DE102017213512A1 - Estimating a probable travel time of a rail vehicle - Google Patents

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DE102017213512A1
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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Abschätzen einer voraussichtlichen Fahrzeit (tF) eines Schienenfahrzeugs (31a, 31b, 31c) beschrieben. Bei dem Verfahren werden aktuelle Kontextinformationen (KI) ermittelt, welche aktuelle fahrzeitrelevante Einflussfaktoren für eine von dem Schienenfahrzeug (30) zurückzulegende Fahrstrecke (FS) betreffen. Es werden Kontextinformationen (KI) mit historischen Referenz-Kontextinformationen (RKI) zu der Fahrstrecke (FS) oder einer mit der Fahrstrecke vergleichbaren Fahrstrecke aus einer Datenbank vergleichen. Dabei weisen die Referenz-Kontextinformationen (RKI) zusätzlich historische Fahrzeitinformationen zu einer zugeordneten Fahrstrecke auf. Schließlich wird die voraussichtliche Fahrzeit (tF) für die zurückzulegende Fahrstrecke (FS) auf Basis des Vergleichs der Kontextinformationen (KI) mit den historischen Referenz-Kontextinformationen (RKI) ermittelt. Es wird auch eine Fahrzeitschätzeinrichtung (20) beschrieben. Überdies wird ein Verkehrssystem (30) beschrieben.

Figure DE102017213512A1_0000
A method for estimating an estimated travel time (t F ) of a rail vehicle (31a, 31b, 31c) will be described. In the method, current context information (KI) is determined which relate to current driving time-relevant influencing factors for a route (FS) to be covered by the rail vehicle (30). It will compare context information (KI) with historical reference context information (RKI) to the route (FS) or a route comparable to the route from a database. In this case, the reference context information (RKI) additionally includes historical travel time information for an assigned driving route. Finally, the estimated travel time (t F ) for the route to be traveled (FS) is determined on the basis of the comparison of the context information (KI) with the historical reference context information (RKI). A travel time estimator (20) is also described. Moreover, a traffic system (30) will be described.
Figure DE102017213512A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschätzen einer voraussichtlichen Fahrzeit eines Schienenfahrzeugs. Überdies betrifft die Erfindung eine Fahrzeitschätzeinrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verkehrssystem.The invention relates to a method for estimating a probable travel time of a rail vehicle. Moreover, the invention relates to a driving time estimating device. Furthermore, the invention relates to a traffic system.

Bei der Organisation des Schienenverkehrs ist es besonders wichtig, planen zu können, welche Fahrzeit ein Schienenfahrzeug von einem Ort zu einem anderen Ort benötigt. Denn auf Basis dieser Informationen können Zeitpläne, beispielsweise Fahrpläne, für öffentliche Transportsysteme erstellt werden, damit die Passagiere einschätzen können, welche Zeit sie benötigen, um ein bestimmtes Fahrziel zu erreichen.When organizing rail transport, it is particularly important to be able to plan what travel time a rail vehicle needs from one location to another. On the basis of this information, timetables, for example timetables, for public transport systems can be created so that passengers can estimate the time they need to reach a particular destination.

Üblicherweise werden in Navigationssystemen Distanzen zwischen einzelnen Orten und Informationen über Geschwindigkeitsbeschränkungen genutzt, um eine voraussichtliche Fahrzeit zu ermitteln. Allerdings gibt es eine Vielzahl von weiteren Faktoren, welche die Fahrzeit eines Schienenfahrzeugs beeinflussen können.Usually, in navigation systems distances between individual locations and information about speed limits are used to determine a probable travel time. However, there are a variety of other factors that can affect the travel time of a rail vehicle.

Es besteht also die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen eine exaktere Zeitplanung für die Fahrt von Schienenfahrzeugen möglich ist.It is therefore the object to provide a method and a device with which a more accurate time planning for the journey of rail vehicles is possible.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Abschätzen einer voraussichtlichen Fahrzeit eines Schienenfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1, eine Fahrzeitschätzeinrichtung gemäß Patentanspruch 6 und ein Verkehrssystem gemäß Patentanspruch 7 gelöst.This object is achieved by a method for estimating a probable travel time of a rail vehicle according to claim 1, a driving time estimating device according to claim 6 and a traffic system according to claim 7.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Abschätzen einer voraussichtlichen Fahrzeit eines Schienenfahrzeugs werden aktuelle Kontextinformationen, welche aktuelle fahrzeitrelevante Einflussfaktoren für eine von dem Schienenfahrzeug zurückzulegende Fahrstrecke betreffen, ermittelt.In the method according to the invention for estimating a probable travel time of a rail vehicle, current context information relating to current driving time-relevant influencing factors for a travel distance to be covered by the rail vehicle is determined.

Weiterhin werden Kontextinformationen mit historischen Referenz-Kontextinformationen zu der Fahrstrecke oder einer mit der Fahrstrecke vergleichbaren Fahrstrecke aus einer Datenbank verglichen, wobei die Referenz-Kontextinformationen zusätzlich historische Fahrzeitinformationen zu der zugeordneten Fahrstrecke aufweisen. Bei einer mit der aktuellen Fahrstrecke vergleichbaren Fahrstrecke handelt es sich um eine Fahrstrecke mit vergleichbaren Streckenparametern. Beispielsweise ist die Länge und die Topographie der Strecke vergleichbar, herrschen dort ähnliche Verkehrsdichten usw.. Es kann in einem solchen Fall davon ausgegangen werden, dass mit einem ähnlichen Kontext, beispielsweise mit einem ähnlich schnellen Fahrzeug bei ähnlichen Verkehrsbedingungen, eine ähnliche Fahrzeit erreicht wird. Schließlich wird eine voraussichtliche Fahrzeit für die zurückzulegende Fahrstrecke auf Basis des Vergleichs der Kontextinformationen mit den historischen Referenz-Kontextinformationen ermittelt. Das Ermitteln der voraussichtlichen Fahrzeit kann zum Beispiel auf Basis von mit Hilfe des Vergleichs ausgewählten Referenzdatensätzen und den aktuellen Kontextinformationen erfolgen. Dabei können ganz unterschiedliche Arten von Methoden zur Fahrzeitschätzung auf Basis der Kontextinformationen zur Anwendung kommen. Beispielsweise können dazu überwachte oder nicht-überwachte maschinelle Lernverfahren, Nächste-Nachbarn-Vergleiche oder simulationsbasierte Vorgehensweisen eingesetzt werden.Furthermore, context information is compared with historical reference context information about the route or a route comparable to the route from a database, the reference context information additionally having historical travel time information about the assigned route. A route comparable to the current route is a route with comparable route parameters. For example, the length and the topography of the route are comparable, there are similar traffic densities, etc. It may be assumed in such a case that a similar driving time is achieved with a similar context, for example with a similarly fast vehicle under similar traffic conditions. Finally, an estimated travel time for the route to be traveled is determined based on the comparison of the context information with the historical reference context information. For example, the estimated travel time may be determined on the basis of reference data records selected using the comparison and the current context information. Very different types of driving time estimation methods can be used based on the contextual information. For example, monitored or unmonitored machine learning techniques, nearest neighbor comparisons, or simulation based approaches may be used.

Aufgrund der genaueren Fahrzeitermittlung können von Bahnbetreibern vorteilhaft exaktere Fahrpläne erstellt werden. Das Verfahren kann zudem auch vorteilhaft dazu eingesetzt werden, Fahrpläne in Abhängigkeit von einem sich ändernden Kontext zu aktualisieren und somit den Fahrgästen verlässlichere und präzisere Informationen zukommen zu lassen und den Fahrbetrieb exakter abstimmen zu können.Due to the more precise travel time determination, railway operators can advantageously create more exact timetables. The method may also be advantageously used to update timetables in response to a changing context and thus to provide passengers with more reliable and accurate information and to fine-tune the driving experience.

Die erfindungsgemäße Fahrzeitschätzeinrichtung für ein Schienenfahrzeug umfasst eine Kontextermittlungseinheit zum Ermitteln von aktuellen Kontextinformationen, welche aktuelle fahrzeitrelevante Einflussfaktoren für eine von dem Schienenfahrzeug zurückzulegende Fahrstrecke betreffen. Teil der erfindungsgemäßen Fahrzeitschätzeinrichtung ist auch eine Vergleichseinheit, welche dazu eingerichtet ist, die Kontextinformationen mit historischen Referenz-Kontextinformationen zu der Fahrstrecke oder einer mit der Fahrstrecke vergleichbaren Fahrstrecke aus einer Datenbank zu vergleichen. Die Referenz-Kontextinformationen weisen zusätzlich historische Fahrzeitinformationen zu der zurückzulegenden Fahrstrecke auf.The travel time estimation device according to the invention for a rail vehicle comprises a context determination unit for determining current context information, which relates to current driving time-relevant influencing factors for a travel distance to be traveled by the rail vehicle. Part of the driving time estimation device according to the invention is also a comparison unit, which is set up to compare the context information with historical reference context information about the route or a route comparable to the route from a database. The reference context information additionally has historical travel time information about the route to be traveled.

Schließlich weist die erfindungsgemäße Fahrzeitschätzeinrichtung auch eine Schätzeinheit zum Ermitteln der voraussichtlichen Fahrzeit für die zurückzulegende Fahrstrecke auf Basis des Vergleichs der Kontextinformationen mit den historischen Referenz-Kontextinformationen auf. Die erfindungsgemäße Fahrzeitschätzeinrichtung teilt die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abschätzen einer voraussichtlichen Fahrzeit eines Schienenfahrzeugs.Finally, the travel time estimation device according to the invention also has an estimation unit for determining the probable travel time for the route to be traveled on the basis of the comparison of the context information with the historical reference context information. The driving time estimation device according to the invention shares the advantages of the method according to the invention for estimating a probable travel time of a rail vehicle.

Das erfindungsgemäße Verkehrssystem weist die erfindungsgemäße Zeitschätzeinrichtung auf. Die erfindungsgemäße Zeitschätzeinrichtung teilt die Vorteile der erfindungsgemäßen Zeitschätzeinrichtung.The traffic system according to the invention comprises the time estimator according to the invention. The time estimating device according to the invention shares the advantages of the time estimating device according to the invention.

Einige Komponenten der erfindungsgemäßen Zeitschätzeinrichtung können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Dies betrifft insbesondere Teile der Kontextermittlungseinheit, der Vergleichseinheit und der Schätzeinheit. Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützter Hardware, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können die benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden. Die Berechnungen können auch außerhalb des Schienenfahrzeugs in einer externen zentralen Rechnereinheit, beispielsweise als Zentralrechner eines Datennetzwerks, erfolgen. Aktuelle, durch Fahrzeugsensoren erfasst Kontextinformationen können gegebenenfalls von dem Schienenfahrzeug an diese externe zentrale Rechnereinheit übermittelt werden. Umgekehrt können auch von der zentralen Rechnereinheit ermittelte Fahrzeitinformationen an einzelne Schienenfahrzeuge übermittelt werden. Some components of the time estimating device according to the invention can for the most part be designed in the form of software components. This concerns in particular parts of the context determination unit, the comparison unit and the estimation unit. In principle, however, these components can also be partly realized, in particular in the case of particularly fast calculations, in the form of software-supported hardware, for example FPGAs or the like. Likewise, the required interfaces, for example, if it is only about a transfer of data from other software components, be designed as software interfaces. However, they can also be configured as hardware-based interfaces, which are controlled by suitable software. The calculations can also take place outside the rail vehicle in an external central computer unit, for example as the central computer of a data network. Current context information collected by vehicle sensors may optionally be transmitted by the rail vehicle to this external central computer unit. Conversely, travel time information determined by the central computer unit can also be transmitted to individual rail vehicles.

Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher in einem Verkehrsleitsystem vorhandene Rechnersysteme auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm gelöst, welches direkt in eine Speichereinrichtung eines solchen Rechnersystems ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Computerprogramm in dem Rechnersystem ausgeführt wird.A largely software-based implementation has the advantage that already existing in a traffic control system existing computer systems can be easily retrofitted by a software update to work in the inventive way. In this respect, the object is also achieved by a corresponding computer program product with a computer program which can be loaded directly into a memory device of such a computer system, with program sections in order to execute all steps of the method according to the invention when the computer program is executed in the computer system.

Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile, wie z.B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassenSuch a computer program product may contain, in addition to the computer program, additional components, e.g. a documentation and / or additional components, also hardware components, such as e.g. Hardware keys (dongles, etc.) for using the software include

Zum Transport zur Speichereinrichtung des Rechnersystems und/oder zur Speicherung an dem Rechnersystem kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z.B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen.For transport to the storage device of the computer system and / or for storage on the computer system, a computer-readable medium, for example a memory stick, a hard disk or another portable or permanently installed data carrier can be used, on which the computer program readable and executable program units of a computer unit are stored. The computer unit may e.g. for this purpose have one or more cooperating microprocessors or the like.

Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie und deren Beschreibungsteilen weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung auch die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.The dependent claims and the following description each contain particularly advantageous embodiments and further developments of the invention. In this case, in particular the claims of a claim category can also be developed analogously to the dependent claims of another claim category and their description parts. In addition, in the context of the invention, the various features of different embodiments and claims can also be combined to form new embodiments.

Vorteilhaft kann die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelte voraussichtliche Fahrzeit für mindestens eine der folgenden Maßnahmen genutzt werden:

  • - Aktualisieren der voraussichtlichen Fahrzeit auf den Bildanzeigen des Schienenfahrzeugs,
  • - Informieren von Passagieren und/oder anderen Zügen über die voraussichtliche Fahrzeit,
  • - Optimieren des Geschwindigkeitsprofils und/oder des Energieverbrauchs des Schienenfahrzeugs,
  • - Vorbereiten der Infrastruktur, wie z.B. Weichen, Signale, Haltepunkte, auf die Ankunft des Schienenfahrzeugs.
Advantageously, the estimated travel time determined by the method according to the invention can be used for at least one of the following measures:
  • Updating the estimated travel time on the image displays of the rail vehicle,
  • Informing passengers and / or other trains about the expected journey time,
  • Optimizing the speed profile and / or energy consumption of the rail vehicle,
  • - Prepare the infrastructure, such as switches, signals, breakpoints, on the arrival of the rail vehicle.

Durch die beschriebenen Maßnahmen wird die Effektivität des Schienenverkehrs verbessert und der Komfort für die Reisenden gesteigert.The measures described improve the effectiveness of rail transport and increase passenger comfort.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abschätzen einer voraussichtlichen Fahrzeit eines Schienenfahrzeugs wird auf Basis des Vergleichs ein Referenzdatensatz mit Referenz-Kontextinformationen identifiziert, welcher den ermittelten Kontextinformationen am nächsten kommt und das Ermitteln der voraussichtlichen Fahrzeit erfolgt auf Basis der dem ausgewählten Referenzdatensatz zugeordneten historischen Fahrzeitinformationen. Vorteilhaft wird bei dieser Variante ein historischer Referenzdatensatz gewählt, der dem aktuellen Szenario am ehesten entspricht. Die Ähnlichkeit des historischen Referenz-Datensatzes kann dabei durch Vergleich der einzelnen ihm zugehordneten historischen Kontextinformationen mit den entsprechenden Kontextinformationen der aktuellen Verkehrssituation ermittelt werden. Je besser der historische Referenz-Datensatz dem aktuellen Szenario entspricht, desto einfacher können die Fahrzeitinformationen des historischen Referenz-Datensatzes auf die aktuelle Situation übertragen werden.In one refinement of the method according to the invention for estimating a probable travel time of a rail vehicle, a reference data record with reference context information is identified on the basis of the comparison which comes closest to the determined context information and the estimated travel time is determined on the basis of the historical travel time information assigned to the selected reference data record. Advantageously, in this variant, a historical reference data set is selected, which most closely corresponds to the current scenario. The similarity of the historical reference data record can be determined by comparing the individual historical context information associated with it with the corresponding context information of the current traffic situation. The better the historical reference data set corresponds to the current scenario, the easier it is to transfer the travel time information of the historical reference data record to the current situation.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abschätzen einer voraussichtlichen Fahrzeit eines Schienenfahrzeugs umfassen die Kontextinformationen Informationen, welche das Abschätzen der Fahrzeit verbessern können, vorzugsweise mindestens einen Teil der folgenden Informationsarten:

  • - Wetterdaten,
  • - Jahreszeitdaten,
  • - das Datum und die Uhrzeit,
  • - den Fahrzeugtyp,
  • - den Streckentyp,
  • - den Streckenzustand,
  • - den Namen und/oder eine Identitätsnummer und/oder ein anderes eindeutiges Kennzeichen des Fahrers, welches zu dessen eindeutiger Identifizierung genutzt werden kann,
  • - die letzte Fahrzeit für die Fahrstrecke,
  • - Zeitpunkte und Orte öffentlicher Ereignisse und Veranstaltungen, wie zum Beispiel Ferienzeiten, Konzerte usw.,
  • - die Anzahl von Buchungen und/oder Reservierungen,
  • - die Anzahl von Zwischenstopps und Verbindungen mit anderen Zügen, Verspätungszeiten der einzelnen Züge und ihre Ankunftszeiten.
In a preferred embodiment of the method according to the invention for estimating a probable travel time of a rail vehicle, the context information comprises information which can improve the estimation of the travel time, preferably at least part of the following types of information:
  • - weather data,
  • - season data,
  • - the date and time,
  • - the vehicle type,
  • - the route type,
  • - the route condition,
  • the name and / or an identity number and / or other unique identifier of the driver which can be used for his unique identification,
  • - the last driving time for the route,
  • - times and places of public events and events, such as holidays, concerts, etc.,
  • - the number of bookings and / or reservations,
  • - the number of stopovers and connections with other trains, delays of each train and their arrival times.

Da die genannten Informationen Einfluss auf die Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs haben können, ist es vorteilhaft, zumindest einen Teil davon bei der Fahrzeitermittlung mitzuberücksichtigen. Werden Referenz-Datensätze für dieselbe Fahrstrecke oder eine Fahrstrecke mit vergleichbaren Streckenparametern, deren Kontextinformationen der aktuellen Kontextsituation des Schienenfahrzeugs entspricht, gefunden, so kann anhand von Fahrzeitangaben der Referenz-Datensätze eine Fahrzeit für eine aktuell zurückzulegende Fahrstrecke direkt abgeschätzt werden.Since the information mentioned can have an influence on the speed of a rail vehicle, it is advantageous to take into account at least a part of it in the travel time determination. If reference data sets for the same route or a route with comparable route parameters whose context information corresponds to the current context situation of the rail vehicle are found, it is possible to directly estimate a travel time for a route currently being traveled on the basis of travel times of the reference data records.

In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abschätzen einer voraussichtlichen Fahrzeit eines Schienenfahrzeugs erfolgt für den Fall, dass keine Referenz-Kontextinformation gefunden wurde, welche der aktuellen Situation entspricht, die Ermittlung der voraussichtlichen Fahrzeit auf Basis eines durch die in der Datenbank abgespeicherten Referenz-Datensätze trainierten Schätzverfahrens.In a variant of the method according to the invention for estimating a probable travel time of a rail vehicle, in the event that no reference context information has been found which corresponds to the current situation, the determination of the probable travel time is based on a reference data set stored in the database estimation method.

Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn ein Streckenabschnitt zum ersten Mal durchfahren wird und noch keine historischen Daten von diesem Streckenabschnitt zur Verfügung stehen. In diesem Fall kann die Fahrzeit auf Basis von Referenzdaten von anderen Strecken erfolgen, welche ähnliche Eigenschaften wie die aktuelle Strecke aufweisen.This can be the case, for example, when a section of the route is passed through for the first time and historical data is not yet available from this section of the route. In this case, the travel time can be based on reference data from other routes having similar characteristics as the current route.

Außerdem können in Echtzeit Kontextdaten bzw. Referenzdaten von dem aktuell bereits zurücklegten Teil des befahrenen Streckenabschnitts gewonnen und ausgewertet werden. Die beiden Vorgehensweisen können auch kombiniert werden, um eine genauere Schätzung der Fahrzeit vornehmen zu können.In addition, context data or reference data can be obtained and evaluated in real time from the currently already traveled part of the traveled section of the route. The two approaches can also be combined to provide a more accurate estimate of travel time.

Vorteilhaft kann mit Hilfe eines derart trainierten Schätzverfahrens die Einschätzung der voraussichtlichen Fahrzeit auf einer breiten Datenbasis von Referenz-Datensätzen erfolgen, so dass aufgrund von statistischen Effekten die Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Schätzergebnisses erhöht wird.Advantageously, with the aid of such an estimated estimation method, the estimated travel time can be estimated on a broad database of reference data records, so that the reliability and accuracy of the estimated result are increased on the basis of statistical effects.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abschätzen einer voraussichtlichen Fahrzeit eines Schienenfahrzeugs umfasst das Training des Schätzverfahrens ein maschinelles Lernverfahren.In one embodiment of the method according to the invention for estimating a probable travel time of a rail vehicle, the training of the estimation method comprises a machine learning method.

Mit einem maschinellen Lernverfahren kann aus Beispielen gelernt werden und diese werden nach Beendigung der Lernphase verallgemeinert. Das heißt, es werden nicht einfach die Beispiele auswendig gelernt, sondern es werden Muster und Gesetzmäßigkeiten in den Lerndaten erkannt. So können anschließend auch unbekannte Daten beurteilt werden.With a machine learning process, examples can be learned and these are generalized after completion of the learning phase. That is, the examples are not simply learned by heart, but patterns and laws are identified in the learning data. This allows unknown data to be assessed afterwards.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Abschätzen einer voraussichtlichen Fahrzeit eines Schienenfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
  • 2 ein Blockdiagramm, welches eine Zeitschätzeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
  • 3 ein Blockdiagramm, welches ein Verkehrssystem mit einer Zeitschätzeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures with reference to embodiments. Show it:
  • 1 FIG. 3 is a flow chart illustrating a method for estimating a probable traveling time of a rail vehicle according to a first embodiment of the invention. FIG.
  • 2 a block diagram illustrating a time estimator according to an embodiment of the invention,
  • 3 a block diagram illustrating a traffic system with a time estimator according to an embodiment of the invention.

In 1 ist ein Flussdiagramm 100 gezeigt, welches ein Verfahren zum Abschätzen einer voraussichtlichen Fahrzeit tF eines Schienenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Bei dem Schritt 1.I wird zunächst eine Fahrstrecke FS mit Start- und Zielort von einem Benutzer festgelegt. Alternativ können Parameterdaten der Fahrstrecke auch aus einer Datenbank oder von einer bordseitigen Rechnereinheit bezogen werden. Nachfolgend wird bei dem Schritt 1.II eine Streckenlänge SL der von dem Schienenfahrzeug zurückzulegenden Fahrstrecke FS ermittelt. Weiterhin werden bei dem Schritt 1.III aktuelle Kontextinformationen KI, welche aktuelle fahrzeitrelevante Einflussfaktoren für eine von dem Schienenfahrzeug zurückzulegende Fahrstrecke betreffen, ermittelt. Hierzu werden zum Beispiel über das Internet aktuelle Wetterinformationen, Informationen über die aktuelle Verkehrssituation, Informationen über tageszeitbedingte, regelmäßig vorkommende Einschränkungen und Informationen über das Fahrprofil des Fahrers ermittelt. Bei dem Schritt 1.IV werden dann die Kontextinformationen KI sowie die ermittelten Routeninformationen FS, LS und zusätzlich historische Referenz-Kontextinformationen RKI und Routeninformationen RFS, RLS aus einer Datenbank dazu herangezogen, eine voraussichtliche Fahrzeit tF zu schätzen. Es stehen eine Vielzahl von Methoden für das Schätzen der Fahrzeit zur Verfügung. Beispielsweise können dazu überwachte oder nicht-überwachte maschinelle Lernverfahren, Nächste-Nachbarn-Vergleiche oder simulationsbasierte Vorgehensweisen eingesetzt werden.In 1 is a flowchart 100 showing a method of estimating an estimated travel time t. F of a rail vehicle according to an embodiment of the invention. At the step 1.I is first a driving route FS with start and destination by a user. Alternatively, parameter data of the route can also be obtained from a database or from an on-board computer unit. Subsequently, at step 1.II, a route length becomes SL the distance traveled by the rail vehicle FS determined. Further, at step 1.III, current context information becomes KI which determine current driving time-relevant influencing factors for a travel distance to be covered by the rail vehicle. For this purpose, current weather information, information about the current traffic situation, information about daytime, regularly occurring restrictions and information about the driving profile of the driver are determined, for example via the Internet. In step 1.IV then the context information KI as well as the determined route information FS, LS and additionally historical reference context information RKI and route information RFS . RLS From a database used, an estimated driving time t. F appreciate. There are a variety of methods available for estimating travel time. For example, monitored or unmonitored machine learning techniques, nearest neighbor comparisons, or simulation based approaches may be used.

In 2 ist ein Blockdiagramm gezeigt, welches eine Zeitschätzeinrichtung 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Die Zeitschätzeinrichtung 20 kann zum Beispiel zentral in einer Verkehrsüberwachungszentrale untergebracht sein. Die Zeitschätzeinrichtung 20 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 21 für eine Kommunikation mit externen Einheiten und Benutzern. Über die Kommunikationsschnittstelle 21 erhält die Positionsermittlungseinrichtung 20 beispielsweise von einem Benutzer Informationen FS über eine aktuelle Fahrstrecke, insbesondere Start- und Zielort, und gegebenenfalls zusätzliche Informationen, wie zum Beispiel die Streckenlänge SL. Die eingegebenen Daten FS, SL werden an eine Kontextermittlungseinheit 22 weitergegeben, welche auf Basis dieser Daten SL, FS geeignete Kontextinformationen KI zu der aktuellen Fahrstrecke sucht. Hierzu werden über die Kommunikationsschnittstelle 21 entsprechende Kontextdaten KI, beispielsweise Wetterdaten, im Internet gesucht und akquiriert. Die ermittelten Kontextinformationen KI und weitere die betreffende Fahrstrecke FS kennzeichnende Daten FS, SL werden an eine Vergleichseinheit 23 übermittelt. Die Vergleichseinheit 23 vergleicht die ermittelten Kontextinformationen KI mit historischen Referenz-Kontextinformationen RKI.In 2 a block diagram is shown, which is a time estimator 20 illustrated according to an embodiment of the invention. The time estimator 20 For example, it may be centrally located in a traffic control center. The time estimator 20 includes a communication interface 21 for communication with external units and users. Via the communication interface 21 receives the position detection device 20 for example, from a user information FS about a current route, in particular start and destination, and possibly additional information, such as the route length SL , The entered data FS, SL are sent to a context determination unit 22 passed on based on this data SL . FS suitable context information KI looking for the current route. For this purpose, the communication interface 21 corresponding context data KI , such as weather data, searched and acquired on the Internet. The determined context information KI and further the relevant route FS identifying data FS . SL be to a comparison unit 23 transmitted. The comparison unit 23 compares the determined context information KI with historical reference context information RKI.

Die historischen Referenz-Kontextinformationen RKI werden aus einer externen Datenbank DB herausgesucht und ein Referenzdatensatz NRD mit Referenz-Kontextinformationen RKI, welche den Kontextinformationen KI der aktuellen Fahrstrecke am ähnlichsten sind, wird schließlich als geeigneter Referenzdatensatz NRD identifiziert und an eine Schätzeinheit 24 übermittelt. Die Schätzeinheit 24 ermittelt dann auf Basis des ausgewählten Referenzdatensatzes NRD eine voraussichtliche Fahrzeit tF für die gewählte Fahrstrecke FS. Die ermittelte Fahrzeit tF kann schließlich über die Kommunikationsschnittstelle 21 an einen Benutzer oder eine Verkehrsleiteinrichtung ausgegeben werden. Wie bereits erwähnt, kann der Schätzvorgang auch alternativ auf Basis einer Vielzahl von Referenzdatensätzen NRD erfolgen, wobei diese für ein Training der Schätzeinheit 24 genutzt werden, die dann auf Basis eines trainierten Modells und der erfassten aktuellen Kontextinformation KI der aktuellen Fahrstrecke FS eine voraussichtliche Fahrzeit tF schätzt.The historical reference context information RKI be from an external database DB picked out and a reference record NRD with reference context information RKI giving the context information KI are most similar to the current route, eventually becomes a suitable reference data set NRD identified and attached to a treasure unit 24 transmitted. The treasure unit 24 then determines based on the selected reference data set NRD an estimated journey time t. F for the selected route FS , The determined travel time t. F finally can via the communication interface 21 to a user or a traffic control device. As already mentioned, the estimation process may alternatively be based on a plurality of reference data sets NRD, these being for training the estimation unit 24 then based on a trained model and the captured current context information KI the current route FS an estimated journey time t. F underestimated.

In 3 ist ein Verkehrssystem 30 veranschaulicht. Das Verkehrssystem 30 umfasst eine Mehrzahl von Schienenfahrzeugen 31a, 31b, 31c und eine erfindungsgemäße Fahrzeitschätzeinrichtung 20. Von den Schienenfahrzeugen 31a, 31b, 31c werden Daten, insbesondere aktuelle Kontextdaten KI, aber auch Streckenparameter FS, LS über unterschiedliche Fahrstrecken über eine Kommunikationsschnittstelle 21 an die Fahrzeitschätzeinrichtung 20 übermittelt. Auf Basis dieser Daten KI, FS, LS sowie zusätzlicher Referenzdaten, insbesondere Referenz-Kontextinformationen RKI, welche für die unterschiedlichen Fahrstrecken FS aus einer Datenbank DB bezogen werden, ermittelt die Fahrzeitschätzeinrichtung 20 voraussichtliche Fahrzeiten tF für die einzelnen Fahrzeuge 31a, 31b, 31c und übermittelt diese Daten tF an diese Fahrzeuge 31a, 31b, 31c sowie eine Verkehrsleiteinrichtung 32.In 3 is a traffic system 30 illustrated. The traffic system 30 includes a plurality of rail vehicles 31a . 31b . 31c and a driving time estimating device according to the invention 20 , From the rail vehicles 31a . 31b . 31c become data, in particular current context data KI , but also route parameters FS, LS over different routes over a communication interface 21 to the driving time estimating device 20 transmitted. Based on this data KI . FS . LS and additional reference data, in particular reference context information RKI , which are for the different routes FS from a database DB are obtained, determines the driving time estimation device 20 estimated travel times t. F for the individual vehicles 31a . 31b . 31c and transmits this data t. F to these vehicles 31a . 31b . 31c as well as a Verkehrsleiteinrichtung 32 ,

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen lediglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung handelt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.It is finally pointed out again that the above-described methods and devices are merely preferred embodiments of the invention and that the invention can be varied by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention, as far as it is specified by the claims. For the sake of completeness, it is also pointed out that the use of indefinite articles does not exclude "a" or "one", that the characteristics in question can also be present multiple times. Similarly, the term "unit" does not exclude that it consists of several components, which may also be spatially distributed.

Claims (10)

Verfahren zum Abschätzen einer voraussichtlichen Fahrzeit (tF) eines Schienenfahrzeugs (31a, 31b, 31c): - Ermitteln von aktuellen Kontextinformationen (KI), welche aktuelle fahrzeitrelevante Einflussfaktoren für eine von dem Schienenfahrzeug (31a, 31b, 31c) zurückzulegende Fahrstrecke (FS) betreffen, - Vergleichen der Kontextinformationen (KI) mit historischen Referenz-Kontextinformationen (RKI) zu der Fahrstrecke (FS) oder einer mit der Fahrstrecke (FS) vergleichbaren Fahrstrecke aus einer Datenbank (DB), wobei die Referenz-Kontextinformationen (RKI) zusätzlich historische Fahrzeitinformationen zu der zugeordneten Fahrstrecke aufweisen, - Ermitteln der voraussichtlichen Fahrzeit (tF) für die zurückzulegende Fahrstrecke (FS) auf Basis des Vergleichs der Kontextinformationen (KI) mit den historischen Referenz-Kontextinformationen (RKI).Method for Estimating an Estimated Travel Time (t F ) of a Rail Vehicle (31a, 31b, 31c): Determining Current Context Information (KI) Which Current Driving-Time-Relevant Influencing Factors for a Travel Distance (FS) to be Traveled by the Rail Vehicle (31a, 31b, 31c) relate, compare the context information (KI) with historical reference context information (RKI) to the route (FS) or a comparable with the route (FS) route from a Database (DB), wherein the reference context information (RKI) additionally have historical travel time information for the assigned route, - Determining the estimated travel time (t F ) for the route to be covered (FS) based on the comparison of the context information (KI) with the historical Reference context information (RKI). Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ermittelte voraussichtliche Fahrzeit (tF) für mindestens eine der folgenden Maßnahmen genutzt wird: - Aktualisieren der voraussichtlichen Fahrzeit auf Bildanzeigen des Schienenfahrzeugs (31a, 31b, 31c), - Informieren von Passagieren und/oder anderen Zügen über die voraussichtliche Fahrzeit (tF), - Optimieren des Geschwindigkeitsprofils und/oder des Energieverbrauchs des Schienenfahrzeugs (31a, 31b, 31c), - Vorbereiten der Infrastruktur auf die Ankunft des Schienenfahrzeugs (31a, 31b, 31c).Method according to Claim 1 wherein the determined estimated travel time (t F ) is used for at least one of the following: updating the estimated travel time on image displays of the rail vehicle (31a, 31b, 31c), informing passengers and / or other trains of the estimated travel time ( t F ), - optimizing the speed profile and / or energy consumption of the rail vehicle (31a, 31b, 31c), - preparing the infrastructure for the arrival of the rail vehicle (31a, 31b, 31c). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf Basis des Vergleichs ein Referenzdatensatz (NRD) mit Referenz-Kontextinformationen (RKI) identifiziert wird, welcher den ermittelten Kontextinformationen (KI) am nächsten kommt und das Ermitteln der voraussichtlichen Fahrzeit (tF) auf Basis von dem ausgewählten Referenzdatensatz (NRD) zugeordneten historischen Fahrzeitinformationen erfolgt.Method according to Claim 1 or 2 in which, on the basis of the comparison, a reference data record (NRD) with reference context information (RKI) is identified, which comes closest to the determined context information (KI) and determining the probable travel time (t F ) on the basis of the selected reference data record (NRD) associated historical travel time information is carried out. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kontextinformationen (KI) mindestens einen Teil der folgenden Informationsarten umfassen: - Wetterdaten, - Jahreszeitdaten, - das Datum und die Uhrzeit, - den Fahrzeugtyp, - den Streckentyp, - den Streckenzustand, - den Namen und/oder eine Identitätsnummer und/oder ein anderes eindeutiges Kennzeichen des Fahrers, welches zu dessen eindeutiger Identifizierung genutzt werden kann, - die letzte Fahrzeit für die aktuelle Fahrstrecke (FS), - Zeitpunkte und Orte öffentlicher Ereignisse und Veranstaltungen - die Anzahl von Buchungen und/oder Reservierungen - die Anzahl von Zwischenstopps und Verbindungen mit anderen Zügen - die Verspätungszeiten der einzelnen Züge und ihrer Ankunftszeiten.Method according to one of the preceding claims, wherein the context information (KI) comprises at least part of the following types of information: - weather data, - season data, - the date and time, - the vehicle type, - the route type, - the route condition, the name and / or an identity number and / or other unique identifier of the driver which can be used for his unique identification, - the last driving time for the current route (FS), - Times and places of public events and events - the number of bookings and / or reservations - the number of stops and connections with other trains - the delays of each train and their arrival times. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ermittlung der voraussichtlichen Fahrzeit (tF) auf Basis eines durch die in der Datenbank (DB) abgespeicherten Referenz-datensätze (RKI, RFS, RSL) trainierten Schätzverfahrens erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the determination of the anticipated travel time (t F ) on the basis of an in the database (DB) stored reference records (RKI, RFS, RSL) trained estimation method. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Training des Schätzverfahrens ein maschinelles Lernverfahren umfasst.Method according to Claim 5 wherein the training of the estimation method comprises a machine learning method. Fahrzeitschätzeinrichtung (20) für ein Schienenfahrzeug (31a, 31b, 31c), aufweisend: - eine Kontextermittlungseinheit (21) zum Ermitteln von aktuellen Kontextinformationen (KI), welche aktuelle fahrzeitrelevante Einflussfaktoren für eine von dem Schienenfahrzeug (31a, 31b, 31c) zurückzulegende Fahrstrecke (FS) betreffen, - eine Vergleichseinheit (22) zum Vergleichen der Kontextinformationen (KI) mit historischen Referenz-Kontextinformationen (RKI) zu der Fahrstrecke (FS) oder einer mit der Fahrstrecke (FS) vergleichbaren Fahrstrecke aus einer Datenbank (DB), wobei die Referenz-Kontextinformationen (RKI) zusätzlich historische Fahrzeitinformationen zu der zugeordneten Fahrstrecke aufweisen, - eine Schätzeinheit (24) zum Ermitteln der voraussichtlichen Fahrzeit (tF) für die zurückzulegende Fahrstrecke (FS) auf Basis des Vergleichs der Kontextinformationen (KI) mit den historischen Referenz-Kontextinformationen (RKI).Travel time estimation device (20) for a rail vehicle (31a, 31b, 31c), comprising: - a context determination unit (21) for determining current context information (KI), which current driving time relevant influencing factors for a travel distance to be traveled by the rail vehicle (31a, 31b, 31c) (FS), - a comparison unit (22) for comparing the context information (KI) with historical reference context information (RKI) to the route (FS) or a route (FS) comparable route from a database (DB), wherein the reference context information (RKI) additionally has historical travel time information about the assigned route, - an estimation unit (24) for determining the probable travel time (t F ) for the route to be traveled (FS) on the basis of the comparison of the context information (KI) with the historical one Reference context information (RKI). Verkehrssystem (30), aufweisend eine Fahrzeitschätzeinrichtung (20) nach Anspruch 7.Traffic system (30), comprising a driving time estimation device (20) Claim 7 , Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in eine Speichereinheit eines Verkehrssystems (30) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen, wenn das Computerprogramm in dem Schienenfahrzeug ausgeführt wird.A computer program product comprising a computer program which can be loaded directly into a memory unit of a traffic system (30), with program sections for carrying out all the steps of a method according to one of Claims 1 to 6 execute when the computer program is executed in the rail vehicle. Computerlesbares Medium, auf welchem von einer Rechnereinheit ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Rechnereinheit ausgeführt werden.Computer-readable medium on which program sections executable by a computer unit are stored in order to perform all the steps of the method according to one of Claims 1 to 6 execute when the program sections are executed by the computer unit.
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