DE102013211632A1

DE102013211632A1 - Verfahren zum Bereitstellen von Parkinformationen zu freien Parkplätzen

Info

Publication number: DE102013211632A1
Application number: DE102013211632.2A
Authority: DE
Inventors: Daniel Kotzor; Heidrun Belzner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2014-12-24
Also published as: WO2014202362A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Parkinformationen zu freien Parkplätzen, bei dem für den zumindest einen Straßenzug jeweils historische und aktuelle Informationen über verfügbare, freie Parkplätze ermittelt werden, wobei aus den ermittelten Informationen zumindest ein Parksegment, das einen oder mehrere Straßenzüge umfasst, ermittelt wird und für jedes Parksegment aus den ermittelten Informationen jeweils statistische Parameter über freie Parkplätze erzeugt werden. Weiter wird eine Modellierung für jedes Parksegment erzeugt, bei der die für das Parksegment ermittelten Informationen verarbeitet werden, um einen Parkzustand des jeweiligen Parksegments als Wahrscheinlichkeitsverteilung (Pi) zu ermitteln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von Parkinformationen zu freien Parkplätzen.
Parkinformationen zu freien Parkplätzen werden beispielsweise von Parkleitsystemen und/oder Navigationsgeräten zur Navigation eines Parkplatz suchenden Fahrzeugs verwendet. Moderne innerstädtische Systeme arbeiten nach einem einfachen Prinzip. Sind die Anzahl der Parkplätze sowie der Zufluss und der Abfluss der Fahrzeuge bekannt, lässt sich hieraus einfach die Verfügbarkeit freier Parkplätze bestimmen. Durch eine entsprechende Beschilderung der Zufahrtsstraßen und einer dynamischen Aktualisierung der Parkplatzinformationen lassen sich Fahrzeuge zu freien Parkplätzen navigieren. Prinzip bedingt ergeben sich hieraus Einschränkungen dahingehend, dass die Parkflächen klar umgrenzt sein müssen sowie der Zu- und Abgang der Fahrzeuge stets genau kontrolliert werden muss. Hierzu sind bauliche Maßnahmen, wie beispielsweise Schranken oder sonstige Zufahrtskontrollsysteme erforderlich.
Aufgrund dieser Beschränkung ist eine Navigation nur zu einer kleinen Zahl von freien Parkplätzen möglich. Mit den notwendigen baulichen Maßnahmen lassen sich üblicherweise nur Parkhäuser oder umzäunte Parkflächen in ein Parkleitsystem integrieren. Die weitaus größere Anzahl von Parkplätzen am Straßenrand oder nicht umgrenzten Parkplätzen, wird jedoch nicht beachtet, da die Parksituation im öffentlichen Raum weitestgehend unbekannt ist. Nur vereinzelte Kommunen oder Verkehrsmanagementzentralen bieten Informationen für spezielle Flächen.
Zur Suche nach freien Parkplätzen ist insbesondere in Innenstädten und dicht bewohnten Gebieten eine Identifizierung von Parkplätzen entlang jeweiliger Straßenzüge erwünscht. Aus der DE 10 2009 028 024 A1 ist es hierzu bekannt, parkplatzausforschende Fahrzeuge einzusetzen, wie z. B. Fahrzeuge des öffentlichen Nahverkehrs, wie z. B. regelmäßig verkehrende Busse oder Taxis, welche zumindest einen Sensor zur Parkplatzerkennung aufweisen. Die Sensorik kann hierbei auf optischen und/oder nicht optischen Sensoren basieren.
Ferner sind Community-basierte Anwendungen bekannt, bei denen die Nutzer von Fahrzeugen beispielsweise in eine App eine Information eingeben, wenn sie einen Parkplatz verlassen. Diese Informationen werden dann anderen Nutzern des Dienstes bereitgestellt. Nachteilig hieran ist, dass die Informationen über verfügbare Parkplätze lediglich so gut sind, wie sie von den Benutzern zur Verfügung gestellt werden.
Bei beiden beschriebenen Alternativen besteht das Problem, dass die Information über das Vorhandensein eines einzelnen Parkplatzes sehr schnelllebig ist, d. h. in Gebieten mit viel Parksuchverkehr, in welchen eine Parkplatzinformation hilfreich wäre, ist ein freier Parkplatz in der Regel in kürzester Zeit belegt.
Von der Anmelderin ist unter der Anmeldenummer 102012201472.1 ferner ein Verfahren zur Bereitstellung von Parkinformationen zu freien Parkplätzen beschrieben, bei dem aus ermittelten Informationen über verfügbare, freie Parkplätze eine Wissensdatenbasis mit historischen Daten erzeugt wird. Die historischen Daten umfassen für vorgegebene Straßenzüge und/oder vorgegebene Zeiten oder Zeiträume jeweils statistische Daten über freie Parkplätze. Aus den historischen Daten und aktuellen Informationen, welche zu einem gegebenen Zeitpunkt für einen oder mehrere, ausgewählte Straßenzüge von im Verkehr befindlichen Fahrzeugen ermittelt werden, wird eine Wahrscheinlichkeitsverteilung zu erwartender freier Parkplätze für den oder die ausgewählten Straßenzüge ermittelt. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung repräsentiert eine Parkinformation zu freien Parkplätzen in dem oder den ausgewählten Straßenzügen.
Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass aktuelle Informationen über die Parkplatzauslastung messtechnisch ermittelt werden müssen, um eine Schätzung und Prognose mit Hilfe von historischen Parametern zu treffen. Wenn keine aktuelle Schätzung vorhanden ist, wird eine Aussage basierend auf rein historischen Daten berechnet. Liegen nur Stichproben bzw. einzelne Parkereignisse vor, kann ebenfalls bisher keine Aussage getroffen werden. Hierdurch ist das Verfahren nicht genau genug.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, basierend auf diesem Verfahren der Anmelderin ein verbessertes Verfahren zur Bereitstellung von Parkinformationen zu freien Parkplätzen anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Computerprogrammprodukt gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 13 sowie ein System zur Bereitstellung von Parkinformationen gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Bereitstellung von Parkinformationen zu freien Parkplätzen. Insbesondere wird hierbei ein Verfahren bereitgestellt, mit dem freie Parkplätze entlang von Straßen, d. h. nicht durch Barrieren abgegrenzten Gebieten, berücksichtigt werden.
Bei dem Verfahren werden für den zumindest einen Straßenzug jeweils historische und aktuelle Informationen über verfügbare, freie Parkplätze ermittelt. Aus den ermittelten Informationen wird zumindest ein Parksegment, das einen oder mehrere Straßenzüge umfasst, ermittelt. Für jedes Parksegment werden aus den ermittelten Informationen jeweils statistische Parameter über freie Parkplätze erzeugt. Dieser Schritt kann initial mit Hilfe von historischen Daten durchgeführt werden.
Die historischen Daten können in einer Wissensdatenbasis hinterlegt sein, wobei die historischen Daten für vorgegebene Straßenzüge und/oder vorgegebene Zeiten oder Zeiträume jeweils statistische Daten über freie Parkplätze umfassen. In der Wissensdatenbasis ist z. B. hinterlegt, dass in einer bestimmten Straße zu einem Zeitpunkt oder in einer Zeitspanne bei insgesamt x verfügbaren Parkplätzen im Schnitt y Parkplätze frei sind. Zu einem anderen Zeitpunkt oder in einer anderen Zeitspanne sind in der gleichen Straße demgegenüber lediglich z < y freie Parkplätze verfügbar. In der historischen Wissensdatenbasis sind damit zum einen Informationen darüber umfasst, welche Parkplätze prinzipiell als Parkplätze (sog. valide Parkplätze oder -lücken) genutzt werden können, und andererseits eine Information über durchschnittlich freie Parkplätze zu bestimmten Zeiten. Die historischen Daten umfassen somit Auslastungsdaten und können zudem Informationen über Ein- und Ausparkvorgänge oder Parksuchverkehr enthalten.
Weiter wird eine Modellierung für jedes Parksegment erzeugt, bei der die für das Parksegment ermittelten Informationen verarbeitet werden, um einen Parkzustand des jeweiligen Parksegments als Wahrscheinlichkeitsverteilung zu ermitteln. Die Ermittlung der Wahrscheinlichkeitsverteilung zu erwartender freier Parkplätze wird vorzugsweise durch einen zentralen Rechner vorgenommen. Die aktuellen Informationen über verfügbare, freie Parkplätze werden somit von diese Informationen ermittelten, im Verkehr befindlichen Fahrzeugen oder stationären Sensoren in dem betreffenden Straßenzügen des Parksegments an den zentralen Rechner übermittelt.
Der Parkzustand einer Straße hat Auswirkungen auf angrenzende Straßen. Die Nutzung von Funktionen, welche ein gesamtes Gebiet, ein sog. Parksegment, beschreiben trägt diesem Sachverhalt Rechnung. Zudem hat es den Vorteil, dass auch auf Straßen, in denen aktuell keine Informationen verfügbar sind, eine Aussage getroffen werden kann.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird aus in Echtzeit ermittelten Informationen über freie, verfügbare Parkplätze eines Parksegments eine aktualisierte Wahrscheinlichkeitsverteilung des Parkzustands ermittelt. Eine „Online”-Schätzung der Parameter erlaubt es, Änderungen von Parkgewohnheiten adaptiv mit zu lernen.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden die Informationen über verfügbare, freie Parkplätze von im Verkehr befindlichen Fahrzeugen messtechnisch erfasst. Hierzu kann in Fahrzeugen vorhandene Sensorik benutzt werden, welche auf optischen und/oder nicht optischen Sensoren basieren kann. Besonders bevorzugt ist die Verwendung einer Kamera. Hierbei kommen insbesondere die zur Seite gerichteten Kameras eines Fahrzeugs in Betracht, welche beispielsweise zur Unterstützung eines Einparkvorgangs hinsichtlich Hindernissen in Fahrzeugen vorgesehen sind. Ebenso können Sensoriken zum Einsatz kommen, welche beispielsweise ursprünglich für einen Spurverlassens- oder Spurwechselassistenten vorgesehen sind. Derartige Sensoren können beispielsweise auf Radar oder anderen nicht-optischen Techniken basieren.
Ebenso kann ein Straßenrandbereich durch eine Kamera der Fahrzeuge erfasst und eine Bildfolge erzeugt werden, welche durch einen Rechner der Fahrzeuge ausgewertet wird, um freie Parkplätze des erfassten Straßenrandbereichs zu identifizieren. Dabei ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass nur valide Parkplätze in die Berechnung der Wahrscheinlichkeit einbezogen werden. Unter einem validen Parkplatz wird ein solcher Parkplatz verstanden, auf dem ein Fahrzeug regulär abgestellt werden darf. Nicht Valide Parkplätze stellen beispielsweise Einmündungen zu Kreuzungen, Feuerwehrzufahrtsbereiche und dergleichen dar. Die Plausibilisierung erfolgt mittels Bildverarbeitung und zusätzlicher Sensorik, wie einer digitalen Karte, wobei freie Parklücken während der Fahrt des Fahrzeugs automatisiert erkannt und plausibilisiert werden. Beispielsweise kann hierzu die seitlich im Fahrzeug verbaute Kamera eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden die Informationen über verfügbare, freie Parkplätze von entlang den Straßenzügen angeordneten Sensoren messtechnisch erfasst. Derartige Sensoren sind beispielsweise zur Überwachung von Parklücken aus Parkhäusern oder anderen abgegrenzten Parkplätzen bekannt.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Informationen über verfügbare, freie Parkplätze manuell durch Eingaben von Nutzern in ein Endgerät (z. B. Smartphone, Laptop, Tablet-PC, usw., aber auch Benutzerschnittstelle eines Fahrzeugs) erzeugt werden. Beispielsweise können hierzu spezielle Apps bereitgestellt werden, in denen Nutzer freie Parkplätze melden können. Beispielsweise kann ein entsprechender Nutzereintrag erfolgen, wenn der Nutzer mit seinem Fahrzeug aus einer Parklücke ausparkt. Die entsprechenden Informationen werden dann an den eingangs erwähnten Parkrechner im Rahmen der Verarbeitung der aktuellen Informationen berücksichtigt.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden die Informationen über verfügbare, freie Parkplätze automatisiert durch ein Fahrzeug erzeugt, indem bei jeden Einparkvorgang und jedem Ausparkvorgang eine entsprechende Information abgegeben wird. Viele Fahrzeuge heutzutage sind mit Systemen ausgestattet, die an einen zentralen Server melden, wenn sie eingeparkt sind. Dies sind unter anderem Fahrzeuge von Logistik- oder Fuhrparkunternehmen oder auch CarSharing-Fahrzeuge. Durch das vorgeschlagene Verfahren werden diese Information genutzt, um aktuelle Aussagen zu treffen, wenn Systeme, welche die Auslastung von Straßenzügen messen können, noch nicht die erforderliche Ausstattungsrate besitzen.
Die Informationen über verfügbare, freie Parkplätze werden zweckmäßigerweise an einen die Wissensdatenbasis erzeugenden und/oder verwaltenden Zentralrechner übermittelt. Ein solcher Zentralrechner kann beispielsweise durch einen Dienstleister administriert werden, der Parkinformationen bereitstellt. Ein solcher Dienstleister könnte beispielsweise auch ein Fahrzeughersteller sein, der damit die Information über freie Parkplätze im Rahmen seiner Routennavigation verarbeiten lässt.
In einer weiteren Ausgestaltung werden als Informationen erste Informationen über das Einparken von Fahrzeugen in und/oder das Ausparken von Fahrzeugen aus einem Parkplatz ermittelt, wobei aus den Haltezeiten zwischen dem Einparken und dem Ausparken eines jeweiligen Fahrzeugs eine Ausparkrate ermittelt wird. Die Ausparkrate kann z. B. in einem Warteschlangenmodell verarbeitet werden, so dass auch eine Prognose über die Veränderung der Wahrscheinlichkeit zu einem späteren Zeitpunkt ermittelt werden kann. Ein solcher späterer Zeitpunkt könnte beispielsweise der Ankunftszeitpunkt in einem bestimmten Straßenzug im Rahmen einer errechneten Routennavigation sein. Eine Prognose kann prinzipiell auch schon auf Basis der historischen Wahrscheinlichkeitsverteilung angegeben werden. Die Qualität der Prognose wird jedoch umso besser, je aktueller die Daten sind. Hierbei wird für den aktuellen Zeitpunkt eine Wahrscheinlichkeit basierend auf historischen und aktuellen Informationen (d. h. Fahrzeug ist ausgeparkt) getroffen.
In einer weiteren Ausgestaltung wird als zweite Informationen eine Anfragerate (λ) ermittelt, welche für ein Parksegment die Anzahl von Anfrage nach einem Parkplatz pro Zeit (d. h. Zeiteinheit) angibt. Diese Information repräsentiert damit die Anzahl der Fahrzeuge, die innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit in einem Parksegment parken möchten und hierzu eine Anfrage an den zentralen Rechner richten. Die Anfragerate wird auch als Ankunftsrate bezeichnet.
In einer weiteren Ausgestaltung werden als Informationen dritte Informationen über eine feste Anzahl an detektierten freien Parkplätzen ermittelt. Diese Anzahl kann durch obige Ermittlungsverfahren detektiert werden. Die Anzahl „0” besagt z. B., dass kein Parkplatz vorhanden ist.
In einer weiteren Ausgestaltung wird jedem Parksegment zumindest eine Basisfunktion zugewiesen, welche die Ausparkrate und die Anfragerate in Abhängigkeit einer Parkcharakteristik darstellen. Basisfunktionen sind z. B. die Klassifikation als Wohngebiet oder Einkaufsgebiet oder Geschäftsviertel oder Ausgehviertel. Jede der Basisfunktionen weist bezüglich des Parkverhaltens charakteristische Eigenheiten auf, die in der Modellierung durch entsprechende Werte der Anfragerate und der Ausparkrate berücksichtigt werden können. Beispielsweise ist in einem Ausgehviertel in den Nachtstunden ein erhöhter Parksuchverkehr festzustellen. Tagsüber hingegen kann der Parksuchverkehr unbedeutend sein. Umgekehrt verhält es sich in einem Parksegment, das als Einkaufsviertel oder Geschäftsviertel klassifiziert ist. In einem Wohngebiet gibt es tagsüber eher wenig Parksuchverkehr. Einem Parksegment kann lediglich eine Basisfunktion zugewiesen sein. Ebenso kann einem Parksegment eine Mehrzahl an Basisfunktionen zugewiesen sein. Z. B. ist ein Parksegment gleichzeitig Wohngebiet und Ausgehviertel. Die Zuweisung einer oder mehrerer Basisfunktionen kann manuell oder durch Suchfunktionen einer Karte automatisiert durchgeführt werden. Hierzu können z. B. die in Google Maps^® enthaltenen Informationen über Geschäfte, Gewerbetreibende und Bars und Restaurants ausgewertet werden.
Die Modellierung für jedes Parksegment durch erfolgt gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens mit einem Birth-Death-Verfahren (sog. BD-Prozess).
Die Erfindung schafft weiterhin ein Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Rechners oder Rechnersystems geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt werden, wenn das Produkt auf dem Rechner oder Rechnersystem läuft.
Schließlich schafft die Erfindung ein System zur Bereitstellung von Parkinformationen zu freien Parkplätzen in zumindest einem Straßenzug. Das System umfasst

a) eine erste Einheit zur Ermittlung von Informationen über verfügbare, freie Parkplätze für zumindest einen Straßenzug, welche dazu ausgebildet ist, aus den ermittelten Informationen zumindest ein Parksegment, das einen oder mehrere Straßenzüge umfasst, zu ermitteln und für jedes Parksegment aus den ermittelten Informationen jeweils statistische Parameter über freie Parkplätze zu erzeugen;
b) eine zweite Einheit zur Erzeugung einer Modellierung für jedes Parksegment, welche dazu ausgebildet ist, die für das Parksegment ermittelten Informationen zu verarbeiten, um einen Parkzustand des jeweiligen Parksegments als Wahrscheinlichkeitsverteilung zu ermitteln.

Das System weist die gleichen Vorteile auf, wie diese vorstehend in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurden.
Darüber hinaus kann das System weitere Mittel zur Durchführung bevorzugter Ausgestaltungen des Verfahrens umfassen.
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 eine schematische Darstellung des dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundliegenden Modells;
3 eine schematische Darstellung der Initialisierung des Systems aus 1;
4 eine schematische Darstellung der Aktualisierung des Systems aus 1;
5 eine schematische Darstellung des Betriebs des Systems aus 1; und
6 eine Wahrscheinlichkeitsverteilung zu erwartender freier Parkplätze für ein Parksegment und deren Veränderung in Abhängigkeit eines beobachteten und dem System gemeldeten Ausparkvorgangs.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Bereitstellung von Parkinformationen zu freien Parkplätzen in einem oder mehreren Straßenzügen. Das System umfasst einen Zentralrechner 10, welcher aus einem oder mehreren Rechnern gebildet sein kann. Der Zentralrechner 10 wird beispielsweise von einem Dienstleister zur Bereitstellung von Parkinformationen verwaltet. Der Dienstleister könnte beispielsweise ein Fahrzeughersteller sein. Die Aufgabe des Zentralrechners 10 besteht darin, Informationen über verfügbare, freie Parkplätze, welche z. B. von im Verkehr befindlichen Fahrzeugen, aber auch von stationär installierten Sensoreinheiten, an den Zentralrechner übertragen werden, zu verarbeiten und eine Wahrscheinlichkeitsverteilung zu erwartender freier Parkplätze zu ermitteln. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich werden wird, erfolgt die Ermittlung der Wahrscheinlichkeitsverteilung nicht für einen einzigen bestimmten Straßenzug, sondern für ein sog. Parksegment, das mehrere Straßenzüge umfasst.
Der Zentralrechner 10 umfasst eine Benutzer-Schnittstelle 11, z. B. in Gestalt eines Frontends eines Web-Servers, über die ein Benutzer, der einen freien Parkplatz sucht, eine Anfrage an den Zentralrechner 10 stellen kann und über die der Benutzer eine entsprechende Antwort empfängt (Kommunikationspfad K1). Wenn in der Beschreibung von der Anfrage eines Benutzers oder der Antwort an einen Benutzer die Rede ist, so ist dies selbstverständlich so zu verstehen, dass die Kommunikation mit einem Endgerät des Benutzers und dem Zentralrechner 10 erfolgt. Das Endgerät kann eine Komponente eines Fahrzeugs des Benutzers oder einer Rechner oder ein tragbares Endgerät (z. B. Smartphone oder Tablet-PC) sein. Die Benutzer-Schnittstelle 11 ist über einen Kommunikationspfad K2 mit einer Recheneinheit 12 verbunden. Die Recheneinheit 12 dient zur Verarbeitung von eingehenden und ausgehenden Daten sowie zur Aufbereitung angeforderter Parkinformationen. Ferner ist über eine nicht näher dargestellte Schnittstelle ein Datenlieferant 14 an den Zentralrechner 10 bzw. dessen Recheneinheit 12 angebunden, über die die Informationen über verfügbare, freie Parkplätze an den Zentralrechner übertragen wird (Kommunikationspfad K4).
Weiter umfasst der Zentralrechner 10 eine Datenbank 13, auf welche von der Recheneinheit 12 zugegriffen werden kann (Kommunikationspfad K3). In der Datenbank 13 werden neben historischen Daten Informationen über einen aktuellen Zustand der verfügbaren Parkplätze gespeichert.
Das dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundliegende Modell zur Bereitstellung von Parkinformationen zu freien Parkplätzen ist in 2 näher dargestellt. Das Modell ist zweistufig aufgebaut und kann in der Recheneinheit 12 implementiert sein.
Ein sog. Makromodell 20 berechnet aus historischen Daten über Ein- und Ausparkvorgänge, Parksuchverkehr und sonstigen Parkrauminformation eine Karte von Parksegmenten. Hierzu werden zusammenhängende oder miteinander verbundene Straßenzüge, die eine ähnliche Charakteristik hinsichtlich der Ein- und Ausparkvorgänge, des Parksuchverkehrs und der sonstigen Parkrauminformationen zu einem Parksegment zusammengefasst. Ein Parksegment umfasst somit in der Regel mehrere Straßenzüge, wobei die Anzahl der Straßenzüge von Parksegment zu Parksegment unterschiedlich sein kann. Eine aus Straßenzügen gebildete Karte (d. h. ein Stadtplan) wird durch dieses Vorgehen etwas gröber unterteilt. Die Karte bzw. der Stadtplan wird somit anstelle von Straßen in (Park-)Segmente unterteilt. In einem nächsten Schritt ermittelt das Makromodell 20 pro Parksegment die statistischen Parameter Anfragerate λ(t) und mittlere Parkdauer 1/μ(t), welche auch als Ausparkrate bezeichnet wird.
Die Anfragerate λ(t) repräsentiert eine Anzahl von (Benutzer-)Anfragen pro Zeit nach einem freien Parkplatz in dem betreffenden Parksegment. Die mittlere Parkdauer 1/μ(t) repräsentiert die zwischen einem Einpark- und einem Ausparkvorgang vergangene Zeitdauer.
Jedem Parksegment kann zumindest eine sog. Basisfunktion zugewiesen werden, welche die Ausparkrate 1/μ(t) und die Anfragerate λ(t) in Abhängigkeit einer Parkcharakteristik darstellen. Basisfunktionen sind z. B. die Klassifikation als Wohngebiet oder Einkaufsgebiet oder Geschäftsviertel oder Ausgehviertel. Jede der Basisfunktionen weist bezüglich des Parksuchverkehrs charakteristische Eigenheiten auf, die in der Modellierung durch entsprechende Werte der Anfragerate und der Ausparkrate berücksichtigt werden können. Beispielsweise ist in einem Ausgehviertel in den Nachtstunden ein erhöhter Parksuchverkehr festzustellen. Tagsüber hingegen kann der Parksuchverkehr unbedeutend sein. Umgekehrt verhält es sich in einem Parksegment, das als Einkaufsviertel oder Geschäftsviertel klassifiziert ist. In einem Wohngebiet gibt es tagsüber eher wenig Parksuchverkehr. Einem Parksegment kann lediglich eine Basisfunktion zugewiesen sein. Ebenso kann einem Parksegment eine Mehrzahl an Basisfunktionen zugewiesen sein. Z. B. ist ein Parksegment gleichzeitig Wohngebiet und Ausgehviertel. Die Zuweisung einer oder mehrerer Basisfunktionen kann manuell oder durch Suchfunktionen einer Karte automatisiert durchgeführt werden. Hierzu können z. B. die in Google Maps^® enthaltenen Informationen über Geschäfte, Gewerbetreibende und Bars und Restaurants ausgewertet werden.
Das Mikromodell 21 (μModell) modelliert ein jedes Parksegment mittels eines, dem Fachmann bekannten und daher nicht näher beschriebenen Birth-Death Prozesses (BD-Prozess 22) und nutzt die aus dem Makromodell gewonnenen statistischen Parameter um den neuen Parkzustand in Form eines Wahrscheinlichkeitsvektors P zu schätzen.
Können in Echtzeit gewonnene Daten auf ein bestimmtes Parksegment angewandt werden, so werden die Wahrscheinlichkeiten mittels einer Einheit 23 zur Aktualisierung des Mikromodells (μModell-Updater) nochmals verbessert.
Ergebnis der Modellierung ist für ein jeweiliges Parksegment eine Wahrscheinlichkeitsverteilung freier Parkplätze, wie dies z. B. in den Diagrammen der 6 dargestellt ist. In diesen ist der Wahrscheinlichkeitsvektor P(t) über der Anzahl m aller prinzipiell verfügbarer Parkplätze dargestellt, wobei m Werte zwischen 0 und 1 annehmen können. Zu einem Zeitpunkt t₁ (linkes Diagramm) ist in diesem Beispiel die Wahrscheinlichkeit, dass vier Parkplätze belegt sind, am größten. Die Summe aller Wahrscheinlichkeiten P_i (i = 0 bis m) beträgt 1.
Die Modellierung bekannter Ein- und Ausparkvorgänge kann auf folgende Weise erfolgen. Beim Ausparken werden die Elemente des Vektors P_i(t₂) zum Zeitpunkt t₂ um eins nach links verschoben und auf „1” neu normiert. Diese Verschiebung der Wahrscheinlichkeitsverteilung freier Parkplätze in einem Parksegment ist exemplarisch in 6 dargestellt. Beim Einparken werden die Elemente des Vektors P_i(t₂) zu einem Zeitpunkt t₂ in analoger Weise um eins nach rechts verschoben und auf 1 neu normiert. Direkte Beobachtungen, wie z. B. „es wurden 5 freie Parkplätze in diesem Segment entdeckt” führen automatisch zu einem definierten Wahrscheinlichkeitsvektor.
Das entwickelte Makromodell ermöglicht eine verbesserte Prognose der Wahrscheinlichkeit freier Parkplätze, indem die Parameter der Anfragerate λ und der Ausparkrate μ anhand neuer Messungen adaptiv geschätzt werden (Eingang in Block 21 des Mikromodells). So können im Laufe der Zeit die Parameter in Abhängigkeit bestimmter Kriterien wie Wochentag, Uhrzeit, etc. an die Gegebenheiten des Parksegments gelernt bzw. angepasst werden, z. B. bei Einführung neuer Segmente bzw. Änderungen der Parkgegebenheiten.
Als Eingangsgrößen in das μ Modell (Block 21) dienen die drei Ereignisse: Einparkrate λ_p, Ausparkrate μ_p sowie keinen Parkplatz in einer Straße gefunden. Diese Variablen stehen folgendermaßen in Beziehung zu den Parametern Anfragerate λ und der Ausparkrate μ: λ_p(t) = (1 – P_n)λ(t) (1) μ_p = μΣiP_i (2)
Letztendlich können die unbekannten Parameter Anfragerate λ und Ausparkrate μ durch die Lösung eines Optimierungsproblems wie etwa einer Maximum-Likelihood-Schätzung geschätzt werden.
Eine weitere Ausführung erlaubt es, die Anzahl der besetzten Parkplätze anhand des Verhältnisses des Parkdrucks und der Parkplatzdichte zu ermitteln. Eine Schätzung des Parkdrucks kann anhand des Makromodells und der Einparkrate λ_p ermittelt werden. Die Parkplatzdichte ist durch ein geographisches Kartenmodell gegeben. Eine solche Karte kann z. B. mittels sog. „Kernel density estimation” auf Basis von bereits benutzten und damit gelernten Parkplätzen erzeugt werden.
Unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 wird nachfolgend der Ablauf des Verfahrens näher erläutert. 3 zeigt den Schritt einer Initialisierung, bei dem eine Offline-Optimierung der Parksegmente und der statistischen Parameter der Anfragerate λ(t) und der mittleren Parkdauer 1/μ(t) erfolgt. Hierzu werden historische Daten (Ein- Ausparkvorgänge, Parksuchverkehr, Parkraummonitor, Auslastungsdaten) gesammelt. Parkraummonitor ist in der eingangs genannten deutschen Patentanmeldung DE 10 2012 201 472.1 der Anmelderin beschrieben, deren Inhalt durch Bezugnahme aufgenommen wird. Das Offline Makromodell berechnet einen ersten Satz von statistischen Parametern sowie eine erste Karte der Parksegmente. Die Ergebnisse der Berechnungen werden in der Datenbank 13 gespeichert. Anschließend kann der Betrieb des Systems gestartet werden.
4 zeigt den Schritt einer Aktualisierung des Modells während des Betriebs. Zunächst werden von dem Datenlieferant 14 durch den Zentralrechner 10 Nachrichten („Park-Nachrichten”) empfangen, welche eine aktualisierte Information über freie Parkplätze umfassen. Beispielsweise wird ein detektierter Ausparkvorgang an den Zentralrechner übertragen. Durch die Recheneinheit 12 werden das oder die betroffenen Parksegmente aus der Datenbank 13 ermittelt. Die Informationen werden in Echtzeit in dem Makromodell 20 verarbeitet. Dies kann z. B. mittels sog. „Kernel density estimation” in Kombination mit einem Kalman-Filter-Derivat erfolgen. Anschließend erfolgt, ebenfalls in Echtzeit, eine Aktualisierung der Modellierung durch das Mikromodell 21. Hierzu kann z. B. ein BD-Prozess 22 numerisch integriert werden. Die Aktualisierung 23 kann mittels eines Shift Operators erfolgen. Die Ergebnisse der Berechnungen werden in der Datenbank 13 gespeichert.
5 zeigt die Nutzung des Modells während des Betriebs. Hier wird über die Benutzer-Schnittstelle 1 eine Anfrage eines Nutzers empfangen („Park-Anfrage”). Diese wird durch die Recheneinheit 12 verarbeitet, wobei das oder die für die Beantwortung der Anfrage notwendige Parksegmente ermittelt und die zugeordneten Daten aus der Datenbank abgerufen werden. Anschließend erfolgt eine Auswertung der Daten in Echtzeit mit Hilfe des Mikromodells 21, in dem der BD-Prozess 22 numerisch integriert wird. Diese Auswertung erfolgt durch die Recheneinheit. Anschließend wird die Wahrscheinlichkeitsverteilung freier Parkplätze für das Parksegment über die Benutzer-Schnittstelle 11 an den Benutzer zurück geschickt.
Bezugszeichenliste

10: Zentralrechner
11: Benutzer-Schnittstelle
12: Recheneinheit
13: Datenbank
14: Datenlieferant
20: Makromodell
21: Mikromodell (μModell)
22: BD-Prozess
23: Aktualisierung des Mikromodells
K1: Kommunikationspfad
K2: Kommunikationspfad
K3: Kommunikationspfad
K4: Kommunikationspfad
P(t): Wahrscheinlichkeit eines freien Parkplatzes
m: Anzahl freier Parkplätze

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009028024 A1 [0004]
DE 102012201472 [0054]

Claims

Verfahren zur Bereitstellung von Parkinformationen zu freien Parkplätzen, bei dem a) für den zumindest einen Straßenzug jeweils historische und aktuelle Informationen über verfügbare, freie Parkplätze ermittelt werden, wobei aus den ermittelten Informationen zumindest ein Parksegment, das einen oder mehrere Straßenzüge umfasst, ermittelt wird und für jedes Parksegment aus den ermittelten Informationen jeweils statistische Parameter über freie Parkplätze erzeugt werden; b) eine Modellierung für jedes Parksegment erzeugt wird, bei der die für das Parksegment ermittelten Informationenverarbeitet werden, um einen Parkzustand des jeweiligen Parksegments als Wahrscheinlichkeitsverteilung (P_i) zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem aus in Echtzeit ermittelten Informationen über freie, verfügbare Parkplätze eines Parksegments eine aktualisierte Wahrscheinlichkeitsverteilung (P_i) des Parkzustands ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Informationen über verfügbare, freie Parkplätze von im Verkehr befindlichen Fahrzeugen messtechnisch erfasst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Informationen über verfügbare, freie Parkplätze von entlang den Straßenzügen angeordneten Sensoren messtechnisch erfasst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Informationen über verfügbare, freie Parkplätze manuell durch Eingabe von Nutzern in ein Endgerät erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Informationen über verfügbare, freie Parkplätze automatisiert durch ein Fahrzeug erzeugt werden, indem bei jeden Einparkvorgang und jedem Ausparkvorgang eine entsprechende Information abgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Informationen über verfügbare, freie Parkplätze an einen die Wissensdatenbasis erzeugenden und/oder verwaltenden Zentralrechner (10) übermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Informationen erste Informationen über das Einparken von Fahrzeugen in und/oder das Ausparken von Fahrzeugen aus einem Parkplatz ermittelt werden, wobei aus den Haltezeiten zwischen dem Einparken und dem Ausparken eines jeweiligen Fahrzeugs eine Ausparkrate (μ) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Informationen zweite Informationen über eine Anfragerate (λ) ermittelt wird, welche für ein Parksegment die Anzahl von Anfrage nach einem Parkplatz pro Zeit angibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Informationen dritte Informationen über eine feste Anzahl an detektierten freien Parkplätzen ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem jedem Parksegment zumindest eine Basisfunktion zugewiesen wird, welche die Ausparkrate (μ) und die Anfragerate (λ) in Abhängigkeit einer Parkcharakteristik darstellen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Modellierung für jedes Parksegment durch ein Birth-Death-Verfahren erfolgt.
Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Rechners oder Rechnersystems geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt werden, wenn das Produkt auf dem Rechner oder Rechnersystem läuft.
System zur Bereitstellung von Parkinformationen zu freien Parkplätzen in zumindest einem Straßenzug, umfassend a) eine erste Einheit zur Ermittlung von jeweils historischen und aktuellen Informationen über verfügbare, freie Parkplätze für zumindest einen Straßenzug, welche dazu ausgebildet ist, aus den ermittelten Informationen zumindest ein Parksegment, das einen oder mehrere Straßenzüge umfasst, zu ermitteln und für jedes Parksegment aus den ermittelten Informationen jeweils statistische Parameter über freie Parkplätze zu erzeugen; b) eine zweite Einheit zur Erzeugung einer Modellierung für jedes Parksegment, welche dazu ausgebildet ist, die für das Parksegment ermittelten Informationen zu verarbeiten, um einen Parkzustand des jeweiligen Parksegments als Wahrscheinlichkeitsverteilung zu ermitteln.
System nach Anspruch 14, das weitere Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 12 umfasst.