EP0292897B1 - Verfahren zur Bewertung der in Fahrzeugen mittels einer Leit-und Informationseinrichtung gemessenen Reisezeit in einem Leit- und Informationssystem - Google Patents

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EP0292897B1
EP0292897B1 EP88108163A EP88108163A EP0292897B1 EP 0292897 B1 EP0292897 B1 EP 0292897B1 EP 88108163 A EP88108163 A EP 88108163A EP 88108163 A EP88108163 A EP 88108163A EP 0292897 B1 EP0292897 B1 EP 0292897B1
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EP
European Patent Office
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traffic
route
time
guidance
travel
Prior art date
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EP88108163A
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English (en)
French (fr)
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EP0292897A2 (de
EP0292897A3 (en
Inventor
Romuald Dipl.-Ing. Von Tomkewitsch
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of EP0292897A2 publication Critical patent/EP0292897A2/de
Publication of EP0292897A3 publication Critical patent/EP0292897A3/de
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/0962Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0968Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle
    • G08G1/096805Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where the transmitted instructions are used to compute a route
    • G08G1/096811Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where the transmitted instructions are used to compute a route where the route is computed offboard
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/0962Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0968Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle
    • G08G1/096833Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where different aspects are considered when computing the route
    • G08G1/096844Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where different aspects are considered when computing the route where the complete route is dynamically recomputed based on new data

Definitions

  • the invention relates to a method for evaluating the travel time measured in vehicles by means of a guidance and information device in a guidance and information system for individual traffic, with digitized road network map that can be stored in a location and navigation computer of the guidance and information device, two of which A route section is formed in the nodes of the road network and a partial route is formed from two guidance points, each with its own address, and the travel time is measured with a travel time measuring device of the guidance and information device.
  • Traffic management and information systems are generally known. With such a control system, individual vehicles can be guided individually from a respective starting point to a destination that can be entered.
  • the European patent specification 00 21 060 describes a guidance system for individual traffic, in which guidance information for all the vehicles in question is radiated from individual guidance beacons to all passing vehicles. The recommendation for a specific destination is selected in the vehicle.
  • the guide beacons are each arranged at greater distances from one another. The routes between them are described as a sequence of path vectors. It is provided that guidance beacons are given to the vehicles in the form of a chain of guidance vectors.
  • EP-A-0 025 388 describes a traffic management and information system which has the aim of detecting the occurrence of traffic jams. For this purpose, two parameters are recorded, on the one hand the ratio of the sum of all vehicle lengths on a certain lane section to the length of this lane section and on the other hand the average speed of the vehicle in a certain period T on this lane section.
  • European Patent 00 29 201 describes a method for recording traffic data in a guidance and information system for individual traffic.
  • the known method describes a travel time measuring device in the vehicle with which the travel time is measured individually between the individual guide points of a guide vector chain. The travel time within a section or section of a route is made up of several times.
  • a standstill which may be due to traffic, such as is caused, for example, by traffic jams or stops before traffic signals.
  • the standstill can also not be due to traffic, as can be caused, for example, by stopping with the engine running, because quick cigarettes or a newspaper are fetched or because, for example, a taxi driver pays the passenger with the engine running.
  • Falsified travel times determined in this way are, however, not meaningful if travel time forecasts and situation-related route optimizations are to be created with the aid of a central control computer.
  • it has already been proposed to reduce such false travel times by averaging the measured values of several vehicles.
  • smoothing inevitably requires longer reaction times to real traffic jams. Delays in reaction are undesirable, however, because the benefits of a system for dynamic traffic control depend to a large extent on its ability to react quickly to unexpected traffic jams.
  • the congestion time contained in the travel time per partial route is calculated from the sum of all time intervals at which the vehicle speed is below a predetermined limit speed that the number of deceleration processes in the location and navigation computer Limit speed is measured for each section and a weight factor is formed from it, that the respective weight factors associated with the congestion times are transmitted to a central traffic and information control computer, that the respective travel and congestion time is evaluated as a function of the size of the weight factor, and that with These evaluated travel and traffic jam times, on the one hand, new alternative route recommendations are worked out and, on the other hand, they are evaluated for traffic light control systems.
  • an analysis of the vehicle movement forms a weight factor that describes the credibility of a traffic jam message.
  • the measured congestion times are evaluated depending on the size of the associated weight factor and only congestion times with sufficiently large weight factors are used for further processing in the host computer.
  • control and information system for dynamic traffic control can respond to real traffic jams relatively early by giving special route recommendations to the individual vehicles or by better adapting the switching program of a traffic light system to the actual traffic volume in order to reduce the length of traffic jams .
  • the weight factor For the method according to the invention, it is expedient to form a plurality of speed classes to form the weight factor, which, for example, comprise a speed range of 5 km each per hour. Six speed ranges result in a limit speed of 30 km per hour.
  • the weighting factors for evaluating the measured congestion time are standardized by dividing the number of transitions from one speed range to a next lower one in the area of a partial distance by the number of transitions that are necessary for a stopping process from a speed exceeding the limit speed is inevitably given. If the standardized weight factor is greater than or equal to a limit value, for example two, the associated congestion time is assessed as the real congestion time. If the normalized weight factor has a value which is below this limit value, for example two, the congestion time can be evaluated in a known manner by running averaging.
  • the weight factors added to the traffic jam time measurements are used to assess the credibility of travel times.
  • the congestion times are measured separately for each section, which are limited by two control points, which are generally two signaling systems. Travel times are generally measured for entire sections of the route, ie routes between two nodes in the main node network. They can contain several control points or light signal systems.
  • the addition of the weight factors of all congestion times of a route section in the central control computer makes sense, because the weight factors are nothing else than the number of (standard) deceleration processes during the slow movement of a pent-up column.
  • the functional principle of the control and information system is shown schematically in FIG.
  • the vehicle FZ there is a guidance and information device LIE, which has a locating device O with a magnetic field probe MS and a wheel pulse generator RIG, and a navigation device N with an operating device BG, with a travel time measuring device RZM and with an infrared transmitter SF and an infrared receiver EF.
  • the operating device BG has an input keyboard ET, a target memory ZSp and, for example, a direction indicator ANZ.
  • the common travel and congestion times, including the weighting factors, are transmitted via the vehicle transmitter SF of the vehicle FZ to the beacon LB, which is mounted on the roadside, for example on a mast SM on a light signaling system LSA.
  • beacon LB is connected to the beacon electronics BE, which can be accommodated in the traffic switching device VSG.
  • the traffic switching device VSG is connected to the traffic and information control computer VLR, which is located in a traffic control and information center VLZ, via a data line DL.
  • VLR traffic and information control computer
  • Fig. 2 shows the scheme of a road network in a limited area.
  • the intersections or nodes K1, K2 and K3 are shown, each with a beacon.
  • their functions of sending control information (LB1, LB2) and receiving time measurements (MB1, MB2, MB3) are shown separately.
  • a vehicle FZ1 approaching the node K1 receives the guidance recommendation from the beacon LB1 to use the route to the node K2 described by the guidance point LP1, LP2 to LP5.
  • the control and information device LIE in the vehicle FZ measures the respective travel times between the mentioned control points LP1 to LP5.
  • it passes through the node K2 it transmits the measured travel times to the measuring beacon MB2, which in turn forwards it to the traffic control computer VLR.
  • the vehicle FZ3 is routed from the node K1 via the through the control points LP1, LP2, LP3 and LP7 to the node K3 and there reports the measuring beacon MB3 which sections and which times it has in common on these. Further details of the known travel time measurement are described in European patent specification 00 29 201.
  • the speed v (km / h) is plotted over the distance s covered in meters (m).
  • the congestion time tSt per section is determined from the sum of all time intervals tStn, tSt (n + 1) at which the vehicle travels at a speed which is below a certain limit speed vSt.
  • FIG. 4 also shows a speed profile of a vehicle over the distance s using an example of a measurement run in the backflow area in front of an overloaded traffic light system.
  • the travel time tR is also plotted as a function of the path s in FIG.
  • the path s is plotted in meters (m) on the abscissa, the zero point being entered on the right and the stop line HL being drawn in on the left of the zero point (traffic signal system).
  • the speed v is plotted on the right ordinate in kilometers per hour (km / h).
  • the travel time tR in seconds (sec) is plotted on the left coordinate.
  • FIG. 5 also shows a speed profile, for a test run of a vehicle that stops once and then has to wait a second time in front of a traffic light system at the stop line HL, it can be seen that a completely different situation must exist.
  • the vehicle also stops about 520 m in front of the stop line using the example of FIG. 5.
  • it only starts again after a time of approx. Four minutes (240 sec), until it finally has to wait in front of the traffic light system (HL) to continue driving after about 40 more seconds.
  • the travel time is approximately 360 seconds.
  • the control system In the first case (Fig. 4) it is due to traffic, in the second case (Fig. 5) it is most likely due to other reasons.
  • the control system In the first case, the control system must recognize a traffic-related traffic jam and react accordingly, in the second case this would be wrong and an alternative route recommendation is unfounded.
  • the typical difference between the two routes is striking.
  • the speed profile v in FIG. 4 is characterized by a relatively large number of acceleration and deceleration processes.
  • the speed curve v shown in FIG. 5 even runs through a larger speed range between the two stops, but has significantly fewer changes.
  • the method according to the invention therefore measures the number of transitions from one speed class to the next lower one and uses this as a weight factor for evaluating the measured congestion time.
  • a standardized weighting factor GN In order to obtain smaller and clearer numerical values, it is advisable to form a standardized weighting factor GN.
  • Each congestion time TSt which is measured by the navigation computer ONR and the travel time measuring devices RZM in the vehicles FZ, is supplemented with a weight factor G or GN.
  • the weight factors can be calculated relatively easily from the temporal density of the path impulses in the vehicle navigation computer. Measurements with normalized weighting factors of 0 and 1 are expediently dealt with by continuous averaging, as is already known. In green waves, the frequency of occurrence of standardized weighting factors GN ⁇ 1 can be used for a first rough assessment of the quality of the green wave.
  • Weight factors of GN ⁇ 2 mean that vehicles entering the backwater area of an intersection when there is a red signal cannot pass through the next green. Weight factors of GN ⁇ 2 are therefore used to record traffic jam time lines in the traffic control computer for all the entrances to the traffic light system in question. Significantly different weighting factors for the traffic flows at an intersection can be a clear indication, in contrast to the normally measured congestion time, that the green time distribution no longer corresponds to the actual traffic volume.
  • the measured travel time is also evaluated using the weight factors added to the traffic jam time measurements.
  • the congestion times are measured separately for each section, which is limited by two control points.
  • the travel time is for entire sections of the route, i.e. the distance between two nodes in the road network, measured.
  • the travel times can include several guiding points or light signal systems.
  • the weighting factors of all congestion times of a section of the route are added in the central control computer. An addition makes sense because the weight factors are nothing other than the number of (standard) deceleration processes in a pent-up column.
  • the length of a traffic jam can also be derived indirectly if one assumes that the speed curve v shown is typical for a pent-up column according to FIG. 4, and that a switching cycle of the signal system of e.g.
  • the weight factor GN increases by one value in each 100 m of stowage length.
  • the sum of the weight factors for a route section or a partial route can therefore serve as an indirect measure of the amount of the pent-up vehicles on this route.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bewertung der in Fahrzeugen mittels einer Leit- und Informationseinrichtung gemessenen Reisezeit in einem Leit- und Informationssystem für den Individualverkehr, mit in einem Ortungs- und Navigationsrechner der Leit- und Informationseinrichtung einspeicherbaren, digitalisierten Straßennetzplan, wobei von zwei Knoten des Straßennetzes ein Streckenabschnitt und von zwei Leitpunkten eine Teilstrecke mit jeweils einer eigenen Adresse gebildet sind und wobei mit einer Reisezeitmeßeinrichtung der Leit- und Informationseinrichtung die Reisezeit gemessen wird.
  • Verkehrsleit- und Informationssysteme sind allgemein bekannt. Mit einem derartigen Leitsystem können einzelne Fahrzeuge individuell von einem jeweiligen Ausgangsort zu einem eingebbaren Zielort geführt werden. In der europäischen Patentschrift 00 21 060 ist ein Leitsystem für den Individualverkehr beschrieben, bei dem von einzelnen Leitbaken Leitinformationen für sämtliche in Betracht kommenden Fahrzeuge zyklisch an alle passierenden Fahrzeuge abgestrahlt werden. Die Auswahl der für ein bestimmtes Fahrziel geltenden Empfehlung erfolgt im Fahrzeug. Die Leitbaken sind jeweils in größeren Entfernungen voneinander angeordnet. Die Strecken zwischen ihnen werden dabei als Folge von Wegvektoren beschrieben. Dabei ist vorgesehen, daß von den Leitbaken an die Fahrzeuge jeweils Leitempfehlungen in Form einer Kette von Leitvektoren gegeben werden.
  • In der EP-A-0 025 388 ist ein Verkehrsleit- und Informationssystem beschrieben, das zum Ziel hat, das Auftreten von Staus zu detektieren. Dazu werden zwei Parameter erfaßt, einerseits das Verhältnis der Summe aller Fahrzeuglängen auf einem bestimmten Fahrbahnstück zur Länge dieses Fahrbahnstücks und andererseits die mittlere Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem bestimmten Zeitraum T auf diesem Fahrbahnstück.
  • In der europäischen Patentschrift 00 29 201 ist ein Verfahren zur Verkehrsdatenerfassung in einem Leit- und Informationssystem für den Individualverkehr beschrieben. Das bekannte Verfahren beschreibt eine Reisezeitmeßeinrichtung im Fahrzeug, mit der die Reisezeit jeweils zwischen den einzelnen Leitpunkten einer Leitvektorkette einzeln gemessen wird. Die Reisezeit innerhalb einer Teilstrecke oder eines Streckenabschnitts setzt sich aus mehreren Zeiten zusammen. Zu der reinen Fahrzeit, bei der das Fahrzeug gefahren wird, kommt noch eine Standzeit, die verkehrsbedingt sein kann, wie sie beispielsweise durch Staus bzw. Halte vor Verkehrssignalen erfolgt. Die Standzeit kann aber auch nicht verkehrsbedingt sein, wie sie beispielsweise durch Anhalten mit laufendem Motor verursacht werden kann, weil schnell Zigaretten oder eine Zeitung geholt wird oder weil beispielsweise ein Taxifahrer bei laufendem Motor den Fahrgast abkassiert. Derartig ermittelte verfälschte Reisezeiten sind jedoch nicht aussagekräftig, wenn mit Hilfe eines zentralen Leitrechners Reisezeitprognosen und situationsbedingte Routenoptimierungen erstellt werden sollen. In der obengenannten Patentschrift wurde bereits vorgeschlagen, solche unechte Reisezeiten durch eine Mittelwertsbildung der Meßwerte mehrerer Fahrzeuge zu verringern. Eine solche Glättung bedingt jedoch zwangsläufig längere Reaktionszeiten auf echte Stauungen im Straßenverkehr. Reaktionsverzögerungen sind aber unerwünscht, denn der Nutzen eines Systems zur dynamischen Verkehrsbeeinflussung hängt in hohem Maße von seinem Vermögen ab, schnell auf unerwartete Verkehrsstauungen reagieren zu können.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, in einem Leit- und Informationssystem für eine Verkehrserfassung und -lenkung der obengenannten Art, bei dem die Reisezeit für jeweilige Streckenabschnitte gemessen wird, ein Verfahren anzugeben, welches gestattet, die Glaubwürdigkeit von Stauzeitmessungen zu beurteilen und auf solche Messungen, die mit großer Wahrscheinlichkeit echte Staue melden, unverzögert durch die Empfehlung von Alternativrouten zu reagieren.
  • Diese Aufgabe wird bei einem derartigen System dadurch gelöst, daß pro Teilstrecke die in der Reisezeit enthaltene Stauzeit aus der Summe aller Zeitintervalle, bei denen die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit liegt, berechnet wird, daß im Ortungs- und Navigationsrechner die Anzahl der Verzögerungsvorgänge unterhalb der Grenzgeschwindigkeit für jede Teilstrecke gemessen und daraus ein Gewichtsfaktor gebildet wird, daß die jeweiligen, den Stauzeiten zugehörigen Gewichtsfaktoren zu einem zentralen Verkehrs- und Informationsleitrechner übertragen werden, daß in Abhängigkeit von der Größe des Gewichtsfaktors die jeweilige Reise- und Stauzeit bewertet wird, und daß mit diesen bewerteten Reise- und Stauzeiten einerseits neue alternative Routenempfehlungen erarbeitet und andererseits für Lichtsignalanlagensteuerungen ausgewertet werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch eine Analyse der Fahrzeugbewegung ein Gewichtsfaktor gebildet, der die Glaubwürdigkeit einer Staumeldung beschreibt. Die gemessenen Stauzeiten werden in Abhängigkeit von der Größe des zugehörigen Gewichtsfaktors bewertet und lediglich Stauzeiten mit ausreichend großen Gewichtsfaktoren werden für die Weiterverarbeitung im Leitrechner herangezogen.
  • Das hat den Vorteil, daß das Leit- und Informationssystem zur dynamischen Verkehrsbeeinflussung relativ frühzeitig auf echte Staus reagieren kann, indem es besondere Routenempfehlungen an die einzelnen Fahrzeuge gibt oder indem das Schaltprogramm einer Lichtsignalanlage an das tatsächliche Verkehrsaufkommen besser angepaßt wird, um die Staulängen zu reduzieren.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es zweckmäßig, zur Bildung des Gewichtsfaktors mehrere Geschwindigkeitsklassen zu bilden, die beispielsweise einen Geschwindigkeitsbereich von jeweils 5 km pro Stunde umfassen. Sechs Geschwindigkeitsbereiche ergeben eine Grenzgeschwindigkeit von 30 km pro Stunde. In vorteilhafter Weise wird nun die Anzahl der Übergänge von einem Geschwindigkeitsbereich in den nächstniedrigen Geschwindigkeitsbereich ermittelt, wobei diese Anzahl der Übergänge dem Gewichtsfaktor entsprechen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung werden die Gewichtsfaktoren zur Bewertung der gemessenen Stauzeit normiert, indem man die Anzahl der Übergänge von einem Geschwindigkeitsbereich in einen nächst niedrigeren im Bereich einer Teilstrekke durch die Anzahl der Übergänge teilt, die sich für einen Haltevorgang aus einer Geschwindigkeit, die über der Grenzgeschwindigkeit liegt, zwangsläufig ergeben. Ist dabei der normierte Gewichtsfaktor größer oder gleich einem Grenzwert, beispielsweise zwei, so wird die zugehörige Stauzeit als echte Stauzeit bewertet. Hat der normierte Gewichtsfaktor einen Wert, der unterhalb dieses Grenzwertes, beispielsweise zwei, liegt, so kann in bekannter Weise durch eine laufende Mittelwertsbildung die Stauzeit bewertet werden.
  • Zur Bewertung der gemessenen Reisezeit innerhalb eines Streckenabschnittes ist es zweckmäßig, die Gewichtsfaktoren aller Stauzeiten der einzelnen Teilstrecken, also eines Streckenabschnittes, im Verkehrs- und Informationsleitrechner zu addieren und die Größe dieses Summenfaktors für die Routenoptimierung heranzuziehen.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die den Stauzeitmessungen angefügten Gewichtsfaktoren zur Beurteilung der Glaubwürdigkeit von Reisezeiten genutzt. Die Stauzeiten werden getrennt für jede Teilstrecke gemessen, welche von zwei Leit-punkten, das sind im allgemeinen zwei Signalanlagen, begrenzt werden. Reisezeiten werden im allgemeinen für ganze Streckenabschnitte, d.h. Strecken zwischen zwei Knoten im Hauptknotennetz, gemessen. Sie können mehrere Leitpunkte bzw. Lichtsignalanlagen beinhalten. Die Addition der Gewichtsfaktoren aller Stauzeiten eines Streckenabschnitts im zentralen Leitrechner ist sinnvoll, weil die Gewichtsfaktoren nichts anders sind als die Anzahl der (Norm-)Verzögerungsvorgänge bei der langsamen Fortbewegung einer aufgestauten Kolonne.
  • Es ist äußerst unwahrscheinlich, daß lange Reisezeit in Verbindung mit hohen Gewichtsfaktoren auf andere als verkehrsbedingte Ursachen zurückzuführen sind. Da ein längerer Stau gewisse Zeiten benötigt, um sich auf- und abzubauen und kein individuelles Fahrverhalten mehr zuläßt, ist eine derartige mathematische Behandlung von Reisezeiten mit größeren Gewichtsfaktoren für Reisezeitprognosen nützlich, denn eine Reisezeit mit einem großen Gewichtsfaktor wird sich von Zeitintervall zu Zeitintervall nur mit Zeitkonstanten verändern können, die für jede Teilstrecke charakteristisch und durch Messungen ermittelbar sind. Es ist auch möglich, aufgrund hoher Gewichtsfaktoren unfallbedingte Störungen im Straßenverkehr automatisch zu erkennen und den Leitrechner evtl. selbsttätig Verkehrsleitmaßnahmen durchführen zu lassen.
  • Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben. Dabei zeigen
    • Fig. 1 schematisch das Funktionsprinzip eines Leit- und Informationssystems (ALI-SCOUT),
    • Fig. 2 ein Schema eines Straßennetzes in einem begrenzten Bereich,
    • Fig. 3 ein typisches Geschwindigkeitsprofil für ein Fahrzeug im Stau,
    • Fig. 4 und 6 ein Geschwindigkeitsprofil im Rückstaubereich einer überlasteten Lichtsignalanlage und
    • Fig. 5 und 7 ein Geschwindigkeitsprofil, verursacht durch nicht verkehrsbedingte Halte.
  • In Fig.1 ist das Funktionsprinzip des Leit- und Informationssystems schematisch gezeigt. Im Fahrzeug FZ befindet sich eine Leit- und Informationseinrichtung LIE, die ein Ortungsgerät O mit einer Magnetfeldsonde MS und einem Radimpulsgeber RIG, sowie ein Navigationsgerät N mit einem Bediengerät BG, mit einer Reisezeitmeßeinrichtung RZM und mit einem Infrarotsender SF und einem Infrarotempfänger EF aufweist. Das Bediengerät BG weist eine Eingabetastatur ET, einen Zielspeicher ZSp und beispielsweise einen Richtungsanzeiger ANZ auf. Über den Fahrzeugsender SF des Fahrzeuges FZ werden zur Leitbake LB, die am Straßenrand beispielsweise an einem Mast SM an einer Lichtsignalanlage LSA montiert ist, die gemeinsamen Reise- und Stauzeiten einschließlich der Gewichtsfaktoren übertragen. Ebenso werden in umgekehrter Richtung von der Leitbake LB Daten zum Fahrzeug FZ übertragen und vom Fahrzeugempfänger EF empfangen. Die Leitbake LB ist mit der Bakenelektronik BE, die im Verkehrsschaltgerät VSG untergebracht sein kann, verbunden. Das Verkehrsschaltgerät VSG ist mit dem Verkehrs- und Informationsleitrechner VLR, der in einer Verkehrsleit- und Informationszentrale VLZ steht, über eine Datenleitung DL verbunden. Das bekannte Verkehrsleit- und Informationssystem braucht hier nicht weiter beschrieben zu werden.
  • Fig. 2 zeigt das Schema eines Straßennetzes in einem begrenzten Bereich. Gezeigt sind die Kreuzungen bzw. Knoten K1, K2 und K3 mit jeweils einer Leitbake. Zum besseren Verständnis sind ihre Funktionen, Leitinformationen zu senden (LB1, LB2) und Zeitmeßwerte zu empfangen (MB1, MB2, MB3),getrennt dargestellt. Ein sich dem Knoten K1 näherndes Fahrzeug FZ1 erhält von der Leitbake LB1 die Leitempfehlung, die durch die Leitpunkt LP1, LP2 bis LP5 beschriebene Route zum Knoten K2 zu benutzen. Während der Fahrt mißt die Leit- und Informationseinrichtung LIE im Fahrzeug FZ die jeweiligen Reisezeiten zwischen den erwähnten Leitpunkten LP1 bis LP5. Die gemessenen Reisezeiten überträgt es beim Passieren des Knotens K2 an die Meßbake MB2, die sie ihrerseits an den Verkehrsleitrechner VLR weiterleitet. Das Fahrzeug FZ3 wird vom Knoten K1 über die durch die Leitpunkte LP1, LP2, LP3 und LP7 zum Knoten K3 geleitet und meldet dort der Meßbake MB3, welche Teilstrecken durchfahren und welche Zeiten es auf diesen gemeinsam hat. Weitere Einzelheiten der bekannten Reisezeitmessung sind in der europäischen Patentschrift 00 29 201 beschrieben.
  • Fig. 3 zeigt den typischen Verlauf eines Geschwindigkeitsprofils v = F (s) von einem sich in einer Kolonne fortbewegenden Fahrzeug. Die Geschwindigkeit v (km/h) ist über der zurückgelegten Wegstrecke s in Metern (m) aufgetragen. Dabei wird die Stauzeit tSt pro Teilstrecke aus der Summe aller Zeitintervalle tStn, tSt (n+1) ermittelt, bei denen sich das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit fortbewegt, die unterhalb einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit vSt liegt.
  • In Fig.4 ist ebenfalls ein Geschwindigkeitsprofil eines Fahrzeugs über der Wegstrecke s an einem Beispiel für eine Meßfahrt im Rückstaubereich vor einer überlasteten Lichtsignalanlage dargestellt. Auch die Reisezeit tR ist als Funktion über den Weg s in Fig.4 eingezeichnet. Auf der Abszisse ist der Weg s in Metern (m) aufgetragen, wobei der Nullpunkt rechts eingetragen und links vom Nullpunkt (Verkehrssignalanlage) die Haltelinie HL eingezeichnet ist. Auf der rechten Ordinate ist die Geschwindigkeit v in Kilometern pro Stunde (km/h) aufgetragen. Auf der linken Koordinate ist die Reisezeit tR in Sekunden (sec) aufgetragen.
  • An diesem Beispiel ist zu erkennen, daß das Fahrzeug etwa 520 m vor der Haltelinie HL auf das Ende einer aufgestauten Kolonne trifft und sich dann mit dieser entsprechend dem Schaltrhythmus der Signalanlage in zeitlichen Abständen von in diesem Beispiel ca. 60 Sekunden beschleunigend und wieder abbremsend vorwärtsbewegt (tR = F (s)). Entsprechend dazu ist die Geschwindigkeit v eingezeichnet.
  • Betrachtet man nun die Fig.5, die auch ein Geschwindigkeitsprofil, für eine Meßfahrt eines Fahrzeuges zeigt, das einmal hält und dann ein zweites Mal vor einer Lichtsignalanlage an der Haltelinie HL warten muß, so erkennt man, daß eine völlig andere Situation vorliegen muß. Wie in Fig. 4 hält auch am Beispiel der Fig.5 das Fahrzeug etwa 520 m vor der Haltelinie. Es fährt aber im Gegensatz zu Fig.4 erst nach einer Zeit von ca. vier Minuten (240 sec) wieder an, bis es schließlich auch vor der Lichtsignalanlage (HL) warten muß, um nach etwa 40 weiteren Sekunden seine Fahrt fortzusetzen.
  • Bei beiden Beispielen beträgt die Reisezeit etwa 360 Sekunden. Im ersten Fall (Fig.4) ist sie verkehrsbedingt, im zweiten Fall (Fig.5) dürfte sie höchstwahrscheinlich auf andere Gründe zurückzuführen sein. Im ersten Fall muß das Leitsystem auf einen verkehrsbedingten Stau erkennen und entsprechend reagieren, im zweiten Fall wäre dies falsch und eine Alternativroutenempfehlung unbegründet. Der typische Unterschied zwischen beiden Fahrverläufen ist augenfällig. Das Geschwindigkeitsprofil v in der Fig.4 ist gekennzeichnet durch eine relativ große Anzahl von Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgängen. Der in Fig.5 dargestellte Geschwindigkeitsverlauf v durchläuft zwischen den beiden Halten sogar einen größeren Geschwindigkeitsbereich, weist aber erheblich weniger Wechsel auf.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mißt daher die Anzahl der Übergänge von einer Geschwindigkeitsklasse in die nächstniedrigere und benützt diese als Gewichtsfaktor für die Bewertung der gemessenen Stauzeit. In den Figuren 6 und 7, die den Figuren 4 und 5 entsprechen, sind n = 6 Geschwindigkeitsklassen eingezeichnet, nämlich eine erste Geschwindigkeitsklasse v1, die dem Geschwindigkeitsbereich von 0 bis 5 km pro Stunde entspricht, eine zweite Klasse v2, welche dem Geschwindigkeitsbereich von 5 bis 10 km pro Stunde entspricht usw. Es sind also sechs Geschwindigkeitsklassen v1 bis v6 bis zur Grenzgeschwindigkeit vSt = 30 km/h eingetragen. Der Navigationsrechner ONR der Leit- und Informationseinrichtung LIE im Fahrzeug FZ ermittelt durch Messung der Radumdrehungen / Zeiteinheit mit dem Radimpulsgeber RIG die Anzahl der Übergänge ü von einer Geschwindigkeitsklasse in die nächstniedrige Geschwindigkeitsklasse als Gewichtsfaktor G. Diese Übergänge ü sind durch kleine Kreuzchen auf der Geschwindigkeitskurve gekennzeichnet. Es ergibt sich für das Beispiel der aufgestauten Kolonne nach Fig.6 ein ü = 39, also ein Gewichtsfaktor von G = 39. Für das Beispiel des nicht verkehrsbedingt haltenden Fahrzeugs gemäß der Fig. 7 ergeben sich 16 Übergänge (ü), also ein Gewichtsfaktor von G = 16.
  • Um kleinere und anschaulichere Zahlenwerte zu bekommen, ist es zweckmäßig, einen normierten Gewichtsfaktor GN zu bilden. Die Normierung wird dabei auf die Anzahl "normaler Halte" bezogen. Verzögert ein Fahrzeug aus einer Fahrt mit einer Geschwindigkeit v = 30 km pro Stunde bis zum Stillstand, so ergeben sich bei n = 6 Geschwindigkeitsklassen v1 bis v6 insgesamt n + 1 = 7 Grenzübergänge. Der normierte Gewichtsfaktor GN ergibt sich also aus der Beziehung GN = ü 7
    Figure imgb0001
    , mit Ü = Anzahl der Grenzübergänge (entspricht dem Gewichtsfaktor G).
  • Für das Beispiel der aufgestauten Kolonnen nach Fig.6 ergibt sich nach dieser Rechnung GN = 6. Für den Fall der nicht verkehrsbedingten Halte im Beispiel von Fig.7 ergibt sich GN = 2. Diese Zahlen stimmen in den beiden oben angeführten Beispielen mit der Zahl der Stops (v = 0) überein. Dies ist in den Figuren 6 und 7 mit kleinen Ringen gekennzeichnet. Man käme auch zu demselben Resultat, wenn man einfach die Anzahl der Stops zählen würde. Dies hätte aber den Nachteil, daß Fahrzeuge, die ökonomisch gefahren werden, indem sie in der Kolonne weniger beschleunigen und dafür nicht bis auf eine Geschwindigkeit von v = 0 abbremsen, bei einem Zählen der Stops einen Gewichtsfaktor von Null liefern würden. Daher wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der normierte Gewichtsfaktor GN verwendet und für die Stauzeitmessung herangezogen.
  • Jede Stauzeit TSt, die von dem Navigationsrechner ONR und den Reisezeitmeßeinrichtungen RZM in den Fahrzeugen FZ gemessen wird, wird mit einem Gewichtsfaktor G bzw. GN ergänzt. Dabei können die Gewichtsfaktoren relativ einfach aus der zeitlichen Dichte der Wegimpulse in dem Fahrzeug-Navigationsrechner errechnet werden. Messungen mit normierten Gewichtsfaktoren von 0 und 1 werden zweckmäßigerweise durch eine laufende Mittelwertsbildung behandelt, wie bereits bekannt. In grünen Wellen kann die Häufigkeit des Auftretens von normierten Gewichtsfaktoren GN ≧ 1 für eine erste überschlägige Beurteilung für die Qualität der grünen Welle dienen.
  • Gewichtsfaktoren von GN ≧ 2 besagen, daß Fahrzeuge, die bei Rotsignal in den Rückstaubereich einer Kreuzung einfahren, diese beim nächsten Grün noch nicht passieren können. Deshalb werden Gewichtsfaktoren von GN ≧ 2 herangezogen, um für alle Zufahrten der betreffenden Lichtsignalanlage Stauzeitganglinien im Verkehrsleitrechner aufzuzeichnen. Markant unterschiedliche Gewichtsfaktoren für die Verkehrsströme einer Kreuzung können ein eindeutiges Indiz im Gegensatz zur normal gemessenen Stauzeit dafür sein, daß die Grünzeitverteilung nicht mehr dem tatsächlichen Verkehrsaufkommen entspricht.
  • Mit den den Stauzeitmessungen angefügten Gewichtsfaktoren wird auch die gemessene Reisezeit bewertet. Die Stauzeiten werden getrennt für jede Teilstrecke gemessen, die von zwei Leitpunkten begrenzt ist. Die Reisezeit wird für ganze Streckenabschnitte, d.h. die Strecke zwischen zwei Knoten im Straßennetz, gemessen. Die Reisezeiten können mehrere Leitpunkte bzw. Lichtsignalanlagen beinhalten. Es werden die Gewichtsfaktoren aller Stauzeiten eines Streckenabschnitts im zentralen Leitrechner addiert. Eine Addition ist sinnvoll, weil die Gewichtsfaktoren nichts anderes sind als die Anzahl der (Norm)Verzögerungsvorgänge bei einer aufgestauten Kolonne. Indirekt läßt sich daraus auch die Länge eines Staus ableiten, wenn man unterstellt, daß der dargestellte Geschwindigkeitsverlauf v für eine aufgestaute Kolonne gemäß der Fig.4 typisch ist, und daß dabei ein Schaltzyklus der Signalanlage von z.B. 60 Sekunden häufig vorkommt, so ist ersichtlich, daß sich Gewichtsfaktor GN in je etwa 100 m Staulänge um einen Wert erhöht. Die Summe der Gewichtsfaktoren für einen Streckenabschnitt bzw. eine Teilstrecke kann demnach als indirektes Maß für die Menge der aufgestauten Fahrzeuge auf dieser Strecke dienen.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Bewertung der in Fahrzeugen (FZ) mittels einer Leit- und Informationseinrichtung (LIE) gemessenen Reisezeit (TR) in einem Leit- und Informationssystem für den Individualverkehr, mit in einem Ortungs- und Navigationsrechner (ONR) der Leit- und Informationseinrichtung (LIE) einspeicherbaren, digitalisierten Straßennetzplan, wobei jeweils zwei Verkehrs-Knoten (K1,K2,... ) des vermaschten Straßennetzes einen Streckenabschnitt bilden und jeder Verkehrs-Knoten (K1,K2) Leitbaken (LB1, LB2) zur Abstrahlung von Leitinformationen aufweist, und wobei jeweils zwei Leitpunkte (LP1,LP2,... ) eine Teilstrecke bilden und an den Leitpunkten (LP1, LP2) dem Fahrer im Fahrzeug Leitinformationen für die jeweils nächste Teilstrecke, der eine eigene Adresse zugeordnet ist, angezeigt werden und wobei ferner mit einer Reisezeitmeßeinrichtung (RZM) der Leit- und Informationseinrichtung (LIE) die Reisezeit (TR) gemessen wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß pro Teilstrecke die in der Reisezeit TR enthaltene Stauzeit TSt aus der Summe aller Zeitintervalle tSt1, tSt2,..., bei denen die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit liegt, berechnet wird, daß im Ortungs- und Navigationsrechner (ONR) die Anzahl der Verzögerungsvorgänge unterhalb der Grenzgeschwindigkeit vSt für jede Teilstrecke gemessen und daraus ein Gewichtsfaktor G gebildet wird, daß die jeweiligen, den Stauzeiten TSt zugehörigen Gewichtsfaktoren G gemeinsam mit diesen zu einem zentralen Verkehrs- und Informationsleitrechner (VLR) übertragen werden, daß in Abhängigkeit von der Größe des Gewichtsfaktors die jeweilige Reise- und Stauzeit bewertet wird, und daß mit diesen bewerteten Reise- und Stauzeiten einerseits neue Alternativroutenempfehlungen erarbeitet und andererseits für eine Lichtsignalanlagensteuerung ausgewertet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Gewichtsfaktors G mehrere, die Auzahl n aufweisende Geschwindigkeitsklassen v1 bis vn gebildet und die Anzahl der Übergänge ü in die jeweils nächstniedrigere Geschwindigkeitsklasse ermittelt wird, wobei die Anzahl der Übergänge ü dem Gewichtsfaktor G entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß aus der Anzahl n + 1 der Grenzübergänge ü der Geschwindigkeitsklassen v1 bis vn und aus dem Gewichtsfaktor G (G ≙ ü) ein normierter Gewichtsfaktor GN nach folgender Beziehung
    Figure imgb0002
    berechnet wird, und daß normierte Gewichtsfaktoren GN, die größer als ein bestimmter oder gleich einem bestimmten Grenzwert (z.B. 2) sind, die zugehörige Stauzeit TSt als echte Stauzeit ausweisen, und dadurch eine unverzügliche Reaktion des Verkehrsleitrechners (VLR) zur Beeinflussung von Lichtsignalanlagen auslösen.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Stauzeiten TSt mit einem zugehörigen normierten Gewichtsfaktor GN, der unterhalb des bestimmten Grenzwertes (z.B. 2) ist, durch eine laufende Mittelwertsbildung bewertet werden, wodurch ein unerwünschter Einfluß nicht verkehrsbedingter Haltevorgänge beschränkt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß mit den Gewichtsfaktoren G bzw. GN der zugehörigen Stauzeiten TSt die gemessene Reisezeit TR innerhalb eines Streckenabschnittes bewertet wird, indem die Gewichtsfaktoren aller Stauzeiten der einzelnen Teilstrecken im Verkehrs- und Informationsleitrechner (VLR) addiert werden, und daß in Abhängigkeit von der Größe dieses berechneten Summenfaktors die Reaktion des zentralen Verkehrsleitrechners (VLR) auf überhöhten Reisezeiten bei der Alternativroutenauswahl beschleunigt wird.
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