Der Erfindung liegt nun die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zum Erstellen und Senden von verkehrsrelevanten
Daten aus einem Kraftfahrzeug an eine Telematikzentrale, wobei im
Kraftfahrzeug die verkehrsrelevanten Daten mit Sensoren erfasst
sowie Verkehrsmeldungen aus der Telematikzentrale empfangen und
abge speichert werden, wobei ein Vergleich der erfassten verkehrsrelevanten
Daten mit den abgespeicherten Verkehrsmeldungen vorgenommen wird,
und wobei nur solche verkehrsrelevanten Daten vom Kraftfahrzeug
an die Telematikzentrale gesendet werden, die nicht von den abgespeicherten
Verkehrsmeldungen umfasst sind, anzugeben, bei dem das Kommunikationsaufkommen zwischen
der Telematikzentrale und dem Kraftfahrzeug auf ein Minimum reduziert
wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch
die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Bei einem Verfahren zum Erstellen
und Senden von verkehrsrelevanten Daten an eine Telematikzentrale
werden die verkehrsrelevanten Daten mit Sensoren in wenigstens einem
Kraftfahrzeug erfasst sowie Verkehrsmeldungen aus der Telematikzentrale im
Kraftfahrzeug empfangen und abgespeichert. Ein Vergleich der erfassten
Daten mit dem Inhalt der abgespeicherten Verkehrsmeldungen wird
vorgenommen, wobei nur solche verkehrsrelevanten Daten vom Kraftfahrzeug
an die Telematikzentrale gesendet werden, die nicht von den abgespeicherten
Verkehrsmeldungen umfasst sind. Gemäß der Erfindung sendet die
Telematikzentrale als Verkehrsmeldung einen Zustand des Verkehrs
jeweils zusammen mit einer erwarteten zeitlichen Entwicklung dieses
Zustandes an das Kraftfahrzeug, womit zu jedem Zeitpunkt der in
der Telematikzentrale bekannte bzw. erwartete ("prognostizierte") Zustand des Verkehrs auch im Kraftfahrzeug
verfügbar
ist.
Durch diese Maßnahmen wird das Kommunikationsaufkommen
deutlich reduziert. Den Kraftfahrzeugen ist zu jedem Zeitpunkt aufgrund
der Angaben der Telematikzentrale zur erwarteten zeitlichen Entwicklung
des Verkehrs bekannt, welchen Zustand des Verkehrs die Telematikzentrale
annimmt. Somit können
die Kraftfahrzeuge entscheiden, ob eine Meldung ihrerseits an die
Telematikzentrale notwendig ist. Eine Meldung ist nur dann erforderlich,
wenn der vom Kraftfahrzeug erfasste Zustand deutlich von dem in
der Telematikzentrale bekannten bzw. prognostizierten Zustand abweicht. Hiermit
wird besonders gut dem sowohl in örtlicher als auch zeitlicher
Hinsicht "punktuellen" Charakter von in
einem Kraftfahrzeug erfassten verkehrsrelevanten Daten Rechnung
getragen. Denn die Telematikzentrale bestimmt aus solchen punktuell
erfassten Daten eine erwartete zeitliche Entwicklung, d.h. eine zumindest
zeitlich nicht mehr punktuelle Größe. Damit wird es möglich, einen
funktionalen Zusammenhang zu weiteren, von nachfolgenden Kraftfahrzeugen
erfassten Daten herzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr flexibel
anwendbar. So können
beispielsweise einzelne Streckenabschnitte oder auch komplette Straßennetze überwacht
werden. Ebenfalls möglich
ist eine gezielte Überwachung
kritischer Punkte im Straßennetz.
Die Überwachung
findet jeweils durch die Vorbeifahrt eines entsprechend zur Erfassung
verkehrsrelevanter Daten ausgestatteten Kraftfahrzeuges statt. Die
Vorbeifahrt erlaubt einen Vergleich der an einer Position bzw. an
einem Streckenabschnitt erfassten Daten mit dem Inhalt einer eventuell
bezogen auf diese Position bzw. auf diesen Streckenabschnitt abgespeicherten "relevanten" Verkehrsmeldung.
Erfindungsgemäß kann die Telematikzentrale
als Verkehrsmeldung beispielsweise einen normalen Zustand des Verkehrs
oder einen eventuellen gestörten
Zustand des Verkehrs jeweils zusammen mit einer erwarteten zeitlichen
Entwicklung dieses Zustandes senden. Damit ist das Verfahren besonders anpassungsfähig an verschiedene
Zustände,
die im Verkehr auftreten können.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren
wird ein Kraftfahrzeug besonders einfach mit hochwertigen Verkehrsinformationen
versorgt. Deshalb ist vorgesehen, die Verkehrsmeldungen im Kraftfahrzeug zur
Routenberechnung zu verwenden. Dabei werden aufgrund der von den
Verkehrsmeldungen umfassten Prognose, d.h. der erwarteten zeitlichen
Entwicklung eines Zustandes des Verkehrs, besonders vorteilhafte
Routenentscheidungen getroffenen. Eine ständige Wiederholung von Verkehrsmeldungen
und so eine häufige
Neuberechnung bzw. Überprüfung bereits berechneter
Routen wird vermieden. Erwartete zeitliche Entwicklungen werden
jedoch gemeldet und so bei Bedarf eine Aktualisierung durchgeführt. Insbesondere
können
Verkehrsmeldungen auch in solchen Kraftfahrzeugen zur Routenberechnung
verwendet werden, die nicht mit Sensoren zum Erfassen verkehrsrelevanter
Daten ausgerüstete
sind, sondern lediglich zum Empfangen der Verkehrsmeldungen.
Zur Kommunikation zwischen Telematikzentrale
und Kraftfahrzeug kann ein Mobilfunknetz vorgesehen sein, z.B. ein
GSM-Netz ("Global
System for Mobile Communication") – auch in
der Ausprägung als
GPRS ("General Packet
Radio System") – ein UMTS-Netz ("Universal Mobile
Telephone System") oder
ein satellitengestütztes
Netz. Alternativ ist ein Funknetz zur Kurzreichweitenkommunikation
(DSRC, "Dedicated
Short-Range Communication")
entweder infrastrukturgestützt
oder über
eine Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation
("Ad-Hoc-Netzwerk") vorgesehen. Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf die Verwendung nur eines Netzes beschränkt. So
kann beispielsweise die gleichzeitige oder abwechselnde Verwendung
mehrerer Funknetze vorgesehen sein, entweder zum Senden und/oder zum
Empfangen von Daten. Weiterhin ist eine Kombination mit anderen
Kommunikationsmitteln, z.B. für ein
WLAN ("Wide Local
Area Network"),
möglich.
Für die
Kommunikation von der Telematikzentrale zum Kraftfahrzeug kann auch
eine Broadcast-Kommunikation genutzt werden, z.B. RDS ("Radio Data System", FM-Broadcast),
DAB ("Digital Audio
Broadcast") oder
GSM-Broadcast.
Die Verknüpfung der im Kraftfahrzeug
vorgesehenen Sensoren zur Erfassung der verkehrsrelevanten Daten
mit den Mitteln zum Erstellen (z.B. einem Bordrechner) und Senden
(z.B.einem Mobilfunkgerät)
ist beispielsweise über
ein lokales Netzwerk (CAN-Bus, "Controlled
Area Network") realisiert.
Die Telematikzentrale ist dabei die
nicht notwendigerweise an einem einzigen Ort vorgesehen. Sie kann
z.B. als eine Anzahl verteilter Rechner ("Server") ausgebildet sein.
In einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform
sind in der Telematikzentrale und im Kraftfahrzeug jeweils der normale
Zustand des Verkehrs gespeichert, z.B. auf einer CD-ROM oder DVD.
Damit sind im Kraftfahrzeug und in der Telematikzentrale ein "Normalzustand" an einer oder jeder
Position bzw. Streckenabschnitt eines Straßennetzes abgespeichert. Dieser
Normalzustand ist zu jedem Zeitpunkt, an dem keine Störung vorliegt,
zu erwarten. Damit ist im Kraftfahrzeug bekannt welchen Zustand des
Verkehrs die Telematikzentrale für
den Fall annimmt, dass keine Störung
vorliegt. In diesem Fall, also ohne eine abgespeicherte relevante
Verkehrsmeldung bei einer Vorbeifahrt an einer Position bzw. an
einem Streckenabschnitt, sendet das Kraftfahrzeug nur dann Daten
an die Telematikzentrale, wenn die vom Kraftfahrzeug erfassten Daten
vom gespeicherten Normalzustand abweichen. Weist die Telematikzentrale
keine relevanten Verkehrsmeldungen für das Kraftfahrzeug auf, so
gehen Kraftfahrzeug und Telematikzentrale von einem für beide
Seiten definierten Normalbetrieb aus. Die Verfahrensweise für das Kraftfahrzeug
ist somit eindeutig. Eine Unterrichtung der Telematikzentrale erfolgt
nur bei einer Abweichung vom Normalzustand, d.h. wenn eine relevante
Verkehrsmeldung abgespeichert ist. Weiteres Einsparungspotenzial
für das
Sendeaufkommen liegt damit vor.
Für
die erwartete zeitliche Entwicklung des Verkehrs sind eine Vielzahl
von Möglichkeiten
vorgesehen. Besonders einfach zu verarbeiten sind beispielsweise
Aussagen der Art "Totalsperrung
der Strecke für
die nächsten
15 Minuten". Auch
unkomplizierte Zusammenhänge
wie "Stauanfang
bewegt sich mit 5m/s gegen Fahrtrichtung" oder "Durchschnittsgeschwindigkeit steigt
innerhalb von 30 Minuten wieder auf Normalwert" liefern wertvolle Information. Rechenaufwendige
aber besonders hochwertige Informationen werden erreicht, wenn die
erwartete zeitliche Entwicklung des Verkehrs in der Telematikzentrale
mittels Prognoserechnungen auf Basis eines Verkehrsflussmodells
bestimmt wird.
Eine besonders komfortable Ausführungsform
liegt vor, wenn eine Verkehrsmeldung im Kraftfahrzeug mit einer
digitalen Karte verknüpft
gespeichert wird. Digitale Karten sind in modernen Kraftfahrzeugen
häufig
bereits vorhanden, z.B. für
Navigationssysteme, und erlauben eine besonders exakte Lokalisierung
von empfangenen Verkehrsmeldungen und erstellten verkehrsrelevanten
Daten.
Besonders einfach wird eine Verkehrsmeldung
im Kraftfahrzeug für
einen Fahrtstreckentyp, z.B. "Autobahn", als Geschwindigkeitsbereich
hinterlegt. Hier ist zwar nur eine relativ grobe Zuordnung vorgesehen,
dafür wird
besonders wenig Speicherplatz benötigt.
Eine einfache Auswertung der Verkehrsmeldungen
im Kraftfahrzeug ergibt sich durch Verwendung von Heuristiken bei
der Verarbeitung der Verkehrsmeldungen.
Besonders aktuelle Informationen
entstehen, wenn verkehrsrelevante Daten in der Telematikzentrale
ausgewertet und zur Erstellung von neuen Verkehrsmeldungen genutzt
werden.
Mit Vorteil wird vorgeschlagen, dass
eine neue Verkehrsmeldung von der Telematikzentrale an das Kraftfahrzeug
immer dann gesendet wird, wenn eine tatsächliche Entwicklung des Zustandes
des Verkehrs, wie sie z.B. von einem erfindungsgemäß ausgestatteten
Kraftfahrzeug an die Telematikzentrale gesendet wird, von der in
der Telematikzentrale erwarteten Entwicklung abweicht. In diesem
Fall wird die in der Telematikzentrale erwartete Entwicklung entsprechend
angepasst und dem Kraftfahrzeug bekannt gemacht.
Die Erfindung wird anhand mehrerer
Ausführungsbeispiele
in der Zeichnung näher
erläutert,
wobei die 1 ein Diagramm
für die
mittlere Geschwindigkeit v eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von
der Zeit t aufzeigt. Diese mittlere Geschwindigkeit v ist dabei
ein Beispiel für
eine spezielle Art von verkehrsrelevanten Daten. Der Einfachheit
halber wird hier nur ein einzelnes Kraftfahrzeug betrachtet. Weiterhin
sind im Kraftfahrzeug keine Verkehrsmeldungen abgespeichert.
Ein Kraftfahrzeug fährt auf
einer Fahrtstrecke bei geringem Verkehrsaufkommen mit konstanter
Geschwindigkeit. Nach einer Weile bildet sich eine plötzliche
Stausituation, in welcher die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs
deutlich abnimmt. Während
der Auflösung
des Staus steigt die Geschwindigkeit allmählich wieder auf ihren ursprünglichen
Wert für
Normalverkehr an. Dieses Szenario ist in 1 in einem Diagramm dargestellt, wobei
in einer Kurve 2 die mittlere Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs
in Abhängigkeit
von der Zeit t aufgetragen ist. Ein Normalzustand 4 ist
ein Geschwindigkeitsbereich, in dem sich die mittlere Geschwindigkeit
v mit einer fahrtbedingten Schwankung bei ungestörtem Zustand des Verkehrs befindet.
Bei einem Verfahren zum Erstellen
und Senden von verkehrsrelevanten Daten an eine Telematikzentrale
werden die verkehrsrelevanten Daten 6, 8, 10, 20 mit
Sensoren zu vorgegebenen und/ oder ereignisgesteuerten Zeitpunkten
im Kraftfahrzeug erfasst. Der Abstand zwischen zwei Zeitpunkten
kann beispielsweise geschwindigkeitsabhängig vorgegeben sein. Alternativ
oder zusätzlich
wird bei bestimmten Manövern
wie z.B. einer abrupten Bremsung eine Datenerfassung ausgelöst. An dem
Verfahren kann eine frei wählbare
Anzahl von Kraftfahrzeugen teilnehmen. Von der Telematikzentrale übermittelte
Verkehrsmeldungen werden im Kraftfahrzeug empfangen und abgespeichert.
Eine von der Telematikzentrale übermittelte
Verkehrsmeldung umfasst einen zu einem Zeitpunkt aktuellen Zustand 12, 14 des
Verkehrs und dessen erwartete zeitliche Entwicklung 16, 18.
Das Kraftfahrzeug und die Telematikzentrale verfügen über einen
gespeicherten normalen Zustand des Verkehrs, den Normalzustand 4 einer
zu befahrenen Fahrtstrecke. Da im Kraftfahrzeug bei der Einfahrt
in die zu befahrene Fahrtstrecke keine Verkehrsmeldung abgespeichert
ist, sendet es nur dann Daten an die Telematikzentrale, wenn die
vom Kraftfahrzeug erfassten Daten vom gespeicherten Zustand 4 des
Verkehrs abweichen. Der Normalzustand 4 ist als Geschwindigkeitsbereich
für einen
jeweiligen Fahrtstreckentyp im Kraftfahrzeug hinterlegt.
Im Kraftfahrzeug wird ein Vergleich
der im Kraftfahrzeug erfassten verkehrsrelevanten Daten mit dem
Inhalt der abgespeicherten Verkehrsmeldungen bzw. dem Normalzustand 4 vorgenommen,
wobei nur solche verkehrsrelevanten Daten an die Telematikzentrale
gesendet werden, die nicht von den abgespeicherten Verkehrsmeldungen
bzw. dem Normalzustand 4 umfasst sind. In der Telematikzentrale werden
die Daten ausgewertet und zur Erstellung von neuen Verkehrsmeldungen
benutzt.
Bei kleinen Werten für die Zeit
t, nämlich
entsprechend dem Ausführungsbeispiel
vor der Staubildung, liegen die verkehrsrelevanten Daten 6,
d.h. die mittlere Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs gemäß 1, im Geschwindigkeitsbereich
des Normalzustandes 4. Da in diesem Zeitbereich auch keine Verkehrsmeldungen
der Telematikzentrale im Kraftfahrzeug vorliegen, werden zu den
Zeitpunkten zu denen die verkehrsrelevanten Daten 6 erfasst
werden keine Daten vom Kraftfahrzeug an die Telematikzentrale übertragen,
da keine Änderung
der Verkehrssituation gegenüber
dem Normalzustand 4 eingetreten ist.
Zum Zeitpunkt der Erfassung der verkehrsrelevanten
Daten 8 befindet sich das Kraftfahrzeug im Stauanfang.
Die mittlere Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs hat sich deutlich
verringert und befindet sich nicht mehr im Geschwindigkeitsbereich
für den
Normalzustand 4. Die Verkehrssituation hat sich somit gemäß den Verfahrensbedingungen
geändert. Die
mittlere Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs weicht vom Normalzustand 4 deutlich
ab, so dass die entsprechenden verkehrsrelevanten Daten, unter anderem
die mittlere Geschwindigkeit vom Kraftfahrzeug, an die Telematikzentrale
gesendet werden. Die Telematikzentrale sendet daraufhin in einer
Verkehrsmeldung den aktuellen Zustand 12 des Verkehrs und
dessen zeitliche Entwicklung 16 an erfindungsgemäßen Verfahren
teilnehmende und somit auch an das betrachtete Kraftfahrzeug. Die
Telematikzentrale ermittelt nicht nur den aktuellen Zustand 12,
sondern auch dessen zeitliche Entwicklung 16 und meldet
beides an das Kraftfahrzeug als Verkehrsteilnehmer. Die zeitliche
Entwicklung 16 muss dabei nicht sehr genau angegeben werden.
Es sind einfache Aussagen denkbar wie beispielsweise „Totalsperrung
für die
nächsten
15 min", „Stauanfang bewegt
sich mit 5 m/s gegen Fahrtrichtung" und/oder „Durchschnittsgeschwindigkeit
steigt innerhalb von 30 min wieder auf Normalwert". Solche Meldungen können auch
mittels einfacher Heuristiken gerade für die automatische Auswertung
im Kraftfahrzeug genauere Information liefern als Meldungen über die momentane
Lage.
Zum Zeitpunkt der Erfassung der verkehrsrelevanten
Daten 20 werden keine aktuell erfassten Daten vom Kraftfahrzeug
an die Telematikzentrale übertragen,
da die aktuell erfasste mittlere Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs
nicht wesentlich von der von der Telematikzentrale als Verkehrsmeldung
empfangenen zeitlichen Entwicklung 16 des Verkehrs abweicht.
Dabei wird die zeitliche Entwicklung 16 des Verkehrs mittels
Prognoserechnungen auf Basis eines Verkehrsflussmodells ermittelt.
Hier zeigt sich deutlich der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Erfassung der Verkehrslage durch die Kraftfahrzeuge erfolgt
nach einem „Floating Car
Data" (FCD) Verfahren.
Dabei werten Kraftfahrzeuge autonom ihre Bewegungen aus und melden nach
dem Stand der Technik die aus ihrer Sicht relevanten Ereignisse
au tomatisch an eine Telematikzentrale, die diese Meldungen zusammen
mit anderen Informationsquellen auswertet und den Verkehrsteilnehmern
wieder als Verkehrszustand zur Verfügung stellt. Hierbei stellt
sich die Frage, wie am FCD-Verfahren teilnehmende Kraftfahrzeuge
entscheiden, welche Information tatsächlich für die Telematikzentrale relevant
ist. Für
am FCD-Verfahren
teilnehmende Kraftfahrzeuge war bisher nicht klar, ob eine beobachtete
Entwicklung für
die Telematikzentrale vorauszusehen war, und daher für eine Meldung irrelevant
ist, solange nicht ein ständiger
Informationsfluss von der Telematikzentrale ins Kraftfahrzeug gewährleistet
ist. Liegt keine aktuelle Verkehrsmeldung vor, so ist für am FCD-Verfahren
teilnehmende Kraftfahrzeuge nicht bekannt, ob eine Beobachtung für die Telematikzentrale
relevant ist. Ist die Situation in der Telematikzentrale schon bekannt
oder hat sich der Verkehr so entwickelt, wie in der Telematikzentrale
vorausgesehen, gibt eine neue Meldung an die Telematikzentrale keine
Information und bedeutet nur einen erhöhten Sendeaufwand. Beim vorliegenden Verfahren
wird dieser erhöhte
Sendeaufwand weitestgehend vermieden.
Nach dem vorliegenden Verfahren ist
in am FCD-Verfahren teilnehmenden Kraftfahrzeugen aufgrund der Angaben
zur zeitlichen Entwicklung zu jedem Zeitpunkt bekannt, welchen Zustand
des Verkehrs die Telematikzentrale für einen bestimmten Streckenabschnitt
annimmt. Somit können
die Kraftfahrzeuge selbsttätig
automatisch entscheiden, ob eine Meldung an die Telematikzentrale
notwendig ist. Eine Meldung muss nur dann erfolgen, wenn der vom Kraftfahrzeug
beobachtete Zustand deutlich von dem in der Telematikzentrale prognostizierten
abweicht. Die Telematikzentrale muss nicht ständig die aktuelle Verkehrslage
senden. Vermutete zeitliche Entwicklungen werden gemeldet und nur
bei Bedarf aktualisiert.
Zum Zeitpunkt der Erfassung verkehrsrelevanter
Daten 10 werden wiederum Daten vom Kraftfahrzeug an die
Telematikzentrale gesendet, da der Unterschied zwischen der erfassten
Geschwindigkeit und der prognostizierten zeitlichen Entwicklung 16 deutlich
ist. Die Telematikzentrale überträgt wiederum
den aktuellen Zustand 14 und eine gegenüber der zeitlichen Entwicklung 16 korrigierte
zeitliche Entwicklung 18 für die mittlere Geschwindigkeit
v ans Kraftfahrzeug, die flacher verläuft als die zeitliche Entwicklung 16.
Der Stau löst
sich langsamer als zuerst prognostiziert auf. Im weiteren Verlauf
der Fahrt weicht die tatsächlich
gefahrene mittlere Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs nicht mehr
wesentlich von der zeitliche Entwicklung 18 und nach Stauende nicht
mehr wesentlich vom Normalzustand 4 ab. Weder eine Kommunikation
Kraftfahrzeug/Telematikzentrale noch in umgekehrter Richtung ist
in diesem Zeitabschnitt erforderlich. Am FCD-Verfahren teilnehmende
Kraftfahrzeuge melden nur verkehrsrelevante Daten an die Telematikzentrale,
wenn der beobachtete reale Zustand von dem von der Telematikzentrale
vorausgesagten Zustand oder ggf. vom Normalzustand 4, der
im Kraftfahrzeug und in der Telematikzentrale gleichermaßen bekannt
ist, abweicht.