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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Systemzustands eines Verkehrssteuerungssystems, ein Ermittlungssystem zu diesem Zweck, ein Computerprogrammprodukt sowie ein Datenträgersignal.
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Das zunehmende Verkehrsaufkommen sowohl im Personen- als auch Güterverkehr und der steigende Mobilitätsanspruch sowohl im Individual- (PKW) aus auch im öffentlichen Verkehrsumfeld (Bus, Bahn, etc.) führen zunehmend zu Verkehrsbeeinträchtigungen (z.B. Autobahnstaus, Berufsverkehrszeiten, überfüllte Züge). Bekannte Verkehrsregelsysteme oder -prognosen basieren überwiegend auf historischen Daten (z.B. ADAC Stauvorhersagen) oder zentralen Verkehrsauskünften auf Basis der jeweils bekannten Ist-Situation (z.B. Verkehrs- und Staumeldungen im Radio). Derzeitige Systeme, auch Routenplaner, die sowohl historische Daten als auch die Ist-Situation berücksichtigen, schützen jedoch den Verkehrsteilnehmer nicht davor, dennoch in unerwünschte Verkehrsbeeinträchtigungen zu geraten und haben nur zum Zeitpunkt der Routenplanung die schnellste Verbindungsoption, die sich, während man die Strecke zurücklegt, nicht bewahrheiten muss. Einflussfaktoren wie aktive Verkehrsregelsysteme (z.B. dynamische Geschwindigkeitsbegrenzungen (z.B. bei Tunneln), Ampeln) können nicht vollumfänglich berücksichtigt werden. Zudem verfügt kein zentrales Auskunftssystem oder Steuerungssystem über alle Informationen, um allen Verkehrsteilnehmern (PKW, LKW, Motorrad, etc.) die zeitlich schnellste Variante für die angedachte Strecke zu ermöglichen. Zentrale Steuerungssysteme nehmen zudem punktuelle Steuerungen vor (z.B. Steuerungen von Tunneln oder eines verkehrslastigen Autobahnabschnitts). Etwaige zentrale Systeme könnten mit dem zu erwartenden autonomen Fahren von PKWs in der Zukunft weiter optimiert werden, jedoch verbleibt das Problem, dass eine staufreie Fahrt oder eine Mobilität ohne Verkehrsbeeinträchtigungen nur durch aktive Steuerung gelingt, die jedoch jedem einzelnen Verkehrsteilnehmer oder Fahrer obliegt und somit individuell ist und nicht vorhersagbar.
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Autonomes Fortbewegen von Fahrzeugen tritt immer weiter auf Verkehrswegen in den Vordergrund. Hierbei sollen sich selbstfahrende Fahrzeuge und/oder Transportsysteme, ohne Eingriff eines menschlichen Fahrers, zielgerichtet fortbewegen. Die Stufen des autonomen Fahrens von bspw. Kraftfahrzeugen, wie Automobilen, reichen von Stufe 0 (keine Automatisierung) bis hin zu Stufe 5 (fahrerloses Fahren). Derzeit befinden sich jedoch noch eine Vielzahl an Fahrzeugen im Verkehr, welche für autonomes Fahren, insbesondere fahrerloses Fahren, nicht ausgestaltet sind.
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Ferner ist für viele Systeme, insbesondere kooperative Systeme wie das Verkehrsverteilungsnetz, eine Koordination der verfügbaren Aktionen von der zuverlässigen Ermittlung des Systemzustands abhängig. Beispielsweise bedingt die Autonomisierung des Verkehrs Herausforderungen in der Koordination von Fahrzeugen zur Sicherstellung der Verkehrssicherheit, insbesondere wenn auch nicht-autonome Fahrzeuge unterwegs sind. Eine Herausforderung ist es hierbei, eine Vielzahl an Fahrzeugen bei gleichzeitiger Sicherstellung der betrieblichen Grenzen des Verkehrsverteilungsnetzes optimal, gleichmäßig und effizient zu koordinieren. Ferner ist es eine Aufgabe, die Systemsicherheit sicherzustellen. So kann es notwendig sein, bestimmte Aktionen im Verkehrsverteilungsnetz nicht zu jedem Zeitpunkt zu erlauben. Beispielsweise müssen Rechte und Prioritäten für die Durchführung von Aktionen im Verkehrsverteilungsnetz durchgesetzt werden. Kooperative Systeme wie das Verkehrsverteilungsnetz beinhalten die Problematik des Interessenkonflikts zwischen den teilnehmenden Verkehrsteilnehmern (Stakeholdern, z.B. PKW-Fahrern), mit einer gleichzeitigen Verpflichtung eines verkehrsregelkonformen, teilweise gegenseitig beeinflussenden Handelns. So könnte beispielsweise eine hohe Geschwindigkeit von Fahrzeugen die verkehrlichen Grenzen des Verkehrsnetzbetriebs, bspw. eine erlaubte Höchstgeschwindigkeit, verletzen.
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Derzeitige Navigationssysteme in einem Fahrzeug können eine individuelle Routenplanung vornehmen, sind jedoch herstellerabhängig und damit auch abhängig von dessen Informationssystemen. Solche Modelle haben jedoch den Nachteil, dass von einer zentralen Instanz ausgegangen wird, welche die Regeln festlegt, wobei dies Effizienzverluste und/oder geringere Transparenz bedingen kann.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Es ist insbesondere eine Aufgabe, die Ermittlung eines Systemzustands eines Verkehrssteuerungssystems und ggf. die darauf basierende Koordination der verfügbaren Aktionen in einem Verkehrssteuerungssystem zu verbessern. Auf diese Weise kann das Risiko einer Gefährdung der Verkehrssicherheit und/oder ein Auftreten von kritischen Zuständen wie Verkehrsbeeinträchtigungen, bspw. lokale Staus oder überfüllte Züge, verringert werden. Weiter kann eine schnellstmögliche Ankunft an einem Zielort mit nur geringen Verkehrsbeeinträchtigungen, vorzugsweise ohne Verkehrsbeeinträchtigungen, ermöglicht werden. Ferner kann es eine Aufgabe sein, einen ermittelten Systemzustand an weitere Teilnehmer des Systems zuverlässig bereitzustellen.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Ermittlungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 12, durch ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 17 sowie durch ein Datenträgersignal mit den Merkmalen des Anspruchs 18. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Ermittlungssystem, sowie auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt, und auch mit dem erfindungsgemäßen Datenträgersignal, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Systemzustands eines Systems, wobei das System als ein Verkehrssteuerungssystem ausgeführt ist, z. B. für einen Fahrzeugverkehr mit (nur) autonomen Fahrzeugen oder für einen Fahrzeugverkehr mit nicht-autonomen Fahrzeugen sowie gleichzeitig autonomen Fahrzeugen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorgesehen sein, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise nacheinander in der angegebenen Reihenfolge oder in beliebiger Reihenfolge, wobei die Schritte auch wiederholt durchgeführt werden können:
- - Erfassen wenigstens eines verkehrlichen Kennwertes (oder einer Vielzahl verkehrlicher Kennwerte) des Systems durch ein Kennwerterfassungssystem, wobei vorzugsweise der Kennwert jeweils durch eine lokale Messung (insbesondere einer physikalischen Messgröße am System) wenigstens eines Kennwerterfassers des Kennwerterfassungssystems erfasst wird, wobei unterschiedliche Kennwerte auch durch unterschiedliche Kennwerterfasser erfasst werden können,
- - Übermitteln des wenigstens einen erfassten Kennwertes an ein dezentrales Datenhaltungssystem, vorzugsweise durch eine digitale Datenübertragung des erfassten Kennwertes in der Form eines digitalen Messwertes, und/oder zur Verteilung des wenigstens einen Kennwertes an wenigstens einen oder mehrere unterschiedliche Zustandsabschätzer,
- - Durchführen einer Schätzung des Systemzustands anhand des wenigstens einen übermittelten Kennwertes durch (den) wenigstens einen Zustandsabschätzer, vorzugsweise durch eine Zusammenfassung eines der übermittelten Kennwerte mit weiteren der übermittelten Kennwerte, welche bevorzugt an den Zustandsabschätzer von unterschiedlichen Kennwerterfassern übermittelt worden sind,
- - Durchführen einer Validierung des geschätzten Systemzustands durch wenigstens einen Zustandsprüfer jeweils anhand wenigstens einer lokalen Messung (insbesondere einer physikalischen Messgröße am System) des Zustandsprüfers, bspw. durch einen Vergleich des geschätzten Systemzustands mit einem Systemzustand aus einer eigenen Schätzung zumindest anhand eines Kennwertes, welcher durch die lokale Messung erfasst wurde,
- - Hinterlegen des validierten Systemzustands im Datenhaltungssystem, z. B. durch eine nicht-flüchtige Speicherung.
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Dies hat den Vorteil, dass der Systemzustand dezentral ermittelt und validiert und somit besonders zuverlässig und transparent bestimmt und hinterlegt werden kann. Die erfindungsgemäßen Schritte können es ferner ermöglichen, dass zu jeder Zeit gültige Kennwerte verfügbar sind, die für die Bestimmung eines gültigen teilnehmerübergreifenden Systemzustands notwendig sind und damit gleichzeitig einen gültigen teilnehmerübergreifenden Systemzustand beschreiben. Als Teilnehmer des Systems werden bspw. die Kennwerterfasser und/oder Zustandsabschätzer und/oder Zustandsprüfer verstanden. Ferner kann die durch das erfindungsgemäße Verfahren gewonnene Transparenz die Sicherheit des Gesamtsystems verbessern, da alle Teilnehmer aufgrund der gemeinsamen Kenntnis des Systemzustands entsprechend systemdienlich und damit unabhängig, aber dennoch gemeinsam handeln können.
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Die physikalische Messung kann bspw. zumindest eine Geschwindigkeitsmessung aufweisen bzw. sein, um den Kennwert zu erhalten, welcher für eine Geschwindigkeit eines Verkehrsteilnehmers, insbesondere eines Fahrzeuges, im Verkehrssteuerungssystem spezifisch ist und/oder kann die physikalische Messung eine Positionsmessung aufweisen bzw. sein, um einen bzw. den Kennwert zu erhalten, welcher für eine Geschwindigkeit des Verkehrsteilnehmers, insbesondere des Fahrzeuges, im Verkehrssteuerungssystem spezifisch ist. Vorzugsweise wird bspw. für ein Fahrzeug als Verkehrsteilnehmer als physikalische Messung eine Geschwindigkeitsmessung durchgeführt, um einen Kennwert zu erhalten, welcher für eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges spezifisch ist und, insbesondere gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig, eine Positionsmessung durchgeführt, um einen Kennwert zu erhalten, welcher für eine Position des Fahrzeuges spezifisch ist. Die Position des Verkehrsteilnehmers, insbesondere eines Fahrzeuges als Verkehrsteilnehmer, kann auch als der (geographische) Standort des Verkehrsteilnehmers, insbesondere des Fahrzeuges, verstanden werden. Ferner kann die Position des Verkehrsteilnehmers, insbesondere eines Fahrzeuges wie bspw. eines Flugzeuges, auch eine Höhe des Verkehrsteilnehmers, insbesondere des Fahrzeuges, umfassen. Insbesondere kann der für die Geschwindigkeit des Verkehrsteilnehmers, insbesondere des Fahrzeuges als Verkehrsteilnehmer, spezifische Kennwert und der für die Position des Verkehrsteilnehmers, insbesondere des Fahrzeuges, spezifische Kennwert einen gemeinsamen bzw. zusammengehörenden Kennwert ausbilden, welcher übermittelt wird. Ferner kann die physikalische Messung eine Verkehrsdichtemessung und/oder Verkehrsstärkemessung umfassen, um den Kennwert zu erhalten, welcher für eine Verkehrsdichte bzw. eine Verkehrsstärke eines Verkehrsverteilungsnetzes spezifisch sein kann. Die Messung der Verkehrsdichte und/oder der Verkehrsstärke kann bspw. mittels eines Kamerasystems erfolgen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass die physikalische Messung bspw. eine Beschleunigungsmessung aufweist bzw. ist, um den Kennwert zu erhalten, welcher für eine Beschleunigung eines Verkehrsteilnehmers, insbesondere eines Fahrzeuges, im Verkehrssteuerungssystem spezifisch ist. Die Beschleunigung kann eine positive Beschleunigung oder eine negative Beschleunigung (Abbremsen) sein. Weiter ist es denkbar, dass die physikalische Messung auch bspw. eine Fahrtrichtungsmessung bzw. -bestimmung aufweist bzw. ist, um den Kennwert zu erhalten, welcher für eine Fahrtrichtung eines Verkehrsteilnehmers, insbesondere eines Fahrzeuges, im Verkehrssteuerungssystem spezifisch ist. Somit kann bspw. auch ein Fahrtrichtungswechsel erkannt werden.
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Als Verkehrsteilnehmer können insbesondere Fahrzeuge und/oder Lebewesen, insbesondere Menschen, verstanden werden.
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Die verkehrlichen Kennwerte, bspw. Geschwindigkeit und Position, können insbesondere auch als verkehrstechnische Kennwerte verstanden werden. Weiter kann das Verkehrverteilungsnetz auch als Verkehrsnetz verstanden werden. Das Verkehrsverteilungsnetz kann insbesondere die vernetzten Verkehrswege innerhalb des Landnetzes und/oder des Wassernetzes und/oder Luftnetzes aufweisen.
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Es kann vorgesehen sein, dass auf Basis des validierten Systemzustands wenigstens eine Entscheidung, insbesondere Aktion, des Systems durchgeführt wird. Beispielsweise kann diese Entscheidung eine Geschwindigkeitsanpassung und/oder eine Verkehrsroutenänderung, bspw. eines Fahrzeuges als Verkehrsteilnehmer, im System betreffen. Bspw. kann diese Geschwindigkeitsanpassung und/oder Verkehrsroutenänderung von einem autonomen Fahrzeug, insbesondere einem autonomen, fahrerlosen Fahrzeug, selbständig umgesetzt werden, wobei hingegen bei einem nicht-autonomen Fahrzeug eine Empfehlung, bspw. eine Geschwindigkeitsempfehlung und/oder Routenempfehlung, an einen Fahrer des Fahrzeuges, bspw. über eine Anzeige des Fahrzeuges oder über eine mobile Anzeige eines Mobiltelefons, abgegeben werden kann. Allgemein formuliert, kann in Abhängigkeit von der Validierung der Systemzustand verwendet werden, um eine Entscheidung und insbesondere Aktion im System durchzuführen, welche mehrere Teilnehmer des Systems betrifft, bspw. die Verkehrsverteilung beeinflusst. Für das Verkehrssteuerungssystem lassen sich bspw. Fahrzeuge und Verkehrsnetzbetreiber, aber auch Verkehrsregelungssysteme anführen, welche in Abhängigkeit zueinander stehen. Durch die gemeinsame Kenntnis der Kennwerte oder des Systemzustands können unabhängig voneinander die Entscheidungen getroffen werden, die im Kontext des Gesamtsystems direkt validiert werden und nur zulässig sind, wenn bspw. die Verkehrssicherheit nicht beeinträchtigt ist.
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Die Erfindung kann zudem den Vorteil bereitstellen, dass eine transparente, sichere und dezentrale Plattform geschaffen wird, die Entscheidungen oder Aktionen des Systems, welche den Systemzustand betreffen, vereinfachen und automatisieren kann. Beispielsweise kann die Entscheidung oder Aktion eine Steuerung des Verkehrsflusses bzw. des Transportflusses im System sein. Der Verkehrsfluss kann auch als Mobilitätsfluss verstanden werden. Insbesondere wird durch die Erfindung eine transparente, sichere und dezentrale Plattform geschaffen, die Mobilitätsprozesse, die einen Systemzustand des Verkehrssteuerungssystems, insbesondere eines Verkehrsverteilungsnetzes eines Verkehrssteuerungssystems erfordern, vereinfachen und automatisieren können. Weiter kann es zu einer Zeitersparnis bei der Mobilität und somit auch zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs führen.
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Vorteilhafterweise kann ein erfindungsgemäßes Verkehrssteuerungssystem mit zukünftigen Fahrzeugen im Verkehrsumfeld standardmäßig und bei autonomen Fahrzeugen auch bspw. mittels Steuerbefehlsvorschläge automatisch umgesetzt werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass beispielsweise in Form einer Anwendungssoftware (App) für ein Anwendungsgerät, insbesondere ein Mobilgerät, bspw. ein Smartphone, oder für ein Navigationssystem, auch nicht-autonome Fahrzeuge in das erfindungsgemäße Verkehrssteuerungssystem eingebunden werden können, um dem Fahrzeug bzw. einem Fahrzeugführer des Fahrzeuges eine besonders vorteilhafte Routenempfehlung und/oder ein besonders vorteilhaftes Fahr- bzw. Verkehrsverhalten für die schnellstmögliche Ankunft am Zielort zu empfehlen.
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Ferner kann ein weiterer Vorteil durch die Erfindung bereitgestellt sein, dass eine Überprüfung eines Konsens durch alle Kennwerte, insbesondere gemessene Werte, erfolgt. Auf diese Weise kann der Systemzustand mit hoher Sicherheit und Zuverlässigkeit geschätzt werden. Bspw. können hierzu die verschiedenen Kennwerte miteinander verglichen werden und vorzugsweise eine Abweichung der Kennwerte bspw. mit einem vordefinierten Schwellenwert vergleichen werden, um festzustellen, ob ein Konsens vorliegt. Insbesondere werden dabei solche Kennwerte miteinander verglichen, welche von unterschiedlichen Kennwerterfassern erfasst wurden. Weiter kann auch der, insbesondere dezentral, geschätzte Systemzustand hierbei mitberücksichtigt werden.
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Das Verkehrssteuerungssystem ist vorteilhafterweise als wenigstens eines der nachfolgenden Systemarten ausgeführt:
- - ein System zur Steuerung einer Verkehrsinfrastruktur, und/oder
- - ein System zur Steuerung von Landfahrzeugen, insbesondere zur Steuerung von Kraftfahrzeugen wie bspw. Personenkraftwagen und/oder Lastkraftwagen und/oder Krafträdern, und/oder
- - ein System zur Steuerung von Luftfahrzeugen, insbesondere zur Steuerung von Flugzeugen und/oder Hubschraubern und/oder Drohnen, und/oder
- - ein System zur Steuerung von Wasserfahrzeugen, insbesondere von Schiffen, und/oder
- - ein System zur Steuerung von einem Verkehrsüberwachungssystem, und/oder
- - ein System zur Steuerung von einem Verkehrsregelungssystem, und/oder
- - ein System zur Steuerung von Menschen, insbesondere zur Steuerung von Fußgängern bzw. Individualreisenden in einem öffentlichen Personennahverkehr und/oder Personenfernverkehr.
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Insbesondere kann das Steuern durch das System auch als ein Koordinieren verstanden werden.
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Das System kann insbesondere als dezentrales System organisiert sein, bei welchem nicht eine zentrale Instanz die Grenzen für die verfügbaren Aktionen setzt, bspw. wer in welchem Umfang das Verkehrsverteilungsnetz nutzen kann.
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Das dezentrale Datenhaltungssystem kann eine dezentrale Datenbank wie ein Distributed Ledger bzw. Blockchain aufweisen oder als solche ausgeführt sein.
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Wenn das dezentrale Datenhaltungssystem als eine Blockchain ausgeführt ist oder eine solche aufweist, kann das Datenhaltungssystem eine kontinuierlich erweiterbare Liste von Datensätzen, Blöcke genannt, aufweisen, welche mittels kryptographischer Verfahren miteinander verkettet sein können. Jeder Block kann dabei einen kryptographisch sicheren Hash (Streuwert) des vorhergehenden Blocks und/oder einen Zeitstempel und/oder Transaktionsdaten aufweisen. Die Ausdrücke „Block“ oder „Blöcke“ werden nachfolgend im engeren Sinne als ein solcher Block bzw. solche Blöcke einer Blockchain verstanden.
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Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass bei dem Übermitteln der wenigstens eine erfasste Kennwert jeweils an mindestens zwei verschiedene Datenhaltungsinstanzen des Datenhaltungssystems übertragen wird, wobei vorzugsweise in Abhängigkeit von einem vordefinierten Ereignis (z. B. überschreitet die Anzahl der neu empfangenen Kennwerte einen Schwellenwert) wenigstens oder genau eine der Datenhaltungsinstanzen als der Zustandsabschätzer bestimmt wird, welcher die Schätzung durchführt. Das vordefinierte Ereignis ist bspw. das Überschreiten eines Schwellenwertes durch die Anzahl der übermittelten Kennwerte. In anderen Worten kann wiederholt die Bestimmung des Zustandsabschätzers immer dann erfolgen, wenn dieses Ereignis eintritt, also z. B. die Anzahl der seit der letzten Bestimmung des Zustandsabschätzers übermittelten Kennwerte wieder den Schwellenwert überschreitet. Insbesondere können durch den Zustandsabschätzer zur Vorbereitung der Schätzung aus den übermittelten Kennwerten einzelne Datensätze ausgewählt werden, um den aktuellen Zustand des gesamten Systems abzubilden, der aus seiner Sicht als valide gilt. Anhand der ausgewählten Datensätze kann dann die Schätzung durchgeführt werden. Beispielsweise werden hierzu Geschwindigkeits- und/oder Positionsmesswerte der Kennwerte bspw. von mehreren Fahrzeugen ausgewählt und miteinander verglichen, um die Schätzung durchzuführen.
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Die Datenhaltungsinstanzen können auch als Consumer der Kennwerte bezeichnet werden, die Zustandsabschätzer können auch als Creator bezeichnet werden, und die Kennwerterfasser können als Producer bezeichnet werden.
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Die Schätzung ermöglicht eine Abschätzung zu einem validen Gesamtsystem durch den Zustandsabschätzer, und kann dabei auf seiner internen Systemsicht und den gesammelten Kennwerten der Kennwerterfasser basieren. Zustandsabschätzer können aufgrund dieser Anforderungen bspw. als Mehrwertdienste mit Expertise für das Gesamtsystem ausgeführt sein, im Fall des Verkehrssektors beispielsweise als Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Verkehrseregelsysteme, Verkehrsunternehmer, aber auch als Verkehrsnetzbetreiber.
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Algorithmisch kann die Schätzung z. B. im Verkehrssektor durch eine Verkehrsschätzung (Prognosen) und/oder durch eine Verkehrszustandsschätzung und/oder durch eine künstliche Intelligenz erfolgen. Es sind eine Vielzahl herkömmlicher Methoden zur Schätzung bekannt, auf welche dabei zurückgegriffen werden kann. Es reicht ggf. für eine einfache Ausführung der Schätzung aus, wenn dabei die übermittelten Kennwerte durch die eigene lokale Messung plausibilisiert werden. Bspw. kann der Systemzustand auch einfach durch die Zusammenfassung der Kennwerte in einen gemeinsamen Datensatz oder Block direkt beschrieben werden.
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Vorteilhaft ist es zudem, wenn die lokalen Messungen jeweils Messungen am System sind, welche zumindest eine Messung einer Beschleunigung und/oder einer Geschwindigkeit und/oder einer Position und/oder einer Fahrtrichtung und/oder einem Fahrtrichtungswechsel aus dem Verkehrssteuerungssystem, insbesondere eines Verkehrsteilnehmers aus dem Verkehrssteuerungssystems, umfassen. Bspw. kann durch einen Beschleunigungssensor des Verkehrsteilnehmers, bspw. eines Fahrzeuges, eine Beschleunigung des Verkehrsteilnehmers und/oder durch einen Geschwindigkeitssensors des Verkehrsteilnehmers eine Geschwindigkeit des Verkehrsteilnehmers und/oder durch einen Positionssensor des Verkehrsteilnehmers eine Position des Verkehrsteilnehmers und/oder eine Fahrtrichtung bzw. ein Fahrtrichtungswechsel des Verkehrsteilnehmers gemessen bzw. erfasst werden, und der Kennwert entsprechend diesen Messwert bzw. diese Messwerte umfassen.
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Optional ist es denkbar, dass weitere Kennwerterfasser vorgesehen sind, um weitere Kennwerte des Systems durch jeweils eigene lokale Messungen an unterschiedlichen Positionen des Systems zu erfassen und an das Datenhaltungssystem zu übermitteln. Die unterschiedlichen Positionen können z. B. verschiedene Verkehrsteilnehmer des Systems sein, z. B. an unterschiedlichen (geographischen) Positionen und/oder auf unterschiedlichen Verkehrsträgern des Verkehrssteuerungssystems. Als Verkehrsträger des Verkehrssteuerungssystems können bspw. Straßen und/oder Schienen und/oder Wasserwege und/oder der Luftraum verstanden werden. Die Übermittlung kann kabellos und/oder kabelgebunden erfolgen. Insbesondere kann die Übermittlung z. B. mittels eines Netzwerkes wie das Internet und/oder mittels eines Mobilfunknetzes erfolgen. Hierzu können die Kennwerterfasser bspw. eine Netzwerk- und/oder eine Internetschnittstelle und/oder eine Funkschnittstelle aufweisen.
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Es kann optional möglich sein, dass die Schätzung und Validierung anhand der weiteren Kennwerte durchgeführt wird, und vorzugsweise, dass die Validierung zusätzlich anhand eines durch die lokale Messung des Zustandsprüfers erfassten Kennwertes des Systems durchgeführt wird, um den geschätzten Systemzustand zu überprüfen. Hierzu kann bspw. auch eine erneute Schätzung erfolgen, bspw. dadurch, dass die Kennwerte mit Informationen über einen Verkehrsfluss, insbesondere einen Verkehrszufluss, von Verkehrsteilnehmern an einer ersten Position mit den Kennwerten mit Informationen über einen Verkehrsfluss, insbesondere einen Verkehrsabfluss, von Verkehrsteilnehmern an einer zweiten Position verglichen werden. Die Verwendung der eigenen lokalen Messung, um wenigstens einen der Kennwerte für den Vergleich bereitzustellen, kann somit zur Validierung, insbesondere Plausibilisierung des geschätzten Systemzustands, dienen.
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Von weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Zustandsprüfer (vorzugsweise unabhängig von dem Zustandsabschätzer) erneut die Schätzung des Systemzustands anhand des wenigstens einen übermittelten Kennwertes und/oder weiterer Kennwerte durchführt. Anschließend können beide geschätzten Systemzustände verglichen werden, um eine Abweichung festzustellen. Sofern die Systemzustände im Wesentlichen übereinstimmen (z. B. unter Berücksichtigungen von Toleranzen), kann die Validierung positiv sein.
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Vorteilhafterweise ist ferner im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass bei der Validierung eine Abweichung des geschätzten Systemzustands zum erneut geschätzten Systemzustand bestimmt wird, um in Abhängigkeit von der Abweichung einen fehlerhaften geschätzten Systemzustand zu registrieren. Die Registrierung kann z. B. durch die fälschungssichere (z. B. verschlüsselte) Protokollierung des fehlerhaften Systemzustands, also der negativen Validierung, erfolgen.
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Ferner kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass das Hinterlegen des validierten Systemzustands im Datenhaltungssystem dadurch erfolgt, dass ein Block mit dem Systemzustand, und insbesondere zusätzlich mit einem Zeitstempel und/oder dem übermittelten Kennwert, gebildet wird. Dieser Block kann bspw. ein Block einer Blockchain sein, um die Hinterlegung fälschungssicher durchzuführen. Zur Hinterlegung können bspw. die Instanzen des Datenhaltungssystems, wie bspw. Kennwerterfasser oder Zustandsprüfer, einen Datenspeicher und/oder eine Verarbeitungsvorrichtung wie einen Prozessor oder Computer aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mehrere Zustandsprüfer vorgesehen sind, um parallel die Validierung durchzuführen, wobei vorzugsweise der geschätzte Systemzustand dann als gesamt valide gekennzeichnet wird, und insbesondere nur dann im Datenhaltungssystem hinterlegt wird, wenn die Mehrzahl der Zustandsprüfer den geschätzten Systemzustand positiv validieren. Hierzu kann bspw. eine digitale Kommunikation zwischen den Zustandsprüfern stattfinden, um die Ergebnisse der Validierung untereinander mitzuteilen.
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Optional ist es denkbar, dass der geschätzte Systemzustand mit einem Zeitstempel in einer Blockstruktur zusammengefasst wird, und insbesondere zur Validierung von dem Zustandsabschätzer an einen oder mehrere Zustandsprüfer übertragen wird. Auf diese Weise kann eine verteilte Hinterlegung des geschätzten Systemzustands bspw. in einer Blockchain erfolgen.
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Optional ist ferner denkbar, dass ein Übermitteln des wenigstens einen erfassten Kennwertes an das dezentrale Datenhaltungssystem (nur) erfolgt, wenn dem Übermitteln zugestimmt, insbesondere aktiv zugestimmt, wird. Mit anderen Worten kann eine Abfrage erfolgen, ob ein Übermitteln des wenigstens einen erfassten Kennwertes an das dezentrale Datenhaltungssystem erfolgen darf. Somit kann eine Datenübertragung nur erfolgen, wenn bspw. ein Fahrzeugführer eines Fahrzeuges aktiv zugestimmt hat, dass erfasste verkehrliche Kennwerte an das dezentrale Datenhaltungssystem übermittelt werden dürfen. Somit können Rechte auf informationelle Selbstbestimmung berücksichtigt werden. Insbesondere kann die Abfrage eine einmalige Abfrage sein.
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Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Ermittlungssystem zur Ermittlung eines Systemzustands eines Systems, wobei das System als Verkehrssteuerungssystem ausgeführt ist. Das Ermittlungssystem kann die nachfolgenden Komponenten aufweisen:
- - ein Kennwerterfassungssystem zum Erfassen wenigstens eines verkehrlichen Kennwertes des Systems, wobei vorzugsweise wenigstens ein Kennwerterfasser des Kennwerterfassungssystems zur Erfassung des Kennwertes jeweils durch eine lokale Messung des Kennwerterfassers vorgesehen ist,
- - eine Übermittlungsvorrichtung zum Übermitteln des wenigstens einen erfassten Kennwertes an ein dezentrales Datenhaltungssystem,
- - wenigstens einen Zustandsabschätzer zum Durchführen einer Schätzung des Systemzustands anhand des wenigstens einen übermittelten Kennwertes,
- - wenigstens einen Zustandsprüfer zum Durchführen einer Validierung des geschätzten Systemzustands jeweils anhand wenigstens einer lokalen Messung des Zustandsprüfers,
- - das Datenhaltungssystem zum Hinterlegen des validierten Systemzustands.
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Damit bringt das erfindungsgemäße Ermittlungssystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Zudem kann das Ermittlungssystem geeignet sein, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
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Die beschriebenen Komponenten des Ermittlungssystems können jeweils ein Computerprogramm, insbesondere Computerprogrammprodukt, und/oder einen Prozessor zur Ausführung des Computerprogramms aufweisen, um bei der Ausführung wenigstens einen Verfahrensschritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen und/oder den jeweils beschrieben Zweck der Komponente bereitzustellen.
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Ebenfalls separat unter Schutz gestellt sein kann ein Zustandsabschätzer zum Durchführen einer Schätzung des Systemzustands anhand des wenigstens einen übermittelten Kennwertes. Ferner kann separat unter Schutz gestellt sein ein Zustandsprüfer zum Durchführen einer Validierung des geschätzten Systemzustands jeweils anhand wenigstens einer lokalen Messung des Zustandsprüfers.
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Vorteilhafterweise kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass der Kennwerterfasser als wenigstens eine der nachfolgenden Vorrichtungen ausgeführt ist:
- - ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeugsensor eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Geschwindigkeitssensor und/oder ein Positionssensor eines Fahrzeuges; bspw. Geschwindigkeit- und Positionsmessung mittels eines Navigationssystems des Fahrzeuges,
- - ein Verkehrsüberwachungssystem für Verkehrsteilnehmer, insbesondere eine stationäre und/oder mobile Verkehrsüberwachungsanlage, insbesondere mit bspw. einem Kamerasystem,
- - ein Verkehrsregelungssystem für Verkehrsteilnehmer, bspw. eine Ampelanlage, insbesondere mit bspw. einem Kamerasystem,
- - ein Anwendungsgerät, insbesondere ein Mobiltelefon, bspw. ein Smartphone, wobei insbesondere das Anwendungsgerät in dem Fahrzeug mitgeführt wird,
wobei jeder der bzw. der jeweilige Kennwerterfasser dazu ausgeführt sein kann, lokal die Messung zur Erfassung des Kennwertes durchzuführen, den Kennwert eindeutig in einer lokalen Datenstruktur zu speichern, und für das Übermitteln des Kennwertes die Datenstruktur an das Datenhaltungssystem zu übertragen. Dabei kann bspw. auch eine Eindeutigkeitsprüfung erfolgen, also bspw. die Überprüfung, dass der Kennwert nicht mehrfach gespeichert wird. Ferner kann zur Sicherstellung durch die Kennwerterfasser (Producer), dass der Kennwert eindeutig und damit nicht wiederholbar ist, auch innerhalb der Datenstruktur der Kennwert mit einem Zeitstempel (Zeit seiner Erfassung) verknüpft sein.
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Ferner kann zur Sicherstellung der Unveränderbarkeit und Fälschungssicherheit dieser Datenstruktur die Datenstruktur durch den Kennwerterfasser digital signiert und/oder verschlüsselt werden. Dabei ist auch eine Verschlüsselung der Datenstruktur bei der Übermittlung an das Datenhaltungssystem denkbar, um die Vertraulichkeit zu gewährleisten.
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Insbesondere kann das Verkehrsüberwachungssystem für Verkehrsteilnehmer zumindest einen oder mehrere Satelliten umfassen, um bspw. eine Beschleunigungsmessung und/oder eine Positionsmessung und/oder eine Geschwindigkeitsmessung und/oder eine Fahrtrichtungsmessung von Verkehrsteilnehmern zum Erhalten von verkehrlichen Kennwerten zu ermöglichen.
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Es kann möglich sein, dass verschiedene lokale Messung und/oder neben der Messung auch weitere Daten erfasst werden, um einen Kennwert zu bilden. Dies können Daten sein, die mit dem Systemzustand korrelieren, wie Wettervorhersagen und/oder eine Tageszeit und/oder eine Jahreszeit und/oder induktionsschleifenbasierte (Fahrzeug-)Zählungen und/oder kamerabasierte (Fahrzeug-)Zählungen und/oder Verkehrsprognosen und/oder die Messdaten von öffentlichem Personenverkehr und/oder Messdaten von Verkehrsteilnameanfragen (z. B. Ticketverkauf für den öffentlichen Personennahverkehr und/oder Personenfernverkehr).
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Datenhaltungssystem dadurch dezentral ausgeführt ist, dass es mehrere geographisch entfernt angeordnete Instanzen aufweist, welche insbesondere mehrere Zustandsabschätzer und/oder Zustandsprüfer umfassen. Die Instanzen können auch als Consumer der Kennwerte bezeichnet werden. Um einer Unterschlagung oder Veränderungen der Kennwerte durch Consumer entgegen zu wirken, kann es vorgesehen sein, dass jeder Kennwerterfasser (Producer) die eigenen Kennwerte an mindestens zwei voneinander unabhängige Consumer weitergibt. Weiter kann es möglich sein, dass die Consumer wiederum die Kennwerte an weitere bzw. alle teilnehmenden Consumer weiterleiten. Dies kann in direkter Kommunikation aber auch über einen Replikationsprozess zwischen den Consumern für ein Netz aus Consumern geschehen. In letzterem Fall kann jeder Consumer die Kennwerte an weitere bekannte Consumer senden, die wiederrum dasselbe tun. Innerhalb dieses Prozesses müssen vorteilhafterweise die bzw. alle Consumer dazu beitragen, dass es nicht zu Übertragungsschleifen kommt (z. B. durch eine Regel, dass jeder Consumer nur einmal den gleichen Kennwert, erkennbar über die Signatur, weiterleiten darf).
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Ferner können Verkehrsteilnehmer bspw. mittels einer Anwendungssoftware (App) auf einem Anwendungsgerät, bspw. einem Smartphone oder einem Navigationsgerät eines Fahrzeugs, in das erfindungsgemäße Verkehrssteuerungssystems, insbesondere in das dezentrale Datenhaltungssystem, eingebunden werden. Somit können die Verkehrsteilnehmer als Kennwerterfasser (Producer) und/oder als Consumer und/oder als Zustandsabschätzer und/oder als Zustandsprüfer wirken. Vorteilhafterweise können auch Verkehrsteilnehmer wie nicht-autonome Fahrzeuge mittels einer Anwendungssoftware (App) in das erfindungsgemäße Verkehrssteuerungssystem, insbesondere in das dezentrale Datenhaltungssystem, nachträglich eingebunden werden. Hierbei ist das Anwendungsgerät, bspw. ein Smartphone und/oder ein Navigationssystem bzw. Navigationsgerät des Fahrzeuges, bzw. die Anwendungssoftware dazu ausgebildet, einem Verkehrsteilnehmer eindeutig zugeordnet werden zu können.
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Von weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Zustandsabschätzer und/oder Zustandsprüfer jeweils gleichzeitig als Kennwerterfasser ausgeführt ist. Damit ergibt sich eine Bündelung der verschiedenen Aufgaben. Alternativ oder zusätzlich kann der Zustandsabschätzer und/oder Zustandsprüfer und/oder Kennwerterfasser und/oder das Datenhaltungssystem jeweils wenigstens eine Datenverarbeitungsanlage (Computer oder Server) umfassen oder als solche ausgeführt sein.
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Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, zumindest einen Schritt der Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere zumindest zwei Schritte der Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens, auszuführen. Insbesondere wird der Computer veranlasst zumindest zwei der folgenden Schritte auszuführen:
- - (1) Erfassen wenigstens eines elektrischen verkehrlichen Kennwertes des Systems durch ein Kennwerterfassungssystem, wobei der Kennwert jeweils durch eine lokale Messung eines Kennwerterfassers des Kennwerterfassungssystems erfasst wird,
- - (2) Übermitteln des wenigstens einen erfassten Kennwertes an ein dezentrales Datenhaltungssystem,
- - (3) Durchführen einer Schätzung des Systemzustands anhand des wenigstens einen übermittelten Kennwertes durch wenigstens einen Zustandsabschätzer,
- - (4) Durchführen einer Validierung des geschätzten Systemzustands durch wenigstens einen Zustandsprüfer jeweils anhand wenigstens einer lokalen Messung des Zustandsprüfers,
- - (5) Hinterlegen des validierten Systemzustands im Datenhaltungssystem.
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Insbesondere kann das Computerprogrammprodukt als eine Anwendungssoftware (App) für ein Anwendungsgerät, bspw. ein Mobilgerät, und/oder ein Navigationsgerät bzw. Navigationssystem, realisiert sein.
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Damit bringt das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren und/oder mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Ermittlungssystem beschrieben worden sind.
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Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Datenträgersignal, das ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt überträgt.
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Damit bringt das erfindungsgemäße Datenträgersignal die gleichen Vorteile mit sich, wie sie mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren und/oder mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Ermittlungssystem und/oder mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt beschrieben worden sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ermittlungssystems,
- 3 eine schematische Darstellung eines Verkehrssteuerungssystems.
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In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ermittlung eines Systemzustands eines Systems 700 gezeigt, wobei das System 700 als ein Verkehrssteuerungssystem 700 ausgeführt ist. Gemäß einem ersten Verfahrensschritt 801 erfolgt ein Erfassen wenigstens eines verkehrlichen Kennwertes 500 des Systems 700 durch ein Kennwerterfassungssystem 200, wobei der Kennwert 500 jeweils durch eine lokale Messung eines Kennwerterfassers 210 des Kennwerterfassungssystems 200 erfasst wird. Gemäß einem zweiten Verfahrensschritt 802 erfolgt ein Übermitteln des wenigstens einen erfassten Kennwertes 500 an ein dezentrales Datenhaltungssystem 300. Anschließend kann gemäß einem dritten Verfahrensschritt 803 ein Durchführen einer Schätzung 650 des Systemzustands anhand des wenigstens einen übermittelten Kennwertes 500 durch wenigstens einen Zustandsabschätzer 311 vorgesehen sein. Danach kann ein Durchführen einer Validierung 670 des geschätzten Systemzustands durch wenigstens einen Zustandsprüfer 312 jeweils anhand wenigstens einer lokalen Messung des Zustandsprüfers 312 gemäß einem vierten Verfahrensschritt 804 erfolgen. Ein fünfter Verfahrensschritt 805 ist ggf. das Hinterlegen des validierten Systemzustands im Datenhaltungssystem 300. Zusätzlich, d. h. optional, ist denkbar, dass das Übermitteln des wenigstens einen erfassten Kennwertes 500 an das dezentrale Datenhaltungssystem 300 gemäß dem zweiten Verfahrensschritt 802 nur erfolgt, wenn gemäß einem vorausgegangenen Verfahrensschritt 810 dem Übermitteln des wenigstens einen erfassten Kennwerts 500 zugestimmt, insbesondere aktiv zugestimmt, wird bzw. (im Vorfeld) worden ist.
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In 2 ist ein erfindungsgemäßes Ermittlungssystem 1 zur Ermittlung eines Systemzustands eines Verkehrssteuerungssystems 700 visualisiert. Es kann ein Kennwerterfassungssystem 200 zum Erfassen wenigstens eines verkehrlichen Kennwertes 500 des Systems 700 vorgesehen sein, wobei wenigstens ein Kennwerterfasser 210 des Kennwerterfassungssystems 200 zur Erfassung des Kennwertes 500 jeweils durch eine lokale Messung des Kennwerterfassers 210 vorgesehen ist. Ferner ist eine Übermittlungsvorrichtung 320 zum Übermitteln des wenigstens einen erfassten Kennwertes 500 an ein dezentrales Datenhaltungssystem 300 vorgesehen. Darüber hinaus kann das Ermittlungssystem 1 wenigstens einen Zustandsabschätzer 311 zum Durchführen einer Schätzung 650 des Systemzustands anhand des wenigstens einen übermittelten Kennwertes 500 und wenigstens einen Zustandsprüfer 312 zum Durchführen einer Validierung 670 des geschätzten Systemzustands jeweils anhand wenigstens einer lokalen Messung des Zustandsprüfers 312 umfassen. Auch kann das Datenhaltungssystem 300 Teil des Ermittlungssystems 1 sein, damit der validierte Systemzustand im Datenhaltungssystem 300 hinterlegt werden kann.
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In 3 ist eine beispielhafte Ausbildung eines Verkehrssteuerungssystems 700 gezeigt, in welchem ein erfindungsgemäßes Verfahren bzw. Ermittlungssystem 1 zum Einsatz kommen kann. Die Pfeile geben dabei eine Kommunikation 620 zwischen den Teilnehmern des Systems 700 an.
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Es ist erkennbar, dass als Teilnehmer des Verkehrssteuerungsystems 700 sogenannte Producer 210, also die Kennwerterfasser 210, zur Erfassung des wenigstens einen Kennwertes 500 dienen können. Dabei kann eine Verteilung der Kennwerte 500 in der Art erfolgen, dass bei dem Übermitteln der wenigstens eine erfasste Kennwert 500 jeweils an mindestens zwei verschiedene Datenhaltungsinstanzen 310, auch Consumer 310 bezeichnet, des Datenhaltungssystems 300 übertragen wird und/oder auch durch die Consumer 310 untereinander verteilt wird. In Abhängigkeit von einem vordefinierten Ereignis (z. B. erreicht die Anzahl der neu empfangenen Kennwerte 500 einen Schwellenwert) kann wenigstens oder genau eine der Datenhaltungsinstanzen 310 als der Zustandsabschätzer 311, also Creator, bestimmt werden, welcher die Schätzung 650 durchführt. In 3 sind die per Kommunikation 620 übertragenen Kennwerte 500 als Kreis visualisiert. Die Kennwerte 500 können die Consumer 310 validieren und auf diese Weise eine validierte Kennwertkette 510 bilden. Die Schätzung 650 und Validierung 670 kann anhand der Kennwerte 500 durchgeführt werden, wobei die Validierung 670 zusätzlich anhand eines durch die lokale Messung des Zustandsprüfers 312 erfassten Kennwertes 500 des Systems 700 durchgeführt werden kann, um den geschätzten Systemzustand zu überprüfen und/oder die validierte Kennwertkette 510 zu bilden (durch die Kettenbildung 610).
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Das Hinterlegen des validierten Systemzustands im Datenhaltungssystem 300 und insbesondere der validierten Kennwertketten 510 kann ggf. dadurch erfolgen, dass ein Block 630 mit dem Systemzustand und/oder mit einem Zeitstempel und/oder dem übermittelten Kennwert 500 gebildet wird. Es ist ersichtlich, dass mehrere Zustandsprüfer 312 vorgesehen sein können, um parallel die Validierung 670 durchzuführen, wobei der geschätzte Systemzustand dann als gesamt valide gekennzeichnet wird, und insbesondere nur dann im Datenhaltungssystem 300 hinterlegt wird, wenn die Mehrzahl der Zustandsprüfer 312 den geschätzten Systemzustand positiv validieren.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Kennwerte 500 bzw. die ausgewählten Daten der übermittelten Kennwerte 500 durch den Zustandsabschätzer 311 bzw. Creator 311, insbesondere im Fall der Blockchain-Technologie, zusammen mit dem Ergebnis der Schätzung 650 (insbesondere einer Berechnung der Schätzung 650) zu einer Blockstruktur zusammengefasst werden. Dabei kann der Block 630, wie die einzelnen Kennwerte 500, z. B. mit Hilfe einer zeitlichen Komponente, eindeutig und nicht wiederholbar umgesetzt werden und/oder zum Schutz der Integrität signiert sein. Wenn das Datenhaltungssystem 300 eine Blockchain 300 aufweist, können die Blöcke 630 innerhalb der Blockchain 300 aufeinander aufbauen. Daher kann es vorgesehen sein, dass ein Block 630 nur ein Delta - also einen Unterschied - des Systemzustands mit Kennwerten 500 enthält, die sich zum letzten Block 630 verändert haben oder neu hinzugekommen bzw. weggefallen sind.
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Der Block 630 kann durch den Creator 311 an eine ausgewählte Gruppe weiterer Consumer 310 (insbesondere den Zustandsprüfern 312, auch Validatoren 312 bezeichnet) versenden, die das Ergebnis der Schätzung 650 bzw. Berechnung mit ihrer internen Systemsicht und den übermittelten und somit gesammelten Kennwerten 500 der Producer 210 vergleichen. Im Verkehrssektor kann dies beispielhaft mittels des Abgleiches der gelösten Verkehrsflussgleichungen basierend auf einer Verkehrszustandsschätzung möglich sein. Sofern das Ergebnis und die Kennwerte 500 im Block 630 plausibel (i. S. v. gering abweichend) sind, kann der Block 630 durch die einzelnen Validatoren 312 genehmigt bzw. abgelehnt werden. Hierzu kann ein Datenaustausch zwischen den Validatoren 312 stattfinden, der bspw. analog zu der beschriebenen Verteilung von Kennwertdaten zwischen den Consumern 310 umgesetzt werden kann. Kommt die Mehrheit der Validatoren 312 zu einem positiven Ergebnis und genehmigt den Block 630, wird er als valide angesehen und durch den Creator 311 im Datenhaltungssystem 300 hinterlegt, insbesondere an die Blockchain 300 angehängt, und zwischen allen Consumern 310 analog zu den Kennwerten 500 propagiert. Das dezentrale Datenhaltungssystem 300 wird somit aktualisiert und alle Consumer 310 erfahren ein Update über den Zustand des Gesamtsystems. Der Creator 311 und die übereinstimmenden Validatoren 312 bekommen in diesem Fall eine positive Rückmeldung. Bei einer negativen Abstimmung erhält der Creator 311 dagegen eine negative Rückmeldung. Dasselbe kann für Validatoren 312 gelten, die nicht mit der Mehrheit übereinstimmen oder ihrer Pflicht zur Abstimmung nicht nachkommen.
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Der Ansatz kann bspw. im Bereich der Blockchain-Technologie als Proof-of-Stake-Ansatz eingeordnet werden. Dabei muss eine Anonymität im Sinne der Teilnehmer nicht zwingend umgesetzt werden. Der Gesamtsystemzustand in dieser Blockchain 300 kann die Basis für alle weiteren Entscheidungen und Transaktionen darstellen. Die Koordination kann auf einem Consumer und Producer Modell in Verbindung mit einem dezentralen System 700, wie die Blockchain 300, für eine vertrauenswürdige, gemeinsame Informationsverbreitung zwischen einzelnen nicht vertrauenswürdigen Teilnehmern zur Datenhaltung basieren. Consumer 310 und Producer 210 können dabei getrennte Komponenten sein oder es können Consumer 310 und Producer 210 auch gemeinsam bzw. kombiniert auftreten.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ermittlungssystem
- 200
- Kennwerterfassungssystem
- 210
- Kennwerterfasser, Producer
- 300
- Datenhaltungssystem, dezentrales Datenhaltungssystem, Blockchain
- 310
- Datenhaltungsinstanz, Consumer
- 311
- Zustandsabschätzer, Creator
- 312
- Zustandsprüfer, Validator
- 320
- Übermittlungsvorrichtung
- 500
- Kennwert
- 510
- Kennwertkette, Validierte Kennwertkette des Systemzustands
- 610
- Kettenbildung
- 620
- Kommunikation
- 630
- Block
- 650
- Schätzung
- 670
- Validierung
- 700
- Verkehrssteuerungssystem (System)
- 801 - 805, 810
- Verfahrensschritte
