DE19928451A1 - Ortungsverfahren mit einem Mobilfunksystem - Google Patents

Abstract

Ein Ortungsverfahren mit einem Mobilfunksystem mit Basisstations-Sendeempfängern (BTS) und mobilen Endgeräten, bei dem jeder Basisstations-Sendeempfänger (BTS) eine Servicezelle zur Kommunikation mit den mobilen Endgeräten in der Servicezelle bildet, hat die Schritte DOLLAR A a) Ermitteln und Abspeichern der Servicezellen-Identifikationen der zugeordneten Servicezelle und von Zeitinformationen; DOLLAR A b) Übertragen der abgespeicherten Servicezellen-Identifikationen und der jeweiligen Zeitinformationen an eine Zentrale; DOLLAR A c) Bestimmen der Positionen aus den jeweiligen Servicezellen-Identifikationen durch Vergleich mit entsprechenden geographischen Daten über die Servicezellen des Mobilfunknetzes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ortungsverfahren mit einem Mobilfunk­ system mit Basisstations-Sendeempfängern und mobilen Endgeräten, wobei jeder Basisstation-Sendeempfänger eine Servicezelle zur Kommunikation mit den mobilen Endgeräten in der Servicezelle bildet.

Zur Navigation, Fuhrparksteuerung und Verkehrslagedatenerfassung ist es erforderlich, die Positionen mobiler Verkehrsteilnehmer regelmäßig zu erfassen. Vor allem zur Verkehrslagedatenerfassung (z. B. in einem Verkehrsmanagementsystem) müssen möglichst alle relevanten Wegedaten, wie z. B. Fahrtbeginn und Fahrtende, Quel­ le und Ziel, wie Zweck, Verkehrsmittel und Route, von einer Vielzahl von Verkehrsteilnehmern ohne einen nennenswerten Zu­ satzaufwand für die Verkehrsteilnehmer automatisch erfaßt wer­ den.

Zur Ortung sind GPS-Ortungsverfahren bekannt, bei denen mit Hil­ fe von Navigationssatelliten die Positionen relativ genau be­ stimmt werden können. Das Verfahren erfordert nachteilig relativ aufwendige und teure GPS-Navigationsempfänger. Diese sind ener­ gieintensiv und störanfällig. Da das GPS-System auch militärisch genutzt wird, ist ein GPS-Ortungsverfahren im Krisenfall nicht funktionsfähig. Zudem bestehen Empfangslöcher z. B. in U-Bahnen, Tunnels etc., in denen eine GPS-Positionsbestimmung nicht mög­ lich ist.

Es sind weiterhin Ortungsverfahren in einem Mobilfunksystem be­ kannt, bei denen die Laufzeiten von Signalen zwischen mobilen Endgeräten und Basisstationen gemessen werden. Die Laufzeitmes­ sung und Positionsauswertung erfolgt zentral in der Basissta­ tion. Sie weist nur eine relativ geringe Genauigkeit auf. Die Kapazität dieses Systems ist begrenzt und daher nicht im großen Maßstab einsetzbar.

Zur Erfassung des Verkehrs werden weiterhin Detektionsschleifen in Fahrbahnen eingelassen, um Fahrzeuge lokal zu zählen. Zudem sind Infraroterfassungsgeräte vor allem auf Autobahnen oberhalb der Fahrbahn angebracht. Diese Maßnahmen sind sehr kostenaufwen­ dig und bieten nur Informationen für einen bestimmten Strecken­ abschnitt. Eine Aussage über das Verkehrsverhalten individueller Verkehrsteilnehmer kann mit diesen Maßnahmen nicht gewonnen wer­ den.

Bei der sogenannten FCD-Methode (Floating Car Data) werden fahr­ zeugbezogene Kenngrößen wie Position und Geschwindigkeit mit Sensoren ermittelt, die in den Fahrzeugen eingebaut sind, und über Datenfunk an eine Zentrale übertragen. Die FCD-Methode er­ fordert nachteilig eine entsprechende Aufrüstung der Fahrzeuge mit GPS und einem Kommunikationssystem.

Aufgabe der Erfindung war es, ein Ortungsverfahren mit einem Mo­ bilfunksystem anzugeben, das einen geringen Zusatzaufwand für die Dateneingabe und möglichst keine zusätzliche Infrastruktur erfordert und auch für nicht motorisierte Verkehrsteilnehmer (Fußgänger, Radfahren, Nutzer des öffentlichen Verkehrssystems) nutzbar ist.

Die Aufgabe wird durch das Ortungsverfahren gemäß Anspruch 1 durch die Schritte gelöst von:

• - Ermitteln und Abspeichern der Servicezellen-Identifikatio­ nen der zugeordneten Servicezelle und von Zeitinformatio­ nen;
• - Übertragen der abgespeicherten Servicezellen-Identifikatio­ nen und jeweiligen Zeitinformationen an eine Zentrale;
• - Bestimmen der Positionen aus den jeweiligen Servicezellen- Identifikationen durch Vergleich mit entsprechenden geogra­ phischen Daten über die Servicezellen des Mobilfunknetzes.

Erfindungsgemäß wird somit in jenem entsprechend programmierten mobilen Endgerät die Servicezellen mit den zugehörigen Zeiten erfaßt und abgespeichert. Diese Daten werden von einer Zentrale ausgewertet, so daß eine Grobortung der mobilen Endgeräte erfol­ gen kann. Die Genauigkeit der Grobortung ist abhängig von der Größe der Servicezellen. Bei dem heute verfügbaren Mobilfunknet­ zen sind in der Regel aus wirtschaftlichen Gründen in ländlichen Gebieten die Servicezellen relativ groß. In Ballungsräumen hin­ gegen liegen die Servicezellen relativ eng nebeneinander und die Abstrahlbereiche der zugehörigen Basisstation-Sendeempfänger sind entsprechend klein.

Dadurch, daß die Informationen lokal in den einzelnen mobilen Endgeräten gesammelt werden und lediglich die Auswertung dieser Informationen in der Zentrale erfolgt, ist das Ortungsverfahren im großen Maßstab verwendbar. Zudem ist vorteilhafterweise keine zusätzliche Infrastruktur erforderlich, da verfügbare Mobilfunk­ netze mit den vorhandenen Mobiltelefone eingesetzt werden kön­ nen. Hierzu müssen die mobilen Endgeräte lediglich mit einem speziellen Anwendungsprogramm ausgerüstet werden.

Das Mobilfunksystem besteht aus einer Vielzahl von Basisstatio­ nen mit jeweils einem oder mehreren Basisstations-Sendeempfän­ gern. Die Basisstationen spannen zusammen ein Funknetz auf. Je­ weils ein Basisstations-Sendeempfänger versorgt eine sogenannte Funkzelle. An einem geographischen Ort können mehrere Basissta­ tions-Sendeempfänger gemeinsam positioniert sein. Üblicherweise besteht der von einer Basisstation versorgte Bereich aus mehre­ ren Sektoren, wobei jeder Sektor einer Funkzelle entspricht, eine eigene Servicezellen-Identifikation hat und von einem Ba­ sisstations-Sendeempfänger versorgt wird. Die Basisstation wird durch eine Basisstationskennung identifiziert und die Zellen werden durch eine Servicezellen-Identifikation erkannt. Diese Kennungen stehen als digitale Codes zur Verfügung und werden von den Basisstations-Sendeempfängern ausgestrahlt.

Die Genauigkeit der ermittelten Positionen kann erhöht werden, indem die räumlichen Empfangsbereiche der jeweils empfangbaren Basisstations-Sendeempfänger überlagert werden und die Schnitt­ fläche der Empfangsbereiche bestimmt wird. Hierbei wird ausge­ nutzt, daß jedes betriebsbereite mobile Endgerät im eingeschal­ teten Zustand abhängig von seinem Aufenthaltsort einer Service­ zelle zugeordnet ist und in festen Zeitabständen unabhängig von einer Gesprächsdurchführung die momentan zugeordnete Servicezel­ le und die weiteren sichtbaren Servicezellen ermittelt.

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß die Empfangsfeldstärken für mehrere empfangbare Basisstations-Sendeempfänger zu messen, ab­ zuspeichern und auszuwerten. Hierbei sind Referenzfeldstärken in der Zentrale positionsabhängig gespeichert. Diese Referenzfeld­ stärken werden entweder analytisch bestimmt oder mit Hilfe von Meßfahrten gewonnen. An jedem Ort lassen sich charakteristische Muster der Empfangsfeldstärken der empfangbaren Basisstations- Sendeempfänger feststellen. Durch einen Mustervergleich können die tatsächlich empfangenen Feldstärkemuster mit den Referenzmu­ stern verglichen und daraus die Position bestimmt werden. Dieser Mustervergleich muß lediglich in dem Gebiet durchgeführt werden, der durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und 2 grob be­ stimmt wurde.

Für den Mustervergleich ist es vorteilhaft, die Differenzen zwi­ schen den gemessenen Empfangsfeldstärken der verschiedenen Ba­ sisstations-Sendeempfängern zu berechnen und diese mit entspre­ chenden Differenzen der Referenzfeldstärken zu vergleichen. Al­ lerdings können die absoluten Größen der Empfangsfeldstärken durch Umwelteinflüsse, wie z. B. Wetterlage etc. schwanken. Da­ her ist es besonders vorteilhaft, die Quotienten bzw. weitere Ableitungen dieser Meßgrößen nach der Zeit oder Richtung zwi­ schen den Empfangsfeldstärken der Basisstations-Sendeempfänger zu berechnen und mit den entsprechenden Meßgrößen der Referenz­ feldstärken zu vergleichen. Hierdurch bleiben die auf alle Ba­ sisstations-Sendeempfänger gleichermaßen wirkenden Umweltein­ flüsse unberücksichtigt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, für den Vergleich der Empfangs­ feldstärken und der Referenzfeldstärken einen Toleranzschwell­ wert festzulegen. Der Mustervergleich wird somit erfindungsgemäß mit einer unscharfen Logik, z. B. einer Fuzzy-Logik durchgeführt und es ist keine absolute Übereinstimmung der gemessenen Feld­ stärke mit der Referenzfeldstärke erforderlich.

Die Mustererkennung kann auch mit Hilfe von Größen durchgeführt werden, die aus der Empfangsfeldstärke abgeleitet werden.

Zur Erfassung des Verkehrsverhaltens ist es weiterhin vorteil­ haft, die Varianz der ermittelten Positionen zu berechnen. Wei­ terhin ist es vorteilhaft, die Geschwindigkeit, Richtung oder Beschleunigung anhand der ermittelten Positionen und der zugehö­ rigen Zeitinformationen zu berechnen.

Die ermittelten Positionen können mittels einer Ausgleichsrech­ nung, z. B. mit Hilfe eines Kalmann-Filters, korrigiert werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, die ermittelten Positionen zu ex­ trapolieren und die derart berechneten Positionen mittels einer Ausgleichsrechnung zu korrigieren.

Zur Extrapolation der ermittelten Positionen können vorteilhaf­ terweise die verfügbaren Verkehrswege in dem Gebiet der ermit­ telten Positionen ausgewählt werden und die ermittelten Positio­ nen auf die verfügbaren Verkehrswege projiziert und korrigiert werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Geschwindigkeit aus den ermittelten Positionen und den entsprechenden Zeitinforma­ tionen zu bestimmen und die ermittelten Positionen mittels der Geschwindigkeiten zu korrigieren. Hierbei können Verkehrswege ausgeschlossen werden, die eine Fortbewegung mit den berechneten Geschwindigkeiten üblicherweise nicht zulassen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die Bewegungsrichtung und Be­ schleunigung aus den ermittelten Positionen zu bestimmen und die ermittelten Positionen anhand der Bewegungsrichtung zu korrigie­ ren. Hierzu kann z. B. eine Einschränkung der verfügbaren Ver­ kehrswege erfolgen, indem die Verkehrswege unberücksichtigt bleiben, die keine Fortbewegung in der ermittelten Bewegungs­ richtung zulassen. Ferner können die möglichen Fortbewegungsmit­ tel aus der Geschwindigkeit, der Bewegungsrichtung und/oder den verfügbaren Verkehrswegen ermittelt werden und die ermittelten Positionen auf die für die möglicherweise verwendeten Fortbewe­ gungsmittel verfügbaren Verkehrswege projiziert und korrigiert werden. Wenn z. B. ein Fußgänger aufgrund einer kontinuierlichen langsamen Geschwindigkeit erkannt wird, können sämtliche Eisen­ bahnstrecken für die Korrektur der Positionen außer Betracht bleiben.

Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Verfahren zur logischen Ortung ist es möglich, die durch die Servicezellen-Identifika­ tionen, die Auswertung der Überschneidung der Empfangsbereiche der ermittelten Basisstations-Sendeempfängern und/oder durch den Vergleich der Empfangsfeldstärken mit Referenzfeldstärken ermit­ telten Positionen zu korrigieren und die Ortungsgenauigkeit zu erhöhen. Zur logischen Ordnung wird vorteilhafterweise ein geo­ graphisches Informationssystem verwendet, in dem die Verkehrs­ netze, Fahrtrouten und physikalischen Randparameter wie mögliche Geschwindigkeiten abgespeichert sind. Ein solches geographisches Informationssystems ermöglicht es weiterhin, Streckenstümpfe als mögliche Verkehrswege auszuschließen, die nicht in die identifi­ zierten Servicezellen führen und aus diesen herausweisen. Zudem können Verkehrswege ausgeschlossen werden in denen die Reisezeit zwischen den ermittelten Positionen mit den möglichen Reisezei­ ten für die verfügbaren Verkehrswege verglichen werden.

Das Ortungsverfahren wird vorzugsweise zur Erfassung des Ver­ kehrsverhaltens sowohl des motorisierten Individualverkehrs, als auch des öffentlichen Verkehrs eingesetzt, wobei Zusatzinforma­ tionen, wie Fahrtzweck, Verkehrsmittel etc. in das mobile Endge­ rät eingegeben, an die Zentrale übertragen und dort z. B. statis­ tisch ausgewertet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnun­ gen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Systematik der Teilortungsverfahren;

Fig. 2 Ortung in einem Mobilfunknetz anhand der Em­ pfangsfeldstärken von und der Überlagerung der Empfangsbereiche vier Basisstations-Sendeempfän­ gern;

Fig. 3 Referenzfeldstärken von drei Basisstations-Sen­ deempfängern über den Weg auf einem Straßenab­ schnitt für die Mustererkennung;

Fig. 4 Logische Ortung zur Erhöhung der Ortungsgenauig­ keit;

Fig. 5 Logische Ortung durch Bewertung von Routen in Servicezellen

Fig. 6 Telematische Erfassung des Verkehrsverhaltens mit Hilfe des Ortungsverfahrens.

In der Fig. 1 ist die Systematik der Teilortungsverfahren skiz­ ziert, wobei die Ortungsgenauigkeit mit Hilfe einer Kombination der verschiedenen Verfahren gesteigert werden kann. Es werden Daten und Meßgrößen ausgewertet, die von dem Mobilfunknetz be­ reitgestellt und vom mobilen Endgerät empfangen, selektiert und abgespeichert werden. Für die Ortung stehen grundsätzlich minde­ stens die folgenden Daten zur Verfügung:

In der ersten Stufe wird die Servicezelle, über die ein mögli­ ches Gespräch abgewickelt wird und der das mobile Endgerät je­ weils in Abhängigkeit von dem Standort zugeteilt wird, anhand der Größen MNC, MCC, LAI, CI und BSIC identifiziert. Damit ist die Servicezelle bestimmbar, innerhalb der sich das mobile End­ gerät befindet. In Abhängigkeit von der Einwohner- und Arbeits­ platzdichte weisen Ballungsräume gegenüber ländlichen Räumen eine deutlich höhere Dichte von Basisstationen auf. Die Verkehrsbereiche sind somit in Ballungsräumen kleiner als in dünnbesiedelten Räumen. Hieraus ergibt sich, daß die Ortung ei­ nes betriebsbereiten Endgerätes in Ballungsräumen mit sehr viel höherer Genauigkeit möglich ist als in ländlichen Räumen.

In einem zweiten Schritt kann durch Identifikation der Empfangs­ bereiche die Ortungsgenauigkeit gesteigert werden. Da sich in Ballungsräumen die Empfangsbereiche von Basisstations-Sendeemp­ fängern häufig überlagern, können Informationen über den Empfang weiterer, benachbarter Basisstations-Sendeempfängern für die Lokalisierung des momentanen Standortes des mobilen Endgerätes genutzt werden.

Die Fig. 2 laßt eine Prinzipskizze der Ortung anhand der Emp­ fangsfeldstärken von vier Basisstations-Sendeempfängern BTS1- BTS4 und einer Überlagerung der Empfangsbereiche erkennen. Die Empfangsbereiche der vier Basisstations-Sendeempfänger BTS1- BTS4 sind ovalförmig skizziert. Wenn alle vier Basisstations- Sendeempfänger BTS1-BTS4 empfangen werden können, befindet sich das mobile Empfangsgerät innerhalb der dunkel markierten Schnittfläche der Empfangsbereiche. Die Genauigkeit durch die Empfangsbereichsidentifikation steigt mit der Anzahl der empfan­ genen Basisstations-Sendeempfänger BTS an. Die Informationen über die Empfangsbereiche sind in der Zentrale gespeichert, in der auch die Auswertung erfolgt.

Die Ortungsgenauigkeit kann weiterhin durch den Schritt 3 gemäß Fig. 1 mit Hilfe einer Mustererkennung gesteigert werden. Hier­ zu werden Empfangsfeldstärken bzw. Pegelstärken RXLEV der Servi­ cezelle und mehrerer Nachbarzellen ermittelt und mit Referenz­ feldstärken verglichen, die in einer Referenzdatenbank abgespei­ chert sind. Die Fig. 3 läßt ein beispielhaft aufgenommenes Pe­ gelmuster für einen Straßenabschnitt erkennen, bei dem die Emp­ fangsfeldstärken RXLEV von drei Basisstations-Sendeempfangsanla­ gen BTS1-BTS3 über einen Weg aufgenommen sind. Dabei verdeut­ lichen die unterschiedlichen Linien die Empfangssignale RXLEV-1 bis RXLEV-3 der Basisstations-Sendeempfänger BTS1-BTS3 der einzelnen Funkzellen. Es werden die Differenzen oder Quotienten zwischen den Empfangsfeldstärken RXLEV der Basisstations-Sende­ empfänger BTS für jeden Wegpunkt gebildet und mit entsprechenden Werten verglichen, die aus einem aufgenommenen Referenzmuster gebildet werden. Gleichermaßen können die Empfangsfeldstärken, Differenzen davon oder sonstige mathematische Kombinationen al­ ler möglichen Pegelinformationen wie z. B. Polynome, Exponenti­ alfunktionen oder Logarithmen verglichen werden. Die Verwendung von Quotienten hat jedoch den Vorteil, daß keine absoluten Meß­ größen in dem Vergleich berücksichtigt werden. Die Fig. 3 läßt erkennen, daß jeder Wegpunkt ein eigenes Pegelmuster hat, das sich weitgehend von den Pegelmustern anderer Wegpunkte unter­ scheidet. Unsicherheiten bei der Ortung können durch eine zu­ sätzliche Ermittlung der Fahrtrichtung mittels Berücksichtigung der Zu- und Abnahme der Pegelmuster beseitigt werden. Hierdurch kann die Ortungsgenauigkeit erhöht werden. Die Referenzmuster können entweder durch Meßfahrten gewonnen werden. Sie können aber auch mit Hilfe von geeigneten Softwareprogrammen analytisch bestimmt werden.

Die Mustererkennung kann z. B. mit Hilfe einer Fuzzy-Logik er­ folgen, wobei eine Toleranzschwelle für die Übereinstimmung des tatsächlichen Pegelmusters mit dem gespeicherten Referenzmuster festgelegt wird.

Die Mustererkennung wird vorzugsweise mit den Parametern Muster­ tiefe, d. h. Anzahl der berücksichtigen Pegeldifferenzen, und Mustertoleranz, d. h. Abweichung innerhalb der Pegeldifferenzen, vorgenommen. Dabei gilt, daß die Flächen vergleichbarer Muster umso kleiner werden, je umfangreicher die Analyse des Pegelmus­ ters ist. Demnach kann ein Muster um so präziser identifiziert und von anderen Mustern abgegrenzt werden, je mehr Merkmale des Musters, d. h. Pegeldifferenzen ausgewertet werden. Je geringer die Toleranzschwelle ist, um so geschlossener und größer werden die Flächen vergleichbarer Muster. Eine hohe Toleranz, d. h. eine große zulässige Abweichung der Pegeldifferenz vom Referenz­ wert, trägt sehr stark zur Stabilität des Verfahrens bei, da statistische Schwankungen ausgeglichen werden.

Die Ortungsgenauigkeit kann durch eine logische Ortung gemäß Schritt 4 der Fig. 1 weiter gesteigert werden. Das Verfahren der logischen Ortung kann in Verbindung mit jedem der vorstehend beschriebenen Verfahren 1 bis 3 (Identifizierung der Servicezel­ le, Empfangsbereichsidentifikation, Mustererkennung) durchge­ führt werden. Das Prinzip der logischen Ortung ist in der Fig. 4 dargestellt. Es ist vorgesehen, anhand der bereits ermittelten Positionen unter Zuhilfenahme von geographischen Informationen, die in einem geographischen Informationssystem (GIS) abgespei­ chert sein können, den Routenverlauf zu extrapolieren. Hierbei werden unter anderem die verfügbaren Verkehrswege und physika­ lische Randparameter, wie z. B. die Geschwindigkeit, Verkehrs­ regeln etc. berücksichtigt. Bei der Extrapolation werden Ver­ kehrswege ausgeschlossen, die mit der festgestellten Ge­ schwindigkeit, der Richtung, dem bereits festgestellten Trans­ portmittel etc. nicht vereinbar sind. Auf der Basis dieser mo­ dellweise bestimmten extrapolierten Route wird eine Ausgleichs­ rechnung der festgestellten Positionen durchgeführt und die Or­ tungsgenauigkeit auf diese Weise gesteigert.

Die modellartige Extrapolation der möglichen Routen anhand der Informationen über die Verkehrswege, die in dem geographischen Informationssystem abgelegt sind, wird mit Hilfe der Fig. 5 näher erläutert. Nachdem die Servicezelle des Start- und des Zielpunktes CI1 und CI2 in dem ersten Schritt a) ermittelt wor­ den sind, werden in dem nächsten Schritt b) alle Verkehrswege in den ausgewählten Regionen zwischen der Start- und der Ziel-Zelle mit Hilfe einer Verkehrswegekarte festgestellt. In dem nächsten Schritt c) werden Stichstraßen und alle Straßen, die nicht zur Ziel-Zelle hinführen eliminiert. Es wird somit ein zusammenhän­ gendes Netz in den Zellen des Fahrtverlaufes bestimmt. Anschlie­ ßend werden in dem Schritt d) alle Routen in den Zellen des Fahrtverlaufs festgestellt, die in dem zusammenhängenden Netz befahrbar sind. Die Routen beinhalten alle denkbaren Verkehrs­ wege. In dem Schritt e) werden die verwendeten Verkehrsmittel und die Geschwindigkeiten bei der Auswahl der möglichen Routen berücksichtigt. An Kreuzungspunkten können z. B. Verkehrswege ausgeschlossen werden, die ein Umsteigen erfordern oder die nicht in der festgestellten Zeit befahrbar sind. So wird z. B. ein Autofahrer nicht kurzfristig in einer Zwischenstrecke auf eine Bahnstrecke umsteigen. Ebensowenig wird ein Autofahrer an einem Knotenpunkt auf eine Fußgängerzone wechseln und am Ende der Fußgängerzone in dem zweiten Knotenpunkt wieder auf das Auto zurückgreifen. Nachdem die möglichen Routen bestimmt wurden, werden die möglichen Verkehrswege in der Start- und Zielstelle bestimmt, die an den dort festgestellten Knotenpunkten angrenzen und es wird der weitere Fahrtverlauf extrapoliert. Da die Servi­ cezellen kontinuierlich identifiziert wurden, kann eine der bei­ den in dem Schritt f) gezeigten möglichen Routen eindeutig be­ stimmt werden, da diese vor der Zielzelle durch unterschiedliche Zellen laufen. Die Fahrtroute wird nun mit der ermittelten Route korreliert, so daß die Route zur Verkehrsverhaltensuntersuchung genau bestimmt werden kann.

Wie in der Fig. 6 skizziert ist, kann das beschriebene Verfah­ ren zur Erfassung des Verkehrsverhaltens in einem Telematiksys­ tem eingesetzt werden. Aufgrund der weiten Verbreitung von Mo­ biltelefonen, die lediglich durch Zusatzfunktionen modifiziert werden müssen, ist es möglich, die Verhaltensdaten von Verkehrs­ teilnehmern über längere Zeiträume sehr genau zu erfassen. Die Modifizierung kann durch ein Update der Software im Mobiltelefon über Funk und Speichern der Programme in einer frei programmier­ baren Speichereinheit von der Zentrale aus erfolgen. Nachdem der Benutzer in dem Mobiltelefon einen Fahrtzweck und ggf. weitere Informationen wie Stellplatz-Typ am Zielort, Anzahl der Mitfah­ rer etc. an dem Mobiltelefon eingegeben hat, werden die weiteren Ortungsdaten mit Hilfe des Mobiltelefons automatisch erfaßt und über das Mobilfunknetz sowie ggf. weitere Kommunikations- oder Übertragungseinrichtungen an eine Auswertezentrale übermittelt. Dort werden die genauen Positionen berechnet und zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt. Die Daten über die georte­ ten Fahrzeuge bzw. Verkehrsteilnehmer können für die Staumel­ dung, für die Logistik, für die Parkraumbewirtschaltung und für die Erforschung des Verkehrsverhaltens verwendet werden. Weiter­ hin kann durch das Ortungsverfahren auch das Verkehrsverhalten von Fußgängern und von Benutzern öffentlicher Verkehrsmittel zeitnah bestimmt werden, so daß die Betreiber öffentlicher Ver­ kehrsmittel in der Lage sind, ihr Reiseangebot an die jeweilige Nachfrage besser anzupassen. Anhand der zusätzlichen Informatio­ nen insbesondere über den Fahrzweck lassen sich auch weitere statistische Aussagen bzgl. des Freizeitverhaltens treffen. Die­ se Daten können auch für die Städteplanung verwendet werden.

Das Ortungsverfahren kann z. B. in Verbindung mit herkömmlichen Erhebungsverfahren, wie Verkehrszählungen, Verkehrsbeobachtungen und Haushaltsbefragungen zur Verkehrsplanung eingesetzt werden, indem die ermittelten Daten zur analytischen Berechnung eines Verkehrsmodells verwendet werden. Das Ortungsverfahren hat den Vorteil, daß in Folge der kontinuierlichen und langfristigen Erfassung des Verkehrsverhaltens ein ständiger Informationszu­ wachs erfolgt, so daß das Modell im Laufe der Zeit immer präzi­ ser wird. Die Erfassung erfolgt ereignisnah (online) und kann auch im Offline-Betrieb durchgeführt werden.

Claims (17)

1. Ortungsverfahren mit einem Mobilfunksystem mit Basis­ stations-Sendeempfängern (BTS) und mobilen Endgeräten, wo­ bei jeder Basisstations-Sendeempfänger (BTS) eine Servicezelle zur Kommunikation mit den mobilen Endgeräten in der Servicezelle bildet, mit den Schritten:

• a) Ermitteln und Abspeichern der Servicezellen-Identifi­ kationen der zugeordneten Servicezelle und von Zeit­ informationen;
• b) Übertragen der abgespeicherten Servicezellen-Identi­ fikationen und der jeweiligen Zeitinformationen an eine Zentrale;
• c) Bestimmen der Positionen aus den jeweiligen Service­ zellen-Identifikationen durch Vergleich mit entspre­ chenden geographischen Daten über die Servicezellen des Mobilfunknetzes.

2. Ortungsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

• - Ermitteln und Abspeichern der Servicezellen-Identi­ fikationen von empfangbaren Basisstations- Sendeempfängern (BTS);
• - Übertragen der abgespeicherten Servicezellen-Identi­ fikationen der zugeordneten Servicezelle und von Zeit­ informationen;
• - Bestimmen der Positionen durch Überlagerung der räum­ lichen Empfangsbereiche der ermittelten Basisstations- Sendeempfängern (BTS) und Ermittlung der Schnittfläche der Empfangsbereiche.

3. Ortungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

• - Messen und Abspeichern der Empfangsfeldstärken (RXLEV) für mehrere empfangbare Basisstations-Sendeempfänger (BTS);
• - Übertragen der abgespeicherten Empfangsfeldstärken (RXLEV) und von jeweiligen Zeitinformationen an die Zentrale;
• - Ermitteln der Positionen des mobilen Endgerätes durch Vergleichen der Empfangsfeldstärken (RXLEV) mit posi­ tionsabhängig gespeicherten Referenzfeldstärken.

4. Ortungsverfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Er­ mitteln der Positionen durch

• - Berechnen der Differenzen zwischen den gemessenen Emp­ fangsfeldstärken (RXLEV) und
• - Vergleichen der berechneten Differenzen der positions­ abhängig gespeicherten Referenzfeldstärken.

5. Ortungsverfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Er­ mitteln der Positionen durch

• - Berechnen der Quotienten zwischen den gemessenen Em­ pfangsfeldstärken (RXLEV) und
• - Vergleichen der berechneten Quotienten der positions­ abhängig gespeicherten Referenzfeldstärken.

6. Ortungsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekenn­ zeichnet durch Festlegen eines Toleranzschwellwertes für den Vergleich.

7. Ortungsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichen der Empfangsfeldstärken bzw. der daraus abgeleiteten Größen mit einer Mustererken­ nung durchgeführt wird.

8. Ortungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Bestimmen der Varianz der berechneten Positionen.

9. Ortungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch Korrektur der ermittelten Positionen mittels Ausgleichsrechnung.

10. Ortungsverfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Ex­ trapolation der ermittelten Positionen und Korrektur der berechneten Positionen mittels Ausgleichsrechnung der er­ mittelten und der extrapolierten Positionen.

11. Ortungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

• - Auswahl der verfügbaren Verkehrswege in dem Gebiet der ermittelten Positionen;
• - Projektion der ermittelten Positionen auf die verfüg­ baren Verkehrswege und entsprechende Korrektur der ermittelten Positionen.

12. Ortungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Bestimmen der Geschwindigkeit aus den ermittelten Positionen und den entsprechenden Zeitinforma­ tionen und Korrektur der ermittelten Positionen mittels der Geschwindigkeiten.

13. Ortungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Bestimmen der Bewegungsrichtung aus den ermittelten Positionen und den entsprechenden Zeitin­ formationen und Korrektur der ermittelten Positionen mit­ tels der Bewegungsrichtung.

14. Ortungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ge­ kennzeichnet durch

• - Ermitteln der möglicherweise verwendeten Fortbewe­ gungsmittel aus der Geschwindigkeit, der Bewegungs­ richtung und den verfügbaren Verkehrswegen;
• - Projektion der ermittelten Positionen auf die für die möglicherweise verwendeten Fortbewegungsmittel verfüg­ baren Verkehrswege und
• - Korrektur der ermittelten Positionen mit Hilfe der Projektion.

15. Ortungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, ge­ kennzeichnet durch Ausschluß von Streckenstümpfen der ver­ fügbaren Verkehrswege, die in nicht identifizierte Servi­ cezellen führen.

16. Ortungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, ge­ kennzeichnet durch Vergleichen der Reisezeit zwischen den ermittelten Positionen mit den möglichen Reisezeiten der verfügbaren Verkehrswege und Ausschluß der Verkehrswege, die eine höhere Reisezeit erfordern.

17. Ortungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Erfassung des Verkehrsverhaltens, dadurch gekennzeich­ net, daß Zusatzinformationen in das mobile Endgerät einge­ geben, analog zu den Positionsdaten an die Zentrale über­ tragen und in der Zentrale statistisch ausgewertet werden.