DE10260783A1 - Fleet control method in which a fleet control center is linked to a traffic center so that actual and forecast journey times can be used to optimize changes to planned journeys taking into account fleet dispositions - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Flotte von Fahrzeugen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein System zum Steuern einer Flotte von Fahrzeugen nach dem Oberbegriff von Anspruch 13.The invention relates to a method for controlling a fleet of vehicles according to the preamble of Claim 1 and a system for controlling a fleet of vehicles according to the preamble of claim 13.
Das Steuern einer Flotte von Fahrzeugen, auch Flottenmanagement genannt, ist die Koordinierung dieser Flotte durch ein zentrales Rechnersystem, d.h. eine Zentrale. Hierfür ist die Zentrale zumindest zeitweise drahtlos mit den Fahrzeugen der Flotte verbunden. Die Zentrale vergibt Beförderungsaufträge an die Fahrzeuge der Flotte. Ein solcher Beförderungsauftrag besteht darin, Personen und/oder Fracht zu einer gewünschten Abholzeit an einem Startort abzuholen, unterwegs eventuell weitere Personen und/oder Fracht abzuholen und anschließend zu einem Zielort zu befördern. Die Beförderungsaufträge liegen nicht alle im voraus einer Planungsperiode (z. B. ein Tag oder eine Woche) fest, sondern gehen erst im Laufe der Planung ein oder können sich während des Planungsprozesses ändern. Die Komplexität heutiger Transportaufgaben und die Dynamik erfordert dabei fast zwingend den Einsatz von Rechenverfahren.Controlling a fleet of vehicles, too Fleet management is the coordination of this fleet through a central computer system, i. a central office. For this is the Central at least temporarily wirelessly with the vehicles of the fleet connected. The head office assigns transport orders to the Vehicles of the fleet. Such a mission is to People and / or freight at a desired pick-up time at a starting place to pick up, on the way possibly further persons and / or freight pick up and then to to transport a destination. The transport orders are not all in advance of a planning period (eg a day or a Week), but only come in during the planning or can be during the Change planning process. The complexity Today's transport tasks and the dynamics almost requires mandatory the use of calculation methods.
Die
Die
Die gattungsbildende
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens und eines Systems zum Flottenmanagement zugrunde, mit denen gewährleistet wird, dass in einer Zentrale vorliegende und neu eintreffende Aufträge von den Fahrzeugen der Flotte optimal abgearbeitet werden.The invention is technical Problem providing a method and a system for Underlying fleet management, which ensures that in one Central present and new incoming orders from the vehicles of the fleet be processed optimally.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eines Systems mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.The invention solves this problem by providing a method having the features of claim 1 and a system with the features of claim 13. The dependent claims advantageous embodiments and further developments of the invention.
Der Hauptgedanke der Erfindung besteht darin, dass unter Verwendung aktueller und prognostizierter Reisezeiten aus einer direkt angeschlossenen Verkehrszentrale in der Fahrzeugsteuerungszentrale für jedes Fahrzeug ein Tourenplan umfassend einen Anfahrtsplan mit einer Reihenfolge abzuarbeitender Aufträge sowie die dafür jeweils zurückzulegenden Wege bestimmt und rechnergestützt ein zumindest teilweises Abarbeiten der Aufträge simuliert wird, wobei eine Ereignissteuerung entsprechender Aktionen verwendet wird und wobei durch Benutzung eines Optimierungskriteriums Auswirkungen der bestimmten Tourenpläne geprüft und dem Fahrzeug ein nächster Auftrag dann übermittelt wird, wenn die für das Fahrzeug bestimmte Anfahrreihenfolge diesen Auftrag umfasst und für die errechneten Tourenpläne das Optimierungskriterium erfüllt ist.The main idea of the invention exists in that using current and projected travel times from a directly connected traffic center in the vehicle control center for each Vehicle a touring plan comprising an access plan with an order to be processed as well as for that each way to be covered determined and computer-aided an at least partial processing of the orders is simulated, wherein a Event control of appropriate actions is used and where by using an optimization criterion effects of the particular Tour plans checked and the next vehicle Order then transmitted if that is for the Vehicle specific startup order includes this order and for the calculated tour plans that Optimization criterion met is.
Ein Kernelement der Erfindung ist die durchgängige Verwendung dynamischer Reisezeiten. Änderungen. von Reisezeiten können erwartet (vorhersehbar) sein, beispielsweise aufgrund einer bereits bekannten Prognose unter Verwendung von in einer Datenbank gespeicherten Ganglinien. Änderungen von Reisezeiten können auch unerwartet (nicht vorhersehbar) auftreten, beispielsweise aufgrund einer Verkehrsstörung. Beides kann wiederum sowohl aktuelle als auch prognostizierte Reisezeiten betreffen. Beispielsweise hat eine aktuell auftretende Verkehrsstörung Auswirkungen auf die im Bereich der Verkehrsstörung prognostizierten Reisezeiten.A core element of the invention is the universal Use of dynamic travel times. Changes. of travel times can expected (predictable), for example, due to an already known Forecasting using hydrographs stored in a database. Changes from Travel times can also unexpected (unpredictable) occur, for example, due a traffic jam. Both can in turn both current and forecast travel times affect. For example, a currently occurring traffic disruption has an impact on the travel times predicted in the area of traffic congestion.
Durch die konsequente, durchgängige Verwendung
dynamischer Reisezeiten wird erfindungsgemäß in der Fahrzeugsteuerungszentrale
für jedes Fahrzeug
stets ein optimaler Tourenplan abzuarbeitender Aufträge bestimmt.
Ein Tourenplan besteht aus einer Folge von Aufträgen, die jeweils über "kürzeste Wege", beispielsweise zwischen Start- und Zielort
eines jeweiligen Auftrages, verbunden werden. Falls der Zielort
eines Auftrages nicht dem Startort des nächsten Auftrages entspricht,
so ist eine "Leerfahrt" des Fahrzeuges in
Form eines "kürzesten Weges" von diesem Zielort
zum Startort des nächsten
Auftrages vorgesehen. Das Wort "kürzester
Weg" bezieht sich
hier und im Folgenden dabei stets auf den gemäß des gewählten Optimierungskriteriums "kürzesten" Weg, beispielsweise einen zeitlich
kürzesten
oder kostenmäßig günstigsten
Weg. Die Gesamtheit der kürzesten
Wege eines Fahrzeugs entspricht der Route des Fahrzeugs. Die Fahrzeugsteuerungszentrale
verfügt
dabei zur Bestimmung über genügend leistungsfähige Rechenmittel.
Gleichzeitig ergibt die erfindungsgemäße Verzahnung der jeweiligen
Routenbestimmung mit der Gesamtschau aller Fahrzeuge in der Fahrzeugsteuerungszentrale
ein "Gesamtoptimum", d.h. es werden
beispielsweise die gesamten für
einen Flottenbetreiber entstehenden Kosten minimiert. Es erfolgt
mithin nicht eine Optimierung für
nur eine einzelne Tour, was z.B. bei der
Erfindungsgemäß realisiert wird dieses Vorgehen durch einen ereignisgesteuerten Mechanismus. Dabei sind bestimmte Ereignisse vorgesehen, bei deren Eintritt dann automatisiert Entscheidungen (Aktionen) getroffen werden. Dies ermöglicht eine rechentechnisch effiziente Behandlung des komplexen Flottenmanagements, ohne auf die nötige Genauigkeit zu verzichten. Damit sind etwaige Änderungen, beispielsweise auftretende geänderte Reisezeiten oder neu eintreffende Aufträge, durch entsprechende Codierung sofort berücksichtigbar.This procedure is realized according to the invention through an event-driven mechanism. There are certain Events are provided, when they occur then automatically decisions (actions) to be hit. this makes possible a computationally efficient treatment of complex fleet management, without the necessary To renounce accuracy. Thus, any changes, such as occurring modified Travel times or new incoming orders, by appropriate coding immediately taken into account.
Der Kern der Erfindung besteht nun darin, bei der Bestimmung der Auftragszuordnung und -reihenfolge die durchgängige Verwendung dynamischer Reisezeiten im Rahmen eines ereignisgesteuerten Mechanismus zu realisieren. Nur so ist es überhaupt möglich, der Masse dynamischer Daten Herr zu werden. Denn die permanente Änderung von Reisezeiten bedingt ja als Konsequenz eine permanente Änderung der kürzesten Wege. Somit ist es nicht möglich, in herkömmlicher Weise die kürzesten Wege einmal zu berechnen, abzuspeichern und im Folgenden dann jeweils darauf zuzugreifen. Denn aufgrund des zumindest teilweise dynamischen Auftragseingangs sind weder die Start- und Zielorte noch die gewünschten Abholzeiten aller Aufträge im Voraus bekannt. Sogar zwischen bekannten Start- und Zielorten ist es kaum möglich, kürzeste Wege für alle denkbaren Abholzeiten zu bestimmen. Stattdessen muss während des Planungsberechnungen eine vollständig dynamische Berechnung kürzester Wege eingebunden werden. Und eine solche ist rechentechnisch überhaupt nur leistbar mit einem ereignisgesteuerten Mechanismus, der effizient bereits bekannte Informationen ausnützt und die Berechnungen auf das Notwendige reduziert. So werden über eine Vorauswahl zum Beispiel nur solche Fahrzeuge untersucht, die zeitlich noch in der Lage sein könnten, einen neu hereingekommenen Auftrag zu bearbeiten. Dabei ist, anders als bei herkömmlichen Flottenmanagementsystemen, kein direkter Zugriff auf eine Datenbank mit aktuellen und/oder prognostizierten Reisezeit für relevante Wegstrecken vorgesehen. Erfindungsgemäß ist statt dessen jeweils eine koordinierte und wohldefinierte Anfrage der dynamischen Berechnung nach kürzesten Wegen im Rahmen des ereignisgesteuerten Mechanismus vorgesehen. Mit anderen Worten sind aktuelle und/oder prognostizierte Reisezeiten für relevante Wegstrecken nur über das "Filter" des ereignisgesteuerten Mechanismus zu erhalten. Genau dieses Filter jedoch schafft erst die Voraussetzung für eine rechentechnisch leistbare durchgängige Verwendung dynamischer Reisezeiten.The essence of the invention is now therein, in determining the order allocation and order the universal Use of dynamic travel times as part of an event-driven To realize mechanism. Only then is it possible at all for the masses more dynamic Data to become master. Because the permanent change of travel times requires yes, as a consequence, a permanent change of the shortest Ways. Thus, it is not possible in conventional Way the shortest ways once to calculate, save and then then each to access it. Because of the at least partially dynamic Order intake is neither the start and finish locations nor the desired ones Pick up times of all orders known in advance. Even between known start and finish locations it is hardly possible shortest Ways for to determine all conceivable pick-up times. Instead, during the Planning calculations a complete dynamic calculation shortest Paths are involved. And such is computationally at all only affordable with an event-driven mechanism that works efficiently exploits already known information and the calculations on the necessary reduced. So be about a preselection for example only those vehicles are investigated, which are still capable of time could to process a new order. It is different as with conventional Fleet management systems, no direct access to a database with current and / or forecast travel time for relevant Routes provided. According to the invention, instead of each a coordinated and well-defined query of the dynamic calculation after the shortest Because provided under the event-driven mechanism. In other words, current and / or forecast travel times for relevant Traveling only via the "filter" of the event-driven Get mechanism. Exactly this filter, however, only creates the prerequisite for a computationally affordable continuous use of dynamic Travel times.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zumindest folgende "äußere" Ereignisse vorgesehen: Eintreffen eines neuen Auftrages in der Fahrzeugsteuerungszentrale, fahrzeugseitige Erledigung eines Auftrages, Eintreffen eines Fahrzeuges an einem Startort eines Auftrages, verkehrszentralenseitige Änderung einer aktuellen oder prognostizierten Reisezeit. Bei jedem dieser Ereignisse wird automatisiert ei ne Entscheidung in Form einer Aktion getroffen, beispielsweise wird beim Eintreffen eines neuen Auftrages in der Fahrzeugsteuerungszentrale entweder einem Fahrzeug dieser Auftrag zugewiesen oder, falls kein geeignetes Fahrzeug vorhanden ist, der Auftrag der Auftragsliste in der Fahrzeugsteuerungszentrale hinzugefügt.In a preferred embodiment The invention provides at least the following "external" events: Arrival of a new order in the vehicle control center, on-vehicle completion of an order, arrival of a vehicle at a starting place of an order, traffic center-side change a current or predicted travel time. At each of these Events are automated, a decision in the form of an action met, for example, when a new order arrives in the vehicle control center either a vehicle this Order assigned or, if no suitable vehicle available is the order book order in the vehicle control center added.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zumindest folgende Aktionen vorgesehen: Aufforderung zum Anfahren eines Startortes durch ein Fahrzeug, Annahme eines Auftrages, Ablehnung eines Auftrages, Information an einen Auftraggeber über Erledigung eines Auftrages, Information an einen Auftraggeber über Verzögerung eines Auftrages. Diese Aktionen stellen mögliche Entscheidungen auf vorstehend angeführte Ereignisse dar. Dabei ist natürlich nicht jede Aktion bei jedem Ereignis möglich.In a preferred embodiment The invention provides at least the following actions: Request for approaching a starting location by a vehicle, assuming a Order, rejection of an order, information to a client about completion an order, informing a client about delaying an order. These actions pose possible Decisions on events cited above is natural not every action possible at every event.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung des Optimierungskriteriums beim ereignisgesteuerten Mechanismus ist sichergestellt, dass eine im Sinne des Optimierungskriteriums "optimale Lösung" vorliegt. Als Ergebnis muss zumindest eine Entscheidung über die nächste Aktion bestimmt werden. Diese Aktion wird dem Fahrzeug dann gegebenenfalls als nächster Auftrag übermittelt. Für die konkrete Ausprägung des ereignisgesteuerten Mechanismus ist eine Vielzahl von Möglichkeiten vorgesehen. Beispielsweise kann mit an sich bekannten Zuweisungsalgorithmen ("assignment algorithms") automatisiert eine Aktion ausgewählt werden. Dies erfolgt isoliert nur zu den Zeitpunkten, an denen ein entsprechendes Ereignis in der Fahrzeugsteuerungszentrale detektiert wird. Eine andere Möglichkeit ist eine kontinuierliche Berechnung, beispielsweise unter Verwendung eines an sich bekannten Einsetzungsalgorithmus ("insertion algorithm"). In jedem Fall ist ein frei wählbarer Planungshorizont ("Vorausschauzeit") gegeben, d.h. es wird eine beliebige Anzahl weiterer, zeitlich später liegender Ereignisse mit berücksichtigt. Beispielsweise werden alle noch offenen Aufträge und die voraussichtlichen Fahrzeug standorte einbezogen. Im folgenden wird der ereignisgesteuerte Mechanismus auch als Simulation oder Simulationsrechnung bezeichnet.The inventive use of the optimization criterion in the event-driven mechanism ensures that an "optimal solution" exists in the sense of the optimization criterion. As a result, at least one decision on the next action must be determined. If necessary, this action is then transmitted to the vehicle as the next order. There are many possibilities for the concrete form of the event-driven mechanism. For example, an action can be automatically selected with assignment algorithms known per se ("assignment algorithms"). This is done in isolation only at those times when a corresponding event is detected in the vehicle control center. Another possibility is a continuous calculation, for example using a known Einsetzungsalgorith mus ("insertion algorithm"). In any case, a freely selectable planning horizon ("forecast time") is given, ie, any number of further, later events are taken into account. For example, all pending orders and the prospective vehicle locations are included. In the following, the event-driven mechanism is also referred to as simulation or simulation calculation.
Dieses Vorgehen löst in idealer Weise das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem. Es wird damit eine größtmögliche Flexibilität erreicht. Denn erfindungsgemäß sind durch den ereignisgesteuerten Mechanismus die Auswirkungen von aufgrund eines Ereignisses getroffenen Aktionen bereits vorab durch die Simulationsrechnung bestimmbar. Gleichzeitig muss jedoch nur für das aktuelle Ereignis automatisiert eine Aktion selektiert werden. Für später eintretende Ereignisse kann abgewartet werden, ob sich durch zwischenzeitliche Änderungen, beispielsweise auftretende geänderte Reisezeiten, automatisiert eine günstigere Lösung bestimmen lässt. Denn es ist wenig sinnvoll, einem Fahrzeug eine Information über einen Auftrag zu senden, welcher in einer Stunde abzuarbeiten ist, da dieser Auftrag durch einen in der Zwischenzeit neu eintreffenden Auftrag wieder geändert werden könnte. Noch einmal sei betont, dass die Fahrzeugsteuerungszentrale hierfür die geeigneten Mittel zusammenführt, beispielsweise dynamische Reisezeiten und ausreichend dimensionierte Rechenmittel.This procedure ideally solves that of Invention underlying technical problem. It will be one achieved the greatest possible flexibility. Because according to the invention are through the event-driven mechanism the effects of due an action taken in advance by the simulation calculation determinable. At the same time, however, it only needs to be automated for the current event an action can be selected. For later events that occur can be awaited, whether through interim changes, for example, changes occurring Travel times, automated to determine a cheaper solution. Because it makes no sense to give a vehicle information about one Order to send, which is to be processed in one hour, since this order by a newly arrived in the meantime Order changed again could be. Once again it should be emphasized that the vehicle control center for this the appropriate Means, for example dynamic travel times and sufficiently dimensioned computing resources.
Weiterhin sichert das erfindungsgemäße Vorgehen
eine schnellstmögliche
Berücksichtigung neuer
Daten, beispielsweise Eintreffen eines neuen Auftrages in der Fahrzeugsteuerungszentrale
oder Änderung
einer aktuellen oder prognostizierten Reisezeit. Dagegen findet
z.B. bei der
Ebenfalls hervorzuheben ist der vergleichsweise kostengünstige Aufbau der Erfindung. Die Fahrzeuge benötigen keine spezielle Ausrüstung, da das Verfahren erfindungsgemäß vollständig in der Fahrzeugsteuerungszentrale durchgeführt wird. Die dynamischen Reisezeiten werden von externen Anbietern, beispielsweise von einer Verkehrszentrale, bereitgestellt. Insgesamt ergibt sich so eine vollständige, zentralengestützt automatisierte Kontrolle des Flottenmanagements an einem Ort, der Fahrzeugsteuerungszentrale.Also to be highlighted is the comparative inexpensive Structure of the invention. The vehicles do not need any special equipment as the Process according to the invention completely in the vehicle control center is performed. The dynamic travel times are provided by external providers, for example by a traffic center. Overall, this results in a complete, centrally-based automated Control of fleet management in one place, the vehicle control center.
Ein weiterer, großer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie "vorab" für Planungs- und Dimensionierungsaufgaben einsetzbar ist. Dabei erfolgt kein Einsatz mit "realen" Daten ("Online"), sondern zu Testzwecken werden vorher erhobene Daten quasi "durchgespielt". Damit steht ein mächtiges Werkzeug zur Verfügung, um beispielsweise die für ein spezifisches Gebiet benötigte Flottengröße, d.h. die Anzahl der Fahrzeuge, zu dimensionieren, um geeignete Ausgangspositionen für Fahrzeuge der Flotte zu bestimmen oder um Lieferfristen anzugeben.Another great advantage of the invention exists in that they are "in advance" for planning and dimensioning tasks can be used. There is no Use with "real" data ("online"), but for test purposes previously collected data are virtually "played through". This is a powerful tool available to for example, the one for required specific area Fleet size, i. the Number of vehicles, to be dimensioned to suitable starting positions for vehicles to determine the fleet or to specify delivery times.
Mit Vorteil wird vorgeschlagen, weitere Ereignisse vorzusehen. Durch die Verwendung beispielsweise eines Ereignisses "Defekt am Fahrzeug" kann ein Fahrzeug der Fahrzeugsteuerungszentrale mitteilen, dass es für weitere Aufträge nicht mehr zur Verfügung steht. Ein anderes Beispiel für ein weiteres Ereignis ist "Orderabbruch", womit ein Auftraggeber einen bereits von der Auftragsliste in der Fahrzeugsteuerungszentrale umfassten Auftrag wieder löschen kann. So wird die Erfindung noch flexibler anwendbar.Advantageously, it is proposed further To provide for events. By using, for example, a Event "defect on the vehicle " tell a vehicle to the vehicle control center that it will be for more assignments no longer available stands. Another example of Another event is "order cancellation", whereby a client a already from the order list in the vehicle control center delete completed order can. Thus, the invention is even more flexible applicable.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Simulation laufend wiederberechnet. Hiermit ist ein besonders gut angepasster Einsatz der Erfindung sichergestellt.In an advantageous embodiment the simulation is continuously recalculated. This is a special well adapted use of the invention ensured.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest zurückzulegende oder aktuelle geplante Wege in der Fahrzeugsteuerungszentrale laufend überwacht wird. Damit werden beispielsweise unerwartete Änderungen von Reisezeiten auf diesem Weg schnellstmöglich in der Fahrzeugsteuerungszentrale bekannt. Somit sind die derart geänderten Bedingungen für das Fahrzeug, für das dieser Weg bestimmt wurde, in der Fahrzeugsteuerungszentrale berücksichtigbar.It is particularly advantageous if at least to be backed up or current planned routes in the vehicle control center is constantly monitored. This will, for example, cause unexpected changes in travel times this way as fast as possible known in the vehicle control center. So they are like that amended Conditions for the Vehicle, for This way was determined in the vehicle control center berücksichtigbar.
Geeignete Optimierungskriterien sind eine Minimierung von auftretenden Verzögerungen ("Servicequalität") und/oder eine Minimierung entstehender Kosten. Natürlich sind auch beliebige Kombinationen möglich.Suitable optimization criteria are a minimization of occurring delays ("service quality") and / or a minimization arising Costs. Naturally Any combinations are possible.
Zweckmäßigerweise wird bei der notwendigen dynamischen Bestimmung kürzester Wege als Teil der Tourenplanung unter Verwendung der dynamischen Reisezeiten ein Baum kürzester Wege von einem Startort und/oder ein Baum kürzester Wege zu einem Zielort und/oder eine startzeitabhängige Folge von Wegen von einem Start- zu einem Zielort bei Bestimmung einer Route verwendet. Damit ist eine rechentechnisch effiziente Behandlung gewährleistet.Appropriately, in the necessary dynamic determination shortest Routes as part of the tour planning using the dynamic Travel times a tree shortest Paths from a starting point and / or a tree of shortest routes to a destination and / or a start time dependent Sequence of paths from a start to a destination on determination a route used. This is a computationally efficient Treatment guaranteed.
Wenn ein „kürzester Weg" basierend auf Netzknoten bestimmt wird, ist nur die Verwendung von digitalen Straßendatensätzen möglich, welche keine zeitabhängigen Abbiegeverbote ("turn restrictions") aufweisen. Wenn derartige dynamische Abbiegeverbote vorhanden sind, wird eine Wegbestimmung auf Basis der Netzkanten durchgeführt.When determining a "shortest path" based on network nodes, Only the use of digital road records is possible, which no time-dependent turn prohibitions ("turn restrictions"). If Such dynamic turn prohibitions are present, a Wegbestimmung performed on the basis of the network edges.
Die Erfindung ist vorzugsweise als Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln realisiert, wobei eine jeweilige Ausprägung des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird, wenn das jeweilige Programm auf einem Computer ausgeführt wird.The invention is preferably as Computer program realized with program code means, wherein a respective expression the method according to the invention carried out when the program is run on a computer.
Eine weitere bevorzugte Realisierungsform der Erfindung stellt ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln dar, wobei die Programmcode-Mittel die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um eine jeweilige Ausprä gung des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn das jeweilige Programmprodukt auf einem Computer ausgeführt wird.Another preferred embodiment The invention provides a computer program product with program code means, wherein the program code means are stored on a computer-readable medium to perform a respective Ausprä tion of the method according to the invention, when the respective program product is executed on a computer.
Ein System zum Steuern einer Flotte von mit jeweils einem Kommunikationsmittel ausgestatteten Fahrzeugen, wobei in einer Fahrzeugsteuerungszentrale ein Rechenmittel umfassend ein Speichermittel und ein Kommunikationsmittel vorgesehen sind, wobei im Speichermittel eine Auftragsliste – umfassend Startort, Zielort und gewünschte Abholzeit eines Auftrages – abgelegt ist, wobei von der Fahrzeugsteuerungszentrale über eine drahtlose Verbindung mit dem Kommunikationsmittel einem Fahrzeug ein zu erledigender Auftrag gesendet wird, und wobei in der Fahrzeugsteuerungszentrale von Auftraggebern neu eintreffende Aufträge in der Auftragsliste im Speichermittel abgespeichert werden, besteht darin, dass zusätzlich ein Beobachtungsmittel, ein Verwaltungsmittel und ein Planungsmittel vorgesehen sind, wobei das Beobachtungsmittel unter Verwendung aktueller und prognostizierter Reisezeiten Wegberechnungen vornimmt und geplante Wege überwacht, das Planungsmittel ein zumindest teilweises Abarbeiten von Auftragszuordnungen unter Verwendung prognostizierter Fahrzeiten als Simulation durchführt und das Verwaltungsmittel mit einer Ereignissteuerung entsprechender Aktionen für jedes Fahrzeug einen jeweiligen Tourenplan, umfassend einen Anfahrtsplan mit einer Reihenfolge aus dem Speichermittel ausgelesener, abzuarbeitender Aufträge sowie die dafür jeweils zurückzulegenden Wege, bestimmt, wobei durch Verwendung eines Optimierungskriteriums Auswirkungen der bestimmten Tourenpläne vom Verwaltungsmittel geprüft und dem Fahrzeug ein nächster Auftrag aus dem Speichermittel mit dem Kommunikationsmittel dann gesendet wird, wenn die für das Fahrzeug bestimmte Anfahrtsreihenfolge diesen Auftrag umfasst und für die bestimmten Tourenpläne das Optimierungskriterium erfüllt ist.A system for controlling a fleet of each equipped with a communication means vehicles, wherein in a vehicle control center comprising a computing means a memory means and a communication means are provided, wherein in the storage means an order list - including start location, destination and desired Pickup time of an order - filed is, being from the vehicle control center via a wireless connection with the means of communication a vehicle to be done Order is sent, and where in the vehicle control center new orders arriving from the orderer in the order list in the Storage means are stored, is that in addition a Observatory, an administrative agent and a planning agent are provided, wherein the observation means using current and Forecasted travel times, route calculations and planned Monitors paths, the scheduling means at least partially processing job assignments using predicted travel times as a simulation completes and the management means with an event control corresponding Actions for Each vehicle has a respective tour plan, including a route plan an order from the storage means read, to be processed assignments as well as for that each to be transferred Paths, determined by using an optimization criterion impact the specific tour plans audited by the administrative agent and the next vehicle Order from the storage means with the communication means then is sent when the for the vehicle certain order of arrival includes this order and for the specific tour plans meets the optimization criterion is.
Besonders vorteilhaft wird die Erfindung realisiert, wenn aktuelle und prognostizierte Reisezeiten von einer Verkehrszentrale der Fahrzeugsteuerungszentrale bereitgestellt wer den. Damit steht der gesamte Datenfundus der Verkehrszentrale für die Erfindung bereit und erlaubt dergestalt eine allumfassende Datenschau, ohne dass neben einer datentechnischen Verbindung von Verkehrszentrale und Fahrzeugsteuerungszentrale weitere Maßnahmen nötig sind.The invention is particularly advantageous realized when current and predicted travel times of one Traffic center of the vehicle control center who provided the. Thus, the entire data of the traffic center for the invention ready and thus allows an all-inclusive data viewing, without that in addition to a data connection of traffic control center and vehicle control center further action is needed.
Zweckmäßigerweise wird zur drahtlosen Verbindung zwischen der Fahrzeugsteuerungszentrale und den Fahrzeugen ein Mobilfunknetz genutzt. Solche Mobilfunknetze sind praktisch flächendeckend nutzbar und erlauben damit einen großflächigen Einsatz der Erfindung ohne aufwendige Installationen zur Verbindungsherstellung.Conveniently, the wireless connection between the vehicle control center and the vehicles a mobile network used. Such mobile networks are practically nationwide usable and allow thus a large-scale employment the invention without complex installations for connecting.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand einer Zeichnung in der Fig. näher erläutert.A preferred embodiment The invention will now be described with reference to a drawing in FIG. Closer.
In der Fig. ist schematisch die Struktur
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
dargestellt. Das System 1 zum Steuern einer Flotte umfasst ein Beobachtungsmittel
Das Beobachtungsmittel
Das Planungsmittel
Zentraler Bestandteil des Systems
Für die Optimierung wird ein Kostenkriterium verwendet, zur Minimierung von Kosten und Verzögerungen. Kosten entstehen beispielsweise durch Leerfahrten eines Fahrzeuges zum Startort eines Auftrages (Kosten für Leerfahrten). Durch die Verwendung dynamischer Reisezeiten werden weitere Kosten berücksichtigt, welche durch die jeweilige Länge von Fahrzeiten entstehen (Kosten für Fahrzeit). Weiterhin entstehen Kosten beim Warten an einem Startort eines Auftrages, wenn die Startzeit des Auftrages noch nicht erreicht ist, da ein Fahrzeug in dieser Wartezeit ja keinen Auftrag abarbeiten kann (Kosten für Wartezeit). Außerdem wird eine verzögerte Abarbeitung eines Auftrages berücksichtigt (Kosten für Verzöge rung). Kosten, die bei Leerfahrten oder Reisezeitverzögerungen bei Auftragsfahrten entstehen, werden als lineare Funktion der Reisezeit gebildet. Kosten für Wartezeit und Verzögerung werden als quadratische Funktionen der Zeit angenommen. Abhängig vom jeweils verwendeten Simulationsalgorithmus werden weitere Kosten berücksichtigt, beispielsweise wenn besonders eilige Aufträge verzögert werden.For the optimization uses a cost criterion to minimize of costs and delays. Costs arise, for example, by empty runs of a vehicle to the starting point of an order (costs for empty runs). By use dynamic travel times are taken into account further costs, which by the respective length of driving times arise (cost of travel time). Continue to arise Cost of waiting at a starting place of an order when the start time the order has not yet been reached, as a vehicle in this Waiting time can not process an order (costs for waiting time). In addition will be a delayed Processing an order considered (costs for delay). Costs incurred in case of empty trips or travel time delays are formed as a linear function of travel time. Cost of waiting and delay are assumed to be quadratic functions of time. Depending on Each simulation algorithm used will incur further costs considered, for example, if particularly urgent orders are delayed.
Das Ereignis "Änderung
einer aktuellen oder prognostizierten Reisezeit" wird nicht direkt von der Verkehrszentrale
Eine Anfrage des Verwaltungsmittels
Die Funktion des Beobachtungsmittels
Die Kommunikation zwischen dem Beobachtungsmittel
Bei einer Anforderung vom Verwaltungsmittel
SPF (t0, Startpunkt, {Liste
von Zielpunkten})
bestimmt den "Wegebaum" als eine Anzahl von kürzesten
Wegen, ausgehend vom Startpunkt jeweils zu einem der Zielpunkte
aus der Liste, für
die Startzeit t0. Die Funktion
SPB
(t1, {Liste von Startpunkten}, Zielpunkt)
bestimmt
den "Wegebaum" als eine Anzahl
von kürzesten
Wegen, ausgehend von jeweils einem der Startpunkte aus der Liste,
zum Zielpunkt für
die Ankunftszeit t1. Die Funktion
SPI
(t0, tmax, Δt, Startpunkt,
Zielpunkt)
bestimmt den kürzesten
Weg von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt für verschiedene Abfahrtszeiten
t
= t0 + k·Δt (k = 0, 1, 2, ...) so dass
t ≤ tmax.For a request from the administrative agent
SPF (t 0 , starting point, {list of target points})
determines the "pathway" as a number of shortest paths, starting from the starting point respectively to one of the destination points from the list, for the starting time t 0 . The function
SPB (t 1 , {list of starting points}, destination point)
determines the "pathway" as a number of shortest paths, starting from in each case one of the starting points from the list, to the destination point for the arrival time t 1 . The function
SPI (t 0 , t max , Δt, starting point, destination point)
determines the shortest path from a starting point to a destination point for different departure times
t = t 0 + k · Δt (k = 0, 1, 2, ...) so that t ≤ t max .
Alle Funktionen bestimmen neben einem jeweiligen kürzesten Weg auch noch Reisezeit und Länge dieses Weges. Den jeweiligen Wegen werden eindeutige Nummern zugewiesen und so eine schnelle Zuordnung sichergestellt. Eine genaue Liste der entsprechenden Segmenten eines jeweiligen Weges kann ebenfalls abgerufen werden. Sind die Start- und/ oder Zielorte eines Auftrages noch nicht geographischen Koordinaten zugeordnet, so werden zuerst die Positionen der Start- bzw. Zielorte des Auftrages in Referenzierungen in der verwendeten digitalen Straßenkarte umgewandelt. Dazu wird beispielsweise eine spezifizierte Adresse oder eine geographische Position ausgewertet.All functions determine next to one respective shortest Way also travel time and length this way. The respective routes are assigned unique numbers and so a quick assignment ensured. An exact list of corresponding segments of a respective path can also be accessed become. Are the start and / or destination of an order still not assigned geographic coordinates, so first the Positions of the start or destination locations of the order in referencing converted into the used digital road map. To For example, a specified address or geographical Position evaluated.
Zur Bestimmung der kürzesten Wege wird ein modifizierter Dijkstra-Algorithmus eingesetzt. Ein solche ist beispielsweise in R.K. AHUJA, T.L. MAGNANTI, J.E. ORLIN, "Network Flows", Prentice hall, Englewood, 1993, Seite 113 ff beschrieben. Für die Erfindung wurde dieser Algorithmus derart weiterentwickelt, dass er auch zeitabhängige Reisezeiten verarbeiten kann. Es werden dabei stückweise konstante Reisezeiten zusammen mit einer Glättungsfunktion zur Vermeidung von Unstetigkeitsstellen verwendet.To determine the shortest Wege is a modified Dijkstra algorithm used. Such is for example in R.K. AHUJA, T.L. MAGNANTI, J.E. ORLIN, "Network Flows", Prentice Hall, Englewood, 1993, page 113 et seq. For the invention of this Algorithm evolved so that it also time-dependent travel times can handle. There are piecewise constant travel times together with a smoothing function used to avoid discontinuities.
Der Kern der Funktion SPF ist nachfolgend dargelegt.
Es werden die Variablen
t(a), Ankunftszeit am Kopf des Segmentes
a,
p(a), Vorgänger-
Segment von Segment a im Baum der kürzesten Wege, bestimmt.The core of function SPF is set forth below. It will be the variables
t (a), arrival time at the top of segment a,
p (a), predecessor segment of segment a in the shortest path tree.
Der programmtechnische Ablauf ist
in Pseudocode dargestellt.
queue := ⌀; D := ⌀;
for all arcs a do
t(a)
:= o;
p(a) := infinite;
for all outgoing arcs a of origin
do
insert a into queue;
t(a) := t0 +
travel time on arc a [at given departure time];
insert all
incoming arcs of all places of destination into D; while (queue
is not empty) do
select k ∊ queue with t(k) ≤ t(a) ∀ a ∊ queue;
if
(k ∊ D) and (t(a) ≤ t(k) ∀ a ∊ D)
then
return;
for each [permitted] successor arc s of k do
t
:= travel time on arc s [at departure time t(k)];
if (t(k)
+ t < t(s))
then
t(s) := t(k) + t;
p(s) := k;
insert s into queue;The program flow is shown in pseudocode.
queue: = ⌀; D: = ⌀;
for all arcs a do
t (a): = o;
p (a): = infinite;
for all outgoing arcs a of origin do
insert a into queue;
t (a): = t 0 + travel time on arc a [at given departure time];
insert all incoming arcs of all places into D; while (queue is not empty) do
select k ε queue with t (k) ≤ t (a) ∀ a ε queue;
if (k ∈ D) and (t (a) ≤ t (k) ∀ a ∈ D)
then return;
for each [permitted] successor arc s of k do
t: = travel time on arc s [at departure time t (k)];
if (t (k) + t <t (s))
then t (s): = t (k) + t;
p (s): = k;
insert into cue;
Dabei bezeichnet "arc" ein Segment im Netzwerk, "origin" den Startpunkt und "destination" den Zielpunkt. Die Ausdrücke in eckiger Klammerung im Pseudocode bezeichnen dabei den Unterschied zu herkömmlichen Methoden. Die Funktion SPB arbeitet analog zu der Funktion SPF, aber rückwärts von der gegebenen Ankunftszeit.Where "arc" indicates Segment in the network, "origin" the starting point and "destination" the destination point. The expressions in square brackets in the pseudocode indicate the difference to conventional Methods. The function SPB works analogously to the function SPF, but backwards from the given time of arrival.
Die Effizienz des Algorithmus hängt von
der Implementierung und besonders von den verwendeten Datenstrukturen
ab. Beispielsweise werden bei Berechnungen über eine Behandlung von Speicheradressen
("pointern") anstelle realer
Daten hohe Rechengeschwindigkeiten erreicht, und geeignete Verknüpfungen
der Segmente gewählter
kürzester Wege
garantieren schnellen Datenzugriff. Durch die entsprechende Codierung
hängt die
Komplexität
von SPF und SPB nicht von der Anzahl der Ziel- bzw. Startpunkte ab. Demzufolge werden
vom Verwaltungsmittel
Die Funktionen SPF, SPB und SPI zur Bestimmung kürzester Wege wirken mit dem ereignisgesteuerten Mechanismus gut zusammen. Wird eine feste Schrittweite bei den Ereignissen vorgesehen, ermöglicht dies eine entsprechende Vorausbestimmung kürzester Wege, da ja die entsprechenden Zeiten jeweils als ein Vielfaches der Schrittweite auftreten. Hiermit wird eine einfache Integration prognostizierter Reisezeiten in die Simulationsrechnung erzielt. Auch die Änderungen prognostizierter Reisezeiten bei der Überwachung von kürzesten Wegen ist gewährleistet. Zur Verminderung der Rechenbelastung kann hier vorgesehen werden, nur die jeweils kürzesten Wege zu überwachen.The functions SPF, SPB and SPI for Determination shortest Paths interact well with the event-driven mechanism. Providing a fixed increment in events allows this a corresponding prediction of shortest paths, since the corresponding Times each occur as a multiple of the step size. Herewith will be an easy integration of predicted travel times in the Achieved a simulation calculation. Also the changes predicted Travel times in the monitoring from the shortest Because is guaranteed. To reduce the computational burden can be provided here only the shortest Ways to monitor.
Es ist vorgesehen, dass das Verwaltungsmittel
Nach einer Ansteuerung durch das
Verwaltungsmittel
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002160783 DE10260783A1 (en) | 2002-12-23 | 2002-12-23 | Fleet control method in which a fleet control center is linked to a traffic center so that actual and forecast journey times can be used to optimize changes to planned journeys taking into account fleet dispositions |
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DE2002160783 DE10260783A1 (en) | 2002-12-23 | 2002-12-23 | Fleet control method in which a fleet control center is linked to a traffic center so that actual and forecast journey times can be used to optimize changes to planned journeys taking into account fleet dispositions |
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Publication Number | Publication Date |
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DE (1) | DE10260783A1 (en) |
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---|---|---|---|---|
WO2006000208A1 (en) * | 2004-06-27 | 2006-01-05 | Stiftung Alfred-Wegener-Institut Für Polar- Und Meeresforschung | Computer-assisted journey planning method |
DE102010054136A1 (en) | 2010-12-10 | 2012-06-14 | cambio Mobilitätsservice GmbH & Co. KG | Method for detecting availability of battery of lending vehicle e.g. electric car, involves determining whether state of charge of battery for one free vehicle exists in sufficient range of cumulative running distance |
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CN111798172A (en) * | 2020-05-26 | 2020-10-20 | 嘉兴亚航信息技术有限公司 | Dangerous chemical transportation method based on idea of horse racing |
-
2002
- 2002-12-23 DE DE2002160783 patent/DE10260783A1/en not_active Withdrawn
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CN111798172B (en) * | 2020-05-26 | 2023-07-18 | 嘉兴亚航信息技术有限公司 | Dangerous chemical transportation method based on field-contraindicated horse racing concept |
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