DE102014203226A1

DE102014203226A1 - Verfahren und System zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell eines Verkehrsnetzes

Info

Publication number: DE102014203226A1
Application number: DE102014203226.1A
Authority: DE
Inventors: Moritz Allmaras; Stefan Boschert; Veronika Brandstetter; Maria Davidich; Birgit Obst
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell (205) eines Verkehrsnetzes vorgeschlagen, wobei zumindest ein Gebäude an das Verkehrsnetz angeschlossen ist und wobei das Verkehrsnetz eine Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln (4, 5, 6) aufweist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Ermitteln (101) einer Anzahl von verfügbaren Verkehrsmitteln (4, 5, 6) der Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln (4, 5, 6), wobei ein Verkehrsmittel (4, 5, 6) für ein Gebäude verfügbar ist, wenn das Verkehrsmittel (4, 5, 6) höchstens in einem vordefinierten Abstand von dem Gebäude innerhalb des Verkehrsnetzes angeordnet ist, Ermitteln (102) eines Belegungsprofils (1, 2, 3) des zumindest einen Gebäudes in Abhängigkeit von den ermittelten verfügbaren Verkehrsmitteln (4, 5, 6), wobei das Belegungsprofil (1, 2, 3) einen zeitlichen Verlauf einer Belegung des zumindest einen Gebäudes repräsentiert, und Bereitstellen (103) des ermittelten Belegungsprofils (1, 2, 3) als Eingangsdaten für das Verkehrsmodell (205) des Verkehrsnetzes. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann auf einfache Weise ein Verkehrsnetz mit Verkehrsfluss simuliert werden, ohne aufwendige Messungen durchzuführen. Durch das Belegungsprofil, das auf statistischen Daten beruhen kann, können Zuflüsse und Abflüsse von Verkehr zu und von Gebäuden abgeschätzt und simuliert werden. Des Weiteren wird ein System zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell eines Verkehrsnetzes vorgeschlagen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell eines Verkehrsnetzes. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes System zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell eines Verkehrsnetzes.
Bei der Planung von Verkehrswegen, wie beispielsweise neuen Straßen, Bahnlinien, oder Änderungen von bereits vorhandenen Verkehrswegen im Rahmen von Verbesserungsmaßnahmen, kann eine Analyse der aktuellen Verkehrssituation erforderlich sein. Insbesondere in städtischen Gebieten mit einer komplexen Infrastruktur kann es hilfreich sein, den Einfluss von Verbesserungsmaßnahmen im Vorfeld abzuschätzen. Aufgrund der hohen Komplexität von Verkehrsnetzen in modernen Städten ist es aufwendig, den Zustand des Verkehrs und der Verkehrsführung in einer gesamten Stadt einzig mittels Messungen zu erfassen. Daher werden die zur Verfügung stehenden Messdaten im Allgemeinen mit aus verschiedenen Modellen für das Verkehrsverhalten abgeleiteten Informationen angereichert.
Für die Planung können auf Verkehrsmodellen basierende Abschätzungen über den Einfluss von vorgeschlagenen Verbesserungsmaßnahmen für die Verkehrsführung verwendet werden, bevor die Verbesserungsmaßnahmen tatsächlich implementiert werden. Verkehrsmodelle können dabei auf unterschiedliche Abstraktionsebenen und Detaillierungsgrade abzielen, wie beispielsweise auf einzelne Fahrzeuge, auf den gesamten Verkehrsfluss einer Straße oder eines Straßenabschnitts, oder auch auf stadtteilweite oder stadtweite Verkehrssituationen. Um die aktuelle Verkehrssituation in einer Stadt wiedergeben zu können, basieren solche Modelle zumindest zum Teil auf Messdaten. Um beispielsweise Messungen von Verkehrsdichten durchzuführen, kann manuelle Interaktion erforderlich sein, beispielsweise für Verkehrszählungen, Auswertungen von Luftbildern oder für die Durchführung von Befragungen von Verkehrsteilnehmern. Somit ist das Sammeln von solchen Messdaten, welche als Eingang für Verkehrsmodelle verwendet werden, ein zeitaufwendiger und kostenintensiver Vorgang. Dies gilt ebenso für die Aufbereitung dieser Daten, um sie als Beschreibung von Quell-Ziel-Beziehungen darstellen zu können.
Messdaten, die für Verkehrsmodelle, das heißt die Berechnung der Verkehrsbelastung in einem Verkehrsnetz, verwendet werden, können also aus Verkehrszählungen und Verkehrsbefragungen stammen. Des Weiteren können Verkehrsbewertungen durchgeführt oder Luftbilder ausgewertet werden, um exemplarische Start-Ziel-Beziehungen des Verkehrs oder einzelner Transportmittel als Eingangsdaten für die Verkehrsmodelle zu erhalten. Diese werden verwendet, um die tatsächliche Verkehrsnachfrage im betrachteten Bezugsraum wiederzugeben.
Die Verkehrsnachfrage kann in Start-Ziel-Matrizen (auch origin-destination-matrices oder OD-Matrices genannt) als Verkehrsströme zwischen Start- und Endknoten dargestellt werden. Alternativ können Aktivitätspaare (auch activity pairs genannt) in agentenbasierten Verhaltensmodellen, welche zu Aktivitätsketten (auch activity chains genannt) verbunden werden können, verwendet werden, um den Verkehrsfluss zwischen zwei Aktivitäten zu beschreiben. Verkehrsumlegungsalgorithmen (auch traffic assignment algorithms genannt) ordnen die Verkehrsnachfrage in den Start-Ziel-Matrizen oder Aktivitätsketten dem Verkehrsnetz zu.
Aus der DE 10 2013 204 424 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Abschätzung der Verkehrsnachfrage auf Belegungsprofilen von Gebäuden basiert.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine einfache automatische Abschätzung der Verkehrsnachfrage innerhalb eines Verkehrsnetzes bereitzustellen.
Demgemäß wird ein Verfahren zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell eines Verkehrsnetzes vorgeschlagen, wobei zumindest ein Gebäude an das Verkehrsnetz angeschlossen ist und wobei das Verkehrsnetz eine Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln aufweist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Ermitteln einer Anzahl von verfügbaren Verkehrsmitteln der Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln, wobei ein Verkehrsmittel für ein Gebäude verfügbar ist, wenn das Verkehrsmittel höchstens in einem vordefinierten Abstand von dem Gebäude innerhalb des Verkehrsnetzes angeordnet ist, Ermitteln eines Belegungsprofils des zumindest einen Gebäudes in Abhängigkeit von den ermittelten verfügbaren Verkehrsmitteln, wobei das Belegungsprofil einen zeitlichen Verlauf einer Belegung des zumindest einen Gebäudes repräsentiert, und Bereitstellen des ermittelten Belegungsprofils als Eingangsdaten für das Verkehrsmodell des Verkehrsnetzes.
Durch das Verfahren werden auf einfache Weise Daten erzeugt, die zur Abschätzung eines Verkehrsflusses dienen können. Die ermittelten Belegungsprofile können automatisiert erzeugt und zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Weise ist es nicht mehr erforderlich, komplexe Start-Ziel-Matrizen oder Aktivitätspaare zu erzeugen. Die Verkehrsbelastung in einem Verkehrsnetz kann auf einfache Weise basierend auf den Belegungsprofilen berechnet werden. Zudem kann die zeitaufwendige und kostenintensive Erhebung von Verkehrsdaten vermieden werden.
Ein Verkehrsnetz kann eine Mehrzahl von Gebäuden aufweisen. Diese sind untereinander über eine Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln verbunden. Jedes Gebäude in dem Verkehrsnetz ist über zumindest ein Verkehrsmittel an das Verkehrsnetz angeschlossen. Je nach Art des Verkehrsmittels kann der maximal zulässige Abstand zwischen dem Gebäude und dem Verkehrsmittel variieren, in dem das Verkehrsmittel als verfügbar angesehen wird.
Für jedes Gebäude wird ein Belegungsprofil ermittelt. Das Belegungsprofil repräsentiert einen zeitlichen Verlauf der Menge an Personen, die in dem Gebäude anwesend sind. Hierbei kann die Menge zu- und abnehmen. Das Belegungsprofil wird in Abhängigkeit von den verfügbaren Verkehrsmitteln ermittelt. Daher weist das Belegungsprofil Informationen darüber auf, welcher Anteil der Belegung, d.h. der Menge an Personen, mit welchen verfügbaren Verkehrsmitteln zu dem Gebäude gelangt oder von dem Gebäude wegfährt. Auf diese Weise lässt sich anhand der Belegungsprofile der Gebäude in dem Verkehrsnetz eine einfache automatische Abschätzung des Verkehrsflusses verteilt auf die verschiedenen Verkehrsmittel durchführen.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln zumindest ein Auto, zumindest einen Bus und/oder zumindest eine Bahn auf, und weist das Ermitteln der Anzahl von verfügbaren Verkehrsmitteln ein Ermitteln von Verkehrsstrecken und/oder Haltestellen der Verkehrsmittel höchstens in dem vordefinierten Abstand von dem Gebäude auf.
Die Mehrzahl von Verkehrsmitteln weist zumindest zwei unterschiedliche Verkehrsmittel auf. Um die verfügbaren Verkehrsmittel zu bestimmen, kann, je nach Art des Verkehrsmittels, die Strecke selbst, wie Straßen für Autos, oder Haltestellen, wie bei Bahnen oder Bussen, verwendet werden. Auf diese Weise können sowohl die Straßen- als auch die Schienenauslastung sowie die Auslastung von Haltestellen bestimmt bzw. abgeschätzt werden. Dies kann für die Planung von weiteren Schienen- oder Straßennetzen sowie zusätzlichen Haltestellen verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Ermitteln des Belegungsprofils des zumindest einen Gebäudes ein Bewerten von Eigenschaften des zumindest einen Gebäudes auf.
Abhängig von den Eigenschaften kann der zeitliche Verlauf oder die Menge an Belegung des Gebäudes abgeschätzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhalten die Eigenschaften strukturelle Eigenschaften des Gebäudes und/oder eine Verwendung des Gebäudes.
Strukturelle Eigenschaften sind beispielsweise die Größe des Gebäudes, Anzahl der Stockwerke, Anzahl der Räume, oder ähnliches. Unter Verwendung eines Gebäudes in diesem Zusammenhang kann unter anderem die Verwendung als Bürogebäude, Wohnhaus oder als Gebäude für Einzelhandel verstanden werden. Auch andere Verwendungen sind möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Bewerten der Eigenschaften automatisiert basierend auf statistischen Datenbanken.
Diese Datenbanken können automatisiert ausgewertet und in die Belegungsprofile übertragen werden. Die Ermittlung der Belegungsprofile kann ebenfalls automatisiert anhand dieser Eigenschaften erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform repräsentiert der zeitliche Verlauf der Belegung des zumindest einen Gebäudes einen Verlauf über einen vorbestimmten Zeitraum.
Dieser Zeitraum kann beispielsweise nach Art der durchzuführenden Abschätzung bzw. Simulation der Verkehrsauslastung variieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der vorbestimmte Zeitraum einen Tag, eine Woche, einen Monat und/oder ein Jahr.
Die Belegung von Wohngebäuden beispielsweise steigt abends und am Wochenende an und sinkt morgens und zu Beginn der Woche ab. Im Gegensatz dazu steigt die Belegung von Bürogebäuden morgens an und sinkt abends sowie am Wochenende ab. Durch diesen zeitlichen Verlauf lässt sich eine Abschätzung des Verkehrsflusses je nach Tageszeit durchführen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren ein Berechnen eines Verkehrsflusses für jedes der Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln basierend auf den Eingangsdaten auf.
Anhand der Belegungsprofile, die Informationen für die einzelnen Verkehrsmittel aufweisen, sofern diese für das jeweilige Gebäude verfügbar sind, lässt sich ein Verkehrsfluss für jedes in dem Verkehrsnetz vorhandene Verkehrsmittel durchführen. Zusätzlich zu den Belegungsprofilen werden hierzu die Standorte der Gebäude sowie die Struktur des Verkehrsnetzes selbst verwendet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Berechnen des Verkehrsflusses ein Bestimmen eines Verkehrszuflusses zu dem Verkehrsnetz und eines Verkehrsabflusses aus dem Verkehrsnetz auf.
Um den Verkehrsfluss innerhalb des Verkehrsnetzes genau abschätzen zu können, sollten Randbedingungen berücksichtigt werden. Hierzu gehört auch eine Bestimmung des Verkehrszuflusses und des Verkehrsabflusses. Der Verkehrszufluss in oder Verkehrsabfluss aus dem Verkehrsnetz kann beispielsweise basierend auf Informationen von Verkehrsnetz-Randknoten bestimmt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Berechnen des Verkehrsflusses ein Bestimmen von Verkehrsflusszielen basierend auf dem Belegungsprofil auf.
Anhand der Belegungsprofile der einzelnen Gebäude können Gebäude innerhalb des Verkehrsnetzes als Verkehrsflussziele bestimmt werden. Verkehrsflussziel bedeutet, dass der Verkehr zu diesem Gebäude hinfließt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Ermitteln des Belegungsprofils ein Bestimmen von zumindest einem Wechsel von einer zunehmenden Belegung zu einer abnehmenden Belegung auf, wobei die zunehmende Belegung einem Verkehrszufluss zu dem zumindest einen Gebäude und die abnehmende Belegung einem Verkehrsabfluss von dem zumindest einen Gebäude entspricht, wobei ein Verkehrszufluss zu dem zumindest einen Gebäude das Gebäude als Verkehrsflussziel definiert.
Die Belegungsprofile weisen durch den zeitlichen Verlauf einen Wechsel von einer zunehmenden zu einer abnehmenden Belegung, oder anders herum oder beides auf. Basierend auf diesen dynamischen Wechseln in den Belegungsprofilen von Gebäuden und anderen (Grenz- oder Rand-)Knoten in dem Verkehrsnetz, kann die Verkehrsbelastung quantifiziert werden. Gebäude mit zunehmender Belegung ziehen Verkehr an, während Gebäude mit abnehmender Belegung Quellen von Verkehr sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Berechnen des Verkehrsflusses ein0 Bestimmen von Wahrscheinlichkeiten von Richtungen des Verkehrsflusses an Kreuzungen des Verkehrsnetzes auf.
Bei der Berechnung des Verkehrsflusses kann eine Verteilung von Verkehrsteilnehmern aggregiert zu Verkehrsströmen über verschiedene Routen, welche zu ihrem Ziel führen, bestimmt werden. Zusätzlich kann eine dynamische Berechnung von Abbiegewahrscheinlichkeiten an Verzweigungen bzw. Kreuzungen für die Verteilung von Verkehrsteilnehmern entlang ihrer Routen erfolgen. Die Wahrscheinlichkeiten können in Abhängigkeit von der Tageszeit variieren. Dieser Ansatz kann beispielsweise auf dem Cell Transmission Model von Daganzo, Carlos (The Cell Transmission Model. Part I: A Simple Dynamic Representation Of Highway Traffic. UC Berkeley: California Partners for Advanced Transit and Highways (PATH). Retrieved from http://escholarship.org/uc/item/0b6612tk) und der Erweiterung von Verzweigungen von Flötteröd und Nagel (G. Flötteröd, K. Nagel (2005): Some practical extensions to the Cell Transmission Model. ITSC 2005 8th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems, Vienna, Austria) basieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Belegungsprofil für jedes der verfügbaren Verkehrsmittel einen zeitlichen Verlauf einer Belegung des zumindest einen Gebäudes auf.
Wie bereits erläutert, kann das Belegungsprofil einen Anteil der Belegung für jedes verfügbare Verkehrsmittel beinhalten.
Gemäß dem hier vorgeschlagenen Verfahren können Daten zur Verkehrsauslastung in Verkehrsmodellen automatisch generiert und verwendet werden, wobei die Verkehrsmodelle auf die Verkehrsbelastung für unterschiedliche Verkehrsmittel und deren Streckennetz abzielen.
Hierbei wird berücksichtigt, dass Startknoten und Endknoten von individuellen Verkehrsbewegungen üblicherweise durch Orte dargestellt werden, an denen menschliche Interaktion stattfindet, wie beispielsweise Wohngebäude, Bürogebäude oder Gebäude bzw. Orte, an denen Waren gelagert, verarbeitet oder umgeschlagen werden. Die Verkehrsbewegungen zwischen den einzelnen Orten sind daher mit den dynamischen Änderungen der Belegung der Gebäude verknüpft. Eine bestimmte Anzahl an Personen, welche ein Gebäude verlassen oder in einem Gebäude ankommen, verwenden Verkehrsmittel, welche zum Verkehr auf den das Gebäude umgebenden Straßen oder Schienen beitragen. Da die Belegung in Abhängigkeit von der Verwendung des Gebäudes zeitlich variiert, kann aus der Art der Verwendung eines Gebäudes ein Belegungsprofil abgeleitet werden, welches dynamische Änderungen in der Belegung des Gebäudes widerspiegelt. Zudem kann aus strukturellen Eigenschaften, wie Grundfläche, bewohnbare Fläche, Anzahl und Stil einzelner in dem Gebäude angeordneter Wohnungen, die Gesamtbelegung eines Gebäudes abgeschätzt werden. In manchen Fällen können solche Daten aus geographischen Informationssystemen (GIS) und von städtischen Baubehörden erhalten werden. Ungefähre Belegungsprofile können aus solchen Daten auf automatisierte Weise und ohne die Notwendigkeit menschlicher Interaktion abgeleitet werden. Somit können auf Belegungsprofilen basierende Eingabedaten für Verkehrsmodelle vollständig automatisiert zur Verfügung gestellt werden. Dabei sind keine zusätzlichen Start-Ziel-Matrizen oder Aktivitätspaare notwendig, um die Verkehrsnachfrage (entspricht dem Verkehrsaufkommen) zu modellieren, sondern die Verkehrsbelastung im Verkehrsnetz kann direkt über eine dynamische Verkehrsumlegung unter Verwendung von Änderungen in den Belegungsprofilen als Eingabedaten für das Verkehrsmodell berechnet werden.
Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung des wie oben erläuterten Verfahrens veranlasst.
Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein System zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell eines Verkehrsnetzes vorgeschlagen, wobei zumindest ein Gebäude an das Verkehrsnetz angeschlossen ist und wobei das Verkehrsnetz eine Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln aufweist. Das System weist eine erste Ermittlungseinheit zum Ermitteln einer Anzahl von verfügbaren Verkehrsmitteln der Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln, wobei ein Verkehrsmittel für ein Gebäude verfügbar ist, wenn das Verkehrsmittel höchstens in einem vordefinierten Abstand von dem Gebäude innerhalb des Verkehrsnetzes angeordnet ist, eine zweite Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines Belegungsprofils des zumindest einen Gebäudes in Abhängigkeit von den ermittelten verfügbaren Verkehrsmitteln, wobei das Belegungsprofil einen zeitlichen Verlauf einer Belegung des zumindest einen Gebäudes repräsentiert, und eine Bereitstellungseinheit zum Bereitstellen des ermittelten Belegungsprofils als Eingangsdaten für das Verkehrsmodell des Verkehrsnetzes auf.
Die jeweilige Einheit, zum Beispiel Ermittlungseinheit oder Bereitstellungseinheit, kann hardwaretechnisch und/oder auch softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einheit als Vorrichtung oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor oder als Steuerrechner eines Fahrzeuges ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einheit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein.
Die für das vorgeschlagene Verfahren beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene System entsprechend.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell eines Verkehrsnetzes;
2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Systems zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell eines Verkehrsnetzes;
3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verkehrsmodells eines Verkehrsnetzes mit Belegungsprofilen; und
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verkehrsmodells eines Verkehrsnetzes mit Belegungsprofilen.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell 205 eines Verkehrsnetzes.
Das Verkehrsnetz weist zumindest ein Gebäude auf, das über Verkehrstrecken 7, 8 angeschlossen ist. Das Verkehrsnetz weist eine Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln 4, 5, 6 auf, die auf den Verkehrstrecken 7, 8 verkehren.
Die Verkehrsmittel 4, 5, 6 können beispielsweise Autos 4, Busse 5 oder Bahnen 6, z.B. Straßenbahnen oder U-Bahnen sein. Je nach Art des Verkehrsmittels 4, 5, 6 sind unterschiedliche Verkehrstrecken 7, 8, wie beispielsweise Straßen 7 oder Schienen 8 vorgesehen.
In einem ersten Schritt 101 des Verfahrens wird eine Anzahl von verfügbaren Verkehrsmitteln 4, 5, 6 der Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln 4, 5, 6 bestimmt. Die Anzahl der verfügbaren Verkehrsmittel 4, 5, 6 ist hierbei immer größer gleich 1 und kleiner gleich der Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln.
Ein Verkehrsmittel 4, 5, 6 ist für ein Gebäude verfügbar, wenn das Verkehrsmittel 4, 5, 6 höchstens in einem vordefinierten Abstand von dem Gebäude innerhalb des Verkehrsnetzes angeordnet ist. Je nach Art des Verkehrsmittels 4, 5, 6 kann dieser maximal zulässige Abstand variieren.
In einem zweiten Schritt 102 wird ein Belegungsprofil 1, 2, 3 des zumindest einen Gebäudes in Abhängigkeit von den ermittelten verfügbaren Verkehrsmitteln 4, 5, 6 ermittelt. Das Belegungsprofil 1, 2, 3 repräsentiert einen zeitlichen Verlauf einer Belegung des zumindest einen Gebäudes. Anschließend wird in einem dritten Schritt 103 das ermittelte Belegungsprofil 1, 2, 3 als Eingangsdaten für das Verkehrsmodell 205 des Verkehrsnetzes bereitgestellt.
2 zeigt ein System 200 zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell 205 eines Verkehrsnetzes.
Das System 200 weist eine erste Ermittlungseinheit 201 zum Ermitteln einer Anzahl von verfügbaren Verkehrsmitteln 4, 5, 6 der Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln 4, 5, 6 auf. Eine zweite Ermittlungseinheit 202 ist vorgesehen, um ein Belegungsprofil 1, 2, 3 des zumindest einen Gebäudes in Abhängigkeit von den ermittelten verfügbaren Verkehrsmitteln 4, 5, 6 zu ermitteln.
Sowohl die erste Ermittlungseinheit 201 als auch die zweite Ermittlungseinheit 202 können auf eine Datenbank 204 zugreifen, um Informationen über Verkehrsmittel 4, 5, 6 und Belegungen bzw. Eigenschaften von Gebäuden zu erhalten. Basierend auf diesen beispielsweise statistischen Informationen können die erste Ermittlungseinheit 201 und die zweite Ermittlungseinheit 202 automatisiert die verfügbaren Verkehrsmittel 4, 5, 6 bzw. die Belegungsprofile 1, 2, 3 ermitteln.
Eine Bereitstellungseinheit 203 stellt dann das ermittelte Belegungsprofil 1, 2, 3 als Eingangsdaten für das Verkehrsmodell 205 des Verkehrsnetzes bereit.
3 und 4 zeigen Ausführungsbeispiele eines Verkehrsmodells 205.
Das Verkehrsnetz gemäß dem Verkehrsmodell 205 weist eine Mehrzahl von Gebäuden auf, die durch ihre Belegungsprofile 1, 2, 3 dargestellt sind. Hierbei stellen die Belegungsprofile 1 Bürogebäude, Belegungsprofile 2 Wohngebäude und Belegungsprofile 3 Gebäude für den Einzelhandel oder andere Einkaufsmöglichkeiten dar. Die Belegung der Gebäude ändert sich mit der Zeit, wie durch die Zeit (x-Achse) gegenüber der Menge an Personen in dem Gebäude (y-Achse) gezeigt ist.
Die einzelnen Gebäude sind über unterschiedliche Verkehrsmittel erreichbar, wie es den Belegungsprofilen 1, 2, 3 entnommen werden kann. Die Belegung ist unterteilt in die unterschiedlichen Verkehrsmittel, so dass jede Belegung zeigt, wie viele Personen mit welchem Verkehrsmittel zu dem Gebäude kommen. Hierbei zeigt die Kurve 4 das Verkehrsmittel Auto, Kurve 5 das Verkehrsmittel Bus und Kurve 6 das Verkehrsmittel Bahn. Je nach Gebäude sind alle oder nur manche Verkehrsmittel verfügbar.
Wie dem Verkehrsmodell 205 des Weiteren entnommen werden kann, sind unterschiedliche Verkehrsstrecken, d.h. Straßen 7 und Schienen 8 vorgesehen. Diese können über Kreuzungen miteinander oder mit sich selbst verbunden sein. Es sind also Straßenkreuzungen 9, Schienenkreuzungen 10 sowie Straßen-Schienen-Kreuzungen 11 vorgesehen. Die Schienenkreuzungen 10 sowie die Straßen-Schienen-Kreuzungen 11 können gleichzeitig Haltestellen für Bahnen 6 darstellen. Bushaltestellen können an jeder Kreuzung oder auch an anderen Punkten im Verkehrsnetz vorgesehen sein. Zusätzlich berücksichtig das Verkehrsmodell auch Randknoten 12, die einen Zufluss zu und einen Abfluss von dem Verkehrsnetz darstellen.
In 4 zeigen die Belegungsprofile 1, 2, 3 sowohl einen Zuwachs als auch eine Abnahme der Belegung über die Zeit (Kurven 14–17). So steigt beispielsweise die Belegung in Bürogebäuden 1 am Morgen an, bleibt den Tag über stabil und nimmt am Abend wieder ab. Im Gegensatz dazu nimmt die Belegung von Wohngebäuden 2 am Morgen am, bleibt ebenfalls den Tag über stabil und nimmt am Abend wieder zu.
Zusätzlich zu den Belegungsprofilen 1, 2, 3 können für die einzelnen Kreuzungen 9, 10, 11 Abbiegewahrscheinlichkeiten definiert werden. Dies ist beispielhaft für zwei Kreuzungen gezeigt. Hierbei zeigen α11 – α41, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Verkehrsmittel 4, 5, 6 von einer Strecke kommend in welche Richtung abbiegen wird. β11 – β14 zeigen, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Verkehrsmittel 4, 5, 6, welches in eine Strecke einbiegt, aus welcher Richtung kommen wird. Diese Abbiegewahrscheinlichkeiten können zusätzlich zur Abschätzung des Verkehrsflusses verwendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013204424 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

The Cell Transmission Model. Part I: A Simple Dynamic Representation Of Highway Traffic. UC Berkeley: California Partners for Advanced Transit and Highways (PATH). Retrieved from http://escholarship.org/uc/item/0b6612tk [0033]
G. Flötteröd, K. Nagel (2005): Some practical extensions to the Cell Transmission Model. ITSC 2005 8th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems, Vienna, Austria [0033]

Claims

Verfahren zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell (205) eines Verkehrsnetzes, wobei zumindest ein Gebäude an das Verkehrsnetz angeschlossen ist und wobei das Verkehrsnetz eine Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln (4, 5, 6) aufweist, mit: Ermitteln (101) einer Anzahl von verfügbaren Verkehrsmitteln (4, 5, 6) der Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln (4, 5, 6), wobei ein Verkehrsmittel (4, 5, 6) für ein Gebäude verfügbar ist, wenn das Verkehrsmittel (4, 5, 6) höchstens in einem vordefinierten Abstand von dem Gebäude innerhalb des Verkehrsnetzes angeordnet ist, Ermitteln (102) eines Belegungsprofils (1, 2, 3) des zumindest einen Gebäudes in Abhängigkeit von den ermittelten verfügbaren Verkehrsmitteln (4, 5, 6), wobei das Belegungsprofil (1, 2, 3) einen zeitlichen Verlauf einer Belegung des zumindest einen Gebäudes repräsentiert, und Bereitstellen (103) des ermittelten Belegungsprofils (1, 2, 3) als Eingangsdaten für das Verkehrsmodell (205) des Verkehrsnetzes.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln (4, 5, 6) zumindest ein Auto (4), zumindest einen Bus (5) und/oder zumindest eine Bahn (6) aufweist, und dass das Ermitteln (101) der Anzahl von verfügbaren Verkehrsmitteln (4, 5, 6) ein Ermitteln von Verkehrsstrecken (7, 8) und/oder Haltestellen (10, 11) der Verkehrsmittel (4, 5, 6) höchstens in dem vordefinierten Abstand von dem Gebäude aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln (102) des Belegungsprofils (1, 2, 3) des zumindest einen Gebäudes ein Bewerten von Eigenschaften des zumindest einen Gebäudes aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaften strukturelle Eigenschaften des Gebäudes und/oder eine Verwendung des Gebäudes beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewerten der Eigenschaften automatisiert basierend auf statistischen Datenbanken (204) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Belegung des zumindest einen Gebäudes einen Verlauf über einen vorbestimmten Zeitraum repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Zeitraum einen Tag, eine Woche, einen Monat und/oder ein Jahr umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7, gekennzeichnet durch Berechnen eines Verkehrsflusses für jedes der Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln (4, 5, 6) basierend auf den Eingangsdaten.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen des Verkehrsflusses ein Bestimmen eines Verkehrszuflusses zu dem Verkehrsnetz und eines Verkehrsabflusses aus dem Verkehrsnetz aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen des Verkehrsflusses ein Bestimmen von Verkehrsflusszielen basierend auf dem Belegungsprofil (1, 2, 3) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln (102) des Belegungsprofils (1, 2, 3) ein Bestimmen von zumindest einem Wechsel von einer zunehmenden Belegung zu einer abnehmenden Belegung aufweist, wobei die zunehmende Belegung einem Verkehrszufluss zu dem zumindest einen Gebäude und die abnehmende Belegung einem Verkehrsabfluss von dem zumindest einen Gebäude entspricht, wobei ein Verkehrszufluss zu dem zumindest einen Gebäude das Gebäude als Verkehrsflussziel definiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9–11, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen des Verkehrsflusses ein Bestimmen von Wahrscheinlichkeiten (α11, α21, α31, α41, β11, β12, β13, β14) von Richtungen des Verkehrsflusses an Kreuzungen (9, 10, 11) des Verkehrsnetzes aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Belegungsprofil (1, 2, 3) für jedes der verfügbaren Verkehrsmittel (4, 5, 6) einen zeitlichen Verlauf einer Belegung des zumindest einen Gebäudes aufweist.
Computerprogrammprodukt, welches auf einer programmgesteuerten Einrichtung die Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
System (200) zum Bereitstellen von Eingangsdaten für ein Verkehrsmodell (205) eines Verkehrsnetzes, wobei zumindest ein Gebäude an das Verkehrsnetz angeschlossen ist und wobei das Verkehrsnetz eine Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln (4, 5, 6) aufweist, mit: einer ersten Ermittlungseinheit (201) zum Ermitteln einer Anzahl von verfügbaren Verkehrsmitteln (4, 5, 6) der Mehrzahl von unterschiedlichen Verkehrsmitteln (4, 5, 6), wobei ein Verkehrsmittel (4, 5, 6) für ein Gebäude verfügbar ist, wenn das Verkehrsmittel (4, 5, 6) höchstens in einem vordefinierten Abstand von dem Gebäude innerhalb des Verkehrsnetzes angeordnet ist, einer zweiten Ermittlungseinheit (202) zum Ermitteln eines Belegungsprofils (1, 2, 3) des zumindest einen Gebäudes in Abhängigkeit von den ermittelten verfügbaren Verkehrsmitteln (4, 5, 6), wobei das Belegungsprofil (1, 2, 3) einen zeitlichen Verlauf einer Belegung des zumindest einen Gebäudes repräsentiert, und einer Bereitstellungseinheit (203) zum Bereitstellen des ermittelten Belegungsprofils (1, 2, 3) als Eingangsdaten für das Verkehrsmodell (205) des Verkehrsnetzes.