DE19805869A1 - Method and device for determining the traffic situation on a traffic network - Google Patents
Method and device for determining the traffic situation on a traffic networkInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Verkehrslage auf einem Verkehrswegenetz, insbe sondere zum Zwecke der Verkehrslenkung und Zielführung von Fahr zeugen.The invention relates to a method and an apparatus for Determination of the traffic situation on a traffic route network, esp especially for the purpose of traffic control and route guidance of driving testify.
Aus der WO 89/021242 ist ein System zur optimalen Nutzung eines Straßennetzes bekannt, das an ausgewählten Orten oder Strecken abschnitten über mindestens einen Aufnahmesensor verfügt, der den Verkehrszustand, insbesondere die Verkehrsdichte, und den Straßenzustand erfaßt. Die Verkehrszustandsdaten werden an schließend an eine Leitstelle, welche ein Verkehrsrechner sein kann, übertragen. In der Leitstelle erfolgt die Verarbeitung und Aufbereitung der zugeführten, aktuellen Verkehrszustandsdaten, die anschließend zur direkten Verkehrslenkung verwendet werden, beispielsweise durch direkte Information des Autofahrers; die Verkehrslenkung erfolgt auf der Grundlage eines Soll-Ist-Ver gleichs der Verkehrszustandsdaten von ausgewählten Orten oder Streckenabschnitten. Die Soll-Werte entsprechen dabei beispiels weise dem optimalen Verkehrszustand auf dem entsprechenden Streckenabschnitt des Straßennetzes. Zur besseren Erfassung der Verkehrsströme werden die an verschiedenen Orten ermittelten Verkehrszustandsdaten zweier Meßstellen z. B. einer Korrela tionsanalyse unterworfen, um daraus zusätzliche Ausagen u. a. über die Verkehrsströme zu erhalten.WO 89/021242 describes a system for optimal use of a Road network known that at selected locations or routes sections has at least one recording sensor that the traffic condition, in particular the traffic density, and the Street condition recorded. The traffic condition data is on closing to a control center, which will be a traffic computer can transfer. The processing and processing takes place in the control center Preparation of the supplied, current traffic status data, which are then used for direct traffic control, for example, by direct information to the driver; the Traffic control takes place on the basis of a target-actual-ver equal to the traffic condition data from selected locations or Route sections. The target values correspond, for example as the optimal traffic condition on the corresponding Section of the road network. To better capture the Traffic flows are those determined at different locations Traffic condition data from two measuring points, e.g. B. a correla tion analysis subjected to additional statements and. a. to get about the traffic flows.
Aus der DE 195 26 148 A1 sind ein Verfahren und ein System zur Prognose von Verkehrsströmen an ausgewählten Orten oder Strec kenabschnitten eines Straßennetzes, insbesondere zur Verkehrs lenkung und Zielführung von Fahrzeugen bekannt, bei dem ermit telte Verkehrsstromdaten, die Informationen mindestens über die Verkehrsdichte enthalten, einem Verkehrsrechner zugeführt wer den, der eine digitale Straßenkarte aufweist. Es ist vorgesehen, daß Fahrzeuge einer Stichprobenfahrzeugflotte jeweils ihre aktu elle Ortsposition ermitteln und die entsprechenden Daten abspei chern, um sie wenigstens teilweise als Fahrtroutendaten an den Verkehrsrechner zu übertragen. Der Verkehrsrechner bestimmt bzw. aktualisiert anhand der aktuell erfaßten Fahrtroutendaten stati stische Verkehrsstromdaten. Zusätzlich werden aktuelle Fahrakti vitätsdaten in einem vorgegebenen größeren räumlichen Bereich um die ausgewählten Orte oder Streckenabschnitte herum erfaßt und an den Verkehrsrechner übertragen. Die Prognose der Verkehrs ströme an den ausgewählten Orten oder Streckenabschnitten eines Straßennetzes erfolgt dann im wesentlichen durch Extrapolation der den Orten oder Streckenabschnitten zugeordneten Verkehrs stromdaten unter Berücksichtigung der statistischen Verkehrs stromdaten. Anhand der prognostizierten Verkehrsströme können anschließend geeignete Maßnahmen der Verkehrsbeeinflussung oder Zielführung von Fahrzeugen erfolgen.DE 195 26 148 A1 describes a method and a system for Forecast traffic flows at selected locations or routes sections of a road network, in particular for traffic steering and route guidance of vehicles known, with the ermit telte traffic flow data, the information at least on the Traffic density included, who is fed to a traffic computer the one who has a digital road map. It is intended that vehicles of a sample vehicle fleet each have their current Determine each location and save the relevant data to save them at least partially as route data to the Transfer traffic calculator. The traffic calculator determines or updates stati based on the currently recorded route data traffic flow data. In addition, current driving activity vity data in a predetermined larger spatial area the selected locations or sections of the route are recorded and transmitted to the traffic computer. The forecast of traffic flows at the selected locations or sections of a route Road network then takes place essentially by extrapolation the traffic assigned to the locations or sections of the route electricity data taking into account statistical traffic electricity data. Based on the predicted traffic flows then appropriate measures to influence traffic or Route guidance of vehicles.
Aus der DE 195 34 589 A1 sind ein Verfahren und ein System zur Routenplanung bekannt, deren Gegenstand die Ermittlung einer auch über einen größeren Zeitraum günstigen Fahrtroute von einer Start- zu einer Zielposition ist. Dazu werden an einzelnen Orten oder Streckenabschnitten ermittelte Verkehrszustandsdaten an ei nen Verkehrsrechner, der eine digitale Straßenkarte aufweist, übertragen, der daraus in Abhängigkeit von ermittelten und/oder vorgebbaren Eingangsparametern parameterabhängige Verkehrszu standsmuster für mindestens einige der Orte oder Streckenab schnitte des Straßennetzes ableitet und zukünftige Verkehrszu stände prognostiziert. Unter Verwendung der digitalen Straßen karte und Berücksichtigung der prognostizierten Verkehrszustände ermittelt der Verkehrsrechner dann wenigstens eine günstige Fahrtroute von einer Start- zu einer Zielposition. DE 195 34 589 A1 describes a method and a system for Route planning known, the subject of determining a also over a longer period of favorable route from one Start to a target position. To do this at individual locations or route sections of traffic condition data to egg traffic calculator that has a digital road map, transferred from it depending on determined and / or Predefinable input parameters for parameter-dependent traffic Status patterns for at least some of the locations or distances cuts the road network and future traffic stands forecast. Using digital roads map and taking into account the forecast traffic conditions The traffic computer then determines at least one cheap one Route from a start to a destination.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, mit denen sich die Verkehrslage an jedem Ort des zugrundeliegenden Wegenetzes mit verhältnismäßig geringem Auf wand, insbesondere ohne zwingende Notwendigkeit wegenetzseitiger Einrichtungen, vergleichsweise zuverlässig bestimmen läßt.The invention is a technical problem of providing a method and a device of the aforementioned Kind with which the traffic situation at every place of the underlying route network with a relatively low up wall, especially without imperative because of network side Facilities can be determined comparatively reliably.
Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.This problem is solved by a method with the characteristics of Claim 1 and a device with the features of claim 4 solved.
Gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 wird der Verkehrsfluß auf dem gesamten Verkehrswegenetz durch einen Verkehrsflußsimula tionsrechner anhand zugeführter dynamischer verkehrsflußbezoge ner Eingangsgrößen simuliert und dadurch die Verkehrslage be stimmt, wobei an der realen Verkehrslage gemessene Verkehrsfluß daten mit entsprechenden, durch die Simulation erhaltenen Ver kehrsflußdaten verglichen werden und das Vergleichsergebnis zum Abgleichen der Simulation verwendet wird. Aufgrund der erforder lichen hohen Rechenleistung des Verkehrsflußsimulationsrechners wird dieser in der Regel in einer Zentrale angeordnet sein.According to the method of claim 1, the flow of traffic is on the entire traffic network through a traffic flow simula tion calculator based on supplied dynamic traffic flow references simulated input variables and thereby the traffic situation true, traffic flow measured at the real traffic situation data with corresponding ver traffic flow data are compared and the comparison result to Adjust the simulation is used. Due to the required Lichen high computing power of the traffic flow simulation computer it will usually be located in a central office.
In einem nach Anspruch 2 weitergebildeten Verfahren werden als dynamische Eingangsgrößendaten in den Verkehrsflußsimulations rechner auch durch Schätzung ermittelte Daten über das zu erwar tende Verkehrsaufkommen in Form zeitlich aufgelöster OD (Origin- Destination)-Matrizen verwendet. Solche OD-Matrizen enthalten, wie an sich bekannt, im jeweiligen Matrixelement die z. B. empi risch gewonnene Information darüber, mit welchem Verkehrsfluß im betreffenden Zeitpunkt von einem zugehörigen ersten (Quellen-)Be zirk zu einem zugehörigen zweiten (Ziel-)Bezirk des in Bezirke unterteilten Wegenetzes zu rechnen ist, und eignen sich daher gut als Ausgangsbasis der Verkehrsflußsimulation.In a further developed method according to claim 2 are as dynamic input quantity data in the traffic flow simulation Calculator also estimated data about the expected traffic volume in the form of time-resolved OD (origin Destination) matrices used. Contain such OD matrices as known per se, the z. B. empi Rically obtained information about the traffic flow in the relevant time from an associated first (source) Be district to an associated second (target) district of the in districts divided road network is to be expected, and are therefore suitable good as a starting point for traffic flow simulation.
Bei einem nach Anspruch 3 weitergebildeten Verfahren erfolgt die Simulationsrechnung schneller als Echtzeit, wodurch Kurzzeitpro gnosen über die in naher Zukunft in einem jeweiligen Bereich des Verkehrswegenetzes zu erwartende Verkehrslage im voraus erstellt werden können.In a further developed according to claim 3, the Simulation calculation faster than real time, which means that short-term in the near future in a particular area of Traffic network expected traffic situation in advance can be.
Die Vorrichtung nach Anspruch 4 eignet sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The device according to claim 4 is suitable for performing the inventive method.
Die einzige Figur zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer Vor richtung zur Bestimmung der Verkehrslage auf einem Straßennetz.The single figure shows a functional block diagram of a front Direction for determining the traffic situation on a road network.
Kernstück der gezeigten Vorrichtung ist ein vorzugsweise in ei ner Verkehrsleitzentrale angeordneter Verkehrsflußsimulations rechner 1, in dessen Speichereinheit 2 eine digitale Straßenkar te eines zugrundeliegenden Straßennetzes geladen ist. Dem Ver kehrsflußsimulationsrechner 1 werden von Sensoren gemessene Datensätze von Verkehrszustandsgrößen zugeführt, z. B. sogenannte Schleifendaten 3 über den aktuellen Verkehrszustand an den Or ten, an denen sich, soweit vorhanden, fahrbahnseitig Meßschlei fen zur Fahrzeugerfassung befinden, sogenannte Floating-Car- Daten (FCD) 4 von Fahrzeugen einer Stichprobenfahrzeugflotte, wenn vorhanden, und je nach Anwendungsfall weitere erfaßte Ver kehrsflußdaten, insbesondere auch solche in Form herkömmlicher, über einen Verkehrsfunkkanal übertragener Verkehrsstörungsmel dungen. Zusätzlich oder alternativ zu den Schleifendaten 3 kön nen Daten von anderen ortsfesten, verkehrsflußerfassenden Sen soreinrichtungen verwendet werden. Darüber hinaus werden dem Verkehrsflußsimulationsrechner 1 geschätzte Daten für das zu er wartende Verkehrsaufkommen 5 in Form von zeitlich aufgelösten n × n OD-Matrizen zugeführt, denen eine Unterteilung des zugrundelie genden Straßennetzes in eine Anzahl n einzelner Bezirke zugrunde liegt. Bei einer derartigen, an sich bekannten OD-Matrix gibt das jeweilige Matrixelement ODij(t) die statistisch zu erwarten de, zeitabhängige Zahl von Fahrzeugen an, die zum Zeitpunkt t vom Bezirk i (i = 1, . . ., n) zum Bezirk j (j = 1, . . ., n) fahren. Eine solche OD-Matrix kann z. B. empirisch anhand entsprechender Ver kehrsflußbeobachtungen in der Vergangenheit oder durch Umfragen bei den beteiligten Verkehrsteilnehmern gewonnen werden. The centerpiece of the device shown is a traffic flow simulation computer 1 which is preferably arranged in a traffic control center and in whose memory unit 2 a digital road map of an underlying road network is loaded. The United traffic flow simulation computer 1 are supplied by sensors measured data sets of traffic state variables, z. B. so-called loop data 3 on the current state of traffic at the locations where, where available, roadside measuring loops for vehicle detection, so-called floating car data (FCD) 4 of vehicles from a sample vehicle fleet, if available, and depending on the application further recorded traffic flow data, in particular also those in the form of conventional traffic information transmitted over a traffic radio channel. In addition or as an alternative to the loop data 3, data from other fixed, traffic flow sensing sensor devices can be used. In addition, the Verkehrsflußsimulationsrechner 1 are estimated for the data waiting to he traffic volume 5 in the form of temporally resolved n × n matrices OD supplied, which is a subdivision of the zugrundelie constricting road network into a number n of individual districts based. In the case of such an OD matrix, which is known per se, the respective matrix element OD ij (t) indicates the statistically expected, time-dependent number of vehicles which, from the district i (i = 1,..., N) at the time t Drive district j (j = 1,..., N). Such an OD matrix can e.g. B. can be obtained empirically from corresponding traffic flow observations in the past or from surveys of the road users involved.
Der Verkehrsflußsimulationsrechner 1 simuliert in Echtzeit oder schneller den Verkehrsfluß auf dem gesamten Netz der in der Speichereinheit 2 gespeicherten digitalen Straßenkarte unter Be rücksichtigung der zugeführten Eingangsdaten 3, 4, 5 anhand ei nes geeigneten Verkehrsflußalgorithmus, wie er dem Fachmann ge läufig ist und daher hier keiner ausführlichen Erörterung be darf. Im jeweiligen Rechenschritt geht der Verkehrsflußsimula tionsrechner 1 von einem bisherigen, ermittelten Verkehrflußzu stand 6 zum Zeitpunkt t aus, wobei er zu Simulationsbeginn den erstmaligen Verkehrsflußzustand aus den zugeführten erfaßten bzw. durch die OD-Matrix bestimmten Verkehrsflußdaten ableitet, d. h. anhand der Schleifendaten 3, FCD-Daten 4 und/oder der ge schätzten Daten 5. Aus dem bisherigen Verkehrsflußzustand 6 be rechnet dann der Verkehrsflußsimulationsrechner 1 in Echtzeit oder schneller durch den Simulationsalgorithmus den Verkehrs flußzustand 7 für das gesamte Netz zu einem um ein Simulations zeitinkrement Δt späteren Zeitpunkt t+Δt.The traffic flow simulation computer 1 simulates in real time or faster the traffic flow on the entire network of the digital road map stored in the memory unit 2 , taking into account the input data 3 , 4 , 5, using a suitable traffic flow algorithm as is known to the person skilled in the art and therefore none here detailed discussion. In the respective calculation step, the traffic flow simulation computer 1 is based on a previously determined traffic flow status 6 at the time t, and at the beginning of the simulation it derives the first traffic flow state from the traffic flow data acquired or determined by the OD matrix, ie using the loop data 3 , FCD -Data 4 and / or the estimated data 5 . From the previous traffic flow state 6 , the traffic flow simulation computer 1 then calculates the traffic flow state 7 for the entire network at a later time by a simulation time increment Δt t + Δt in real time or faster by the simulation algorithm.
Der neue simulierte Verkehrsflußzustand 7 wird dann mit den vom Verkehrsflußsimulationsrechner 1 zu diesem Zeitpunkt t+Δt abge rufenen Daten über den tatsächlichen Verkehrsflußzustand, wie den aktuellen Schleifendaten 3, FCD-Daten 4 und geschätzten Da ten 5 verglichen. Soweit die neuen simulierten Verkehrsflußzu standsdaten 7 nicht mit den tatsächlichen Verkehrsflußdaten übereinstimmen, werden die simulierten Verkehrsflußdaten je nach Art der Information, wie Daten über die Verkehrsdichte und die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit und andere verkehrsflußbestim mende Daten, an den entsprechenden Stellen der realen Situation bevorzugt stufenweise gleitend angepaßt. Der so erstellte, neue simulierte und anhand von Meßdaten punktuell mit der tatsächli chen Verkehrslage abgeglichene Verkehrsflußzustand 7 bildet dann für den nächsten Simulationsrechendurchlauf den bisherigen Ver kehrsflußzustand 6 für den Verkehrsflußsimulationsrechner 1, aufgrund dessen er dann einen nächsten neuen Verkehrsflußzustand zu dem um das Inkrement Δt späteren Zeitpunkt t+2Δt in Echtzeit erstellt, usw. The new simulated traffic flow state 7 is then compared with the data about the actual traffic flow state, such as the current loop data 3 , FCD data 4 and estimated data 5 , retrieved from the traffic flow simulation computer 1 at this time t + Δt. Insofar as the new simulated traffic flow status data 7 do not correspond to the actual traffic flow data, the simulated traffic flow data are, depending on the type of information, such as data about the traffic density and the average vehicle speed and other traffic flow-determining data, preferably gradually adjusted at the corresponding points of the real situation . The thus created, new simulated and on the basis of measurement data matched with the actual traffic situation traffic flow state 7 then forms the previous traffic flow state 6 for the traffic simulation simulation computer 1 for the next simulation calculation run, on the basis of which it then a new traffic flow state to the later by the increment Δt Time t + 2Δt created in real time, etc.
Durch die beschriebene Verkehrsflußsimulation werden auf dem ganzen Verkehrswegenetz, also auch an Stellen bzw. Bereichen des Netzes, für die keine gemessenen oder geschätzten Daten vorlie gen, vergleichsweise zuverlässige Verkehrslageschätzungen mög lich, die dazu genutzt werden können, den beteiligten Verkehrs teilnehmern zuverlässige Verkehrslageinformationen zur Verfügung zu stellen. Wenn die Simulationsrechnung schneller als Echtzeit erfolgt, können die Verkehrslageschätzungen Kurzzeitprognosen über die in kurzer Zeit in einem jeweiligen Bereich zu erwarten de Verkehrslage enthalten. Außer der oben beschriebenen, einfa chen Ersetzung simulierter Daten durch abweichende Daten über den tatsächlichen Verkehrsfluß kann im Rahmen des Datenabgleich vorgangs vorgesehen sein, auch den Satz von geschätzten Daten 5, d. h. die Matrixelemente der OD-Matrix, anzupassen, und zwar wie derum bevorzugt in stufenförmig gleitender Weise, z. B. dann, wenn sich für bestimmte Stellen des Straßennetzes ergibt, daß die simulierten und die tatsächlichen Verkehrsflußdaten dauer haft von den vorgegebenen geschätzten Daten 5 abweichen. Dabei kann es jeweils ausreichend sein, nicht jeden neu berechneten Verkehrsflußzustand 7 mit den Schleifendaten 3, den FCD-Daten 4 und den geschätzten Daten 5 zu vergleichen, sondern einen sol chen Abgleich nur jeweils nach einer gewissen Anzahl von Rechen zyklen bzw. in gewissen Zeitabständen durchzuführen.Due to the described traffic flow simulation, comparatively reliable traffic situation estimates are possible on the entire traffic route network, i.e. also at points or areas of the network for which no measured or estimated data are available, which can be used to provide the traffic participants involved with reliable traffic situation information to deliver. If the simulation calculation is faster than real time, the traffic situation estimates can contain short-term forecasts of the traffic situation to be expected in a short time in a particular area. In addition to the simple replacement of simulated data described above with different data about the actual traffic flow, the data comparison process can also provide for the set of estimated data 5 , that is to say the matrix elements of the OD matrix, to be adapted, as preferred in FIG step-like sliding manner, e.g. B. if, for certain points in the road network, the simulated and the actual traffic flow data continuously deviate from the predefined estimated data 5 . It may be sufficient in each case not to compare each newly calculated traffic flow state 7 with the loop data 3 , the FCD data 4 and the estimated data 5 , but rather to compare such a cycle only after a certain number of computing cycles or at certain time intervals perform.
Es versteht sich, daß das Verfahren und die Vorrichtung der Er findung nicht nur, wie beschrieben, für Straßenfahrzeuge ver wendbar sind, sondern für alle Arten von sich auf einem zugehö rigen Wegenetz bewegenden Fahrzeugen, z. B. auch für Schienen fahrzeuge.It is understood that the method and apparatus of the Er not only ver, as described, for road vehicles are reversible, but belong to all types of oneself on one Rigen road network moving vehicles, for. B. also for rails vehicles.
Claims (4)
- - Verkehrsflußdatenerfassungsmitteln (3, 4, 5) zur Erfassung von gemessenen und/oder geschätzten Verkehrsflußdaten der realen Verkehrslage und
- - einem die erfaßten Verkehrsflußdaten weiterverarbeitenden
Rechner (1),
dadurch gekennzeichnet, daß - - der Rechner als Verkehrsflußsimulationsrechner (1) ausgelegt ist, der den Verkehrsfluß auf dem Verkehrswegenetz durch Simula tion anhand zugeführter dynamischer verkehrsflußbezogener Ein gangsgrößen und daraus die Verkehrslage bestimmt, wobei er die von den Verkehrsflußdatenerfassungsmitteln (3, 4, 5) erfaßten gemessenen oder geschätzten Verkehrsflußdaten der realen Ver kehrslage mit entsprechenden, durch die Simulation erhaltenen Verkehrsflußdaten vergleicht und das Vergleichsergebnis zum Ab gleichen der Simulations-Verkehrsflußdaten verwendet.
- - Traffic flow data acquisition means ( 3 , 4 , 5 ) for acquiring measured and / or estimated traffic flow data of the real traffic situation and
- - a computer ( 1 ) further processing the recorded traffic flow data,
characterized in that - - The computer is designed as a traffic flow simulation computer ( 1 ), which determines the traffic flow on the traffic route network by simulation using input dynamic traffic flow-related input variables and the traffic situation therefrom, whereby it measures the measured or estimated traffic flow data acquisition means ( 3 , 4 , 5 ) measured or estimated compares the real traffic situation with corresponding traffic flow data obtained by the simulation and uses the comparison result to compare the simulation traffic flow data.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |