EP0798684A1 - Verfahren und System zur Verkehrslageerfassung durch stationäre Datenerfassungseinrichtung - Google Patents

Verfahren und System zur Verkehrslageerfassung durch stationäre Datenerfassungseinrichtung Download PDF

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EP0798684A1
EP0798684A1 EP97250086A EP97250086A EP0798684A1 EP 0798684 A1 EP0798684 A1 EP 0798684A1 EP 97250086 A EP97250086 A EP 97250086A EP 97250086 A EP97250086 A EP 97250086A EP 0798684 A1 EP0798684 A1 EP 0798684A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
traffic
detectors
detector
control center
results
Prior art date
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Granted
Application number
EP97250086A
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English (en)
French (fr)
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EP0798684B1 (de
Inventor
Ulrich Dr. Fastenrath
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Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions

Definitions

  • the invention relates to a method for traffic situation detection by stationary data acquisition devices (detectors) installed at installation locations along a road network, which determine data about the traffic condition at the installation location of the respective detector in accordance with a set measurement behavior and information derived therefrom in accordance with a set reporting behavior to a control center for traffic situation detection forward to further evaluation.
  • detectors stationary data acquisition devices
  • An interactive dynamic route guidance system is known from EP 0 029 201 B1, in which specially equipped vehicles communicate with a traffic computer.
  • the two-way communication takes place via beacons, which are equipped with an infrared transceiver and are set up at all important nodes in the road network.
  • the vehicles, each equipped with a corresponding transceiver receive from this traffic beacon, among other things, current information about the shortest travel routes to a desired destination.
  • the main source of information for the traffic computer are "floating" test vehicles. These transmit to the traffic computer, in particular, their travel times between important traffic hubs and waiting times at traffic signal systems. This information is then used by the traffic computer for route guidance and traffic guidance, for example by transmitting corresponding traffic management information to the vehicles to be guided and outputting them on a display in the vehicle via a control unit.
  • a system for traffic situation detection with fixed installed detectors is known.
  • the detectors whose sensors are attached to bridge structures above the lanes of a motorway, measure them Average speed of passing vehicles and determine the number of vehicles passing in a time unit.
  • This information is transmitted to a control center for traffic situation detection using a data transmission channel (eg telephone line).
  • a data transmission channel eg telephone line.
  • the average speeds reported by the detectors are transmitted via corresponding transmission devices of the central office to vehicles that are equipped with corresponding reception devices and that graphically display this data on a display with a map section corresponding to the locations of the respective detectors.
  • the measurement behavior of the detectors is usually set so that the traffic situation is continuously scanned.
  • Such a threshold value can be, for example, around 50 km / h. This can significantly reduce the load on the communication channel for data transmission.
  • this is paid for by the fact that this system can only provide usable information about phases of the traffic situation in which there is a very high traffic load, ie a traffic jam situation or a situation similar to a traffic jam.
  • Given the restriction of the reporting behavior of the detectors it cannot be decided on the basis of the recorded data whether there is a moderate traffic load or completely free road traffic conditions. In the known system, this would only be possible if the restriction on the reporting behavior were lifted, which would have to be bought with a correspondingly sudden increase in the communication effort between the detectors and the traffic situation detection center.
  • a system for carrying out this method is also to be specified.
  • the present invention provides that, in contrast to the system known from US Pat. No. 5,317,311, not only the average speeds determined are simply passed on to the road users, but that the data determined by the detectors and, if appropriate, further information are passed on by appropriate evaluations the road users are obtained for traffic information to be transmitted. These evaluations consist in particular in deriving current and / or historical traffic information and / or in preparing traffic forecasts and / or in identifying events that characterize the traffic condition.
  • the invention provides that the control center transmits at least some of the results of the evaluation of the data received from the detectors to the detectors.
  • the detectors involved in the data acquisition set their measuring behavior and / or their reporting behavior in the sense of a learning system, that is to say anew, on the basis of these transmitted results.
  • the reporting behavior e.g. dependency of the data transmission on the existence of certain events or specification of certain time intervals between individual data transmissions
  • optimization is to be understood to mean that the head office is supplied with the objectively required information about the traffic situation at all times, the effort for the data transmission, that is to say in particular the load on the communication channels, being kept as small as possible.
  • RDS / TMC Radio Data System / Traffic Message Channel.
  • a particularly expedient embodiment of the invention includes that the control center from time to time determines a currently valid gait line for traffic-relevant measurement variables (e.g.
  • a further development proposes that a large number of such standardized hydrographs are stored in the detectors and that the control center prescribes a specific hydrography for the detector by only transmitting a code which is uniquely assigned to one of the stored hydrographs.
  • the various hydrographs are advantageously determined depending on classified weather conditions (e.g. dry weather, rain, black ice / snow) and / or on traffic-relevant events (e.g. setting up road construction sites, major events such as trade fairs or football games etc.).
  • the method according to the invention also offers the possibility of forwarding assumptions about the current traffic condition at an installation location from the control center to the respective detector for checking so that the detector can send a corresponding data message to the control center in the event of significant deviations in the actual traffic condition from these assumptions.
  • Solutions for the traffic situation detection are known in which the data acquisition devices have a reporting behavior that is dependent on the locally recognizable traffic condition, ie that falling below or exceeding certain threshold values can lead to individual reports or also periodic reports to the central office.
  • such solutions are not very sensitive to local peculiarities (e.g. on road sections with inclines or curves), for characteristics of the measured values that indicate user-relevant phenomena at a certain distance from the data acquisition device (e.g. in the event of traffic disturbances upstream of the measuring point), for temporary external ones (e.g. weather-related) influences and for differentiating characteristics differently but symptomatically similar traffic situations (e.g. congestion at structural bottlenecks and "immigration overload congestion").
  • the characteristics and influences mentioned are noticeable through characteristic movements or jumps in the working point in the fundamental diagram, which shows the relationship between speed, traffic flow (vehicles per hour) and traffic density (vehicles per route length).
  • Method can be achieved that the data acquisition devices "know what to look out for" after going through a learning phase, if they acquire data on the traffic situation and forward it to the central office.
  • the evaluations can be carried out according to conventional statistical methods, based on the training of neural networks or also according to fuzzy methods.
  • the data acquisition devices are enabled to recognize features in the traffic that have to lead to reports to the central office.
  • the data acquisition devices are, as it were, recipients of historical traffic information.
  • Knowledge of historical traffic information enables the detectors to identify early indicators that are user-relevant, ie events that are important for the assessment of the traffic situation, and to forward them to the head office.
  • knowledge of current traffic information can help avoid the transmission of redundant measurement data.
  • Information that is made available to a data acquisition device in this sense includes not only reports of traffic disruptions or fault resolutions, which can also originate from sources outside the method according to the invention and are checked by the detector in question, but also central forecasts, the previously known external ones Influences, such as weather conditions or construction site planning, can be used by the relevant detector to detect deviations and report them to the control center.
  • Deviations relevant to nuts are both unexpected faults and no expected faults.
  • the traffic information transmitted to a detector for checking does not necessarily have to be limited to the centrally recorded and completed current state, but can also include forecasts for a period that is short in comparison with a daily curve. It is particularly expedient if the control center ascertains characteristic properties that indicate an accident upstream of an installation location of a detector or an impending traffic jam at the installation location (early indicators) and transmits them to the respective detector.
  • FIG. 1 shows the essential functions of the method according to the invention for the two main components "traffic situation recording center” and "data recording devices".
  • the flow of information is symbolized by arrows.
  • the data acquisition devices are preferably attached to bridges that are stretched over the roadways to be observed, these devices have been referred to in FIG. 1 as bridge units.
  • measurement data e.g. the current speeds of the passing vehicles
  • preprocessing can consist, for example, of determining an arithmetic mean value for a specific observation period. It is also conceivable to subject the recorded raw data to compression.
  • the bridge unit can react to user-relevant events (event detection), which were previously defined by the traffic situation detection center, which is referred to in FIG.
  • Reference number 1 denotes a control center for recording the traffic situation, which is connected to a electronic data processing system 2 and a communication unit 3 is equipped.
  • a communication channel 9 which can be configured, for example, in the form of telephone lines, but preferably via a mobile radio network, that is to say implemented wirelessly, the control center 1 can establish a communication connection with a plurality of detectors 8 via the communication unit 3.
  • the detectors 8 are installed on the road side, for example on bridge structures over motorway routes, and are set up to record the relevant data for a traffic situation recording and to forward them to the control center 1. For this purpose, the detectors 8, of which a total of three are shown in FIG.
  • the detectors 8 are able not only to transmit the relevant data for the traffic situation detection to the control center 1 via the communication channel 9, but they can also receive at least some of the results of the data evaluation broadcast by the control center 1 via the communication channel 9, which is designed as a bidirectional communication channel.
  • this enables the detectors 8 to set their measuring behavior and / or their reporting behavior in the sense of a self-learning system on the basis of the results obtained from the control center 1, that is to say to change the previous setting if necessary.
  • standardized curve lines for traffic-relevant measurement variables are stored in the memory unit of the data processing unit 5 of the detectors 8, which is not shown separately, and can be identified by a unique code.
  • the control center 1 is thereby in a position to use a transmitted code to prescribe a particular gait line for the respective detector 8 without a large number of individual values which characterize the course of the gait line having to be transmitted in each case.
  • the data processing device 5 By programming it as a comparator, the data processing device 5 is designed in such a way that it can detect significant deviations in the currently recorded values of a measured variable from a curve indicated by the control center 1. This makes it possible To optimize the reporting behavior of the respective detector 8 in such a way that data transmissions via the communication channel 9 to the control center 1 only take place if such significant deviations are found. During the remaining time, such a data transmission can be prevented.
  • the detectors 8 are each provided with a filter for selecting results, which are transmitted from the control center 1 and are only intended for one or a group of detectors 8.
  • the detectors 8 themselves can recognize, based on their observation of the traffic information broadcast by the control center 1, whether the control center 1 has an impression of the traffic situation that corresponds to the current traffic situation at the installation location of the detectors 8. If this is not the case, a data transmission to the control center 1 can be triggered immediately in order to effect a corresponding correction.
  • the method according to the invention and the system for its implementation make it possible to drastically reduce the scope of the data transmission processes required for realistic traffic situation detection compared to the previously known possibilities.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Durchführung verkehrstelematischer Dienstleistungen mit einer Zentrale, die mit einer elektronischen Datenverabeitungsanlage ausgestattet ist und Verkehrsinformationen sammelt, speichert und Nutzem über einen Kommunikationskanal zur Verfügung stellt. Diese Ergebnisse werden von der Zentrale durch ein selbstlernendes System anhand von Meß- und Meldedaten eines Detektors über die Verkehrslage ermittelt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkehrslageerfassung durch stationär an Installationsorten entlang eines Straßennetzes installierte Datenerfassungseinrichtungen (Detektoren), die Daten über den Verkehrszustand am Installationsort des jeweiligen Detektors gemäß einem eingestellten Meßverhalten ermitteln und daraus abgeleitete Informationen gemäß einem eingestellten Meldeverhalten an eine Zentrale für die Verkehrslageerfassung zur weiteren Auswertung weiterleiten.
  • Aus der EP 0 029 201 B1 ist ein interaktives dynamisches Routenführungssystem bekannt, bei dem speziell ausgerüstete Fahrzeuge mit einem Verkehrsrechner kommunizieren. Die zweiseitige Kommunikation erfolgt dabei über Baken, die mit einer Infrarot-Sende-/Empfangseinrichtung ausgerüstet sind und an allen wichtigen Knotenpunkten des Straßennetzes aufgestellt sind. Die ebenfalls mit jeweils einer entsprechenden Sende-/Empfangseinrichtung ausgerüsteten Fahrzeuge erhalten über diese Baken vom Verkehrsrechner unter anderem aktuelle Informationen über die zeitlich kürzesten Fahrtrouten zu einem gewünschten Zielpunkt. Die Hauptinformationsquelle des Verkehrsrechners sind im Verkehrsstrom sich mitbewegende, "mitschwimmende" Probefahrzeuge. Diese übermitteln dem Verkehrsrechner insbesondere ihre Fahrtzeiten zwischen wichtigen Verkehrsknotenpunkten sowie Wartezeiten an Lichtsignalanlagen. Diese Informationen werden vom Verkehrsrechner anschließend zur Routenführung und Verkehrslenkung genutzt, indem beispielsweise entsprechende Verkehrsleitinformationen an die zu führenden Fahrzeuge übertragen und über ein Steuergerät auf einem Display im Fahrzeug ausgegeben werden.
  • Aus der gattungsbildenden US 5 317 311 ist ein System zur Verkehrslageerfassung mit ortsfest installierten Detektoren bekannt. Die Detektoren, deren Sensorik z.B. an Brückenbauwerken über den Fahrspuren einer Autobahn angebracht sind, messen die Durchschnittsgeschwindigkeit der vorbeifahrenden Fahrzeuge und stellen die Zahl der in einer Zeiteinheit passierenden Fahrzeuge fest. Diese Informationen werden mittels eines Datenübertragungskanals (z.B. Telefonleitung) an eine Zentrale für die Verkehrslageerfassung übertragen. Bei diesem System werden die von den Detektoren gemeldeten Durchschnittsgeschwindigkeiten über entsprechende Sendeeinrichtungen der Zentrale an Fahrzeuge übermittelt, die mit entsprechenden Empfangseinrichtungen ausgestattet sind und diese Daten auf einem Display mit einem Landkartenausschnitt entsprechend den Standorten der jeweiligen Detektoren grafisch anzeigen. Auf diese Weise können die Verkehrsteilnehmer aktuell über problematische Bereiche des Straßennetzes informiert werden. Das Meßverhalten der Detektoren ist üblicherweise so eingestellt, daß eine dauernde Abtastung des Verkehrsgeschehens erfolgt. Im Unterschied zu dem in der EP 0 029 201 offenbarten Verkehrslageerfassung werden bei dem gattungsgemäßen System die relevanten Daten für die Verkehrslageerfassung nicht von Probefahrzeugen ermittelt und an Erfassungsstationen (Baken) weitergegeben, die ihrerseits eine Datenweiterleitung zur Zentrale vornehmen, sondern es findet hierbei eine Datenermittlung durch die ortsfest installierte Sensorik der Detektoren selbst statt. Die erfaßten Daten der Detektoren werden jedoch nicht lückenlos an die Verkehrslageerfassungszentrale übermittelt. Vielmehr sieht die praktische Ausführung des in der US 5 317 311 beschriebenen Systems ein eingeschränktes Meldeverhalten der Detektoren vor. Dieses besteht darin, daß nur dann Informationen an die Verkehrslageerfassungszentrale übermittelt werden, wenn die von den Detektoren jeweils über einen gewissen Zeitraum ermittelte Durchschnittsgeschwindigkeit der passierenden Fahrzeuge einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. Ein solcher Schwellenwert kann beispielsweise bei etwa 50 km/h liegen. Damit kann die Belastung des Kommunikationskanals für die Datenübertragung deutlich vermindert werden. Dies wird allerdings damit erkauft, daß dieses System nur verwertbare Informationen über Phasen des Verkehrsgeschehens liefern kann, in denen eine sehr hohe Verkehrsbelastung, also eine Stausituation oder eine stauähnliche Situation vorliegt. Ob etwa eine mittlere Verkehrsbelastung oder völlig freie Straßenverkehrsverhältnisse vorliegen, kann unter der gegebenen Restriktion des Meldeverhaltens der Detektoren nicht anhand der erfaßten Daten entschieden werden. Dies wäre bei dem bekannten System nur möglich, wenn die Beschränkung des Meldeverhaltens aufgehoben würde, was mit einem entsprechend sprunghaften Ansteigen des Kommunikationsaufwandes zwischen den Detektoren und der Verkehrslageerfassungszentrale erkauft werden müßte.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß bei möglichst geringem Kommunikationsaufwand zwischen den ortsfest installierten Detektoren und der Verkehrslageerfassungszentrale eine umfassende, also nicht nur auf Stausituationen beschränkte Beobachtung des Verkehrsgeschehens mit höherem Informationsgewinn ermöglicht wird. Ferner soll ein System zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben werden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 12. Ein erfindungsgemäßes System zur Durchführung dieses Verfahrens weist die im Anspruch 13 angegebenen Merkmale auf und läßt sich durch die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche 14 und 15 vorteilhaft weiter ausgestalten.
  • Die vorliegende Erfindung sieht vor, daß im Unterschied zu dem aus der US 5 317 311 bekannten System nicht einfach nur ermittelte Durchschnittsgeschwindigkeiten an die Verkehrsteilnehmer weitergegeben werden, sondern daß aus den primär von den Detektoren ermittelten Daten und ggf. weiteren Informationen durch entsprechende Auswertungen die an die Verkehrsteilnehmer zu übermittelnden Verkehrsinformationen gewonnen werden. Diese Auswertungen bestehen insbesondere in der Ableitung aktueller und/oder historischer Verkehrsinformationen und/oder in der Erstellung von Verkehrsprognosen und/oder in der Identifizierung von Ereignissen, die den Verkehrszustand charakterisieren. Im Unterschied zu dem bisher bekannten Verfahren der Verkehrslageerfassung mittels ortsfest installierter Detektoren ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Zentrale den Detektoren mindestens einen Teil der Ergebnisse der von ihr vorgenommenen Auswertung der von den Detektoren erhaltenen Daten übermittelt. Die jeweils an der Datenerfassung beteiligten Detektoren stellen anhand dieser übermittelten Ergebnisse ihr Meßverhalten und/oder ihr Meldeverhalten im Sinne eines lernenden Systems, also neu ein. Das bedeutet, daß die Detektoren aus den von der Zentrale an die Verkehrsteilnehmer, die den Dienst der Zentrale in Anspruch nehmen, gerichteten Verkehrsinformationen Erkenntnisse gewinnen, die sie dazu befähigen, ihr Verhalten bei der Datenerfassung in einer möglichst optimalen Weise zu gestalten. Dies kann entweder das Meßverhalten der Sensorik (z.B.: Soll überhaupt gemessen werden oder kann zeitweilig abgeschaltet werden? Welche Art von Durchschnittswerten über welche Zeiträume soll gebildet werden?) oder das Meldeverhalten (z.B.: Abhängigkeit der Datenübermittlung vom Vorliegen bestimmter Ereignisse oder Vorgabe bestimmter zeitlicher Abstände zwischen einzelnen Datenübermittlungen) oder aber beides betreffen. Unter Optimierung ist diesem Zusammenhang zu verstehen, daß die Zentrale zu jeder Zeit mit den objektiv benötigten Informationen über das Verkehrsgeschehen versorgt wird, wobei der Aufwand für die Datenübermittlung, also insbesondere die Belastung der Kommunikationskanäle möglichst kleingehalten wird.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung sieht die Erfindung vor, daß die von der Zentrale übermittelten Ergebnisse der Auswertung bezogen auf die Installationsorte einer Gruppe von Detektoren oder sogar bezogen auf den Standort einzelner Detektoren selektiert werden. Diese Selektion kann vorteilhaft in der Zentrale erfolgen. In vielen Fällen erweist es sich jedoch als noch zweckmäßiger, die Selektierung der Ergebnisse durch eine Filterung im jeweiligen Detektor selbst vorzunehmen. Dies kann beispielsweise in gleicher Weise erfolgen, wie in heute bekannten digitalen Radioempfängern (RDS/TMC = Radio Data System/Traffic Message Channel). Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung beinhaltet, daß die Zentrale von Zeit zu Zeit eine aktuell gültige Ganglinie für verkehrsrelevante Meßgrößen (z.B. Durchschnittsgeschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer) bestimmt und dem jeweiligen Detektor, auf den diese Ganglinie zutreffen soll, übermittelt, um den jeweiligen Detektor dazu zu veranlassen, nur festgestellte Abweichungen der danach erfaßten jeweiligen Meßgrößen von der aktuell gültigen Ganglinie an die Zentrale zu melden. Auf diese Weise läßt sich trotz zeitlicher Veränderung der erfaßten Meßgrößen eine dramatische Reduzierung des zu übermittelnden Informationsvolumens an die Zentrale erzielen. Dieser Vorgehensweise liegt die Überlegung zugrunde, daß eine Datenübermittlung von einem Detektor an die Zentrale völlig überflüssig ist, solange die "modellhaften Vorstellungen", die die Zentrale über die aktuelle Verkehrssituation an der jeweiligen Meßstelle hat, nicht wesentlich von der Wirklichkeit abweichen. Dies kann durch den jeweiligen Detektor selbst überwacht werden, wenn er die Vorstellungen der Zentrale, d.h. die Ganglinie der jeweiligen Meßgröße kennt. Für die Übermittlung einer Ganglinie an einen Detektor kann eine Übertragung von Werten in Form einer Folge von Punkten eines Funktionsverlaufs vorgesehen sein. Es ist jedoch vielfach zweckmäßig, für typische Entwicklungen der Verkehrssituation standardisierte Ganglinien verkehrsrelevanter Meßgrößen zu ermitteln. Daher sieht die Erfindung in einer Weiterbildung vor, daß eine Vielzahl derartiger standardisierter Ganglinien in den Detektoren gespeichert wird und die Zentrale dem Detektor eine bestimmte Ganglinie jeweils dadurch vorgibt, daß lediglich ein Code übermittelt wird, der jeweils einer der gespeicherten Ganglinien eindeutig zugeordnet ist. Die verschiedenen Ganglinien werden vorteilhaft in Abhängigkeit von klassifizierten Wetterverhältnissen (z.B. trockenes Wetter, Regen, Glatteis/Schnee) und/oder von verkehrsrelevanten Ereignissen (z.B. Einrichtung von Straßenbaustellen, Stattfinden von Großveranstaltungen, wie Messen oder Fußballspiele usw.) ermittelt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhafterweise auch möglich, einen für den jeweiligen Installationsort prognostizierten Verkehrszustand an den jeweiligen Detektor zu übermitteln, um sein Meß- und/oder Meldeverhalten zu beeinflussen. Diese Vorgehensweise ähnelt der Verfahrensvariante bei der den Detektoren Ganglinien vorgegeben werden, da in beiden Fällen Zukunftserwartungen der Zentrale zugrunde gelegt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet auch die Möglichkeit, Annahmen über den aktuellen Verkehrszustand an einem Installationsort von der Zentrale an den jeweiligen Detektor zur Überprüfung weiterzuleiten, damit der Detektor im Falle von signifikanten Abweichungen des tatsächlichen Verkehrszustandes von diesen Annahmen eine entsprechende Datenmitteilung an die Zentrale schicken kann.
  • Es sind Lösungen für die Verkehrslageerfassung bekannt, bei denen die Datenerfassungseinrichtungen ein vom lokal erkennbaren Verkehrszustand abhängiges Meldeverhalten aufweisen, d.h. daß das Unter- oder Überschreiten gewisser Schwellenwerte zu Einzelmeldungen oder auch zu periodischen Meldungen an die Zentrale führen kann. Solche Lösungen sind aber wenig sensitiv für lokale Besonderheiten (z.B. an Straßenabschnitten mit Steigungen oder Kurven), für Charakteristika der Meßwerte, die auf nutzerrelevante Phänomene in einer gewissen Entfernung von der Datenerfassungseinrichtung hindeuten (z.B. bei Verkehrsstörungen stromaufwärts der Meßstelle), für vorübergehende externe (z.B. witterungsbedingte) Einflüsse und für Unterscheidungsmerkmale unterschiedlich verursachter, aber symptomatisch ähnlicher Verkehrssituationen (beispielsweise Staus an baulichen Engpässen und "einwandernde Überlaststaus"). Die genannten Merkmale und Einflüsse machen sich jedoch durch charakteristische Bewegungen bzw. Sprünge des Arbeitspunktes im Fundamentaldiagramm, das den Zusammenhang von Geschwindigkeit, Verkehrsfluß (Fahrzeuge pro Stunde) und Verkehrsdichte (Fahrzeuge pro Streckenlänge) darstellt, bemerkbar. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann erreicht werden, daß die Datenerfassungseinrichtungen nach Durchlaufen einer Lernphase "wissen, worauf sie zu achten haben", wenn sie Daten zur Verkehrslage erfassen und an die Zentrale weiterleiten. Zu Beginn einer Lernphase kann der gesamte Umfang der erfaßten Meßdaten übertragen und in der Zentrale ausgewertet werden. Die Auswertungen können nach konventionellen statistischen Methoden, in Anlehnung an das Training von neuronalen Netzen oder auch nach Fuzzy-Methoden vorgenommen werden. Durch den Empfang von Ergebnissen dieser Auswertung werden die Datenerfassungseinrichtungen in die Lage versetzt, Merkmale im Verkehrsgeschehen zu erkennen, die zu Meldungen an die Zentrale führen müssen. In diesem Lernprozeß, in dem langfristig Erfahrungen gesammelt werden, sind die Datenerfassungseinrichtungen gleichsam Empfänger von historischer Verkehrsinformation. Die Kenntnis historischer Verkehrsinformation ermöglicht es den Detektoren, Frühindikatoren nutzerrelevanter, d.h. für die Beurteilung der Verkehrslage bedeutsamer Ereignisse zu erkennen und an die Zentrale weiterzuleiten. Demgegenüber kann die Kenntnis von aktueller Verkehrsinformation die Übertragung redundanter Meßdaten vermeiden helfen. Informationen, die einer Datenerfassungseinrichtung in diesem Sinne zur Verfügung gestellt werden, umfassen nicht nur Meldungen über Verkehrsstörungen oder Störungsauflösungen, die auch aus Quellen außerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens stammen können und vom betreffenden Detektor überprüft werden, sondern auch zentralseitig erstellte Prognosen, die im voraus bekannte externe Einflüsse, wie etwa Wetterbedingungen oder Baustellenplanungen berücksichtigen, und vom betreffenden Detektor zur Erkennung von Abweichungen und deren Meldung an die Zentrale verwendet werden können. Nutserrelevante Abweichungen sind dabei sowohl unerwartet eingetretene Störungen als auch ausgebliebene erwartete Störungen. Die zur Überprüfung an einen Detektor übermittelte Verkehrsinformation muß sich nicht notwendigerweise auf den zentral erfaßten und vervollständigten gegenwärtigen Zustand beschränken, sondern kann durchaus auch Prognosen umfassen für einen Zeitraum, der im Vergleich mit einer Tagesganglinie kurz ist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Zentrale charakteristische Eigenschaften, die auf einen Störfall stromaufwärts eines Installationsortes eines Detektors oder auf einen bevorstehenden Stau am Installationsort (Frühindikatoren) hindeuten, ermittelt und an den jeweiligen Detektor übermittelt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Übersicht über die Funktionen des erfindungsgemäßen Verfahrens und
    Fig. 2
    ein Schema eines erfindungsgemäßen Systems zur Verkehrslageerfassung.
  • In der Fig. 1 sind die wesentlichen Funktionen des erfindungsgemäßen Verfahrens für die beiden Hauptkomponenten "Verkehrslageerfassungszentrale" und "Datenerfassungseinrichtungen" dargestellt. Der Informationsfluß ist durch Pfeile symbolisiert. Da die Datenerfassungseinrichtungen vorzugsweise an Brücken, die über die zu beobachtenden Fahrbahnen gespannt sind, befestigt werden, sind diese Einrichtungen in der Fig. 1 als Brückeneinheiten bezeichnet worden. Durch eine geeignete Sensorik werden Meßdaten (z. B. die aktuellen Geschwindigkeiten der passierenden Fahrzeuge) ermittelt und einer Vorverarbeitung unterzogen. Diese Vorverarbeitung kann beispielsweise in der Ermittlung eines arithmetischen Mittelwertes für einen bestimmten Beobachtungszeitraum bestehen. Denkbar ist es auch, die erfaßten Rohdaten einer Kompression zu unterziehen. Die Brückeneinheit kann auf nutzerrelevante Ereignisse (Ereignisdetektion), die zuvor von der Verkehrslageerfassungszentrale, die in der Fig. 1 als "Zentrale" bezeichnet ist, definiert wurden, reagieren und gleicht das "Sensorwissen" (Meßwerte aus einem gewissen Zeitraum bis zur Gegenwart) mit dem "Systemwissen" (aktuelle Verkehrsmeldungen, Verkehrsprognosen und historische Information, etwa in der Form von Ganglinien) ab und meldet Abweichungen, die entweder von unmittelbarer Bedeutung für die Einschätzung der aktuellen Verkehrslage sind oder das "Systemwissen" ergänzen oder korrigieren. Der Informationsaustausch zwischen der Zentrale für die Verkehrslageerfassung und den Brückeneinheiten erfolgt über die beiden Funktionsblöcke "Kommunikation" nach den Bedingungen einer "Kommunikationsschnittstelle". Der in der Zentrale angesiedelte, auf die Auswertung der von den Brückeneinheiten gelieferten Informationen gerichtete Funktionsblock für die Datenauswertung ist in der Darstellung allgemein als "Verkehrsmodell" bezeichnet worden.
  • In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Form dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 1 ist eine Zentrale zur Verkehrslageerfassung bezeichnet, die mit einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage 2 sowie einer Kommunikationseinheit 3 ausgestattet ist. Über einen Kommunikationskanal 9, der beispielsweise in Form von Telefonleitungen ausgebildet sein kann, vorzugsweise jedoch über ein Mobilfunknetz, also drahtlos realisiert ist, kann die Zentrale 1 über die Kommunikationseinheit 3 mit einer Vielzahl von Detektoren 8 in Kommunikationsverbindung treten. Die Detektoren 8 sind straßenseitig z.B. an Brückenbauwerken über Autobahntrassen installiert und sind dazu eingerichtet, die relevanten Daten für eine Verkehrslageerfassung zu erfassen und an die Zentrale 1 weiterzuleiten. Hierzu sind die Detektoren 8, von denen in der Fig. 2 insgesamt drei dargestellt sind, jeweils mit einer Kommunikationseinheit 4, einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 5 und einer Sensorik 6 zur Meßwerterfassung sowie mit einer elektrischen Stromversorgung 7 ausgestattet. Die Stromversorgungseinheit 7 ist vorzugsweise als batteriegepufferte Solarzelleneinheit ausgebildet. Für die Sensorik 6 werden vorzugsweise an sich bekannte Sensoren eingesetzt, die als aktive oder passive Infrarot-Sensoren oder als Mikrowellensensoren ausgebildet sind. Besonders vorteilhaft ist der gleichzeitige Einsatz von Sensoren mit unterschiedlichen Meßprinzipien innerhalb desselben Detektors 8. Über die Kommunikationseinheit 4 sind die Detektoren 8 in der Lage, nicht nur die relevanten Daten für die Verkehrslageerfassung an die Zentrale 1 über den Kommunikationskanal 9 zu übermitteln, sondern sie können auch zumindest einen Teil der von der Zentrale 1 ausgestrahlten Ergebnisse der Datenauswertung über den Kommunikationskanal 9, der als bidirektionaler Kommunikationskanal ausgebildet ist, empfangen. Das versetzt die Detektoren 8 aufgrund einer entsprechenden Programmierung der Datenverarbeitungseinrichtung 5 in die Lage, ihr Meßverhalten und/oder ihr Meldeverhalten im Sinne eines selbstlernenden Systems anhand der von der Zentrale 1 erhaltenen Ergebnisse einzustellen, also die bisherige Einstellung im Bedarfsfall zu ändern. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind in der nicht gesondert dargestellten Speichereinheit der Datenverarbeitungseinheit 5 der Detektoren 8 jeweils standardisierte Ganglinien für verkehrsrelevante Meßgrößen gespeichert und durch einen eindeutigen Code identifizierbar. Die Zentrale 1 ist dadurch in der Lage, anhand eines übermittelten Codes dem jeweiligen Detektor 8 eine bestimmte Ganglinie vorzugeben, ohne daß eine Vielzahl von Einzelwerten, die den Verlauf der Ganglinie charakterisieren, jeweils übertragen werden muß. Die Datenverarbeitungseinrichtung 5 ist durch ihre Programmierung als Komparator dahingehend ausgebildet, daß sie signifikante Abweichungen der aktuell erfaßten Werte einer Meßgröße von einer durch die Zentrale 1 vorgegebenen Ganglinie erkennen kann. Dadurch ist es möglich, das Meldeverhalten des jeweiligen Detektors 8 so zu optimieren, daß nur dann Datenübertragungen über den Kommunikationskanal 9 an die Zentrale 1 erfolgen, wenn solche signifikanten Abweichungen festgestellt werden. Während der übrigen Zeit kann eine solche Datenübertragung unterbunden werden. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind die Detektoren 8 jeweils mit einem Filter zur Selektierung von Ergebnissen, die von der Zentrale 1 übermittelt und lediglich für einen oder eine Gruppe von Detektoren 8 bestimmt sind, versehen. Dadurch ist es grundsätzlich möglich, die Aktivitäten eines einzelnen Detektors 8 oder einer Gruppe von z.B. entlang eines bestimmten Streckenabschnitts einer Autobahn installierten Detektoren 8 gezielt durch die Zentrale 1 zu beeinflussen. Das bedeutet, daß die Detektoren 8 selbst aufgrund ihrer Beobachtung der von der Zentrale 1 ausgestrahlten Verkehrsinformationen für die Verkehrsteilnehmer erkennen können, ob die Zentrale 1 einen mit der aktuellen Verkehrslage am Installationsort der Detektoren 8 übereinstimmenden Eindruck von der Verkehrslage besitzt. Ist das nicht der Fall, so kann unverzüglich eine Datenübertragung an die Zentrale 1 ausgelöst werden, um eine entsprechende Korrektur zu bewirken.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und das System zu dessen Durchführung ermöglichen es, den Umfang der für eine realistische Verkehrslageerfassung erforderlichen Datenübertragungsvorgänge gegenüber den bisher bekannten Möglichkeiten drastisch abzusenken. Dies ist möglich durch die überraschend einfache Maßnahme, daß von den eingesetzten Detektoren 8 der Wissensstand der Zentrale 1 fortlaufend beobachtet werden kann, indem zumindest ein Teil der von der Zentrale 1 an die Verkehrsteilnehmer übermittelten Ergebnisse der Verkehrslageerfassung oder auch gezielte Einzelinformationen empfangen und entsprechend ausgewertet werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Verkehrslageerfassung durch stationär an Installationsorten entlang eines Straßennetzes installierte Datenerfassungseinrichtungen (Detektoren), die Daten über den Verkehrszustand am Installationsort des jeweiligen Detektors gemäß einem eingestellten Meßverhalten ermitteln und daraus abgeleitete Informationen gemäß einem eingestellten Meldeverhalten an eine Zentrale für die Verkehrslageerfassung zur weiteren Auswertung weiterleiten,
    dadurch gekennzeichnet,
    - daß die Auswertung der Zentrale darin besteht,
    - aktuelle Verkehrsmeldungen und/oder
    - historische Verkehrsinformationen abzuleiten und/oder
    - Verkehrsprognosen zu erstellen und/oder
    - Ereignisse zu identifizieren, die den Verkehrszustand charakterisieren,
    - daß die Zentrale den Detektoren mindestens einen Teil der Ergebnisse der Auswertung übermittelt und
    - daß der jeweilige Detektor anhand dieser übermittelten Ergebnisse sein Meßverhalten und/oder sein Meldeverhalten im Sinne eines lernenden Systems einstellt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ergebnisse der Auswertung bezogen auf die Installationsorte einer Gruppe von Detektoren selektiert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ergebnisse der Auswertung bezogen auf den Standort einzelner Detektoren selektiert werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Selektierung in der Zentrale erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Selektierung durch eine Filterung der übermittelten Ergebnisse im jeweiligen Detektor erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der Zentrale von Zeit zu Zeit eine aktuell gültige Ganglinie für verkehrsrelevante Meßgrößen abgeleitet und an einen Detektor übermittelt wird und daß der jeweilige Detektor nur festgestellte Abweichungen von der aktuell gültigen Ganglinie an die Zentrale meldet.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Übermittlung der Ganglinie in Form einer Folge von Punkten eines Funktionsverlaufs erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Detektor eine Vielzahl von standardisierten Ganglinien gespeichert ist und die Zentrale dem Detektor eine Ganglinie durch Übermittlung eines Codes vorgibt, der jeweils einer der gespeicherten Ganglinien eindeutig zugeordnet ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ganglinien in Abhängigkeit von klassifizierten Wetterverhältnissen und/oder von verkehrsrelevanten Ereignissen ermittelt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein für den jeweiligen Installationsort prognostizierter Verkehrszustand an den jeweiligen Detektor übermittelt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß Annahmen über den aktuellen Verkehrszustand an einem Installationsort von der Zentrale an den jeweiligen Detektor zur Überprüfung weitergeleitet und festgestellte Abweichungen vom Detektor an die Zentrale zurückgemeldet werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zentrale charakteristische Eigenschaften, die auf einen Störfall stromaufwärts eines Installationsortes eines Detektors oder auf einen bevorstehenden Stau am Installationsort (Frühindikatoren) hindeuten, ermittelt und an den jeweiligen Detektor übermittelt.
  13. System zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
    - mit einer Zentrale (1), die mit einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage (2) zur Verkehrslageerfassung und einer Kommunikationseinheit (3) ausgestattet ist,
    - mit einer Vielzahl entlang eines Straßennetzes installierter Detektoren (8), die jeweils
    - eine Sensorik (6) zur Meßwerterfassung,
    - eine elektronische Datenverarbeitungseinheit (5),
    - eine Kommunikationseinheit (4) und
    - eine elektrische Stromversorgung (7) aufweisen,
    - und mit einem Kommunikationskanal (9) für die Informationsübermittlung von den Detektoren (8) zur Zentrale (1),
    dadurch gekennzeichnet,
    - daß der Kommunikationskanal (9) zur Informationsübermittlung zwischen den Detektoren (8) und der Zentrale (1) ein bidirektionaler Kommunikationskanal ist und
    - daß die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung (5) eines Detektors (8) jeweils dahingehend programmiert ist, anhand von Ergebnissen, die von der Zentrale (1) im Rahmen der Verkehrslageerfassung ermittelt wurden, im Sinne eines selbstlernenden Systems das Meßverhalten und/oder das Meldeverhalten des Detektors (8) einzustellen.
  14. System nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der Datenverarbeitungseinrichtung (5) der Detektoren (8) standardisierte Ganglinien für verkehrsrelevante Meßgrößen gespeichert sind, daß die Ganglinien jeweils durch einen von der Zentrale übermittelten Code im Detektor (8) identifizierbar sind und daß die Datenverarbeitungseinrichtung (5) als Komparator zur Erkennung von signifikanten Abweichungen der aktuellen Werte einer Meßgröße von einer durch die Zentrale (1) vorgegebenen Ganglinie eingerichtet ist.
  15. System nach einem der Ansprüche 13 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Detektoren (8) jeweils einen Filter zur Selektierung von Ergebnissen, die von der Zentrale (1) übermittelt und nur für einen oder eine Gruppe von Detektoren (8) bestimmt sind, aufweist.
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