DE102021134170A1

DE102021134170A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen von zumindest einem Emissionswert eines Verkehrsmittels

Info

Publication number: DE102021134170A1
Application number: DE102021134170.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kienitz; Andreas Beyer; Torben Potthoff; Oliver Blanke
Original assignee: Jenoptik Robot GmbH
Current assignee: Jenoptik Robot GmbH
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2023-06-22
Also published as: WO2023118112A1

Abstract

Der hier vorgestellte Ansatz betrifft ein Verfahren (200) zum Bereitstellen von zumindest einem Emissionswert (130) eines Verkehrsmittels (100). Das Verfahren (200) umfasst einen Schritt des Einlesens (210) eines Identifikationsparameters (117), der zumindest einen Typ (127) des sich in einem Beobachtungsbereich (107) aufhaltenden Verkehrsmittels (100) repräsentiert. Ferner umfasst das Verfahren (200) einen Schritt des Ermittelns (220) des zumindest einen Emissionswertes (130) des Verkehrsmittels (100) aus einem Speicher (132), in dem eine Zuordnung zumindest des einen Typs (127) des Verkehrsmittels (100) zu dem Emissionswert (130) abgelegt ist, wobei der Emissionswert (130) einen Parameter einer von dem Verkehrsmittel (100) in eine Umgebung des Verkehrsmittels (100) ausgehenden Emission repräsentiert. Schließlich umfasst das Verfahren (200) einen Schritt des Ausgebens (230) des ermittelten Emissionswertes (130) an eine Ausgabeschnittstelle (135), um den Emissionswert (130) bereitzustellen.

Description

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
Zur Regelung der Emissionen im Straßenverkehr sollen aus rechtlichen Gründen beispielsweise die Art und die Menge der Emissionen überwacht werden. Dieses geschieht hauptsächlich durch chemische Messverfahren am Fahrbahnrand. Das Problem eines solchen Ansatzes besteht im Aufwand der Messungen und der Überlagerung von Emissionen des Verkehrs und der Industrie. Somit müssen an sehr vielen Stellen solche Messungen durchgeführt werden. Des Weiteren werden die chemischen Messungen durch Verwirbelungen und Winde verfälscht. Eine Messung nur einer Fahrbahn bzw. einer Richtung pro Fahrbahn ist somit nur sehr ungenau möglich. Die Messsonden müssen nach einigen Messzyklen gewartet und getauscht werden. Die installierten chemischen Messstationen können nur Emissionen messen - weitere Kennzahlen bzw. Parameter können nicht erfasst werden. Somit wird für jede Aufgabe eine separate Messstation installiert. Eine Zusammenstellung aller Messarten kann mittels loT (=Internet of Things) zwar zusammengeführt werden - dieses geschieht jedoch durch sehr viele kostenintensive einzelne Sensoren an gesonderten Masten und Gehäusen.
Der Bedarf einer Problemlösung für dieses Problem besteht insbesondere für den Zeitraum der Übergangszeit von Verbrennungsmotoren zur reinen Elektromobilität (falls es zu dieser kommen wird). In dieser Zeit wird im Verkehr weiterhin klimaschädliches CO₂ ausgeschieden, welches gesetzlich quantifiziert werden sollte. Weitere Emissionen wie Lärm und Feinstaub durch Abrieb werden auch bei zukünftigen Fahrzeugen von Bedeutung sein.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Vorgestellt wird hier ein Verfahren zum Bereitstellen von zumindest einem Emissionswert eines Verkehrsmittels, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

- Einlesen eines Identifikationsparameters, das zumindest einen Typ des sich in einem Beobachtungsbereich aufhaltenden Verkehrsmittels repräsentiert;
- Ermitteln des zumindest einen Emissionswertes des Verkehrsmittels aus einem Speicher, in dem eine Zuordnung zumindest des einen Typs des Verkehrsmittels zu dem Emissionswert abgelegt ist, insbesondere wobei der Emissionswert einen Parameter einer von dem Verkehrsmittel in eine Umgebung des Verkehrsmittels ausgehenden Emission repräsentiert; und
- Ausgeben des ermittelten Emissionswertes an eine Schnittstelle, um den Emissionswert bereitzustellen.

Unter einem Emissionswert kann beispielsweise ein Wert oder Parameter verstanden werden, der eine Menge eines Schadstoffs bzw. allgemein einer Emission in eine Umgebung des Verkehrsmittels repräsentiert. Beispielsweise kann ein solcher Emissionswert eine Art und/oder Menge eines von einem Verbrennungsmotor bei dessen Betrieb ausgestoßenen Verbrennungsprodukts wie beispielsweise eines Gases (hier besonders Kohlenstoffdioxid und/oder eines Stickstoffoxids) oder eines Feststoffs (hier insbesondere Feinstaub) repräsentieren. Unter einem Verkehrsmittel kann beispielsweise ein landgebundenes, wassergebundenes und/oder luftgebundenes Verkehrsmittel, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, ein Schiff oder Flugzeug (hierzu zählen insbesondere auch Drohnen - UAV) verstanden werden. Zur Gesamtbilanzierung ist der Begriff des Verkehrsmittels abstrakter zu verstehen und beinhaltet jegliche Art der Fortbewegung von Verkehrsteilnehmern, insbesondere sind auch Fußgänger (Verkehrsmittel: Füße, Schuhe), Rollstuhlfahrer, Skater, Radfahrer, Mopedfahrer mit umfasst. Unter einem Identifikationsparameter kann ein Merkmal oder eine Information verstanden werden, die einen konkreten Typ des Verkehrsmittels, beispielsweise ein konkretes Fahrzeugmodell eines Fahrzeugherstellers oder aber ein bestimmtes, individuelles Fahrzeug als solches verstanden werden. Bei dem Beobachtungsbereich kann es sich um einen räumlichen Abschnitt handeln, durch welchen sich das Verkehrsmittel bewegt oder aufhält und in welchem der Identifikationsparameter sich aktuell durch diesen Bereich bewegenden bzw. sich aufhaltenden Verkehrsmittels aufgezeichnet und zu einer Einleseschnittstelle weitergeleitet wird. Unter einem Speicher kann beispielsweise eine Einheit mit einer darin gespeicherten Zuordnungstabelle verstanden werden, in welcher für einzelne Typen von Verkehrsmitteln oder bestimmten, individuellen Fahrzeugen bzw. Bauarten konkrete Emissionswerte abgelegt sind. Hierdurch ist es möglich, eine Menge und/oder Art einer Emission des Verkehrsmittels zu ermitteln, welches sich im Beobachtungsbereich aktuell gerade bewegt oder aufhält.
Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass für bereits fast alle Typen und Bauarten von Verkehrsmitteln bereits vorab erfasst, bzw. gemessen oder ermittelt wurde, welche Arten und/oder Menge von Immissionen beim Betrieb dieser Verkehrsmittel abgegeben oder ausgestoßen werden. Soll nun eine konkrete Umweltbelastung ermittelt werden, die durch die Bewegung der Verkehrsmittel in einem bestimmten Bereich verursacht ist, kann diese Erkenntnis ausgenutzt werden, indem erfasst bzw. eingelesen wird, welches Verkehrsmittel bzw. welcher Typ von Verkehrsmitteln gerade durch den Beobachtungsbereich fährt und aus dem Speicher die Menge und/oder Art der Emission bestimmt wird.
Der hier vorgestellte Ansatz bietet den Vorteil, dass die Art und Menge des Ausstoßes und/oder der Abgabe von Emissionen sehr präzise ermittelt werden kann, die durch den Betrieb der Verkehrsmittel bedingt ist. Auf diese Weise können erfolgte oder in Zukunft zu erwartenden Emissionen einerseits ohne aufwendige Messinfrastruktur ermittelt oder bereitgestellt werden und andererseits können Immissionen, die von anderen Quellen als den hier berücksichtigten Verkehrsmitteln stammen, herausgerechnet werden. Beispielsweise können hierdurch Fehler vermieden werden, wenn Messstationen an Hauptstraßen in Ballungsgebieten stark erhöhte Feinstaub- und/oder Stickstoffoxidwerte erfassen, diese Hauptstraßen jedoch im Bereich von Schienenwegen oder Kanälen liegen und somit die Messungen dieser Messstationen Messwerte liefern, die möglicherweise durch den Betrieb von Diesellokomotiven (mit eventuell veralteten Antriebsaggregaten) oder Binnenschiffen (mit eventuell ebenfalls veralteten Antriebsaggregaten) verfälscht sind. Die Einrichtung eines Fahrverbots auf diesen Hauptstraßen in den Ballungsgebieten wird in diesem Fall nicht signifikant die Emissionsbelastung senken, wenn nicht der Betrieb der betreffenden Diesellokomotiven oder Binnenschiffen eingeschränkt wird. Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht dagegen durch die individuelle Erfassung der tatsächlich passierenden Verkehrsmitteln vorteilhaft die Verkehrsträger-genaue Bestimmung von Emissionen in einem bestimmten räumlich abgegrenzten Gebiet, nämlich dem Beobachtungsbereich.
Günstig ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Einlesens der Identifikationsparameter unter Verwendung eines optischen oder elektromagnetischen Bildes des Verkehrsmittels und/oder einer drahtlos ausgelesenen Information aus einem Speicher des Verkehrsmittels eingelesen wird. Beispielsweise kann der Identifikationsparameter unter Verwendung einer (optischen) Verkehrsbeobachtungskamera oder eines Radarbildes erfasst werden, wie sie oftmals bereits an Straßenrändern für andere Zwecke (beispielsweise eine Geschwindigkeitsüberwachung oder einer Verkehrsflussüberwachung) vorhanden sind. Denkbar ist auch die Verwendung von drahtlos ausgelesenen Informationen, wie Sie beispielsweise für die Identifizierung einzelner Fahrzeuge und Ermittlung einer Mautgebühr bei einer Benutzung von bestimmten Verkehrswegen verwendet werden. Ein derartiger Ansatz bietet den Vorteil einer Steigerung der Verwendungsmöglichkeiten von bereits vorhandener Infrastruktur.
Günstig ist besonders eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Einlesens der Identifikationsparameter unter Auswertung eines erfassten Zulassungskennzeichens des Verkehrsmittels und/oder unter Auswertung einer Kontur, eines Fabrikationsmodells und/oder einer Farbe des Verkehrsmittels bestimmt wird. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass durch die Auswertung des Zulassungskennzeichnens, beispielsweise eines Nummernschildes eines Straßenfahrzeugs, ein Zugriff auf eine sehr präzise Zuordnung des aktuell erfassten Verkehrsmittels zu einer Menge und/oder Art einer Emission möglich ist. Speziell kann in einer Datenbank der Zulassungsbehörde beispielsweise nicht bloß der Typ bzw. das Fahrzeugmodell des Verkehrsmittels abgelegt sein, aus dem dann die Emission als Emissionswert bestimmt wird, sondern es können auch Zusatzinformationen vorhanden sein, beispielsweise, ob das erfasste Verkehrsmittel einen Katalysator, Feinstaubfilter oder dergleichen aufweist und sich somit individuell von anderen gleichartigen Typen des Verkehrsmittels unterscheiden. Denkbar ist jedoch auch, dass die Kontur bzw. Silhouette des Verkehrsmittels, ein konkretes Fabrikationsmodell (eines Fahrzeugherstellers) und oder eine Farbe des Verkehrsmittels (und beispielsweise eine Kenntnis, welcher Hersteller welches Fahrzeug mit welcher Farbe versieht) zur Ermittlung des Typs des Verkehrsmittels herangezogen wird, wobei dann auch im Speicher eine konkrete Zuordnung der Emissionen zu diesem Typ des Verkehrsmittels enthalten sind.
Von Vorteil ist speziell eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Einlesens ein Identifikationsparameter eines Straßenfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens, eines Motorrades, oder eines Schienenfahrzeugs, eines Flugzeugs und/oder eines Schiffs als Verkehrsmittel eingelesen wird. Speziell das Erfassen bzw. das Einlesen des Identifikationsparameters eines Straßenfahrzeugs bildet aufgrund der Vielzahl von möglichen Straßenverkehrsmitteln und der breit bekannten Emissionswirkung jedes Typs dieser Straßenverkehrsmittel eine gute Möglichkeit, die Emissionsbelastung auf einer Straße präzise abzuschätzen, wenn ermittelt wird, welche Fahrzeuge bzw. welche Typen von Fahrzeugen diese Straße aktuell befahrenen. Jedoch können auch andere Verkehrswege wie beispielsweise Schienenwege, Wasserwege oder Luftverkehrsstraßen mit dem hier vorgestellten Ansatz effizient auf eine Emissionsbelastung hin überwacht werden und somit eine Abgrenzung der verkehrsbedingten Emissionsbelastung gegenüber beispielsweise einer industriellen Emissionsbelastung vorgenommen werden, die beispielsweise für politische Entscheidungsprozesse relevant sein kann.
Besonders vorteilhaft ist die Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Ermittelns als Emissionswert ein vom Verkehrsmittel bei der Fahrt abgegebenen Menge und/oder Art eines Gases, insbesondere eines Kohlenstoffdioxids und/oder eines Stickstoffoxids, eines Schallpegels, einer Menge und/oder Art von Feinstaub und/oder eine Stärke eines elektromagnetischen Feldes ermittelt wird. Eine solche Ausführungsform bietet gegenüber herkömmlichen Ansätzen den Vorteil, die Beurteilung einer Emission nicht nur auf der Basis von Messungen mit konkreter Messsonden vornehmen zu können, die nur lokal und auf einen konkreten Emissionswert bezogene Daten liefern. Es können somit die zurzeit meist relevanten Emissionswerte hinsichtlich von Verbrennungsrückständen wie beispielsweise Kohlenstoffdioxid oder Stickstoffoxid bzw. Feinstaub für im Beobachtungsbereich basierende Verkehrsmittel ermittelt werden. Zusätzlich kann jedoch auch bei Kenntnis der Emission eines Typs des Verkehrsmittels in mehreren Emissionswertekategorien und deren Hinterlegung in dem Speicher auch eine Bestimmung eines Schallpegels und/oder eines elektromagnetischen Feldes als Emission ermittelt werden, die beispielsweise auch zukünftig bei der Bewertung von Verkehrsflüssen möglicherweise Relevanz gewinnen, auch wenn der Antriebsstrang dieser Verkehrsmittel keinen Verbrennungsmotor mehr aufweist.
Besonders effizient und präzise ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der der Schritt des Ermittelns unter Verwendung einer in einer Verkehrsüberwachungsbehörde hinterlegten Datenbank ausgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich können die Schritte des Verfahrens in einer Vorrichtung einer sich bewegenden Trägereinheit ausgeführt werden. Beispielsweise kann ein solcher Ansatz durch ein Umweltamt mit einem mobilen Fahrzeug ausgeführt werden, um auch in Bereichen Emissionen zu ermitteln, bei denen keine stationär verbauten Sensoren wie beispielsweise Verkehrsflussbeobachtungskameras vorhanden sind. Auf diese Weise ergibt sich eine Möglichkeit einer sehr flexiblen örtlichen und/oder zeitlichen Ermittlung der verkehrsbedingten Emissionen.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Einlesens eine Geschwindigkeit des Verkehrsmittels eingelesen wird und wobei im Schritt des Ermittelns der Emissionswert unter Verwendung der Geschwindigkeit des Verkehrsmittels ermittelt wird, insbesondere wobei die Geschwindigkeit und der Identifikationsparameter unter Verwendung von einem Messergebnis eines gemeinsamen oder gleichen Sensors bestimmt werden. Besonders der Parameter der Geschwindigkeit spielt bei der Ermittlung der konkreten Emissionen eine große Rolle, da üblicherweise Verkehrsmittel bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten typabhängig stark abweichende Arten und/oder Mengen von Emissionen bzw. Schadstoffen abgeben. Die Zuordnung dieser Arten und/oder Mengen von Emissionen der einzelnen Typen der Verkehrsmittel bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten ist dabei (beispielsweise durch Zulassungsprozesse des Typs bzw. der Bauart des Verkehrsmittels), ebenfalls bekannt und im Speicher z.B. als Messwertkurve abgespeichert, so dass die Auswertung dieser Information technisch sehr einfach bzw. durch Umrechnungen mit bekannten typspezifischen Kennlinien umzusetzen ist und somit eine deutliche Erhöhung der Präzision bzw. Vorhersage der tatsächlichen Emissionsbelastung im Beobachtungsbereich ermöglicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes kann im Schritt des Einlesens als die Geschwindigkeit des Verkehrsmittels eine Durchschnittsgeschwindigkeit des Verkehrsmittels während der Fahrt durch einen vordefinierten Streckenabschnitt eingelesen werden. Ein solcher vordefinierte Streckenabschnitt kann beispielsweise ein Abschnitt sein, indem eine Section-Control, also eine Bestimmung einer Durchschnittsgeschwindigkeit in einem Überwachungsbereich durchgeführt wird, um ein zu schnelles Fahren über einen längeren Streckenabschnitt bezogenen Zeitraum identifizieren zu können. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, die Auswirkung eines Messfehlers bei Messung der aktuellen Geschwindigkeit möglichst gering zu halten und andererseits beispielsweise auch die Auswirkungen eines Betriebs des Motors über einen längeren Fahrstreckenabschnitt im Emissionsverhalten berücksichtigen zu können, da die Abgabe von Emissionen bei schneller Fahrt des Verkehrsmittels meist eine Verwirbelungen dieser Emissionen bewirkt und somit eine hoch präzise Auflösung der Emissionsbelastung meist gar nicht mit der tatsächlichen lokalen Emissionsbelastung übereinstimmt.
Besonders günstig ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Einlesens ein Betriebsmodus des Verkehrsmittels eingelesen wird und wobei im Schritt des Ermittelns der Emissionswert unter Verwendung des Betriebsmodus ermittelt wird, insbesondere wobei der Betriebsmodus von einer Schnittstelle zu einer anderen Erfassungseinheit eingelesen wird, als der den Identifikationsparameters erfassenden Erfassungseinheit. Unter einem Betriebsmodus kann beispielsweise eine Antriebsart des Verkehrsmittels von mehreren möglichen Antriebsarten verstanden werden. Beispielsweise sind moderne Verkehrsmittel schon als Hybrid-Verkehrsmittel ausgestaltet, die neben einem Verbrennungsmotor auch noch einen Elektroantriebsmotor aufweisen, der für kurze Fahrstrecken benutzt werden kann. Wird nun jedoch der Elektroantriebsmotor für die tatsächliche aktuelle Bewegung des Verkehrsmittels verwendet, unterscheidet sich das Emissionsverhalten dieses (Typs des) Verkehrsmittels fundamental von einem Emissionsverhalten dieses (Typs des) Verkehrsmittels bei einer anderen Antriebsart, sodass bei der Berücksichtigung der falschen Antriebsarten signifikante Fehler bei der Ermittlung der tatsächlichen Emissionsbelastung im Beobachtungsbereich auftreten. Eine derartige Ausführungsform bietet daher den Vorteil einer deutlich besseren und präziseren Ermittlung der Emissionsbelastung über einen bestimmten Untersuchungsbereich. Besonders sicher kann der Betriebsmodus dabei ermittelt werden, wenn seine Identifizierung durch Messwerte erfolgt, die auf einen anderen Sensor bzw. eine andere Erfassungseinheit abgestützt oder geliefert sind, als die Basisdaten, die zur Ermittlung des Identifikationsparameters verwendet werden, beispielsweise kann der Betriebsmodus unter Verwendung eines Mikrofons ermittelt werden, wogegen der Identifikationsparameter aus dem optischen Abbild des Verkehrsmittels bestimmt wird. Durch die Verwendung des Mikrofons kann hierdurch sehr sicher ein Geräuschpegel erkannt werden, der sich unterscheidet, wenn das Verkehrsmittel mit einem Verbrennungsmotor anstatt mit einem Elektroantrieb betrieben wird.
Durch den Trend zur Individualisierung von Verkehrsmitteln werden oftmals seitens des Betreibers eines Verkehrsmittels externe Einheiten bzw. Anbauten an das Verkehrsmittel angebaut. Beispielsweise könnten solche Anbauten ein Heckträger, ein Dachträger (beispielsweise eine Skibox) oder ein Spoiler sein, die ein Luftwiderstandsverhalten des Typs des Verkehrsmittels individuell gegenüber einem allgemeinen, in dem Speicher abgelegten Typ des Verkehrsmittels ändert. Derartige Anbauten an dem Verkehrsmittel beeinflussen damit auch das Emissionsverhalten. Um eine möglichst präzise Bestimmung der Emissionswerte im Beobachtungsbereich erzielen zu können, kann somit gemäß einer Ausführungsform im Schritt des Einlesens eine Anbauinformation eingelesen werden, die eine an das Verkehrsmittel extern angebaute Einheit repräsentiert, wobei im Schritt des Ermittelns der Emissionswert unter Verwendung der Anbauinformation ermittelt wird. Beispielsweise kann im Schritt des Ermittelns dann ein erhöhter Luftwiderstand durch diese extern angebaute Einheit abgeschätzt und hieraus ein erhöhter Antriebsbedarf bzw. eine erhöhte Antriebskraft für das Verkehrsmittel geschätzt werden, welcher zu zusätzlichen Emissionen führt, die unter Rückgriff auf den im Speicher abgelegten Typ des Verkehrsmittels zu einer angepassten Ermittlung des Emissionswerts verwendbar ist. Ein empirisches Ermitteln und Zuordnen von diesbezüglichen Emissions-Faktoren ist besonders vorteilhaft zur einfachen und effizienten Abschätzung von Gesamtemissionen.
Besonders flexibel und effizient ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Einlesens zumindest ein weiterer Identifikationsparameter eingelesen wird, der zumindest einen Typ eines weiteren Verkehrsmittels repräsentiert, wobei im Schritt des Ermittelns zumindest ein weiterer Emissionswert eines weiteren Verkehrsmittels aus dem Speicher ermittelt wird, in dem eine Zuordnung des zumindest einen weiteren Identifikationsparameters zu dem weiteren Emissionswert abgelegt ist und wobei im Schritt des Ausgebens der ermittelte weitere Emissionswert an die Schnittstelle ausgegeben wird, um den weiteren Emissionswert bereitzustellen. Auf diese Weise können nicht bloß die Emissionen von einzelnen Verkehrsmitteln im Beobachtungsbereich ermittelt werden, sondern es können die Emissionen für mehrere Verkehrsmittel abgeschätzt und somit eine Emissionsbelastung im Beobachtungsbereich, beispielsweise für einen längeren Zeitraum, ermittelt werden. Der hier vorgestellte Ansatz lässt sich damit nicht nur für zwei Verkehrsmittel im Beobachtungsbereich verwenden, sondern auch für die Abschätzung der Emissionen durch beliebig viele Verkehrsmittel erweitern. Auch brauchen die Emissionen nicht die gleiche physikalische Größe betreffen, wie beispielsweise eine Art und/oder Menge eines bestimmten Gases, sondern können auch unterschiedliche Parameter wie beispielsweise die Art und/Menge eines Feinstaub, eines Schallpegels oder dergleichen betreffen.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Ausgebens der ermittelte Emissionswert an eine Anzeigeeinheit, eine Mautberechnungseinheit zur Berechnung einer Verkehrswegebenutzungsgebühr für das Verkehrsmittel und/oder eine Verkehrssteuerungseinheit zur Steuerung eines das Verkehrsmittel umfassenden Verkehrsflusses ausgegeben wird. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, durch die Anzeige des Emissionswerts, beispielsweise am Fahrbahnrand, einem Führer des Verkehrsmittels die durch sein Fahrverhalten bewirkten Emissionen anzuzeigen und hierdurch auf ein emissionsarmes Fahren dieses Verkehrsmittels hinzuwirken. Denkbar ist jedoch auch durch die emissionsabhängige Berechnung einer Verkehrswegebenutzungsgebühr wie beispielsweise einer Straßenmaut durch wirtschaftliche Argumente auf ein emissionsarmes Betreiben des Verkehrsmittels hinzuwirken. Schließlich kann auch noch durch eine entsprechende Verkehrssteuerungseinheit ein Verkehrsfluss beeinflusst, beispielsweise verlangsamt werden, um beispielsweise eine Emissionsbelastung in einem Verkehrskorridor möglichst gering zu halten. Hierbei können beispielsweise auch noch Witterungsinformationen wie das aktuelle Vorliegen von Wind oder starker Sonneneinstrahlung, zusätzlich berücksichtigt werden, um die Emissionsbelastung in diesem Verkehrsabschnitt zu optimieren. Beispielsweise können Verkehrsmittel wie Fahrzeuge höhere Emissionen ausstoßen, wenn diese durch Wind schnell abgeführt oder durch starke Sonneneinstrahlung schnell abgebaut werden können. Gegenwind hingegen kann auch zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und somit zu höheren Emissionen führen.
Ausführungsformen dieser Verfahren können beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung, kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale oder Datensignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung günstige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Szenarios, bei dem ein Verkehrsmittel 100 auf einer Straße bzw. Fahrbahn 105 fährt. Das Verkehrsmittel 100 ist in diesem Fall als Straßenfahrzeuge, speziell als PKW, ausgestaltet und wird in einem Beobachtungsbereich 107 der Fahrbahn 105 von einem Sensor 110 erfasst. Der Sensor 110 ist beispielsweise seitlich neben der Fahrbahn 105 an einer Position 113 auf einer Säule 115 befestigt. Beispielsweise ist der Sensor 110 als Kamera ausgestaltet, der ein optisches Abbild des Verkehrsmittels 100 im Beobachtungsbereich 107 erfasst. Denkbar ist jedoch auch, dass der Sensor 110 als Radarsensors ausgestaltet ist, der ebenfalls das Verkehrsmittel 100 im Beobachtungsbereich 107 erfassen kann. Aus dem Abbild (beispielsweise dem optischen Abbild einer Kamera als Sensor 110 bzw. dem elektromagnetischen Bild des Sensors 110 als Radarsensors) des Verkehrsmittels 100 wird dann ein Identifizierungsparameter 117 ermittelt, der beispielsweise an eine Vorrichtung 120 übertragen wird. In der Vorrichtung 120 wird der Identifizierungsparameter 117 in einer Einleseschnittstelle 122 eingelesen und an eine Ermittlungseinheit 125 übertragen. Dabei kann entweder in der Einleseschnittstelle 122, der Ermittlungseinheit 125 oder sogar schon im Sensor 110 bereits ein Typ 127 des sich in dem Beobachtungsbereich 107 bewegenden Verkehrsmittels 100 erkannt werden. Beispielsweise kann ein solcher Typ 127 des sich im Beobachtungsbereich 107 bewegenden Verkehrsmittels ein bestimmtes Fahrzeugmodell eines bestimmten Fahrzeugherstellers darstellen. Zu diesem Typ 127 des Verkehrsmittels 100 liegen dann meist aus einem vorangegangenen Zulassungsverfahren bereits Emissionswerte 130 zu einem oder mehreren Emissionsgrößen vor, die entsprechenden einem Speicher 132 abgespeichert sind. Derartige Emissionsgrößen können beispielsweise eine Art und/oder Menge von einem oder mehreren Gasen (wie beispielsweise Kohlendioxid oder einem Stickstoffoxid), von Feinstaub, einem Schallpegel und/oder eines von dem Verkehrsmittel 100 abgegebenen elektromagnetischen Feldes darstellen. Der oder die in der Ermittlungseinheit 125 aus dem Speicher 132 ausgelesenen Emissionswert(e) kann/können nun über eine Ausgabeeinheit 135 von der Vorrichtung 120 an eine oder mehrere weitere Einheit(en) wie beispielsweise eine Anzeigeeinheit 137, eine Mautberechnungseinheit 139 und/oder eine Verkehrssteuerungseinheit 140 ausgegeben werden.
Durch das in der 1 schematisch dargestellte Szenario lässt sich nun technisch sehr einfach unter Verknüpfung auf meist bereits bekannten Emissionsdaten sehr präzise die konkret im Beobachtungsbereich 107 erfolgende Emissionsbelastung ermitteln. Speziell dadurch, dass zu aktuell betriebenen Fahrzeugen in Zulassungsverfahren für jeden Fahrzeugtyp bzw. Typ 127 des Verkehrsmittels sehr genaue Emissionsdaten oder Emissionswerte 130 hinsichtlich beispielsweise des Abgas- und/oder Feinstaubausstoßes bekannt sind, lassen sich diese Daten sehr präzise für die Abschätzung einer solchen Emissionsbelastung weiternutzen. Auf diese Weise kann auf eine sehr kostenintensive Vorhaltung von Einheiten zur Umweltanalytik am Fahrbahnrand beispielsweise an der Position 113 zur Überwachung der Emissionsbelastung im Beobachtungsbereich 107 verzichtet werden, die auch bloß hinsichtlich der präzisen Erfassung eines konkreten Emissionsparameters 130, wie beispielsweise Feinstaub oder Kohlendioxid ausgestaltet ist.
Sehr präzise funktioniert der hier vorgeschlagene Ansatz dann, wenn beispielsweise durch den Sensor 110 ein Zulassungskennzeichen 145 des Verkehrsmittels 100 automatisch erfasst, ausgewertet (beispielsweise mittels einer automatischen Nummernschilderkennung ANPR = automatic number plate recognition) und als Teil des Identifizierungsparameters 117 an die Vorrichtung 120 übermittelt wird. Denkbar ist auch, dass im Sensor 110 lediglich ein optisches Abbild des Verkehrsmittels 100 erfasst wird und dieses als Identifizierungsparameter 117 an die Vorrichtung 120 übertragen wird, wobei dann die Erkennung des Typs 127 des Verkehrsmittels 100 in der Vorrichtung 120 erfolgt, beispielsweise in der Einleseschnittstelle 122 und/oder der Ermittlungseinheit 125 oder im Backoffice manuell ausgewertet wird. Wird nun beispielsweise in der Vorrichtung 120 Rückgriff auf den Speicher 132 genommen, der eine aktuelle Fahrzeugdatenbank einer Zulassungsbehörde, wie es beispielsweise in Deutschland das Kraftfahrtbundesamt (KBA), darstellt, lässt/lassen sich sehr präzise einerseits sowohl der Typ des in dem Beobachtungsbereich 107 erkannten Verkehrsmittels 100 als auch optional beispielsweise zusätzliche Anbauten und/oder Einbauten an oder in dem Verkehrsmittel 100 berücksichtigen, der/die Einfluss auf das Emissionsverhalten des Verkehrsmittels 100 haben. Beispielsweise kann in dem Speicher dann auch ein Hinweis darauf enthalten sein, dass das Verkehrsmittel einen besonders effizienten Katalysator oder Partikelfilter aufweist und somit Emissionen beispielsweise hinsichtlich bestimmter Abgase und/oder eines Feinstaubausstoßes gegenüber anderen Fahrzeugen des gleichen Typs 127 eines Verkehrsmittels reduziert ist.
Der Typ 127 des Verkehrsmittels 100 kann auch durch Auswertung der von dem Sensor 110 bereitgestellten Informationen, beispielsweise hinsichtlich einer Kontur einer Silhouette, einem erkannten Fahrzeugmodell, einer erkannten Fahrzeugmarke und/oder einer erkannten Farbe des Verkehrsmittels 100 identifiziert werden, beispielsweise ebenfalls unter Rückgriff auf in dem Speicher 132 abgelegten Daten.
Besonders effizient funktioniert der hier vorgestellte Ansatz dann, wenn nicht nur der Typ des Verkehrsmittels 100 erkannt wird, sondern auch wie schnell das Verkehrsmittel 100 beispielsweise im Beobachtungsbereich 107 fährt. Dies resultiert daraus, dass das gleiche Verkehrsmittel 100 beispielsweise bei hoher Geschwindigkeit einen größeren Emissionswert 130 haben kann als bei niedriger Geschwindigkeit. Wird die Geschwindigkeit nun ebenfalls erfasst und als ein entsprechender Geschwindigkeit Parameter 150 von dem Sensor 110 an die Vorrichtung 120 übertragen, kann beispielsweise ebenfalls unter Rückgriff auf im Speicher 132 abgelegten Daten ein konkreter, aktuell gültiger Emissionswert 130 für das im Beobachtungsbereich 107 erkannte Verkehrsmittel 100 bestimmt und über die Ausgabeeinheit 134 ausgegeben werden. Beispielsweise kann im Sensor 110 eine solche Geschwindigkeit dadurch identifiziert werden, dass im Falle einer Kamera als Sensor 110 zwei Bilder in einem zeitlichen Abstand ineinander aufgenommen werden und ermittelt wird, wie weit das Verkehrsmittel 100 sich in der Zeitspanne, die zwischen den zwei Bildern vergangen ist, im Beobachtungsbereich 107 bewegt hat. Hieraus lässt sich sehr einfach mit bekannten Mitteln die aktuelle Geschwindigkeit des Verkehrsmittels 100 bestimmen. Denkbar ist jedoch auch, dass der Sensor 110 zur Ermittlung der Geschwindigkeit einen Radarsensorteil aufweist, der die Geschwindigkeit des Verkehrsmittels 100, beispielsweise unter Ausnutzung des Dopplereffektes, bestimmt.
Um eine besonders präzise Bestimmung des Typs des Verkehrsmittels 100 und/oder der Geschwindigkeit des Verkehrsmittels 100 im Beobachtungsbereich 107 zu ermöglichen, kann auch der Sensor 110 zusätzlich eine Beleuchtungseinheit zur Erhöhung der Helligkeit im Beobachtungsbereich 107 (beispielsweise mittels eines Blitzlichts) aufweisen. Zusätzlich können beispielsweise auch eine oder mehrere entsprechende Umweltplaketten 152 in einem Verkehrsmittel 100 erkannt werden, die einerseits einen Hinweis auf das Emissionsverhalten des Verkehrsmittels 100 liefert und andererseits zur Verifikation oder Plausibilisierung des Typs des Verkehrsmittels 100 herangezogen werden können.
Mittlerweile sind auch bereits einige Verkehrsmittel 100 zugelassen bzw. bewegen Sie im Verkehrsraum, die mehr als einen möglichen Antriebsmotor haben. Insbesondere HybridFahrzeuge als Verkehrsmittel 100 sind hier von besonderer Relevanz, da die Emissionsbelastungen dieser Fahrzeuge als Verkehrsmittel 100 deutlich unterschiedlich sind, je nachdem, welche Antriebsart bzw. welcher Betriebsmodus aktuell aktiviert ist. Wird beispielsweise als Betriebsmodus des Verkehrsmittels 100 der Antrieb mittels eines Verbrennungsmotors gewählt, werden deutlich höhere Emissionswerte hinsichtlich bestimmter Abgase oder Feinstäuben als Verbrennungsprodukten in die Umwelt abgegeben, als dies für den Fall des Betriebsmodus gilt, wenn das Verkehrsmittel 100 durch einen Elektromotor angetrieben wird. Andererseits werden beim Betrieb des Elektromotors als Antriebsmotor des Verkehrsmittels 100 höhere elektromagnetische Felder abgestrahlt, als dies für den Fall der Wahl des Verbrennungsmotors als Antrieb des Verkehrsmittels 100 gilt. Um nun die korrekten aktuellen Emissionswerte 130 des Verkehrsmittels 100 in Beobachtungsbereich 107 zu bestimmen, sollte daher ein Betriebsmodusparameter 157 ebenfalls an die Vorrichtung 120 übertragen werden, der den aktuellen Betriebsmodus bzw. die aktuelle Antriebsart des Verkehrsmittels 100 abbildet. Beispielsweise kann der Betriebsmodus durch die Verwendung eines neben dem Sensor 110 angeordneten Mikrofons 160 erkannt werden, indem ausgewertet wird, wie groß der Schallpegel des Verkehrsmittels 100 bei der Vorbeifahrt an die Mikrofon 160 ist. Ist beispielsweise der Betriebsmodus des Verkehrsmittels 100 gewählt, in dem der Elektromotor aktiviert ist, führt dies zu einem vom Mikrofon 160 aufnehmbaren deutlich geringeren Schallpegel, als dies für den Betriebsmodus des Verkehrsmittels 100 gilt, bei dem der Betrieb eines Verbrennungsmotors als Antriebseinheit gewählt wurde.
Um nun eine falsche Bestimmung des und/oder der von dem Fahrzeug ausgegebenen Emissionswert(e) 130 beispielsweise durch eine fehlerhafte Geschwindigkeitsbestimmung zu vermeiden, kann es vorgesehen sein, dass statt der aktuellen Geschwindigkeit eine Durchschnittsgeschwindigkeit in der Vorrichtung 120 verwendet werden soll. Hierzu kann beispielsweise nach Art einer Abschnittskontrolle (Section-Control) an einer Vorposition 165 ein weiterer Sensor 110' auf einer weiteren Säule 115' angeordnet sein, der in einem weiteren Beobachtungsbereich 107' dann ein dort befindliches Verkehrsmittel 100 erkennt und dieses Bild mit einem entsprechenden Zeitstempel versehen als weiteren Identifizierungsparameter 117' über die Einleseschnittstelle 122 der Vorrichtung 120 übermittelt. Der vom Sensor 110 bereitgestellte Identifizierungsparameter 117 sollte dann mit einem zweiten Zeitstempel versehen werden, wobei nun die räumliche Distanz des Sensors 110' und des Sensors 110 bekannt sein sollte und aus der Differenz der Zeiten des Zeitstempels zu der des zweiten Zeitstempels auch eine Zeitspanne ermittelt werden kann, die das Verkehrsmittel 100 benötigt hat, um sich von der Vorposition 165 zur Position 113 zu bewegen. Hierdurch kann die Durchschnittsgeschwindigkeit des Verkehrsmittels 100 zwischen der Vorposition 165 und der Position 113 ermittelt werden. Denkbar ist auch, dass ein weiteres Mikrofon 160' neben dem weiteren Sensor 110' verwendet wird, um auch festzustellen, in welchen Betriebsmodus das Verkehrsmittel 100 im weiteren Beobachtungsbereich 107' betrieben wird. Durch die Verwendung einer solchen Durchschnittsgeschwindigkeit lässt sich somit einerseits beispielsweise ein Messfehler der Geschwindigkeit an der Position 113 kompensieren, andererseits fällt auch ein kurzzeitig erhöhter Emissionswert an der Position 113 beispielsweise durch eine schnelle Fahrweise des Verkehrsmittels 100 an der Position 113 bei der Betrachtung der gesamten Emissionsbelastung nicht zu stark ins Gewicht.
Prinzipiell können mit dem in der 1 dargestellten Aufbau auch im Beobachtungsbereich 107 mehrere Verkehrsmittel wie das Verkehrsmittel 100 hinsichtlich der zugehörigen Emissionswerte 130 untersucht bzw. berücksichtigt und somit eine Emissionsgesamtbelastung im Beobachtungsbereich 107 durch die beispielsweise auf der Fahrbahn 105 fahrenden Verkehrsmittel abgeschätzt werden.
Zusammenfassend ist anzumerken, dass in 1 ein Fahrzeug als Verkehrsmittel 100 gezeigt ist, welches auf einem Streckenabschnitt AB (von Punkt A nach Punkt B) fährt. Zwischen den Punkten A und B ist eine Abschnittskontrolle (Section Control) 100 mittels zwei Verkehrsüberwachungsgeräten bzw. Sensoren 100 und 100', welche auf einem Mast bzw. Stativ 115 bzw. 115' befestigt sind. Ein solches Verkehrsüberwachungsgerät kann beispielsweise gekennzeichnet durch mindestens eine Sensoreinheit 110 bzw. 110' umfassen. In diesem Beispiel handelt es sich bei der Sensoreinheit 110 um einen Kamera-/Video-Sensor mit automatischer Nummernschilderkennung (ANPR). Die ANPR-Kamera kann auch in einer weiteren Sensoreinheit verbaut sein, bzw. kann auch ein Stereovideo in Form von 2 oder mehr Videosensoren vorhanden sein - somit könnten neben dem Sensor 110 auch entgegen der Beschreibung zur 1 ein weiteren Sensor 160 vorgesehen sein, die beide als Kamera ausgeführt sind. Ein Einheit 160 kann jedoch auch als Mikrofon, wie vorstehend näher beschrieben oder als ein Blitzlicht bzw. eine Beleuchtungseinheit ausgeformt sein. Das Fahrzeug als Verkehrsmittels 100 kann beispielsweise anhand dessen Marke, Model und/oder eine Farbe identifiziert werden. Zusätzlich kann auch die Umweltplakette 152 und ein Fahrzeugkennzeichen 145 erkannt werden.
Im Punkt A wird das Fahrzeug als Verkehrsmittel 100 zum ersten Mal erfasst mit einem eindeutigen Zeitstempel. Das Fahrzeug als Verkehrsmittel 100 wird beispielsweise in Gänze inkl. Marke, Model und Farbe erfasst. Zusätzlich wird beispielsweise das Kennzeichen und/oder die Umweltplakette erfasst bzw. ein evtl. Fehlen detektiert. Auch können Fahrzeuginsassen in dem Fahrzeug als Verkehrsmittel 100 detektiert und gezählt werden. Im Punkt B werden erneut die benannten Merkmale wie im Punkt A erfasst und es erfolgt eine zweite Zeitstempelung. Die gesammelten Daten aus den Messpunkten A und B werden an ein Backoffice wie beispielsweise die Vorrichtung 120 gesendet. Im Backoffice bzw. der Vorrichtung 120 werden die Daten durch weitere Daten analysiert und ausgewertet.
Besonders vorteilhaft ist der hier vorgestellte Ansatz dadurch, dass er sich mit bereits vorhandenen Systemen realisieren lässt. Speziell kann hier ein Beitrag zur Verminderung der menschgemachten Klimakatastrophe durch zu viele CO₂-Emissionen (der Fahrzeuge als Verkehrsmittel) genannt werden. Aber auch weitere Fahrzeug-Emissionen wie NO_x und Dieselpartikel könnten mit dem hier vorgestellten Ansatz erfasst oder geschätzt werden.
Für die Realisierung des hier vorgestellten Ansatzes können Systeme eingesetzt werden, die bereits sehr gut Kennzeichen lesen, Fahrzeuge erkennen (Marke, Model, Farbe, Kontur, etc.) und/oder P2P-Geschwindigkeiten (P2P = Point-to-Point) messen können. Diese Parameter können auch einer zum Erfassungs- oder Messort entfernt angeordneten Vorrichtung als einem Backoffice übertragen und dort ausgewertet werden.
Der hier vorgestellte Ansatz wird nun verwendet, in der Kombination von Kunden-/Marktnutzen und Anforderungen im Klimaschutz bzw. diese mit den Fähigkeiten der bereits bekannten oder installieren Systeme zu verbinden. Ein hier genannter Nutzer des Ansatzes wird meist eine Kommune oder Behörde sein, die genau Zielgruppe der hier erhaltenen Ergebnisse ist, also die, die - neben den Geschwindigkeitsüberwachungen - an einer Emissionsüberwachung interessiert ist. Derzeit laufen aufwendige chemische Messungen direkt am Fahrbahnrand oder in speziellen Messfahrzeugen. Nachteilig ist hier, wie bereits angeführt, die Messung über mehrere Fahrspuren hinweg und der Wetter-/Wind-Einfluss. Soll z. B. nur eine Emissionsbelastung in eine Fahrtrichtung gemessen werden, dann kommt es durch Verwirbelungen der Fahrzeuge und Winde zu Messverfälschungen, da wahrscheinlich die Emissionen der Fahrzeuge in beide Fahrtrichtungen überlagert werden. Gleichzeitig ist in Industriegebieten eine zusätzliche Messung der Emissionen dieser zu ermitteln, damit bei der Zuordnung zum Verkehr Fehlauswertungen reduziert werden. Ergänzend könnten mit dem hier vorgestellten Ansatz weitere Umweltanalysen, basierend auf Messungen mit dem hier vorgestellten System und abgeleiteten Schätzungen angeboten werden.
Besonders günstig ist der hier vorgestellte Ansatz, wie bereits angeführt, dadurch, dass das hier verwendete System bereits in einer Grundform für normale Point-to-Point (P2P) Geschwindigkeitsmessungen eingesetzt wird. Hierbei werden die Kennzeichen mittels ANPR im Backoffice bzw. der Vorrichtung 120 ausgelesen oder ausgewertet. Zusätzlich würde nun ein Abgleich mit einer Fahrzeugdatenbank durchgeführt (vergleichbar mit Daten des Kraftfahrtbundesamts), welche die Antriebsart feststellt (Verbrenner, E-Auto, Hybrid) und die zugehörigen Daten bzw. Emissionswerte 130 z. B. des CO₂-Ausstoßes berücksichtigen. Da der CO₂-Ausstoß bei Verbrenner-Verkehrsmitteln 100 oftmals mit der Geschwindigkeit korreliert, sollte günstigerweise für eine sehr genaue Prädiktion der Emissionen eines solchen Fahrzeugs als Verkehrsmittel 100 nun der gemessene Geschwindigkeitswert als Faktor mit in die Emissionsschätzung eingehen. Denkbar wäre auch, wenn z. B. eine Pro-Kopf-Emission durch eine Umrechnung der Emissionswerte pro Fahrzeuginsassen bestimmt wird (beispielsweise in einer in-cabine-Messung) - so könnte später wieder eine Rückrechnung in Emissionswerte pro Fahrzeug erfolgen. Auch kann versucht werden, ein Unterscheidungskriterium einzuführen bzw. bei der Bestimmung des oder der Emissionswerte zu berücksichtigen, wie der Betriebsmodus eines Hybridfahrzeugs erkannt werden kann - z. B. über zusätzliche Richtmikrofone.
Im Falle des Alarms bezüglich zu hoher Emissionswerte kann oder können beispielsweise eine oder mehrere Displayanzeigen 137 angesteuert werden (z. B. Echtzeit-Darstellungen von skizzierten CO₂-Fußabdrücken auf der Erdkugel), aber auch gezielte Anschreiben von Altfahrzeugen und SUV mit einem hohen CO₂-Ausstoß könnten behördlich veranlasst werden. Auch CO₂ (bzw. allgemeine Emissionswerte) - Ampeln könnten eingeführt werden.
Ferner könnten geschwindigkeitsabhängige Emissions-Wertermittlungen (Näherungen, statistische Schätzungen) genauer sein oder zumindest eine gute Ergänzung zu chemischen Messungen ergeben. Vor Tunneln und Waldgebieten könnten diese Messungen/Schätzungen von besonderer Bedeutung sein und ggf. zu Streckenumleitungen oder Streckensperrungen veranlassen.
Mit dem hier vorgestellten Ansatz kann somit ein Verfahren zur Umweltanalyse und Schätzung von Fahrzeug-Emissionen, beispielsweise unter Verwendung einer ANPR-Kamera, realisiert werden. hierfür kann beispielsweise eine Aufnahme eines Nummernschilds des Fahrzeugs als Verkehrsmittel 100 und/oder einer Umweltplakette 152 und/oder eines Fahrzeugs erfolgen. Optional alternativ oder zusätzlich eine Auslesung eines Transponders (beispielsweise in einer On-Board-Unit OBU) oder einem RFID-Tag vorgenommen werden, um einem Typ des Verkehrsmittels 100 zu identifizieren. Auch kann eine Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit/ Fahrzeugbeschleunigung erfolgen. Ferner erfolgt beispielsweise ein Ermitteln von zugehörigen Fahrzeugdaten wie z. B. Antriebsart, Verbräuchen, CO₂-Emissionen, NO_x-Emissionen, Lärmpegeln/Schallpegeln aus mindestens einer Datenbank bzw. einem Speicher zur Bestimmung mindestens eines ersten Emissionswertes 130. Auch kann analog zumindest ein Bestimmen eines zweiten Emissionswertes erfolgen, beispielsweise ebenfalls unter Einbeziehung des Geschwindigkeitsmesswertes für das Verkehrsmittel 100. Optional kann eine Ausgabe eines Alarms/Signals an eine Anzeigetafel 137 ausgeführt werden.
Denkbar ist ferner, dass eine Insassenerkennung eine Anzahl von Insassen detektiert und mindestens eine der ermittelten Emissionswerte pro Insassen berechnet wird.
Auch kann es sich bei der Geschwindigkeitsermittlung um eine Ermittlung einer Durchschnittsgeschwindigkeit handeln, welche beispielsweise in einer Section-Control-Anlage ermittelt wurde und die Emissionswertermittlungen sich dann auf denselben Streckenabschnitt beziehen.
Um eine Entlastung des Systems gemäß dem hier vorgestellten Ansatz zu ermöglichen, kann auch für jedes n-te Fahrzeug eine Emissionswertermittlung stattfinden und eine statistische Ermittlung für die Gesamtheit der Fahrzeuge bzw. Verkehrsmittel 100 im Messabschnitt bzw. Beobachtungsbereich 107 erfolgen.
Ferner ist es auch möglich, dass auf Grundlage der ermittelten Emissionswerte 130 eine Mauterhebung kalkuliert wird oder (vor z. B. Tunneleinfahrten, Naturschutzgebieten, Kurorten) eine Streckensperrung erfolgt oder einzelne Fahrzeuge umgeleitet bzw. separiert werden.
In einer besonders günstigen Variante kann eine Unterscheidung von unterschiedlichen Betriebsmodi, beispielsweise bei Hybridfahrzeugen, durch mindestens ein Richtmikrofon unterschieden werden (beispielsweise in der Unterscheidung Verbrennungsmotorengeräusch ja/nein) und diese Erkenntnis mit in die Ermittlung der Emissionswerte einfließen (wobei kein Verbrennungsmotorengeräusch beispielsweise auf null Emissionen hinsichtlich bestimmter Emissionswerte - rein elektrische Fahrt hinweist).
Auch kann eine Unterscheidung von Betriebsmodi bei Hybridfahrzeugen durch mindestens eine Wärmebildkamera unterschieden werden.
Günstig ist eine Vorgehensweise, bei der genau eine Kennzeichenauslesung erfolgt gemeinsam für die Fahrzeughalterfeststellung, die Geschwindigkeitsermittlung und die Emissionswertermittlung.
Effizient ist der hier vorgestellte Ansatz besonders dadurch, dass sowohl die Geschwindigkeitsermittlung als auch die Emissionswertermittlung auf Messung ein und desselben Sensors bzw. ein und desselben Sensors pro Kamera erfolgen kann.
Eine Fahrzeugermittlung kann gemäß einer hier vorgestellten Vorgehensweise auch auf Grundlage von Fahrzeugerkennungsdaten wie beispielsweise Marke, Model, Colour ermittelt werden.
Für eine Plausibilisierung der Messwerte von weiteren Sensoren kann auch eine Schnittstelle zu einer chemischen Überwachungsanlage (CO₂-Schnüffler) in ein System integriert sein, wie es hier vorgestellt wurde.
Um eine weitere Verfeinerung der Schätzung der Emissionen zu ermöglichen, kann auch ein Detektieren von emissionsbeeinflussenden Größen wie beispielsweise Verkehrsmittelexternen An- oder Einbauten stattfinden (Verwendung von z. B. Dachboxen, Dachgepäckträgern, Skiboxen, Übergewicht durch erkennbare Tieflage des Fahrzeugs). Hierbei können dann die Größen mit unterschiedlichen Faktoren zur Ermittlung von Gesamtemissionen von Fahrzeugen oder Verkehrsmitteln bewertet werden.
In einem Ausführungsbeispiel können die Emissionswerte Emissionen von Feinstaub betreffen, welcher als Abriebprodukt entsteht (Reifen, Bremse, Kupplung, Schmierstoffe (Öle, Fette)). Auch können die Emissionswerte Emissionen als ein Schalldruck/Lärmpegel betreffen. Die Ergebnisse der ermittelten Daten können auch für eine Navigationsschnittstelle bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Ermittlung der NO_x-Emissionen mit einer ortsbezogenen Abfrage der UV-Strahlenbelastung z. B. über einen Wetterdienst per Web API (z. B. AccuWeather über loT) kombiniert und daraus die streckenbezogene Ozonbelastung (Smog) ermittelt bzw. vorhergesagt werden.
Auch kann der hier vorgestellte Ansatz eine Temperaturmessung und/oder eine Messung einer Steigung oder eines Gefälles berücksichtigen, wobei diese Daten beispielsweise als loT-Daten eingelesen und zur Ermittlung des Emissionswertes des Verkehrsmittels im Beobachtungsbereich unterstützend berücksichtigt bzw. diese Daten herangezogen werden.
Auch können die mittels des hier vorgestellten Ansatzes bzw. den Sensordaten der Kamera bzw. des Radar-/Lidarsensors (z. B. Fahrzeugfrequenz, Typ, Geschwindigkeit, Fahrverhalten, Temperatur, Steigung usw.) bereitgestellten Emissionswerte mit einer chemischen Messstation zum Anlernen von KI-Netzwerken (Kl= Künstliche Intelligenz) verknüpft werden. Diese KI-Netzwerke könnten auch bei der Detektion von Hybridfahrzeugen durch statistische Erhebungen Dritter wie z.B. Automobilclubs einschätzen, welche Antriebsart bei welcher Geschwindigkeit und welchen weiteren Bedingungen am wahrscheinlichsten in einem konkreten Streckenabschnitt gewählt wurde und es können dann automatisch entsprechende, spezifische Emissionswerte zugeordnet werden, die dann in die Gesamtbilanz der Emissionen eingehen können.
Prinzipiell umfast der hier vorgestellte Ansatz auch eine Überwachungsanlage zur Ausführung einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens. Auch ein Computerprogramm-Produkt zur Ausführung einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens wird hier vorgestellt.
Besonders vorteilhaft wirkt sich der hier vorgestellte Ansatz auf eine kostengünstige Ermittlung und Vorhersage von unterschiedlichen Fahrzeugemissionen anhand von Bildern/Videoaufnahmen von Fahrzeugen und Auswertung von fahrzeugspezifischen Daten - vorzugsweise (aber nicht zwingend) mittels ANPR aus. Eine entsprechend zu verwendende Sensorik ist bei Geschwindigkeitsüberwachungsanlagen oftmals bereits vorhanden und kann für den hier vorgestellten Ansatz weiterverwendet werden. Es kann somit eine exakte Zuordnung von Emissionen zu den einzelnen Verkehrsmitteln bzw. Fahrzeugen bzw. zu Fahrzeugarten in definierten Streckenabschnitten vorgenommen werden. Eine Vorhersage (Prediction) von Emissionswerten in der Zukunft und/oder eine Aufbereitung ermittelter Daten für Navigationsgeräte ist ebenfalls möglich.
Besonders günstig ist, dass eine Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes vorzugsweise in ein und demselben Gehäuse ausgestaltet sein kann, es sind aber auch mehrere einzelne Sensoren in unterschiedlichen Gehäusen zur Realisierung des hier vorgestellten Ansatzes denkbar. Bestenfalls erfolgen alle Messungen mit genau einem Sensor pro Kamera; auch eine One-Pole-Solution (also ein Sensorsystem auf einer gemeinsamen Haltesäule) ist denkbar.
Es können auch Spotmessungen oder P2P (Abschnittsmessungen) mit mindestens zwei Messpunkten/Abschnittspunkten erfolgen. Zukünftig eignen sich solche Messungen auch durch Implementierung des hier vorgestellten Ansatzes in mindestens einer Drohne (UAV) oder in einem Drohnenverbund oder auf mobilen Fahrzeugen (Motorräder, Kastenwagen, Fahrrädern usw.) als fahrende Messstation als Alternativen zwischen einer stationären oder einer mobilen Emissionsbelastungsmessung durch Verkehrsmittel. Die erhobenen Daten zur Identifikation des Verkehrsmittels bzw. Verkehrsmitteltyps könnten auch aus einer OBU (on-board-unit) bzw. einem RFID Transponder gesendet oder ausgelesen werden. Solche Daten können auch überhaupt von den Fahrzeugen ausgesendet werden und diese Daten mit einem Streckenabschnitt in Verbindung gebracht werden (mittels z. B. zwei Positionssensoren) und eine Umweltanalyse kann aufgrund dieser Daten erfolgen. Denkbar wäre eine Übertragung der hier vorgestellten Vorgehensweise auch auf den Bereich von Schiffen und/oder Flugzeugen und weiteren Fahrzeugen oder Verkehrsteilnehmern.
Die Umweltbilanz beschränkt sich nicht nur auf die Erfassung von Gasen wie CO₂, NO_x bzw. Rußpartikeln usw., sondern auf jegliche umweltbezogenen Stoffe und physikalischen, elektrischen, chemischen usw. Emissionen, die in Datenbanken erfasst werden. Jegliche Emission könnte in Zukunft nach dieser Methode kalkuliert werden, z. B., falls die Menge der Wärme-Emissionen von Schiffen einen umwelttechnischen Einfluss darstellen sollte, so wäre das Verfahren auch auf diese Emissionen anwendbar.
In Bezug auf einen Einfluss der Fahrzeuggeschwindigkeit auf die Emissionen sind noch weitere Details zu berücksichtigen. Hier gibt es unterschiedliche Studien namhafter Organisationen und Verbände. Der ADAC bescheinigt jüngst z. B. einen geringen Einfluss der Geschwindigkeit auf den CO₂-Ausstoß bei Geschwindigkeiten zwischen 30 und 50 km/h innerorts. Allerdings ist ein hoher NO_x-Ausstoß besonders bei Langsamfahrten zu verzeichnen. Das Umweltbundesamt hat Zahlen ermitteln lassen, die zumindest auf Autobahnen signifikante Unterschiede an CO₂-Emissionen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Höchstgeschwindigkeiten (Tempolimits) aufzeigen.
Von Interesse ist auch eine Feinstaubemissions-Abschätzung, bei der Partikel als Abrieb von Reifen, Bremsbelägen, Bremsscheiben, Kupplung, Kupplungsscheiben, Kolbenringen, Öl, Hydraulikflüssigkeit, weiteren Schmiermitteln usw. berücksichtigt werden, da Feinstäube nachgewiesenermaßen nicht nur aus Verbrennungsprozessen, sondern häufig aus Abriebprodukten entstehen. Die Abriebdaten der in den einzelnen Typen der Verkehrsmittel verwendeten Materialien könnten in Datenbanken vorliegen oder zunächst mittels in-situ Messungen ermittelt werden z. B. durch Erkennung des Reifentyps (beispielsweise samt einer Abfrage des Abriebverhaltens dieses Reifentyps aus dem Speicher).
Auch kann/können bei Elektrofahrzeugen „elektro-smog“ oder Lithium-smog oder hochfrequente Schallwellen durch z. B. den E-Antrieb entstehen. Bei Fahrzeuginsassen, aber auch bei Fußgängern z. B. wäre die Benutzung oder nur das theoretische Vorhandensein eines Mobilfunkgerätes ggf. mit zu bilanzieren. E-Bikes, d. h. Fahrräder mit einem Elektroantrieb könnten ebenfalls detektiert und mit bilanziert werden. Hier könnte eine Unterscheidung mittels Kamera zwischen „Treten mit Muskelkraft“ und rein elektrischem Betrieb die Güte der Bilanzierung verbessern. Auch hier handelt es sich um Emissionen, welche ermittelt werden könnten.
Eine Reaktionsprodukte-, Nebenprodukte- oder Edukte- Bilanz ist in analoger Art und Weise für jegliche Arten von vorhandenen aber auch zukünftig neu generierten Verkehrsteilnehmern/Verkehrsmitteln möglich, insbesondere auch für Brennstoffzellenfahrzeuge.
Zunehmend wird nicht mehr nur über „Luftverschmutzung“ gesprochen, sondern auch über „Lichtverschmutzung“. Beleuchtungsquellen an Verkehrsmitteln können Licht emittieren. Auch diese Art der Emission kann über die entsprechenden Daten (Beleuchtungsart, Leuchtmittel, Leuchtmittelleistung, Lichtstrom, Lichtfarbe usw.) mit bilanziert werden.
Lärm stellt zunehmend eine Belastung in den Großstädten, aber auch auf dem Land oder in Zonen für Altenheime, Kurgebiete usw. dar. Lärm-Emissionen können ebenfalls gemessen werden (z. B. mittels Richtmikrofone) oder analog zu den o. g. Emissionen aus den Fahrzeugdaten ermittelt werden und ebenfalls beispielsweise mit der Geschwindigkeitsmessung bzw. Beschleunigungsmessung kombiniert werden zur Ermittlung dynamischer Geräusch-Emissionen. Auch Elektrofahrzeuge emittieren Geräusche z. B. Abrollgeräusche.
Bezüglich der Fahrzeugermittlung ist auch eine Mischform der Erkennungsmethode möglich: Am Einfahrtsort A wird zunächst eine „interne“ Datenbank bemüht, d. h. es wird ein Fahrzeug erkannt mittels Bilderkennungsverfahren (Marke, Model Colour) wie z. B. ein Modell der Firma Tesla. Hier erfolgt dann keine weitere Abfrage über die Halterdatenbank z. B. des KBA, da es sich um ein Elektrofahrzeug handelt (Tesla baut nur E-Fahrzeuge). Stellt sich kurz vor Messpunkt B heraus, dass diese Daten unzureichend sind, wird erst im Punkt B eine Kennzeichenabfrage gestellt bzw. die zugehörigen Emissionsdaten abgefragt. Für statistische Zwecke genügt eine spätere Auswertung im Back-Office bzw. der Vorrichtung 120. Es brauchen im Punkt B noch nicht alle Daten ausgewertet worden sein. Denkbar ist auch eine Überlagerung von unterschiedlichen Kamera-Aufnahmewinkeln zur besseren Beurteilung von Marke Model Colour. Hierzu werden z. B. unterschiedliche Aufstellwinkel der Kameras verwendet. Eine Vernetzung zu benachbarten Section Control Anlagen wäre hier hilfreich, insbesondere, wenn diese ebenfalls eine weitere Winkelverschiebung zuließen, sodass zumindest eine Seitenansicht ermittelt bzw. „simuliert“ werden kann.
Bezüglich der Wiederholungsvorbeifahrt wird es häufig vorkommen, dass ein und dieselben Fahrzeuge mehrmals täglich bzw. jeden Tag in denselben Section-Control-Anlagen vorbeifahren. Für diese Fälle kann eine interne Datenerhebung abgespeichert werden, welche den Kennzeichen schnell und zuverlässig ohne erneute Abfragen die Umweltdaten zuordnen lässt (interne Daten). Es sind alle denkbaren Energieversorgungsmöglichkeiten der hier vorgestellten Systeme wie Solar-, Brennstoffzelle, Akku usw. ausführbar.
Im Allgemeinen wird somit hier ein Ansatz vorgestellt, der ein Verfahren zur Umweltanalyse und Schätzung von Fahrzeug-Emissionen vorschlägt, beispielsweise unter Verwendung einer ANPR-Kamera. Hierbei kann zunächst ein Detektieren eines Fahrzeugs erfolgen, wonach beispielsweise ein Einlesen korrespondierender Umweltkenndaten (Emissionswerten - auch Schallpegeln) erfolgen kann. Auch kann eine Ermittlung eines Streckenabschnittes und/oder eine Ermittlung der Emission des Fahrzeugs bezogen auf den Streckenabschnitt erfolgen. Die ausgeführten Schritte können für weitere Fahrzeuge wiederholt werden. Dann kann eine Ermittlung der Summe der Emissionen für den Streckenabschnitt erfolgen, gefolgt beispielsweise von einer optionalen Ausgabe eines Alarms/Signals/Einzelwertes/Gesamtwertes an eine Anzeigetafel/Ausgabeschnittstelle. Schließlich kann auch optional eine Analyse der ermittelten Daten zur Vorhersage von Emissionen (Prediction) in späteren Zeitintervallen vorgenommen werden.
Besonders günstig kann der hier vorgestellte Ansatz zum Zusammenhang mit einer ANPR, der Auswertung von Daten einer OBU oder auch der Auswertung einer erfassten Plakette und/oder unter Berücksichtigung beispielsweise einer Geschwindigkeitsabhängigkeit oder Beschleunigungsabhängigkeit der Emissionswerte, einer Abhängigkeit der Emissionswerte von einer Anzahl der Personen, usw.
Die Emissionen können auch auf In-Situ-Messungen moderner z. B. selbstfahrender Autos basieren. Allein die Auswertung „Null-Emissionen“ von solchen z. B. E-Fahrzeugen kann effizient mit in die Umweltanalyse einfließen.
Auch kann eine Anbindung bzw. ein Report an Navigationsgeräte bzw. an CAV (connected autonomous vehicles) erfolgen. Bei der Übertragung der Emissionswerte an eine Navigationseinheit, beispielsweise in der Form einer Verkehrssteuerungseinheit 140, könnten Umleitungsempfehlungen ausgegeben werden.
Denkbar ist ferner auch eine Anbindung des hier vorgestellten Ansatzes bzw. Systems an Wechselverkehrszeichen zur Steuerung von umweltfreundlichen Fahrzeugströmen zur Unterbindung von stop-and-go Phasen. Auch kann eine Messung und Berücksichtigung von Beschleunigungsprofilen erfolgen, derart, dass beispielsweise die Messung entweder direkt über den Videosensor oder z. B. über Radar-/Lidarsensoren erfolgen kann. Auch kann eine Prediction (Vorhersage) aus gelerntem, z. B. mittels AI (AI = artificial intelligence, Deep learning) bzw. statistischen Erhebungen aus definierten Zeiträumen vorgenommen werden, - z. B. dahin gehend, dass immer montags um 8 Uhr an ein und derselben Kreuzung ein Stau auftritt. Schließlich kann mit dem hier vorgestellten Ansatz auch erkannt werden, ob mit Gepäck, Dachträger, Skibox durchhängendes Gewicht gefahren wird, was sich ebenfalls wieder auf die Emissionswerte des Verkehrsmittels auswirkt.
Denkbar ist ferner auch eine Ausführung, bei der eine Detektion der Fahrzeuge pro Streckenabschnitt und Zeit erfolgt, die die Abgase emittieren. Hierdurch kann auch einer geschätzten Konzentration von Abgasen oder speziell NO_x abgeleitet werden. Auch kann eine Abfrage der aktuellen Wetterdaten beispielsweise per Web API (z. B. AccuWeather) erfolgen, um die lokale Temperatur und den UV-Index abzufragen und bei der Ermittlung der Emissionswerte zu berücksichtigen. Liegen beide Werte, Anzahl emittierender Fahrzeuge und Wetterdaten oberhalb eines Grenzwerts wird beispielsweise eine Warnung generiert, die vor günstigen Bedingungen für Smog warnt. Die Warnung wird beispielsweise über die Schnittstelle des Systems an Backoffice bzw. die Vorrichtung 120 gesendet und kann mit einem Verkehrsleitsystem kombiniert den Verkehr aus dem Hotspot umleiten.
Anzumerken ist hierbei, dass als „Sommersmog“ (auch Photosmog, Ozonsmog oder L.A.-Smog) die Belastung der bodennahen Luft (Smog) durch eine hohe Ozonkonzentration bezeichnet werden kann. Er tritt bei sonnigem Wetter auf und entsteht aus Stickstoffoxiden und Kohlenwasserstoffen in Verbindung mit der UV-Strahlung der Sonne. Bodennahes Ozon greift die Atmungsorgane an und schädigt Pflanzen und Tiere. Die Ozonbelastung der Umwelt wird durch Luft-Messstationen ermittelt und regelmäßig in Belastungskarten dargestellt und veröffentlicht. Dabei ist hinsichtlich einer Entstehung dieser Art von Smog auszuführen, dass das bodennahe Ozon unter Mitwirkung von Stickstoffoxiden entsteht und durch die Sonnenstrahlung beeinflusst wird. Stickstoffdioxid wird durch UV-Strahlung in Stickstoffmonoxid und ein Sauerstoffatom gespalten. Dieser atomare Sauerstoff verbindet sich mit einem Sauerstoff-Molekül zu Ozon gemäß der Online-Enzyklopädie Wikipedia wie folgt: NO₂ + Licht (λ < 420 nm) → NO· + ·O· ·O· + O₂ → O₃
Auch kann die Temperatur (aus physischem Sensor/Datenbank) am Messort als Parameter der Emissionsberechnung berücksichtigt werden. Auch ein Berücksichtigen der Steigung am Messort als Parameter der Emissionsberechnung ist denkbar. Prinzipiell kann auch ein Trainieren eines neuronalen Netzes anhand von Daten reeller Emissionsmessstationen (chemisch) zur Berücksichtigung einzelner Messgrößen (z. B. Fahrzeug-frequenz, Typ, Geschwindigkeit, Fahrverhalten, Temperatur, Steigung usw.) im Gesamtergebnis vorgenommen werden.
Hier vorgestellt wird somit eine Möglichkeit zur Kombination von ANPR-Geschwindigkeitsmessung und ANPR-Umweltanalyse. Schätzungen und Vorhersagen von Emissionen (CO₂, NO_x, Smog/Ozon, Feinstäube, Lärm usw.) können vorgenommen werden. Alle Eingangsdaten zur Ermittlung dieser Emissionen sind im Fahrzeugschein bzw. einem entsprechenden Speicher meist enthalten und mittels ANPR in Kombination mit Datenauswertungen im Backoffice bzw. einer entsprechenden Vorrichtung 120 kalkulierbar. Eine Bestimmung von empirischen Korrektur- und Einflussfaktoren für die Emissionswerte, wie z. B. Geschwindigkeit, Beschleunigung, Wetterdaten, Temperatur, UV-Index, Steigung/Gefälle, Dachgepäck usw. - viele dieser Daten liegen bereits ortsbezogen vor (Stichwort: loT). Vorteile des hier vorgestellten Ansatzes lassen sich wie folgt nennen: Die digitale Umweltanalyse als ein „ad on“ zur Section Control ist sehr einfach umsetzbar und es kann eine einfache Implementierung in eine vorhandene Technologie erfolgen (z. B. Messsystem am Messort und eine Auswerteeinheit im Backoffice ist bereits vorhanden). Es sind dann keine zusätzlichen Sensoren erforderlich. Herkömmliche chemische Messmethoden können dagegen nur ungenau pro Fahrtrichtung messen und messen Industrie-Emissionen mit. Der „Emission Estimator“ ermittelt/schätzt gezielt die Emissionen pro Fahrbahn/Fahrtrichtung. Es können mit nur einem Sensor auch unterschiedlichste Emissionsarten detektiert werden. Die erfinderische Methode soll eine Ergänzung zu den chemischen Messungen darstellen.
2 zeigt ein ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 200 zum Bereitstellen von zumindest einem Emissionswert eines sich bewegenden Verkehrsmittels. Das Verfahren 200 umfasst einen Schritt 210 des Einlesens eines Identifikationsparameters, der zumindest einen Typ des sich in einem Beobachtungsbereich bewegenden Verkehrsmittels repräsentiert. Ferner umfasst das Verfahren 200 einen Schritt 220 des Ermittelns des zumindest einen Emissionswertes des Verkehrsmittels aus einem Speicher, in dem eine Zuordnung zumindest des einen Typs des Verkehrsmittels zu dem Emissionswert abgelegt ist, wobei der Emissionswert einen Parameter einer von dem Verkehrsmittel in eine Umgebung des Verkehrsmittels ausgehenden Emission repräsentiert. Schließlich umfasst das Verfahren 200 einen Schritt 230 des Ausgebens des ermittelten Emissionswertes an eine Schnittstelle, um den Emissionswert bereitzustellen für Berechnungen von strecken-, flächen- oder volumenbezogenen Gesamtemissionen und Vorhersagen dieser
Somit kann beispielsweise mit dem hier vorgestellten Verfahren eine Ermittlung von Emissionen mit dem Aufbereiten der aus 1 beschriebenen Daten der Verkehrsmessungen in den Punkten A und B gestartet werde. Diese Daten werden dann beispielsweise in einem zweiten Schritt mittels ANPR-Daten (Nummernschild-Auswertung) angereichert mit externen Daten z. B. vom Kraftfahrtbundesamt. Diese Daten können einen oder mehrere Parameter bzw. alle Daten aus dem Fahrzeugschein enthalten, z. B. Emissionsdaten zum CO₂-Ausstoß. In einem weiteren Schritt erfolgt eine Kalkulation zum Emissionsverhalten eines einzelnen Fahrzeugs z. B. bezogen auf die entsprechende ermittelte Durchschnittsgeschwindigkeit und/oder Anzahl der Fahrzeuginsassen. In einem weiteren Schritt wird eine Kalkulation für die Gesamtheit der Fahrzeuge im Streckenabschnitt AB erstellt bzw. Prognosen/Vorhersagen für zukünftige Fahrten für diesen oder einen anderen Streckenabschnitt kalkuliert.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Verfahren (200) zum Bereitstellen von zumindest einem Emissionswert (130) eines Verkehrsmittels (100), wobei das Verfahren (200) die folgenden Schritte aufweist: - Einlesen (210) eines Identifikationsparameters (117), der zumindest einen Typ (127) des sich in einem Beobachtungsbereich (107) aufhaltenden Verkehrsmittels (100) repräsentiert; - Ermitteln (220) des zumindest einen Emissionswertes (130) des Verkehrsmittels (100) aus einem Speicher (132), in dem eine Zuordnung zumindest des einen Typs (127) des Verkehrsmittels (100) zu dem Emissionswert (130) abgelegt ist, wobei der Emissionswert (130) einen Parameter einer von dem Verkehrsmittel (100) in eine Umgebung des Verkehrsmittels (100) ausgehenden Emission repräsentiert; und - Ausgeben (230) des ermittelten Emissionswertes (130) an eine Ausgabeschnittstelle (135), um den Emissionswert (130) bereitzustellen.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (210) des Einlesens der Identifikationsparameter (117) unter Verwendung eines optischen oder elektromagnetischen Bildes des Verkehrsmittels (100) und/oder einer drahtlos ausgelesenen Information aus einem Speicher des Verkehrsmittels (100) eingelesen wird.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (210) des Einlesens der Identifikationsparameter (117) unter Auswertung eines erfassten Zulassungskennzeichens (145) des Verkehrsmittels (100) und/oder unter Auswertung einer Kontur, eines Fabrikationsmodells und/oder einer Farbe des Verkehrsmittels (100) bestimmt wird.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (210) des Einlesens ein Identifikationsparameter (117) eines Straßenfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens, eines Motorrades, oder eines Schienenfahrzeugs, eines Flugzeugs und/oder eines Schiffs als Verkehrsmittel (100) eingelesen wird.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (220) des Ermittelns als Emissionswert (130) ein vom Verkehrsmittel (100) bei der Fahrt abgegebenen Menge und/oder Art eines Gases, insbesondere eines Kohlenstoffdioxids und/oder eines Stickstoffoxids, eines Schallpegels, einer Menge und/oder Art von Feinstaub und/oder eine Stärke eines elektromagnetischen Feldes ermittelt wird.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (220) des Ermittelns unter Verwendung einer in einer Verkehrsüberwachungsbehörde hinterlegten Datenbank als Speicher (132) ausgeführt wird und/oder wobei die Schritte (210, 220, 230) des Verfahrens (200) in einer Vorrichtung (120) einer sich bewegenden Trägereinheit ausgeführt werden.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (210) des Einlesens eine Geschwindigkeit (150) des Verkehrsmittels (100) eingelesen wird und wobei im Schritt (220) des Ermittelns der Emissionswert (130) unter Verwendung der Geschwindigkeit (150) des Verkehrsmittels (100) ermittelt wird, insbesondere wobei die Geschwindigkeit (150) und der Identifikationsparameter (117) unter Verwendung von einem Messergebnis eines gemeinsamen oder gleichen Sensors (110) bestimmt werden.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (210) des Einlesens als die Geschwindigkeit (150) des Verkehrsmittels (100) eine Durchschnittsgeschwindigkeit des Verkehrsmittels (100) während der Fahrt durch einen vordefinierten Streckenabschnitt (113, 165) eingelesen wird.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (210) des Einlesens ein Betriebsmodus (157) des Verkehrsmittels (100) eingelesen wird und wobei im Schritt (220) des Ermittelns der Emissionswert (130) unter Verwendung des Betriebsmodus (157) ermittelt wird, insbesondere wobei der Betriebsmodus (157) von einer Schnittstelle zu einer anderen Erfassungseinheit (160) eingelesen wird als der den Identifikationsparameter (117) erfassenden Erfassungseinheit (110).
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (210) des Einlesens eine Anbau- und/oder Einbauinformation eingelesen wird, die eine an das Verkehrsmittel (100) extern an- und/oder eingebaute Einheit repräsentiert, wobei im Schritt (220) des Ermittelns der Emissionswert (130) unter Verwendung der An- und/oder Einbauinformation ermittelt wird.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (210) des Einlesens zumindest ein weiterer Identifikationsparameter (117) eingelesen wird, der der zumindest einen Typ (127) eines weiteren Verkehrsmittels (100) repräsentiert, wobei im Schritt (220) des Ermittelns zumindest ein weiterer Emissionswert (130) eines weiteren Verkehrsmittels (100) aus dem Speicher (132) ermittelt wird, in dem eine Zuordnung des zumindest einen weiteren Identifikationsparameter (117) zu dem weiteren Emissionswert (130) abgelegt ist und wobei im Schritt (230) des Ausgebens der ermittelte weitere Emissionswert (130) an die Ausgabeschnittstelle (135) ausgegeben wird, um den weiteren Emissionswert (130) bereitzustellen.
Verfahren (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (230) des Ausgebens der ermittelte Emissionswert (130) an eine Anzeigeeinheit (137), eine Mautberechnungseinheit (139) zur Berechnung einer Verkehrswegebenutzungsgebühr für das Verkehrsmittel (100) und/oder eine Verkehrssteuerungseinheit (140) zur Steuerung eines das Verkehrsmittel (100) umfassenden Verkehrsflusses ausgegeben wird.
Vorrichtung (120), die eingerichtet ist, um die Schritte (210, 220, 230) des Verfahrens (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten (122, 125, 135) auszuführen und/oder anzusteuern.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche auszuführen und/oder anzusteuern.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.