DE10203891A1

DE10203891A1 - Verkehrsinformationssystem und Anzeigeelement für Verkehrsinformationen

Info

Publication number: DE10203891A1
Application number: DE2002103891
Authority: DE
Inventors: Francesco Marin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-21
Also published as: DE20301448U1

Abstract

Das erfindungsgemäße Verkehrsinformationssystem umfasst fahrzeuggebundene Sende- und Empfangseinheiten, fahrzeuggebundene Anzeigesysteme, Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugpositionen sowie von witterungsabhängigen Daten, eine Vielzahl von Funkpunkten sowie mindestens eine dezentrale Recheneinheit. Die fahrzeuggebundene Sende- und Empfangseinheiten stehen über Funk mit jeweils mindestens einem Funkpunkt in Verbindung, übermitteln eine Fahrzeugkennung und empfangen von den Funkpunkten ausgestrahlte Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen. Das erfindungsgemäße Anzeigeelement für die Verkehrssituation umfasst mindestens zwei übereinander angeordnete Anzeigesegmente, welche jeweils die Verkehrslage in einem durch ein Entfernungsintervall festgelegten Straßenabschnitt darstellen. Dem Fahrer wird so eine in die Tiefe gestaffelte Darstellung der zukünftigen Verkehrslage präsentiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verkehrsinformationssystem sowie ein fahrzeuggebundenes Anzeigeelement zur Anzeige von Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen.
Die Zahl der Verkehrsunfälle pro Jahr ist unverändert hoch. In Norditalien, aber auch in Frankreich, Norddeutschland, usw. kommt es jedes Jahr zu einer großen Zahl von Auffahrunfällen und Massenkarambolagen mit oft tödlichem Ausgang. In der Poebene kommt es häufig zu dichtem Nebel, der die Sichtverhältnisse auf den Straßen drastisch verschlechtert. Viele Unfälle haben ihre Ursache darin, dass von den Autofahrern die Behinderung der Sicht infolge von Nebel unterschätzt wird. Wenn diese Autofahrer sich dann einer stehenden Fahrzeugkolonne mit einer in Hinblick auf die Sichtverhältnisse überhöhten Geschwindigkeit nähern, kommt es zu Auffahrunfällen, die eigentlich vermeidbar wären. Aquaplaning und Glatteis sind andere häufige Unfallursachen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verkehrsinformationssystem sowie ein fahrzeuggebundenes Anzeigeelement für ein derartiges Verkehrsinformationssystem zur Verfügung zu stellen, mit dem sich die Sicherheit im Straßenverkehr verbessern lässt.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verkehrsinformationssystem gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Anzeigeelement gemäß Anspruch 21 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verkehrsinformationssystem umfasst fahrzeuggebundene Sende- und Empfangseinheiten, welche über Funk mit jeweils mindestens einem Funkpunkt in Verbindung treten und eine Fahrzeugkennung übermitteln, und welche von den Funkpunkten ausgestrahlte Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen empfangen. Des weiteren umfasst das Verkehrsinformationssystem eine Vielzahl von Funkpunkten, welche einerseits Fahrzeugkennungen der in ihrem jeweiligen Einzugsgebiet befindlichen Fahrzeuge empfangen und andererseits die für die verschiedenen Fahrzeuge bestimmten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen ausstrahlen.
Darüber hinaus umfasst das Verkehrsinformationssystem Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugpositionen sowie von witterungsabhängigen Daten, sowie mindestens eine dezentrale Recheneinheit, welche die von zugeordneten Funkpunkten gelieferten Informationen sowie die von den Sensoren gelieferten Informationen verarbeitet und daraus die für die verschiedenen Fahrzeuge bestimmten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen erzeugt, die an mindestens einen in Fahrzeugnähe befindlichen Funkpunkt übermittelt werden. Darüber hinaus umfasst das Verkehrsinformationssystem fahrzeuggebundene Anzeigesysteme, welche die von den Funkpunkten empfangenen Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen dem Fahrer audiell und/oder visuell darstellen.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verkehrsinformationssystems können Daten zu Verkehrssituation und Verkehrsdichte auf einfache Art gesammelt werden, indem sich die verschiedenen Fahrzeuge einerseits gegenüber dem System identifizieren, und indem andererseits durch Sensoren die jeweiligen Fahrzeugpositionen verfolgt werden. Die so gewonnenen Daten werden gesammelt und so aufbereitet, dass dem einzelnen Verkehrsteilnehmer eine aktuelle Information über das Verkehrsgeschehen geboten werden kann. Insbesondere kann der Verkehrsteilnehmer vor Stau, Nebel, Aquaplaning und Glatteis gewarnt werden und aufgefordert werden, seine Geschwindigkeit den Verkehrsverhältnissen anzupassen. Insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen könnten hierdurch einige Unfälle, und zwar insbesondere Auffahrunfälle, vermieden werden.
Die Implementierungskosten für ein derartiges System halten sich in engen Grenzen, da sowohl die Sensoren, als auch die fahrzeuggebundenen Sende- und Empfangsanlagen, als auch die Funkpunkte kostengünstig beschafft werden könnten. Für die Funkverbindungen wird vorteilhafterweise eine aus der Mobilfunktechnik bekannte Aufteilung in Funkzellen vorgenommen.
Es ist von Vorteil, wenn die von der fahrzeuggebundenen Sende- und Empfangseinheit zum Funkpunkt übermittelte Fahrzeugkennung das amtliche Kennzeichen des Fahrzeugs umfasst. Da ein amtliches Kennzeichen landesweit nur einmal Vergeben wird, erlaubt es eine eindeutige Identifizierung eines Fahrzeugs.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Funkverbindungen zwischen den Funkpunkten und den fahrzeuggebundenen Sende- und Empfangsanlagen als paketorientierte Datenübertragung implementiert. Die zu übertragenden Daten werden in Datenpakete zerlegt und ähnlich wie bei den Mobilfunkstandards GSM und UMTS mit Fehlerschutzbits versehen. Dadurch kann empfängerseitig festgestellt werden, ob das Datenpaket richtig übertragen wurde. Sollte dies nicht der Fall sein, dann muss lediglich das fehlerhafte Datenpaket neu übertragen werden. Die restlichen Datenpakete müssen nicht neu übertragen werden.
Es ist von Vorteil, wenn die Vielzahl der innerhalb der Funkzellen benötigten Übertragungskanäle mit Hilfe von TDMA-, FDMA- oder CDMA-Technologien bereitgestellt wird. Bei TDMA (Time Division Multiple Access) werden den einzelnen Kanälen verschiedene Zeitschlitze zugeordnet, während bei FDMA (Frequency Division Multiple Access) der Frequenzraum unterteilt wird. Bei CDMA (Code Division Multiple Access) werden die verschiedenen Kanäle durch Aufprägen eines Codierungsworts individualisiert. Mittels dieser Verfahren ist es möglich, innerhalb des Einzugsgebiets eines Funkpunkts lokal die benötigte Zahl von Kanälen bereitzustellen. Die Sendeleistung der fahrzeuggebundenen Sende- und Empfangsanlagen sowie der stationären Funkpunkte wird dabei so gering dimensioniert, dass außerhalb eines Bereichs von mehr als ca. 20 km kein Empfang mehr möglich ist.
Es ist von Vorteil, wenn die Sensoren zur Erfassung witterungsabhängiger Daten Sensoren zur Erfassung von Aquaplaning, und/oder Sensoren zur Erfassung von Nebel, und/oder Sensoren zur Erfassung von Glatteisbildung umfassen. Dadurch kann das Verkehrsinformationssystem derartige Gefahren erkennen und die empfohlenen Richtgeschwindigkeiten entsprechend wählen.
Es ist von Vorteil, wenn die Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugpositionen in vordefinierten Abständen am Fahrbahnrand angeordnet sind und die Fahrzeugpositionen mittels Infrarotlicht, oder mittels Ultraschall, oder mittels Radiowellen erfassen. Es genügt, etwa alle 2 m einen Sensor anzubringen. Als Sensoren können beispielsweise Reflexlichtschranken verwendet werden, wobei der Umgebungslichtanteil durch Lock-in Technologien unterdrückt werden kann. Bei mehrspurigen Straßen kann mit derartigen Sensoren anhand der Signallaufzeit auch erschlossen werden, auf welcher Spur das Fahrzeug fährt.
Alternativ oder zusätzlich dazu ist es von Vorteil, wenn die Sensoren zur Erfassung von Fahrzeugpositionen in vordefinierten Abständen unterhalb der Fahrbahn angeordnet sind und die Fahrzeugpositionen induktiv erfassen. Diese Methode ist insbesondere für den Stadtverkehr geeignet, wo eine Anbringung der Sensoren am Straßenrand schwer realisierbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung berechnet die mindestens eine dezentrale Recheneinheit aus den von den Sensoren zur Erfassung von Fahrzeugpositionen in vordefinierten Abständen erfassten Fahrzeugpositionen die Fahrzeuggeschwindigkeiten. Aus der Reihenfolge und Frequenz der von den Sensoren erzeugten Signale kann die Fahrtrichtung und die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs erschlossen werden.
Vorteilhafterweise verarbeitet die mindestens eine dezentrale Recheneinheit die von zugeordneten Funkpunkten gelieferten Informationen sowie die von den Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugpositionen gelieferten Informationen dergestalt, dass eine Zuordnung der Fahrzeugkennungen zu den ermittelten Fahrzeugpositionen vorgenommen wird. Damit ist der Aufenthaltsort eines einmal gegenüber dem Verkehrsinformationssystem identifizierten Fahrzeugs ständig bekannt.
Es ist von Vorteil, wenn die mindestens eine dezentrale Recheneinheit die von zugeordneten Funkpunkten gelieferten Informationen sowie die von den Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugpositionen gelieferten Informationen dergestalt verarbeitet, dass für jeden Straßenabschnitt des überwachten Gebiets die Verkehrsdichte sowie insbesondere das Vorliegen von Verkehrsstauungen ermittelt wird. Da von jedem Fahrzeug seine Position und Geschwindigkeit bekannt ist, kann für jeden Straßenabschnitt die Verkehrsdichte sowie die mittlere Reisegeschwindigkeit ermittelt werden. Durch statistische Methoden lässt sich die Entstehung eines Staus im Frühstadium erkennen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verkehrsinformationssystem verschiedene zu einem EDV-Netzwerk zusammengefasste dezentrale Recheneinheiten, wobei zu jeder Fahrzeugkennung die zugehörige Fahrzeugposition ermittelbar ist. Das erfindungsgemäße Verkehrsinformationssystem kann so in einem größeren Gebiet den Verkehr überwachen.
Es ist von Vorteil, wenn das EDV-Netzwerk einen Zentralrechner umfasst, mit dem sich vermißte oder verunfallte Fahrzeuge innerhalb des von dem EDV-Netzwerk überwachten Gebiets auffinden lassen. Bei jeder Notrufmeldung ist daher die genaue Fahrzeugposition bekannt. Bei der Aufklärung von Verbrechen kann es hilfreich sein, auf richterliche Anordnung früher protokollierte Fahrzeugbewegungen auszuwerten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden aus den durch das EDV-Netzwerk erfassten Fahrzeugbewegungen individuell für jedes Fahrzeug Straßenbenutzungs- und Mautgebühren errechnet. Die Abrechnung erfolgt daher genau entsprechend der tatsächlich erfolgten Straßenbenutzung. Die Zahlungsstellen für die Autobahnmaut werden daher überflüssig.
Es ist von Vorteil, wenn die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen für jeden Straßenabschnitt individuell zusammengestellt sind. Dadurch kann beispielsweise die Information über Stauungen sowie über die aktuellen Straßenverhältnisse für jeden Straßenabschnitt individuell erfolgen.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen Informationen über die Verkehrsdichte sowie über Verkehrsstauungen auf den vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitten umfassen. Insbesondere bei Nebel kann auf diese Weise ein wirksamer Schutz vor größeren Auffahrunfällen bereitgestellt werden, weil Fahrzeuge, die sich dem Stau nähern, bereits sehr früh aufgefordert werden können, ihre Geschwindigkeit zu verringern.
Es ist von Vorteil, wenn die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen Informationen über Verkehrshindernisse, Baustellen und Straßenabzweigungen auf den vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitten umfassen. Der Fahrer weiß so, was ihn auf den vor ihm liegenden Kilometern erwartet, und kann sich darauf einstellen. Die Gefahr von Unfällen infolge von Überraschungsreaktionen wird auf diese Weise reduziert.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen witterungsabhängige Informationen, insbesondere zu Nebel, Aquaplaning, Glatteisbildung, für die vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitte umfassen. Bei Aquaplaning und Glatteis handelt es sich um tückische Gefahren, weil ein Fahrer oft erst zu spät merkt, dass die Fahrbahn feucht oder vereist ist. Auch die Sichtverminderung infolge von Nebel wird häufig unterschätzt.
Es ist von Vorteil, wenn die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen Informationen über empfohlene Richtgeschwindigkeiten für die vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitte umfassen. Bei der Ermittlung dieser Richtgeschwindigkeiten werden sowohl die Witterungsbedingungen als auch die Verkehrssituation berücksichtigt. Für jeden Fahrbahnabschnitt kann eine individuelle Richtgeschwindigkeit ermittelt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Ampelanlagen innerhalb des überwachten Gebiets an das Verkehrsinformationssystem angeschlossen, wobei die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen Informationen über die aktuelle Ampelphase der vor dem Fahrer liegenden Ampelanlagen umfassen. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn Verkehrszeichen innerhalb des überwachten Gebiets an das Verkehrsinformationssystem angeschlossen sind, wobei die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen Informationen über Verkehrszeichen auf den vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitten umfassen. Insbesondere bei Nebel kann der Fahrer Ampeln oder Verkehrszeichen erst sehr spät oder überhaupt nicht erkennen. Durch das erfindungsgemäße Verkehrsinformationssystem ist es möglich, Ampeln und Verkehrszeichen per Funk zu der im Fahrzeug angebrachten Sende- und Empfangsanlage zu übertragen und dem Fahrer auf hierfür vorgesehenen Displays anzuzeigen. Auch bei schlechten Sichtverhältnissen wird der Fahrer dadurch in die Lage gesetzt, die Ampel bzw. das Verkehrszeichen weit im Voraus zu erkennen. Die jeweilige Ampelphase bzw. das jeweilige Verkehrszeichen werden also quasi ins Innere des Fahrzeugs transportiert.
Das erfindungsgemäße Anzeigeelement für die Verkehrslage auf einer Straße weist mindestens zwei übereinander angeordnete Anzeigesegmente auf, welche jeweils einem durch ein Entfernungsintervall festgelegten Straßenabschnitt der vor dem Fahrer liegenden Straße zugeordnet sind. Im untersten Anzeigesegment wird die Verkehrslage des am nächsten zum Fahrer befindlichen Straßenabschnitts dargestellt, und in den weiter oben angeordneten Anzeigesegmenten wird die Verkehrslage von weiter vom Fahrer entfernten Straßenabschnitten dargestellt, so dass dem Fahrer eine in die Tiefe gestaffelte Darstellung der zukünftigen Verkehrslage präsentiert wird.
Ein derartiges Anzeigeelement ermöglicht dem Fahrer, auch bei schlechten Sichtverhältnissen die vor ihm liegende Verkehrssituation mit einem Blick zu erfassen. Durch die perspektivisch in die Tiefe gestaffelte Darstellung, welche mit Hilfe der verschiedenen übereinander angeordneten Segmente erzielt wird, wird eine besonders leicht fassliche Darstellung ermöglicht. Auf dem erfindungsgemäßen Anzeigeelement können sowohl die anderen Fahrzeuge als auch Verkehrshindernisse, Spurverengungen, Baustellen etc. mit dargestellt werden. Wenn der Fahrer von Zeit zu Zeit einen kurzen Blick auf die Anzeige wirft, kann er Gefahren auch bei schlechter Sicht frühzeitig erkennen. Die Sicherheit im Straßenverkehr kann auf diese Weise verbessert werden.
Dabei ist es von Vorteil, wenn in jedem Anzeigesegment die innerhalb des zugehörigen Straßenabschnitts herrschende Verkehrsdichte grafisch dargestellt ist. Dies ermöglicht dem Fahrer eine schnelle Wahrnehmung der vor ihm liegenden Verkehrssituation.
Es ist von Vorteil, wenn in jedem Anzeigesegment die innerhalb des zugehörigen Straßenabschnitts befindlichen Verkehrshindernisse, insbesondere Baustellen und Straßenverengungen, dargestellt sind. Der Fahrer erkennt frühzeitig, wann er die Spur wechseln muss.
Es ist von Vorteil, wenn jeweils neben einem Anzeigesegment die innerhalb des zugehörigen Straßenabschnitts empfohlene Richtgeschwindigkeit angezeigt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in dem Anzeigeelement zusätzlich die Bezeichnung der Straße und/oder der aktuelle Straßenkilometerstand angezeigt. Der Fahrer weiß so, welchen Teil der Strecke er noch vor sich hat, und kann sich die Fahrt entsprechend einteilen.
Es ist von Vorteil, wenn das Anzeigeelement als auf die Windschutzscheibe aufgeklebtes oder in die Windschutzscheibe integriertes Anzeigeelement, insbesondere als LCD- Anzeigeelement, ausgeführt ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass der Fahrer zur Wahrnehmung der Anzeigeelemente die Blickrichtung in Richtung Straße beibehalten kann und nicht zum Armaturenbrett schauen muss. Alternativ zum LCD-Anzeigeelement können auch andere Darstellungsmethoden eingesetzt werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Übersicht über das erfindungsgemäße Verkehrsinformationssystem;
Fig. 2 eine Darstellung, aus der die Art und Weise der Interaktion eines Automobils mit den stationären Funkpunkten sowie die Positionserfassung mit Hilfe von am Straßenrand angebrachten Sensoren erkennbar ist;
Fig. 3 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Anzeigesystems für Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen;
Fig. 4A die Darstellung einer dreispurigen Autobahn auf dem erfindungsgemäßen Anzeigeelement;
Fig. 4B die Darstellung einer zweispurigen Landstraße auf dem erfindungsgemäßen Anzeigeelement;
Fig. 5A die Anzeigeeinheit, auf der die Verkehrszeichen des vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitts grafisch dargestellt werden;
Fig. 5B die Anzeigeeinheit, auf der die Ampelphasen einer Ampel des vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitts dargestellt werden; und
Fig. 5C das Anzeigefenster zur Darstellung des künftigen Straßenverlaufs sowie insbesondere von Abzweigungen.
In Fig. 1 ist die Struktur des erfindungsgemäßen Interaktionssystems im Überblick dargestellt. Jedes Fahrzeug 1, das an dem Interaktionssystem teilnimmt, ist mit einer fahrzeuggebundenen Funkstation 2 sowie mit mindestens einem Anzeigeelement 3 für Verkehrsinformationen ausgestattet. Das Interaktionssystem umfasst außerdem eine Vielzahl von stationären Funkpunkten 5, welche dazu dienen, bidirektionale Funkverbindungen 4 zu den fahrzeuggebundenen Funkstationen 2 herzustellen. Die stationären Funkpunkte 5 stehen mit dezentralen Recheneinheiten 6 in Verbindung. Mit den dezentralen Recheneinheiten 6 sind darüber hinaus eine Vielzahl von Sensoren 7 verbunden, wobei die Verbindung entweder über Funk oder über eine elektrische Leitung erfolgen kann. Die Sensoren 7 dienen dazu, Daten über die jeweiligen Fahrzeugpositionen, Fahrzeuggeschwindigkeiten sowie über die Witterungsbedingungen und Straßenverhältnisse zu erfassen und an die dezentralen Recheneinheiten 6 zu übermitteln. Um einen Datenverbund zu ermöglichen, können die dezentralen Recheneinheiten 6 zu größeren EDV-Netzwerken 8 zusammengefasst werden. Zur Bereitstellung von Datenbanken und Serverfunktionen sowie zur Realisierung einer netzübergreifenden Suche nach bestimmten Fahrzeugen können Zentralrechner 9 an das EDV-Netzwerk 8 angeschlossen sein.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Interaktionssystems soll im Folgenden anhand von Fig. 2 dargestellt werden. Wenn ein Fahrzeug 10 in das Einzugsgebiet eines bestimmten Funkpunkts 11 einfährt, meldet sich die fahrzeuggebundene Funkstation bei dem jeweiligen Funkpunkt 11 an, um eine Funkverbindung zwischen der fahrzeuggebundenen Funkstation und dem Funkpunkt zu etablieren. Bei der Anmeldung werden Identifizierungsdaten zum Funkpunkt 11 übermittelt, welche eine eindeutige Identifizierung des Fahrzeugs sowie eventuell auch seines Fahrers erlauben. Vorzugsweise wird das amtliche Kennzeichen des Kraftfahrzeugs 10, welches europaweit nur einmal vergeben ist, beispielsweise das schweizerische Kennzeichen CH-BS732, das deutsche Kennzeichen D-HB-VJ732, das italienische Kennzeichen I-KL732VZ, das französische Kennzeichen F- 75-7321 usw., zu dem Funkpunkt 11 übertragen.
Innerhalb jeder Funkzelle sind Sensoren vorhanden, mit denen während der gesamten Zeit, während der sich das Fahrzeug innerhalb der Funkzelle befindet, sowohl die Fahrzeugposition als auch die Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst werden. Bei der in Fig. 2 dargestellten Lösung sind am Straßenrand in regelmäßigen Abständen derartige Sensoren 12 angebracht, die mit Hilfe von Infrarotlicht, Ultraschall oder Radiowellen ein vorbeifahrendes Fahrzeug detektieren können. Durch eine Erfassung der Laufzeit des reflektierten Strahls lässt sich bei einer mehrspurigen Straße zusätzlich auch erfassen, auf welcher der verschiedenen Spuren das Fahrzeug fährt. Die Sensoren 12 sind vorzugsweise in Abständen von ca. 2 m angebracht. Um die Geschwindigkeit der innerhalb einer Funkzelle befindlichen Fahrzeuge zu erfassen, werden die Daten, die von den innerhalb eines Streifens 13 befindlichen Sensoren 12 geliefert werden, gemeinsam ausgewertet. Vorzugsweise werden Streifen mit einer Länge von ca. 100 m gewählt. Aus der Reihenfolge, in der die Sensoren eines Streifens 13 ansprechen, kann sowohl die Fahrzeuggeschwindigkeit als auch die Fahrtrichtung errechnet werden. Diese Aufgabe kann beispielsweise von der dezentralen Recheneinheit 6 wahrgenommen werden.
Alternativ oder zusätzlich zu den am Straßenrand und vorzugsweise an den Leitplanken angebrachten Sensoren 13 können auch unterhalb der Straße magnetische Sensoren 14 eingebaut werden, mit denen sich die Position und Geschwindigkeit der darüberfahrenden Fahrzeuge erfassen lässt. Die meisten derartigen Aufnehmer basieren auf dem Prinzip der magnetischen Induktion.
Innerhalb jeder Funkzelle ist insofern zu jedem Fahrzeug dessen Position, Fahrtrichtung und Geschwindigkeit bekannt. Um eine lückenlose Erfassung der Verkehrssituation zu ermöglichen, werden die entlang einer Straße angeordneten Funkpunkte 11, 15 so angeordnet, dass sich die Einzugsgebiete der zu den Funkpunkten 11, 15 gehörenden Funkzellen überlappen. Ein Fahrzeug 16, das aus dem Einzugsgebiet des Funkpunkts 11 heraus- und in das Einzugsgebiet des Funkpunkts 15 hineinfährt, befindet sich für eine gewisse Zeitdauer in beiden Einzugsgebieten. Während dieser Zeitspanne meldet sich das Kraftfahrzeug 16 bei seinem bisherigen Funkpunkt 11 ab und identifiziert sich gegenüber dem neuen Funkpunkt 15. Durch die Durchführung eines derartigen Handovers ist auch funkzellenübergreifend die Position und Geschwindigkeit von jedem Fahrzeug stets eindeutig bekannt.
Bei den dezentralen Recheneinheiten 6 laufen die von den verschiedenen Funkpunkten erfassten Informationen zu Identität, Position und Geschwindigkeit von sämtlichen Fahrzeugen zusammen und ergeben in ihrer Gesamtheit ein genaues Bild der Verkehrssituation auf sämtlichen Straßenabschnitten, die in das Verkehrsinformationssystem einbezogen sind. Auf diese Weise lässt sich die Verkehrsdichte überwachen. Das Entstehen von Staus kann zu einem sehr frühen Zeitpunkt erkannt werden.
Innerhalb des Gebiets, in dem das erfindungsgemäße Verkehrsinformationssystem installiert ist, ist zu jedem Fahrzeug stets dessen Aufenthaltsort bekannt. Durch Vernetzung der verschiedenen dezentralen Recheneinheiten können somit in sehr großen Gebieten sämtliche Fahrzeugbewegungen erfasst werden. Dies ermöglicht beispielsweise eine zentrale Berechnung von Straßenbenutzungsgebühren bzw. Mautgebühren. Gegenüber dem aktuell in Italien zur bequemen Bezahlung von Mautgebühren eingeführten Telepass-System würde dies einen weiteren Fortschritt darstellen, weil beim erfindungsgemäßen Verkehrsinformationssystem keinerlei Eingaben des Fahrzeugbesitzers erforderlich sind, um die korrekten Mautgebühren zu berechnen. Die Mautgebühren, die anhand der zentral erfassten Fahrzeugbewegungen ermittelt werden, könnten dann automatisch vom Konto des Fahrzeuginhabers abgebucht werden.
Wenn ein Fahrzeug von seinem Inhaber als gestohlen gemeldet wird, kann der Aufenthaltsort des Wagens mittels des erfindungsgemäßen Verkehrsinformationssystems herausgefunden werden. Der im Fahrzeug befindliche Sender strahlt die amtliche Kennung des Fahrzeugs entsprechend einer in den Fahrzeugsender eingesetzten SIM-CARD aus, die beispielsweise von der jeweiligen staatlichen Zulassungsstelle bei der Vergabe des Fahrzeugkennzeichens erstellt wird. Da eine derartige SIM- CARD nicht so einfach zu verfälschen ist, könnte der Diebstahl von Kraftfahrzeugen zumindest erheblich erschwert werden.
Zusätzlich zu den Fahrzeugpositionen erfasst das Verkehrsinformationssystem mittels geeigneter Sensoren auch Daten zu Witterung und Straßenzustand. Hierzu wird für jede Straße die Luftfeuchtigkeit dicht über dem Boden sowie die Bodentemperatur erfasst, damit eine drohende oder bereits bestehende Glatteisbildung erkannt werden kann. Darüber hinaus umfasst das Verkehrsinformationssystem spezielle Sensoren zur Messung des auf der Fahrbahn befindlichen Wasserfilms, damit den Autofahrern signalisiert werden kann, dass die Gefahr von Aquaplaning besteht. Mit Hilfe von optischen Detektoren lassen sich die aktuellen Sichtverhältnisse ermitteln. Insbesondere kann mit derartigen optischen Sensoren exakt erfasst werden, inwieweit die Sichtverhältnisse infolge von Nebel beeinträchtigt sind.
Die von den Sensoren ermittelten witterungsabhängigen Daten werden an die dezentralen Recheneinheiten weitergeleitet und dort bei der Beurteilung der Verkehrssituation berücksichtigt. Insbesondere bei der Ermittlung der Richtgeschwindigkeiten für die verschiedenen Straßenabschnitte müssen Glatteis- und Aquaplaninggefahr sowie Nebel durch das Verkehrsinformationssystem berücksichtigt werden. Dabei können die verschiedenen Sensoren entweder über Funk oder aber über elektrische Leitungen mit der dezentralen Recheneinheit verbunden sein.
Die dezentralen Recheneinheiten stellen anhand der Positions- und Geschwindigkeitsdaten zu den in bestimmten Straßenabschnitten befindlichen Kraftfahrzeugen sowie anhand der erfassten witterungsabhängigen Daten individuell für jeden Straßenabschnitt Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen zusammen, die dann an die zu dem Straßenabschnitt gehörigen Funkpunkte geleitet und abgestrahlt werden.
Die von den Funkpunkten abgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen werden durch die Fahrzeuge empfangen und auf einem fahrzeuggebundenen Anzeigesystem 17 dargestellt, welches in Fig. 3 beispielhaft dargestellt ist. Das in Fig. 3 dargestellte Anzeigesystem ist in die Windschutzscheibe 18 des Fahrzeugs integriert. Dies kann durch Aufbringen eines transparenten LCD-Displays auf die Windschutzscheibe 18 geschehen. Alternativ dazu ist es auch möglich, das Anzeigesystem auf einem eigens hierfür vorgesehenen Schirm in das Armaturenbrett des Fahrzeugs zu integrieren.
Das Anzeigesystem 17 umfasst eine Aquaplaning-Warnanzeige 19 sowie eine Glatteis-Warnanzeige 20. Wenn entsprechende Daten vom nächstgelegenen Funkpunkt empfangen werden, wird die jeweilige Warnanzeige aktiviert. Mittels der Anzeige 21 für Verkehrsstau wird dem Fahrer bereits 1 bis 5 km vor Beginn des Verkehrsstaus angezeigt, dass es zu Stauungen kommen wird. Falls möglich, kann dem Fahrer eine Ausweichroute empfohlen werden. Auf jeden Fall wird der Fahrer aufgefordert, seine Geschwindigkeit zu drosseln.
Über das mehrere übereinander angeordnete Segmente umfassende Anzeigeelement 22 wird dem Fahrer ein Überblick über die vor ihm liegende Verkehrssituation gegeben. Neben jedem der übereinander angeordneten Segmente des Anzeigeelements 22 befindet sich ein Anzeigefenster 23, 24, 25, in dem die empfohlene Richtgeschwindigkeit für den zugehörigen Straßenabschnitt eingeblendet wird.
Oberhalb des Anzeigeelements 22 befindet sich ein Anzeigefenster 26, auf dem die (Kurz-)Bezeichnung der gerade befahrenen Straße sowie die Fahrtrichtung eingeblendet wird. Unterhalb des Anzeigeelements 22 ist ein Anzeigefenster 27 angeordnet, das den aktuellen Straßenkilometerstand zeigt. Die empfohlenen Richtgeschwindigkeiten für die vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitte, die (Kurz-)Bezeichnung der gerade befahrenen Straße sowie der aktuelle Straßenkilometer werden über Funk vom einem nahegelegenen Funkpunkt empfangen.
Darüber hinaus umfasst das Anzeigesystem 17 eine Anzeigeeinheit 28, auf der die Verkehrszeichen des vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitts grafisch dargestellt werden. Auf der darunter angeordneten Anzeigeeinheit 29 werden die Ampelphasen einer in dem vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitt befindlichen Ampel angezeigt. Auch bei Nebel kann der Fahrer frühzeitig bremsen, wenn die nächste Ampel auf Rot steht. Im Anzeigefenster 30 wird dem Fahrer der zukünftige Straßenverlauf zusammen mit den möglichen Abzweigungen angezeigt, um ihm die Navigation zu erleichtern. Die Informationen zu den künftigen Verkehrszeichen, Ampeln und Straßenabzweigungen ist in den Datenpaketen enthalten, die von den dezentralen Recheneinheiten zusammengestellt und per Funk von den Funkpunkten aus zu den Fahrzeugen übertragen werden.
Das erfindungsgemäße Anzeigeelement 22 ist in den Fig. 4A und 4B nochmals vergrößert dargestellt, wobei Fig. 4A eine vor dem Fahrer liegende Autobahn und Fig. 4B eine vor dem Fahrer liegende Landstraße zeigt. Das Anzeigeelement 22 umfasst drei Darstellungssegmente 31, 32, 33, auf denen dem Fahrer die Verkehrsdichte auf den drei nächstfolgenden Straßenabschnitten angezeigt wird. Im untersten Segment 31 wird dem Fahrer die Verkehrssituation auf den folgenden 150 m dargestellt, also die Verkehrssituation auf dem nächstgelegenen Straßenabschnitt. Im zweiten Darstellungssegment 32 ist die Verkehrsdichte im Entfernungsintervall von 150 m bis 500 m dargestellt, also die Verkehrsdichte auf dem zweitnächsten Straßenabschnitt. Das dritte Darstellungssegment 33 zeigt die Verkehrsdichte im Entfernungsintervall von 500 m bis 1000 m, also auf dem drittnächsten Straßenabschnitt.
Links neben dem untersten Darstellungssegment 31 befindet sich das Anzeigefenster 23, in dem die empfohlene Richtgeschwindigkeit für den ersten Entfernungsbereich (von 0 m bis 150 m) angezeigt ist. In dem links neben dem Darstellungssegment 32 und oberhalb des Anzeigefensters 23 befindlichen Anzeigefenster 24 wird die Richtgeschwindigkeit für den zweiten Entfernungsbereich (von 150 m bis 500 m) dargestellt. Das darüber angeordneten Anzeigefenster 25 zeigt die Richtgeschwindigkeit für den dritten Entfernungsbereich (von 500 m bis 1000 m) und befindet sich links neben dem dritten Darstellungssegment 33, das die Verkehrslage innerhalb dieses dritten Entfernungsbereichs zeigt.
In Fig. 4A stellt das Anzeigeelement 22 eine vor dem Fahrer liegende dreispurige Autobahn dar. Sämtliche auf den drei Spuren befindlichen Fahrzeuge werden mittels geeigneter Symbole 34 schematisch dargestellt, um dem Fahrer einen perspektivischen Eindruck der Verkehrsdichte vor ihm zu geben. Außerdem ist im zweiten Darstellungssegment 32 sowie im dritten Darstellungssegment 33 auf der rechten Spur eine Baustelle erkennbar, die ebenfalls mittels eines geeigneten Symbols 35 dargestellt wird. Die Positionen der verschiedenen anderen Fahrzeuge sowie der Baustelle werden dem eigenen Fahrzeug per Funk von einem nahegelegenen Funkpunkt aus übermittelt.
In Fig. 4A ist darüber hinaus das Anzeigefenster 26 erkennbar, auf dem die (Kurz-)Bezeichnung der gerade befahrenen Straße ("Bx") sowie die Fahrtrichtung ("Bx-Berlin") eingeblendet wird. In dem unterhalb des Anzeigeelements 22 befindlichen Anzeigefenster 27 wird der aktuelle Straßenkilometerstand gezeigt.
In Fig. 4B stellt das Anzeigeelement 22 eine zweispurige Landstraße dar. Die Skalierung der Entfernungsbereiche ist wieder so gewählt, dass im Segment 31 andere Fahrzeuge, die sich näher als 150 m beim eigenen Fahrzeug befinden, als Symbole 34 dargestellt sind. Das Segment 32 zeigt die Fahrzeuge im Entfernungsbereich von 150 m bis 500 m, und im Segment 33 sind die zwischen 500 m und 1000 m entfernten Fahrzeuge gezeigt.
In Fig. 5A ist gezeigt, wie verschiedene vor dem eigenen Fahrzeug befindliche Verkehrszeichen als Symbole 36, 37, 38, 39 auf der hierfür vorgesehenen Anzeigeeinheit 28 angezeigt werden. Dabei kennzeichnet das Symbol 36 ein Stopschild, das Symbol 37 ein Zeichen "Vorfahrt beachten", das Symbol 38 ein Zeichen "Ende der Straße mit Vorfahrtsrecht" und das Symbol 39 ein Zeichen "Durchfahrt verboten".
In Fig. 5B ist dargestellt, wie eine vor dem eigenen Fahrzeug befindliche Ampel, die sich in einer bestimmten Ampelphase befindet, als Symbol 40 auf der hierfür vorgesehenen Anzeigeeinheit 29 dargestellt werden kann.
In Fig. 5C ist dargestellt, wie der zukünftige Straßenverlauf sowie zukünftige Abzweigungen dem Fahrer mittels der Symbole 41 und 42 sowie anderer, ähnlich gestalteter Symbole auf dem Anzeigefenster 30 angezeigt werden können. Dadurch wird dem Fahrer die Navigation erleichtert.

Claims

1. Verkehrsinformationssystem, welches aufweist:
fahrzeuggebundene Sende- und Empfangseinheiten, welche über Funk mit jeweils mindestens einem Funkpunkt in Verbindung treten und eine Fahrzeugkennung übermitteln, und welche von den Funkpunkten ausgestrahlte Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen empfangen;
eine Vielzahl von Funkpunkten, welche einerseits Fahrzeugkennungen der in ihrem jeweiligen Einzugsgebiet befindlichen Fahrzeuge empfangen und andererseits die für die verschiedenen Fahrzeuge bestimmten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen ausstrahlen;
Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugpositionen sowie von witterungsabhängigen Daten;
mindestens eine dezentrale Recheneinheit, welche die von zugeordneten Funkpunkten gelieferten Informationen sowie die von den Sensoren gelieferten Informationen verarbeitet und daraus die für die verschiedenen Fahrzeuge bestimmten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen erzeugt, die an mindestens einen in Fahrzeugnähe befindlichen Funkpunkt übermittelt werden;
fahrzeuggebundene Anzeigesysteme, welche die von den Funkpunkten empfangenen Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen dem Fahrer audiell und/oder visuell darstellen.

2. Verkehrsinformationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der fahrzeuggebundenen Sende- und Empfangseinheit zum Funkpunkt übermittelte Fahrzeugkennung das amtliche Kennzeichen des Fahrzeugs umfasst.

3. Verkehrsinformationssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkverbindungen zwischen den Funkpunkten und den fahrzeuggebundenen Sende- und Empfangsanlagen als paketorientierte Datenübertragung implementiert sind.

4. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der innerhalb der Funkzellen benötigten Übertragungskanäle mit Hilfe von TDMA-, FDMA- oder CDMA-Technologien bereitgestellt wird.

5. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren zur Erfassung witterungsabhängiger Daten Sensoren zur Erfassung von Aquaplaning, und/oder Sensoren zur Erfassung von Nebel, und/oder Sensoren zur Erfassung von Glatteisbildung umfassen.

6. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugpositionen in vordefinierten Abständen am Fahrbahnrand angeordnet sind und die Fahrzeugpositionen mittels Infrarotlicht, oder mittels Ultraschall, oder mittels Radiowellen erfassen.

7. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren zur Erfassung von Fahrzeugpositionen in vordefinierten Abständen unterhalb der Fahrbahn angeordnet sind und die Fahrzeugpositionen induktiv erfassen.

8. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine dezentrale Recheneinheit aus den von den Sensoren zur Erfassung von Fahrzeugpositionen in vordefinierten Abständen erfassten Fahrzeugpositionen die Fahrzeuggeschwindigkeiten berechnet.

9. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine dezentrale Recheneinheit die von zugeordneten Funkpunkten gelieferten Informationen sowie die von den Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugpositionen gelieferten Informationen dergestalt verarbeitet, dass eine Zuordnung der Fahrzeugkennungen zu den ermittelten Fahrzeugpositionen vorgenommen wird.

10. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine dezentrale Recheneinheit die von zugeordneten Funkpunkten gelieferten Informationen sowie die von den Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugpositionen gelieferten Informationen dergestalt verarbeitet, dass für jeden Straßenabschnitt des überwachten Gebiets die Verkehrsdichte sowie insbesondere das Vorliegen von Verkehrsstauungen ermittelt wird.

11. Verkehrsinformationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkehrsinformationssystem verschiedene zu einem EDV-Netzwerk zusammengefasste dezentrale Recheneinheiten umfasst, wobei zu jeder Fahrzeugkennung die zugehörige Fahrzeugposition ermittelbar ist.

12. Verkehrsinformationssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das EDV-Netzwerk einen Zentralrechner umfasst, mit dem sich vermisste oder verunfallte Fahrzeuge innerhalb des von dem EDV-Netzwerk überwachten Gebiets auffinden lassen.

13. Verkehrsinformationssystem nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass aus den durch das EDV- Netzwerk erfassten Fahrzeugbewegungen individuell für jedes Fahrzeug Straßenbenutzungs- und Mautgebühren errechnet werden.

14. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen für jeden Straßenabschnitt individuell zusammengestellt sind.

15. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen Informationen über die Verkehrsdichte sowie über Verkehrsstauungen auf den vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitten umfassen.

16. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen Informationen über Verkehrshindernisse, Baustellen und Straßenabzweigungen auf den vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitten umfassen.

17. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen witterungsabhängige Informationen, insbesondere zu Nebel, Aquaplaning, Glatteisbildung, für die vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitte umfassen.

18. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen Informationen über empfohlene Richtgeschwindigkeiten für die vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitte umfassen.

19. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ampelanlagen innerhalb des überwachten Gebiets an das Verkehrsinformationssystem angeschlossen sind, wobei die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen Informationen über die aktuelle Ampelphase der vor dem Fahrer liegenden Ampelanlagen umfassen.

20. Verkehrsinformationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verkehrszeichen innerhalb des überwachten Gebiets an das Verkehrsinformationssystem angeschlossen sind, wobei die von den Funkpunkten ausgestrahlten Verkehrs- und Straßenzustandsinformationen Informationen über Verkehrszeichen auf den vor dem Fahrer liegenden Straßenabschnitten umfassen.

21. Anzeigeelement für die Verkehrslage auf einer Straße, welches aufweist:
mindestens zwei übereinander angeordnete Anzeigesegmente, welche jeweils einem durch ein Entfernungsintervall festgelegten Straßenabschnitt der vor dem Fahrer liegenden Straße zugeordnet sind, wobei im untersten Anzeigesegment die Verkehrslage des am nächsten zum Fahrer befindlichen Straßenabschnitts dargestellt wird, und wobei in den weiter oben angeordneten Anzeigesegmenten die Verkehrslage von weiter vom Fahrer entfernten Straßenabschnitten dargestellt wird, so dass dem Fahrer eine in die Tiefe gestaffelte Darstellung der zukünftigen Verkehrslage präsentiert wird.

22. Anzeigeelement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Anzeigesegment die innerhalb des zugehörigen Straßenabschnitts herrschende Verkehrsdichte grafisch dargestellt ist.

23. Anzeigeelement nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Anzeigesegment die innerhalb des zugehörigen Straßenabschnitts befindlichen Verkehrshindernisse, insbesondere Baustellen und Straßenverengungen, dargestellt sind.

24. Anzeigeelement nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils neben einem Anzeigesegment die innerhalb des zugehörigen Straßenabschnitts empfohlene Richtgeschwindigkeit angezeigt ist.

25. Anzeigeelement nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Anzeigeelement zusätzlich die Bezeichnung der Straße und/oder der aktuelle Straßenkilometerstand angezeigt ist.

26. Anzeigeelement nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeelement als auf die Windschutzscheibe aufgeklebtes oder in die Windschutzscheibe integriertes Anzeigeelement, insbesondere als LCD- Anzeigeelement, ausgeführt ist.