DE102010033324A1

DE102010033324A1 - Verfahren und Regelungssystem zur Gesundheitsüberwachung für den Straßenverkehr

Info

Publication number: DE102010033324A1
Application number: DE102010033324A
Authority: DE
Inventors: Dr. Brill Roland; Prof. Spiegelberg Gernot
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2030-08-05
Also published as: DE102010033324B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Regelungssystem sowie ein Erfassungssystem zur Gesundheitsüberwachung für den Straßenverkehr. Erfindungsgemäß werden ein Verfahren bzw. ein Regelungssystem (R) für den Straßenverkehr eingesetzt, bei dem für mindestens eine Anlage zur Verkehrsflußsteuerung (VS), z. B. einer Ampeln, ein Verkehrsleitsysteme und/oder im Fahrzeug (FZ) angebrachtes System zur Rückmeldung an den Verkehrsteilnehmer (F), Betriebszustände administrierbar und/oder anzeigbar sind, wobei die Betriebszustände, z. B. Ampelphasen, Aufleuchten/Einblenden von Verkehrsschildern, durch zumindest einen aus ermittelten Verkehrsdaten (D) gewonnenen Auslöser, z. B. ein Ereignis bzw. ein Zeitstempel etc., aktiviert werden, wobei der Auslöser zusätzlich aus dem Ergebnis einer Analyse von biometrischer Daten zumindest eines Verkehrsteilnehmers, die mit Hilfe wenigstens eines Erfassungssystems (M) aufgenommen und/oder aufbereitet werden, bestimmt wird bzw. bestimmbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Regelungssystem sowie ein Erfassungssystem zur Gesundheitsüberwachung für den Straßenverkehr.
Hintergrund der Erfindung
Zur Erhöhung der Verkehrssicherheit von Fahrzeugen auf einem Straßenabschnitt sind bereits umfangreiche Maßnahmen bekannt. Diese Maßnahmen umfassen insbesondere Einrichtungen zur Verkehrsflusskontrolle und zur Steuerung der Verkehrsdichte. Straßen-, Verkehrsplanung und Verkehrsregelungen beruhen heute auf Erfahrungswerten, Vorschriften und Verkehrsmessungen. Die aktuelle Verkehrssituation sowie der Gesundheitszustand des Fahrers bzw. der Fahrzeuginsassen z. B. Müdigkeit und Stress werden hierbei nicht ausreichend berücksichtigt. Individuelle Faktoren werden bisher nur ansatzweise erfasst und dann nur im Kontext des einzelnen Fahrzeugs bewertet. Dadurch bleibt ein großes Potential zur situativen Verkehrsoptimierung ungenutzt.
Ebenso ungenutzt bleiben weitere abgeleitete Vorteile und Mehrwertdienste, die sich mit einem System zur ganzheitlichen Datenerfassung und -auswertung nutzen lassen – individuell, lokal, kurzfristig als auch statistisch, global, langfristig.
Derzeit kommen erste Fahrzeuge auf den Markt, die über Augenlidbeobachtung den Müdigkeitszustand des Fahrers bestimmen und auf dieser Basis lokale Aktionen im Fahrzeug auslösen (z. B. Herabsetzung von Innenraumtemperatur, Vibrationen in Lenker oder Sitz etc.). Die Einbindung biometrischer Daten in ein fahrzeugexternes Auswertesystem zur Verkehrsoptimierung existiert bislang nicht.
Es ist weiterhin möglich, Sensoren zur Aufnahme von lokalen Wetterbedingungen, z. B. Niederschlagsmenge, vorzusehen und anhand der ermittelten mikro-klimatischen Daten eine weitere Regulierung des Verkehrs bzw. von Funktionen in einem einzelnen Fahrzeug veranlassen.
Desweiteren beziehen Navigationssysteme aktuelle Verkehrslagedaten in die Streckenführung mit ein. Jedoch kein System basiert bislang auf statistischen Auswertungen unter Einbindung biometrischer Echtzeitdaten aus Fahrzeugen.
Aufgabe der Erfindung ist es, Merkmale bzw. Funktionen bzw. Einrichtungen bereitzustellen, welche beruhend auf statistischen Auswertungen unter Einbindung biometrischer Echtzeitdaten aus Fahrzeugen zu einer Erhöhung der Verkehrssicherheit beitragen.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren sowie einer Vorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren bzw. ein Regelungssystem für den Straßenverkehr eingesetzt, bei dem für mindestens eine Anlage zur Verkehrsflußsteuerung, z. B. einer Ampel, ein Verkehrsleitsystem und/oder im Fahrzeug angebrachtes System zur Rückmeldung an den Verkehrsteilnehmer, Betriebszustände administrierbar und/oder anzeigbar sind, wobei die Betriebszustände, z. B. Ampelphasen, Aufleuchten/Einblenden von Verkehrsschildern, durch zumindest einen aus ermittelten Verkehrsdaten gewonnenen Auslöser, z. B. ein Ereignis bzw. ein Zeitstempel etc., aktiviert werden, wobei der Auslöser zusätzlich aus dem Ergebnis einer Analyse von biometrischer Daten zumindest eines Verkehrsteilnehmers, die mit Hilfe wenigstens eines Erfassungssystems aufgenommen und/oder aufbereitet werden, bestimmt wird bzw. bestimmbar ist.
Die biometrischen Daten sind/werden durch wenigstens ein Erfassungssystem verbunden, vorzugsweise abgesetzt per Funk- bzw. Satellitenübertragungstechnik, mit einer sich mit dem Verkehrsteilnehmer im Strassenverkehr bewegenden mobilen Einheit, z. B. ein Fahrzeug, einer Mobilstation, ein GPS-System etc., die im Fahrzeug installiert sein können, erfassbar/erfasst.
Die erfassten biometrischen Daten können an mindestens einen mit dem Erfassungssystem kommunizierenden Leitrechner (NI), der die Analyse (A) der biometrischen Daten veranlasst, übermittelt werden.
Das Ergebnis der Analyse (A) der biometrischen Daten zusammen mit den Verkehrsdaten (D) kann in die Ausgestaltung des Auslösers einfließen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Erfassungssystem von biometrischen Daten zur Gesundheitsüberwachung im Strassenverkehr verbunden mit wenigstens einer sich mit zumindest einem Verkehrsteilnehmer im Strassenverkehr bewegenden mobilen Einheit, die Mittel zur Aufnahme und/oder Aufbereitung von biometrische Daten des Verkehrsteilnehmers und Mittel zur Übermittlung der biometrischen Daten an einen mit dem Erfassungssystem kommunizierenden Leitrechner zu deren Analyse und/oder Speicherung aufweist.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Ein solches vernetztes Gesamtsystem bietet eine Vielzahl nutzbarer Vorteile insbesondere für die Fahrzeuginsassen.
In der Regel reichen anonymisierte Daten hierzu aus, so dass die Privatsphäre der Fahrzeuginsassen gewahrt bleibt. Beispiele für die direkte Auswertung der Informationen:

a) Erweiterte Früherkennung kritischer Fahrsituationen im Fahrzeug durch Einbeziehung der Informationen aus Fahrzeugen in der Umgebung (z. B. gleiche Stelle oder gleiche Zeit)
b) Automatische Fahrzeugabstimmung auf den aktuellen Zustand des Fahrers und der Verkehrssituation
c) Verbesserte Auslösung von Notrufen (bei Gesundheitsproblemen der Fahrzeuginsassen, Unfall) und anschließender Zielführung von Einsatzfahrzeugen
d) Optimierung der aktuellen Verkehrsführung, z. B. über eine Anpassung von Ampelschaltungen sowie durch dynamische Beschilderungen
e) Nicht anonymisierte Daten könnten in die globale persönlichen Gesundheitsakte der Fahrzeuginsassen aufgenommen werden, wobei eine explizite Zustimmung benötigt wird.

Beispiele für eine statistische Datenauswertung

f) Optimierung von Verkehrswegen (Kreuzungssituation, Straßenführung, Ampelschaltung)
g) Erkennung und Verfolgung von Epidemien und deren Ausbreitung örtlich sowie zeitlich
h) Unfallschwerpunkte können frühzeitig erkannt und vermieden werden
i) Spritverbrauch und Schadstoffausstoß der Fahrzeuge können bei geschickter Verkehrsführung reduziert werden
k) Ableitung spezifischer Empfehlungen und Angebote an Personen, die im Monitoring-System individuell bekannt und erfasst sind, bspw. Gesundheitschecks und Vorsorgeprogramme
l) Neue Geschäftsmodelle können auf der Datenbasis entstehen. Auf Basis des Datenpools lassen sich neue kommerziell nutzbare Mehrwertdienste generieren.
m) Das Gesamtsystem kann selbst bei einem kleinen Prozentsatz entsprechend ausgerüsteter Fahrzeuge verlässliche statistische Aussagen liefern.

Beschreibung eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. In der Zeichnung zeigen die Figuren beispielhaft in einer Prinzipdarstellung die Komponenten, deren Funktionen sowie deren Verbindungen untereinander bzw. Beziehungen zueinander eines Verkehrssicherungssystems.
Die 1 zeigt ein Regelungssystem zur Verkehrsflussteuerung.
Die 2 zeigt vor allem eine Netzwerkinfrastruktur zur Verkehrsflusssteuerung.
Die 3 zeigt vor allem mögliche Anwendungsgebiete für das Regelungssystem.
1 deutet eine Regeschleife R für eine Verkehrsflusssteuerung VS, der eine Verkehrsanalyse A vorgeschaltet ist, an. Der Verkehrsanalyse werden Daten D aus einer Netzwerkinfrastruktur NI zugeführt, die aus einer Messung M von biometrischen Daten in einem Fahrzeug FZ mit einem Fahrer F stammen.
In 2 wird die Verkehrsflusssteuerung voll-adaptive, vorzugsweise regelbasiert vorgenommen. Einflußgrößen zur Verkehrssteuerung sind hierbei eine lokale Situation wie z. B. die Straßentopologie sowie statistische Größen wie z. B. Müdigkeitsmuster und Werte für spezielle Kreuzungen. Die Daten D werden mit aus der Messung M oder aus mehreren Messungen abgeleiteten Größen wie z. B. Stress, Müdigkeit ergänzt.
In der 3 sind Anwendungsmöglichkeiten angedeutet. Beispielsweise können die Feuerwehr, Kliniken, kommerzielle Mehrwertsdienste und Verkehrsplanungsinformationsstellen sowie eine EDV-technisch angelegte, persönliche Gesundheitsakte mit der Netzwerkinfrastruktur in Verbindung stehen bzw. Zugriffsmöglichkeiten auf die dort gespeicherten Daten D haben.
Das erfindungsgemäße Vorgehen bzw. die dazugehörigen Komponenten können wie folgt ausgestaltet sein:

a) Messgrößen bzw. biometrische Daten zum Gesundheitszustand, Reaktionsvermögen und Stress der Fahrzeuginsassen werden durch ein Erfassungssystem z. B. über verschiedene Sensoren im Fahrzeug erfasst (z. B. für Augenbewegungen, Lidschlag, elektrischen Hautwiderstand, Puls, EKG, Reaktionsverhalten der Mitfahrer bei der Benutzung elektronischer Spiele etc.).
b) Weiterhin können Abweichungen im Reaktionsmuster des Fahrers F, die sich aus dem individuellen Vergleich mit den Signalen der Fahrerassistenzsysteme des Fahrzeugs FZ ergeben, erfasst werden.
c) Diese Messgrößen werden möglichst mit einem Erfassungssystem im Fahrzeug mit Informationen über Ort, Zeit, Betriebszustand und Umwelt des Fahrzeugs ergänzt und lokal vorverarbeitet, um den Fahrer gemäß seiner aktuellen Möglichkeiten optimal zu unterstützen.
d) Zusätzlich werden die gewonnenen Informationen telemetrisch bzw. per Funkübertragung an eine Netzwerkinfrastruktur NI bzw. einem Leitrechner übermittelt, dort im Zusammenhang mit den Informationen anderer Fahrzeuge erfasst, ausgewertet und den Fahrzeugen zur optimalen Anpassung an die Gesamtverkehrssituation wieder zur Verfügung gestellt. Dadurch schließt sich ein unter anderem in den Figuren gezeigter Regelkreis R.
e) Datenbanken, die Teil der Netzwerkinfrastruktur sind, speichern die gewonnen Daten D und stellen sie anonymisiert für statistische Auswertungen zur Verfügung.
f) Verkehrsflüsse werden hochdynamisch geregelt und optimiert, da sich durch Messung -> Auswertung -> Anpassung der Verkehrsregelung eine geschlossene Regelschleife ergibt.
g) Verkehrsbrennpunkte können als solche erkannt und entschärft werden, bevor sie als Unfallschwerpunkte in Erscheinung treten. Das Maß der Entschärfung kann über die Mess- und Steuergrößen der Regelschleife statistisch belegt werden.

Der Verkehrsfluss an einer viel befahrenen Kreuzung soll dynamisch angepasst werden. Hierzu erlaubt die Kreuzungssituation, Ampelphasen zu verlängern, zu verkürzen oder gar zu überspringen sowie einzelne Fahrspuren bei Bedarf als dedizierte Abbiegerspuren zu nutzen.
Im morgendlichen Berufsverkehr fahren Pendler stadteinwärts und müssen hierzu rechts abbiegen – aufgrund der Verkehrsdichte möglichst mehrspurig. Nachmittags/abends fließt der Verkehr dann über diese stadtauswärts und profitiert vor einer dedizierten Ampelphase für Linksabbieger. Klassischerweise werden solche Steuerungen über Verkehrsdichtesensoren unterstützt.
Erfindungsgemäß werden zudem biometrische Daten bzw. Größen, z. B. Ermüdungs- bzw. Erregungszustands des Verkehrsteilnehmers bzw. Fahrers, in den Fahrzeugen ermittelt, zentral erfasst und spezifisch nach Verkehrsrichtung für jede einzelne Kreuzung ausgewertet. Insbesondere ist es nun möglich, zu erfassen, wie sehr sich die Zustände der Fahrer verändern, wenn sie sich der Kreuzung nähern, auf Weiterfahrt warten und schließlich die Kreuzung passiert haben. Diese Änderungen werden sich je nach weiter verfolgter Fahrrichtung unterscheiden. Mit anderen Worten ausgedrückt, lassen sich nun ohne zusätzliche Sensoren die Situationen vor und nach einer Kreuzung erfassen und für die dazugehörigen Optimierungsmöglichkeiten heranziehen.
Je nach Wochentag, Tageszeit, Wetter, Verkehrsrichtung etc. ändert sich zudem das durchschnittliche Reaktionsvermögen der Fahrer. Dieses kann nun direkt (Reaktionsmuster im Fahrzeug) und/oder indirekt (Stress-, Müdigkeitsindikatoren) zusätzlich erfasst und regelbasiert benutzt werden, um die Verkehrsführung auf den Spuren, die Ampelphasen sowie die Kreuzungsräumzeiten optimal nachzuführen und dadurch das Unfallrisiko – insbesondere beim Abbiegen – deutlich zu verringern. Die bislang oft genutzte aufwändige Programmierung nach starren Vorgaben entfällt und wird über eine selbstoptimierende Lösung ersetzt.
Da das Gesamtsystem eine geschlossene Regelschleife bildet, hat die Änderung der Kreuzungssituation eine Änderung des Anspannungsverlaufes bei den Fahrern zur Folge und kann hierüber verifiziert werden. Die optimierte Verkehrsführung stellt sich als Regelaufgabe dar, die zum Ziel hat, das Stressaufkommen bei allen Verkehrsteilnehmern so gering wie möglich zu halten und gegeneinander auszugleichen. Somit bestimmen sich die Verkehrsprioritäten.
Die Regeln zum Bewerten der Messgrößen aus den Fahrzeugen und zum Anpassen der Verkehrsführung können Gemeinsamkeiten und Unterschiede für einzelne Kreuzungen umfassen. Eine gemeinsame Regel würde z. B. Müdigkeitsschätzungen aus den Messwerten verwenden, um Kreuzungsräumzeiten anzupassen. Individuelle Regeln berücksichtigen die lokale Kreuzungstopologie und die Verkettung einer Kreuzungssituation mit denen der Nachbarkreuzungen.

Claims

Regelungssystem (R) für den Straßenverkehr, bei dem für mindestens eine Anlage zur Verkehrsflußsteuerung Betriebszustände administrierbar und/oder anzeigbar sind, wobei die Betriebszustände durch zumindest einen aus ermittelten Verkehrsdaten (D) gewonnenen Auslöser aktiviert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöser zusätzlich aus dem Ergebnis einer Analyse (A) von biometrischer Daten zumindest eines Verkehrsteilnehmers (F), die mit Hilfe wenigstens eines Erfassungssystems (M) aufgenommen und/oder aufbereitet werden, bestimmbar ist.
Regelungssystem (R) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die biometrischen Daten durch wenigstens ein Erfassungssystem (M) verbunden mit einer sich mit dem Verkehrsteilnehmer (F) im Strassenverkehr bewegenden mobilen Einheit (FZ) erfassbar sind.
Regelungssystem (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten biometrischen Daten an mindestens einen mit dem Erfassungssystem kommunizierenden Leitrechner (NI), der die Analyse (A) der biometrischen Daten veranlasst, übermittelbar sind.
Regelungssystem (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis der Analyse (A) der biometrischen Daten zusammen mit den Verkehrsdaten (D) in die Ausgestaltung des Auslösers einfließen.
Verfahren zur Regelung des Straßenverkehrs, bei dem für mindestens eine Anlage zur Verkehrsflußsteuerung Betriebszustände administriert und/oder anzeigt werden, wobei die Betriebszustände durch zumindest einen aus ermittelten Verkehrsdaten (D) gewonnenen Auslöser aktiviert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöser zusätzlich aus dem Ergebnis einer Analyse (A) von biometrischer Daten zumindest eines Verkehrsteilnehmers (F), die mit Hilfe wenigstens eines Erfassungssystems (M) aufgenommen und/oder aufbereitet werden, bestimmt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die biometrischen Daten durch wenigstens ein Erfassungssystem (M) verbunden mit einer sich mit dem Verkehrsteilnehmer (F) im Strassenverkehr bewegenden mobilen Einheit (FZ) erfasst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten biometrischen Daten an mindestens einen mit dem Erfassungssystem kommunizierenden Leitrechner (NI), der die Analyse (A) der biometrischen Daten veranlasst, übermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis der Analyse (A) von biometrischer Daten zusammen mit den Verkehrsdaten (D) in die Ausgestaltung des Auslösers einfließen.
Erfassungssystem (M) von biometrischen Daten zur Gesundheitsüberwachung im Straßenverkehr verbunden mit wenigstens einer sich mit zumindest einem Verkehrsteilnehmer (F) im Strassenverkehr bewegenden mobilen Einheit (FZ), die Mittel zur Aufnahme und/oder Aufbereitung von biometrische Daten des Verkehrsteilnehmers (F) und Mittel zur Übermittlung der biometrischen Daten an einen mit dem Erfassungssystem (M) kommunizierenden Leitrechner (NI) zu deren Analyse und/oder Speicherung aufweist.