DE10350679A1 - Method for gang-based traffic forecasting - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gangliniengestützten Verkehrsprognose nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei diesem Verfahren wird eine Ganglinien-Datenbank unter Berücksichtigung von Mustern dichten Verkehrs an effektiven Engstellen eines betrachteten Verkehrswegenetzes aufgebaut, und Verkehrsprognosen werden unter Verwendung von aktuellen Verkehrsmessungen und Vergleich derselben mit Daten aus der Ganglinien-Datenbank erstellt.The The invention relates to a method for gang-based traffic forecasting according to the preamble of claim 1. In this method is to compile a hydrograph database taking into account patterns Traffic at effective bottlenecks of a considered traffic route network built, and traffic forecasts are using current Traffic measurements and comparison of them with data from the hydrograph database created.
Derartige
Verkehrsprognoseverfahren sind in verschiedenen früheren Patentanmeldungen
der Anmelderin zu dieser Thematik beschrieben, siehe beispielsweise
die
In
der
Meist arbeiten die herkömmlichen gangliniengestützten Prognoseverfahren auf der Basis stationärer Fahrzeugzählstellen und anderer Mittel zur Messung von Verkehrsströmen, die dann in mittlere Geschwindigkeiten und schließlich benötigte Reisezeiten umgerechnet werden. Untersuchungen zeigen, dass diese Methode zwar bei frei fließendem Verkehr meist zu befriedigenden Resultaten führt, da in diesem Fall dem Verkehrsfluss über das sogenannte Fundamentaldiagramm eine mittlere Geschwindigkeit eindeutig zugeordnet werden kann. Hingegen ist die Zuverlässigkeit dieser Methode begrenzt, wenn Zustände dichten Verkehrs vorliegen. Bei diesen können je nach den sonstigen Gegebenheiten unterschiedliche der oben erwähnten, individualisierbaren Zustände "synchronisierter Verkehr", "gestauchter synchronisierter Verkehr" und "sich bewegende breite Staus" bei gleichem Verkehrsfluss vorliegen. Andererseits sind die mittlere Geschwindigkeit und die Reisezeit stark davon abhängig, welcher dieser dichten Verkehrszustände vorliegt, siehe die Zeitschriftenaufsätze B.S. Kerner und P. Konhäuser, Phys. Rev. E, 48, S. R2335, 1993 und Phys. Rev. E, 50, S. 54, 1994 sowie B.S. Kerner und H. Rehborn, Phys. Rev. E, 53, S. 1297, 1996.Most of time work the conventional ones transition line based Prognosis procedure based on stationary vehicle counting stations and other means of measuring traffic flows, which are then at medium speeds and finally needed Travel times are converted. Investigations show that these Although method with free-flowing traffic usually leads to satisfactory results, since in this case the Traffic flow over the so-called fundamental diagram a medium speed can be clearly assigned. On the other hand, the reliability This method limits when there are dense traffic conditions. at these can depending on the other circumstances different of the above-mentioned, individualizable States "synchronized Traffic "," compressed synchronized Traffic "and" moving width Traffic jams "at the same Traffic flow present. On the other hand, the average speed and the travel time depends heavily on which one of these traffic conditions see the journal articles B.S. Kerner and P. Konhäuser, Phys. Rev. E, 48, p. R2335, 1993 and Phys. Rev. E, 50, p. 54, 1994 as well B.S. Kerner and H. Rehborn, Phys. Rev. E, 53, p. 1297, 1996.
Zwar kann als eine Abhilfe daran gedacht werden, statt der Messung von Verkehrsflüssen und der darauf aufbauenden Abschätzung der mittleren Geschwindigkeiten und Reisezeiten eine direkte Messung von Reisezeiten unabhängig von der Verkehrsflüssen zum Beispiel durch FCD-Fahrzeuge vorzunehmen. Diese Vorgehensweise wird bei feststehender Verkehrsinfrastruktur häufig gut funktionieren, trifft jedoch auf Schwierigkeiten bei Veränderungen der Infrastruktur, z.B. bei neu entstehenden Baustellen und anderen temporären effektiven Engstellen. Denn eine Prognose der Reisezeiterhöhung durch eine neu entstandene Baustelle erfordert bei dieser Methode neue, aufwendige Reisezeitmessungen an verschiedenen Tagen durch FCD-Fahrzeuge, so dass auf diese Weise Reisezeit-Ganglinienprognosen nicht innerhalb kurzer Zeit nach Einrichtung einer Baustelle erstellt werden können.Though can be thought of as a remedy, instead of measuring traffic flows and the estimation based on it the average speeds and travel times a direct measurement independent of travel times from the traffic flows for example by FCD vehicles. This approach will often work well with fixed traffic infrastructure meets however, to difficulties in changing infrastructure, e.g. at new construction sites and other temporary effective Constrictions. Because a forecast of travel time increase by a newly created Construction site requires in this method new, expensive travel time measurements on different days through FCD vehicles, so that way Travel time hydrograph forecasts not created within a short time after setting up a construction site can be.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, mit dem sich gangliniengestützte Verkehrsprognosen vergleichsweise zuverlässig erstellen lassen, auch bei temporär auftretenden effektiven Engstellen des betrachteten Verkehrswegenetzes.Of the Invention is the technical problem of providing a Method of the type mentioned above, with the baseline-based traffic forecasts Relatively reliable create, even with temporarily occurring effective bottlenecks of the considered traffic route network.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei diesem Verfahren wird zum Aufbau der Ganglinien-Datenbank eine Aggregation aller Verkehrsmuster an permanenten effektiven Engstellen des betrachteten Verkehrswegenetzes durchgeführt. Zudem wird bei Erkennen einer neu auftretenden temporären effektiven Engstelle ein jeweils zugehöriges aggregiertes Verkehrsmuster ermittelt und die Ganglinien-Datenbank mit diesem aktualisiert. Jedem aggregierten Verkehrsmuster wird eine bestimmte Reisezeit zugeordnet, und zur Erstellung der Verkehrsprognosen werden auf dieser Grundlage Reisezeiten für alle oder einen auswählbaren Teil der Streckenabschnitte des betrachteten Verkehrswegenetzes ermittelt und angezeigt.The Invention solves this problem by providing a method with the Features of claim 1. This method is used to build The hydrograph database aggregates all traffic patterns permanent effective bottlenecks of the considered traffic route network carried out. moreover is detected upon detection of a newly occurring temporary effective bottleneck respectively associated aggregated traffic pattern and the hydrograph database updated with this. Each aggregated traffic pattern becomes one assigned to certain travel time, and to create the traffic forecasts On this basis, travel times are all or one selectable Part of the sections of the considered traffic route network determined and displayed.
Erfindungsgemäß sind folglich Verkehrsmuster, die auf der Zusammensetzung der verschiedenen individualisierbaren Zustände dichten Verkehrs basieren, die grundlegenden Bausteine einer aggregierten Ganglinienprognose. Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass jedem derartigen Verkehrsmuster an einer effektiven Engstelle eine bestimmte Reisezeiterhöhung im Vergleich zum Zustand freien Verkehrs zugeordnet werden kann. Deshalb lassen sich streckenbezogene Reisezeiten, gerade auch für das Passieren effektiver Engstellen, direkt und automatisch aus den Verkehrsmustern der Ganglinien-Datenbank ermitteln. Im Falle einer neu auftretenden, temporären effektiven Engstelle, wie einer Baustelle, kann dieser relativ rasch ein bestimmtes Verkehrsmuster zugeordnet werden, wenn die Verkehrsströme im Bereich dieser temporären effektiven Engstelle feststellbar sind.According to the invention are therefore traffic patterns that differ on the composition based on dense traffic, the basic components of an aggregated hydrograph forecast. The invention makes use of the knowledge that each such traffic pattern at an effective bottleneck can be assigned a specific travel time increase in comparison with the state of free traffic. Therefore, travel-related travel times, especially for the passage of effective bottlenecks, can be determined directly and automatically from the traffic patterns of the hydrograph database. In the case of a newly occurring, temporary effective bottleneck, such as a construction site, it can be assigned to a specific traffic pattern relatively quickly, if the traffic flows in the area of this temporary effective bottleneck can be determined.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 wird der Einfluss eines Verkehrsmusters, das einer neu aufgetretenen, temporären effektiven Engstelle zugeordnet wird, auf die anderen Verkehrsmuster stromaufwärts und stromabwärts von der neuen temporären effektiven Engstelle im Rahmen der Aktualisierung der Ganglinien-Datenbank prognostiziert und berücksichtigt. Damit lässt sich die Genauigkeit der gangliniengestützten Verkehrsprognose weiter steigern.In a development of the invention according to claim 2, the influence a traffic pattern, that of a newly occurred, temporary effective bottleneck is assigned to the other traffic patterns upstream and downstream from the new temporary effective bottleneck in updating the hydrograph database predicted and taken into account. Leave it the accuracy of the traffic-based traffic forecast continues increase.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 werden Verkehrsmuster- und Reisezeitdaten bei einer Aktualisierung der Ganglinien-Datenbank aufgrund einer neu aufgetretenen, temporären effektiven Engstelle selbsttätig ermittelt, und die auf diese Weise automatisch erzeugten Ganglinien werden bei Aufhebung der temporären effektiven Engstelle selbsttätig wieder gelöscht. Damit kann der Einfluss temporärer effektiver Engstellen auf die Verkehrslage bei der gangliniengestützten Verkehrsprognose verhältnismäßig rasch und beschränkt auf die Dauer der Existenz dieser Engstelle berücksichtigt werden.In Further embodiment of the invention according to claim 3 traffic pattern and travel time data when updating the hydrograph database determined automatically on the basis of a newly occurring temporary effective bottleneck, and The hydrographs automatically generated in this way are included Repeal of the temporary effective bottleneck automatically deleted again. Thus, the influence of temporary Effective bottlenecks on the traffic situation in the gang-based traffic forecast relatively quickly and limited be taken into account for the duration of the existence of this bottleneck.
Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 sieht vorteilhafte Möglichkeiten der Anzeige des prognostizierten Verkehrszustands für den Benutzer, insbesondere einen Fahrzeugführer, vor.A Development of the invention according to claim 5 provides advantageous possibilities the display of the predicted traffic condition for the user, especially a driver, in front.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:advantageous embodiments The invention is illustrated in the drawings and will be described below described. Hereby show:
Das vorliegende Verfahren macht zur gangliniengestützten Verkehrsprognose von aggregierten Verkehrsmustern an permanenten und temporären effektiven Engstellen eines betrachteten Verkehrswegenetzes Gebrauch. Auf einige wesentliche Verkehrsmuster wird unten unter Bezugnahme auf die Figuren näher eingegangen. Zur Verfahrensdurchführung dienen beliebige geeignete Mittel, wie sie dem Fachmann für diesen Zweck gebräuchlich sind und die daher keiner näheren Erläuterung bedürfen. Es kann dazu insbesondere auch auf die eingangs erwähnten Druckschriften und die dort zitierte Literatur verwiesen werden.The present method makes the traffic-based traffic forecast of aggregated traffic patterns of permanent and temporary effective Narrows of a considered traffic route network use. On some Essential traffic patterns will be discussed below with reference to the figures discussed in more detail. For process execution Any suitable means, as those skilled in the art for this Purpose in use are and therefore no closer explanation require. It can in particular on the above-mentioned documents and the cited there literature be referenced.
Verfahrensgemäß werden zunächst zum Aufbau einer Ganglinien-Datenbank die erforderlichen Eingangsdaten gewonnen und dazu entsprechende Verkehrsmessungen zum Beispiel über Verkehrsmenge, Reisegeschwindigkeiten und Reisezeiten für ein betrachtetes Verkehrswegenetz, zum Beispiel ein Straßennetz in einem bestimmten Gebiet, gewonnen. Dabei werden im Bereich von permanenten effektiven Engstellen des Verkehrswegenetzes Verkehrsmuster, die sich aus den individualisierbaren dichten Verkehrszuständen "synchronisierter Verkehr", "gestauchter synchronisierter Verkehr" und "sich bewegende breite Staus" zusammensetzen, ermittelt und als grundlegende Bausteine einer aggregierten Ganglinienprognose verwendet.According to the method first to build a hydrograph database obtained the required input data and corresponding thereto Traffic measurements for example about Traffic volume, travel speeds and travel times for a considered Traffic network, for example, a road network in a particular Territory, won. It will be in the area of permanent effective Narrowing the traffic route network traffic patterns resulting from the customizable dense traffic conditions "synchronized traffic", "compressed synchronized Traffic "and" moving width Make up for traffic jams determined and as basic building blocks of an aggregated hydrograph forecast uses.
Zu diesem Zweck wird eine Aggregation aller Verkehrsmuster an jeder effektiven Engstelle im Verkehrswegenetz durchgeführt, und jedem aggregierten Verkehrsmuster wird eine Reisezeit bzw. eine Reisezeiterhöhung im Vergleich mit der Reisezeit im Zustand freien Verkehrs zugeordnet. Zusätzlich wird bei Erkennung einer neu auftretenden, temporären effektiven Engstelle, zum Beispiel beim Empfang einer Meldung über eine neu errichtete Baustelle oder eine länger andauernde Unfallstelle, dieser temporären effektiven Engstelle ein entsprechendes zugehöriges Verkehrsmuster zugeordnet und der Einfluss dieses Verkehrsmusters auf die anderen Verkehrsmuster stromaufwärts und stromabwärts von der neuen temporären effektiven Engstelle prognostiziert.For this purpose, an aggregation of all traffic patterns at each effective bottleneck in the traffic network is carried out, and each aggregated traffic pattern is assigned a travel time or travel time increase in comparison with the travel time in the state of free traffic. In addition, upon detection of a newly occurring temporary effective bottleneck, for example when receiving a message about a newly constructed construction site or a prolonged accident site, this temporary effective bottleneck is assigned a corresponding associated traffic pattern and the influence This traffic pattern predicts the other traffic patterns upstream and downstream from the new temporary effective bottleneck.
Mit diesen Informationen wird die Ganglinien-Datenbank jeweils automatisch aktualisiert, d.h. es werden automatisch zu der neuen temporären effektiven Engstelle gehörende Ganglinien für die besagten Verkehrsmuster und zugehörige Reisezeiten erzeugt und in der Ganglinien-Datenbank verwaltet. Dies beinhaltet bevorzugt auch eine Prognose des Einflusses des Verkehrsmusters der neuen temporären effektiven Engstelle auf die anderen Verkehrsmuster in der Ganglinien-Datenbank von permanenten oder derzeitigen temporären effektiven Engstellen stromaufwärts und stromabwärts der neuen Engstelle. Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass die in der geschilderten Weise automatisch erzeugten Ganglinien des bestimmten Verkehrsmusters einer neu aufgetretenen, temporären effektiven Engstelle automatisch in der Ganglinien-Datenbank wieder gelöscht werden, sobald diese Engstelle nicht mehr existiert, zum Beispiel wenn eine neue Baustelle wieder aufgehoben wurde.With This information will make the hydrograph database automatically updated, i. it will automatically become the new temporary effective Bottleneck belonging Hydrographs for generates said traffic patterns and associated travel times and managed in the hydrograph database. This includes preferred also a forecast of the influence of the traffic pattern of the new one temporary effective bottleneck on the other traffic patterns in the hydrograph database of permanent or current temporary effective bottlenecks upstream and downstream downstream the new bottleneck. Besides that is preferably provided that in the manner described automatically generated hydrographs of the particular traffic pattern of a newly occurred, temporary effective bottleneck automatically in the hydrograph database deleted as soon as this bottleneck no longer exists, for example when a new construction site was lifted again.
Als weitere Option ist vorgesehen, die aggregierten Verkehrsmuster zum Aufbau der entsprechenden Ganglinien-Datenbank bzw. der entsprechenden verkehrsmustergestützten Ganglinienprognosen zusammen mit automatisch zum Beispiel von einer Zentrale generierten Verkehrsmeldungen, insbesondere solche auf RDS/TMC-Basis, zu verarbeiten und ein solches Zusammenspiel von Verkehrsmeldungen, wie RDS/TMC-Meldungen, und aggregierten Verkehrsmustern auch zur aktualisierenden Pflege der Ganglinien-Datenbank zu verwenden.When Another option is provided, the aggregated traffic patterns for Structure of the corresponding hydrograph database or the corresponding traffic patterns based Hydrograph forecasts together with automatically for example one of Central generated traffic reports, especially those on RDS / TMC-based, process and such interaction of Traffic messages, such as RDS / TMC messages, and aggregated traffic patterns also for updating maintenance of the hydrograph database.
Die auf der Basis von Verkehrsmustern an effektiven Engstellen erstellte Ganglinien-Datenbank bildet dann Teil eines entsprechenden ganglinienbasierten Verkehrsprognosesystems, bei dem aus einem Vergleich aktueller Verkehrsmessdaten mit den abgespeicherten Ganglinien eine bestpassende Ganglinie nach einem der dem Fachmann hierfür geläufigen Algorithmen ausgewählt wird. Optional kann zusätzlich eine Datenbank für die erwähnten Verkehrsmeldungen zum Beispiel im RDS/TMC-Format vorgesehen sein. Die repräsentativen Muster dichten Verkehrs an effektiven Engstellen können ebenfalls nach einem der hierfür bekannten Algorithmen aus geeigneten Verkehrsmessdaten bestimmt und in ihrem zeitlich/örtlichen Verlauf prognostiziert werden.The created on the basis of traffic patterns at effective bottlenecks The hydrograph database then forms part of a corresponding baseline-based Traffic prediction system, in which a comparison of current traffic measurement data with the stored hydrographs a best fitting course after one of the specialist for this common Algorithms selected becomes. Optionally, in addition a database for the mentioned Traffic messages may be provided, for example in RDS / TMC format. The representative ones Patterns of dense traffic at effective bottlenecks may also decrease one of these known algorithms determined from suitable traffic measurement data and in their temporal / local History can be predicted.
Durch ein herkömmliches Visualisierungssystem werden dem Benutzer die Resultate der gangliniengestützten Verkehrsprognose in gewünschter Weise angezeigt, zum Beispiel als textliche und/oder grafische Anzeige aktueller und/oder zukünftiger Verkehrsstörungen auf einem Bildschirm. Insbesondere kann dies als grafische und/oder textliche Anzeige von Verkehrsin formationen über den zeitlich und örtlichen Verlauf der aggregierten Verkehrsmuster von effektiven Engstellen auf einer digitalen Wegenetzkarte erfolgen, zum Beispiel in Form von aktuellen und zukünftigen Reiseverlustzeiten, die aufgrund des Musters dichten Verkehrs an der betreffenden effektiven Engstelle prognostiziert werden. Anstelle oder zusätzlich zur Verlustzeit kann auch die jeweilige aktuelle bzw. zukünftige Reisezeit für betreffende Streckenabschnitte textlich und/oder grafisch auf der digitalen Wegenetzkarte dargestellt werden. Eine weitere Darstellungsoption besteht darin, den zeitlichen und örtlichen Verlauf der aggregierten Verkehrsmuster in Form von aktuellen und zukünftigen aggregierten Symbolen textlich und/oder grafisch auf einer Karte für entsprechende Streckenabschnitte wiederzugeben. Beispielsweise können die aggregierten Symbole Zustände mit dichtem Verkehr durch "Stau" und "zähfließender Verkehr" oder durch "hohe Staugefahr", "mittlere Staugefahr" und "geringe Staugefahr" oder durch andere derartige Einklassifizierungen unterscheidend anzeigen.By a conventional one Visualization system will give the user the results of the traffic-based traffic forecast in the desired Way displayed, for example, as a textual and / or graphical display current and / or future traffic incidents on a screen. In particular, this can be as graphical and / or Textual display of traffic information about the time and place Course of aggregated traffic patterns of effective bottlenecks on a digital road map, for example in the form of current and future Travel loss times due to the pattern of dense traffic the effective bottleneck concerned. Instead of or additionally At the time of loss also the current or future travel time can be determined for those concerned Links textually and / or graphically on the digital Road network map. Another display option consists of the temporal and local course of the aggregated traffic patterns in the form of current and future aggregated symbols textually and / or graphically on a map for corresponding Play back sections. For example, the aggregated Symbols states with dense traffic due to "congestion" and "slow-moving traffic" or by "high congestion", "medium congestion" and "low congestion" or by others indicate such classifications differently.
In
den
Speziell
zeigt
Es zeigt sich, dass durch die erfindungsgemäße Aggregation von Verkehrsinformationen unter Benutzung aggregierter Muster dichten Verkehrs an effektiven permanenten und temporären Engstellen in der geschilderten Weise zuverlässige Prognosen aktueller und zukünftig zu erwartender Verkehrszustände mit Hilfe gangliniengestützt ermittelter Reisezeiten für die einzelnen Streckenabschnitte eines betrachteten Verkehrswegenetzes auch dann erzielt werden können, wenn der Verkehrszustand signifikant von Mustern dichten Verkehrs an effektiven Engstellen beeinflusst wird.It shows that the aggregation of traffic information according to the invention using aggregated patterns of dense traffic to effective permanent and temporary Narrowing in the manner described reliable forecasts current and future expected traffic conditions supported by means of gang lines determined travel times for the individual sections of a considered traffic route network can be achieved even then when the traffic condition is significantly different from patterns of dense traffic is influenced by effective bottlenecks.
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