DE19937894A1

DE19937894A1 - Verfahren zur Bewertung und Verfahren zur Optimierung von Verkehrsstörungserkennungsverfahren

Info

Publication number: DE19937894A1
Application number: DE1999137894
Authority: DE
Inventors: Marcus Hoops; Ronald Kates; Hartmut Keller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-15
Filing date: 1999-08-15
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2019-08-16
Also published as: DE19937894B4

Abstract

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Ermittlung eines Güteindikators für Verkehrsstörungserkennungsverfahren, die zeitabhängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnen, die zum Steuern von Vorrichtungen zur Beeinflussung des Verkehrsflusses vorgesehen sind, mit den Schritten: Definieren von zeitabhängigen Verkehrsstörungsereignissen auf Basis der zeitabhängigen Schaltzustände, und Ermitteln eines Güteindikators durch Vergleichen der definierten Verkehrsstörungsereignisse mit den Schaltereignissen. DOLLAR A Weiterhin schafft die Erfindung Verfahren zur Bewertung und Verfahren zur Optimierung von Verkehrsstörungserkennungsverfahren, welche den mit dem oben beschriebenen Verfahren ermittelten Güteindikator verwenden.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verkehrsstörungserkennungsverfahren und insbesondere die Bewer tung und Optimierung von derartigen Verfahren.

Derartige Verkehrsstörungserkennungsverfahren berücksichtigen durch Verarbeitung lokal gemessener Daten eine verbesserte automatische Störungserkennung die räumliche und zeitliche Entwicklung des Verkehrsflusses und setzen die dadurch gewonnenen Kenntnisse in Form von Steueralgorithmen für Streckenbeeinflussungsanlagen, Wechselwegweisungs anlagen, automatische Erzeugung von Verkehrsfunkmeldungen und dergleichen um. Ver kehrsstörungserkennungsverfahren, die ihre Vorhersagen auf die räumlichen Entwicklung stützen, werden auch als Detektionsverfahren bezeichnet; Verkehrsstörungserkennungs verfahren, die ihre Vorhersagen auf die zeitliche Entwicklung stützen, werden als Progno severfahren bezeichnet.

Insbesondere verwenden Verkehrsstörungserkennungsverfahren Meßdaten, die von einer oder mehreren Meßstationen, die beispielsweise auf Induktionsschleifen, Videokameras, Infrarotdetektoren und dergleichen zugreifen, zur Verfügung gestellt werden. Diese Meß daten können beispielsweise in Form von zeitlich gemittelten Geschwindigkeiten, zeitlich gemittelten Verkehrsdichten, Zählraten der Fahrzeuge und dergleichen vorliegen. Verkehrs störungserkennungsverfahren ermitteln aus diesen Daten Schaltzustände, durch die bei spielsweise Streckenbeeinflussungsanlagen so angesteuert werden, daß die durch das Verfahren beabsichtigten Schaltwünsche, beispielsweise Geschwindigkeitsbeschränkun gen, angezeigt oder für die Anzeige berücksichtigt werden.

Die verschiedenen Verkehrsstörungserkennungsverfahren unterscheiden sich hierbei in der Methode, wie der Verkehrsablauf nachgebildet wird und/oder welche grundsätzlichen Ei genschaften dem Verkehr unterstellt werden. Sowohl das Modell des Verkehrsverlaufs als auch die grundsätzlichen Eigenschaften werden sehr stark von den örtlichen Begebenhei ten, unter denen das Verkehrsstörungserkennungsverfahren implementiert ist, beeinflußt. Demnach führen verschiedene Verfahren in gleichen Einsatzgebieten oder das gleiche Verfahren in verschiedenen Einsatzgebieten häufig zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen, so daß eine Bewertung dieser verschiedenen Verkehrsstörungserkennungsverfahren im Hinblick auf eine Gesamteffektivität von Streckenbeeinflussungsanlagen, von Wechsel wegweisungsanlagen, einer automatischen Erzeugung von Verkehrsfunkmeldungen und dergleichen von höchster Wichtigkeit ist.

Stand der Technik

Eine derartige Bewertung wurde bisher allerdings nur basierend auf Erfahrungswerten ein zelner Spezialisten auf dem Gebiet der Verkehrsstörungserkennungsverfahren durchge führt. Eine systematische Untersuchung verschiedener Verfahren für gleiche Einsatzgebiete oder gleiche Verfahren für verschiedene Einsatzgebiete ist bisher nicht möglich. Als Konse quenz hieraus ergibt sich, daß die Gesamteffektivität von Streckenbeeinflussungsanlagen, von Wechselwegweisungsanlagen, einer automatischen Erzeugung von Verkehrsfunkmel dungen und dergleichen sehr viel geringer ist, als dies theoretisch durch optimale Anpas sung eines oder mehrerer Verfahren an die speziellen Begebenheiten möglich wäre.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zu schaffen, daß eine automatische Bewertung und Optimierung von Verkehrsstörungserkennungsverfahren er möglicht.

Beschreibung der Erfindung

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Güteindikators für Ver kehrsstörungserkennungsverfahren, die zeitabhängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzu stände zuordnen, die zum Steuern von Vorrichtungen zur Beeinflussung des Verkehrsflus ses vorgesehen sind, mit den Schritten: Definieren von zeitabhängigen Verkehrsstörungs ereignissen auf Basis der zeitabhängigen Meßdaten, Definieren von zeitabhängigen Schal tereignissen auf Basis der zeitabhängigen Schaltzustände, und Ermitteln eines Güteindika tors durch Vergleichen der definierten Verkehrsstörungsereignisse mit den Schaltereignis sen.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden demnach die Meßdaten in Verkehrsstö rungsereignisse umgesetzt; die von dem Verkehrsstörungserkennungsverfahren übernom menen Schaltzustände werden in Schaltereignisse umgesetzt. Auf Basis der nachgewiese nen Verkehrsstörungsereignisse und der durch das Verkehrsstörungserkennungsverfahren angewiesenen Schaftzustände für die Verkehrsbeeinflussungvorrichtung kann schließlich über den Güteindikator ein Maß angegeben werden, wie gut die Zuordnung eines Schaltzu standes durch das Verkehrsstörungserkennungsverfahren ist.

Dadurch daß durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Güteindikator automatisch ermit telt werden kann, lassen sich über diesen Güteindikator verschiedene Verkehrsstörungser kennungsverfahren objektiv miteinander vergleichen oder die optimalen Arbeitspunkte der einzelnen Verkehrsstörungserkennungsverfahren objektiv ermitteln. Auf diese Weise ist es möglich, für den jeweiligen Einsatzbereich das optimale Verfahren zu verwenden, wodurch die Gesamteffektivität von Streckenbeeinflussungsanlagen, von Wechselwegweisungsanla gen, einer automatischen Erzeugung von Verkehrsfunkmeldungen und dergleichen erheb lich gesteigert werden kann.

Darüber hinaus kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Güteindikator für eine Verkehrsstörungserkennungsverfahren, unabhängig davon ob es sich um ein Detektions verfahren oder ein Prognoseverfahren handelt, ermittelt werden.

Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zum Definieren der zeitabhängigen Verkehrsstörungsereignisse ein Verkehrsstörungsereig nisschwellwertkriterium ausgewählt werden, und ein Verkehrsstörungsereignis kann dann definiert werden, wenn zeitlich aufeinander folgende Meßdaten das Verkehrsstörungsereig nisschwellwertkriterium über- oder unterschreiten. Diese Weiterbildung erlaubt auf einfache und somit kostengünstige Weise eine Zuordnung der Meßdaten zu den Verkehrsstörungs ereignissen.

Gemäß einer ersten Alternative kann hierzu als Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriteri um ein Geschwindigkeitswert verwendet werden, und ein Verkehrsstörungsereignis definiert werden, wenn die zeitlich aufeinander folgenden Meßdaten den Geschwindigkeitswert un terschreiten, also ein Geschwindigkeitseinbruch stattfindet.

Vorteilhafterweise kann als Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriterium zusätzlich ein weiterer Geschwindigkeitswert, der größer als der zuvor genannte Geschwindigkeitswert ist, verwendet werden, und ein neues Verkehrsstörungsereignis nur dann definiert werden, wenn die zeitlich aufeinander folgenden Meßdaten sowohl den Geschwindigkeitswert als auch den weiteren Geschwindigkeitswert unterschreiten. Durch diese Maßnahme kann vermieden werden, daß Meßdaten, die um den zuvor genannten Geschwindigkeitswert fluktuieren, weitere Verkehrsstörungsereignisse signalisieren, obwohl das zuerst detektierte Verkehrsstörungsereignis noch andauert.

Entsprechend einer zweiten Alternative kann als Verkehrsstörungsereignisschwellwertkrite rium ein Dichtewert verwendet werden, und ein Verkehrsstörungsereignis definiert werden, wenn zeitlich aufeinander folgende Meßdaten den Dichtewert überschreiten. Zur Vermei dung einer falschen Definition von Verkehrsstörungsereignissen aufgrund einer Fluktuation der Meßdaten um diesen Dichtewert kann auch hier ein weiterer Dichtewert, der kleiner als der besagte Dichtewert ist, verwendet werden, und ein Verkehrsstörungsereignis nur dann definiert werden, wenn die zeitlich aufeinander folgenden Meßdaten sowohl den weiteren Dichtewert als auch den Dichtewert überschreiten.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung aller zuvor beschriebener Verfahren kann zum Definieren der zeitabhängigen Schaltereignisse ein Schaltereignisschwellwertkriterium aus gewählt werden, und ein Schaltereignis definiert werden, wenn eine Änderung zeitlich auf einander folgender Schaltzustände vorliegt, wobei das Schaltereignisschwellwertkriterium über- oder unterschritten oder angenommen wird. Diese Weiterbildung erlaubt es, analog zur Verwendung des Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriterium, auf einfache und somit kostengünstige Weise eine Zuordnung der von dem Verkehrsstörungserkennungsverfahren erzeugten Schaltzuständen zu den Schaltereignissen zu realisieren.

Zweckmäßiger- und vorteilhafterweise läßt sich als Schaltereignisschwellwertkriterium eine Alarmstufe verwenden, und ein Schaltereignis dann definieren, wenn der Schaltzustand der Alarmstufe entspricht. Dieses Schwellwertkriterium eignet sich insbesondere bei Verkehrs störungserkennungsverfahren für Verkehrsbeeinflussungsvorrichtungen, die verschiedene Schaltzustände, die ihrerseits verschiedenen Schaltanforderungen entsprechen, vorsehen. Für Verkehrsstörungserkennungsverfahren, die nur Verkehrsbeeinflussungsvorrichtungen mit zwei Schaltzuständen, also beispielsweise AN/AUS, steuern, entspricht das Schal tereignisschwellwertkriterium der einzigen Alarmstufe, also dem Schaltzustand AN.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Schaltereignisschwellwertkriterium so ausgelegt sein, daß ein Schaltereignis nur dann definiert wird, wenn sich der Schaltzu stand gegenüber dem vorherigen Schaltzustand erhöht hat. Diese Maßnahme eignet sich insbesondere wenn die den Schaltzuständen zugeordneten Alarmstufen ordinal sind, also eine Alarmstufe alle niedrigeren Alarmstufen einschließt. Vorliegend sind die Alarmstufen so definiert, daß niedrige Werte für eine Alarmstufe weniger restriktive Maßnahmen (also bei spielsweise Geschwindigkeitsbeschränkungen) implizieren als höhere Werte. (Diese Fest legung ist selbstverständlich willkürlich.)

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der zuvor beschriebenen Verfahren kön nen, falls von einem Verkehrsstörungserkennungsverfahren qualitative nicht ordinale Schaltzustände ausgegeben werden, wie beispielsweise die Schaltzustände "Staudetektion", "kritische Geschwindigkeit", "Einwandernder Stau", "Verdichtung beendet" oder dergleichen, diese qualitativen Schaltzustände vor dem Definieren der zeitabhängigen Schaltereignisse in ordinale Schaltzustände transformiert werden.

In Abhängigkeit von den zu überprüfenden Verkehrsstörungserkennungsverfahren ist es oftmals zweckmäßig, daß nur binäre oder in binäre transformierte Schaltzustände, wie bei spielsweise im letzten Absatz beschrieben, verarbeitet werden.

Entsprechend einer ersten Alternative kann der Güteindikator durch eine Erkennungsrate definiert sein.

Eine Möglichkeit einer Definition einer Erkennungsrate ist:

wobei N(Treffer) die Häufigkeit der Treffer ist und ein Treffer vorliegt, wenn innerhalb eines vorge gebenen Zeitintervalls ΔT_vor vor einem Verkehrsstörungsereignis ein Schaltereignis aufge treten ist, und N(Verkehrsstörungsereignis) die Häufigkeit der definierten Verkehrsstö rungsereignisse ist.

Zweckmäßigerweise kann die Erkennungsrate auch definiert werden als:

wobei N_gew(Treffer) eine gewichtete Häufigkeit der Treffer ist und ein Treffer vorliegt, wenn inner halb eines vorgegebenen Zeitintervalls ΔT_vor vor einem Verkehrsstörungsereignis ein Schaltereignis aufgetreten ist, und N_gew(Verkehrsstörungsereignisse) eine gewichtete Häufigkeit der definierten Verkehrsstörungsereignisse ist. Diese Definition eignet sich ins besondere, wenn Meßwerte, die zu stark verschiedenen Bedingungen, beispielsweise am Tag bei hohem Verkehrsaufkommen oder in der Nacht bei geringem Verkehrsaufkommen ermittelt worden sind, eingesetzt werden sollen. Durch diese Erkennungsfunktion kann so mit eine der Bedingung angepaßte Wichtung der entsprechenden Meßwerte vorgenommen werden.

Gemäß einer zweiten Alternative kann der Güteindikator durch eine Fehlalarmrate definiert sein.

Die Fehlalarmrate kann vorteilhafterweise definiert sein durch:

wobei, N(Treffer) die Häufigkeit der Treffer ist und ein Treffer vorliegt, wenn innerhalb eines vorge gebenen Zeitintervalls ΔT_nach nach einem Schaltereignis ein Verkehrsstörungsereignis auf getreten ist, und N(Schaltereignisse) die Häufigkeit der Schaltereignisse ist.

Analog zur Fehlerrate kann auch eine gewichtete Fehlalarmrate als Güteindikator definiert werden:

wobei N_gew(Treffer) eine gewichtete Häufigkeit der Treffer ist und ein Treffer vorliegt, wenn inner halb eines vorgegebenen Zeitintervalls ΔT_nach nach einem Schaltereignis ein Verkehrsstö rungsereignis aufgetreten ist, und N_gew(Schaltereignisse) eine gewichtete Häufigkeit der Schaltereignisse ist. Wie im Fall der gewichteten Erkennungsrate läßt sich auch die ge wichtete Fehlalarmrate vorteilhaft einsetzen, wenn die Schaltzustände aus sehr verschie denen Meßbedingungen resultieren.

Entsprechend einer dritten und besonders vorteilhaften Alternative kann der Güteindikator durch eine von einer Erkennungsrate und einer Fehlalarmrate abhängige Kosten-Nutzen- Funktion definiert sein. Da im Fall der Kosten-Nutzen-Funktion sowohl Erkennungsrate als auch Fehlalarmrate berücksichtigt sind, sind die mit dieser Funktion ermittelten Güteindika toren von hoher Qualität.

Unter Verwendung der oben dargelegten Definitionen für die Erkennungsrate und die Fehlalarmrate kann die Kosten-Nutzen-Funktion definiert werden durch:

KNF = -k₁N(NichtTreffer) - k₂N(Fehlalarme) + n₁N(Treffer), wobei

N(NichtTreffer) = [1 - ER] . N(Verkehrsstörungsereignisse) die Häufigkeit der NichtTreffer ist und ein NichtTreffer vorliegt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ΔT_vor vor einem Verkehrsstörungsereignis kein Schaltereignis aufgetreten ist,
N(Fehlalarme) = FAR . N(Schaltereignisse) die Häufigkeit der Fehlalarme ist und ein Fehlalarm vorliegt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ΔT_nach nach einem Schaltereignis kein Verkehrsstörungsereignis aufgetreten ist,
N(Treffer) = ER . N(Verkehrstörungsereignisse) die Häufigkeit der Treffer ist und ein Tref fer vorliegt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ΔT_nach nach einem Schal tereignis ein Verkehrsstörungsereignis aufgetreten ist,
k₁ die Kosten eines NichtTreffers sind, k₂ die Kosten eines Fehlalarms sind, und n₁ der Nutzen eines Treffers ist.

Entsprechend einer anderen bevorzugten Weiterbildung aller oben beschriebener Verfahren können die zeitabhängigen Verkehrsstörungsereignisse Primärereignisse, die auf Basis der zeitabhängigen Meßdaten definiert werden, und Sekundärereignisse, die aufgrund von Se kundärinformation definiert werden, umfassen. Es werden demnach auch die Verkehrsstö rungsereignisse, die keinen Niederschlag in den Meßdaten gefunden und damit zu Primä rereignissen geführt haben, berücksichtigt. Durch Berücksichtigung dieser Sekundärinfor mation wird die Menge der tatsächlich eingetretenen Verkehrsstörungsereignisse, die zu Schaltzuständen hätten führen müssen, genauer bestimmt, was insgesamt zu einer verbes serten Bestimmung des Güteindikators führt.

Die angesprochene Sekundärinformation kann beispielsweise registrierte Unfälle und/oder registrierte Baustellen und/oder dergleichen umfassen.

Falls das erfindungsgemäße Verfahren mit Sekundärinformation unter Verwendung einer Erkennungsrate und/oder Fehlalarmrate, wie sie oben definiert worden sind, durchgeführt wird, ist es vorteilhaft die zur Verarbeitung der Primärereignisse verwendeten Zeitintervalle ΔT p|vor und ΔT p|nach, so einzustellen, daß sie sich von den Zeitintervallen ΔT p|vor und ΔT p|nach zur Verarbeitung der Sekundärereignisse unterscheiden. Da in der Regel die durch Meßvor richtungen erfaßte Meßdaten eine genauere Zeitinformation beinhalten als registrierte Er eignisse, kann durch diese Maßnahme der Ungenauigkeit in der Zeiterfassung bei der Se kundärinformation berücksichtigt werden.

Für den Fall, daß ein Teil der Meßdaten unvollständig und/oder fehlerhaft sind, können fehlende Meßwerte und/oder fehlerhafte Meßwerte, d. h. Fehler 1. Art, und nicht plausible Meßwerte, d. h. Fehler 2. Art, aus den fehlerfreien Meßdaten rekonstruiert werden.

Durch die oben beschriebenen Verfahren lassen sich für ein vorgegebenes Verkehrsstö rungserkennungsverfahren nunmehr verschiedene Güteindikatoren berechnen, die eine Bewertung und Optimierung von Verkehrsstörungserkennungsverfahren ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird deshalb außerdem ein Verfahren zum Bewerten von Verkehrsstö rungserkennungsverfahren geschaffen, wobei die Verkehrsstörungserkennungsverfahren zeitabhängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnen, die zum Steuern von Einrichtungen zur Beeinflussung des Verkehrsflusses vorgesehen sind. Dieses Verfahren umfaßt die Schritte: Durchführen eines der zuvor beschriebenen Verfahrens zur Ermittlung eines Güteindikators, und Vergleichen des Güteindikators mit einem vorgegebenen Gütein dikator.

Hierbei kann der vorgegebene Güteindikator aus einer Durchführung eines entsprechenden der zuvor beschriebenen Verfahren zur Ermittlung eines Güteindikators erhalten werden. Einerseits kann auf diese Weise die Güte zweier verschiedener Verfahren einander gegen über gestellt werden. Andererseits kann auch die Güte desselben Verfahrens mit verschie denen Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriterien und/oder Schaltereignisschwellwert kriterien miteinander verglichen werden.

Entsprechend einer anderen Weiterbildung kann der vorgegebene Güteindikator einen Re ferenzgüteindikator darstellen, der aus der Durchführung eines zur Ermittlung eines Gütein dikators, wie beispielsweise oben stehend beschrieben worden ist, für ein entsprechendes Referenzverkehrsstörungserkennungsverfahren erhalten worden ist.

Bei Verwendung einer Erkennungsrate als Güteindikator in einem der zuvor beschriebenen Verfahren zum Bewerten von Verkehrsstörungserkennungsverfahren ist die Güte des zu bewertenden Verkehrsstörungserkennungsverfahrens besser als die vorgegebene Güte, wenn die Erkennungsrate größer als die vorgegebene Erkennungsrate ist.

Falls eine Fehlalarmrate als Güteindikator in einem der zuvor beschriebenen Verfahren zum Bewerten von Verkehrsstörungserkennungsverfahren verwendet wird, ist die Güte des zu bewertenden Verkehrsstörungserkennungsverfahrens besser als die vorgegebene Güte, wenn die Fehlalarmrate kleiner als die vorgegebene Fehlalarmrate ist.

Wenn eine Kosten-Nutzen-Funktion als Güteindikator in einem der zuvor beschriebenen Verfahren zum Bewerten von Verkehrsstörungserkennungsverfahren eingesetzt wird, ist die Güte des zu bewertenden Verkehrsstörungserkennungsverfahrens besser als die vorgege bene Güte, wenn die Kosten-Nutzen-Funktion größer als die vorgegebene Kosten-Nutzen- Funktion ist.

Neben dem Vergleich zweier verschiedener Verkehrsstörungserkennungsverfahrens kann mit Hilfe des Güteindikators auch ein einziges Verkehrsstörungserkennungsverfahren ge nau analysiert und bewertet und insbesondere der optimale Einsatzbereich für dieses Ver kehrsstörungserkennungsverfahren ermittelt werden.

Der optimale Einsatzbereich kann hierbei in bezug auf das Verkehrsstörungsereignis schwellwertkriterium, also Geschwindigkeitseinbrüchen, ermittelt werden.

Hierzu wird ein Verfahren zum Bewerten eines Verkehrsstörungserkennungsverfahrens geschaffen, wobei das Verkehrsstörungserkennungsverfahren zeitabhängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnet, die zum Steuern von Einrichtungen zur Beeinflus sung des Verkehrsflusses vorgesehen sind, mit den Schritten: mehrfaches Durchführen eines der oben stehend beschriebenen Verfahren zur Ermittlung eines Güteindikators für verschiedene Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriterien, und Ermitteln eines optimalen Güteindikators aus der Mehrzahl der durch die verschiedenen Durchführungen erhaltenen Güteindikatoren, wobei das Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriterium, für das der op timale Güteindikator erhalten worden ist, den optimalen Arbeitsbereich des Verkehrsstö rungserkennungsverfahrens in bezug auf Geschwindigkeitseinbrüche darstellt.

Der optimale Einsatzbereich kann auch in bezug auf das Schaltereignisschwellwertkriteri um, also die durch das Verkehrsstörungserkennungsverfahren realisierbaren Alarmzustän de, ermittelt werden.

Hierfür eignet sich ein Verfahren zum Bewerten eines Verkehrsstörungserkennungsverfah rens, das zeitabhängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnet, die zeitab hängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnen, die zum Steuern von Ein richtungen zur Beeinflussung des Verkehrsflusses vorgesehen sind, mit den Schritten: mehrfaches Durchführen eines der oben stehend beschriebenen Verfahren zur Ermittlung eines Güteindikators für verschiedene Schaltereignisschwellwertkriterien, und Ermitteln ei nes optimalen Güteindikators aus der Mehrzahl der durch die verschiedenen Durchführun gen erhaltenen Güteindikatoren, wobei das Schaltereignisschwellwertkriterium, für das der optimale Güteindikator erhalten worden ist, den optimalem Arbeitspunkt des Verkehrsstö rungserkennungsverfahrens in bezug auf durch das Verkehrsstörungserkennungsverfahren realisierbare Alarmzustände darstellt.

Darüber hinaus läßt sich der optimale Einsatzbereichs auch in bezug auf das Verkehrsstö rungsereignisschwellwertkriterium und Schaltereignisschwellwertkriterium bestimmen.

Entsprechend wird ein Verfahren zum Bewerten eines Verkehrsstörungserkennungsverfah rens geschaffen, wobei das Verkehrsstörungserkennungsverfahren zeitabhängigen Meß daten zeitabhängige Schaltzustände zuordnet, die zum Steuern von Einrichtungen zur Be einflussung des Verkehrsflusses vorgesehen sind, mit den Schritten: mehrfaches Durchfüh ren eines der oben stehend beschriebenen Verfahren zur Ermittlung eines Güteindikators für verschiedene Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriterien bei jeweils festgehaltenem Schaltereignisschwellwertkriterium, mehrfaches Durchführen eines der oben stehend be schriebenen Verfahren zur Ermittlung eines Güteindikators für verschiedene Schaltereignis schwellwertkriterien bei jeweils festgehaltenem Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriteri um, und Ermitteln eines optimalen Güteindikators aus der Mehrzahl der durch die verschie denen Durchführungen erhaltenen Güteindikatoren, wobei der Punkt, für den der optimale Güteindikator erhalten worden ist, eine Optimierung des Arbeitsbereichs des Verkehrsstö rungserkennungsverfahrens in bezug auf Geschwindigkeitseinbrüche und des Ar beitspunkts des Verkehrsstörungserkennungsverfahrens in bezug auf durch das Verkehrs störungserkennungsverfahren realisierbare Alarmzustände darstellt.

Entsprechend eine bevorzugten Weiterbildung der zuvor beschriebenen Verfahren zur Be wertung eines Verkehrsstörungserkennungsverfahrens kann an die für ein festgehaltenes Schaltereignisschwellwertkriterium oder an die für ein festgehaltenes Verkehrsstörungs ereignisschwellwertkriterium gegebenen Güteindikatoren eine Gütefunktion, beispielsweise durch Interpolation, angepaßt werden, und die Ermittlung des optimalen Güteindikators für das festgehaltene Schaltereignisschwellwertkriterium oder das festgehaltene Verkehrsstö rungsereignisschwellwertkriterium entlang dieser Gütefunktion ermittelt werden. Da durch diese Maßnahme eine kontinuierliche Gütefunktion erhalten wird, kann die Bestimmung der optimalen Einsatzbereiche genauer durchgeführt werden.

In den zuvor beschriebenen Verfahren zum Bewerten eines Verkehrsstörungserkennungs verfahrens hat sich als Güteindikator die zuvor beschriebene Kosten-Nutzen-Funktion als vorteilhaft erwiesen.

Die oben beschriebenen Verfahren zum Bewerten eines Verkehrsstörungserkennungsver fahrens lassen sie darüber hinaus zur Optimierung des Verkehrsstörungserkennungsverfah rens einsetzen.

Hierzu wird ein Verfahren zur Optimierung eines Verkehrsstörungserkennungsverfahrens geschaffen, wobei das Verkehrsstörungserkennungsverfahren zeitabhängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnet, die zum Steuern von Einrichtungen zur Beeinflus sung des Verkehrsflusses vorgesehen sind, mit den Schritten: Bestimmen des optimalen Arbeitspunkts des Verkehrsstörungserkennungsverfahrens in bezug auf durch das Ver kehrsstörungserkennungsverfahren realisierbare Alarmzustände und/oder des optimalen Arbeitsbereichs des Verkehrsstörungserkennungsverfahrens in bezug auf Geschwindigkeit seinbrüche mit einem der zuvor beschriebenen Verfahren zum Bewerten eines Verkehrs störungserkennungsverfahrens, und Einstellen der Regelgrößen des Verkehrsstörungser kennungsverfahrens, so daß der optimale Güteindikator durch das Verkehrsstörungserken nungsverfahren reproduziert wird.

Schließlich kann die erfindungsgemäße Ermittlung und Definition verschiedener Güteindi katoren dazu eingesetzt werden, um ein Maß für die Wirksamkeit einer Verkehrsbeeinflus sungsvorrichtung, die durch ein Verkehrsstörungserkennungsverfahren gesteuert ist, das zeitabhängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnet, die zum Steuern der Verkehrsbeeinflussungsvorrichtung vorgesehen sind, zu bestimmen.

Ein Verfahren hierfür zeichnet sich aus durch die Schritte: Erfassen von Meßdaten und Zu ordnen der Meßdaten zu Schaltzuständen im geschlossenen Regelkreis, Erfassen von Meßdaten und Zuordnen der Meßdaten zu Schaltzuständen im offenen Regelkreis, Durch führen eines der oben beschriebenen Verfahren zur Ermittlung eines Güteindikators für die Meßdaten und Schaltzustände aus dem geschlossenen Regelkreis, so daß ein Güteindi kator für den geschlossenen Regelkreis erhalten wird, Durchführen dieses Verfahrens zur Ermittlung eines Güteindikators für die Meßdaten und Schaltzustände aus dem offenen Re gelkreis, so daß ein Güteindikator für den offenen Regelkreis erhalten wird, und Ermitteln eines Maßes der Wirksamkeit der Verkehrsbeeinflussungsvorrichtung durch statistische Auswertung des Güteindikators für den geschlossenen Regelkreis und des Güteindikators für den offenen Regelkreis.

Vorteilhafterweise kann das Maß unter Verwendung einer Fehlalarmrate als Güteindikator durch einen t-Test ermittelt werden, wobei der Test bezüglich folgender Hypothesen:
H⁰: Die Steuerung der Verkehrsbeeinflussungsvorrichtung hat keine Wirkung im Hinblick auf die Vermeidung von Geschwindigkeitseinbrüchen
H^A: Die Steuerung der Verkehrsbeeinflussungsvorrichtung hat eine Wirkung im Hinblick auf die Vermeidung von Geschwindigkeitseinbrüchen
mit der Testfunktion

wobei

b₁ = N(Schaltereignisse_offen),

b₂ = N(Schaltereignisse_geschlossen),

b₃ = b₁ + b₂,

c₁ = N(Fehlalarme_offen);

c₂ = N(Fehlalarme_geschlossen)

c₃ = c₁ + c₂

d₁ = b₁ - c₁,

d₂ = b₂ - c₂, und

d₃ = d₁ + d₂

durchgeführt wird, und falls die Hypothese H^A angenommen wird, das Maß für die Wirk samkeit definiert ist als die geschätzte Anzahl der durch den geschlossenen Regelkreis verhinderten Einbrüche ist und sich berechnet aus:

Die Fehlalarmrate FAR ist hierbei t implizit über die oben gegebenen Formeln in den c_i und d_i enthalten.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung der Gütefunktionen, die mit einer Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens für ein Verkehrsstörungserkennungsverfahren P2 erhalten worden sind;

Fig. 2 eine Darstellung der Gütefunktionen, die mit einer Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens für ein Verkehrsstörungserkennungsverfahren D1 erhalten worden sind;

Fig. 3 eine Darstellung der Gütefunktionen, die mit einer Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens für ein Verkehrsstörungserkennungsverfahren D2 erhalten worden sind; und

Fig. 4 eine Darstellung der Gütefunktionen für die Verkehrsstörungserkennungsverfah ren D1 und D2.

Zunächst werden die Grundlagen des Verfahrens zur Ermittlung eines Güteindikators für Verkehrsstörungserkennungsverfahren beschrieben.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu untersuchenden Verkehrsstörungserken nungsverfahren sind von der Art, daß sie zeitabhängigen Meßdaten zeitabhängige Schalt zustände zuordnen. Die Schaltzustände sind derart ausgelegt, daß sie zum Steuern von Vorrichtungen zur Beeinflussung des Verkehrsflusses geeignet sind.

In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahren werden zeitabhängigen Ver kehrsstörungsereignissen auf Basis der zeitabhängigen Meßdaten definiert. Im zweiten Schritt werden zeitabhängigen Schaltereignissen auf Basis der zeitabhängigen Schaltzu stände definiert. Durch Vergleichen der Verkehrsstörungsereignisse und der Schaltereignis se wird schließlich ein Güteindikator ermittelt.

In dem Verfahren werden also zunächst die Meßdaten in Verkehrsstörungsereignisse um gesetzt; dann werden die von dem Verkehrsstörungserkennungsverfahren übernommenen Schaltzustände in Schaltereignisse umgesetzt.

Auf Basis der tatsächlich statt gefunden Verkehrsstörungsereignisse und der durch das Verkehrsstörungserkennungsverfahren angewiesenen Schaltzustände für die Verkehrsbe einflussungsvorrichtung kann schließlich über den Güteindikator ein Maß angegeben wer den, wie gut der von dem Verkehrsstörungserkennungsverfahren ermittelte Schaltzustand ist.

Dadurch daß der Güteindikator automatisch ermittelt werden kann, lassen sich über diesen Güteindikator verschiedene Verkehrsstörungserkennungsverfahren objektiv miteinander vergleichen oder die optimalen Arbeitspunkte der einzelnen Verkehrsstörungserkennungs verfahren objektiv ermitteln.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Güteindikators für Verkehrsstörungs erkennungsverfahren P1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläu tert. Als Güteindikatoren werden in dem Verfahren die Erkennungsrate und die Fehlalarm rate verwendet.

Bei dem Verkehrsstörungserkennungsverfahren P1 sollte der Übergang des Verkehrsab laufs (ohne externe Ursache) zu einem gebundenen oder einem zähfließenden Verkehrszu stand mit dem Ziel erkannt werden, rechtzeitig vor einem Geschwindigkeitseinbruch zu warnen. Dies geschieht bei dem Verkehrsstörungserkennungsverfahren P1 dadurch, daß Instabilitätsvorgänge, die zu einem solchen Geschwindigkeitseinbruch führen könnten, be reits im Entstehen als solche erkannt werden. Für das Verfahren P1 wurden Daten eines Testfeld an einer Bundesautobahn über einen Zeitraum von drei Monaten zugrunde gelegt. Die Daten für diesen Zeitraum waren vollständig. Die Kalibrierung der Meßeinrichtung war in der endgültigen Form und wurde während des Zeitraums nicht verändert (sogenannter offener Regelkreis). Das Verfahren war in der Verkehrsbeeinflussungsanlage so imple mentiert, daß eine Alarmmeldung keine Rückwirkung auf den Verkehr hatte.

Zunächst wird in dem Verfahren zur Ermittlung des Güteindikators zum Definieren zeitab hängiger Verkehrsstörungsereignisse ein Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriterium in Form eines Geschwindigkeitseinbruchs ausgewählt. Im nächsten Schritt wird für einen ge gebenen Geschwindigkeitseinbruch ein Verkehrsstörungsereignis definiert, wenn zeitlich aufeinander folgende Meßdaten das Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriterium unter schreiten.

Dann werden die Schaltzustände in Schaltereignisse umgewandelt. Da im Verkehrsstö rungserkennungsverfahren P1 nur die Schaltzustände 1 und 0 zu Verfügung stehen, wird als Schaltereignisschwellwertkriterium der Wert 1 verwendet und ein neues Ereignis defi niert, wenn dieser Schaltereignisschwellwertkriterium von aufeinander folgenden Meßdaten angenommen wird, d. h. nur ein Übergang von dem Schaltzustand 0 auf den Schaltzustand 1 führt zur Definition eines Ereignisses.

Zur Ermittlung der Erkennungsrate wird zunächst die Häufigkeit der Treffer, N(Treffer), be stimmt. Ein Treffer wurde hierbei angenommen, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zei tintervalls ΔT_vor = 10 min vor einem Verkehrsstörungsereignis ein Schaltereignis aufgetre ten ist. Weiterhin ist noch die Häufigkeit der definierten Verkehrsstörungsereignisse, N(Verkehrsstörungsereignis), zu bestimmen.

Mit diesen Größen ergibt sich die Erkennungsrate und die Fehlalarmrate aus der Definition:

Zur Ermittlung der Fehlalarmrate ist analog die Häufigkeit der Treffer, N(Treffer), zu be stimmen. Ein Treffer wird hierbei angenommen, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zei tintervalls ΔT_nach = 10 min nach einem Schaltereignis ein Verkehrsstörungsereignis aufge treten ist.

Zur Ermittlung der Fehlalarmrate ist außerdem die Häufigkeit der Schaltereignisse N(Schaltereignisse) zu bestimmen.

Mit den so ermittelten Größen ergibt sich die Fehlalarmrate zu:

Nachdem der Erkennungsrate und die Fehlalarmrate für einen Verkehrsstörungsereignis schwellwert bestimmt worden sind, wird dieser Verkehrsstörungsereignisschwellwert verän dert und es werden wiederum die Erkennungsrate und die Fehlalarmrate bestimmt.

In Tabelle 1 sind die Ergebnisse für das Verkehrsstörungserkennungsverfahren P1 darge stellt:

Tabelle 1

Wie man Tabelle 1 entnehmen kann, liefert das Verkehrsstörungserkennungsverfahren P1 eine Erkennungsrate (ER) unter 10% für alle Verkehrsstörungsereignisschwellwerte (VSW) zusammen mit einer Fehlalarmrate (FAR) von bestenfalls etwa 74%. Diese Resultate sind mit einer relativ kleinen statistischen Unschärfe behaftet (die statische Unschärfe der Fehlalarmrate ΔFAR bzw. der Erkennungsrate ΔER beziehen sich auf ein Fehlermodell für einen Bernoulliprozeß).

Im folgenden wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Güteindikators für ein weiteres Ver kehrsstörungserkennungsverfahren P2 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorlie genden Erfindung erläutert. Als Güteindikatoren werden in dem Verfahren ebenfalls die Er kennungsrate und die Fehlalarmrate verwendet.

Wie bei P1 werden bei sollen P2 Instabilitätsvorgänge, die zu einem Geschwindigkeitsein bruch führen könnten, bereits im Entstehen als solche erkannt werden. Bei P2 werden sol che Instabilitätsprozesse nicht explizit modelliert, sondern das Modell "lernt" den Zusam menhang zwischen Eingangs- und Ausgangskenngrößen quasi empirisch anhand der Trai ningsdaten.

Im Gegensatz zu dem P1 erlaubt P2 die Verwendung von sechs Schaltzuständen, die sechs ordinalen Alarmstufen entsprechen, nämlich "keine Meldung", "120 km/h", "100 km/h", "80 km/h", "60 km/h" und "Stau".

Dementsprechend wurde die Güteindikatoren nicht nur verschiedene Verkehrsstörungs ereignisschwellwerte sondern auch für verschiedene Schaltereignisschwellwerte (SSW) berechnet.

Die hierbei verwendeten Meßdaten sind mit den oben verwendeten Meßdaten identisch.

Die Ergebnisse der Ermittlung des Güteindikators sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.

Tabelle 2

Die in Tabelle 2 dargestellten Ergebnis sind außerdem auch in Fig. 1 graphisch darge stellt. Auf der X-Achse ist die Fehlalarmrate dargestellt, auf der Y-Achse die Erkennungs rate. Punkte in der oberen linken Ecke des Diagramms bedeuten eine hohe Güte, Punkte in der rechten unteren Ecke eine geringe Güte. Die verschiedenen Schaltereignisschwellwerte sind jeweils zu einer Kurve zusammengefaßt. Jede Kurve stellt die Gütefunktion des Ver fahrens in Bezug auf Geschwindigkeitseinbrüche dar.

So bedeutet zum Beispiel der dritte Punkt von unten auf der linken Kurve ("Stau 80"), daß P2 mit dem Schaltereignisschwellwert 80 (in der Grafik P2_80) in bezug auf Geschwindig keitseinbrüche unter 80 km/h eine Erkennungsrate von rund 70% bei einer Fehlalarmrate von etwa 70% hatte. Für ein Verkehrstörungserkennungsverfahren stellt dies eine hohe Güte dar. Die Güte von P2_60 in Bezug auf "Stau 60" ist mit über 40% Erkennungsrate und etwa 65% Fehlalarmrate auch als sehr hoch anzusehen.

Im folgenden wird ein Verfahren beschrieben in dem ein Maß für die Wirksamkeit einer Ver kehrsbeeinflussungsvorrichtung bestimmt werden kann. Die Verkehrsbeeinflussungsvor richtung wird hierbei durch ein Verkehrsstörungserkennungsverfahren P3 gesteuert, das zeitabhängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnet, die zum Steuern der Verkehrsbeeinflussungsvorrichtung vorgesehen sind.

Wie bei P1 werden bei dem Verkehrsstörungserkennungsverfahren P3 der Übergang des Verkehrsablaufs (ohne externe Ursache) zu einem gebundenen oder einem zähfließenden Verkehrszustand mit dem Ziel erkannt werden, rechtzeitig vor einem Geschwindigkeitsein bruch zu warnen. Dies geschieht bei dem Verkehrsstörungserkennungsverfahren P3 da durch, daß Instabilitätsvorgänge, die zu einem solchen Geschwindigkeitseinbruch führen könnten, bereits im Entstehen als solche erkannt werden.

In dem erfindungsgemäße Verfahren werden Meßdaten im geschlossenen Regelkreis er faßt und dann den Schaltzuständen zugeordnet. Im nächsten Schritt wird die gleiche Pro zedur für einen offenen Regelkreis durchgeführt.

Für die derart erhaltenen Daten werden die Güteindikatoren, wie oben beschrieben sowohl für die Meßdaten und Schaltzustände aus dem geschlossenen Regelkreis, als auch für die Meßdaten und Schaltzustände aus dem offenen Regelkreis bestimmt.

Das Maß die Wirksamkeit einer Verkehrsbeeinflussungsvorrichtung wird unter Verwendung einer Fehlalarmrate als Güteindikator durch einen t-Test ermittelt, wobei der Test bezüglich folgender Hypothesen:
H⁰: Die Steuerung der Verkehrsbeeinflussungsvorrichtung hat keine Wirkung im Hinblick auf die Vermeidung von Geschwindigkeitseinbrüchen
H^A: Die Steuerung der Verkehrsbeeinflussungsvorrichtung hat eine Wirkung im Hinblick auf die Vermeidung von Geschwindigkeitseinbrüchen
durchgeführt wird. Als Testfunktion wird die Funktion t mit folgender Definition verwendet:

wobei

b₁ = N(Schaltereignisse_offen),

b₂ = N(Schaltereignisse_geschlossen),

b₃ = b₁ + b₂,

c₁ = N(Fehlalarme_offen),

c₂ = N(Fehlalarme_geschlossen)

c₃ = c₁ + c₂,

d₁ = b₁ - c₁,

d₂ = b₂ - c₂, und

d₃ = d₁ + d₂

Falls die Hypothese H^A angenommen wird, kann das Maß für die Wirksamkeit als die ge schätzte Anzahl der durch den geschlossenen Regelkreis verhinderten Einbrüche angese hen werden; dieses Maß berechnet sich aus:

In Tabelle 3 ist das Ergebnis für das Verkehrsstörungserkennungsverfahren P3 dargestellt.

Tabelle 3

Aus Tabelle 3 geht hervor, daß die Geschwindigkeitseinbruchrate gemäß diesem Test im geschlossenen Regelkreis signifikant kleiner war als im offenen Regelkreis. In diesem Zeit raum kann man die Anzahl der durch die Schaltungen verhinderten Geschwin digkeitseinbrüche auf unter 60 km/h mit 308 schätzen. Die verhinderten Geschwindigkeits einbrüche unter 30 km/h können demgemäß mit 247 geschätzt werden.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Güteindikators für ein weiteres Ver kehrsstörungserkennungsverfahren D1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorlie genden Erfindung erläutert. Als Güteindikatoren werden in dem Verfahren ebenfalls die Er kennungsrate und die Fehlalarmrate verwendet.

Im vorliegenden Verfahren werden zusätzlich zu den in den oben dargestellten Verfahren durchgeführten Schritten Sekundärereignisse, die aufgrund von Sekundärinformation defi niert werden, berücksichtigt. Vorliegend umfaßt Sekundärinformation registrierte Unfälle. Es werden demnach auch die Verkehrsstörungsereignisse, die keinen Niederschlag in den Meßdaten gefunden und damit zu Primärereignissen geführt haben, berücksichtigt.

Diese Sekundärereignisse werden nach dem Verkehrsstörungsereignisse aus den Meßda ten und dem Verkehrsstörungsereignisschwellwert ermittelt worden sind, zu der Menge der Verkehrsstörungsereignisse hinzugefügt. Aus dieser vergrößerten Menge werden schließ lich die Treffer bestimmt.

In Tabelle 4 und in Fig. 2 sind die Ergebnisse dieses Verfahrens gezeigt.

Tabelle 4

Die verschiedenen Kurven in Fig. 2 beziehen sich wie bisher auf Einbrüche auf den ver schiedenen Geschwindigkeitsniveaus. Der Verlauf einer Kurve von oben rechts nach unten links entspricht einer Erhöhung der Schwellenwerte des Kernverfahrens. Besonders auf schlußreich sind Stellen, wo die Kurve relativ steil nach oben zeigt, wie zum Beispiel von D1_60 auf D1_Stau für Geschwindigkeitseinbrüche auf dem Niveau 30, 20 oder 10 km/h. Sie bringen zum Ausdruck, daß die entsprechende Erhöhung des Schwellenwertes gemäß der hier definierten Güte keinen Vorteil bringt.

Die Güte gemäß dieser Daten ist insgesamt sehr gut, auch in bezug auf Geschwindig keitseinbrüche unter dem Niveau 30.

Im folgenden wird das unter Bezugnahme auf Tabelle 4 und Fig. 2 beschriebene Verfah ren mit denselben Daten, jedoch mit einem anderen Verkehrsstörungserkennungsverfahren D2, durchgeführt.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengefaßt und in Fig. 3 dargestellt.

Tabelle 5

In Fig. 4 sind die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten Gütefunktionen für beiden Verkehrsstörungserkennungsverfahren D1 und D2 für einen Geschwindigkeitsein bruch 10 km/h graphisch dargestellt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist das Verkehrsstörungs erkennungsverfahren D1 dem Verkehrsstörungserkennungsverfahren D2 überlegen.

Claims

1. Verfahren zur Ermittlung eines Güteindikators für Verkehrsstörungserkennungsverfah ren, die zeitabhängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnen, die zum Steuern von Vorrichtungen zur Beeinflussung des Verkehrsflusses vorgesehen sind, mit den Schritten:
Definieren von zeitabhängigen Verkehrsstörungsereignissen auf Basis der zeitabhän gigen Meßdaten,
Definieren von zeitabhängigen Schaltereignissen auf Basis der zeitabhängigen Schaltzustände, und
Ermitteln eines Güteindikators durch Vergleichen der definierten Verkehrsstörungs ereignisse mit den Schaltereignissen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem zum Definieren der zeitabhängigen Ver kehrsstörungsereignisse ein Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriterium ausge wählt wird, und ein Verkehrsstörungsereignis definiert wird, wenn zeitlich aufeinander folgende Meßdaten das Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriterium über- oder un terschreiten.

3. Verfahren nach Anspruch 2, in welchem als Verkehrsstörungsereignisschwellwertkri terium ein Geschwindigkeitswert verwendet wird, und ein Verkehrsstörungsereignis definiert wird, wenn die zeitlich aufeinander folgenden Meßdaten den Geschwindig keitswert unterschreiten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, in welchem als Verkehrsstörungsereignisschwellwertkri terium ein weiterer Geschwindigkeitswert, der größer als der Geschwindigkeitswert ist, verwendet wird, und ein Verkehrsstörungsereignis nur dann definiert wird, wenn die zeitlich aufeinander folgenden Meßdaten sowohl den weiteren Geschwindigkeitswert als auch den Geschwindigkeitswert unterschreiten.

5. Verfahren nach Anspruch 2, in welchem als Verkehrsstörungsereignisschwellwertkri terium ein Dichtewert verwendet wird, und ein Verkehrsstörungsereignis definiert wird, wenn zeitlich aufeinander folgende Meßdaten den Dichtewert überschreiten.

6. Verfahren nach Anspruch 5, in welchem als Verkehrsstörungsereignisschwellwertkri terium ein weiterer Dichtewert, der kleiner als der Dichtewert ist, verwendet wird, und ein Verkehrsstörungsereignis nur dann definiert wird, wenn die zeitlich aufeinander folgenden Meßdaten sowohl den weiteren Dichtewert als auch den Dichtewert über schreiten.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in welchem zum Definieren der zeitab hängigen Schaltereignisse ein Schaltereignisschwellwertkriterium ausgewählt wird, und ein Schaltereignis definiert wird, wenn eine Änderung zeitlich aufeinander folgen der Schaltzustände vorliegt, wobei das Schaltereignisschwellwertkriterium über- oder unterschritten oder angenommen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, in welchem als Schaltereignisschwellwertkriterium eine Alarmstufe verwendet wird, und ein Schaltereignis definiert wird, wenn der Schaltzu stand der Alarmstufe entspricht.

9. Verfahren nach Anspruch 8, in welchem ein Schaltereignis nur dann definiert wird, wenn sich der Schaltzustand gegenüber dem vorherigen Schaltzustand erhöht hat.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, in welchem qualitative Schaltzustände vor dem Definieren der zeitabhängigen Schaltereignisse in ordinale Schaltzustände transformiert werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in welchem nur binäre oder in binäre transformierte Schaltzustände verarbeitet werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, in welchem der Güteindikator durch eine Erkennungsrate definiert ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, in welchem die Erkennungsrate definiert ist als:
wobei
N(Treffer) die Häufigkeit der Treffer ist und ein Treffer vorliegt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ΔT_vor vor einem Verkehrsstörungsereignis ein Schal tereignis aufgetreten ist, und
N(Verkehrsstörungsereignis) die Häufigkeit der definierten Verkehrsstörungsereignis se ist.

14. Verfahren nach Anspruch 12, in welchem die Erkennungsrate definiert ist als:
wobei
N_gew(Treffer) eine gewichtete Häufigkeit der Treffer ist und ein Treffer vorliegt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ΔT_vor vor einem Verkehrsstörungsereig nis ein Schaltereignis aufgetreten ist, und
N_gew(Verkehrsstörungsereignisse) eine gewichtete Häufigkeit der definierten Ver kehrsstörungsereignisse ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, in welchem der Güteindikator durch eine Fehlalarmrate definiert ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, in welchem die Fehlalarmrate definiert ist als:
wobei
N(Treffer) die Häufigkeit der Treffer ist und ein Treffer vorliegt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ΔT_nach nach einem Schaltereignis ein Verkehrsstörungs ereignis aufgetreten ist, und
N(Schaltereignisse) die Häufigkeit der Schaltereignisse ist.

17. Verfahren nach Anspruch 15, in welchem die Fehlalarmrate definiert ist als:
wobei
N_gew(Treffer) eine gewichtete Häufigkeit der Treffer ist und ein Treffer vorliegt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ΔT_nach nach einem Schaltereignis ein Ver kehrsstörungsereignis aufgetreten ist, und
N_gew(Schaltereignisse) eine gewichtete Häufigkeit der Schaltereignisse ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, in welchem der Güteindikator durch eine von einer Erkennungsrate und einer Fehlalarmrate abhängigen Kosten-Nutzen- Funktion definiert ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18 in Verbindung mit Anspruch 13 oder 14 und 16 oder 17, in welchem die Kosten-Nutzen-Funktion definiert ist durch:
KNF = -k₁N(NichtTreffer) - k₂N(Fehlalarme) + n₁N(Treffer), wobei
N(NichtTreffer) = [1 - ER] . N(Verkehrsstörungsereignisse) die Häufigkeit der Nicht Treffer ist und ein NichtTreffer vorliegt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitinter valls ΔT_vor vor einem Verkehrsstörungsereignis kein Schaltereignis aufgetreten ist,
N(Fehlalarme) = FAR . N(Schaltereignisse) die Häufigkeit der Fehlalarme ist und ein Fehlalarm vorliegt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ΔT_nach nach ei nem Schaltereignis kein Verkehrsstörungsereignis aufgetreten ist,
N(Treffer) = ER . N(Verkehrstörungsereignisse) die Häufigkeit der Treffer ist und ein Treffer vorliegt, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ΔT_nach nach einem Schaltereignis ein Verkehrsstörungsereignis aufgetreten ist,
k₁ die Kosten eines NichtTreffers sind,
k₂ die Kosten eines Fehlalarms sind, und
n₁ der Nutzen eines Treffers ist.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, in welchem die zeitabhängigen Ver kehrsstörungsereignisse Primärereignisse, die auf Basis der zeitabhängigen Meßda ten definiert werden, und Sekundärereignisse, die aufgrund von Sekundärinformation definiert werden, umfassen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, in welchem die Sekundärinformation registrierte Unfälle und/oder registrierte Baustellen umfaßt.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21 in Verbindung mit einem der Ansprüche 13, 14, 16, 17, oder 19, in welchem zur Verarbeitung der Primärereignisse Zeitintervalle ΔT p|vor und ΔT p|nach verwendet werden, die sich von den Zeitintervallen ΔT s|vor und ΔT s|nach zur Verarbeitung der Sekundärereignisse verwendeten unterscheiden.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, in welchem fehlende Meßwerte und/oder fehlerhafte Meßwerte, d. h. Fehler 1. Art, und nicht plausible Meßwerte, d. h. Fehler 2. Art, aus den fehlerfreien Meßdaten rekonstruiert werden.

24. Verfahren zum Bewerten von Verkehrsstörungserkennungsverfahren, die zeitabhän gigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnen, die zum Steuern von Ein richtungen zur Beeinflussung des Verkehrsflusses vorgesehen sind, mit den Schritten:
Durchführen eines Verfahrens zur Ermittlung eines Güteindikators nach einem der Ansprüche 1 bis 23, und
Vergleichen des Güteindikators mit einem vorgegebenen Güteindikator.

25. Verfahren nach Anspruch 24, in welchem der vorgegebene Güteindikator aus einer Durchführung eines entsprechenden Verfahrens zur Ermittlung eines Güteindikators nach einem der Ansprüche 1 bis 23 erhalten wird.

26. Verfahren nach Anspruch 24, in welchem der vorgegebenen Güteindikator einen Re ferenzgüteindikator darstellt, der aus der Durchführung eines Verfahrens zur Ermitt lung eines Güteindikators nach einem der Ansprüche 1 bis 23 für ein entsprechendes Referenzverkehrsstörungserkennungsverfahren erhalten wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26 in Verbindung mit einem der Ansprü che 12 bis 14, in welchem die Güte des zu bewertenden Verkehrsstörungserken nungsverfahrens besser als die vorgegebene Güte ist, wenn die Erkennungsrate grö ßer als die vorgegebene Erkennungsrate ist.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26 in Verbindung mit einem der Ansprü che 15 bis 17, in welchem die Güte des zu bewertenden Verkehrsstörungserken nungsverfahrens besser als die vorgegebene Güte ist, wenn die Fehlalarmrate kleiner als die vorgegebene Fehlalarmrate ist.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26 in Verbindung mit einem der Ansprü che 18 oder 19, in welchem die Güte des zu bewertenden Verkehrsstörungserken nungsverfahrens besser als die vorgegebene Güte ist, wenn die Kosten-Nutzen- Funktion größer als die vorgegebene Kosten-Nutzen-Funktion ist.

30. Verfahren zum Bewerten eines Verkehrsstörungserkennungsverfahrens, das zeitab hängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnet, die zum Steuern von Einrichtungen zur Beeinflussung des Verkehrsflusses vorgesehen sind, mit den Schritten:
mehrfaches Durchführen eines Verfahrens zur Ermittlung eines Güteindikators nach einem der Ansprüche 1 bis 23 in Verbindung mit einem der Ansprüche 2 bis 6 für ver schiedene Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriterien, und
Ermitteln eines optimalen Güteindikators aus der Mehrzahl der durch die verschiede nen Durchführungen erhaltenen Güteindikatoren, wobei das Verkehrsstörungsereig nisschwellwertkriterium, für das der optimale Güteindikator erhalten worden ist, den optimalen Arbeitsbereich des Verkehrsstörungserkennungsverfahrens in bezug auf Geschwindigkeitseinbrüche darstellt.

31. Verfahren zum Bewerten eines Verkehrsstörungserkennungsverfahrens, das zeitab hängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnet, die zeitabhängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnen, die zum Steuern von Einrichtun gen zur Beeinflussung des Verkehrsflusses vorgesehen sind, mit den Schritten:
mehrfaches Durchführen eines Verfahrens zur Ermittlung eines Güteindikators nach einem der Ansprüche 1 bis 23 in Verbindung mit einem der Ansprüche 7 bis 9 für ver schiedene Schaltereignisschwellwertkriterien, und
Ermitteln eines optimalen Güteindikators aus der Mehrzahl der durch die verschiede nen Durchführungen erhaltenen Güteindikatoren, wobei das Schaltereignisschwell wertkriterium, für das der optimale Güteindikator erhalten worden ist, den optimalem Arbeitspunkt des Verkehrsstörungserkennungsverfahrens in bezug auf durch das Ver kehrsstörungserkennungsverfahren realisierbare Alarmzustände darstellt.

32. Verfahren zum Bewerten eines Verkehrsstörungserkennungsverfahrens, das zeitab hängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnet, die zum Steuern von Einrichtungen zur Beeinflussung des Verkehrsflusses vorgesehen sind, mit den Schritten:
mehrfaches Durchführen eines Verfahrens zur Ermittlung eines Güteindikators nach einem der Ansprüche 1 bis 23 in Verbindung mit einem der Ansprüche 2 bis 6 für ver schiedene Verkehrsstörungsereignisschwellwertkriterien bei jeweils festgehaltenem Schaltereignisschwellwertkriterium,
mehrfaches Durchführen des Verfahrens zur Ermittlung eines Güteindikators nach ei nem der Ansprüche 1 bis 23 in Verbindung mit einem der Ansprüche 7 bis 9 für ver schiedene Schaltereignisschwellwertkriterien bei jeweils festgehaltenem Verkehrsstö rungsereignisschwellwertkriterium, und
Ermitteln eines optimalen Güteindikators aus der Mehrzahl der durch die verschiede nen Durchführungen erhaltenen Güteindikatoren, wobei der Punkt für den der opti male Güteindikator erhalten worden, eine Optimierung des Arbeitsbereichs des Ver kehrsstörungserkennungsverfahrens in bezug auf Geschwindigkeitseinbrüche und des Arbeitspunkts des Verkehrsstörungserkennungsverfahrens in bezug auf durch das Verkehrsstörungserkennungsverfahren realisierbare Alarmzustände darstellt.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 32, in welchem an die für ein festgehal tenes Schaltereignisschwellwertkriterium oder an die für ein festgehaltenes Verkehrs störungsereignisschwellwertkriterium gegebenen Güteindikatoren eine Gütefunktion angepaßt wird, und die Ermittlung des optimalen Güteindikators für das festgehaltene Schaltereignisschwellwertkriterium oder das festgehaltene Verkehrsstörungsereignis schwellwertkriterium entlang dieser Gütefunktion ermittelt wird.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 33 in Verbindung mit einem der Ansprü che 18 oder 19, in welchem die Güteindikatoren durch die Kosten-Nutzen-Funktion ermittelt werden.

35. Verfahren zur Optimierung eines Verkehrsstörungserkennungsverfahrens, das zeitab hängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnet, die zum Steuern von Einrichtungen zur Beeinflussung des Verkehrsflusses vorgesehen sind, mit den Schritten:
Bestimmen des optimalen Arbeitspunkts des Verkehrsstörungserkennungsverfahrens in bezug auf durch das Verkehrsstörungserkennungsverfahren realisierbare Alarmzu stände und/oder des optimalen Arbeitsbereichs des Verkehrsstörungserkennungs verfahrens in bezug auf Geschwindigkeitseinbrüche mit einem Verfahren zum Be werten eines Verkehrsstörungserkennungsverfahrens nach einem der Ansprüche 30 bis 34, und
Einstellen der Regelgrößen des Verkehrsstörungserkennungsverfahrens, so daß der optimale Güteindikator durch das Verkehrsstörungserkennungsverfahren reproduziert wird.

36. Verfahren zur Ermittlung der Wirksamkeit einer Verkehrsbeeinflussungsvorrichtung, die durch ein Verkehrsstörungserkennungsverfahren gesteuert ist, das zeitabhängigen Meßdaten zeitabhängige Schaltzustände zuordnet, die zum Steuern der Verkehrsbe einflussungsvorrichtung vorgesehen sind, mit den Schritten:
Erfassen von Meßdaten und Zuordnen der Meßdaten zu Schaltzuständen im ge schlossenen Regelkreis,
Erfassen von Meßdaten und Zuordnen der Meßdaten zu Schaltzuständen im offenen Regelkreis,
Durchführen eines Verfahrens zur Ermittlung eines Güteindikators nach einem der Ansprüche 1 bis 23 für die Meßdaten und Schaltzustände aus dem geschlossenen Regelkreis, so daß ein Güteindikator für den geschlossenen Regelkreis erhalten wird,
Durchführen des Verfahrens zur Ermittlung eines Güteindikators nach einem der An sprüche 1 bis 23 für die Meßdaten und Schaltzustände aus dem offenen Regelkreis, so daß ein Güteindikator für den offenen Regelkreis erhalten wird, und
Ermitteln eines Maßes für Wirksamkeit der Verkehrsbeeinflussungsvorrichtung durch statistische Auswertung des Güteindikators für den geschlossenen Regelkreis und des Güteindikators für den offenen Regelkreis.

37. Verfahren nach Anspruch 36 in Verbindung mit einem der Ansprüche 15 bis 17, in welchem als Güteindikator eine Fehlalarmrate verwendet wird und ein t-Test für die Hypothesen:
H⁰: Die Steuerung der Verkehrsbeeinflussungsvorrichtung hat keine Wirkung im Hinblick auf die Vermeidung von Geschwindigkeitseinbrüchen
H^A: Die Steuerung der Verkehrsbeeinflussungsvorrichtung hat eine Wirkung im Hinblick auf die Vermeidung von Geschwindigkeitseinbrüchen
mit der Testfunktion
wobei

b₁ = N(Schaltereignisse_offen)
b₂ = N(Schaltereignisse_geschlossen)
b₃ = b₁ + b₂
c₁ = N(Fehlalarme_offen)
c₂ = N(Fehlalarme_geschlossen)
c₃ = c₁ + c₂
d₁ = b₁ - c₁
d₂ = b₂ - c₂
d₃ = d₁ + d₂
durchgeführt wird, und
falls die Hypothese H^A angenommen wird,
das Maß für die Wirksamkeit definiert ist als die geschätzte Anzahl der durch den ge schlossenen Regelkreis verhinderten Einbrüche und sich berechnet aus: