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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Routenplanung basierend auf einer Analyse von Daten einer Fahrzeugflotte, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Telematik und Assistenzsysteme und beschreibt ein Verfahren zur dynamischen Routenberechnung, das auf einer Datenanalyse von Flottendaten basiert. Die Entwicklung vernetzter Fahrzeuge im Straßenverkehr ist eine Entwicklung, welche zunehmend zum Tragen kommt und dabei Flottendaten im gesamten Straßennetz verfügbar macht, welche mit einem Vorteil für den Fahrzeugnutzer ausgewertet werden können.
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Die
DE 10 2015 008 968 A1 beschreibt ein Verfahren zur Auswertung von Fahrzeugdaten, bei denen veränderliche Positionen der Fahrzeuge über einen Zeitraum hinweg erfasst und hinsichtlich der statistischen Häufigkeit bzw. Verteilung der Fahrzeuge an den jeweiligen Positionen ausgewertet werden. Das Ziel der genannten Offenlegungsschrift liegt in der vereinfachten Generierung von Kartendaten. Die Auswertung lässt sich jedoch als statistische Auswertung der Daten der Fahrzeugflotte unter Berücksichtigung der Streckenabschnitte auch anderweitig nutzen.
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Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur dynamischen Routenplanung anzugeben, welches eine verbesserte Routenplanung auf Basis der Auswertung von Daten einer Fahrzeugflotte bietet. Insbesondere sollen Fahrzeiten für den Nutzer des erfindungsgemäßen Verfahrens optimiert werden.
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Erfindungsgemäß wird dieses Verfahren durch die Merkmale im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wertet die Flottendaten unter Berücksichtigung einzelner Streckenabschnitte einer auszuwertenden Strecke bzw. Fahrstrecke, insbesondere einer Schnellstraße oder Autobahn, aus. Erfindungsgemäß wird dabei für jeden der Streckenabschnitte ein Median und/oder ein Mittelwert der Zeitvorteile von Alternativrouten zu diesem Streckenabschnitt bestimmt. Dies erfolgt aus den Flottendaten. Alternativrouten werden dann bei der Routenplanung in dem jeweiligen Fahrzeug aktuell berücksichtigt, falls ein gewichteter Mittelwert aus dem bestimmten Median aller historischen Zeitvorteile und aus dem aktuell bestimmten Zeitvorteil, welcher sich ebenfalls aus einer Analyse der Flottendaten ermitteln lässt, einen streckenbezogenen Wert übersteigt.
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Die Flottendaten werden also ausgewertet, um potenzielle Zeitvorteile von Fahrern auf verschiedenen Streckenabschnitten der Strecke zu analysieren. Dabei kann eine Statistik aufgestellt werden, an welchen Streckenabschnitten welche Zeitvorteile im Median oder Mittel erzielt werden konnten. Alternativrouten können dann Zeitvorteile gegenüber der Strecke, beispielsweise einer Autobahn, haben, wenn auf dieser eine Verkehrsstörung, beispielsweise ein Stau, vorliegt. Um eine Routenentscheidung, welche insbesondere durch ein Navigationssystem in dem Fahrzeug vorgenommen oder zumindest vorgeschlagen wird, zu unterstützen, kann anhand der Flottendaten untersucht werden, an welchen der Streckenabschnitte der Gesamtstrecke welche Zeitvorteile in etwa zu erwarten sind. Dies kann mit dem aktuell vorliegenden Zeitvorteil an einem Entscheidungspunkt verglichen und entsprechend bewertet werden. So kann festgestellt werden, bei welchem oder welchen aufeinanderfolgenden Streckenabschnitten die Umfahrung sich lohnt und bei welchen voraussichtlich nicht. Die dynamische Routenplanung gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt es so, Zeitvorteile zu generieren, wann immer diese auch tatsächlich zu erwarten sind. Für Fälle, für die anhand der entsprechenden Auswertung keine oder keine nennenswerten Zeitvorteile zu erwarten sind, kann dann auf eine Änderung in der Routenplanung verzichtet werden, da eine solche insbesondere auch mit der Gefahr von Zeitverlusten einhergehen kann.
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Die Auswertung der Daten der Fahrzeugflotte kann dabei gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee mittels eines Backend Servers erfolgen, welcher mit den Fahrzeugen der Fahrzeugflotte zumindest von Zeit zu Zeit in einer Kommunikationsverbindung steht. Ein solcher Backend Server, vorzugsweise im Internet, welcher auch als „Vehicle Backend” bezeichnet wird, bietet sich für die Auswertung der Daten der Fahrzeugflotte an, da hierdurch eine entsprechend große Rechenleistung für die Auswertealgorithmen zur Verfügung gestellt werden kann, sodass die Auswertung entsprechend schnell und effizient erfolgen kann. Durch die zumindest von Zeit zu Zeit, insbesondere wenn das Fahrzeug nicht innerhalb eines Funklochs ist, vorhandene Datenverbindung mit dem Fahrzeug kann dann der Austausch der notwendigen Daten für das erfindungsgemäße Verfahren erfolgen.
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Dabei kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee über den Backend Server ein aktueller Zeitvorteil für den jeweiligen Streckenabschnitt aus den aktuellen Fahrzeugdaten ermittelt und an zumindest einige der Fahrzeuge der Flotte übertragen werden. Über den Backend Server werden also nicht nur die historischen Zeitvorteile entsprechend ausgewertet und ihr Mittelwert oder vorzugsweise ihr Median, welcher gegen einzelne Ausreißer deutlich weniger empfindlich ist, ermittelt. Vielmehr kann über den Backend Server auch ein aktueller Zeitvorteil anhand der verfügbaren Flottendaten übermittelt und für das erfindungsgemäße Verfahren an das Fahrzeug übertragen werden.
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Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee ist es dabei so, dass der auf den jeweiligen Streckenabschnitt bezogene Wert parametrisierbar ist, wobei die Parameter von einem Nutzer veränderbar sind. So können beispielsweise fest vorgegebene Parameter verwendet werden, welche insbesondere einen Zeitvorteil gegenüber dem Median der historischen Zeitvorteile als Parameter beinhalten sowie vorzugsweise einen weiteren, und vorzugsweise größeren, Zeitvorteil gegenüber den aktuellen Zeitvorteilen, welche aus den Flottendaten entsprechend ermittelt worden sind. Entsprechend einer solchen Parametrisierung, welche beispielsweise auch von einer Nutzererwartung eines Zeitvorteils von beispielsweise wenigstens fünf Minuten ergänzt oder ersetzt werden kann, lässt sich dann für die dynamische Routenplanung gemäß der Erfindung eine Entscheidung für oder gegen eine Alternativroute im Sinne des Nutzers und der Effizienz der Fahrt entsprechend bestimmen.
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Die ermittelten Zeitvorteile für die alternativen Routen lassen sich dann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens zum jeweiligen Streckenabschnitt in dem Fahrzeug speichern und über eine Datenverbindung zum Backend Server, falls diese vorhanden ist, entsprechend aktualisieren. Innerhalb des Fahrzeugs kann dann immer auf die gespeicherten Werte zurückgegriffen werden, sodass eine dynamische Anpassung der Route auch dann möglich ist, wenn vorübergehend, beispielsweise aufgrund eines Funklochs, keine Verbindung zu dem Backend Server aufgebaut werden kann.
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Die Auswertung der Flottendaten in dem Backend Server kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee in Abhängigkeit von Tag und Tageszeit erfolgen. Hierdurch ist es möglich, für bestimmte Wochentage und bestimmte Zeiten, beispielsweise für die sogenannten Stoßzeiten, entsprechend andere Werte zur Verfügung zu stellen, wie beispielsweise für Feiertage, Wochenenden oder eine Fahrt außerhalb der klassischen „Stoßzeiten”.
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Entsprechend einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Idee können außerdem weitere Kenngrößen genutzt werden, sodass die Flottendaten nach weiteren Kenngrößen der Zeitvorteile ausgewertet werden können. Diese weiteren Kenngrößen können zum Beispiel die Anzahl der Fahrer auf der jeweiligen Alternativroute berücksichtigen, um eine Aussage über die Zuverlässigkeit des aktuellen mittleren Zeitvorteils zu erreichen. Alternativ oder ergänzend hierzu können die weiteren Kenngrößen, nachdem die Zeitvorteile ausgewertet werden, auch das Verhältnis der Fahrzeuge der Flotte auf der Hauptroute einerseits und auf der Alternativroute andererseits umfassen, um so Kenngrößen und Daten zu generieren, welche die zukünftigen Werte entsprechend beeinflussen und die zukünftige dynamische Routenplanung noch weiter verbessern können.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich auch aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand eines exemplarischen Beispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher dargestellt ist.
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Dabei zeigen:
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1 eine prinzipmäßig angedeutete Fahrzeugflotte mit einer Auswertung der Flottendaten in einem Vehicle Backend;
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2 die linksschiefe Verteilung von Reisezeitgewinnen auf einer exemplarischen Strecke in beiden Fahrtrichtungen; und
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3 ein Diagramm der Zeitvorteile und Nachteile auf der Strecke durch die Nutzung von Alternativrouten sowie die Anzahl der im jeweiligen Streckenabschnitt ausgewerteten Fahrzeuge der Fahrzeugflotte.
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In der Darstellung der 1 ist eine exemplarisch angedeutete Fahrzeugflotte zu erkennen, welche über eine beispielhaft für die Darstellung vergleichsweise klein gewählte Anzahl von jeweils mit 1 bezeichneten Fahrzeugen verfügt. Die Fahrzeuge 1 der Fahrzeugflotte stehen dabei jeweils in einer Kommunikationsverbindung mit einem Vehicle Backend2, also einem zentralen Backend Server. Die Kommunikationsverbindung, welche hier angedeutet ist, kann beispielsweise als Mobilfunkverbindung oder als Internetverbindung über mobile Kommunikationskanäle ausgebildet sein. Die Fahrzeuge 1 bewegen sich überwiegend in zwei verschiedene Fahrtrichtungen auf einer mit 3 bezeichneten Fahrtstrecke, entweder in einer Fahrtrichtung von A nach B oder umgekehrt. Für einen Teil der Strecke 3 ist außerdem eine mit 4 bezeichnete Alternativroute angedeutet, welche beispielsweise im Falle einer Verkehrsverzögerung, beispielsweise eines Staus oder eines Unfalls, auf dem parallel laufenden Bereich der Fahrtstrecke 3, gewählt werden kann, um hierdurch einen Zeitvorteil für die Fahrt von A nach B oder umgekehrt zu erzielen.
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In der Darstellung der 2 ist in einer Auswertung der Daten der Fahrzeugflotte die linksschiefe Verteilung der Zeitvorteile, welche auf der Y-Achse in Sekunden angegeben sind, zu erkennen. Dabei ist einmal die Fahrtrichtung von A nach B und einmal von B nach A entsprechend aufgetragen. Um diese Daten zu erheben, senden die Fahrzeuge 1 der Fahrzeugflotte regelmäßig zumindest die aktuelle Position und den Zeitpunkt, zu welchem sie diese Position innehatten, an den Vehicle Backend 2. Dies kann prinzipiell auch zeitverzögert erfolgen, wenn das jeweilige Fahrzeug 1 sich in einem Funkloch befindet. In diesem Fall werden die Daten in dem Fahrzeug1 entsprechend gespeichert und dann gesendet, wenn wieder eine Funkverbindung zur Verfügung steht.
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Jedes der Fahrzeuge 1 soll über ein Navigationssystem für eine Routenplanung verfügen. Dieses Navigationssystem soll in der Lage sein, eine dynamische Routenplanung zum Erreichen von Zeitvorteilen vorzunehmen. Es kann dazu sowohl auf gespeicherte Daten des Navigationssystems als auch auf Daten des Vehicle Backends 2 zugreifen, wobei die Daten vom Vehicle Backend heruntergeladen und in dem Navigationssystem zwischengespeichert werden können, sodass auch im Falle, dass das Fahrzeug1 sich aktuell in einem Funkloch befindet, vergleichsweise aktuelle Daten, wie sie auf dem Vehicle Backend 2 verfügbar sind, in dem Fahrzeug vorliegen.
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Die Darstellung der 3 zeigt auf der linken Seite von oben nach unten eine Unterteilung in 43 Streckenabschnitte SA. Auf der rechten Seite sind die von der Fahrzeugflotte im jeweiligen Streckenabschnitt fahrenden Fahrzeuge 1 in ihrer Gesamtzahl zwischen 0 und 1200 entsprechend dargestellt. Auf der linken Seite ist durch die beiden dicken Linien der Mittelwert bzw. der Median der Zeitvorteile zu erkennen. Für das Verfahren lässt sich dabei sowohl der Mittelwert als auch der Median verwenden. Beide sind in der Statistik bekannte Größen. Demnach ist dem Fachmann klar, dass er je nach Einsatzzweck den einen oder den anderen wählt. So ist beispielsweise der Median weniger anfällig für Ausreißer und liefert bereits bei einer vergleichsweise kleinen Stichprobe von Einzelwerten zuverlässige Ergebnisse. In der Grafik ist zu erkennen, dass Median und Mittelwert hier relativ oft dicht beieinander liegen, sodass der Fachmann je nach Einsatzzweck den einen oder den anderen wählt, oder sich auf einen der beiden festlegt.
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Dabei ist es so, dass bei einer Vielzahl von historischen Werten Ausreißer nach Möglichkeit unberücksichtigt bleiben sollen, weshalb sich hier der Median der historischen Zeitwerte als Eingangsgröße für den gewichteten Mittelwert besonders anbietet. Dahingegen ist bei den aktuell ermittelten Werten die Bedeutung von Ausreißern durchaus erheblich. Ein einzelner Ausreißer, welcher beispielsweise einen sehr viel größeren oder sehr viel geringeren Zeitvorteil als erwartet hat, kann hier für eine entsprechende Verkehrssituation auf der Alternativroute 4 stehen, beispielsweise einen sich dort ebenfalls ausbildenden Stau bei größeren Zeitverlusten. Deshalb ist es sinnvoll, hier mit dem Mittelwert zu arbeiten, um solche Werte entsprechend berücksichtigen zu können.
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In der Darstellung der 3 links ist nun jeweils links des Medians bzw. Mittelwerts der erzielte Zeitvorteil auf der Alternativroute 4 anstelle einer Befahrung der parallelen Strecke 3 für jeden der Streckenabschnitte SA1 bis SA43 entsprechend dargestellt. Der Zeitgewinn ist dabei in Sekunden jeweils zwischen 0 und +5000 Sekunden angegeben. Auf der rechten Seite des Medians bzw. Mittelwerts sind die potenziellen Zeitverluste, welche bei einer solchen Alternativroute selbstverständlich auch denkbar sind, entsprechend aufgelistet, in derselben Art, jeweils wieder mit Zeitwerten zwischen 0 und –5000 Sekunden. Die Alternativrouten 4 können nur dann Zeitvorteile gegenüber der Strecke 3 bringen, wenn auf der Strecke 3 eine Verkehrsstörung, beispielsweise einen Stau oder stockenden Verkehr, aufgrund eines hohen Verkehrsaufkommens und/oder eines Unfalls oder einer Baustelle oder dergleichen, vorliegt. Um eine Routenentscheidung zu unterstützen, kann nun untersucht werden, in welchen der Streckenabschnitte SA welche Zeitvorteile in etwa zu erwarten sind. Das kann mit dem aktuell vorliegenden Zeitvorteil an einem Entscheidungspunkt verglichen und bewertet werden. Dementsprechend kann die dynamische Routenplanung den Fahrer dann zum Abfahren von der Strecke auffordern, oder dies bei einem autonom fahrenden Fahrzeug selbsttätig veranlassen.
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In der 3 ist beispielsweise deutlich zu erkennen, dass bei den Streckenabschnitten SA9 bis SA15 eine Umfahrung von Staus eher vorteilhaft ist, während zumindest im Bereich der Streckenabschnitte SA3 bis SA6 dies eher zu Zeitverlusten führt. In dem Fall kann die Alternativroute 3 also zu entsprechenden Zeitverlusten führen, insbesondere auch mit dem höheren Risiko eines sehr starken Zeitverlustes in Einzelfällen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann nun bei einer Fahrt auf der Strecke und einem bekannten Stau auf der Strecke vor dem Fahrzeug, welcher sich beispielsweise aus entsprechenden Staunachrichten, dem Verkehrsfunk oder dergleichen ergibt, eine entsprechende Empfehlung erstellt werden. Hierfür wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein aktuell berechneter Zeitvorteil zusammen mit einem berechneten Median aller historischen Zeitvorteile, gegebenenfalls noch auf den jeweiligen Wochentag und die jeweilige Uhrzeit bezogen, erstellt. Der gewichtete Mittelwert führt dann zur Streckenplanung der Alternativroute 4, wenn er einen jeweils auf den Streckenabschnitt bezogenen Wert übersteigt. Dieser Wert kann in sich wieder parametrisiert sein, beispielsweise so, dass im Mittel mindestens zwei Minuten an Zeitgewinn gegenüber den historischen Zeitvorteilen und aktuell mindestens zehn Minuten an Zeitvorteil erzielt werden sollen. Ist dies der Fall, wird die Alternativroute 4 geplant. Ist dies nicht der Fall, wird auf der Strecke 3 verblieben. Ein Fahrer bzw. Nutzer des jeweiligen Fahrzeugs kann dabei auch einen Erwartungswert für den mittleren Zeitvorteil für eine Umfahrung vorgeben, um auf diese Weise die sinnvollsten Alternativrouten 3 entsprechend zu filtern.
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Der Fahrer kann beispielsweise vorgeben, dass er wenigstens fünf Minuten mittleren Zeitvorteil erzielen will, und dass er ansonsten auf der Hauptstrecke 3 im jeweiligen Streckenabschnitt SA verbleiben will. Auf diese Art lässt sich eine deutliche Verbesserung für dynamische Routenplanungen erzielen. Damit ist eine weitere sinnvolle und nutzbringende Art der Auswertung von Flottendaten möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015008968 A1 [0003]
