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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Systeme, die Flottendaten von Kraftfahrzeugen auswerten und dazu mit Zeitstempeln versehene Positions- und Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen erfassen und speichern.
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Stand der Technik
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Es sind Zentraleinheiten bekannt, wie zum Beispiel Google Traffic, INRIX Traffic und dergleichen, die von einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen Positions- und Bewegungsdaten und weitere Fahrzeugdaten, wie beispielsweise über Umfeldobjekte und dergleichen aggregieren. Über die Art der Kommunikationsverbindung oder eine sonstige beigefügte Identifikationsinformation können die Positions- und Bewegungsdaten einem bestimmten Kraftfahrzeug und somit einem bestimmten Fahrer zugeordnet werden. Dadurch entsteht ein Grundproblem, dass die personenbezogenen Daten nicht ausreichend geschützt werden können, so dass die Akzeptanz zum Einsatz derartiger Systeme begrenzt ist. Insbesondere müssen bei einem Unfall oder bei dem Verdacht einer Straftat aufgezeichnete Daten herausgegeben werden, so dass ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs, das Positions- und Bewegungsdaten an die Zentraleinheit übermittelt, gegenüber einem Fahrer eines Kraftfahrzeugs, der keine Erfassung der Positions- und Bewegungsdaten zulässt, benachteiligt ist, da die Daten Informationen enthalten können, deren Veröffentlichung für den Fahrer nachteilig ist.
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Als eine Möglichkeit zur Anonymisierung von Daten können die Positions- und Bewegungsdaten nur abschnittsweise aufgezeichnet und übermittelt werden, oder Fahrzeugdaten im Fahrzeug so weiterverarbeitet werden, dass nur resultierende Metadaten gespeichert und an die Zentraleinheit weitergereicht werden. Liegen jedoch Metadaten vor, so ist die Nachvollziehbarkeit in der Regel nicht mehr gewährleistet, jedoch man verliert die Möglichkeit, in der Zentraleinheit weitergehende Analysen basierend auf ursprünglichen Positions- und Bewegungsdaten durchzuführen.
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Weiterhin ist bekannt, die im Kraftfahrzeug gespeicherten Positions- und Bewegungsdaten zu verschlüsseln und anonymisiert an die Zentraleinheit bereitzustellen, so dass kein Rückschluss auf den Fahrer des Kraftfahrzeugs möglich ist.
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Aus der
DE 10 2011 106 295 A1 ist ein Verfahren zum bidirektionalen Übertragen von Daten zwischen Kraftfahrzeugen und einem Dienstanbieter bekannt, mit den Schritten des Bereitstellens von von den Kraftfahrzeugen empfangbaren und von dem Dienstanbieter stammenden Informationsdaten über eine Dateninfrastrukturwolke, des Bereitstellens von einen Verkehrszustand beschreibenden und von den Kraftfahrzeugen stammenden Verkehrsdaten, und des ausschließlichen Bereitstellens der Verkehrsdaten an den Dienstanbieter über eine von einem Sicherheitsbetreiber betriebene Backend-Servervorrichtung.
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Aus der Druckschrift
US 2011 / 0 131 238 A1 ist ein Verfahren in einem mobilen Gerät zum Bewerten mindestens einer Eigenschaft der Nutzung einer Verkehrsinfrastruktur bekannt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Verarbeiten in der mobilen Vorrichtung von Positionsdaten, die eine von der mobilen Vorrichtung genommene Route in der Verkehrsinfrastruktur darstellen, durch Resampling der Positionsdaten, Erzeugen von Bündeln von neu abgetasteten Positionsdaten und Umordnen der erzeugten Bündel.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren darzustellen, bei dem Positions- und Bewegungsdaten gespeichert und an eine Zentraleinheit bereitgestellt werden können, diese jedoch bei einer Verpflichtung zur Herausgabe nicht nachteilig für den Fahrer des Kraftfahrzeugs verwendet werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Anonymisierung von zu speichernden und/oder zu übermittelnden Fahrzeugdaten gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung und das System gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
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Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum anonymen Bereitstellen von Fahrzeugdaten vorgesehen, mit folgenden Schritten:
- - Bereitstellen von Original-Fahrzeugdaten, die einen oder mehrere befahrenen Streckenabschnitte einer von einem Kraftfahrzeug gefahrenen Fahrstrecke und den Zeitbereich des Befahrens des einen oder der mehreren Streckenabschnitte angeben;
- - Generieren von künstlichen Fahrzeugdaten, die mindestens eine weitere künstliche Fahrstrecke angeben;
- - Speichern und/oder Übermitteln der Original-Fahrzeugdaten und der künstlichen Fahrzeugdaten.
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Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, zusätzlich zu den realen einer tatsächlich befahrenen Original-Fahrstrecke eines Kraftfahrzeugs entsprechende Fahrzeugdaten weitere Fahrzeugdaten zu generieren, die mindestens eine zusätzliche künstliche Fahrstrecke beschreiben. Die künstliche Fahrstrecke entspricht einer nicht aktuell, d.h. zum Zeitpunkt des Befahrens der Original-Fahrstrecke, von dem betreffenden Kraftfahrzeug gefahrenen Fahrstrecke und besitzt eine örtliche und zeitliche Ähnlichkeit zur Original-Fahrstrecke. Die Original-Fahrstrecke und die künstliche Fahrstrecke können zum Beispiel auf Basis etwaiger Zeugenaussagen über Ort und Zeit der Sichtung eines Ereignisses nicht eindeutig voneinander unterschieden werden. Die zusätzlichen künstlichen Fahrstrecken werden aus dem bereits vorhandenen Datensatz an Fahrstrecken zufällig ausgewählt, und der zeitliche Offset der gesampelten Fahrstrecke wird so gewählt, dass die örtliche und zeitliche Ähnlichkeit zur ursprünglichen Fahrstrecke abschnittsweise gewährleistet ist. Weiterhin muss die künstliche Fahrstrecke dynamische Verkehrsregelungen, wie beispielsweise von Lichtsignalanlagen und dynamischen Objekten, in plausibler Weise berücksichtigen.
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Die Original-Fahrzeugdaten können an die Zentraleinheit übermittelt werden, so dass die künstlichen Fahrzeugdaten in der Zentraleinheit erzeugt und hinzugefügt werden, wobei eine Angabe über die Anzahl der durch die künstlichen Fahrzeugdaten angegebenen weiteren Fahrstrecken bereitgestellt wird, um basierend auf den gesamten Fahrstrecken eine statistische Auswertung vornehmen zu können.
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Wenn alternativ die künstlichen Fahrzeugdaten im Kraftfahrzeug generiert werden, können die Original-Fahrzeugdaten und die künstlichen Fahrzeugdaten an eine Zentraleinheit für eine statistische Auswertung übermittelt werden, wobei eine Angabe über die Anzahl der durch die künstlichen Fahrzeugdaten angegebenen weiteren Fahrstrecken übermittelt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die weitere Fahrstrecke einen von der von dem Kraftfahrzeug gefahrenen Fahrstrecke unterschiedlichen Verlauf aufweisen und/oder mindestens einen mit einem der befahrenen Streckenabschnitte identischen Streckenabschnitt aufweisen, der einem Zeitbereich zugeordnet ist, der von dem Zeitbereich des befahrenen Streckenabschnitts um eine Zeitverschiebung verschieden ist. Dadurch ist es möglich, eine künstliche Fahrstrecke zu generieren, die einer tatsächlich gefahrenen Fahrstrecke entsprechen könnte.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Zeitverschiebung zufällig gewählt wird, insbesondere als eine Zeitverschiebung zwischen 1 bis 30 Minuten, insbesondere als eine Zeitverschiebung zwischen 2 bis 5 Minuten.
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Gemäß einer Ausführungsform kann jede der künstlichen Fahrstrecken so generiert werden, dass die Streckenabschnitte zusammenhängend sind und diesen aufeinanderfolgende Zeitbereiche zugeordnet sind, so dass die weitere künstlichen Fahrstrecke einer realistisch zu befahrenen Fahrstrecke entsprechen könnte.
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Weiterhin kann jede der künstlichen Fahrstrecken so generiert werden, dass der zuletzt tatsächlich befahrene Streckenabschnitt einem verschiedenen Zeitbereich zugeordnet wird, um einen künstlichen Streckenabschnitt zu erhalten, wobei die künstliche Fahrstrecke durch Hinzufügen eines weiteren oder mehreren weiteren zusammenhängenden Streckenabschnitten generiert wird.
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Es kann vorgesehen sein, dass zu der von dem Kraftfahrzeug gefahrenen Original-Fahrstrecke mindestens eine weitere künstliche Fahrstrecke generiert wird, die sich regelkonform verhält, d.h. z.B. vorgeschriebene Geschwindigkeitsbegrenzungen einhält. Dazu kann die künstliche Fahrstrecke unter Vorgabe einzuhaltener Regeln durch eine Zusammenstellung von zeitlich aufeinanderfolgenden Streckenabschnitten
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Insbesondere können die weiteren oder die mehreren weiteren zusammenhängenden Streckenabschnitte abhängig von Verkehrszuständen bzw. Verkehrssituationen und/oder einer Tageszeit ausgewählt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum anonymen Bereitstellen von Fahrzeugdaten vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:
- - Original-Fahrzeugdaten bereitzustellen, die einen oder mehrere befahrenen Streckenabschnitte einer von dem Kraftfahrzeug gefahrenen Fahrstrecke und den Zeitbereich des Befahrens des einen oder der mehreren Streckenabschnitte angeben;
- - künstliche Fahrzeugdaten zu generieren, die mindestens eine weitere künstliche Fahrstrecke angeben,
- - die Original-Fahrzeugdaten und die künstlichen Fahrzeugdaten bereitzustellen.
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Figurenliste
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Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Erfassung von Positions- und Bewegungsdaten eines Kraftfahrzeugs und zur Übermittlung für eine Auswertung an eine Zentraleinheit; und
- 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Anonymisierung von Fahrzeugdaten;
- 3 eine Darstellung einer Original-Fahrstrecke und mehrerer künstlicher Fahrstrecken.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In 1 ist ein schematisch ein System dargestellt, mit dem Fahrzeugdaten in einem Kraftfahrzeug 3 erfasst werden können. Das System des Kraftfahrzeugs umfasst eine Positionserfassungseinheit 31 zur Erfassung einer geographischen Position des Kraftfahrzeugs. Die Positionserfassungseinheit 31 kann beispielsweise einen GPS-Empfänger oder dergleichen aufweisen, um globale Positionsdaten des Kraftfahrzeugs 3 zu erfassen und darüber hinaus daraus Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs zu ermitteln und bereitzustellen. Weiterhin können die Fahrzeugdaten durch Daten weiterer fahrzeuginterner Sensoren ergänzt werden.
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Weiterhin kann das Kraftfahrzeug mit einer Sende-/Empfangseinheit 32 versehen sein, um Fahrzeugdaten an eine fahrzeugexterne Zentraleinheit 2 übermitteln. Die Fahrzeugdaten umfassen die Positions- und Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs 3 zusammen mit einem Zeitstempel, der den Zeitpunkt der Erfassung der Positions- und Bewegungsdatenangibt, und mit einer Fahrzeug- und/oder Fahreridentifikation. Im Wesentlichen geben die Fahrzeugdaten Streckenabschnitte von Fahrstrecken an, und die Zeitbereiche in denen diese befahren worden sind. Die Fahrzeugdaten können kontinuierlich oder blockweise übertragen werden. Insbesondere können die Fahrzeugdaten immer dann übertragen werden, wenn ein Streckenabschnitt vollständig durchfahren worden ist. Die Streckenabschnitte können dabei durch eine bestimmte Länge oder durch Kartendaten vorgegeben sein.
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Das Kraftfahrzeug 3 umfasst weiterhin eine Steuereinheit 33, die die Erfassung der Positionsdaten und Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs 3 und deren entsprechende Übermittlung an die Zentraleinheit 2 steuert.
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Weiter führt die Steuereinheit 33 eine Anonymisierung der Fahrzeugdaten durch. In dem Flottendatenspeicher 22 werden die von dem Kraftfahrzeug 3 übermittelten Fahrzeugdaten des Kraftfahrzeugs 3 gespeichert.
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Die Zentraleinheit 2 umfasst eine Verarbeitungseinheit 21, einen Flottendatenspeicher 22 und eine Sende-/Empfangseinheit 23. Die Verarbeitungseinheit 21 ist ausgebildet, um basierend auf von einer Menge von Kraftfahrzeugen empfangenen Fahrzeugdaten statistische Auswertungen über Streckenabschnitte von Fahrstrecken vorzunehmen. Der Flottendatenspeicher 22 dient zum Speichern der Fahrzeugdaten der Menge von Kraftfahrzeugen. Die Sende-/Empfangseinheit 23 dient zum Empfangen der Fahrzeugdaten und zum Übertragen von Streckenabschnittsbezogener Informationen an eines oder mehrere Kraftfahrzeuge.
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In der Zentraleinheit 2 können basierend auf einer Vielzahl von Fahrzeugdaten Auswertungen und Analysen über das Fahrer- bzw. Fahrzeugverhalten an bestimmten Streckenabschnitten durch eine statistische Auswertung der Fahrzeugdaten erhalten werden.
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Es besteht jedoch das Problem, dass zur Übermittlung der Fahrzeugdaten diese individualisiert werden müssen und in der Zentraleinheit 2 und/oder in dem Kraftfahrzeug 3 so gespeichert bleiben, dass diese nachträglich auslesbar sind und insbesondere als Beweismittel dienen können. Dies kann unter Umständen einen Nachteil für den Fahrer darstellen, so dass die Akzeptanz eines solchen Systems zur Erfassung und Übermittlung und Fahrzeugdaten verringert ist.
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Es wird daher vorgeschlagen, die an die Zentraleinheit 2 und die in dem Kraftfahrzeug gespeicherten Fahrzeugdaten zu anonymisieren, indem zusätzliche Fahrzeugdaten generiert werden, die realistische jedoch nicht tatsächlich vom Fahrer gefahrene Fahrstreckenverläufe beschreiben. Die tatsächlich gefahrene Original-Fahrstrecke wird dann durch Fahrzeugdaten repräsentiert, die in einer Menge von eine oder mehrere künstliche Fahrstrecken repräsentierenden Fahrzeugdaten enthalten sind, jedoch nicht daraus nachträglich extrahiert werden können. Die künstlichen Fahrstrecken sollen sich dabei von der Original-Fahrstrecke entweder durch einen oder mehrere Streckenabschnitte und/ oder in der zeitlichen Angabe des Befahrens der mit der Original-Fahrstrecke identischen Streckenabschnitte unterscheiden.
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Die Steuereinheit 33 im Kraftfahrzeug 3 führt dazu ein Anonymisierungsverfahren durch, das im Flussdiagramm der 2 dargestellt ist.
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In Schritt S1 werden Bewegungs- und Positionsdaten des Kraftfahrzeugs kontinuierlich erfasst und mit einem Zeitstempel versehen, um Fahrzeugdaten zu erhalten. Kontinuierlich oder in regelmäßigen und/oder vorbestimmten zeitlichen Abständen ist nun in Schritt S2 vorgesehen, die Fahrzeugdaten als eine Information über die Bewegung des Kraftfahrzeugs entlang einer Fahrstrecke an die Zentraleinheit 2 zu übermitteln, so dass dort eine Information über eine vom Kraftfahrzeug gefahrenen Original-Fahrstrecke vorliegt. Die Zentraleinheit 2 soll eine statistische Auswertung dieser und von einer Vielzahl weiterer Kraftfahrzeuge empfangenen Fahrzeugdaten vornehmen.
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Um nun die tatsächlichen Angaben über die gefahrene Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs zu verschleiern, werden in Schritt S3 in der Zentraleinheit 2 weitere künstliche Fahrzeugdaten betreffend weiterer ähnlicher künstlicher Fahrstrecken hinzugefügt und so die tatsächlich gefahrene Original-Fahrstrecke verschleiert, da die hinzugefügten künstlichen Fahrzeugdaten künstliche Fahrstrecken angeben, die in gleichem Maße plausibel sind wie die tatsächlich gefahrene Original-Fahrstrecke.
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So werden künstliche Fahrzeugdaten für eine oder mehrere weitere künstliche Fahrstrecken generiert. Jede der weiteren künstlichen Fahrstrecken ist aus aneinanderhängenden künstlichen Streckenabschnitten zusammengesetzt, die eine realistische Fahrstrecke bilden. Jede künstliche Fahrstrecke kann sich abschnittsweise aus Streckenabschnitten von tatsächlich gefahrenen Fahrstrecken von früheren Fahrten zusammensetzen, so dass die so gebildete künstliche Fahrstrecke einer realistischen Fahrstrecke entsprechen könnte. Insbesondere soll zu der von dem Kraftfahrzeug gefahrenen Original-Fahrstrecke mindestens eine weitere künstliche Fahrstrecke generiert werden, die sich regelkonform verhält, d.h. die künstlichen Fahrzeugdaten werden so generiert, dass sich auf allen Streckenabschnitten der mindestens einen weiteren künstlichen Fahrstrecke auf die Einhaltung der dort vorgeschriebenen Verkehrsregeln schließen lässt, wie z.B. die Einhaltung von Geschwindigkeitsbegrenzungen.
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Jede der künstlichen Fahrstrecken wird durch einen Verlauf bzw. eine Abfolge von Fahrzeugdaten beschrieben, die über das Befahren eines Streckenabschnitts der tatsächlich gefahrenen Original-Fahrstrecke, der zuletzt aufgezeichnet worden ist und entsprechend übermittelt wird. Bei der Auswahl der Streckenabschnitte der künstlichen Fahrstrecke kann darauf geachtet werden, dass diese während ähnlichen Verkehrszuständen bzw. Verkehrssituationen wie Stau, freie Fahrt, Berufsverkehr, Tageszeit stammen.
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Damit die zusätzlich generierten künstlichen Fahrstrecken realistisch sind, müssen die enthaltenen künstlichen Streckenabschnitte aneinander angrenzen und dürfen sich zeitlich nicht überlappen.
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Im Detail kann die Generierung der zusätzlichen künstlichen Fahrstrecken dadurch erfolgen, dass für den momentan befahrenen Original-Streckenabschnitt ein oder mehrere zusätzliche künstlichen Fahrstrecken generiert werden. Dabei werden für den momentan befahrenen Original-Streckenabschnitt mehrere unterschiedliche Zeitbereiche des Befahrens generiert z.B. zufällig generiert, die als künstliche Streckenabschnitte bereitgestellt werden. Die zusätzlichen Zeitbereiche können durch Vorgabe einer vorgegebenen oder zufälligen Zeitverschiebung in zeitlicher Nähe desjenigen Zeitbereichs generiert werden, während dem der Original-Streckenabschnitt tatsächlich befahren worden ist, z.B. innerhalb eines Zeitraums von bis zu 1- 2 Stunden zuvor und 1- 2 Stunden danach.
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Anschließend werden aus früheren Fahrten jedem der künstlichen Streckenabschnitte ein oder mehrere aufeinanderfolgende Streckenabschnitte so hinzugefügt, dass künstliche Fahrstrecken aus zusammenhängenden Streckenabschnitten gebildet werden. Die Zeitbereiche während der die ein oder mehrere aufeinanderfolgenden hinzugefügten Streckenabschnitte befahren werden, ergeben sich aus den Zeitdauern, die zuvor für das tatsächliche Befahren dieser Streckenabschnitte benötigt worden ist. Dadurch können neben der tatsächlich befahrenen Original-Fahrstrecke auch realistische jedoch nicht befahrene künstliche Fahrstrecken generiert und gespeichert werden.
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Zusätzliche Kontextinformationen, die von anderen Quellen der Zentraleinheit zur Verfügung stehen, können berücksichtigt werden. Ist z.B. bekannt, dass auf der aktuellen Fahrstrecke momentan Stau herrscht, sollte auch bei der Wahl der künstlichen Fahrstrecke darauf geachtet werden, dass ein Streckenabschnitt mit einem Stau hinzugenommen wird. Eine künstliche Fahrstrecke mit einer staufreien Fahrt wäre im Nachhinein leicht als künstlich erzeugte Fahrstrecke identifizierbar. Als Kontextinformationen können beispielsweise Informationen über zeitlich begrenzte Streckensperrungen oder Informationen über die Schaltzeiten von Lichtsignalanlagen, die von Verkehrszentralen bereitgestellt werden können, berücksichtigt werden.
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In Schritt S4 werden die Fahrzeugdaten der gefahrenen Original-Fahrstrecke und der zusätzlich generierten einen oder mehreren künstlichen Fahrstrecken in der Zentraleinheit 2 gemeinsam gespeichert, so dass keine Unterscheidung zwischen den Fahrzeugdaten, die die Original-Fahrstrecke beschreiben, und den Fahrzeugdaten, die die zusätzlich generierten einen oder mehreren künstlichen Fahrstrecken beschreiben, mehr getroffen werden kann.
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Das Verfahren kann regelmäßig, zyklisch oder zu vorgegebenen Zeitpunkten durchgeführt werden.
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Damit weiterhin statistische Analysen hinsichtlich fahreranonymer Informationen in der Zentraleinheit 2 möglich sind, wie z.B. die Ermittlung statischer Karteninformationen über Kreuzungen, ist es hilfreich, dass die Anzahl der erzeugten künstlichen Fahrstrecken ebenfalls der Zentraleinheit 2 mitgeteilt wird. Aus der entsprechenden Anzahl ergibt sich ein Faktor, der bei der Berechnung der statistischen Größen in der Zentraleinheit 2 berücksichtigt werden kann.
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Die statistische Auswertung bleibt möglich. Beispielsweise kann eine Schätzung der Verkehrsdichte auf Grundlage der Überfahrungen bzw. Durchfahrungen eines Streckenabschnitts basierend auf den Original-Fahrzeugdaten und den künstlichen Fahrzeugdaten vorgenommen werden. Wenn z.B. für Original-Fahrstrecke vier weitere künstliche Fahrstrecken in den Fahrzeugdaten angegeben werden, kann die Verkehrsdichte auf einem bestimmten Streckenabschnitt durch Division der gesamt bereitgestellten Fahrstrecken durch den bestimmten Streckenabschnitt ermittelt werden.
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In 3 ist beispielhaft eine tatsächliche gefahrene Original-Fahrstrecke OF und weitere zusätzlich generierte künstliche Fahrstrecken FF1, FF2, FF3 dargestellt. Man erkennt, dass alle Fahrstrecken einen gemeinsamen Bereich aufweisen, sich aber im weiteren Verlauf von der tatsächlich gefahrenen Fahrstrecke unterscheiden.
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Durch das oben beschriebene Verfahren ist eine eindeutige Zuordnung der in der Zentraleinheit 2 gespeicherten Daten und dem Fahrer des Kraftfahrzeugs nicht mehr möglich. Trotzdem ist eine statistische Auswertung der zugrunde liegenden, mit den weiteren Fahrzeugdaten ergänzten Daten möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 2
- Zentraleinheit
- 21
- Verarbeitungseinheit
- 22
- Flottendatenspeicher
- 23
- Sende-/Empfangseinheit
- 3
- Kraftfahrzeug
- 31
- Positionserfassungseinheit
- 32
- Sende-/Empfangseinheit
- 33
- Steuereinheit
