EP0715288A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung einer aus Fahrzeugen einer Stichprobenfahrzeugflotte zu übertragenden Datenmenge - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung einer aus Fahrzeugen einer Stichprobenfahrzeugflotte zu übertragenden Datenmenge Download PDF

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EP0715288A1
EP0715288A1 EP95250283A EP95250283A EP0715288A1 EP 0715288 A1 EP0715288 A1 EP 0715288A1 EP 95250283 A EP95250283 A EP 95250283A EP 95250283 A EP95250283 A EP 95250283A EP 0715288 A1 EP0715288 A1 EP 0715288A1
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EP
European Patent Office
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vehicle
data
position data
vehicle behavior
computer
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EP95250283A
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Christian Dipl.-Ing. Hort
Werner Dr.Rer.Nat. Schulz
Josef Dipl.-Ing. Heimann
Andreas Dipl.-Phys. Widl
Karlheinz Dipl.-Math. Schlottbom
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ATX Europe GmbH
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Mannesmann AG
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Publication date
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Application filed by Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/20—Monitoring the location of vehicles belonging to a group, e.g. fleet of vehicles, countable or determined number of vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for reducing a quantity of data of vehicle data to be transmitted from vehicles of a sample vehicle fleet, which data contain information about the operating state and / or about the surroundings of the vehicles, and position data, the information about the position of the vehicles in a predetermined coordinate system at a certain point in time, at which the vehicle and position data are acquired at certain intervals, which correspond to a predetermined time period or a predetermined distance, and are transmitted to a traffic computer.
  • a radio network such as a GSM network
  • the traffic computer must use the predetermined algorithms to calculate the desired information or predictions from the received data records.
  • the traffic load of the traffic computer increases the greater the amount of data to be processed.
  • the data records transmitted by each "floating car" in the fleet according to a fixed scheme almost always contain a portion of what is currently redundant, so-called redundant data, which unnecessarily increase the computing load, which is particularly the case if several vehicles in the sample vehicle fleet are on the same street or also drive on the same type of road.
  • a device for performing the method is to be specified.
  • the invention provides that the detected vehicle and position data are already assigned in the vehicle to at least one predetermined class of vehicle and position data that correspond to a certain typical vehicle behavior. These classes are called vehicle behavior patterns.
  • the assigned vehicle behavior pattern is at least partially transmitted to the traffic computer in coded form with the position data of the sample vehicle.
  • a particularly strong reduction in the amount of data to be transmitted to the traffic computer is achieved in that only the identifier of the assigned predefined vehicle behavior pattern with the position data of the sample vehicle is transmitted to the traffic computer.
  • the electronic data acquisition and processing is further simplified in that the assignment of the detected vehicle and position data to at least one of the predefined vehicle behavior patterns is carried out by an on-board computer that is already present in the vehicle, so that the required hardware expenditure remains low.
  • a particularly low computing effort in the vehicle behavior pattern assignment of the detected vehicle and position data can be achieved in that the assignment to at least one of the predetermined vehicle behavior patterns is carried out by the on-board computer with the aid of the fuzzy logic.
  • the transmission of the data to the traffic computer can expediently be further reduced by comparing the predefined vehicle behavior pattern currently assigned to the detected vehicle and position data with the predefined vehicle behavior pattern assigned directly to the detected vehicle and position data, and data transmission only if the two vehicle behavior patterns do not match to the traffic computer.
  • the classified data is therefore only transmitted if there has been a change in the vehicle behavior pattern, which is normally the case, for example, if the type of road was changed by the sample vehicle or the traffic situation (traffic density) has changed.
  • the traffic computer knows the exact position data of the sample vehicle and, because the vehicle behavior pattern is not transmitted, knows that the last vehicle behavior pattern transmitted is still valid.
  • the predetermined vehicle behavior pattern assigned to the recorded vehicle and position data is provided with a traffic computer Specifically predefined vehicle behavior patterns are compared and data transmission to the traffic computer takes place only if these two vehicle behavior patterns match.
  • the specification can e.g. by transmitting the identifier of this vehicle behavior pattern to all sample vehicles.
  • the vehicle behavior patterns are predefined by the traffic computer, advantageously via an installed radio telephone network or another wireless connection.
  • the vehicle behavior patterns are determined by the on-board computer itself by classifying the vehicle data that is constantly occurring in the vehicle.
  • the on-board computer uses the computed vehicle data with the aid of predefined computing algorithms to find typical classifications (vehicle behavior patterns) for the vehicle behavior that are used as the basis for the assignment, that is to say act as predefined vehicle behavior patterns.
  • vehicle behavior patterns determined in this way are automatically adapted by the on-board computer when the conditions change.
  • the predefined computation algorithms ensure that only data that are required to record the traffic situation are transmitted to the traffic computer.
  • the (predefined) vehicle behavior patterns determined by the on-board computer are each transmitted to the traffic computer together with the associated location coordinates.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the vehicle behavior patterns specified by the traffic computer are independent of the driver's driving behavior. That will e.g. achieved when the specified vehicle behavior patterns were averaged over many drivers.
  • the specification of such vehicle behavior patterns which are independent of the driver's driving behavior makes it possible for driving behavior patterns which correspond to the typical driving behavior of the driver to be determined from the constantly occurring vehicle and position data by comparison with the predetermined vehicle behavior patterns; and that the driver's driving behavior patterns can be transferred to the on-board computer of the new or old vehicle in anonymized form with each vehicle or driver change.
  • the transfer could take the form of magnetic cards or the like, which are inserted into a corresponding reading and writing device in the vehicle and produce a concordance between the generally applicable predefined vehicle behavior patterns and the individual driving behavior corresponding to them.
  • a vehicle in a sample fleet has sensors installed in the vehicle; the sensors record continuously changing state variables such as B. the speed, the steering wheel angle, the engine speed, the outside temperature, the humidity, etc.
  • the vehicle also has sensors that discrete state variables such. B. Detect the position of various switches (wipers, lights, fog lights, rear window heating, hazard warning lights, etc.).
  • the vehicle is also equipped with devices that indicate the operation of active devices (actuators) in the vehicle, such as the anti-lock braking system (ABS), the traction control system (ASR), the airbag, the accident data recorder (UDS) etc.
  • the GPS receiver continuously generates position data at predetermined time intervals, which contain the current position (longitude, latitude, time) of the vehicle in a predetermined coordinate system (longitudes, latitudes), as well as possibly directional and / or speed data about the current direction of movement of the vehicle .
  • the data generated by the sensors, the GPS receiver (movement data) and the devices for displaying the operation of the actuators form the vehicle data which, in conjunction with the corresponding position data (including the associated time data), contain information about the traffic situation and the road condition.
  • the vehicle data are queried at regular intervals by an on-board computer and stored, for example, in a ring memory or in a normal memory organized as a ring memory in the form of data records, so that all vehicle data accumulated over a certain previous period are available.
  • the corresponding vehicle data belong to each data record in a precisely defined order: the time data, the position data, the speed, the direction of movement and so on.
  • the ring buffer will continuously filled with new data records, for example, by overwriting the oldest data records, so that only the chronological progression of the vehicle data over the immediately preceding period is available for evaluation.
  • the on-board computer fetches the contents of the ring memory into the working memory and assigns the vehicle data to the class to which the data belong.
  • the predefined vehicle behavior patterns are advantageously stored in corresponding tables, so that the on-board computer can quickly assign them to at least one of the predefined behavior patterns with the aid of the fuzzy logic.
  • the classes are specified by the traffic computer and each comprise the entirety of vehicle data which correspond to a specific typical vehicle behavior. This means that a single class is assigned to a multiplicity of combinations of the vehicle data, all of the vehicle data belonging to a class which correspond to the same typical behavior of a vehicle in road traffic.
  • the classes specified by the traffic computer cover all practically possible combinations of vehicle data; each vehicle data combination can be assigned to at least one predefined class. Two classes can be assigned to the data, for example, if a journey on the highway has only taken place in the recorded time period and the vehicle has subsequently been parked at a rest stop. The classes are referred to as vehicle behavior patterns. The assignment of the data recorded in the vehicle is associated with a strong reduction in the amount of data.
  • the classification of the vehicle data corresponds to a higher data quality, that is to say the processed data in the form of the class assignment only have the characteristics which are essential for further processing by the traffic computer, for example for determining the traffic situation.
  • a computer program stored in the memory is started in the sample vehicle by the on-board computer, which classifies the data according to a predetermined algorithm. If an unambiguous assignment of the vehicle data fails, the vehicle data are either transmitted unprepared or, in this case, no data is transmitted to the traffic computer at all.
  • the classes are specified, i.e. the vehicle behavior pattern is not determined by the traffic computer, but the classes are determined by the on-board computer based on the vehicle data.
  • the on-board computer evaluates the vehicle data in such a way that it uses typical, i.e. Recurring data combinations are determined and assigned a class, a vehicle behavior pattern.
  • the class assignment of the vehicle data can e.g. are supported in that the driver informs the on-board computer in the class recognition phase at the push of a button which driving maneuver he is currently carrying out or which type of road he is currently traveling with the vehicle, in order to record the behavioral patterns of the sample vehicle more quickly and more specifically.
  • the complete data sets of the vehicle and position data are not transmitted to the traffic computer, but only the assigned vehicle behavior pattern in the form of an identifier together with the position data of the sample vehicle.
  • the data transmission takes place via radio telephone.
  • the current vehicle behavior pattern is compared cyclically or under special conditions with the vehicle behavior pattern which was determined just before that from the on-board computer from the vehicle data as the penultimate one. If the two patterns match, either no information is transmitted to the traffic computer, or only the position data of the sample vehicle are communicated to the traffic computer.
  • the latter has the advantage that the traffic computer also knows the current geographical positions of the fleet's sample vehicles.
  • the traffic computer can, however, also specify one of the vehicle behavior patterns specifically for the sample vehicles, so that a message to the traffic computer stating the current vehicle position is only given if the current vehicle behavior pattern determined from the vehicle data matches the specially specified pattern. This is useful, for example, if the traffic computer for calculating the traffic situation is only interested in which roads and in which areas congestion occurs; in such a case, the sample vehicles only the vehicle behavior pattern "traffic jam" is specified, so that when a traffic jam occurs from the sample vehicles located there, data is transmitted to the traffic computer, but otherwise no data is transmitted.
  • the vehicle behavior patterns specified by the traffic computer can be independent of the driving behavior of the respective driver, in particular if a number of drivers was averaged when determining the behavior patterns of the sample vehicles.
  • the sample vehicles are expediently given driver-independent vehicle behavior patterns.
  • at least one driver behavior pattern is first determined from the current vehicle data on the basis of the driver-independent pattern specified by the traffic computer; these are then taken into account in the classification of the vehicle data.
  • the vehicle behavior pattern "Autobahn" corresponds to an average vehicle speed of 130 km / h.
  • An older or particularly careful driver drives on the highway e.g.
  • the driver behavior patterns of the new driver could be transmitted to the on-board computer of the vehicle by the traffic computer, provided there is a corresponding data exchange with identifying data between the vehicle and the traffic computer.
  • this is generally not desirable.
  • the driver behavior patterns are stored, for example, on a magnetic card or another mobile storage medium and that the driver has this storage medium read by a corresponding device in the vehicle when the vehicle is changed, so that the on-board computer uses this to typical driving behavior of this driver is informed.
  • the transfer of driver behavior patterns is therefore completely anonymous.
  • the figure shows an embodiment of a device for reducing a quantity of data of vehicle and position data to be transmitted from vehicles of a sample vehicle fleet.
  • the device has a transmitting and receiving unit 1 for data transmission.
  • the device comprises a central processor unit (CPU) 2, which is connected to a data bus 3.
  • a memory area 4 organized as a ring memory for storing the acquired data and a working memory area 5 are connected to the data bus 3, with a computing program in the working memory area 5 for assigning the vehicle data to one of the predetermined classes of vehicle and position data that correspond to a specific typical vehicle behavior correspond is filed.
  • sensors / actuators 6 are arranged in the vehicle, which are also connected to the data bus 3.
  • the device has a GPS receiver 7 for determining the position data and special vehicle data (speed, direction of movement).
  • the GPS receiver 7 is electrically connected to the central processor unit (CPU) 2 via the data bus 3.
  • CPU central processor unit
  • the device can be connected wirelessly to a traffic computer 8, which is equipped with a transmitting and receiving unit 9.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung einer aus Fahrzeugen einer Stichprobenfahrzeugflotte zu übertragenden Datenmenge von Fahrzeugdaten, die Informationen über den Betriebszustand und/oder über die Umgebung der Fahrzeuge enthalten, und Positionsdaten, die Informationen über die Position der Fahrzeuge in einem vorbestimmten Koordinatensystem zu einem bestimmten Zeitpunkt enthalten, bei dem die Fahrzeug- und Positionsdaten in bestimmten Abständen, welche einer vorgegebenen Zeitspanne oder einer vorgegebenen Wegstrecke entsprechen, erfaßt und an einen Verkehrsrechner übertragen werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten im Fahrzeug mindestens einer vorgegebenen Klasse von Fahrzeug- und Positionsdaten, die einem bestimmten typischen Fahrzeugverhalten entsprechen, zugeordnet werden und die zugeordnete Klasse (aktuelles Fahrzeugverhaltensmuster) mit den Positionsdaten des Stichprobenfahrzeugs in mindestens teilweise kodierter Form an den Verkehrsrechner übertragen wird. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens hat den aus der Abbildung ersichtlichen Aufbau. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung einer aus Fahrzeugen einer Stichprobenfahrzeugflotte zu übertragenden Datenmenge von Fahrzeugdaten, die Informationen über den Betriebszustand und/oder über die Umgebung der Fahrzeuge enthalten, und Positionsdaten, die Informationen über die Position der Fahrzeuge in einem vorbestimmten Koordinatensystem zu einem bestimmten Zeitpunkt enthalten, bei dem die Fahrzeug- und Positionsdaten in bestimmten Abständen, welche einer vorgegebenen Zeitspanne oder einer vorgegebenen Wegstrecke entsprechen, erfaßt und an einen Verkehrsrechner übertragen werden.
  • Aus der nicht vorveröffentlichten DE 195 08 486 ist es bekannt, zur Ermittlung von Verkehrslage- oder Straßenzustandsdaten eine Stichprobenfahrzeugflotte zu verwenden, bei der einzelne als "Floating Cars" bezeichnete Stichprobenfahrzeuge zum Beispiel über Funk vorbestimmte Fahrzeugdaten und dazugehörige Positionsdaten an eine Empfangsstelle eines Verkehrsrechners übermitteln. Mit Hilfe dieser Daten kann dann der Verkehrsrechner anhand vorbestimmter Algorithmen die Verkehrslage ermitteln oder zum Beispiel Rückschlüsse auf Umgebungsbedingungen wie Nässe oder Vereisung der Straße, Nebel etc. gewinnen. Dazu ist es zum Beispiel möglich, kontinuierlich oder in vorbestimmten Zeitabständen Datensätze, die die Positionsdaten der Fahrzeuge der Stichprobenfahrzeugflotte und die entsprechenden Fahrzeugdaten aufweisen, von den Stichprobenfahrzeugen an die Empfangsstelle des Verkehrsrechners zu übermitteln.
  • Ein solches System hat verschiedene Nachteile. Erstens hat ein Funknetz wie zum Beispiel ein GSM-Netz keine unbegrenzte Kapazität, so daß es zu einer Überlastung des Netzes kommen kann. Zweitens muß der Verkehrsrechner anhand der vorbestimmten Algorithmen aus den empfangenen Datensätzen die gewünschten Informationen oder Vorhersagen errechnen. Dabei wird die Rechenlast des Verkehrsrechners umso größer, je größer die zu verarbeitende Datenmenge ist. Die von jedem "Floating Car" der Flotte nach einem festen Schema übermittelten Datensätze enthalten aber fast immer einen Teil momentan überflüssige, sogenannte redundante Daten, die die Rechenlast unnötig erhöhen, was u. a. insbesondere dann der Fall ist, wenn mehrere Fahrzeuge der Stichprobenfahrzeugflotte dieselbe Straße oder auch denselben Straßentyp befahren.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Reduzierung der aus den Fahrzeugen einer Stichprobenfahrzeugflotte an einen Verkehrsrechner zu übertragenden Datenmenge anzugeben, das eine deutliche Verringerung der Datenmenge ohne unzulässige Einbußen bei der statistischen Aussagefähigkeit der übertragenen Daten ermöglicht. Außerdem soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Durch die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche 2 bis 13 ist dieses Verfahren in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltbar. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Merkmale des Patentanspruchs 14 auf.
  • Die Erfindung sieht vor, daß die erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten bereits im Fahrzeug mindestens einer vorgegebenen Klasse von Fahrzeug- und Positionsdaten, die einem bestimmten typischen Fahrzeugverhalten entsprechen, zugeordnet werden. Diese Klassen werden als Fahrzeugverhaltensmuster bezeichnet. Das zugeordnete Fahrzeugverhaltensmuster wird mit den Positionsdaten des Stichprobenfahrzeugs mindestens teilweise in kodierter Form an den Verkehrsrechner übertragen.
  • Hierdurch wird eine starke Reduzierung der an den Verkehrsrechner zu übertragenden Datenmenge erreicht, ohne daß dem Verkehrsrechner wesentliche, für die Berechnung beispielweise der Verkehrslage notwendige Informationen fehlen. Die Fahrzeug- und Positionsdaten werden bereits im Fahrzeug durch die Zuordnung zu bestimmten Fahrzeugverhaltensmustern in einer solchen Form aufbereitet, daß der Verkehrsrechner die übermittelten Daten unmittelbar für die Verkehrslageberechnung einsetzen kann. Aufgrund der so erzielten hohen Datenqualität kann jedes Stichprobenfahrzeug darüber hinaus mit verhältnismäßig geringem Aufwand in vielen Fällen anhand von Vorgaben selbständig entscheiden, ob eine Kommunikationsaufnahme zur Datenübermittlung an den Verkehrsrechner erforderlich ist.
  • Eine besonders starke Reduzierung der an den Verkehrsrechner zu übertragenden Datenmenge wird dadurch erreicht, daß nur noch die Kennung des zugeordneten vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmusters mit den Positionsdaten des Stichprobenfahrzeugs an den Verkehrsrechner übertragen wird.
  • Die elektronische Datenerfassung und -aufbereitung vereinfacht sich weiterhin dadurch, daß die Zuordnung der erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten zu mindestens einem der vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster durch einen ohnehin im Fahrzeug vorhandenen Bordcomputer erfolgt, so daß der erforderliche Hardwareaufwand gering bleibt.
  • Eine besonders geringer Rechenaufwand bei der Fahrzeugverhaltensmusterzuordnung der erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten läßt sich dadurch erzielen, daß die Zuordnung zu mindestens einem der vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster durch den Bordcomputer mit Hilfe der Fuzzy-Logik erfolgt.
  • Die Übertragung der Daten an den Verkehrsrechner läßt sich zweckmäßigerweise dadurch weiter reduzieren, daß das den erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten aktuell zugeordnete vorgegebene Fahrzeugverhaltensmuster mit dem unmittelbar davor den erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten zugeordneten vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster verglichen wird und nur bei Nichtübereinstimmung der beiden Fahrzeugverhaltensmuster eine Datenübertragung an den Verkehrsrechner erfolgt. Die klassifizierten Daten werden also nur dann übertragen, wenn ein Wechsel des Fahrzeugverhaltensmusters stattgefunden hat, was z.B. normalerweise dann der Fall ist, wenn der Straßentyp vom Stichprobenfahrzeug gewechselt wurde oder sich die Verkehrssituation (Verkehrsdichte) geändert hat. Dabei ist es unter bestimmten Umständen vorteilhaft, wenn bei Übereinstimmung der beiden Fahrzeugverhaltensmuster nur eine Übertragung der Positionsdaten an den Verkehrsrechner erfolgt. Der Verkehrsrechner kennt in diesem Fall die genauen Positionsdaten des Stichprobenfahrzeugs und weiß aufgrund des nicht mitübertragenen Fahrzeugverhaltensmusters, daß das zuletzt übermittelte Fahrzeugverhaltensmuster weiterhin gültig ist.
  • Um den Bedarf des Verkehrsrechners an bestimmten Informationen bei gleichzeitiger Verringerung der Datenmenge besser steuern zu können, ohne die Rechenlast des Verkehrsrechners und ohne die Kommunikationsverbindungen unnötig zu belasten, ist es vorgesehen, daß das den erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten zugeordnete vorgegebene Fahrzeugverhaltensmuster mit einem vom Verkehrsrechner speziell vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster verglichen wird und nur bei Übereinstimmung dieser beiden Fahrzeugverhaltensmuster eine Datenübertragung an den Verkehrsrechner erfolgt. Die Vorgabe kann dabei z.B. durch die Übermittlung der Kennung dieses Fahrzeugverhaltensmusters an alle Stichprobenfahrzeuge erfolgen.
  • Zu Beginn der Stichprobennahme durch die Stichprobenfahrzeuge oder bei einer Änderung der speziell vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster durch den Verkehrsrechner ist es zweckmäßig, wenn die Fahrzeugverhaltensmuster vom Verkehrsrechner vorgegeben werden, und zwar vorteilhafterweise über ein installiertes Funktelefonnetz oder eine sonstige Drahtlosverbindung.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Fahrzeugverhaltensmuster durch Klassifizierung der ständig im Fahrzeug anfallenden Fahrzeugdaten vom Bordcomputer selbst bestimmt werden. Der Bordcomputer sucht dabei anhand der erfaßten Fahrzeugdaten mit Hilfe vorgegebener Rechenalgorithmen typische Klasseneinteilungen (Fahrzeugverhaltensmuster) für das Fahrzeugverhalten heraus, die der Zuordnug zugrunde gelegt werden, also als vorgegebene Fahrzeugverhaltensmuster fungieren. Die auf diesem Wege bestimmten Fahrzeugverhaltensmuster werden vom Bordcomputer bei sich verändernden Bedingungen automatisch angepaßt. Dabei stellen die vorgegebenen Rechenalgorithmen sicher, daß an den Verkehrsrechner nur Daten übertragen werden, die dieser zur Erfassung der Verkehrslage benötigt. Die vom Bordcomputer ermittelten (vorgegebenen) Fahrzeugverhaltensmuster werden jeweils zusammen mit den zugehörigen Ortskoordinaten an den Verkehrsrechner übermittelt.
  • Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Fahrzeugverhaltensmuster in Abhängigkeit vom Straßentyp zu bestimmen. So unterscheiden sich die Fahrzeugverhaltensmuster auf einer Autobahn wesentlich von denen auf einer Landstraße, wodurch sich eine Klassifizierung mit dem Straßentyp als Parameter als besonders günstig erweist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die vom Verkehrsrechner vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster unabhängig vom Fahrverhalten des Fahrers sind. Das wird z.B. erreicht, wenn die vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmustern über viele Fahrer gemittelt wurden. Die Vorgabe solcher vom Fahrverhalten des Fahrers unabhängiger Fahrzeugverhaltensmuster macht es möglich, daß aus den ständig anfallenden Fahrzeug- und Positionsdaten durch Vergleich mit den vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmustern Fahrverhaltensmuster, die dem typischen Fahrverhalten des Fahrers entsprechen, bestimmt werden; und daß die Fahrverhaltensmuster des Fahrers bei jedem Fahrzeug- oder Fahrerwechsel dem Bordcomputer des neuen bzw. alten Fahrzeugs in anonymisierter Form übergeben werden können. Die Übergabe könnte dabei in Form von Magnetkarten oder dergleichen erfolgen, die in eine entsprechende Lese- und Schreibvorrichtung im Fahrzeug eingeführt werden und eine Konkordanz zwischen den allgemein gültigen vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmustern und dem diesem entsprechenden individuellen Fahrverhalten herstellen.
  • Zweckmäßigerweise umfaßt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens:
    • Einrichtungen zum Erfassen der anfallenden Fahrzeugdaten und
    • eine Positionsbestimmungsvorrichtung zur Ermittlung der Positionsdaten sowie spezieller Fahrzeugdaten (Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung) in bestimmten Abständen, welche einer vorgegebenen Zeitspanne oder einer vorgegebenen Wegstrecke entsprechen,
    • mindestens einen als Ringspeicher organisierten Speicherbereich zum Ablegen der erfaßten Daten
    • mindestens einen Arbeitsspeicherbereich mit einem Rechenprogramm zur Zuordnung der Fahrzeugdaten zu einer der vorgegebenen Klassen von Fahrzeug- und Positionsdaten, die einem bestimmten typischen Fahrzeugverhalten entsprechen,
    • eine Einrichtung zur Übermittlung der Fahrzeug- und Positionsdaten an den Verkehrsrechner,
    • eine zentrale Prozessoreinheit und
    • einen Datenbus, der mit den Einrichtungen verbunden ist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der in der einzigen Figur dargestellten Vorrichtung.
  • Ein Fahrzeug einer Stichprobenflotte weist in dem Fahrzeug installierte Sensoren auf; die Sensoren erfassen kontinuierlich veränderliche Zustandsgrößen wie z. B. die Geschwindigkeit, den Lenkradeinschlag, die Motordrehzahl, die Außentemperatur, die Luftfeuchtigkeit etc. Das Fahrzeug weist weiter Sensoren auf, die diskrete Zustandsgrößen, wie z. B. die Stellung verschiedener Schalter (Scheibenwischer, Licht, Nebellicht, Heckscheibenheizung, Warnblinkanlage etc.) erfassen. Das Fahrzeug ist weiterhin mit Vorrichtungen ausgestattet, die in dem Fahrzeug den Betrieb von aktiven Vorrichtungen (Aktoren) anzeigen wie z.B. des Antiblockiersystems (ABS), der Antriebsschlupfregelung (ASR), des Airbags, des Unfalldatenschreibers (UDS) etc. Das Fahrzeug besitzt außerdem einen GPS-Empfänger (GPS gleich Global Positioning System) als Positionsbestimmungsvorrichtung. Der GPS-Empfänger erzeugt fortlaufend in vorbestimmten Zeitabständen Positionsdaten, die die momentane Position (Länge, Breite, Zeit) des Fahrzeugs in einem vorbestimmten Koordinatensystem (Längengrade, Breitengrade) enthalten, sowie ggf. Richtungs- und/oder Geschwindigkeitsdaten über die momentane Bewegungsrichtung des Fahrzeugs. Die von den Sensoren, dem GPS-Empfänger (Bewegungsdaten) und den Vorrichtungen zum Anzeigen des Betriebs der Aktoren erzeugten Daten bilden die Fahrzeugdaten, die in Verbindung mit den entsprechenden Positionsdaten (einschließlich der zugeordneten Zeitdaten) Informationen über die Verkehrslage und den Straßenzustand enthalten.
  • Die Fahrzeugdaten werden in regelmäßigen Zeitabständen von einem Bordcomputer abgefragt und beispielsweise in einem Ringspeicher oder in einem als Ringspeicher organisierten normalen Speicher in Form von Datensätzen abgelegt, so daß alle über einen bestimmten vorangegangenen Zeitraum angefallenen Fahrzeugdaten verfügbar sind. Zu jedem Datensatz gehören jeweils in genau festgelegter Reihenfolge die entsprechenden Fahrzeugdaten: die Zeitdaten, die Positionsdaten, die Geschwindigkeit, die Bewegungsrichtung und so weiter. Der Ringspeicher wird beispielsweise fortlaufend mit neuen Datensätzen durch Überschreiben der ältesten Datensätze gefüllt, so daß immer nur der zeitliche Verlauf der Fahrzeugdaten über den unmittelbar vorangegangenen Zeitraum zum Auswerten zur Verfügung steht. Zur Reduzierung der erfaßten Datenmenge holt der Bordcomputer den Inhalt des Ringspeichers in den Arbeitsspeicher und ordnet den Fahrzeugdaten diejenige Klasse zu, zu der die Daten gehören. Dazu werden die vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster vorteilhafterweise in entsprechenden Tabellen abgelegt, so daß die Zuordnung zu mindestens einem der vorgegebenen Verhaltensmuster durch den Bordcomputer mit Hilfe der Fuzzy-Logik schnell erfolgen kann.
  • Die Klassen werden bei einer ersten Ausführungsform vom Verkehrsrechner vorgegeben und umfassen jeweils die Gesamtheit von Fahrzeugdaten, die einem bestimmten typischen Fahrzeugverhalten entsprechen. Das bedeutet, daß einer Vielzahl von Kombinationen der Fahrzeugdaten eine einzelne Klasse zugeordnet wird, wobei alle die Fahrzeugdaten einer Klasse angehören, die demselben typischen Verhalten eines Fahrzeugs im Straßenverkehr entsprechen. Dabei decken die vom Verkehrsrechner vorgegebenen Klassen alle praktisch möglichen Kombinationen der Fahrzeugdaten ab; jede Fahrzeugdatenkombination kann mindestens einer vorgegebenen Klasse zugeordnet werden. Zwei Klassen können den Daten beispielsweise dann zugeordnet werden, wenn in der erfaßten Zeitspanne erst eine Fahrt auf der Autobahn stattgefunden hat und das Fahrzeug anschließend auf einem Rastplatz eingeparkt wurde. Die Klassen werden als Fahrzeugverhaltensmuster bezeichnet. Die Zuordnung der im Fahrzeug erfaßten Daten ist mit einer starken Reduzierung der Datenmenge verbunden. Weiterhin entspricht die Klassifizierung der Fahrzeugdaten einer höheren Datenqualität, d.h. die erfaßten Daten weisen nach ihrer Aufbereitung in Form der Klassenzuordnung nur noch die Merkmale auf, die für die Weiterverarbeitung durch den Verkehrsrechner beispielweise zur Bestimmung der Verkehrslage wesentlich sind. Zur Durchführung der Klassifizierung der Fahrzeugdaten wird im Stichprobenfahrzeug durch den Bordcomputer ein im Speicher abgelegtes Rechenprogramm gestartet, welche die Daten nach einem vorgegebenen Algorithmus klassifiziert. Mißlingt eine eindeutige Zuordnung der Fahrzeugdaten, so werden entweder die Fahrzeugdaten unaufbereitet übertragen oder aber es werden in diesem Fall überhaupt keine Daten an den Verkehrsrechner übertragen.
  • Bei einer zweiten Ausführungsform erfolgt die Vorgabe der Klassen, d.h. der Fahrzeugverhaltensmuster nicht durch den Verkehrsrechner, sondern die Klassen werden durch den Bordcomputer anhand der anfallenden Fahrzeugdaten bestimmt. Dazu wertet der Bordcomputer die Fahrzeugdaten dahingehend aus, daß er mit Hilfe vorgegebener Rechenalgorithmen typische, d.h. immer wieder auftretende Datenkombinationen bestimmt und diesen eine Klasse, ein Fahrzeugverhaltensmuster zuordnet. Die Klassenzuordnung der Fahrzeugdaten kann z.B. dadurch unterstützt werden, daß der Fahrer dem Bordcomputer in der Klassenerkennungsphase per Tastendruck mitteilt, welches Fahrmanöver er gerade ausführt oder auf welchem Straßentyp er sich gerade mit dem Fahrzeug bewegt, um so die Verhaltensmuster des Stichprobenfahrzeugs schneller und gezielter zu erfassen. Es ist aber auch möglich, die Fahrzeugverhaltensmuster allein mittels eines Rechenprogramms zu bestimmen. In diesem Fall ist es vorgesehen, daß alle Stichprobenfahrzeuge dasselbe Rechenprogramm zur Verhaltensmusterbestimmung verwenden. Das hat den Vorteil, daß dem Verkehrsrechner die Klassifizierungsgrundlage bekannt ist.
  • Bei beiden Ausführungsformen werden nicht die vollständigen Datensätze der Fahrzeug- und Positionsdaten an den Verkehrsrechner übertragen, sondern nur das zugeordnete Fahrzeugverhaltensmuster in Form einer Kennnung zusammen mit den Positionsdaten des Stichprobenfahrzeugs. Die Datenübertragung erfolgt dabei über Funktelefon. Um die Rechenlast des Verkehrsrechners weiter zu verringern, wird zyklisch oder unter speziellen Bedingungen das aktuelle Fahrzeugverhaltensmuster mit dem Fahrzeugverhaltensmuster verglichen, das unmittelbar davor als vorletztes vom Bordcomputer aus den Fahrzeugdaten ermittelt worden ist. Stimmen die beiden Muster überein, wird entweder keine Information an den Verkehrsrechner übertragen, oder dem Verkehrsrechner werden nur die Positionsdaten des Stichprobenfahrzeugs mitgeteilt. Letzteres hat den Vorteil, daß der Verkehrsrechner außerdem die aktuellen geographischen Positionen der Stichprobenfahrzeuge der Flotte kennt. Der Verkehrsrechner kann den Stichprobenfahrzeugen aber auch eines der Fahrzeugverhaltensmuster speziell vorgeben, so daß eine Meldung an den Verkehrsrechner mit Angabe der aktuellen Fahrzeugposition nur erfolgt, wenn das aus den Fahrzeugdaten ermittelte aktuelle Fahrzeugverhaltensmuster mit dem speziell vorgegebenen Muster übereinstimmt. Das ist z.B. dann zweckmäßig, wenn für den Verkehrsrechner zur Berechnung der Verkehrslage nur von Interesse ist, auf welchen Straßen in welchen Bereichen Staus auftreten; in einem solchen Fall wird den Stichprobenfahrzeugen lediglich das Fahrzeugverhaltensmuster "Stau" vorgegeben, so daß bei Auftreten eines Staus von den dort befindlichen Stichprobenfahrzeugen eine Datenübertragung an den Verkehrsrechner erfolgt, ansonsten aber keine Daten übertragen werden.
  • Die vom Verkehrsrechner vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster können unabhängig vom Fahrverhalten des jeweiligen Fahrers sein, insbesondere dann, wenn bei der Bestimmung der Verhaltensmuster der Stichprobenfahrzeuge über viele Fahrer gemittelt wurde. Bei einer Stichprobenfahrzeugflotte, wo die Fahrer häufig wechseln, werden den Stichprobenfahrzeugen zweckmäßigerweise fahrerunabhängige Fahrzeugverhaltensmuster vorgegeben. Um das unterschiedliche Fahrverhalten der einzelnen Fahrer berücksichtigen zu können, wird zunächst aus den aktuellen Fahrzeugdaten unter Zugrundelegung der vom Verkehrsrechner vorgegebenen fahrerunabhängigen Muster mindestens ein Fahrerverhaltensmuster bestimmt; diese werden dann bei der Klassifizierung der anfallenden Fahrzeugdaten berücksichtigt. So entspricht beispielsweise dem Fahrzeugverhaltensmuster "Autobahn" eine mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit von 130 km/h. Ein älterer oder besonders vorsichtiger Fahrer fährt auf der Autobahn z.B. aber nur 90 km/h, verhält sich aber ansonsten auf der Autobahn im Mittel wie jeder andere Fahrer. Die Besonderheit dieses Fahrers, nämlich 90 km/h anstatt 130 km/h auf der Autobahn zu fahren, ist im Fahrerverhaltensmuster "Autobahn" enthalten; unter Berücksichtigung dieses Fahrerverhaltensmusters ordnet der Bordcomputer also den Fahrzeugdaten (mit der mittleren Fahrzeuggeschwindigkeit 90 km/h) fehlerfrei das Fahrzeugverhaltensmuster "Autobahn" zu, also diejenige Klasse, zu der die Daten auch wirklich gehören.
  • Beim Fahrerwechsel könnten die Fahrerverhaltensmuster des neuen Fahrers dem Bordcomputer des Fahrzeugs vom Verkehrsrechner übermittelt werden, sofern ein entsprechender Datenaustausch mit identifizierenden Daten zwischen Fahrzeug und Verkehrsrechner erfolgt. Dies ist jedoch im allgemeinen nicht erwünscht. Eine andere Möglichkeit besteht daher darin, daß die Fahrerverhaltensmuster beispielsweise auf einer Magnetkarte oder einem anderen mobilen Speichermedium abgespeichert werden und daß der Fahrer bei Wechsel des Fahrzeugs dieses Speichermedium von einer entsprechenden Vorrichtung in dem Fahrzeug lesen läßt, so daß der Bordcomputer auf diesem Wege über das typische Fahrverhalten dieses Fahrers informiert ist. Die Übergabe der Fahrerverhaltensmuster erfolgt dabei also völlig anonym.
  • Die Figur zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Reduzierung einer aus Fahrzeugen einer Stichprobenfahrzeugflotte zu übertragenden Datenmenge von Fahrzeug- und Positionsdaten. Die Vorrichtung weist eine Sende- und Empfangseinheit 1 zur Datenübertragung auf. Wie die Figur erkennen läßt, umfaßt die Vorrichtung eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 2, die mit einem Datenbus 3 verbunden ist. Weiterhin sind mit dem Datenbus 3 ein als Ringspeicher organisierter Speicherbereich 4 zum Ablegen der erfaßten Daten und ein Arbeitsspeicherbereich 5 verbunden, wobei in dem Arbeitsspeicherbereich 5 ein Rechenprogramm zur Zuordnung der Fahrzeugdaten zu einer der vorgegebenen Klassen von Fahrzeug- und Positionsdaten, die einem bestimmten typischen Fahrzeugverhalten entsprechen, abgelegt ist. Zur Erfassung der Fahrzeugdaten sind im Fahrzeug Sensoren/Aktoren 6 angeordnet, die ebenfalls an dem Datenbus 3 angeschlossen sind. Die Vorrichtung weist zur Bestimmung der Positionsdaten und spezieller Fahrzeugdaten (Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung) einen GPS-Empfänger 7 auf. Der GPS-Empfänger 7 ist über den Datenbus 3 mit der zentralen Prozessoreinheit (CPU) 2 elektrisch verbunden. Datentechnisch ist die Vorrichtung drahtlos mit einem Verkehrsrechner 8 verbindbar, der mit einer Sende- und Empfangseinheit 9 ausgerüstet ist.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Reduzierung einer aus Fahrzeugen einer Stichprobenfahrzeugflotte zu übertragenden Datenmenge von Fahrzeugdaten, die Informationen über den Betriebszustand und/oder über die Umgebung der Fahrzeuge enthalten, und Positionsdaten, die Informationen über die Position der Fahrzeuge in einem vorbestimmten Koordinatensystem zu einem bestimmten Zeitpunkt enthalten, bei dem die Fahrzeug- und Positionsdaten in bestimmten Abständen, welche einer vorgegebenen Zeitspanne oder einer vorgegebenen Wegstrecke entsprechen, erfaßt und an einen Verkehrsrechner übertragen werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten im Fahrzeug mindestens einer vorgegebenen Klasse von Fahrzeug- und Positionsdaten, die einem bestimmten typischen Fahrzeugverhalten entsprechen, zugeordnet werden und die zugeordnete Klasse (aktuelles Fahrzeugverhaltensmuster), mit den Positionsdaten des Stichprobenfahrzeugs in mindestens teilweise kodierter Form an den Verkehrsrechner übertragen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß nur die Kennung des zugeordneten vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmusters mit den Positionsdaten des Stichprobenfahrzeugs an den Verkehrsrechner übertragen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zuordnung der erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten zu mindestens einem der vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster durch einen Bordcomputer erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zuordnung der erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten zu mindestens einem der vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster durch den Bordcomputer mit Fuzzy-Logik erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das den erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten aktuell zugeordnete vorgegebene Fahrzeugverhaltensmuster mit dem unmittelbar davor den erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten zugeordneten vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster verglichen wird und bei Nichtübereinstimmung der beiden Fahrzeugverhaltensmuster eine Datenübertragung an den Verkehrsrechner erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei Übereinstimmung der beiden Fahrzeugverhaltensmuster nur eine Übertragung der Positionsdaten an den Verkehrsrechner erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das den erfaßten Fahrzeug- und Positionsdaten zugeordnete vorgegebene Fahrzeugverhaltensmuster mit einem speziell vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster verglichen wird und nur bei Übereinstimmung dieser beiden Fahrzeugverhaltensmuster eine Datenübertragung an den Verkehrsrechner erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Fahrzeugverhaltensmuster, insbesondere die speziellen Fahrzeugverhaltensmuster vom Verkehrsrechner über Funktelefon oder eine ähnliche Drahtlosverbindung vorgegeben werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Fahrzeugverhaltensmuster durch Klassifizierung der ständig im Fahrzeug anfallenden Fahrzeug- und Positionsdaten vom Bordcomputer bestimmt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Fahrzeugverhaltensmuster in Abhängigkeit vom Straßentyp bestimmt werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die vom Verkehrsrechner vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmuster unabhängig vom Fahrverhalten des Fahrers sind.
  12. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß aus den ständig anfallenden Fahrzeug- und Positionsdaten durch Vergleich mit allgemein vorgegebenen Fahrzeugverhaltensmustern Fahrverhaltensmuster, die dem typischen Fahrverhalten des Fahrers entsprechen, bestimmt und für die weitere Datenreduzierung benutzt werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Fahrverhaltensmuster des Fahrers bei Fahrzeugwechsel dem Bordcomputer des neuen Fahrzeugs übergeben werden.
  14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit
    - Einrichtungen (6) zum Erfassen der anfallenden Fahrzeugdaten und
    - einer Positionsbestimmungsvorrichtung (7) zur Ermittlung der Positionsdaten sowie spezieller Fahrzeugdaten (Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung) in bestimmten Abständen, welche einer vorgegebenen Zeitspanne oder einer vorgegebenen Wegstrecke entsprechen,
    - mindestens einem als Ringspeicher organisierten Speicherbereich (4) zum Ablegen der erfaßten Daten
    - mindestens einem Arbeitsspeicherbereich (5) mit einem Rechenprogramm zur Zuordnung der Fahrzeugdaten zu einer der vorgegebenen Klassen von Fahrzeug- und Positionsdaten, die einem bestimmten typischen Fahrzeugverhalten entsprechen,
    - einer Einrichtung (1) zur Übermittlung der Fahrzeug- und Positionsdaten an den Verkehrsrechner (8),
    - einer zentralen Prozessoreinheit (2) und
    - mit einem Datenbus (3), der mit den Einrichtungen (1,2,4,5,6,7) verbunden ist.
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