DE19902365A1

DE19902365A1 - Process for the analysis of traffic flows for optimized traffic flow control and for the needs-based planning of road traffic networks

Info

Publication number: DE19902365A1
Application number: DE19902365A
Authority: DE
Inventors: Walter Keller
Original assignee: Deutsche Telekom AG; DeTeMobil Deutsche Telekom Mobilnet GmbH
Current assignee: Telekom Deutschland GmbH
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2000-07-27
Also published as: DE50013340D1; EP1022703A2; ATE337594T1; EP1022703B1; EP1022703A3

Abstract

A road region being monitored is provided at all relevant entry and exit points with suitable detectors to detect individual vehicles. Identification codes are used to store all movement profiles as data sets in an analysis computer, or to recover data sets that have already been stored. The data sets are appended by the current movement profile of the vehicle concerned to enable a complex traffic flow analysis in the region being monitored.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse von Verkehrsflüssen zur optimierten Verkehrsflußsteuerung sowie zur bedarfsgerechten Planung von Straßenverkehrsnetzen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for analyzing traffic flows for optimized Traffic flow control as well as for the needs-based planning of road traffic networks, according to the preamble of claim 1.

State of the art, problems u. disadvantage

Die Verkehrsflußanalyse als Basis für die Verkehrsflußsteuerung und Streckenplanung wird bisweilen mittels Zählverfahren erstellt. Dabei werden gewöhnlich alle Fahrzeuge der in Frage kommenden Verkehrsabschnitte im Betrachtungszeitraum manuell gezählt. Hieraus ergibt sich eine Aussage zur zeitabhängigen Verkehrsdichte und demgemäß ein etwaiger Bedarf zum Fahrbahnausbau. Das Verfahren findet seine Grenzen in der Erfassung komplexerer Abhängigkeiten, beispielsweise im Kreuzungsbereich. Üblich ist dann die zeitweise Plazierung von Zählpersonen an allen Ein- und Ausfahrten, welche sowohl Fahrzeugdichte, als auch Verkehrsverhalten (wieviele biegen wo ab o. ä.) erfassen. Daraus lassen sich durch anschließende Auswertung Rückschlüsse auf beispielsweise Ampelsteuerung und Anzahl der Spuren ziehen.The traffic flow analysis as the basis for traffic flow control and route planning is sometimes created by counting. Usually all vehicles of the Question coming traffic sections manually counted in the observation period. Out of this there is a statement about the time-dependent traffic density and accordingly a possible one Need for lane expansion. The process has its limits in recording more complex dependencies, for example in the intersection area. Then it is common temporary placement of counter at all entrances and exits, which both Record vehicle density as well as traffic behavior (how many bend where, etc.). Out of it conclusions can be drawn, for example, by subsequent evaluation Draw traffic light control and number of lanes.

Bei extremen Anwendungsfällen ist dieses Verfahren nicht verwendbar, wenn beispielsweise die Entfernungen zu groß und unüberschaubar sind, häufiger Spurwechsel der Fahrzeuge vorliegt und zudem hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten und hohes Verkehrsaufkommen vorhanden sind.This method cannot be used in extreme applications, for example the distances are too long and confusing, the vehicles change lanes frequently is present and also high vehicle speeds and high traffic available.

Dies ist beispielhaft in Fig. 1 dargestellt. Eine mehrspurige Autobahn enthält in relativ kurzer Folge die drei Einmündungen a, b und c sowie die drei Abfahrten d, e und f. Nun könnte man durch manuelles oder auch automatisches Zählen zwar die Verkehrsdichte auf allen Wegen erfassen, die eigentliche Ursache für die entstehenden Staus ist damit jedoch nicht ermittelbar, da dieses Verfahren keine Aussage ermöglicht, welche Verkehrsströme zu welchen Anteilen wohin führen. Auch eine etwaige Erweiterung der Autobahn um eine weitere Spur bringt im Betrachtungsfall keine Abhilfe, wenn eine hohe statistische Verkehrsmischung auf alle An- und Abfahrten vorliegt. Die Stauursache liegt dann oft in der gegenseitigen Blockierung beim zuweilen zwingend erforderlichen oder vermeintlich vorteilhaften Spurwechsel, wobei die theoretische Durchsatzgrenze der jeweiligen Fahrspuren sowie der An- und Abfahrten bei weitem nicht erreicht wird.This is shown by way of example in FIG. 1. A multi-lane motorway contains the three junctions a, b and c and the three exits d, e and f in a relatively short succession. Now you could record the traffic density on all routes by manual or automatic counting, but the actual cause of the congestion cannot be determined, since this method does not allow a statement as to which traffic flows lead to which proportions and where. A possible extension of the freeway by another lane does not help in the case under consideration if there is a high statistical traffic mix on all arrivals and departures. The cause of the traffic jam is often the mutual blocking of lane changes that are sometimes absolutely necessary or supposedly advantageous, whereby the theoretical throughput limit of the respective lanes as well as the arrival and departure are far from being reached.

Im Vorliegenden Beispiel könnte ggf. die Abhilfe der Verkehrsproblematik in einer zusätzlichen Verbindung (Beipaß) a-e bestehen (Fig. 2).In the present example, the remedy of the traffic problem could possibly be an additional connection (bypass) ae ( Fig. 2).

In der Praxis ist die komplexe Analyse und Verkehrsoptimierung in solchen Fällen aus vorgenannten Gründen jedoch nicht möglich, was der täglichen Situation auf den Autobahnen zu entnehmen ist.In practice, the complex analysis and traffic optimization is over in such cases aforementioned reasons, however, what the daily situation on the Motorways can be seen.

Dieser Situation soll mit der vorliegenden Erfindung Abhilfe geschaffen werden. The present invention is intended to remedy this situation.

Task according to the invention

Der vorliegende Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, auf dessen Basis eine automatische Analyse komplexer Verkehrsflüsse zwecks optimierter Verkehrsflußsteuerung und bedarfsgerechter Planung von Straßenverkehrsnetzen möglich ist.The object of the present invention is to propose a method the basis of which is an automatic analysis of complex traffic flows in order to optimize them Traffic flow control and needs-based planning of road networks possible is.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.

Explanation

Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf einer sensorischen Erfassung des kompletten Problembereiches, zumindest jedoch an allen An- und Zufahrtspunkten des geschlossenen Systemes sowie auf einer fahrzeugindividuellen Erkennung und Verkehrsverfolgung sowie einer automatischen Verkehrsauswertung. Vorrangig interessiert hierbei die statistische Aufteilung der Verkehrsflüsse bezüglich Ursprung und Ziel aller individuellen Fahrzeuge, aber auch die statistische Auswertung von Spurwechselvorgängen. Auf der Basis der erstellten Analyse kann im weiteren Entwicklungsprozeß zunächst eine rechnergestützte Verkehrssimulation mit Optimierung und anschließender tatsächlicher Verkehrswegeoptimierung erfolgen.The method according to the invention is based on a sensory detection of the complete Problem area, at least at all approach and access points of the closed System as well as vehicle-specific detection and traffic tracking as well an automatic traffic evaluation. The statistical is of primary interest here Distribution of traffic flows regarding the origin and destination of all individual vehicles, but also the statistical evaluation of lane change processes. Based on the The analysis created can initially be computer-aided in the further development process Traffic simulation with optimization and subsequent actual Traffic routes are optimized.

Das Verfahren bedingt die zumindest zeitweise Installation vorzugsweise optischer Sensoren an allen Fahrspuren (vorzugsweise an den Grenzen des Betrachtungsgebietes sowie zwecks Spurwechselverfolgung an demgemäß interessanten Punkten innerhalb des Betrachtungsgebietes), wobei eine hinreichend zuverlässige Fahrzeugidentifikation für die statistische Auswertung durch reproduzierbare Kriterien erfolgt, beispielsweise die Auswertung des Kennzeichens, oder eine alternative Fahrzeuganalyse nach Abmessung, Farbe, Anzahl und Merkmale der erkennbaren Personen, Geräuschverhalten o. ä. Fig. 3 zeigt die bevorzugten Analysepositionen im vorstehenden Beispiel, hier durchlaufend mit 1. . .12 gekennzeichnet.The method requires the at least temporary installation of preferably optical sensors on all lanes (preferably at the borders of the observation area and for the purpose of lane change tracking at points of interest within the observation area), with sufficiently reliable vehicle identification for statistical evaluation using reproducible criteria, e.g. the evaluation of the Number plate, or an alternative vehicle analysis based on dimensions, color, number and characteristics of the recognizable persons, noise behavior or the like. FIG. 3 shows the preferred analysis positions in the example above, here continuously with 1 . , , 12 marked.

An jeder einzelnen Position erfolgt zunächst eine Analyse der vorbeifahrenden Fahrzeuge, wobei allen Zufahrtsstellen (1, 7, 9 u. 11) die Aufgabe der Identifikation sowie zusätzlich der Speicherung der Fahrzeuge samt zusätzlich erforderlicher Parameter, wie beispielsweise Uhrzeit, Geschwindigkeit, Spur, Ort, relative Position zu anderen Fahrzeugen etc. erfolgt. An allen restlichen Erfassungsstellen erfolgt nach der jeweiligen Erkennung gemäß festgelegtem Verfahren und Zuordnung der entsprechenden Identifikationsparameter eine Suche des entsprechenden Objektes im angelegten Datensatz des zentralen Speichers sowie der zusätzliche Eintrag aller neuen bewegungsrelevanten Daten.At each individual position, the passing vehicles are first analyzed, with all access points ( 1 , 7 , 9 and 11 ) having the task of identifying and additionally storing the vehicles including additional required parameters such as time, speed, lane, location, relative position to other vehicles, etc. At all remaining detection points, after the respective detection according to a defined method and assignment of the corresponding identification parameters, a search for the corresponding object in the created data record of the central memory and the additional entry of all new movement-relevant data is carried out.

Auf diese Weise kann im laufenden Betrieb permanent (online) eine statistische Auswertung der Verkehrssituation erfolgen, wobei zur weiterführenden Analyse eine entsprechende Verkehrsprofil über der Zeitachse als Parameter als Auswertungskriterium für beispielsweise eine tageszeitgesteuerte Verkehrsflußlenkung erfolgen.In this way, a statistical evaluation can be carried out continuously (online) during operation the traffic situation, with a corresponding one for further analysis Traffic profile over the time axis as a parameter as an evaluation criterion for example traffic flow is controlled by time of day.

Die Anordnung der vorzugsweise optischen Sensoren kann beispielsweise auf temporär installierten Montagebrücken in entsprechender Höhe quer über die Fahrbahn, oder beispielsweise bei entsprechender Geschwindigkeitsbegrenzung zwischen den Fahrstreifen - hierbei allerdings mit entsprechender Verkehrsbeeinträchtigung - erfolgen. Wenn jeweils nur ein oder zwei Fahrspuren vorhanden sind, ist auch eine Anordnungam Straßenrand möglich. The arrangement of the preferably optical sensors can be temporary, for example installed mounting bridges at an appropriate height across the road, or for example with a corresponding speed limit between the lanes - but with a corresponding traffic impairment. If each if there are only one or two lanes, there is also an arrangement on the roadside possible.

Zusätzliche Kriterien, wie beispielsweise die Position zwischen anderen abgespeicherten Fahrzeugen können zur Erkennung herangezogen werden.Additional criteria, such as the position between others stored Vehicles can be used for detection.

Fig. 4 zeigt die dezentrale Datenerfassung mittels optischer Sensoren, wobei im dargestellten Beispiel ein Datenerfassungsrechner (ER) alle ggf. erforderlichen Spursensoren (a, b, c) einer jeweiligen Beobachtungsposition erfaßt und derart vorverarbeitet, daß jedes Fahrzeug individuell mit einem festgelegten und für alle Datenerfassungsrechner identischen Parametersatz beschrieben wird, der hiernach samt der erforderlichen orts- und zeitspezifischen Verkehrsflußparameter zum zentralen Auswerte- bzw. Analyserechner (AR) übertragen wird. Die Speicherung und Zuordnung, sowie die statistische Auswertung aller Daten erfolgt sodann im zentralen Auswerte- bzw. Analyserechner. Fig. 4 shows the decentralized data acquisition by means of optical sensors, in the example shown a data acquisition computer (ER) acquires all the necessary track sensors (a, b, c) of a respective observation position and preprocessed in such a way that each vehicle individually with a fixed and for all Data acquisition computer identical parameter set is described, which is then transmitted together with the necessary location and time-specific traffic flow parameters to the central evaluation or analysis computer (AR). The storage and assignment, as well as the statistical evaluation of all data is then carried out in the central evaluation or analysis computer.

Alternativ zum beschriebenen Fahrzeugidentifikationsverfahren ist ein Verfahren mit objektbezogener Verfolgung aller Fahrzeuge für den Fall möglich, daß der gesamte Beobachtungsbereich in geschlossener Form überwacht wird, so daß für ein beispielsweise auf optischer Erfassung beruhendes Analysesystem keine Lücken bei der Fahrzeugverfolgung vorhanden sind.As an alternative to the vehicle identification method described, a method with Object-related tracking of all vehicles possible in the event that the entire Observation area is monitored in a closed form, so that for example analysis system based on optical detection no gaps in the Vehicle tracking is in place.

Claims

1. The invention relates to a method for analyzing traffic flows for optimized traffic flow control and for needs-based planning of road networks, according to the preamble of claim 1, characterized in that a generally complex traffic section to be considered, at least at all relevant entry and exit points, and For the purpose of traffic flow analysis within the observation area, also at at least all analysis-relevant points, is equipped with suitable devices, for example optical sensors, with the aid of which vehicles can be individually recognized as reproducible and stored as a data record in an analysis computer using a suitable identification code together with the associated motion profile, or at data records already created are recognized and expanded by the current movement profile of the measuring station concerned, which enables the complex traffic flow analysis in the area concerned earth

2. The method according to claim 1, characterized in that the vehicle identification with sufficient certainty in the case of the invention in the course of the overall measurement must be reproducible, whereby in addition to the recognition of the license plate alternatively offer in particular optical vehicle analyzes, the description / Identification for the purpose of accelerating and simplifying the IT processes using the Parameter sets assigned to optical criteria are carried out.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that for comfortable Design of the evaluation procedure preferably a direct assignment and extension of the local motion profile to data records already saved by others Measuring stations are carried out, with a station-independent higher-level evaluation process a permanent statistical evaluation of the complex traffic flow with everyone desired parameters and at least the analyzed values for later further consideration and use in resistant storage devices.

4. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least the statistical traffic flow data are saved in such a long-term memory that it for later computer-aided simulation of alternative traffic flow control models or changed traffic routing to optimize traffic flow in the Are considered.

5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that in an alternative technical implementation of the process of vehicle identification through a process of permanent seamless vehicle tracking - by means of an Pattern recognition based software procedure - throughout Observation area takes place, in which case the entire observation area seamlessly with appropriate sensors, e.g. B. optical sensors must be detected and the collected data for evaluation and analysis to a common complete data set, e.g. B. an overall image, for subsequent Evaluation can be compiled.