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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Verkehrsinformation
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, ein System zur Ermittlung
von Verkehrsinformation nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
9.
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Es
ist bekannt, den Fahrzeugverkehr in einem Straßennetz einer
Stadt oder eines Ballungsraumes von Verkehrszentralen aus zu überwachen
und steuernd zu beeinflussen. Verkehrsströme werden über
Lichtsignalanlagen, die bestimmte Richtungen zu bestimmten Tageszeiten
bevorzugen können, über Wechselverkehrszeichen,
die Geschwindigkeitsbegrenzungen auferlegen oder zusätzliche Fahrstreifen
freigeben können, oder über Wechselwegweiser,
die Umleitungsrouten empfehlen können, beeinflusst; des
weiteren können in Ballungsräumen Verkehrsinformationen,
beispielsweise über Rundfunk oder Internet, veröffentlicht
werden, um einen Lenkungseffekt zu erzielen. Ein hierfür
geeignetes Verkehrsmanagementsystem ist bekannt aus der DE-Produktschrift „SITRAFFIC
Concert, SITRAFFIC Scala, SITRAFFIC Guide: Drei Aufgaben – eine
gemeinsame Plattform”, herausgegeben 2008 von Siemens AG
unter der Bestell-Nr. E10003-A800-A64-V1. Grundlage für
ein wirkungsvolles Verkehrsmanagement ist eine umfangreiche, verlässliche
und aktuelle Datenbasis, insbesondere von Verkehrsdaten. Diese werden über
unterschiedlichste Verkehrsdetektoren, wie Induktionsschleifen, Infrarotsensoren,
Radardetektoren oder Videokameras, erfasst und in aggregierter und
zum Teil aufbereiteter Form der Zentrale zur Bestimmung der Verkehrlage
im Straßennetz und zur Ableitung von Verkehrssteuerungs-
oder -beeinflussungsmaßnahmen bereitgestellt.
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Neben
der Verkehrsstärke, der Verkehrsdichte und der mittleren
Geschwindigkeit stellt die Zusammensetzung des Verkehrsstromes bezüglich
vordefinierter Fahrzeugklassen, beispielsweise Krafträder,
Personenkraftwagen, Lastkraftwagen mit oder ohne Anhänger,
eine wichtige Verkehrsinformation dar. Eine andere wertvolle Verkehrsinformation
ist durch die Abbiegeraten eines auf einen Knotenpunkt zufließenden
Verkehrsstroms gegeben. Des Weiteren sind Reisezeiten und Quelle-Ziel-Beziehungen
in einem Straßennetz begehrte Verkehrsinformationen. Für
letztere kann – abgesehen von datenschutzrechtlichen Bedenken – die
automatische Nummernschilderkennung mittels Videokameras wertvolle
mikroskopische Verkehrsdaten liefern, da eine Verfolgung individueller
Fahrzeuge auf ihren Reisen durch das Straßennetz möglich
ist. Zu Erkennung von Kraftfahrzeug-Kennzeichen mittels Videotechnik
und optischer Zeichenerkennung, die an sich bekannt ist, wird auf
die Übersetzung der europäischen Patentschrift
DE 600 31 929 T2 verwiesen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und System
zur Ermittlung von Verkehrsinformation der eingangs genannten Arten bereitzustellen,
welche neue Verkehrsdaten erfasst und verarbeitet als bisher bekannte
Verfahren und Systeme.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein gattungsgemäßes Verfahren zur Ermittlung von
Verkehrsinformation, bei welchem wenigstens eine Herkunftsklasse
durch Zuordnung eines oder mehrerer Herkunftszeichen gebildet wird,
und bei welchem eine Anzahl an während eines vorgebbaren Messintervalls
den Messquerschnitt passierenden Fahrzeugen der wenigstens einen
Herkunftsklasse ermittelt wird. Behördliche Kraftfahrzeug-Kennzeichen
auf Nummernschildern umfassen praktisch überall Herkunftszeichen,
die einen Rückschluss auf den regionalen Ort der Zulassung
des Fahrzeugs erlauben. In Deutschland ist dies beispielsweise eine Folge
von ein bis drei Großbuchstaben, in Frankreich hingegen
eine Ziffernfolge – jeweils zu Beginn des der Zeichenfolge
des Kennzeichens stehend. Falls vorhanden, kann ein im Nummernschild
oder außerhalb am Fahrzeug angebrachtes Länderkennzeichen als
Teil des Herkunftszeichens mit einbezogen werden. Erfindungsgemäß kann
nun ein einen Messquerschnitt passierender Verkehrsstrom auf seine Zusammensetzung
hinsichtlich der regionalen Herkunft seiner Fahrzeuge vorgenommen
werden. Hierzu werden zunächst eine oder mehrere interessierende
Herkunftsklassen gebildet. Eine Herkunftsklasse ist durch eine Menge
von Herkunftszeichen definiert. Die Zusatzinformation über
die Aufteilung eines Verkehrsstroms nach regionalen Herkunftsklassen kann
die auf übliche Weise gewonnenen Verkehrinformationen qualitativ
aufwerten und zu Verkehrssteuerungs- und -leitzwecken verwendet
werden. An den Messquerschnitten werden mit Vorteil Ortsinformationen über
die möglichen Quellen und potentiellen Ziele der Fahrzeuge
des Verkehrsstromes gewonnen. Aus den Ergebnissen der Messintervalle
eines Tages kann eine neue Tagesganglinie erstellt und mit weiteren
Verkehrsinformationen kombiniert werden. Messquerschnitte werden
an strategisch wichtigen Stellen im Straßennetz verteilt
angeordnet, beispielsweise stromauf von Knotenpunkten großer Zufahrts-
oder Durchgangsstraßen.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden ausgelesene Kennzeichen nur für die Zuordnung
des Fahrzeuges zu einer Herkunftsklasse verwendet. Der Zeichenrest wird
entweder nach Zuordnung des Herkunftszeichens und entsprechender
Zählung wieder gelöscht oder erst gar nicht ausgelesen.
Durch diesen Mechanismus bleiben die individuellen Fahrzeuge anonym, so
dass datenschutzrechtliche Bestimmungen erfüllt sind.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die Fahrzeuganzahl der wenigstens einen Herkunftsklasse zur
Gesamtzahl der während des Messintervalls den Messquerschnitt
passierenden Fahrzeuge ins Verhältnis gesetzt. In diesem
Auswertungsschritt werden Zahlen für die weitere zentrale
Verarbeitung generiert. Je Messintervall werden also die Gesamtzahl
an ausgelesenen Herkunftszeichen sowie die Anzahl an den jeweiligen
Herkunftsklassen zuzuordnenden Herkunftszeichen bestimmt. Neben
der gesamten Verkehrsstärke, also der Anzahl an Fahrzeugen
je Zeiteinheit, werden die Verkehrsstärken je Herkunftsklasse
gebildet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens erfolgt bei einer mehrspurigen Straßenstrecke
die Ermittlung der Fahrzeuganzahlen der wenigstens einen Herkunftsklasse
nach Fahrspuren getrennt. Eine Aufteilung der Herkunfts-Verkehrsstärken
je Fahrspur ist vorteilhaft beispielsweise für Autobahnenverzweigungen,
wo sich ein starker Verkehrsstrom durch die Fahrspuren in zwei oder
mehrere große Teilströme aufteilt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden Messquerschnitte an Zufahrtsstraßen zu
einem Straßennetz angeordnet und aus der geografischen
Lage der gebildeten Herkunftsklassen in Bezug auf eine Zufahrtsstraße
eine Verkehrsnachfrage für verschiedene Netzdurchfahrten
ermittelt. Die für den Messquerschnitt an einer großen
Zufahrtsstraße gebildeten Herkunftsklassen werden als potentielle
Zielinformation der zugehörigen Fahrzeuge interpretiert.
Je kleiner und je mehr Herkunftsklassen definiert werden, desto
detaillierter werden die Verkehrsinformationen. Die betrachtete
Zufahrtstraße zweigt sich in verschiedene Netzdurchfahrten
entsprechend der betrachteten Ziel auf. Aus der Zusammensetzung
eines oder mehrerer zufließender Verkehrsströme
kann – ggf. unter Einbeziehung anderer Verkehrsnachfragedaten – auf
die Verkehrsnachfragen der Durchfahrtsstraßen geschlossen
werden.
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In
einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird aufgrund der ermittelten Verkehrsnachfrage unter
Berücksichtigung des aktuellen Verkehrszustandes im Straßennetz
eine stark nachgefragte Netzdurchfahrt durch adaptive Lichtsignalansteuerung
begünstigt oder eine bestimmte Netzdurchfahrt oder Netzumleitung durch
Wechselwegweiser empfohlen. Steigt die Verkehrsnachfrage für
eine bestimmte Durchfahrtsstraße an, kann über
die beteiligten Lichtsignalanlagen eine grüne Welle koordiniert
werden, damit das erhöhte Verkehrsaufkommen schnell aus
dem Netz abfließen kann. Liegt bereits eine Verkehrsbehinderung,
etwa durch Un fall, Baustelle oder Berufsverkehr, auf einer Netzdurchfahrt
mit voraussichtlich steigender Verkehrsnachfrage vor, so kann der
nachfragende Teilverkehrsstrom über einen Wechselwegweise
auf eine der dominanten Herkunftsklasse entsprechenden Umgehungsroute
geleitet werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird bei geringem Verkehrsaufkommen im Straßennetz,
insbesondere bei Nacht, unerwünschter Durchgangsverkehr durch
dessen Herkunftsklasse erkannt und durch adaptive Lichtsignalansteuerung
behindert. Eine Verkürzung von Fahrzeit und -strecke und
eine Vermeidung von Mautgebühren verursacht, dass Lastkraftverkehr
häufig nachts vorgesehene Umgehungsrouten verlassen und
ein städtisches Straßennetz auf kürzeren
und mautfreien Innenstadtstraßen zu durchqueren. Der Detektion
einer derartigen Verkehrsnachfrage kann durch Adaption der Lichtsignalsteuerung
längs der nachgefragte Innenstadtroute begegnet werden,
um diesen Verkehrs etwa durch häufige Halte oder lange
Rotphasen zu behindern und dadurch einer Wiederholungsgefahr dieses
Verhaltens vorzubeugen.
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In
einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden Messquerschnitte an Zufahrtsstraßen zu
dem und an Ausfahrtsstraßen aus dem Straßennetz
angeordnet, wobei die Anzahl an aktuell im Straßennetz
befindlichen Fahrzeugen der wenigstens einen Herkunftsklasse bilanziert
wird. Dies bietet einen besonderen Vorteil für die Einsatzplanung
von Polizei und Rettungsdiensten bei Großveranstaltungen,
etwa aus den Bereichen Messe, Sport oder Kultur, die im Innenraum eines
urbanen Straßennetzes stattfinden. Durch fortwährende
Messung des netzbezogenen Zu- und Abflusses nach Herkunftsklassen,
kann ermittelt werden, wann ein Großteil der auswärtigen
Gäste-Fahrzeuge das Netz wieder verlassen hat. Damit einher kann
eine Entwarnung für das Aufgebot an Einsatzkräften
gehen.
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Die
Aufgabe wird ferner gelöst durch ein System zur Ermittlung
von Verkehrsinformation, mit einem an einem Messquer schnitt einer
Straßenstrecke angeordneten Videodetektor zur Aufnahme
digitaler Videobilder von passierenden Fahrzeugen, mit einer Auswertungseinrichtung,
die mit einem Programmcode versehen ist, welcher Steuerbefehle enthält,
die die Auswertungseinrichtung zur Durchführung eines Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 4 veranlassen, und mit einem
zentralen Verkehrsrechner, der mit einem Programmcode versehen ist,
welcher Steuerbefehle enthält, die den Verkehrsrechner
zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche
5 bis 8 veranlassen.
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Des
Weiteren bezieht sich die Erfindung auf einen maschinenlesbarer
Programmcode für eine Auswertungseinrichtung, welche Steuerbefehle
enthält, die die Auswertungseinrichtung zur Durchführung
eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 veranlassen,
sowie auf ein Speichermedium mit einem darauf gespeicherten maschinenlesbaren
Programmcode gemäß Anspruch 10.
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Schließlich
bezieht sich die Erfindung auf einen maschinenlesbarer Programmcode
für einen Verkehrsrechner, welcher Steuerbefehle enthält,
die den Verkehrsrechner zur Durchführung eines Verfahrens
nach einem der Ansprüche 5 bis 8 veranlassen, sowie auf
ein Speichermedium mit einem darauf gespeicherten maschinenlesbaren
Programmcode gemäß Anspruch 12.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem
in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel, in
deren
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1 ein
erfindungsgemäßes System zur Ermittlung von Verkehrsinformation,
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2 eine
Karte eines Straßennetzes, für das die erfindungsgemäß ermittelte
Verkehrsinformation verwendet wird,
schematisch veranschaulicht
sind.
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Gemäß 1 umfasst
ein System zur Ermittlung von Verkehrsinformation einen Videodetektor 10,
der an einer Straßenstrecke S angeordnet ist und einen
Messquerschnitt M für passierende Fahrzeuge F definiert.
Die digitale Videokamera 10 ist derart aufgestellt und
ausgerichtet, dass Videobilder Vt von Kennzeichen
K der während eines Messintervalls t den Messquerschnitt
M passierenden Fahrzeuge F aufgenommen werden. Die Daten der aufgenommenen
Videobilder Vt werden an eine beispielsweise
streckenseitig angeordnete Auswertungseinrichtung 20 des
Verkehrsinformationsermittlungssystems weitergeleitet.
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In
an sich bekannter Weise werden aus den Videobildern Vt der
Kennzeicheninhalt ausgelesen: Nach Erkennung der Position des Kennzeichenschildes
K im Videobild Vt werden Unterschiede in
der räumlichen Lage und Größe des Nummernschildes kompensiert.
Nun werden Helligkeit und Kontrast des Videobildes Vt an
Normalbedingungen angepasst. Dann werden die Zeichen des Textes
identifiziert und getrennt. Schließlich erfolgt die Erkennung
der einzelnen alphanumerischen Zeichen des Kennzeichens K. Das Kennzeichen
weist Herkunftszeichen h, welche für den amtlichen Zulassungsort
und damit für die städtische oder regionale Herkunft
des Fahrzeuges F stehen, sowie einen Zeichenrest r auf. In einer
Isoliereinheit 21 der Auswertungseinrichtung 20 werden
die Herkunftszeichen h der Kennzeichen K abgetrennt und der Zeichenrest
r durch Datenlöschung verworfen. Hierdurch können
datenschutzrechtliche Bestimmungen erfüllt werden.
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Die
Herkunftszeichen h werden an eine Vergleichseinheit 22 der
Auswertungseinrichtung 20 übergeben. Diese wirkt
mit einer Speichereinheit 23 zusammen, in der zu Herkunftsklassen
HN, HU, HS zusammengefasste Herkunftszeichen hN, h1, ..., h5, hS hinterlegt
werden. Beispielsweise könnte eine Herkunftsklasse HN mit Herkunftszeichen hN eines
urbanen Straßennetzes N (vergleiche 2) gebildet werden,
etwa alle Fahrzeuge mit dem Kennzeichenbeginn „M” für
München. Eine weitere Herkunftsklasse HU könnte
für wichtige Herkunftszeichen h1,
..., h5 des Netzumlandes gebildet werden,
etwa h1 für Fahrzeuge mit dem Kennzeichenbeginn „STA” für
Starnberg, h2 für Fahrzeuge mit
dem Kennzeichenbeginn „FFB” für Fürstenfeldbruck,
h3 für Fahrzeuge mit dem Kennzeichenbeginn „DAH” für
Dachau, h4 für Fahrzeuge mit dem
Kennzeichenbeginn „FS” für Freising und
h5 für Fahrzeuge mit dem Kennzeichenbeginn „WS” für
Wasserburg am Inn. Schließlich wird eine Herkunftsklasse
HS gebildet, die sonstige, nicht in den
Herkunftsklassen HN oder HU enthaltenen
Herkunftszeichen hS beinhaltet. In der Vergleichseinheit 22 wird
nun festgestellt, welcher Herkunftsklasse HN, HU, HS ein isoliertes
Herkunftszeichen h angehört. Nach Feststellung der Zugehörigkeit
werden in einer Zähleinheit 24 der Auswertungseinrichtung 20 die Anzahlen
zN, zU, zS der in einem Messintervall t ausgelesenen
Herkunftszeichen h für jede Herkunftsklasse HN,
HU, HS und damit
auch die Gesamtzahl z = zN + zU +
zS an passierenden Fahrzeugen F bestimmt. Nach
einer vorbestimmbaren Anzahl von Messintervallen t werden die bestimmten
Zahlen zN, zU, zS; z zur Verwertung der Verkehrsinformationen
an einen zentralen Verkehrsrechner 30 einer städtischen
Verkehrsrechnerzentrale oder einer urbanen Verkehrsmanagementzentrale übertragen.
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Die
ermittelte Verkehrsinformation liegt dort beispielsweise in Form
von Ganglinien der regionalen Zusammensetzungen des einen Messquerschnitt M
passierenden Verkehrsstromes vor. Zusammen mit anderen, in bekannter
Weise ermittelten Verkehrsinformationen werden diese zu Verkehrssteuerungs-
und/oder -beeinflussungsmaßnahmen genutzt. Anhand einer
im Verkehrsrechner 30 vorliegend gewählten Verkehrsstrategie
werden entsprechende Steuersignale zur Ansteuerung von streckenseitigen
Aktorikeinrichtungen 40 erzeugt, um über eine
adaptive Netzsteuerung von Lichtsignalanlagen 41 und/oder über
Wechselverkehrszeichen oder -wegweiser 42 auf den Verkehr
Einfluss zu nehmen. Zusätzlich kann die ermittelte Verkehrsinformation auch
einer Einsatzzentrale 50, etwa der Polizei, der Feuerwehr
oder eines Rettungsdienstes, zur Verfügung gestellt werden.
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In 2 wird
ein urbanes Straßennetz N betrachtet, dem eine Herkunftsklasse
HN zugeordnet ist. An einer Zufahrtsstraße
ist ein Messquerschnitt M angeordnet, an welchem mittels des erfindungsgemäßen
Verfahrens und Systems die regionale Zusammensetzung des zufließenden
Verkehrsstromes als Verkehrsinformation ermittelt wird. Hierbei
wird insbesondere auch die Herkunftsklasse HF,
eines in der Ferne liegenden Stadt- oder Landkreises betrachtet.
Dominant dürfte hier die Herkunftsklasse HN festgestellt
werden. Tritt beispielsweise die Herkunftsklasse HF signifikant
hoch im Zustrom auf, das heißt einen einstellbaren Schwellenwert überschreitend,
dann kann die kürzeste Durchgangsroute durch das Netz N
in Richtung HF durch Vorgabe langer Grünphasen
oder einer Grünen Welle begünstigt werden. Ist
diese Durchgangsroute jedoch bereits stark belastet, etwa durch
einen Unfall oder eine Baustelle, so kann durch Empfehlung einer
Umleitungsroute mittels eines Wechselwegweisers der Verkehr umgeleitet
werden.
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Insgesamt
erschließen sich durch die Erfindung dem Fachmann neben
den oben erwähnten Verwertungsmöglichkeiten der
neu ermittelbaren Verkehrsinformationen auch andere, nicht explizit
erwähnte Anwendungen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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