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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zum Ermitteln der aktuellen Verkehrslage für einen bedienten
Verkehrsteilnehmer in einem vorgegebenen Umgebungsbereich, wobei
die aktuelle Verkehrslage für
den vorgegebenen Umgebungsbereich auf Basis einer Ortung von Mobiltelefonen
ermittelt und die Ortung von im vorgegebenen Umgebungsbereich identifizierten
Mobiltelefonen zu verschiedenen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten
durchgeführt
wird.
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Verfahren zur Verkehrslagerekonstruktion und
zur Verkehrprognose in einem Verkehrsnetz sind verschiedentlich
bekannt und besonders für
diverse Telematikanwendungen in Fahrzeugen von Interesse. Als Grundlage
zur Durchführung
solcher Verfahren wird die aktuelle Verkehrslage benötigt, welche beispielsweise
auf der Basis von ortsfesten Sensoren oder dynamischen Einzelfahrzeugdaten
(FCD, Floating Car Data) ermittelt wird. Das Installieren von ortsfesten
Sensoren ist teuer und aufwendig, weshalb nur wenige Gebiete ein
dichtes, flächendeckendes
Netz von Sensoren aufweisen. Die Datenerfassung über FCD abzuwickeln ist ebenfalls
sehr teuer, weil einerseits spezielle FCD-Geräte in den Fahrzeugen notwendig
sind, und andererseits hohe Übertragungskosten
anfallen. Bei einem geringen Ausrüstungsgrad der FCD-Fahrzeuge
kann in der Regel nur die Reisezeit für schon durchfahrene Streckenabschnitte übermittelt
werden. In anderen Worten, die ermittelte Verkehrslage weist im
Vergleich zur aktuellen Verkehrslage eine erhebliche zeitliche Verzögerung auf.
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Aus der älteren, nicht vor veröffentlichten
Patentanmeldung
DE 101 10 327.1 ist
ein Verfahren zur Ermittlung der aktuellen Verkehrslage für Verkehrslagerekonstruktionen
in einem Verkehrsnetz bekannt, bei dem die aktuelle Verkehrslage
für einen
vorgegebenen Bereich auf Basis einer Ortung von Mobiltelefonen ermittelt
wird und jedes Mobiltelefon über
eine zugeordnete Identifikationsnummer eindeutig identifizierbar
ist. Die Ortung der identifizierten Mobiltelefone wird zu aufeinanderfolgenden
Zeitpunkten durchgeführt
und aus den ermittelten Orten der identifizierten Mobiltelefone
eine räumliche
Verteilung zu den verschiedenen Zeitpunkten ermittelt, woraus eine Mobiltelefondichte
berechnet wird. Aus einem Vergleich der räumlichen Verteilungen der Dichte
der Mobiltelefone zu verschiedenen Zeitpunkten werden charakteristische
Eigenschaften. für
eine zeitliche Dynamik der Dichte der Mobiltelefone bestimmt. Eine individuelle
Angabe der unmittelbaren Verkehrslage für einen bestimmtem Verkehrsteilnehmer
wird auf diese Art und Weise nicht ermöglicht.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zum Ermitteln der aktuellen Verkehrslage
für einen
bedienten Verkehrsteilnehmer in einem vorgegebenen Umgebungsbereich,
wobei die aktuelle Verkehrslage für den vorgegebenen Umgebungsbereich
auf Basis einer Ortung von Mobiltelefonen ermittelt und die Ortung
von im vorgegebenen Umgebungsbereich identifizierten Mobiltelefonen
zu verschiedenen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten durchgeführt wird,
anzugeben, bei dem eine individuelle auf einen bedienten Verkehrsteilnehmer
zugeschnittene Verkehrsinformation ermittelt wird.
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Die Aufgabe wird gelöst durch
die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1.
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Bei einem Verfahren zum Ermitteln
der aktuellen Verkehrslage für
einen bedienten Verkehrsteilnehmer in einem vorgegebenen Umgebungsbereich, wobei
die aktuelle Verkehrslage für
den vorgegebenen Umgebungsbereich auf Basis einer Ortung von Mobiltelefonen
ermittelt und die Ortung von im vorgegebenen Umgebungsbereich identifizierten
Mobiltelefonen zu verschiedenen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten
durchgeführt
wird, werden gemäß der Erfindung
Vektorenfolgen der Geschwindigkeiten und Vektorenketten der Orte
von Mobiltelefonen erfasst, wobei als Verkehrslage die Bewegungsrichtung
und der Abstand wenigstens eines weiteren Mobiltelefons wenigstens
eines weiteren Verkehrsteilnehmers im vorgegebenen Umgebungsbereich
zum Ort eines Mobiltelefons des bedienten Verkehrsteilnehmers bestimmt
wird.
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Da Mobiltelefone sehr stark verbreitet
und somit eine große
Anzahl von Autofahrern ein Mobiltelefon im Fahrzeug bzw. auch andere
Verkehrsteilnehmer wie beispielsweise Radfahrer und/oder Fußgänger ein
Mobiltelefon mitführen,
ist es in vorteilhafter Weise möglich,
den vorgegebenen Umgebungsbereich des mit einer aktuellen Verkehrsinformation
zu bedienenden Verkehrsteilnehmer nahezu vollständig zu überwachen. Potentielle Gefahrenquellen,
soweit sie ein Mobiltelefon aufweisen, werden überwacht und erfasst. Die Umgebung
wird nicht nur in Vorwärtsrichtung,
sondern auch seitlich und im rückwärtigen Bereich
des bedienten Verkehrsteilnehmers erfasst. Aus dem zeitlichen Verlauf
des Abstands der weiteren Verkehrsteilnehmer zum bedienten Verkehrsteilnehmer
können
auftretende Gefahrensituationen frühzeitig erkannt und auf diese
vom bedienten Verkehrsteilnehmer entsprechend schnell reagiert werden.
Verfahren zur Ortung von Mobiltelefonen sind dem Fachmann aus dem
Stand der Technik bekannt. Besonders einfach ist eine solche Ortung, wenn
das Mobiltelefon über
ein eingebautes Ortungsmodul, beispielsweise ein GPS-Modul (Global-Positioning-System-Modul)
verfügt.
Auf eine umständliche
Bordsensorik im Fahrzeug zum Erfassen des Ab stands zu benachbarten
Verkehrsteilnehmern ist nicht weiter notwendig. Letztere erweist
sich als sehr anfällig
gegenüber äußeren Einflüssen und
erfasst zudem einen nicht ausreichenden Umgebungsbereich des bedienten
Verkehrsteilnehmers, da in der Regel nur die unmittelbar benachbarten
Verkehrsteilnehmer erfasst werden und eine Unterscheidung zwischen
verschiedenen Typen von Verkehrsteilnehmern sich als äußerst schwierig
erweist.
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Durch die erfindungsgemäße Erfassung
der Vektorenfolge der Geschwindigkeiten und der Vektorenkette der
Orte eines Mobiltelefons eines Verkehrsteilnehmers lassen sich Informationen über Geschwindigkeit
und Bewegungsrichtung des Verkehrsteilnehmers gewinnen. Diese Informationen
werden in Beziehung zum bedienten Verkehrsteilnehmer gesetzt. Insbesondere
werden diese Informationen für eine
solche Gruppe. der weiteren Verkehrsteilnehmer ermittelt die eine
verkehrliche Auswirkung auf den bedienten Verkehrsteilnehmer haben
könnten. Die
Informationen können
aber auch für
alle erfassten weiteren Verkehrsteilnehmer ermittelt werden. Führt ein
Verkehrsteilnehmer mehrere Mobiltelefone mit sich, zum Beispiel
ein Fahrzeug, so genügt
die Erfassung der Vektorenfolge der Geschwindigkeiten und der Vektorenkette
der Orte eines Mobiltelefons. Durch den gleichbleibenden Relativabstand
der Mobiltelefone zueinander sind diese Mobiltelefone als zu einem
Verkehrsteilnehmer zugehörig
zu erkennen.
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Vorzugsweise ist ein Mobiltelefon
eindeutig über
eine zugeordnete Identifikationsnummer identifizierbar. Ein individuelles
Mobiltelefon kann beispielsweise über den IMEI-Code (International
Mobile Equipment Identity) von einem GSM-Kommunikationsnetz identifiziert werden.
Dies hat den großen Vorteil,
dass ein Mobiltelefon bei wiederholten Ortungen in längeren Zeitabständen eindeutig
identifizierbar ist.
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Vorteilhaft ist es, die Vektorenfolge
der Geschwindigkeiten und die Vektorenkette der Orte eines Mobiltelefons
des bedienten Verkehrsteilnehmers zu erfassen. Damit wird das Verfahren
vorteilhaft fortgebildet, indem zum Beispiel eine Eigenbeschleunigung
des bedienten Verkehrsteilnehmers einfach berücksichtigt werden kann.
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Insbesondere wird für den Umgebungsbereich
eine prognostizierte wahrnehmbare Umgebung des Verkehrsteilnehmers
gewählt,
die der bediente Verkehrsteilnehmer durch eine eigene Bewegung erreicht.
Durch diese Maßnahme
erhält
der bediente Verkehrsteilnehmer nur die für ihn relevanten Informationen
bzgl. des ihn umgebenden Verkehrsgeschehens. Der Verkehrsteilnehmer
erhält
weder zuwenig noch zuviel Informationen. Zugleich wird eine Überlastung
der Funkkommunikation vermieden. Der bediente Verkehrsteilnehmer
bekommt nur Informationen über
diejenigen weiteren Verkehrsteilnehmer, welche seine eigene Fahrtroute
beeinflussen. Der Abstand der weiteren Verkehrsteilnehmer zum bedienten
Verkehrsteilnehmer und ihre Richtungsangabe im Verkehrsgeschehen
zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten geben dem bedienten Verkehrsteilnehmer
die Möglichkeit
auf die aktuelle Verkehrssituation in angemessener Weise zu reagieren.
Der bediente Verkehrsteilnehmer kann der Information entnehmen,
welche weiteren Verkehrsteilnehmer im gewählten Umgebungsbereich für ihn selbst
eine verkehrliche Gefahr darstellen und/oder für welche weiteren Verkehrsteilnehmer
er selbst eine Gefahrenquelle darstellt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung hängt
die Ausdehnung der prognostizierten wahrnehmbaren Umgebung des Verkehrsteilnehmers
von seiner Eigengeschwindigkeit ab. Bei höherer Eigengeschwindigkeit
des bedienten Verkehrsteilnehmers verlängert sich dementsprechend
die Weglänge
für eine
entsprechende Reaktion. Daraus folgt unmittelbar, dass sich die
Ausdehnung des vorgegebenen Umgebungsbereichs mit höher werdender Geschwindigkeit
des bedienten Verkehrsteilnehmers ebenfalls vergrößert. In
der Regel werden dadurch mehr weitere Verkehrsteilnehmer als bei
einer geringeren Geschwindigkeit zu überwachen sein.
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Vorzugsweise weist die prognostizierte wahrnehmbare
Umgebung des Verkehrsteilnehmers eine Ausdehnung auf, die wenigstens
der Länge
des bei einer Vollbremsung (inklusive der Reaktionszeit) des bedienten
Verkehrsteilnehmers, insbesondere eines Fahrzeugs, zurückgelegten
Weges entspricht. Hierdurch wird der kleinste zu überwachende
Umgebungsbereich angegeben. Für
den bedienten Verkehrsteilnehmer ist auch der ihm dicht nachfolgende Verkehr
zu berücksichtigen,
welcher wiederum, um einen eventuellen Auffahrunfall zu vermeiden,
das Bremsverhalten des bedienten Verkehrsteilnehmers im Einsatzfall
beeinflusst. Dadurch wird ebenfalls die Größe des zu überwachenden Umgebungsbereichs beeinflusst.
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Insbesondere können die weiteren Verkehrsteilnehmer
in Abhängigkeit
von ihrem Gefahrpotenzial für
den bedienten Verkehrsteilnehmer klassifiziert werden. Diese Klassifikation
erfolgt zum Beispiel abhängig
vom relativen Abstand und/oder von der relativen Bewegungsrichtung
der weiteren Verkehrsteilnehmer zum bedienten Verkehrsteilnehmer.
Die für den
weiteren Fahrtverlauf des bedienten Verkehrsteilnehmers zu berücksichtigenden
weiteren Verkehrsteilnehmer werden durch diese Maßnahme in der
Anzahl reduziert.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Die Erfindung wird anhand mehrerer
Ausführungsbeispiele
in den Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Verkehrssituation mit mehreren Fahrzeugen in schematischer Darstellung;
und
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2 eine
weitere Verkehrssituation mit mehreren Fahrzeugen und Fußgängern als
Ausgabebeispiel für
einen Verkehrswarnungsmonitor in schematischer Darstellung.
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Die in 1 dargestellte
Verkehrssituation 2 umfasst einen mit einer aktuellen Verkehrslage
zu bedienenden oder bedienten Verkehrsteilnehmer 4 und
weitere Verkehrsteilnehmer 6, 8, 10.
Die Fahrtrichtung der Verkehrsteilnehmer 4, 6, 8, 10 auf
einem nicht weiter dargestellten Straßennetz wird durch die Pfeile 12 angegeben.
Die Verkehrsteilnehmer 4, 6, 8, 10 sind
jeweils mit mindestens einem Mobiltelefon ausgestattet.
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Bei einem Verfahren zum Ermitteln
der aktuellen Verkehrslage für
den bedienten Verkehrsteilnehmer 4 in einem vorgegebenen
Umgebungsbereich, der hier die weiteren Verkehrsteilnehmer 6, 8, 10 umfasst,
wird die aktuelle Verkehrslage für
den vorgegebenen Umgebungsbereich auf Basis einer Ortung der Mobiltelefone
der Verkehrsteilnehmer 4, 6, 8, 10 ermittelt.
Jedes Mobiltelefon ist über
eine ihm zugeordnete Identifikationsnummer eindeutig identifizierbar.
Die Ortung der identifizierten Mobiltelefone erfolgt zu verschiedenen
aufeinanderfolgenden Zeitpunkten und wird vom bedienten Verkehrsteilnehmer 4 in
kurzen Zeitintervallen durchgeführt,
welche eine zeitliche Auflösung
der Entwicklung der jeweiligen aktuellen Verkehrssituation erlaubt,
beispielsweise in einer dem Mobiltelefon zugeordneten Berechnungseinheit.
Bei entsprechender Kürze
der Zeitintervalle kann durchaus auch auf die Identifikationsfunktion der
Mobiltelefone bei der Ortung verzichtet werden, da auch ohne Identifikation
des Mobiltelefons auf die zuletzt besetzte Position geschlossen
werden kann. Von einer Zentrale wird die Ortung der identifi zierten Mobiltelefone
bevorzugt in längeren
Zeitabständen durchgeführt, da
für eine
Verkehrsübersicht
unter Umständen
eine gröbere
Zeitauflösung
ausreichend ist. Die von der Zentrale durchgeführte Ortung kann aber auch
in kürzeren
Zeitintervallen erfolgen. Beide Alternativen der Art der Ortung,
durchgeführt
vom bedienten Verkehrsteilnehmer oder von der Zentrale, können auch
kombiniert werden.
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Für
den bedienten Verkehrsteilnehmer 4 wird eine Vektorenkette
der Orte und eine Vektorenfolge der Geschwindigkeiten seines Mobiltelefons
für eine Bewegungsverfolgung
erfasst. Da von der Annahme ausgegangen wird, dass die Verkehrsteilnehmer 4, 6, 8, 10 und
damit auch der bediente Verkehrsteilnehmer 4 ihre Mobiltelefone
ständig
bei sich führen,
ist somit auch der jeweilige Ort der Verkehrsteilnehmer 6, 8, 10,
insbesondere auch der des bedienten Verkehrsteilnehmers 4,
zu jedem Zeitpunkt der Ortung bekannt.
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Als aktuelle Verkehrslage wird der
Abstand wenigstens eines weiteren Mobiltelefons wenigstens eines
weiteren Verkehrsteilnehmers 6, 8, 10 im
vorgegebenen Umgebungsbereich zum Ort des Mobiltelefons des bedienten
Verkehrsteilnehmers 4 und die Bewegungsrichtung des weiteren
Verkehrsteilnehmers 6, 8, 10 bestimmt.
Die Verkehrsteilnehmer 4, 6, 8, 10 sind
in diesem Ausführungsbeispiel
Fahrzeuge. In einem Fahrzeug können
mehrere Insassen mit jeweils einem Mobiltelefon ausgestattet sein,
wobei in diesem Falle nur ein Mobiltelefon kontinuierlich überwacht
wird. In weiteren zum Teil nicht dargestellten Ausführungsbeispielen
könne die
Verkehrsteilnehmer 4, 6, 8, 10 aber
auch Fußgänger, Fahrradfahrer, Rollerfahrer,
und/oder Motorradfahrer sein. Zu beachten sind hierbei die unterschiedlichen
Bewegungsmuster der verschiedenen Verkehrsteilnehmer 4, 6, 8, 10.
Während
ein Fahrzeug zumeist eine gerade Spurführung aufweist, ist die Bewegung
eines Fußgängers eher
ungeordnet und unvorher sehbar. Das Bewegungsmuster für einen
Rollerfahrer liegt beispielsweise in einem Zwischenbereich.
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Für
den Umgebungsbereich wird eine prognostizierte wahrnehmbare Umgebung
des Verkehrsteilnehmers 4 gewählt, die der bediente Verkehrsteilnehmer 4 durch
eine eigene Bewegung erreichen kann. Der bediente Verkehrsteilnehmer 4 bewegt sich
gemäß 1 in eine vorgegebene Richtung. Der
Verkehrsteilnehmer 10 folgt ihm auf seiner Fahrbahn, während der
Verkehrsteilnehmer 6 auf einer Gegenfahrbahn entgegenkommt.
Der Verkehrsteilnehmer 8 nähert sich der Fahrspur des
bedienten Verkehrsteilnehmers 4 von der rechten Seite,
beispielsweise auf einer einmündenden
Straße.
Hierdurch wird deutlich, wie wichtig die geeignete Auswahl des zu überwachenden
Umgebungsbereichs für die
Ermittlung der Verkehrslage ist. Die richtige Auswahl muss wenigstens
diejenigen Verkehrsteilnehmer 6, 8, 10 erfassen,
deren Gegenwart die tatsächliche
Fahrtroute des Verkehrsteilnehmers 4 beeinflussen können, beispielsweise
durch eine Gefährdung,
oder die selbst durch den Verkehrsteilnehmer 4 in irgendeiner
Weise behindert werden. Die Verkehrsteilnehmer 4 und 8 könnten sich
beispielsweise verkehrlich behindernd begegnen, währenddessen der
Verkehrsteilnehmer 10 sich bei einer Vollbremsung des bedienten
Verkehrsteilnehmers 4 in einer Gefahrensituation befindet.
Der Verkehrsteilnehmer 6 bildet in diesem angegebenen Szenario
momentan keine Gefahrenquelle für
den bedienten Verkehrsteilnehmer 4, wobei sich die Situation
sofort ändert, wenn
sich der Verkehrsteilnehmer 6 aus seiner Perspektive zu
einem kurzfristigen Linksabbiegen entschließt. Er würde dabei den vom Verkehrsteilnehmers 4 zu
befahrenen Weg kreuzen.
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Die Ausdehnung der prognostizierten
wahrnehmbaren Umgebung des Verkehrsteilnehmers 4 ist von
seiner Geschwindigkeit abhängig.
Um so größer die
Geschwindigkeit des bedienten Verkehrsteilnehmers 6 ist,
desto länger
werden seine Reaktionszeiten auf sich einstellende Verkehrssituationen
und auch die sich daraus ergebenden Reaktionsweglängen vergrößern sich.
Die zu beobachtende wahrnehmbare Umgebung muss demzufolge vergrößert werden.
Sie bedarf wenigsten einer Ausdehnung, die der Länge des bei einer Vollbremsung
des bedienten Verkehrsteilnehmers 4 zurückgelegten Weges entspricht.
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Die Verkehrsteilnehmer 6, 8, 10 werden
in Abhängigkeit
von ihrem Gefahrpotenzial für
den bedienten Verkehrsteilnehmer 4 klassifiziert. Beispielsweise
könnte
der Verkehrsteilnehmer 8 in eine Klasse für ein „hohes
Gefahrpotenzial",
der Verkehrsteilnehmer 10 in eine Klasse für ein „mittleres
Gefahrpotenzial",
und der Verkehrsteilnehmer 6 in eine Klasse für ein „niedriges
Gefahrpotenzial" eingeteilt
werden. Für
die weiteren ein Mobiltelefon aufweisenden Verkehrsteilnehmer 6, 8, 10 wird
jeweils eine Vektorenfolge der Geschwindigkeiten und eine Vektorenkette der
Orte der Mobiltelefone zur Bewegungsverfolgung erfasst. Dabei können bei
der Erfassung der Vektorenfolge der Geschwindigkeiten und/oder der
Vektorenkette der Orte auch Verfahren wie z.B. eine Fuzzy-Logik
verwendet werden.
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2 zeigt
eine Verkehrslage, wie sie beispielhaft als visuelle Darstellung
auf einem Verkehrswarnungsmonitor für einen bedienten Verkehrteilnehmer 20 vorgesehen
ist. Die visuelle Darstellung umfasst einen Straßenabschnitt 22 mit
Fahrbahnen 24, 26 – die jeweilige Fahrtrichtung
wird durch die Pfeile 28, 30 angegeben – und Bürgersteigen 32, 34.
Auf dem Straßenabschnitt 22 sind
die aktuellen Positionen des bedienten Verkehrsteilnehmers 20 und
die der weiteren Verkehrsteilnehmer 36, 38 gekennzeichnet.
In diesem Ausführungsbeispiel
sind als Verkehrsteilnehmer 20, 36 Fahrzeuge und
als Verkehrsteilnehmer 38 Fußgänger vorgesehen, deren Ortung über ihre
Mobiltelefone erfolgt. In einem nicht weiter dargestellten Ausführungsbeispiel
kann auch das Gefahrpotenzial der Verkehrsteilnehmer 36, 38 aufgezeigt
werden, insbesondere derjenigen Verkehrsteilnehmer 36, 38 mit
einem „hohen
Gefahrpotenzial".
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Der Vorteil des Verfahrens zum Ermitteln
der aktuellen Verkehrslage für
den bedienten Verkehrsteilnehmer 20 tritt deutlich in dem
dargestellten Ausführungsbeispiel
hervor. Der bediente Verkehrsteilnehmer 20 kann das ihn
umgebende Verkehrsgeschehen weitestgehend vollständig erfassen sowie zeitlich
auflösen.
Sein Verhalten im Straßenverkehr wird
durch das Verfahren maßgeblich
unterstützt. Durch
eine geeignete technische Ausrüstung
des bedienten Verkehrsteilnehmers 20 können verkehrsbedingte Reaktionen
auf die aktuelle Verkehrslage ohne Eingriff des Fahrers automatisch
erfolgen. Die nach dem Verfahren ermittelte aktuelle Verkehrslage kann
auch für
weitergehende Abschätzungen
und Prognosen der Verkehrsentwicklung, insbesondere bzgl. Geschwindigkeit
und Fahrtrichtung, verwendet werden.