Diese Verkehrssimulationsdaten VSD gelangen über die Datenübergabeschnittstelle 11 zurück in das Verkehrssteuerungssystem VSS. Die Analyseeinheit 13 analysiert die Qualität der Verkehrssteuerung des Verkehrssteuerungssystems VSS auf Basis der oben genannten Kriterien und liefert somit das Prüfergebnis für das Verkehrssteuerungssystem VSS.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei der dargestellten Prüfeinrichtung lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Außerdem können „Module" und „Einheiten" aus einer oder mehreren, auch räumlich verteilt angeordneten, Komponenten bestehen.

Claims

Verfahren zum Prüfen eines Verkehrssteuerungssystems (VSS), bei dem auf Basis von Steuerungsdaten (SD) des Verkehrssteuerungssystems (VSS) eine Verkehrssituation (VSI) simuliert wird und dabei Verkehrssituationsdaten (VSD) erzeugt werden, welche Daten entsprechen, die üblicherweise von Verkehrssensoren des Verkehrssteuerungssystems akquiriert würden und welche an das Verkehrssteuerungssystem (VSS) als Eingangsdaten übergeben werden, wobei auf Basis zumindest eines Teils der Steuerungsdaten (SD) Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen (VWV, VWV₁, VWV_1PKW, VWV_1LKW, VWV₂, VWV_2PKW, VWV_2LKW, VWV_2BUS, VWV_2KRAD, VWV₃) von Verkehrsteilnehmern (PKW, LKW, BUS, KRAD) ermittelt werden und eine Simulation (SIM) der Verkehrssituation (VSI) unter Verwendung der Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen (VWV, VWV₁, VWV_1PKW, VWV_1LKW, VWV₂, VWV_2PKW, VWV_2LKW, VWV_2BUS, VWV_2KRAD, VWV₃) erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrssituation (VSI) zusätzlich zu den Steuerungsdaten (SD) des Verkehrssteuerungssystems (VSS) auf Basis weiterer Eingangsgrößen und/oder -faktoren (ED) simuliert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Steuerungsdaten (SD) in Abhängigkeit von den weiteren Eingangsgrößen und/oder -faktoren (ED) eine Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilung (VWV, VWV₁, VWV_1PKW, VWV_1LKW, VWV₂, VWV_2PKW, VWV_2LKW, VWV_2BUS, VWV_2KRAD, VWV₃) zugeordnet wird.
Verfahren gemeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Steuerungsdaten (SD) und/oder weiteren Eingangsgrößen und/oder -faktoren (ED) und/oder Kombinationen hiervon Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen (VWV, VWV₁, VWV_1PKW, VWV_1LKW, VWV₂, VWV_2PKW, VWV_2LKW, VWV_2BUS, VWV_2KRAD, VWV₃) aus einem Datenbanksystem (DB) zugeordnet werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bestimmten Steuerungsparametertypen bestimmte Basis-Verhaltenwahrscheinlichkeitskurven zugeordnet werden und die Basis-Verhaltenwahrscheinlichkeitskurven in Abhängigkeit eines Steuerparameterwerts und/oder von weiteren Parametern gemäß einer vorgegebenen Regel verändert werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulation (SIM) eine mikroskopische Simulation ist, welche das Verhalten einzelner Verkehrsteilnehmer (PKW, LKW, BUS, KRAD) und/oder einzelner Kleingruppen von Verkehrsteilnehmern (PKW, LKW, BUS, KRAD) simuliert, wobei auf Basis der Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen (VWV, VWV₁, VWV_1PKW, VWV_1LKW, VWV₂, VWV_2PKW, VWV_2LKW, VWV_2BUS, VWV_2KRAD, VWV₃) jedem der Verkehrsteilnehmer (PKW, LKW, BUS, KRAD) und/oder jeder der Kleingruppen eine Verhaltensweise (VV_2PKW1, VV_2PKW2, VV_2PKW3, VV_2KRAD1, VV_2KRAD2) in Bezug zu einzelnen Steuerungsdaten (SD) zugeordnet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass den einzelnen Verkehrsteilnehmern (PKW, LKW, BUS, KRAD) und/oder der einzelnen Kleingruppen jeweils Einzel-Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen (VWV_1PKW, VWV_1LKW, VWV_2PKW, VWV_2LKW, VWV_2BUS, VWV_2KRAD) zugeordnet werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsdaten (SD) Parameter für bestimmte Verkehrssteuerungsaktuatoren (A₁, A₂, A₃) des Verkehrssteuerungssystems (VSS) umfassen, die Verhaltensge- und/oder -verbote anzeigen.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsdaten (SD) Parameter für bestimmte Verkehrssteuerungsaktuatoren (A₁, A₂, A₃) des Verkehrssteuerungssystems (VSS) umfassen, die Verkehrsflüsse in ihrer Höchstgeschwindigkeit (v_max1, v_max2) regulieren.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsdaten (SD) Parameter für bestimmte Verkehrssteuerungsaktuatoren (A₁, A₂, A₃) des Verkehrssteuerungssystems (VSS) umfassen, die Verkehrsflüsse in ihrem Streckenverlauf regulieren.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulation (SIM) für einen bestimmten Verkehrsbereich durchgeführt wird, der vorzugsweise Verkehrsstrecken umfasst, die für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt sind und/oder der mehrheitlich außerörtliche Verkehrsstrecken umfasst.
Prüfeinrichtung (1) zum Prüfen eines Verkehrssteuerungssystems (VSS), mindestens aufweisend: – eine Datenübernahmeschnittstelle (3) zur Übernahme von Steuerungsdaten (SD) des Verkehrssteuerungssystems (VSS), – eine Verkehrssituations-Simulationseinheit (5) zur Simulation (SIM) einer Verkehrssituation (VSI) auf Basis der Steuerungsdaten (SD) mit einer Verkehrssimulationsdaten Erzeugungseinheit (7) zur Erzeugung von Verkehrssituationsdaten (VSD), welche Daten entsprechen, die üblicherweise von Verkehrssensoren des Verkehrssteuerungssystems akquiriert würden, in Abhängigkeit von einem Simulationsergebnis, – eine Datenübergabeschnittstelle (11) für Verkehrssituationsdaten (VSD) an das Verkehrssteuerungssystem (VSS), – wobei die Prüfeinrichtung eine Verhaltenswahrscheinlichkeits-Ermittlungseinheit (9) zur Ermittlung von Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen (VWV, VWV₁, VWV_1PKW, VWV_1LKW, VWV₂, VWV_2PKW, VWV_2LKW, VWV_2BUS, VWV_2KRAD, VWV₃) von Verkehrsteilnehmern (PKW, LKW, BUS, KRAD) umfasst und die Verkehrssituations-Simulationseinheit (5) so ausgebildet ist, dass die Simulation (SIM) unter Verwendung der Verhaltenswahrscheinlichkeitsverteilungen (VWV, VWV₁, VWV_1PKW, VWV_1LKW, VWV₂, VWV_2PKW, VWV_2LKW, VWV_2BUS, VWV_2KRAD, VWV₃) erfolgt.
Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Prozessor einer Rechnereinrichtung ladbar ist, mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.