DE102020207080A1 - Method and device for creating a network design for a route-based transport system with artificial intelligence - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein computer-implementiertes Verfahren zum Erstellen eines Streckennetz-Layouts für ein On-Demand-Transportsystem basierend auf einer geografischen Karte, insbesondere basierend auf einem vorgegebenen Stadtplan eines Stadtgebiets, mit folgenden Schritten:- Bereitstellen (S11) eines auf bestehenden Streckennetz-Layouts (Spre) trainierten GAN-Modells mit einem datenbasierten Generatormodell (11), das trainiert ist, um Streckennetz-Layouts (Sgen) abhängig von einem Zufallsvektor (Z) zu generieren, und einem datenbasierten Diskriminatormodell (12), das trainiert ist, um generierte und bestehende Streckennetz-Layouts (Sgen, Spre) voneinander zu unterscheiden;- Verwenden (S2, S3, S12) des GAN-Modells zum Ermitteln eines Streckennetz-Layouts für eine bestehende geografische Karte.The invention relates to a computer-implemented method for creating a route network layout for an on-demand transport system based on a geographical map, in particular based on a predetermined city map of an urban area, with the following steps: - Providing (S11) a route network based on Layouts (Spre) trained GAN model with a data-based generator model (11) that is trained to generate route network layouts (Sgen) depending on a random vector (Z), and a data-based discriminator model (12) that is trained to to distinguish generated and existing route network layouts (Sgen, Spre) from one another; - Use (S2, S3, S12) of the GAN model to determine a route network layout for an existing geographical map.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein On-Demand-Transportsystem, insbesondere für den schnellen Personenverkehr (PRT: Personal Rapid Transit). Insbesondere betrifft diese Erfindung ein öffentliches Transportsystem mit autonomen Fahrzeugen auf einem vorgegebenen Streckennetz.The invention relates to an on-demand transport system, in particular for rapid passenger traffic (PRT: Personal Rapid Transit). In particular, this invention relates to a public transportation system with autonomous vehicles on a given route network.
Technischer HintergrundTechnical background
Streckennetzgebundene On-Demand-Transportsysteme für den Personenverkehr können eine Vielzahl autonome, insbesondere schienengebundene Fahrzeuge vorsehen, die sich entlang eines vorgegebenen Streckennetzes, wie z.B. eines Schienennetzes, bewegen. Das Streckennetz kann Haltestellen zum Ein- und Aussteigen aufweisen, die über entsprechende Verbindungsstrecken ggfs. mit Verzweigungen/Weichen miteinander verbunden sind.On-demand transport systems linked to the route network for passenger transport can provide a large number of autonomous, in particular rail-bound vehicles, which move along a specified route network, such as a rail network. The route network can have stops for boarding and alighting, which are connected to one another via corresponding connecting routes, if necessary with branches / switches.
Streckennetze können durch einen Graphen mit Knoten und die Knoten verbindenden Kanten dargestellt werden, wobei der Graph an eine geographische Karte angepasst ist, so dass die Knoten und Kanten geografisch einem Stadtplan mit Haltestellen und Verbindungsstrecken zugeordnet sind.Route networks can be represented by a graph with nodes and edges connecting the nodes, the graph being adapted to a geographic map so that the nodes and edges are geographically assigned to a city map with stops and connecting routes.
Zur Optimierung der Transporteffizienz zwischen den einzelnen Haltestellen sind vielfältige Verfahren bekannt, die für ein bestehendes Streckennetz einen optimalen Fahrplan ermitteln. Dabei wird im Wesentlichen eine Vorhersage der zeitabhängigen Nachfrage berücksichtigt.Various methods are known for optimizing the transport efficiency between the individual stops, which determine an optimal timetable for an existing route network. A forecast of the time-dependent demand is essentially taken into account.
Jedoch ist ein weiterer Aspekt zur Optimierung eines Transportsystems der Aufbau des Streckennetzes, das sich insbesondere abhängig von dem Bedarf an Transportkapazitäten und der verfügbaren Transportkapazität durch die Positionierung von Haltestellen und Verbindungsstrecken anzupassen. Dabei kann sich die Auslegung des Streckennetzes an den möglichen Orten für Haltestellen und die Möglichkeiten von Verbindungen zwischen den Haltestellen orientieren.However, a further aspect for optimizing a transport system is the construction of the route network, which can be adapted in particular depending on the need for transport capacities and the available transport capacity through the positioning of stops and connecting routes. The layout of the route network can be based on the possible locations for stops and the possibilities of connections between the stops.
Ein herkömmlicher Ansatz, ein Streckennetz für ein solches Transportsystem zu erstellen, besteht darin, ein geeignetes Streckennetz-Layout zu erstellen, eine Simulation auszuführen und das resultierende Simulationsergebnis durch Expertenwissen auszuwerten. Durch iteratives Ändern des Streckennetzes, d.h. durch Anpassen der Orte für Haltestellen und der Verläufe für die Verbindungsstrecken, wird das Streckennetz so lange optimiert, bis das Simulationsergebnis den Anforderungen genügt.A conventional approach to creating a route network for such a transport system consists in creating a suitable route network layout, executing a simulation and evaluating the resulting simulation result using expert knowledge. By iteratively changing the route network, i.e. by adapting the locations for stops and the courses for the connecting routes, the route network is optimized until the simulation result meets the requirements.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Erstellen eines Streckennetz-Layouts für ein On-Demand-Transportsystem basierend auf einem vorgegebenen Stadtplan eines Stadtgebiets gemäß Anspruch 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch vorgesehen.According to the invention, a method for creating a route network layout for an on-demand transport system based on a predetermined city map of an urban area according to claim 1 and a corresponding device according to the independent claim are provided.
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further refinements are given in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein computer-implementiertes Verfahren zum Erstellen eines Streckennetz-Layouts für ein On-Demand-Transportsystem basierend auf einer geografischen Karte, insbesondere basierend auf einem vorgegebenen Stadtplan eines Stadtgebiets, vorgesehen; mit folgenden Schritten:
- - Bereitstellen eines auf bestehenden Streckennetz-Layouts trainierten GAN-Modells mit einem datenbasierten Generatormodell, das trainiert ist, um Streckennetz-Layouts abhängig von einem vorgebbaren Zufallsvektor zu generieren, und einem datenbasierten Diskriminatormodell, das trainiert ist, um generierte und bestehende Streckennetz-Layouts voneinander zu unterscheiden; und
- - Verwenden des GAN-Modells zum Ermitteln eines Streckennetz-Layouts für eine vorgegebene geografische Karte.
- Provision of a GAN model trained on existing route network layouts with a data-based generator model that is trained to generate route network layouts depending on a predeterminable random vector, and a data-based discriminator model that is trained to identify generated and existing route network layouts from one another to distinguish; and
- - Using the GAN model to determine a route network layout for a given geographic map.
Das obige Verfahren ermöglicht das Ersetzen eines manuellen iterativen Prozesses zur Ermittlung eines Streckennetz-Layouts basierend auf einer Agenten-basierten Simulation durch ein Verfahren, das direkt ein Streckennetz-Layout mit guten bzw. optimierten Eigenschaften erzeugt. Dazu wird ein generatives adversariales Netzwerk (GAN) verwendet, um ein datenbasiertes Generatormodell zu trainieren, ein Streckennetz-Layout für eine geographische Karte, insbesondere einen Stadtplan, abhängig von bestehenden Streckennetz-Layouts basierend auf verschiedenen Stadtplänen zu erzeugen. Dies ermöglicht es, ein Streckennetz-Layout mit optimierten Eigenschaften in einem direkten und automatisierten Ansatz zu ermitteln.The above method enables a manual iterative process for determining a route network layout based on an agent-based simulation to be replaced by a method which directly generates a route network layout with good or optimized properties. For this purpose, a generative adversarial network (GAN) is used to train a data-based generator model to generate a route network layout for a geographic map, in particular a city map, depending on existing route network layouts based on different city maps. This makes it possible to determine a route network layout with optimized properties in a direct and automated approach.
Mithilfe eines unkonditionierten GAN-Modells kann ein Streckennetz-Layout ohne explizite Vorgaben, sondern lediglich auf bestehenden Streckennetzdaten erstellt werden. Generative adversariale Netzwerke stellen selbstlernende Maschinenlernmodelle dar. Sie weisen zwei trainierbare datenbasiertes Modelle, insbesondere zwei neuronale Netzwerke, auf, ein datenbasiertes Generatormodell und ein datenbasiertes Diskriminatormodell. Das Generatormodell und das Diskriminatormodell werden gemeinsam durch ein adversariales Training trainiert, wobei die beiden Netzwerke gegeneinander trainiert werden.With the help of an unconditioned GAN model, a route network layout can be created without explicit specifications, but only on the basis of existing route network data. Generative adversarial networks represent self-learning machine learning models. They have two trainable data-based models, in particular two neural networks, a data-based generator model and a data-based discriminator model. The generator model and the discriminator model are trained together by an adverse training, with the two networks are trained against each other.
Das Diskriminatormodell wird optimiert, um bekannte Streckennetz-Layouts aus einer Trainingsdatenmenge von Streckennetz-Layouts, die durch das Generatormodell erzeugt werden, zu unterscheiden. Dagegen wird das Generatormodell trainiert, um die generierten Streckennetz-Layouts weniger unterscheidbar von den bekannten Streckennetz-Layouts der Trainingsdatenmenge zu machen.The discriminator model is optimized in order to distinguish known route network layouts from a training data set from route network layouts that are generated by the generator model. In contrast, the generator model is trained in order to make the generated route network layouts less distinguishable from the known route network layouts of the training data set.
Gemäß einer Ausführungsform kann somit das Streckennetz-Layout erstell werden, indem basierend auf einem Stadtplan ein mögliches Streckennetz-Layout generiert wird und das generierte Streckennetz-Layout mithilfe des trainierten Diskriminatormodells zu überprüfen, wobei ein mögliches Streckennetz-Layout als geeignetes Streckennetz-Layout für den Stadtplan bereitgestellt wird, wenn das Diskriminatormodell das mögliche Streckennetz-Layout als bestehendes Streckennetz-Layout erkennt.According to one embodiment, the route network layout can thus be created by generating a possible route network layout based on a city map and checking the generated route network layout using the trained discriminator model, with a possible route network layout being a suitable route network layout for the City map is provided when the discriminator model recognizes the possible route network layout as an existing route network layout.
Es kann vorgesehen sein, dass das auf bestehenden Streckennetz-Layouts trainierten GAN-Modell mit einem Generatormodell, das trainiert ist, um Streckennetz-Layouts abhängig von einem Zufallsvektor und einer Vorgabeinformation, die zumindest einen Stadtplan umfasst, zu generieren, und mit einem Diskriminatormodell bereitgestellt wird, das ausgebildet ist, um generierte und bestehende Streckennetz-Layouts abhängig von jeweils zugeordneten Vorgabeinformationen voneinander zu unterscheiden; wobei das Streckennetz-Layout mithilfe des trainierten Generatormodells abhängig von einer Vorgabeinformation für den vorgegebenen Stadtplan generiert wird.It can be provided that the GAN model trained on existing route network layouts is provided with a generator model that is trained to generate route network layouts as a function of a random vector and specification information that includes at least a city map, and with a discriminator model which is designed to distinguish generated and existing route network layouts from one another as a function of respectively assigned default information; wherein the route network layout is generated with the aid of the trained generator model as a function of default information for the specified city map.
In solchen konditionierten GANs können zusätzliche Vorgaben, wie bestehende Stadtpläne und Klassenlabels berücksichtigt werden, so dass Streckennetz-Layouts durch das Generatormodell spezifisch zur gewünschten Klasse gehörig generiert werden können. Im Kern stellt obiges Verfahren eine Möglichkeit dar, mit generativen adversarialen Netzwerken einen Streckennetzplan basierend auf einem vorgegebenen bestehenden Stadtplan abhängig von Vorgaben bereitzustellen, da bereits Streckennetzpläne von anderen Städten mithilfe von Expertenwissen erstellt worden sind. Dadurch kann ein Streckennetz mit optimalen Eigenschaften in einem direkten und automatisierten Ansatz erhalten werden.In such conditioned GANs, additional specifications, such as existing city maps and class labels, can be taken into account so that route network layouts can be generated specifically for the desired class by the generator model. In essence, the above method represents a possibility of using generative adversarial networks to provide a route network plan based on a given existing city map depending on specifications, since route network maps of other cities have already been created with the help of expert knowledge. As a result, a route network with optimal properties can be obtained in a direct and automated approach.
Mithilfe eines GAN-Modells kann ein Streckennetzplan mit und ohne zusätzliche Vorgaben erstellt werden, so dass das GAN-Modell einen neuen Streckennetzplan erstellen kann, der die beobachtete Trainingsdatenverteilung basierend auf logischen Daten des Betriebs des existierenden Streckennetzes beinhaltet. Ferner kann ein GAN vorgesehen sein, das Streckennetzpläne mit vorgegebenen Vorgaben, wie z. B. Umgebungsbedingungen oder sonstige Vorgaben, berücksichtigt. Auf diese Weise kann das Expertenwissen in ein trainiertes Streckennetzmodell eintrainiert werden, das basierend auf genügend Stadtplänen optimierte Streckennetze erstellen kann.With the help of a GAN model, a route network plan can be created with and without additional specifications, so that the GAN model can create a new route network plan that contains the observed training data distribution based on logical data from the operation of the existing route network. Furthermore, a GAN can be provided, the route network plans with predetermined specifications, such as. B. environmental conditions or other requirements are taken into account. In this way, the expert knowledge can be trained in a trained route network model, which can create optimized route networks based on sufficient city maps.
Insbesondere können die Vorgabeinformation weiterhin eine oder mehrere der folgenden Vorgabeinformationen umfassen:
- - Stadtinformationen, wie beispielsweise Bevölkerungszahl, Bevölkerungsdichte und/oder Zahl der Pendler,
- - eine Satellitenbildinformation, insbesondere in Verbindung mit extrahierten quantifizierbaren Merkmalen,
- - einer Topologie-Information der durch den Stadtplan abgedeckten Stadtfläche, die ein Höhenprofilm des Untergrunds angibt,
- - bestehende weitere öffentliche oder private alternative Transportmöglichkeiten nebst Fahrplaninformationen sowie
- - zulässige für das Streckennetz nutzbare Flächenbereiche.
- - City information, such as population size, population density and / or number of commuters,
- - a satellite image information, in particular in connection with extracted quantifiable features,
- - topology information of the urban area covered by the city map, which indicates a height profile of the subsurface,
- - existing other public or private alternative transport options along with timetable information as well as
- - Permissible areas that can be used for the route network.
Es kann vorgesehen sein, dass in dem Generatormodell zusätzlich Randbedingungen vorgegebenen werden, um ein Streckennetz-Layout für die geografische Karte abhängig von den Randbedingungen zu ermitteln.Provision can be made for additional boundary conditions to be specified in the generator model in order to determine a route network layout for the geographical map as a function of the boundary conditions.
Insbesondere können als Randbedingung festgelegte Standorte für Haltestellen vorgegeben werden, insbesondere mithilfe eines Platzhalterwerts, der anzeigt, ob ein Standort einer Haltestelle festgelegt sein soll oder frei wählbar ist.In particular, fixed locations for stops can be specified as boundary conditions, in particular with the aid of a placeholder value that indicates whether a location of a stop should be defined or can be freely selected.
Weiterhin kann eine Randbedingung zur Erstellung des Streckennetz-Layouts berücksichtigt werden, indem das Diskriminatormodell Streckennetz-Layouts, die die vorgegebene Randbedingung nicht erfüllen, als Negativbeispiele identifiziert, die zum Trainieren des Generatormodells verwendet werden.Furthermore, a boundary condition for creating the route network layout can be taken into account in that the discriminator model identifies route network layouts that do not meet the specified boundary condition as negative examples that are used to train the generator model.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung, insbesondere eine Datenverarbeitungseinrichtung, zum Erstellen eines Streckennetz-Layouts für ein On-Demand-Transportsystem basierend auf einer geografischen Karte, insbesondere basierend auf einem vorgegebenen Stadtplan eines Stadtgebiets vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum:
- - Bereitstellen eines auf bestehenden Streckennetz-Layouts trainierten GAN-Modells mit einem datenbasierten Generatormodell, das trainiert ist, um Streckennetz-Layouts abhängig von einem Zufallsvektor zu generieren, und einem datenbasierten Diskriminatormodell, das trainiert ist, um generierte und bestehende Streckennetz-Layouts voneinander zu unterscheiden;
- - Verwenden des GAN-Modells zum Ermitteln eines Streckennetz-Layouts für eine geografische Karte.
- - Providing a GAN model trained on existing route network layouts with a data-based generator model that is trained to generate route network layouts depending on a random vector, and a data-based discriminator model that is trained to distinguish generated and existing route network layouts from one another ;
- - Using the GAN model to determine a route network layout for a geographic map.
FigurenlisteFigure list
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein beispielhaftes Streckennetz eines öffentlichen Nahverkehrssystems für eine beispielhaft angegebene Stadt. -
2 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Aufbaus eines GAN-Modells; -
3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Verwendung des GAN-Modells zur Erstellung eines Streckennetz-Layouts; -
4 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines weiteren Verfahrens zur Verwendung des GAN-Modells zur Erstellung eines Streckennetz-Layouts.
-
1 an exemplary route network of a public transport system for an exemplary city. -
2 a block diagram to illustrate the structure of a GAN model; -
3 a flowchart to illustrate a method for using the GAN model to create a route network layout; -
4th a flowchart to illustrate a further method for using the GAN model to create a route network layout.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Im Folgenden werden Verfahren beschrieben, um basierend auf einer geografischen Karte, wie z.B. einem Stadtplan, ein Streckennetz für ein On-Demand-Transportsystem zu erstellen. Das On-Demand-Transportsystem kann insbesondere ein Kapseltransportsystem, ein öffentliches Nahverkehrssystem oder dergleichen sein, bei dem individuell Transportfahrzeuge an Haltestellen angefordert werden können. Das Transportsystem kann dazu eine Flotte von autonomen Fahrzeugen, wie z. B. Robotaxis und dergleichen, umfassen, die sich entlang eines vorgegebenen Streckennetzes, insbesondere eines Schienennetzes, bewegen.In the following, methods are described for creating a route network for an on-demand transport system based on a geographic map, such as a city map. The on-demand transport system can in particular be a capsule transport system, a local public transport system or the like, in which transport vehicles can be requested individually at stops. The transport system can also use a fleet of autonomous vehicles, such as B. Robotaxis and the like, which move along a predetermined route network, in particular a rail network.
Das Streckennetz sieht festgelegte Haltestellen vor, an denen die Personen in die die Fahrzeuge bzw. in die Kapseln einsteigen oder aus diesen aussteigen können. Zwischen den Haltestellen sind Verbindungsstrecken vorgesehen, entlang denen sich die Transportfahrzeuge bewegen. Das Streckennetz basiert somit auf einer Menge von Knoten (Haltestellen), Kanten, die die Verbindungen zwischen den Haltestellen darstellen. Ferner können die Kanten auch Verzweigungen aufweisen, die Schaltstellen/Weichen im Streckennetz darstellen.The route network provides fixed stops at which people can get into or out of the vehicles or capsules. Connection routes along which the transport vehicles move are provided between the stops. The route network is based on a set of nodes (stops), edges that represent the connections between the stops. Furthermore, the edges can also have branches that represent switching points / switches in the route network.
Jeder dieser Knoten, Kanten und Verzweigungen kann Eigenschaften bzw. Attribute aufweisen, wie beispielsweise für die Knoten (Haltestellen) maximale Kapazität an zu befördernden Passagieren, durchschnittliche Kapazität an zu befördernden Passagieren, eine Abfertigungshäufigkeit von Transportfahrzeugen, maximale Anzahl gleichzeitig abzufertigenden Transportfahrzeugen und für Verbindungsstrecken eine Transportfahrzeugdichte, eine Maximalgeschwindigkeit und dergleichen und für Verzweigungen eine Fahrtrichtungsabhängige Informationen (bei Weichen in einem Schienennetz ist eine Wahl der Richtung nicht in jeder Fahrtrichtung möglich).Each of these nodes, edges and branches can have properties or attributes, such as for the nodes (stops) maximum capacity of passengers to be carried, average capacity of passengers to be carried, a handling frequency of transport vehicles, maximum number of transport vehicles to be processed at the same time and for connecting routes one Transport vehicle density, a maximum speed and the like and, for branches, information that is dependent on the direction of travel (in the case of switches in a rail network, it is not possible to select the direction in every direction of travel).
Zum Erstellen eines Streckennetzes für einen beliebigen Stadtplan eines Stadtgebiets wird vorgeschlagen, bestehendes Wissen in Form von Streckennetzen für bestehende Stadtgebiete in ein datenbasiertes Modell zu trainieren und das darin enthaltene Expertenwissen für die Erstellung von weiteren Streckennetzen zu nutzen. Dieser Ansatz sieht vor ein, ein GAN-Modell (Generative Adversarial Network) zu verwenden, das ein datenbasiertes Generatormodell und ein datenbasiertes Diskriminatormodell aufweist.To create a route network for any city map of an urban area, it is proposed to train existing knowledge in the form of route networks for existing urban areas in a data-based model and to use the expert knowledge contained therein for the creation of further route networks. This approach provides for using a GAN (Generative Adversarial Network) model that has a data-based generator model and a data-based discriminator model.
Ein solches GAN-Modell ist beispielhaft in
Das Generatormodell
Zum Trainieren des GAN-Modells erhält das Generatormodell
Das Diskriminatormodell
Das Datenformat für das Streckennetz-Layout ist so gewählt, dass es einen Graphen beschreibt, der Knoten, Kanten und Verzweigungen der Kanten ausweise. Jedem Element des Graphen sind Attribute zugeordnet. Die Verzweigungen können als Knoten dargestellt werden, die ein entsprechendes Attribut aufweisen, das angibt, dass es sich nicht um eine Haltestelle, sondern um eine Verzweigung handelt. Den Knoten, die Haltestellen (und/oder Verzweigungen) darstellen, können Haltestelleneigenschaften zugeordnet sein, wie deren geografische Position in dem Stadtplan, Abfertigungskapazität von Personen und Transportfahrzeugen und dergleichen umfassen. Den Kanten, die Verbindungsstrecken darstellen, können Streckeneigenschaften zugeordnet sein, wie deren geografischer Erstreckung in dem Stadtplan, der Transportkapazität (in Transportfahrzeuge/Stunde), der Transportdauer (Durchschnittsgeschwindigkeit). Beispielsweise kann das Streckennetz-Layout als eine oder mehrere Adjazenzlisten und/oder eine oder mehrere Adjazenzmatrizen gespeichert werden, wobei auf die entsprechenden Merkmale eines Knotens / einer Kante mittels einer Hilfsstruktur verwiesen werden kann.The data format for the route network layout is selected in such a way that it describes a graph showing the nodes, edges and branches of the edges. Attributes are assigned to each element of the graph. The branches can be represented as nodes that have a corresponding attribute that indicates that it is not a stop, but a branch. The nodes that represent stops (and / or branches) can be assigned stop properties, such as their geographical position in the city map, handling capacity of people and transport vehicles and the like. The edges, which represent connecting routes, can be assigned route properties, such as their geographical extent in the city map, the transport capacity (in transport vehicles / hour), the transport duration (average speed). For example, the route network layout can be stored as one or more adjacency lists and / or one or more adjacency matrices, it being possible to refer to the corresponding features of a node / an edge by means of an auxiliary structure.
Während des Trainings werden das Generatormodell
Weiterhin kann das Generatormodell
In der Praxis kann das Training iterativ durchgeführt werden, wobei zwischen dem Verbessern des Diskriminatormodells
Bei einem unkonditionierten GAN-Modell kann das Streckennetz-Layout unabhängig von einem Stadtplan trainiert werden. Hier kann ein Verfahren zum Erstellen eines Streckennetz-Layouts für einen bestehenden Stadtplan durchgeführt werden, wie es in dem Flussdiagramm der
Das Verfahren der
In Schritt
In Schritt
In Schritt
Das zuvor beschriebene Verfahren kann basierend auf einem unkonditionierten GAN-Modell ausgeführt werden. Dazu berücksichtigt das GAN-Modell nicht den Stadtplan, für den das Streckennetz-Layout in Schritt
Das trainierte GAN-Modell ermöglicht auch eine vollständig automatisierte Erstellung eines Streckennetz-Layouts. Dazu wird das in Verbindung mit
Dazu können dem Generatormodell
Die bestehenden Streckennetz-Layouts werden dann ebenfalls mit der entsprechenden Vorgabeinformationen Vgen versehen.The existing route network layouts are then also provided with the corresponding default information Vgen.
Die Vorgabeinformation Vgen kann neben einem Stadtplan, der in Form einer Bildinformation oder in sonstiger Weise bereitgestellt werden kann, weitere Vorgaben enthalten, die eine Konfiguration eines Streckennetz-Layouts beeinträchtigen kann. Diese können die folgenden Informationen umfassen:
- - Stadtinformationen, wie beispielsweise Bevölkerungszahl, Bevölkerungsdichte, Zahl der Pendler und dergleichen,
- - eine Satellitenbildinformation, insbesondere in Verbindung mit extrahierten quantifizierbaren Merkmalen, wie beispielsweise Reflektivität und dergleichen,
- - einer Topologie-Information der durch den Stadtplan abgedeckten Stadtfläche, die ein Höhenprofilm des Untergrunds angibt,
- - bestehende weitere öffentliche oder private alternative Transportmöglichkeiten nebst Fahrplaninformationen sowie
- - Vorgaben zu Flächennutzungen und dergleichen.
- - City information, such as population size, population density, number of commuters and the like,
- - Satellite image information, in particular in connection with extracted quantifiable features, such as reflectivity and the like,
- - topology information of the urban area covered by the city map, which indicates a height profile of the subsurface,
- - existing other public or private alternative transport options along with timetable information as well as
- - Requirements for land use and the like.
Das Generatormodell
- In
dem Generatormodell 11 können zusätzlich Randbedingungen vorgegebenen werden, wie z.B. Länge des gesamten Streckennetzes, Prozentsatz von Einwohnern, die mit einem bestimmten Serviceniveau bedient werden sollen, wie beispielsweise einer maximalen Laufdistanz und einer maximalen Wartezeit auf verfügbare Transportfahrzeuge und dergleichen.
- In the generator model
11th In addition, boundary conditions can be specified, such as the length of the entire route network, percentage of residents who are to be served with a certain service level, such as a maximum walking distance and a maximum waiting time for available transport vehicles and the like.
Weiterhin können als Randbedingung festgelegte Standorte für Haltestellen vorgegeben werden. Festgelegte Standorte für Haltestellen können beispielsweise mithilfe eines Platzhalterwerts verwendet werden, der anzeigt, ob ein Standort einer Haltestelle festgelegt sein soll oder frei wählbar ist. Weiterhin können streckennetzfreie Zonen des Stadtplans vorgegeben werden, durch die das Streckennetz nicht geführt werden soll.Furthermore, fixed locations for stops can be specified as boundary conditions. Fixed locations for stops can be used, for example, with the help of a placeholder value that indicates whether a location of a stop should be fixed or can be freely selected. Furthermore, network-free zones in the city map can be specified through which the network should not be routed.
Randbedingungen zur Erstellung des Streckennetz-Layouts können berücksichtigt werden, indem das Diskriminatormodell
In
In Schritt
In Schritt
In Schritt
Ist das Streckennetz-Layout mit einem der vorangehend beschriebenen Verfahren erstellt, kann ein entsprechendes Streckennetz in einem bestehenden geografischen Gebiet erstellt werden.If the route network layout has been created using one of the methods described above, a corresponding route network can be created in an existing geographical area.
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