DE19754483A1 - Verfahren zur Vervollständigung und/oder Verifizierung von den Zustand eines Verkehrsnetzes betreffenden Daten; Verkehrszentrale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vervollständigung und/oder Verifizierung von den Zustand eines Verkehrsnetzes betreffenden Daten.

Eine Verkehrszentrale generiert den aktuellen Zustand oder einen künftigen Zustand des Verkehrsnetzes betreffende Verkehrsmeldungen aufgrund von von stationären Detektoren an bestimmten Positionen im Verkehrsnetz gemessenen Meßdaten (insbesondere mittlere Geschwindigkeit, Fahrzeuganzahl, Fahrzeugdichte) und/oder aufgrund von von mobilen Detektoren (FCD) gemessenen Meßdaten, insbesondere Fahrzeuggeschwindigkeiten. Die der Verkehrszentrale zur Verfügung stehenden Meßdaten sind jedoch bezüglich des Verkehrsnetzes nicht flächendeckend; von mobilen Detektoren in Kraftfahrzeugen gemessene Meßdaten liegen dort nicht vor, wo sich keine Kraftfahrzeuge mit mobilen Detektoren befinden. Meßdaten von stationären Detektoren liegen nur dort vor, wo sich stationäre Detektoren befinden, in Betrieb sind und gerade Meßdaten übermittelt haben, wobei die Übermittlung von Meßdaten zum Beispiel bei mit Solarenergie betriebenen Detektoren nur in relativ großen Zeitabständen erfolgen kann. Aufgrund der hinsichtlich der Flächendeckung vorliegenden Unvollständigkeit ist die Verifizierung hinsichtlich Fehlern erschwert und die Qualität der erstellten Verkehrsmeldungen suboptimal.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine möglichst einfache, kostengünstige, effiziente Optimierung der Generierung einer Verkehrsmeldung betreffend einen aktuellen oder einen künftigen Zustand des Verkehrsnetzes. Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung von drei verschiedenen Arten von Daten zur Vervollständigung und/oder Verifizierung wird die Verkehrszustandsanalyse und/oder Prognose in einer Verkehrszentrale optimiert. Dabei erfolgt eine mehrfache Rückkopplung von Daten zur Vervollständigung und/oder Verifizierung von Daten. Die Art der Rückkopplung hängt jeweils von der Art der rückgekoppelten Daten ab.

Zweckmäßig ist vor allem eine zyklische Rückkopplung von Ganglinien, also verdichteten historischen Daten; eine Ganglinie ist beispielsweise der Verkehrsdichte- Verlauf an Montagen etc.

Eine direkte Rückkopplung ist vor allem bei der Interpolation oder Berücksichtigung von Bewegungen von Fahrzeugen im System von Bedeutung, wobei diese Modellkomponente nach jedem Zeitschritt prüfen kann, ob eine aufgrund von Daten eines Sensors gemachte Annahme über einen Verkehrszustand stromabwärts im Verkehr mit dort eintreffenden Daten konsistent ist.

Zur Rückkopplung von aus Meßdaten abgeleiteten Zustandsdaten zu vergangenen Zeitpunkten und/oder von zu vergangenen Zeitpunkten erstellten Prognosedaten zur Vervollständigung und/oder Verifizierung von Meßdaten kann, wenn die Zustandsdaten oder Prognosedaten andere (insbesondere abgeleitete) Größen des Verkehrsnetzes betreffen, mit einer Berücksichtigung von Zusammenhängen von abgeleiteten Größen und von Meßdaten betreffenden Größen erfolgen. Neben einer Vervollständigung und Verifizierung von Meßdaten ist auch eine Vervollständigung und/oder Verifizierung insbesondere von den aktuellen Zustand eines Verkehrsnetzes betreffenden Zustandsdaten möglich. Dabei kann eine Rückkopplung von vergangene Zeitpunkte betreffenden Zustandsdaten und von zu vergangenen Zeitpunkten berechneten Prognosedaten zur Vervollständigung und/oder Verifizierung von den aktuellen Zustand betreffenden Zustandsdaten indirekt durch Vervollständigung und/oder Verifizierung von Meßdaten oder/und durch zumindest teilweises Durchreichen von in eine Basiskomponente mit Meßdaten rückgekoppelten Zustandsdaten und/oder Prognosedaten in eine zur Zustandsdatenberechnung vorgesehene Modellkomponente erfolgen. Auch in einer Prognosekomponente der Verkehrszentrale erstellte Prognosen über den Zustand eines Verkehrsnetzes zu einem zukünftigen Zeitpunkt werden hiermit optimiert, wenn sie aufgrund von vervollständigten und/oder verifizierten Meßdaten und/oder aufgrund vervollständigten und/oder verifizierten Zustandsdaten erfolgen.

Dabei kann die Berechnung des aktuellen Zustandes eines Verkehrsnetzes aus bis zum aktuellen Zeitpunkt gemessenen Meßdaten und aus einem oder mehreren Verkehrszuständen des Verkehrsnetzes zu vergangenen Zeitpunkten erfolgen. Hierbei können unterschiedliche Verfahrenskomponenten alternativ oder nebeneinander zur Verifizierung und/oder weiteren Vervollständigung unter Verwendung der evtl. vervollständigten bzw. verifizierten Meßdaten eingesetzt werden. Zweckmäßig ist insbesondere ein Flußmodell und/oder Fuzzy-Logic und/oder ein Störverhaltendetektions- und/oder ein Domänenmodell-Teilverfahren zur Bestimmung des aktuellen Zustandes des Verkehrsnetzes. Zur Erstellung einer einen künftigen Zeitpunkt betreffenden Prognose können bisherige Zustände und/oder den aktuellen Zustand betreffende, evtl. vervollständigte bzw. verifizierte Zustandsdaten und/oder bisher gemessene, zusätzlich oder statt dessen vervollständigte bzw. verifizierte Meßdaten (welche von der Modellkomponente wie von einem Multiplexer an die Prognosenkomponente durchgereicht werden können) verwendet werden.

Zur Vervollständigung und/oder Verifizierung werden zweckmäßig Zustände und/oder Meßdaten des Verkehrsnetzes zu vergangenen Zeitpunkten betreffende statistische Daten einer historischen Datenbank verwendet. Dabei wird die historische Datenbank welche der Basiskomponente in einer Verkehrszentrale zugeordnet sein kann, laufend in der Verkehrszentrale mit Meßdaten und/oder Zustandsdaten aktualisiert. Die historische Datenbank kann insbesondere zeitliche Verläufe von Meßdaten und/oder Zuständen betreffende Gangliniendaten für die Vervollständigung und/oder Verifizierung enthalten; derartige Gangliniendaten können insbesondere zeitliche Verläufe von Meßdaten und/oder Zuständen jeweils im Verlauf eines Wochentages enthalten; evtl. können auch Schwankungen im Laufe eines Jahres abgespeichert sein.

Ein Programm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in einer Verkehrszentrale realisiert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:

Fig. 1 schematisch auf einer Straße fahrende Fahrzeuge mit mobilen Detektoren, stationäre Detektoren an der Straße und eine Verkehrszentrale,

Fig. 2 als grobes Blockschaltbild einer Verkehrszentrale eingehende, rückgekoppelte, weiterverarbeitete und ausgegebene Daten und Komponenten der Verkehrszentrale.

In Fig. 1 fahren auf einer Straße 1 (beispielsweise der Autobahn A8) Fahrzeuge 2, 3 mit Detektoren 4, 5 und Fahrzeuge 6, 7, 8 ohne Detektoren. Die Detektoren 4, 5 in Fahrzeugen bestimmen zum Beispiel ihre Fahrzeugpositionen mit GPS sowie ihre Geschwindigkeiten etc. und melden diese als Meßdaten 12 an die Verkehrszentrale 9. Ferner befinden sich an festen Positionen im Verkehrsnetz angeordnete, stationäre Detektoren 10, 11; diese 10, 11 messen beispielsweise die Anzahl der sie passierenden Fahrzeuge, deren Geschwindigkeiten etc. und melden als Meßdaten 13 an die Zentrale 9 zum Beispiel mittlere Fahrzeuggeschwindigkeiten, Geschwindigkeitsvarianzen, die Anzahl von Fahrzeugen pro Zeiteinheit etc. Die Verkehrszentrale 9 erstellt aufgrund von Meßdaten 12, 13 den aktuellen Zustand eines Verkehrsnetzes betreffende Verkehrsmeldungen wie aktuelle Staumeldungen, aktuelle Reisezeitenmeldungen sowie Verkehrprognosen für künftige Zeitpunkte, wie beispielsweise zu erwartende Staus etc. und sendet (14) Verkehrszustandsmeldungen und Verkehrsprognosemeldungen über Radio, Funk, Mobilfunk etc. an Teilnehmer aus.

Jedoch sind Meßdaten 12, 13 nicht flächendeckend bezüglich des Verkehrsnetzes, da Meßdaten von mobilen Detektoren in Fahrzeugen 2, 3 nur dort übermittelt werden, wo sich gerade Fahrzeuge befinden und da Meßdaten 13 von stationären Detektoren 10,11 nur dort ermittelt werden können, wo sich Detektoren befinden, in Betrieb sind und gerade sendeten.

Fig. 2 verdeutlicht die erfindungsgemäße Verbesserung von Verkehrsmeldungen zum aktuellen Verkehrszustand und/oder von Verkehrsprognosen durch mehrfache Rückkopplung von Daten unterschiedlicher Art in der in Fig. 2 dargestellten Verkehrszentrale 9.

Die Verkehrszentrale 9 erhält als Eingangswerte laufend Meßdaten 12 (dargestellt durch den Datencontainer) und Meßdaten 13 (dargestellt durch den Datencontainer STD) von stationären Detektoren an einer Vielzahl von Orten im Verkehrsnetz.

Die Meßdaten 12,13 werden in der Programm- und Datenbankkomponente BAS 15 der Verkehrszentrale 9 laufend in einer historischen Datenbank mit Zeitbezug der Meßdaten 12,13 abgespeichert. Somit enthält BAS Meßdaten von vergangenen Zeitpunkten bis kurz vor dem aktuellen Zeitpunkt. Ferner kann BAS 15 Meßdaten 12, 13, die gerade gemessen wurden und/oder Meßdaten aus der historischen Datenbank in 15 zu vergangenen Zeitpunkten als Multiplexer oder Datenbankschnittstelle 15 an eine Modellkomponente 16 der Zentrale 9 oder/und an dieser vorgeschaltete Komponenten 17 bis 20 zur Berechnung von Verkehrszuständen weiterreichen. Die Modellkomponente 16 berechnet (17 bis 20) aktuelle Verkehrszustände des Verkehrsnetzes an unterschiedlichen Orten des Verkehrsnetzes. Zustände zu vergangenen Zeitpunkten betreffende Zustandsdaten können in der Modellkomponente 16 oder in der Basiskomponente 15 gespeichert sein. Den jeweils aktuellen Verkehrszustand betreffende Zustandsdaten 21 können aus der Modellkomponente in die Basiskomponente 15 oder aus der Modellkomponente über die Basiskomponente 15 in die Modellkomponente 16 (sofort oder zeitverzögert über eine historische Datenbank) zur Vervollständigung und/oder Verifizierung von Zustandsdaten und/oder Meßdaten rückgekoppelt 30 werden. Die Rückkopplung von Meßdaten ist hier als zyklische Rückkopplung 30 zur Basiskomponente 15 zur Vervollständigung von Meßdaten dargestellt. Ferner können in der Modellkomponente 16 der Zentrale 9 Verkehrsmeldungen 23 zum aktuellen Verkehrszustand des Verkehrsnetzes an einem oder mehreren Orten ausgesendet (Fig. 1/24) werden. Ferner werden insbesondere die Zustandsdaten zumindest des aktuellen Zeitpunktes, evtl. auch zu vergangenen Zeitpunkten und ggf. von einer historischen Datenbank übergebene oder gemessene Meßdaten (welche von der Basiskomponente übergeben werden) dazu verwendet werden, in der Prognosekomponente 25 der Verkehrszentrale 9 eine Verkehrsprognose zum Verkehrsnetz für mindestens einen künftigen Zeitpunkt zu erzeugen (26, 27, 28) und als Verkehrsprognosedaten 29 auszugeben. Ferner werden zu einem vergangenen Zeitpunkt für einen gegenüber diesem vergangenen Zeitpunkt in der Zukunft liegenden Zeitpunkt erstellte Prognosedaten 29 von der Prognosekomponente 25 rückgekoppelt 22 zur Vervollständigung und/oder Verifizierung von Daten. Ferner ist eine Weiterreichung der zu vergangenen Zeitpunkten erstellten Verkehrsprognosen, welche somit zum Beispiel den aktuellen Zeitpunkt betreffen können, von der Basiskomponente 15 an die Modellkomponente 16 möglich. Somit können Prognosedaten 29 zur Vervollständigung und/oder Verifizierung von Meßdaten und/oder von Zustandsdaten zum aktuellen Zeitpunkt verwendet werden. Rückgekoppelte oder rückzukoppelnde Prognosedaten 29 können in der Prognosekomponente 25 in einem nicht dargestellten Zwischenspeicher oder in der Basiskomponente 15 in einer historischen Datenbank abgespeichert werden.

Wenn Zustandsdaten 21 über die Basiskomponente 15 gemultiplext über einen nicht dargestellten Puffer oder direkt in die Modellkomponente 16 rückgekoppelt werden, kann dies als direkte Rückkopplung 31 bezeichnet werden.

Die Rückkopplung von Prognosedaten und Zustandsdaten ermöglicht eine Vervollständigung und/oder Verifizierung von Meßdaten und/oder von Zustandsdaten was sowohl Verkehrsmeldungen 23 wie auch Verkehrsprognosen 29 optimiert.

Die Erzeugung von Verkehrsprognosen 29 aufgrund von Zustandsdaten 21 zum aktuellen und evtl. zu vergangenen Zeitpunkten in der Modellkomponente 16 sowie evtl. zusätzlich von Meßdaten zum aktuellen oder zu vergangenen Zeitpunkten kann mit unterschiedlichen Verfahren erfolgen. Insbesondere sind mikroskopische Verfahren 26, mesoskopische 27 oder makroskopische 28 Verfahren zur Erstellung von Verkehrsprognosen geeignet. Ggf. können auch mehrere der Verfahren 26 bis 28 nebeneinander ablaufen und die gewonnenen Prognosedaten vervollständigt und/oder verifiziert werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur Vervollständigung und/oder Verifizierung von den Zustand eines Verkehrsnetzes (1) betreffenden Daten (12, 13; 21) in einer Verkehrszentrale (9), wobei hierzu Daten folgender Art verwendet werden:

• - bis zum jetzigen Zeitpunkt gemessene Meßdaten (12, 13),
• - für mindestens einen Zeitpunkt vor dem jetzigen Zeitpunkt berechnete, den Zustand des Verkehrsnetzes (1) zu diesem Zeitpunkt betreffende Zustandsdaten (21) und
• - zu einem vergangenen Zeitpunkt berechnete, einen gegenüber diesem vergangenen Zeitpunkt zukünftigen Zeitpunkt betreffende Prognosedaten (29).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vervollständigung und/oder Verifizierung von den aktuellen Zustand des Verkehrsnetzes (1) betreffenden Zustandsdaten (21) erfolgt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Berechnung von den künftigen Zustand zu einem künftigen Zeitpunkt betreffenden Prognosedaten (29) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Meßdaten (12, 13) von stationären und/oder von mobilen Detektoren gemessen werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer historischen Datenbank (32) in der Verkehrszentrale (9) abgelegte Zustände und/oder Meßdaten des Verkehrsnetzes zu vergangenen Zeitpunkten betreffende statistische Daten verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zeitliche Verläufe von Meßdaten (12, 13) und/oder von Zuständen betreffende Gangliniendaten in der historischen Datenbank abgespeichert und zur Vervollständigung und/oder Verifizierung von Meßdaten und/oder Zustandsdaten verwendet werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einen vergangenen Zeitpunkt betreffende Meßdaten verifiziert und/oder vervollständigt werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vervollständigung und/oder Verifizierung von den Zustand des Verkehrsnetzes zu einem vergangenen Zeitpunkt betreffenden Zustandsdaten erfolgt.

9. Verkehrszentrale (9) mit einem Speicher, einem im Speicher gespeicherten Programm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Speicher für Daten (12, 13, 21, 29), mit einem Prozessor zum Abarbeiten des Programms und mit einer Kommunikationseinrichtung zur Eingabe von Meßdaten (12, 13).

10, Verkehrszentrale (9) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mobilfunkeinrichtung zum Empfang von Meßdaten aufweist.

11. Verkehrszentrale nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sender oder eine Schnittstelle zu einem Sender zur Ausgabe von Verkehrsmeldungen (23) und/oder Verkehrsprognosen (29) aufweist.