DE19833614A1 - Verfahren zur Verkehrsqualitätserkennung und Fahrzeug als Mittel dazu - Google Patents
Verfahren zur Verkehrsqualitätserkennung und Fahrzeug als Mittel dazuInfo
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Abstract
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Fahrzeug anzugeben, mit dem die Güte des Straßenverkehrs in jedem Moment genau ermittelt werden kann. DOLLAR A Dies Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß als Ausgangsgröße laufend zumindest die Geschwindigkeitsdaten bei wenigstens einem Fahrzeug ermittelt werden, aus dieser Größe zumindest eine Kenngröße jeweils über ein gleitendes Zeitfenster hinweg berechnet wird, und aus dieser Kenngröße oder diesen Kenngrößen im Fahrzeug ein Verkehrsqualitätswert ermittelt wird, der über die Verkehrsqualität im Bereich um das jeweilige Fahrzeug Auskunft gibt. DOLLAR A Vorrichtungsmäßig umfaßt ein solches Fahrzeug als Mittel zur Bestimmung der Verkehrsqualität zumindest einen Geschwindigkeitssensor (10), der die Fahrzeuggeschwindigkeit laufend ermittelt, eine Berechnungseinheit (12) zur Bestimmung zumindest einer Kenngröße aus dem Geschwindigkeitssignal in einem gleitenden Zeitfenster, und eine Beurteilungseinheit (14), die aufgrund der Kenngröße oder der Kenngrößen einen Verkehrsqualitätswert ermittelt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkehrsqualitätserkennung sowie ein Fahr
zeug als Mittel dazu.
Durch die ständig größer werdende Anzahl von Verkehrsteilnehmern sind die
Straßennetze zunehmend überlastet. Als Folge davon gewinnen ein intelligentes
Verkehrsmanagement und aktuelle Verkehrsinformationen immer mehr an Bedeu
tung, um eine bessere Nutzung des vorhandenen Verkehrsraums und damit die
Einsparung von Zeit, Kosten und Energie sowie die Verringerung von
Verkehrsunfällen zu erreichen. Ein Kernpunkt beim Verkehrsmanagement ist die
Ermittlung der Verkehrsqualität im Straßennetz.
Die Grundlage hochwertiger Verkehrsinformation bildet eine aktuelle Verkehrs
datenerfassung, die mit unterschiedlicher Methodik durchgeführt wird. Grundsätzlich
werden lokal und mobil generierte Daten, also straßenseitig und fahrzeugseitig
erfaßte Daten, unterschieden.
Straßenseitig generierte Verkehrsdaten sind Daten, die beispielsweise mittels
Induktionsschleifen, die in die Fahrbahnoberfläche der Straßen eingelassen sind,
aufgenommen werden. Sie geben querschnittsbezogen Auskunft über die aktuelle
Verkehrsstärke und die mittlere Geschwindigkeit. Mit Kenntnis dieser zwei
Parameter, bei denen es sich um makroskopische Verkehrsdaten handelt, und der
individuellen Leistungsfähigkeit der Strecke kann der aktuelle Verkehrszustand und
die Verkehrsqualität, klassisch unterschieden nach einem sechsstufigen "Level of
Service" (Highway Capacity Manual, 1985), bestimmt werden.
Um einen Streckenabschnitt bezüglich der Verkehrslage beurteilen zu können,
müssen in regelmäßigen Abständen Daten von den Induktionsschleifen vorliegen.
Für ganze Straßennetze ist dies mit großem Aufwand und erheblichen Kosten
verbunden, so daß der Einbau dieser Meßschleifen meist auf Hauptstraßen und auf
Punkte von besonderer Bedeutung im Straßennetz begrenzt ist.
Andere Möglichkeiten bieten fahrzeugseitig erfaßte, mobil generierte, mikroskopische
Verkehrsdaten. Fahrzeuggenerierte Daten sind strecken bezogene Daten, die im
Verlauf der Fahrt eines einzelnen Fahrzeugs gesammelt, und von einem
Fahrzeugrechner verarbeitet werden. Als wesentliche Kenngröße wurde bisher die
Reisezeit, also Fahrzeit zwischen zwei Punkten im Straßennetz, erfaßt. Anlaß für die
Beteiligung von Fahrzeugen an der Verkehrsdatenerfassung waren Feldversuche für
individuelle Verkehrsleitsysteme mit dynamischer, den Verkehrsverhältnissen
angepaßter Zielführung.
Mangels ausreichender, netzweiter Verfügbarkeit von Informationen über die aktuelle
Verkehrslage, wurde die Idee der Reisezeiterfassung aus Fahrzeugen - sogenannter
"floating cars" - entwickelt. Als Technologie stand zunächst die Bakenkommunikation
zur Verfügung, die seit den siebziger Jahren in verschiedenen Feldversuchen erprobt
wurde. Den am Straßenrand aufgestellten Baken werden aus vorbeifahrenden
Fahrzeugen Reisezeiten übermittelt, aus denen die momentane Verkehrslage
abgeleitet wird. Gleichzeitig werden an passierende Fahrzeuge die aktuellen
Informationen zur Verkehrslage weitergegeben.
Eine wesentliche Einschränkung der Einsatzfähigkeit dieser Systeme besteht in der
Notwendigkeit der zu installierenden Baken und dem damit verbundenen finanziellen
Aufwand.
Zukunftsorientierter erscheinen Systeme, die auf die aufwendige Baken-,
Induktionsschleifen- oder entsprechende Infrastruktur verzichten können, indem
Informationen per Mobilfunk übermittelt werden. In diese Richtung geht ein neuer
Ansatz, Verkehrsflußinformationen aus verschiedenen, im Fahrzeug generierbaren
Daten zu erheben und daraus im Fahrzeug, streckenbezogene aktuelle Verkehrs-
und Umfeldsituationen zu erkennen. Diese Daten werden mit dem Begriff
"fahrzeuggenerierte Daten" (FGD) bzw. "extended floating car data" bezeichnet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verkehrsqualitätserkennung aus
fahrzeuggenerierten Daten und ein Fahrzeug als Mittel dazu anzugeben, bei dem
die Güte des Straßenverkehrs in jedem Moment, insbesondere im Hinblick auf
Geschwindigkeit, Reisezeit, Staulängen und Staubeginn, genau ermittelt werden
kann.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 9 angegebenen Merkmale
verfahrens- bzw. vorrichtungstechnisch gelöst. Dabei handelt es sich um eine mi
kroskopische Verkehrsqualitätserfassung.
Zur Beurteilung herrschender Verkehrszustände auf Streckenabschnitten wird in der
Verkehrstechnik der Begriff Verkehrsqualität verwendet, unter dem eine
"zusammenfassende Gütebeurteilung des Verkehrsflusses" zu verstehen ist.
Anhand makroskopischer Verkehrsdaten wird bis heute üblicherweise die
Verkehrsqualität in sechs "Stufen der Verkehrsqualität" oder "Level of Service"
(Highway Capacity Manual, 1985) unterschieden (Stufen A bis F). Stufen A bis E
teilen den Verkehrsfluß vom freien Fluß bis hin zum Zustand des Verkehrsflusses im
Wechsel zwischen stabilem Fluß und instabilen Fluß ein. Stufe F ist dann erreicht,
wenn das der Strecke zufließende Verkehrsaufkommen größer als ihre
Leistungsfähigkeit und die Strecke somit überlastet ist (Stau).
Makroskopische Größen sind aus der Verkehrsdatenerfassung mittels eines
einzelnen Fahrzeuges nicht abzuleiten. Der Beurteilung der Verkehrsqualitäten aus
fahrzeuggenerierten Daten liegt wesentlich das Verhalten einzelner oder weniger
Fahrzeuge zugrunde. Daher kann zum einen kein Rückschluß auf die
Verkehrsstärke gezogen werden. Zum anderen unterliegen gewonnene Kenngrößen
stark dem fahrerspezifischen Verhalten. Da die konventionelle Einteilung der
Verkehrsqualität beim Vorliegen von fahrzeuggenerierten Daten nicht angewendet
werden kann, werden zunächst neue Verkehrsqualitätsstufen a) bis f) eingeführt, die
folgendes bedeuten:
Klasse a - freier Verkehr;
Klasse b - leicht gebundener Verkehr
Klasse c - gebundener Verkehr;
Klasse d - zähfließender Verkehr;
Klasse e - stockender Verkehr;
Klasse f - stehender Verkehr.
Klasse b - leicht gebundener Verkehr
Klasse c - gebundener Verkehr;
Klasse d - zähfließender Verkehr;
Klasse e - stockender Verkehr;
Klasse f - stehender Verkehr.
Ferner ist die Geschwindigkeit des Einzelfahrzeugs bei der mikroskopischen Ver
kehrsdatenerhebung der signifikanteste Parameter für die Zusammenhänge zwi
schen den Verkehrszuständen und den Einzelfahrzeugdaten.
Werden die Geschwindigkeitsdaten über die Zeit aufgezeichnet und über die Strecke
dargestellt, erhält man ein Geschwindigkeitsprofil. Als Geschwindigkeitsrauschen
oder Unruhe werden die Schwankungen und Ausschläge der Geschwindigkeitswerte
um ihren Mittelwert in einzelnen Zeitintervallen, dem Geschwindigkeitsniveau,
bezeichnet. Die Ableitung dieser Geschwindigkeitsganglinie ist die Be
schleunigungsganglinie. Beschleunigungswerte sind die positiven und negativen
Veränderungen benachbarter Geschwindigkeitseinzelwerte zueinander. Die Verän
derungen der Beschleunigung, das Beschleunigungsrauschen, ist ebenfalls eine
relevante Meßgröße. Ferner stehen die Bremsaktivitäten im direkten Zusammen
hang mit der Geschwindigkeit eines Einzelfahrzeugs. Bestimmte Segmente der Ge
schwindigkeitsganglinie setzen auf Bremsaktivitäten auf. Funktionell betrachtet ist
die Beschleunigungsganglinie im Bereich negativer Steigungen ein Parameter der
Bremsaktivitäten.
Die Form und das Niveau der Geschwindigkeitsentwicklung und des Beschleuni
gungsrauschens sowie der Parameter Bremsaktivitäten eines Einzelfahrzeugs ste
hen im Zusammenhang mit den herrschenden Verkehrszuständen und mit straßen
seitig lokalen Bedingungen sowie fahrer- und wetterseitigen Randbedingungen. Die
signifikanteste Kenngröße ist dabei das normierte Beschleunigungsrauschen Rn,
welches sich aus dem Beschleunigungsrauschen σb dividiert durch die mittlere
Geschwindigkeit v eines Bezugsintervalls oder gleitenden Zeitfensters Z
beschreiben läßt.
Mit zunehmendem Verkehrsaufkommen nimmt der Grad der Beeinflussung einzelner
Verkehrsteilnehmer untereinander zu. Bei niedriger Verkehrsqualität muß eine
Anpassung an das Verkehrsverhalten der anderen Teilnehmer aktiv und häufiger
vorgenommen werden. Es kommt zu entsprechenden Bremsaktivitäten. Aus diesem
Grund stellt die Bremshäufigkeit eine Kenngröße dar, die ebenfalls Aufschluß über
eine abnehmende Verkehrsqualität gibt. Neben dem normierten Beschleunigungs
rauschen Rn und den Bremsaktivitäten ist insgesamt auch die Analyse der Ge
schwindigkeitsentwicklung für die Beurteilung der Verkehrqualität hilfreich.
Aufgrund der Kenngrößen der Geschwindigkeitsentwicklung, insbesondere des
normierten Beschleunigungsrauschens Rn und der Bremsaktivitäten kann ein
Verkehrsqualitätswert ermittelt werden, der eine genaue Information über die
Verkehrsqualität im Bereich um das jeweilige Fahrzeug gibt. Dabei lassen sich die
vorgenannten Verkehrsqualitätsstufen a) bis f) daraus ableiten. Diese
Verkehrsinformationen können dann vorzugsweise über einen Sender,
beispielsweise ein GSM System GlobalSystem for Mobile Kommunikation) an eine
zentrale Recheneinheit übermittelt werden. Diese Recheneinheit erhält ebenso
georeferenzierte Daten des Fahrzeugs, beispielsweise über das GPS-Satelliten-Sy
stem (Global Positioning System), so daß mit diesem Fahrzeug ein "Sensor" im
Straßennetz vorhanden ist, der einen Verkehrsqualitätswert abgibt. Werden mehrere
solcher "Sensoren eingesetzt, so kann man auf einfache und kostengünstige Weise
das gesamte Straßennetz mit nur einer vergleichsweise geringen Anzahl von
Verkehrsteilnehmern abdecken.
Festzuhalten ist, daß bei dem vorliegenden Verfahren die Geschwindigkeitsdaten die
Grundlage für die Verkehrsqualitätserfassung bildet.
Weitere Vorteile und Merkmale sind in den Unteransprüchen definiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung in Form eines
Fahrzeugs wird beispielsweise anhand einer besonderen Ausführungsform und mit
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 ein Diagramm, in dem über der Zeit eine Geschwindigkeitskurve, die
Bremsaktivitäten und das normierte Beschleunigungsrauschen Rn bei einer
Testfahrt aufgezeichnet wurden,
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm, anhand dessen die aus den Geschwindigkeitssignalen
und Bremsaktivitäten gewonnenen Informationen in einen Verkehrsqua
litätswert, der in eine der Stufen a) bis f) eingeteilt wird, umgewandelt wer
den und
Fig. 3 ein stark schematisiertes Blockdiagramm einer Vorrichtung in einem Fahr
zeug als Mittel zur Bestimmung der Verkehrsqualität.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Fahrzeug als Mittel zur Verkehrsquali
tätserkennung ausgebildet. Das Fahrzeug umfaßt eine Einrichtung, die aus den
Fahrzeugdaten anhand eines Ablaufdiagramms eine Information über die momen
tane Verkehrsqualität erzeugt und diese mittels GSM-Funkübertragung an eine zen
trale Recheneinheit weitergibt. Dieser zentralen Recheneinheit werden zusätzlich
vom Fahrzeug oder von einer anderen Seite die georeferenzierten Daten des Fahr
zeugs übermittelt, so daß das Fahrzeug als lokalisierter Sensor im Straßennetz dient
und der zentralen Recheneinheit über die gesamte Fahrzeit hinweg den jeweiligen
Verkehrszustand übermittelt.
Gemäß Fig. 3 werden von im Fahrzeug angeordneten Sensoren 10 Fahrzeugdaten
erfaßt und an eine Berechnungseinheit 12 im Fahrzeug weitergegeben. Im vorlie
genden Fall handelt es sich bei diesen Daten vorrangig um die Geschwindigkeits
daten. Es können jedoch auch andere Daten wie die Gaspedalstellung, die Drossel
klappenstellung oder andere Fahrzeugbetriebsbedingungen an die Berechnungs
einheit 12 übermittelt werden. Die Berechnungseinheit 12 kann aus den Geschwin
digkeitssignalen die momentane Geschwindigkeit v, eine Durchschnittsgeschwindig
keit v in einem bestimmten Zeitintervall oder gleitenden Zeitfenster Z, eine
Beschleunigung b, eine Durchschnittsbeschleunigung b in dem gleichen Zeitintervall
Z und eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der momentanen Geschwindigkeit
und der Durchschnittsgeschwindigkeit in einem anderen Zeitintervall ermitteln.
Im vorliegenden Fall wird ein normiertes Beschleunigungsrauschen Rn(ti) wie nach
folgend dargestellt bestimmt
wobei
ist und als Zeitintervall Z (Zeitfenster) 10 Sekunden verwendet werden. Es ist
natürlich auch die Verwendung eines anderen Zeitfensters möglich.
Ferner werden kontinuierlich die Durchschnittsgeschwindigkeit v(ti - 60, ti) und die
momentane Geschwindigkeit v(ti) ermittelt. Das Zeitfenster bei der Ermittlung der
Durchschnittsgeschwindigkeit (60 sec) ist vorliegend größer gewählt als dasjenige
bei der Ermittlung der Beschleunigungsdifferenz (10 sec).
Die genannten Kenngrößen werden an eine Beurteilungseinheit 14 übermittelt,
welche weitere Informationen von zusätzlichen Sensoren 13 erhält. Im vorliegenden
Beispiel handelt es sich bei dem einzigen Sensor 13 um einen Brems
aktivitätssensor, der die Bremsaktivitäten in einem gleitenden Zeitfenster von 60
Sekunden an die Beurteilungseinheit 14 liefert.
Zusätzliche Sensoren können den Beleuchtungszustand, den Zustand der Schei
benwischerschaltung, die Außentemperatur, die Regenaktivität, die Aktivitäten der
Radschlupfregelung, den Kilometerstand, die Blinkeraktivität, die Warnblinkaktivität,
und/oder Datum oder Uhrzeit erfassen und an die Beurteilungseinheit 14
weitergeben.
Die Beurteilungseinheit 14 beurteilt anhand der Daten und aufgrund eines Algorith
mus die momentane Verkehrsqualität und gibt einen dieser Information entspre
chenden Wert in Form einer Verkehrsqualitätsstufe (Stufe a) bis f)) an eine Sende
einheit 16 weiter, welche diese Information über Funk an eine außerhalb des Fahr
zeugs befindliche zentrale Recheneinheit (nicht dargestellt) übermittelt (GSM-Signal
18).
In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm dargestellt, unter dessen Zugrundelegen die Beur
teilungseinheit 14 die vorliegenden Kenngrößen bewertet und die aktuelle Ver
kehrsqualität um das eigene Fahrzeug ermittelt.
Da das vorliegende Verfahren vorerst im Bereich der Autobahnen getestet wurde,
wird in einem Schritt S100 zunächst abgefragt, ob sich das Fahrzeug auf einer Auto
bahn befindet. Ist dies nicht der Fall, so wird keine Analyse durchgeführt
(Schrift S102) und wieder zum Anfang des Algorithmuses verzweigt.
Befindet sich das Fahrzeug auf einer Autobahn, so wird im Schritt S104 das
normierte Beschleunigungsrauschen Rn gemäß obiger Formel berechnet und im
Schritt S106 geprüft, ob dieser Wert größer als oder gleich 0,05 ist.
Es hat sich herausgestellt, daß ein bestimmter Wert des Beschleunigungsrauschens
die Verkehrsqualitätsstufen a) bis c) und d) bis f) in etwa trennt. Im vorliegenden Fall
wird davon ausgegangen, daß bei einem normierten Beschleunigungsrauschen Rn
kleiner als 0,05 im wesentlichen eine der Verkehrsqualitätsklasse a) bis c) vorliegt.
Bei einem normierten Beschleunigungsrauschen Rn größer oder gleich 0,05 wird
meist eine der Verkehrsqualitätsstufen d) bis f) angenommen.
Ist ein normiertes Beschleunigungsrauschen Rn von weniger als 0,05 festgestellt, so
muß noch in die entsprechende Verkehrsqualitätsklasse a) bis c) eingeteilt werden.
Dazu wird zunächst im Schritt S108 geprüft, ob die Durchschnittsgeschwindigkeit v
in den vergangenen 60 Sekunden kleiner als 110 km/h ist. Ist dies der Fall und die
Durchschnittsgeschwindigkeit größer als 30 km/h (Schritt S118), so wird in Schritt
S120 die Verkehrsqualitätsstufe c) angenommen.
Ist Prüfung in Schritt S118 negativ, so wird in Schritt S119 geprüft, ob die
Momentangeschwindigkeit v(ti) kleiner ist als die Durchschnittsgeschwindigkeit in
den letzten 10 Sekunden. Ist dies nicht der Fall, wird ebenfalls zu S120 verzweigt
und die Verkehrsqualitätsstufe c) angenommen. Andernfalls wird zu dem später
beschriebenen Schritt S123 verzweigt.
Ist das Prüfungsergebnis in Schritt S108 negativ, so wird geprüft, ob die
Durchschnittsgeschwindigkeit v in den letzten 60 Sekunden größer als 150 km/h
war (Schritt S110). Ist dies nicht der Fall, so wird eine Verkehrsqualitätsklasse a/b)
angenommen (S112). Liefert die Prüfung im Schritt S110 jedoch ein positives
Ergebnis, so werden die Bremsaktivitäten im Zeitraum der letzten 60 Sekunden
beurteilt (S114). Liegen in diesem Zeitraum keine Bremsaktivitäten vor, so wird im
Schritt S116 von einer Verkehrsqualitätsklasse a) ausgegangen. Ansonsten wird in
Schritt S112 wiederum die Verkehrsqualitätsklasse a/b) angenommen.
Ist bei der Prüfung in Schritt S106 ein normiertes Beschleunigungsrauschen größer
oder gleich 0,05 ermittelt worden, so wird nachfolgend untersucht, ob die Verkehrs
qualität in eine der Stufen c) bis f) einzuteilen ist.
Dazu wird in Schritt S122 geprüft, ob die momentane Geschwindigkeit v(ti) kleiner
als die Durchschnittsgeschwindigkeit während der letzten 10 Sekunden ist und/oder
ob die momentane Beschleunigung b(ti) negativ ist. Ist keine dieser Bedingungen
erfüllt, wird zum bereits beschriebenen Schritt S108 verzweigt. Andernfalls erfolgt in
S123 die Überprüfung der Momentangeschindigkeit v(ti). Ist diese größer als 60
km/h, so wird zum Zeitpunkt ti die Verkehrsqualitätsstufe c) angenommen (S125).
Wird in 5123 eine Geschwindigkeit kleiner als 60 km/h ermittelt, so folgt eine
Georeferenzierung in Schritt S124, in dem geprüft wird, ob sich auf der Strecke in
nerhalb der letzten 90 Sekunden eine Autobahnabfahrt, ein Autobahnende oder ein
Parkplatz befindet. Ist dies der Fall, so wird zum Anfang des Algorithmus verzweigt
und in Schritt S152 die nächste Prüfung eingeleitet.
Verläuft die Prüfung in S124 negativ, so wird in Schritt S126 festgestellt, daß sich
zum Zeitpunkt ti ein Staufuß befindet.
Nachfolgend wird dann eine Stauanalyse durchgeführt (S150). Dabei wird zunächst
in Schritt S128 geprüft, ob in den zurückliegenden 60 Sekunden der Wert des
normierten Beschleunigungsrauschen Rn größer oder gleich 0,05 war.
Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt S130 geprüft, ob die
Durchschnittsgeschwindigkeit innerhalb der letzten 60 Sekunden bei 0 lag. Ist dies
der Fall, so wird eine Verkehrsqualitätsstufe f) angenommen (S132). Ist dies nicht
der Fall, so wird in Schritt S140 verzweigt. In diesem wird abgefragt, ob innerhalb der
nächsten 90 Sekunden eine erneute Staumeldung vorliegt. Liegt keine erneute
Staumeldung in den letzten 90 Sekunden vor, so wird in Schritt S142 der Staukopf
bei ti vermutet und in Schritt S154 eine Verkehrsqualitätsklasse c) angenommen.
Ist jedoch in Schritt S128 ein Wert Rn größer oder gleich 0,05 aufgetreten, so wird in
Schritt S129 überprüft, ob gleichzeitig dazu die Beschleunigung negativ und/oder die
Momentangeschwindigkeit v(ti) kleiner als die Durchschnittsgeschwindigkeit der
davorliegenden 10 Sekunden war. Sind beide Bedingungen nicht erfüllt, so wird zu
Schritt S140 verzweigt.
Wird in Schritt S140 eine erneute Staumeldung erzeugt, so wird zu Schritt S150
zurückverzweigt.
Ergibt die Stauanalyse in Schritt S129 jedoch, daß eine oder beide der
obengenannten Bedingungen erfüllt ist bzw. sind, so wird in Schritt S136 geprüft, ob
die Geschwindigkeit innerhalb der letzten 60 Sekunden bei 0 lag. Ist dies der Fall, so
wird eine Verkehrsqualitätsklasse e) angenommen (Schritt S134), ist dies nicht der
Fall, so wird eine Verkehrsqualitätsklasse d) (S138) angenommen.
Insgesamt kann mit dem vorliegenden Algorithmus der Verkehr in die Qualitätsstufen
a) bis f) eingeteilt werden. Dabei können ergänzend noch die Informationen von
anderen Sensoren (z. B. Lichtzustand, Scheibenwischerschaltung,
Außentemperatur, Regensensor, Radschlupfregelsystemaktivität, Blinkeraktivität,
Warnblinkeraktivität) ermittelt und mitberücksichtigt werden. Diese Signale lassen
nämlich auch einen Aufschluß über die vorliegenden Fahrbedingungen und damit
über eventuelle fahrerseitige Randbedingungen zu, so daß daraus resultierende Ge
schwindigkeitseffekte kompensiert werden können.
Es ist klar ersichtlich, daß das vorbeschriebene Verfahren eine besondere Möglich
keit zur Erkennung von Staus bietet. Insbesondere wurde in Schritt S126 ein Staufuß
festgestellt. Eine solche Information kann sofort an eine zentrale Recheneinheit
übermittelt werden, die diese Information wiederum an die übrigen Verkehrsteilneh
mer übermittelt, so daß die durch einen Stau auftretende Verkehrsgefährdung mit
geteilt werden kann.
In Fig. 1 ist ein Diagramm dargestellt, in dem über einer Zeitabszisse eine Ge
schwindigkeitskurve 30, das normierte Beschleunigungsrauschen Rn 40 und die
Bremsaktivitäten 50 dargestellt sind. Bei den Praxisdaten trat im Zeitpunkt, der mit
gestrichelter Linie A gekennzeichnet ist, ein Staufuß auf. Der Kopf des Staus lag zu
einem Zeitpunkt vor, der mit der gestrichelten Linie B gekennzeichnet ist. Deutlich ist
zu erkennen, daß die Werte des normierten Beschleunigungsrauschens Rn zwischen
den Linien A und B immer wieder relativ hoch sind und insbesondere der Staufuß
durch ein Ansteigen des normierten Beschleunigungsrauschens deutlich zum
Ausdruck kommt. Ferner zeigt auch die Zunahme der Bremsaktivitäten einen
Staukopf an. Gibt das Fahrzeug die Fahrzeugdaten in den entsprechenden Zeitpunk
ten mit der zugehörigen Georeferenzierung an eine außerhalb des Fahrzeugs be
findliche zentrale Recheneinheit ab, so kann diese den Stau schnell und genau er
kennen und an die weiteren Verkehrsteilnehmer weitergeben.
Werden mehrere solcher Fahrzeuge als "Sensoren" verwendet, kann auch bereits
durch einen kleinen Anteil von solchen Fahrzeugen im Straßennetz ein aussage
kräftiger Zustand über die Verkehrsqualität im Straßennetz ermittelt werden.
Der oben vorgestellte Algorithmus eignet sich insbesondere für die Verkehrsquali
tätsermittlung auf Autobahnen. Es stellt für den Fachmann jedoch keine Schwierig
keit dar, den Algorithmus so abzuwandeln, daß auch eine Verkehrsqualitätsaussage
auf Landstraßen möglich ist.
Ein Vorteil des oben beschriebenen Systems liegt darin, daß alle erwähnten Senso
ren normalerweise im Fahrzeug verbaut sind und die entsprechenden Sensorsignale
vorliegen. Ebenso ist in vielen Fahrzeugen bereits die Möglichkeit vorhanden, über
GSM (Globales System für Mobile Kommunikation) die Daten zu übertragen. Zur
Ausführung der Erfindung bedarf es daher lediglich noch einer Berechnungs- und
Beurteilungseinheit, die die fahrzeugspezifischen Daten auswerten.
Vorteilhaft ist weiter, daß im Basissystem lediglich die Geschwindigkeits- und
vorzugsweise auch die Bremsdaten benötigt werden. Diese werden zu
mikroskopischen Kenngrößen (mittlere Geschwindigkeit, normiertes Beschleu
nigungsrauschen Rn und der Bremsaktivität) verarbeitet. Wesentlich ist auch, daß
die Ermittlung der Verkehrsqualität im Fahrzeug selbst automatisch und mit großer
Echtzeitnähe erfolgt.
Werden die Verkehrsqualitätsdaten an eine zentrale Recheneinheit übertragen,
können die dort vorliegenden Informationen verarbeitet und aufbereitet wieder an
andere Fahrzeugteilnehmer zurückübertragen werden. Dies kann in audio- oder
videoaufbereiteten Form geschehen. Die übrigen Verkehrsteilnehmer könnten bei
spielsweise in einer Minimallösung lediglich über Staus informiert werden. In einer
anderen Lösung könnten ihnen in Form einer mit Farbe gekennzeichneten
Straßenkarte auf einem Bildschirm Informationen über die Verkehrsqualität auf einer
bestimmten Strecke übermittelt werden.
Claims (13)
1. Verfahren zur Verkehrsqualitätserkennung, bei dem als
Ausgangsgröße laufend zumindest die Geschwindigkeitsdaten bei wenig
stens einem Fahrzeug ermittelt werden,
aus dieser Größe zumindest eine Kenngröße jeweils über ein gleitendes Zeitfenster hinweg berechnet wird und
aus dieser Kenngröße oder diesen Kenngrößen im Fahrzeug ein Verkehrs qualitätswert ermittelt wird, der über die Verkehrsqualität im Bereich um das jeweilige Fahrzeug Auskunft gibt.
aus dieser Größe zumindest eine Kenngröße jeweils über ein gleitendes Zeitfenster hinweg berechnet wird und
aus dieser Kenngröße oder diesen Kenngrößen im Fahrzeug ein Verkehrs qualitätswert ermittelt wird, der über die Verkehrsqualität im Bereich um das jeweilige Fahrzeug Auskunft gibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als weitere Ausgangsgröße laufend die Bremsaktivitäten berücksichtigt
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kenngrößen zumindest die mittlere Geschwindigkeit des Fahrzeugs
und ein normiertes Beschleunigungsrauschen (Rn) jeweils in dem gleitenden
Zeitfenster berechnet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß als normiertes Beschleunigungsrauschen der Quotient zwischen einer
seits der Abweichung einer momentanen Beschleunigung von einer in dem
gleitenden Zeitfenster ermittelten mittleren Beschleunigung und andererseits
der in dem gleichen oder einem anderen Zeitfenster vorliegenden mittleren
Geschwindigkeit bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verkehrsqualitätswert in verschiedene Klassen von freier Verkehr bis
stehender Verkehr eingeteilt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der der jeweiligen Verkehrsqualität entsprechende Verkehrsqualitätswert,
an eine außerhalb des jeweiligen Fahrzeugs befindliche Zentraleinheit
übertragen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Georeferenzierung mitübertragen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Übertragung mittels Infrarot- oder Funksignals, insbesondere mittels
eines GSM-Systems, durchgeführt wird.
9. Fahrzeug als Mittel zur Bestimmung der Verkehrsqualität umfassend
zumindest einen Geschwindigkeitssensor (10), der die Fahrzeugge
schwindigkeit laufend ermittelt,
eine Berechnungseinheit (12) zur Bestimmung zumindest einer Kenngröße
aus dem Geschwindigkeitssignal in einem gleitenden Zeitfenster und
eine Beurteilungseinheit (14), die aufgrund der Kenngröße oder der
Kenngrößen einen Verkehrsqualitätswert ermittelt.
10. Fahrzeug nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Sensor (13) die Bremsaktivitäten erfaßt und ein entsprechendes
Signal an die Beurteilungseinheit (14) übermittelt.
11. Fahrzeug nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Berechnungseinheit (12) derart ausgebildet ist, um als Kenngrößen
zumindest die mittlere Geschwindigkeit des Fahrzeugs und ein normiertes
Beschleunigungsrauschen (Rn) jeweils in dem gleichen Zeitfenster zu
berechnen.
12. Fahrzeug nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Berechnungseinheit (12) derart ausgebildet ist, um als normiertes Be
schleunigungsrauschen den Quotienten zwischen einerseits der Abweichung
einer momentanen Beschleunigung von einer in dem Zeitfenster ermittelten
mittleren Beschleunigung und andererseits der in dem gleichen oder einem
anderen Zeitintervall vorliegenden mittleren Geschwindigkeit zu bestimmen.
13. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Sendeeinheit (16) vorgesehen ist, welche den der jeweiligen Ver
kehrsqualität entsprechende Verkehrsqualitätswert an eine außerhalb des
jeweiligen Fahrzeugs befindliche Zentraleinheit überträgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998133614 DE19833614B4 (de) | 1998-07-25 | 1998-07-25 | Verfahren zur Verkehrsqualitätserkennung und Fahrzeug als Mittel dazu |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998133614 DE19833614B4 (de) | 1998-07-25 | 1998-07-25 | Verfahren zur Verkehrsqualitätserkennung und Fahrzeug als Mittel dazu |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19833614A1 true DE19833614A1 (de) | 2000-01-27 |
DE19833614B4 DE19833614B4 (de) | 2009-12-10 |
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ID=7875353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1998133614 Expired - Fee Related DE19833614B4 (de) | 1998-07-25 | 1998-07-25 | Verfahren zur Verkehrsqualitätserkennung und Fahrzeug als Mittel dazu |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19833614B4 (de) |
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