EP0943137B1 - Verfahren zur übertragung von ortsdaten und messdaten von einem endgerät, insbesondere telematikendgerät an eine verkehrszentrale - Google Patents

Verfahren zur übertragung von ortsdaten und messdaten von einem endgerät, insbesondere telematikendgerät an eine verkehrszentrale Download PDF

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EP0943137B1
EP0943137B1 EP97952724A EP97952724A EP0943137B1 EP 0943137 B1 EP0943137 B1 EP 0943137B1 EP 97952724 A EP97952724 A EP 97952724A EP 97952724 A EP97952724 A EP 97952724A EP 0943137 B1 EP0943137 B1 EP 0943137B1
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EP
European Patent Office
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data
terminal
location
time
measurement data
Prior art date
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EP97952724A
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English (en)
French (fr)
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EP0943137A1 (de
Inventor
Markus Becker
Ulrich Fastenrath
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Vodafone Holding GmbH
Original Assignee
Vodafone GmbH
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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
    • G08G1/20—Monitoring the location of vehicles belonging to a group, e.g. fleet of vehicles, countable or determined number of vehicles
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/123—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams
    • G08G1/127—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams to a central station ; Indicators in a central station

Definitions

  • the invention relates to a method for transmitting location data and measurement data from a terminal, in particular a telematics terminal, to a traffic control center.
  • FCD floating car data
  • FCD floating car data
  • EP 0 715 288 A1 discloses the compression of a vehicle to a control center to be transmitted, the operating state and / or the surroundings of the vehicle relevant vehicle data by defining predetermined classes to be transmitted of vehicle data.
  • the object of the present invention is simple, inexpensive and efficient Reduction of telecommunication costs in the transmission of data from a terminal to a traffic center.
  • the task is through the objects of independent claims.
  • the invention leads to a reduction in the telecommunications costs incurred.
  • the location of the terminal in each case in a traffic network implicit location data and properties of the transport network at a point in time measurement data implicit at a location and / or at a point in time transferred from each other.
  • Location data on the one hand and on the other hand Measurement data before transmission to location data records and measurement data records can be summarized, the measurement date or local date or several measurement data or location data at different locations or times contain.
  • Properties of the traffic network implied by measurement data in one place and / or time can in particular be data relating to a traffic jam and / or Travel time and / or a possible driving speed and / or a temperature and / or precipitation at a place and / or the time of a place (one Vehicle) in the traffic network.
  • the location can be determined by a specific one point-like location or by one, for example, by several points specified area (i.e. a section of the transport network) become.
  • the time, e.g. properties of the Transport network can relate to one point in time or by one Time range in the form of several points in time.
  • Data records with measurement data can use a reference date of a specified type to assign the measurement data in the Central to a position in, for example, a digital map of the transport network in the traffic center included; Such referencing can affect the location of the traffic network and / or refer to the point in time at which the measurement data based on their measurement.
  • a terminal according to the invention can in particular be a telematics terminal for a vehicle, which is used to detect Traffic data and / or for receiving traffic data from a traffic control center can be trained.
  • the method according to the invention enables optimal utilization more expensive and possibly also more limited Telecommunication times in the transmission from one terminal to one Traffic Center. Due to the independent compression or transmission of data records with only location data and of data records with measurement data becomes the Total amount of data transferred reduced. Moreover, an adaptation to local ones Requirements possible: For example, on a straight highway section without Branches or driveways a transmission of location data only in relatively large Time intervals or local distances make sense, so that possibly more measurement data (zu Speeds, traffic jams, black ice, etc.) are transmitted as location data.
  • a transmission of location data in small time intervals and / or local distances may be appropriate as a vehicle has a relatively large number of turning options, which allow complete detection of the route of the vehicle in the city require a relatively frequent location data transmission, so that more location data than measurement data may have to be transmitted here. however can individual data records at times, at which location data and measurement data for Transmission occur, contain location data and measurement data.
  • the length of a data record with only location data and / or one is expedient Variable data record with measurement data.
  • the location or time referencing of Data records on location data and data records on measurement data can differ his. Referencing can in particular be a place or time or a Include location area or time area.
  • the transfer is conveniently carried out by Mobile.
  • the transmission of the data records from the terminal to is particularly advantageous Traffic center as a short message (e.g. GSM-SMS), which is a high degree of universality and automatic further processing allowed in the traffic control center.
  • GSM-SMS short message
  • the transmission of a location data record can take place after a certain Time interval and / or when another event occurs. So can location data is also transmitted, for example, when a vehicle is in which is a terminal, a predeterminable location (from a variety of predeterminable locations), for example, a certain motorway junction happens. Passing a certain place can happen due to a digital Map in the terminal and / or based on that acquired by GPS or the like Position of the terminal.
  • Transfer of location data from the terminal to the traffic center makes sense if that Vehicle in which the terminal is located, a certain distance has passed through or one (by a steering wheel lock and / or by a continued location detection in the terminal detectable) change of direction occurred because especially in this case, the transmission of a new location data record for determination the path of the terminal is important for the traffic control center.
  • the method according to the invention can be in a terminal and / or Traffic center be implemented.
  • the vehicle 1 shows a vehicle 1 with a terminal 2 according to the invention, which Location data (GPS 13), the vehicle speed measured by the vehicle 1 v and distance covered s, the outside temperature T (at vehicle 1) and the time t (through a digital clock etc. in the terminal or vehicle).
  • the vehicle 1 is moving in a transport network shown here in extracts with i.a. an A8 motorway as well as federal highways B300, B17 with consecutive passage in time (t) its vehicle locations x1 (t1), x2 (t2), x3 (t3), x4 (t4), x5 (t5) at times t1 to t5. From terminal 2, locations x1 to x5 etc.
  • the transmission 7, 8, 9 of Location data or 10 of measurement data from the terminal 2 to the control center 4 takes place by radio, here by mobile radio (antenna 18 of the terminal 2, antenna 6 of the traffic center 4).
  • a digital data format namely a, is used for transmission 7, 8, 9, 10 Cellular short message format (GSM-SMS) used.
  • Data in the terminal 2 can be used both for a data record with location data as well can be used for a data record with measurement data. This can be especially for Referencing of location data and / or reference data used be valid.
  • Referencing data can be the time and / or the location, which location data and / or refer to measured data.
  • a location can be used as a location point or as Local area (x1, x2) can be specified; a time can be as time 11 or Period t1, t5 can be shown.
  • the referencing of location data and measurement data serves to enable the assignment of location data x1 to x5 and measurement data v1 .. v5, T1 (t1) etc. in the traffic center 4.
  • Data is thus assigned to one or both of two data containers.
  • On Data container is implicit for the location of the end device at different times Location data provided; a second container is for other measurement data of the Terminal implicit measurement data, in particular speeds, temperatures, Travel times etc. provided.
  • Location data and / or measurement data may possibly be in the terminal 2 before the transmission (7 to 10) to be processed further.
  • a location of interest specified in the terminal can in particular be the start y1 of an A8 motorway or the location of a branch y4 of a B300 federal highway from an A8 motorway or the like.
  • a terminal 2 initiates a transmission if the direction of travel of the terminal 2 or of the vehicle 1 changes;
  • the change in direction of travel can be due to continuous evaluations of GPS data 3 on the end device side and / or by a steering wheel lock of the extent predefined at the expected speed on the A8 motorway, with a digital map in the end device 2 possibly being used for this purpose to check whether here there is a curve on the road A8 traveled by the terminal 2 of the time or / and whether there is a possibility of departure, Autobahn service station etc. is available.
  • the vehicle is not caused to indicate its location position for any other reason, it is also possible to arrange for transmission after certain time and / or location intervals.
  • the most likely path of a terminal 2 between two of the control center 4 known Points x1, x5 can be determined on the basis of roads running between them.
  • different spatial and / or temporal Interpolation procedure with the data transmitted to the control center x1 (t1), x4 (t4), x5 (t5) be performed.
  • a data record with measurement data can be triggered in the terminal 2 different specifications can be implemented alternatively or side by side. For example, travel times can be transferred if between two predetermined points y1, y4 the actual travel time of the terminal t4 - t1 a predetermined value stored in the terminal 2.
  • a Transmission from the terminal to the control center can be triggered when the Speed of terminal 2, possibly depending on the vehicle 1 type, below or above one of possibly several threshold values specified in the terminal 2 lies.
  • a transmission can also be carried out at a predetermined temperature, for example the freezing point or a temperature above the freezing point, to be triggered.
  • control center 4 there is an assignment of data set detected by the terminal 2 14 transmitted measurement data (speeds, travel times, temperatures, etc.) Positions in the digital map 15 in the control center 4. If in a data record 14 with Measurement data for each measurement date, the location (GPS 3) detected by the terminal 2 x1 to x5 etc. is also specified and transmitted, is a direct assignment in the control center 4 Positions in the map 15 possible. Furthermore, an assignment based on individual measured data transmitted times taking into account the route, i.e. locations x1, x4, x5 of vehicle 1 possible. This enables measurement data to be determined at specific locations x1 to x5 are assigned to the digital map 15 on the route of the vehicle 1.
  • measurement data speeds, travel times, temperatures, etc.
  • a measurement data record 14 in the control center 4 for assignment or for Check the assignment to positions in the digital map 15 with that of one Vehicle 1 covered distance x1, x4, x5 are compared, it is appropriate if one for each location data record 11, 12, 13 and for measurement data records 14 Vehicle identification is transmitted so as to assign the measurement data sets Enable location data records in the control center 4 for a special vehicle 1; the Identification can, for example, in a mobile phone number (5) of the terminal or a virtual number.
  • Track or profile support points have the attributes 1 specified in the table below.
  • Attributes of guideway and driving profile support points Stützatellentyp attribute contraction explanation PR Latitude ⁇ latitude Longitude ⁇ longitude Time stamp T absolute time Attributes of guideway and driving profile support points Support Type attribute contraction explanation SR Distance s Distance from the (temporal) end of the route against the direction of travel Time stamp T absolute time for the beginning of the section in the direction of travel (arrival time) Spatial Extension .DELTA.s spatial expansion of the section on the route Temporal extension .DELTA.T temporal extension of the section Section data item F profile date related to the section
  • the two sequences PRH, SRH are indexed in chronological descending order with respect to the time stamp attribute of their sequence elements PR i , SR j T (PR i + 1 ) ⁇ T (PR i ) T (SR j + 1 ) ⁇ T (SR j ).
  • Figure 1 Illustration of the reconstruction problem
  • the distance s of the path points from the end of the route along the route opposite to the direction of travel acts as the path parameter on the original route.
  • the individual driving profile sections characterize the driving profile on the basis of the mean value 1 F j of the profile measured values ⁇ F (s)
  • a reconstruction that is to say a solution to the reconstruction problem, is understood to mean a sequence of route elements of the predefined representation of the road network which best map the route described by the PRH and the driving profile described by the SRH to the road network.
  • Track elements that are part of a reconstruction have values for the following attributes.
  • Attributes of a route element Type attribute contraction explanation static Latitude starting position ⁇ a latitude Longitude starting position ⁇ a longitude Latitude end position ⁇ e latitude Longitude end position ⁇ e longitude Length L length dynamic Time stamp T absolute time for the starting position (arrival time) Travel time TT Travel time on the route element Section data item F profile date related to the route element
  • the static attributes come from the network description (where question); the dynamic attributes are used to establish a time reference (when question) and to assign profile data (how question) for the route elements.
  • reconstruction relations This section defines some general relations that form the basis for solving the reconstruction problem (reconstruction relations).
  • the aim is to express the dynamic attributes of the sequence elements SE k ⁇ R of the reconstruction as values of suitably connected reconstruction relations.
  • the time interpolation map T (s) represents a continuous interpolation with respect to all discrete time information from the PRH and SRH, ie each point s ⁇ [0, Max (L W , L P )] on the original route is an approximation T (s) for assigned the point in time at which the floating car passed the point.
  • Designated (t l ) l 1 ... (N + M) .
  • T (s) depends on the model.
  • the profile interpolation F (s) represents a continuous interpolation with respect to the discrete driving profile data ⁇ F (SR j )
  • j 1 ... M ⁇ , ie each point s ⁇ [0, L P ] of the original route is an approximation F (s) assigned for the value that the original driving profile has at this point.
  • the specification of the projection criteria and the algorithm that establishes the projection relation for a PRH and an SRH are not the subject of this document.
  • the table below shows the projection relation for the example from Figure 1.
  • Projection relation for the example from Figure 1 Few index PR index Index SE Distance attribute Projected attribute 1 1 1 x 1 true 2 2 2 - false 3 2 3 - false 4 2 4 - false 5 3 5 x 5 true 6 4 5 x 6 true 7 4 6 - false
  • Projection relation for the example from Figure 1 Few index PR index Index SE Distance attribute Projected attribute 8th 5 7 - false
  • one projection relation P can have several elements Assign position reports and vice versa to a position report.
  • ZTA contiguous partial route with starting point
  • ZTA ⁇ ZTA z
  • z 1 ... Z ⁇
  • p z, r (PR z, r , SE z, r ) ⁇ P, that meets the following ZTA criteria:
  • the sub-sequences ZTA z ⁇ ZTA are also indexed among themselves in chronologically descending order.
  • the route elements of the FWR guideway reconstruction form the reconstruction of the guideway the FCDGM and represent the answer to the where question of the reconstruction problem (Localization in the narrower sense).
  • the point reconstruction map S (t) maps each point on the route reconstruction FWR a point on the original route.
  • the path parameter s is used to reference the points on the original route.
  • the path parameter t is introduced on each section, which specifies the distance of a point on the section FWR z from the end of the section FWR z against the passage through time (see Figure 1).
  • E z are to be minimized.
  • the condition PRA2 represents an extreme value problem, the solution of which allows a determination of the intercept ⁇ z .
  • the sizes x 1 , x 5 , x 6 are defined in Table 3.
  • the section data item "Average speed" can be formed by forming quotients the length of the route element and the travel time

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Ortsdaten und Meßdaten von einem Endgerät, insbesondere Telematikendgerät, an eine Verkehrszentrale.
Die Verwendung von in einem Verkehrsnetz im Verkehr mitfahrenden Fahrzeugen zur Erfassung von Verkehrsdaten (FCD = floating car data) für eine Verkehrsfassungsund -prognosezentrale erfordert die Übertragung von Daten vom Fahrzeug an die Verkehrsprognosezentrale per Mobilfunk oder dergleichen. Dabei werden von einem Fahrzeug (FC) an eine Verkehrszentrale den Ort des Fahrzeuges zu mehreren aufeinanderfolgenden Zeitpunkten implizierende Daten evtl. einschließlich jeweils einen Zeitpunkt implizierender Daten übertragen, sowie vom Fahrzeug erfaßte Meßdaten, wie beispielsweise Geschwindigkeiten, Reisegeschwindigkeiten, Temperaturen und dergleichen zu bestimmten Zeitpunkten an bestimmten Orten oder zwischen bestimmten Orten, an denen sich das Endgerät zu den Zeitpunkten befand. Die durch die Übertragung vom Endgerät an eine Verkehrszentrale bedingten Telekommunikationskosten sind jedoch relativ hoch.
Die EP 0 715 288 Al offenbart die Komprimierung von von einem Fahrzeug an eine Zentrale zu übertragenden, den Betriebszustand und/oder die Umgebung des Fahrzeugs betreffenden Fahrzeugdaten durch die Definition zu übertragender, vorgegebener Klassen von Fahrzeugdaten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine einfache, kostengünstige und effiziente Verringerung der Telekommunikationskosten bei der Übertragung der Daten von einem Endgerät zu einer Verkehrszentrale. Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die Erfindung führt zu einer Verringerung der anfallenden Telekommunikationskosten. Vom Endgerät werden den Ort des Endgerätes in einem Verkehrsnetz zu jeweils einem Zeitpunkt implizierende Ortsdaten und Eigenschaften des Verkehrsnetzes an einem Ort und/oder zu einem Zeitpunkt implizierende Meßdaten unabhängig voneinander übertragen. Dabei können einerseits Ortsdaten und andererseits Meßdaten vor einer Übertragung jeweils zu Ortsdaten-Datensätzen und zu Meßdaten-Datensätzen zusammengefaßt werden, die ein Meßdatum bzw. Ortsdatum oder mehrere Meßdaten bzw. Ortsdaten zu unterschiedlichen Orten bzw. Zeitpunkten enthalten. Von Meßdaten implizierte Eigenschaften des Verkehrsnetzes an einem Ort und/oder Zeitpunkt können insbesondere Daten sein, die auf einen Stau und/oder eine Reisezeit und/oder eine mögiche Fahrgeschwindigkeit und/oder eine Temperatur und/oder Niederschläge an einem Ort und/oder den Zeitpunkt eines Ortes (eines Fahrzeugs) im Verkehrsnetz hinweisen. Dabei kann der Ort durch einen bestimmten punktförmigen Ort oder durch einen beispielsweise durch mehrere Punkte angegebenen Ortsbereich (also eine Teilstrecke des Verkehrsnetzes) angegeben werden. Die Zeit, auf welche sich z.B. durch Meßdaten implizierte Eigenschaften des Verkehrsnetzes beziehen können, kann durch einen Zeitpunkt oder durch einen Zeitbereich in Form mehrerer Zeitpunkte angegeben sein. Datensätze mit Meßdaten können ein Referenzdatum vorgegebener Art zur Zuordnung der Meßdaten in der Zentrale zu einer Position in beispielsweise einer digitalen Karte des Verkehrsnetzes in der Verkehrszentrale enthalten; eine derartige Referenzierung kann sich auf den Ort des Verkehrsnetzes und/oder auf den Zeitpunkt beziehen, welchen die Meßdaten aufgrund ihrer Messung betreffen. Ein erfindungsgemäßes Endgerät kann insbesondere ein Telematikendgerät für ein Fahrzeug sein, welches zur Erfassung von Verkehrsdaten und/oder zum Empfang von Verkehrsdaten von einer Verkehrszentrale ausgebildet sein kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine optimale Ausnutzung kostenintensiver und evtl. überdies nur begrenzt zur Verfügung stehender Telekommunikationszeiten bei der Übertragung von einem Endgerät zu einer Verkehrszentrale. Durch die voneinander unabhängige Kompression bzw. Übertragung von Datensätzen mit nur Ortsdaten und von Datensätzen mit Meßdaten wird die zu übertragende Gesamtdatenmenge verringert. Überdies ist eine Anpassung an lokale Anforderungen möglich: Beispielsweise ist auf einer geraden Autobahnstrecke ohne Abzweigungen oder Zufahrten eine Übertragung von Ortsdaten nur in relativ großen Zeitintervallen oder örtlichen Abständen sinnvoll, so daß hier evtl. mehr Meßdaten (zu Geschwindigkeiten, Staus, Glatteis etc.) als Ortsdaten übertragen werden. Hingegen kann beispielsweise in einem Stadtbereich eine Übertragung von Ortsdaten in kleinen zeitlichen Abständen und/oder örtlichen Abständen zweckmäßig sein, da ein Fahrzeug relativ viele Abbiegemöglichkeiten hat, welche zur vollständigen Erfassung des Weges des Fahrzeuges in der Stadt eine relativ häufige Ortsdaten-Übertragung erfordern, so daß hier evtl. mehr Ortsdaten als Meßdaten übertragen werden müssen. Jedoch können einzelne Datensätze zu Zeitpunkten, zu welchen Ortsdaten und Meßdaten zur Übertragung anfallen, Ortsdaten und Meßdaten enthalten.
Zweckmäßig ist die Länge eines Datensatzes mit nur Ortsdaten und/oder eines Datensatzes mit Meßdaten variabel. Die Orts- bzw. Zeitreferenzierung von Datensätzen zu Ortsdaten und von Datensätzen zu Meßdaten kann unterschiedlich sein. Eine Referenzierung kann insbesondere einen Ort oder Zeitpunkt oder einen Ortsbereich oder Zeitbereich beinhalten. Die Übertragung erfolgt zweckmäßig per Mobilfunk. Besonders vorteilhaft ist die Übertragung der Datensätze vom Endgerät zur Verkehrszentrale als Kurznachricht (z.B. GSM-SMS), was eine hohe Universalität und automatische Weiterverarbeitung in der Verkehrszentrale erlaubt.
Wann Datensätze mit Ortsdaten und/oder mit Meßdaten übertragen werden, kann durch unterschiedliche, vorgebbare Bedingungen im Endgerät definiert werden:
  • Eine Übertragung von Meßdaten-Datensätzen vom Endgerät an die Verkehrszentrale kann bei Auftreten eines Ereignisses einer im Endgerät vorgegebenen Art erfolgen. Ein derartiges Ereignis kann insbesondere das Unterschreiten eines Geschwindigkeitswertes durch ein Fahrzeug, in welchem sich das Endgerät befindet, durch das Unterschreiten oder Überschreiten eines von mehreren Geschwindigkeitswerten, durch das Durchfahren einer engen Kurve (mit starkem Lenkradeinschlag und/oder Änderung der durch GPS erfaßbaren Fahrtrichtung des Fahrzeuges in welchem sich das Endgerät befindet), durch Ablauf eines Zeitintervalls (nach welchem jeweils eine Übertragung von Meßdaten zu erfolgen hat) oder dergleichen erfolgen, um eine Automatisierung zu ermöglichen.
    • Die Übertragung eines Ortsdaten-Datensatzes kann nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls und/oder bei Auftreten eines anderen Ereignisses erfolgen. So können auch Ortsdaten beispielsweise dann übertragen werden, wenn ein Fahrzeug, in welchem sich ein Endgerät befindet, einen vorgebbaren Ort (aus einer Vielzahl von vorgebbaren Orten) passiert, also beispielsweise ein bestimmtes Autobahnkreuz passiert. Dabei kann das Passieren eines bestimmten Ortes aufgrund einer digitalen Karte im Endgerät und/oder aufgrund der durch GPS oder dergleichen erfaßten Position des Endgerätes erfolgen. Überdies oder stattdessen ist auch eine Übertragung von Ortsdaten vom Endgerät zur Verkehrszentrale sinnvoll, wenn das Fahrzeug, in welchem sich das Endgerät befindet, eine bestimmte Strecke durchfahren hat oder eine (durch einen Lenkradeinschlag oder/und durch eine fortgesetzte Orterfassung im Endgerät dedektierbare) Richtungsänderung erfolgte, da gerade in diesem Fall die Übermittlung eines neuen Ortsdatensatzes zur Bestimmung des Weges des Endgerätes für die Verkehrszentrale bedeutsam ist.
    Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem Endgerät und/oder einer Verkehrszentrale implementiert sein.
    Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:
    Fig. 1
    als einzige Figur schematisch ein sich in einem Verkehrsnetz bewegendes Fahrzeug mit einem Endgerät, welches Daten an eine Zentrale übermittelt.
    Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einem erfindungsgemäßen Endgerät 2, welches Ortsdaten (GPS 13), die vom Fahrzeug 1 gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit v und zurückgelegte Strecke s, die Außentemperatur T (am Fahrzeug 1) und die Zeit t (durch eine digitale Uhr etc. im Endgerät oder Fahrzeug) erfaßt. Das Fahrzeug 1 bewegt sich in einem hier auszugsweise dargestellten Verkehrsnetz mit u.a. einer Autobahn A8 sowie Bundesstraßen B300, B17 unter zeitlich (t) aufeinanderfolgendem Durchlaufen seiner Fahrzeugorte x1 (t1), x2 (t2), x3 (t3), x4 (t4), x5 (t5) zu Zeitpunkten t1 bis t5. Vom Endgerät 2 sollen Orte x1 bis x5 usw. des Endgerätes zu bestimmten Zeiten t1 bis t5 betreffende Ortsdaten sowie vom Endgerät gemessene Meßdaten an die Verkehrszentrale 4 übertragen werden, wo Verkehrsdaten einer Vielzahl von Fahrzeugen und ggf. weitere Daten (beispielsweise von stationären Detektoren im Verkehrsnetz) zur Verkehrserfassung, Verkehrsprognose und/oder Einzelfahrzeugnavigation verwendet werden können. Die Übertragung 7, 8, 9 von Ortsdaten bzw. 10 von Meßdaten vom Endgerät 2 an die Zentrale 4 erfolgt per Funk, hier per Mobilfunk (Antenne 18 des Endgerätes 2, Antenne 6 der Verkehrszentrale 4). Dabei wird hier zur Übertragung 7, 8, 9, 10 ein digitales Datenformat, nämlich ein Mobilfunk-Kurznachrichtenformat (GSM-SMS) verwendet.
    Zur Optimierung der anfallenden Telekommunikationskosten bei der Übertragung 7, 8, 9, 10 werden hier Ortsdaten und Meßdaten getrennt behandelt.
    Dabei können Daten im Endgerät 2 sowohl für einen Datensatz mit Ortsdaten wie auch für einen Datensatz mit Meßdaten verwendet werden. Dies kann insbesondere für zur Referenzierung von Ortsdaten und/oder Meßdaten verwendete Referenzierungsdaten gelten. Referenzierungsdaten können die Zeit und/oder den Ort, welche Ortsdaten und/oder Meßdaten betreffen, referenzieren. Ein Ort kann dabei als Ortspunkt oder als Ortsbereich (x1, x2) angegeben werden; eine Zeit kann als Zeitpunkt 11 oder Zeitspanne t1, t5 dargestellt sein. Die Referenzierung von Ortsdaten und Meßdaten dient der Ermöglichung der Zuordnung von Ortsdaten x1 bis x5 und Meßdaten v1 .. v5, T1 (t1) usw. in der Verkehrszentrale 4.
    Somit werden Daten einem oder beiden von zwei Datencontainem zugeordnet. Ein Datencontainer ist für den Ort des Endgerätes zu verschiedenen Zeiten implizierende Ortsdaten vorgesehen; ein zweiter Container ist für sonstige Meßdaten des Endgerätes implizierende Meßdaten, insbesondere Geschwindigkeiten, Temperaturen, Reisezeiten usw. vorgesehen.
    Im Endgerät 2 können Ortsdaten und/oder Meßdaten evtl. vor der Übertragung (7 bis 10) weiterverarbeitet werden.
    Vor der Übertragung 7 bis 10 vom Endgerät 2 an die Zentrale 4 erfolgt eine Entflechtung von Daten zu nur Ortsdaten betreffenden Datensätzen (oder Container 1) und zu Meßdaten betreffenden Datensätzen. Insbesondere Ortsdaten und/oder Zeitdaten können evtl. beiden Datensätzen zugeordnet sein. Ferner können bei der Übertragung 7 bis 10 evtl. noch weitere Daten wie Bezeichnung des Fahrzeugtyps etc. mit übertragen werden.
    Für nur Ortsdaten betreffende Datensätze 11 bis 13 und für Meßdaten betreffende Datensätze 14 können unterschiedliche Kriterien für das Veranlassen einer Übertragung 7 bis 10 definiert sein.
    Zu Ortsdatensätzen kann beispielsweise definiert sein, daß eine Übertragung erfolgt, wenn der aktuelle Ort x1 einem im Endgerät 2 vorgegebenen Ort y1 mit hinreichender Genauigkeit entspricht. Ein derartiger im Endgerät vorgegebener interessierender Ort kann insbesondere der Anfang y1 einer Autobahn A8 oder der Ort einer Abzweigung y4 einer Bundesstraße B300 von einer Autobahn A8 oder dergleichen sein. Stattdessen oder zusätzlich kann vorgegeben werden, daß ein Endgerät 2 eine Übertragung veranlaßt, wenn sich die Fahrtrichtung des Endgerätes 2 bzw. des Fahrzeuges 1 ändert; die Fahrtrichtungsänderung kann durch fortlaufende Endgeräteseitige Auswertungen von GPS-Daten 3 und/oder durch einen Lenkradeinschlag von bei der erwarteten Geschwindigkeit auf der Autobahn A8 vorgegebenem Ausmaß sein, wobei hierzu evtl. noch eine digitale Karte im Endgerät 2 zur Überprüfung dahingehend eingesetzt werden kann, ob hier eine Kurve auf der vom Endgerät 2 der Zeit befahrenen Straße A8 vorliegt oder/und ob eine Abfahrtmöglichkeit,
    Autobahnraststätte etc. vorliegt. Ferner ist, wenn das Fahrzeug nicht aus anderen Gründen zur Angabe seiner Ortsposition veranlaßt wird, überdies auch eine Veranlassung zur Übertragung nach bestimmten Zeit- und/oder Ortsintervallen möglich.
    Wenn Ortsdaten x1, x4, x5, welche vom Fahrzeug 1 bzw. Endgerät 2 an eine Zentrale 4 zur Ortsbestimmung übermittelt werden, kann in der Zentrale 4 der Weg des Endgerätes 2 in einer digitalen Karte 15 bestimmt werden. Hierbei können durch Plausibilitätsprüfungen Ungenauigkeiten oder Lücken in der Feststellung des Ortes des Endgerätes 2 mit Hilfe der Karte 5 ergänzt werden. Beispielsweise kann der wahrscheinlichste Weg eines Endgerätes 2 zwischen zwei der Zentrale 4 bekannten Punkten x1, x5 aufgrund von hierzwischen verlaufenden Straßen bestimmt werden. Insbesondere können unterschiedliche räumliche und/oder zeitliche Interpolationsverfahren mit den der Zentrale übermittelten Daten x1 (t1), x4 (t4), x5 (t5) durchgeführt werden.
    Ferner werden vom Endgerät 2 unterschiedliche Meßdaten wie Geschwindigkeiten, Temperaturen, Reisezeiten zwischen zwei Punkten usw. erfaßt werden. Für die Auslösung der Übertragung eines Datensatzes mit Meßdaten können im Endgerät 2 unterschiedliche Vorgaben alternativ oder nebeneinander implementiert sein. Beispielsweise kann eine Übertragung von Reisezeiten erfolgen, wenn zwischen zwei vorgegebenen Punkten y1, y4 die tatsächliche Reisezeit des Endgerätes t4 - t1 über einem im Endgerät 2 gespeicherten vorgegebenen Wert liegt. Ferner kann eine Übertragung vom Endgerät an die Zentrale ausgelöst werden, wenn die Geschwindigkeit des Endgerätes 2, evtl. abhängig vom Fahrzeug-1-Typ, unterhalb oder oberhalb eines von evtl. mehreren im Endgerät 2 vorgegebenen Schwellwerten liegt. Auch kann eine Übertragung bei einer vorgegebenen Temperatur, beispielsweise des Gefrierpunktes oder einer oberhalb des Gefrierpunktes liegenden Temperatur, ausgelöst werden.
    In der Zentrale 4 erfolgt eine Zuordnung von vom Endgerät 2 erfaßten, als Datensatz 14 übertragenen Meßdaten (Geschwindigkeiten, Reisezeiten, Temperaturen usw.) zu Positionen in der digitalen Karte 15 in der Zentrale 4. Wenn in einem Datensatz 14 mit Meßdaten zu jedem Meßdatum der vom Endgerät 2 erfaßte (GPS 3) Ort x1 bis x5 etc. mit angegeben und übertragen wird, ist in der Zentrale 4 eine direkte Zuordnung zu Positionen in der Karte 15 möglich. Ferner ist eine Zuordnung aufgrund von zu einzelnen Meßdaten übermittelten Zeiten unter Berücksichtigung der Route, also Orte x1, x4, x5 des Fahrzeuges 1 möglich. Damit können Meßdaten bestimmten Orten x1 bis x5 auf der Route des Fahrzeuges 1 der digitalen Karte 15 zugeordnet werden. Wenn Meßdaten in einem Meßdatensatz 14 in der Zentrale 4 zur Zuordnung oder zur Kontrolle der Zuordnung zu Positionen in der digitalen Karte 15 mit dem von einem Fahrzeug 1 zurückgelegten Weg x1, x4, x5 verglichen werden, ist es zweckmäßig, wenn zu jedem Ortsdatensatz 11, 12, 13 und zu Meßdatensätzen 14 auch eine Fahrzeugidentifikation übertragen wird, um so eine Zuordnung der Meßdatensätze zu Ortsdatensätzen in der Zentrale 4 für ein spezielles Fahrzeug 1 zu ermöglichen; die Identifikation kann beispielsweise in einer Mobilfunknummer (5) des Endgerätes oder einer virtuellen Nummer bestehen.
    Zur Ergänzung wird im folgenden ein Beispiel einer Rekonstruktions eines Fahrweges und Fahrverhaltens eines Fahrzeuges aufgrund übertragener Daten erläutert.
    1 Problemstellung
    Ausgangspunkt des Rekonstruktionsproblems ist eine diskrete Folge PRH = (PRi)i=1...N von punktbezogenen Fahrwegstützstellen (Position Report History, PRH) sowie eine räumlich und zeitlich dazu passende diskrete Folge SRH = (SRj)j=1...M von streckenbezogenen Fahrprofilstützstellen (Section Report History, SRH). Fahrweg- bzw. Fahrprofilstützstellen verfügen über die in der nachfolgenden Tabelle spezifizierten Attribute1.
    Attribute von Fahrweg- und Fahrprofilstützstellen
    Stützatellentyp Attribut Kürzel Erläuterung
    PR Latitude λ geographische Breite
    Longitude ϕ geographische Länge
    Time Stamp T absolute Zeitangabe
    Attribute von Fahrweg- und Fahrprofilstützstellen
    Stützstellentyp Attribut Kürzel Erläuterung
    SR Distance s Abstand vom (zeitlichen) Ende des Fahrwegs entgegen der Fahrrichtung
    Time Stamp T absolute Zeitangabe für den Anfang des Abschnitts in Fahrrichtung (Ankunftzeit)
    Spatial Extension Δs räumliche Ausdehnung des Abschnitts auf dem Fahrweg
    Temporal Extension ΔT zeitliche Ausdehnung des Abschnitts
    Section Data Item F auf den Abschnitt bezogenes Profildatum
    Die beiden Folgen PRH, SRH sind bzgl. des Attributs Time Stamp ihrer Folgenglieder PRi, SRj in zeitlich absteigender Reihenfolge indiziert T(PRi+1) ≤ T(PRi), T(SRj+1) ≤ T(SRj).
    Die Abbildung 1 illustriert das Rekonstruktionsproblem anhand einer Beschreibung des Originalfahrwegs (λ(s), ϕ(s)) (geographische Länge und Breite) in Form von fünf Fahrwegstützstellen PR1,...,PR5 und einer Beschreibung des Fahrprofils F (s) = f(λ(s), ϕ (s)) in Form von vier Fahrprofilabschnitten SR1, ...,SR4.
    Figure 00110001
    Abbildung 1: Illustration des Rekonstruktionsproblems
    Als Bahnparameter auf dem Originalfahrweg fungiert der Abstand s der Bahnpunkte vom Ende des Fahrwegs entlang des Fahrwegs entgegen der Fahrrichtung. Für den Wertebereich dieses Bahnparameters gilt bzgl. des Fahrwegs s ∈ [0,LW], LW = S(PRN).
    Und bzgl. des Fahrprofils gilt s ∈ [0,LP], LP = ΣM jΔS(SRj).
    Die Profilabschnitte reihen sich entlang des Fahrwegs lückenlos aneinander an, d.h. es gilt S(SRj-1)+ΔS(SRj) = S(SRj),j = 2...M.
    Die einzelnen Fahrprofilabschnitte charakterisieren das Fahrprofil anhand des Mittelwerts1 Fj der Profilmesswerte {F(s)|s ∈ [S(SRj),S(SRj) -ΔS(SRj)]}.
    Unter einer Rekonstruktion, d.h. einer Lösung des Rekonstruktionsproblems, wird eine Folge von Streckenelementen der vorgegebenen Darstellung des Straßennetzes verstanden, die bestmöglich den durch die PRH beschriebenen Fahrweg und das durch die SRH beschriebene Fahrprofil auf das Straßennetz abbilden.
    Streckenelemente, die Bestandteil einer Rekonstruktion sind, verfügen über Werte für die folgenden Attribute.
    Attribute eines Streckenelementes
    Typ Attribut Kürzel Erläuterung
    statisch Latitude Anfangsposition λa geographische Breite
    Longitude Anfangsposition ϕa geographische Länge
    Latitude Endposition λe geographische Breite
    Longitude Endposition ϕe geographische Länge
    Length L Länge
    dynamisch Time Stamp T absolute Zeitangabe für die Anfangsposition (Ankunftzeit)
    Travel Time TT Reisezeit auf dem Strecken-element
    Section Data Item F auf das Streckenelement bezogenes Profildatum
    Die statischen Attribute entstammen der Netzbeschreibung (wo-Frage); die dynamischen Attibute dienen dem Herstellen eines Zeitbezugs (wann-Frage) und Zuordnung von Profildaten (wie-Frage) für die Streckenelemente. Die Folge R ist bzgl. des Attributs Time Stamp ihrer Folgenglieder SEk in zeitlich absteigender Reihenfolge sortiert, d.h. es gilt T(SEk+1) ≤ T(SEk),k= 1...(A1).
    2 Rekonstruktionsrelationen
    In diesem Abschnitt werden einige generelle Relationen definiert, die die Grundlage für die Lösung des Rekonstruktionsproblems bilden (Rekonstruktionsrelationen). Zielsetzung ist es, die dynamischen Attribute der Folgenglieder SEk ∈ R der Rekonstruktion als Werte von geeignet hintereinandergeschalteten Rekonstruktionsrelationen auszudrücken.
    2.1 Zeitinterpolationsabbildung T
    Die Zeitinterpolationsabbildung T(s) stellt eine kontinuierliche Interpolation bzgl. aller diskreten Zeitangaben aus der PRH und SRH dar, d.h. jedem Punkt s ∈ [0,Max(LW,LP)] auf dem Originalfahrweg wird eine Approximation T(s) für den Zeitpunkt zugeordnet, zu dem der Punkt vom Floating Car passiert wurde. Bezeichnet (tl)l=1...(N+M), tl ∈{T(PRi)i= 1...N} ∪ {T(SRj)j= 1...M}, tl+1 ≤tl die in zeitlich absteigender Reihenfolge indizierte Folge von Zeitstempeln der PRi ∈ PRH sowie SRj ∈ SRH und bezeichnet (sl)l=1...(N+M), l ∈ {S(PRi)|i= 1...N} ∪ {S(SRj)|j= 1...M}, l+1≤sl die Folge der zugehörigen Werte des Bahnparameters s, dann hat T(s) die Randbedingungen T(sl) = tl,l= 1... (N + M) zu erfüllen. Darüber hinaus ist T(s) modellabhängig. Die einfachste Zeitinterpolationsabbildung interpoliert zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitstempeln tl, tl+1 linear (konstante Geschwindigkeit) und läßt sich abschnittsweise wie folgt definieren: T(s) = αl + βl·s, sl ≤ s < sl+1, l= 1...(N+M-1), α1 = tlsl+1 - sltl+1 sl+1 -sl , β1 = tl+1 - tl sl+1 - sl .
    Diese Zeitinterpolationsabbildung ist in der nachfolgenden Abbildung illustriert
    Figure 00140001
    Abbildung 2: Illustration der Zeitinterpolationsabbildung T(s)
    2.2 Profilinterpolationsabbildung F
    Die Profilinterpolation F(s) stellt eine kontinuierliche Interpolation bzgl. der diskreten Fahrprofil daten {F (SRj) |j = 1...M} dar, d.h. jedem Punkt s ∈ [0,LP] des Originalfahrwegs wird eine Approximation F(s) für den Wert zugeordnet, den das Originalfahrprofil an diesem Punkt besitzt.
    F(s) ist wie T(s) modellabhängig; die einfachste Profilinterpolationsabbildung interpoliert stufenfunktionsartig, d.h. ist abschnittsweise wie folgt definiert: F(s) = Fj, sj-1≤s<sj, j= 1...M, sj = S(SRj), s0 = 0, Fj = F(SRj).
    Diese Profilinterpolationsabbildung ist in der nachfolgenden Abbildung illustriert
    Figure 00140002
    Abbildung 3: Illustration der Profilinterpolationsabbildung F(s)
    2.3 Projektionsrelation P
    Die Projektionsrelation P ist eine Folge geordneter Paare P = (pc)c= 1...C' pc = (PRc, SEc), die den Elementen PR ∈ PRH Streckenelemente SE aus der Menge NB der Netzdarstellungselemente zuordnet. Zwischen einem PR ∈ PRH und einem SE ∈ NB besteht eine Projektionsbeziehung, falls eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllt ist
    P1: Die durch PR beschriebene Geoposition erfüllt die Projektionskriterien, d.h. sie kann auf das Streckenelement SE projiziert werden (stützendes Streckenelement)
    P2: Keine der Geopositionen aus den PR ∈ PRH erfüllt die Projektionskriterien in Bezug auf das Streckenelement SE, letzteres ist aber Bestandteil des rekonstruierten Fahrwegs. Es steht dann derjenige PR ∈ PRH in einer Projektionsrelation mit dem SE, der vom Anfang des SE den geringsten positiven Zeitabstand in Richtung der Durchfahrung des SE gesehen aufweist (interpolierendes Streckenelement).
    Paare (PR,SE) ∈ P, für die die Bedingung P1 (P2) erfüllt ist (die Bedingungen P1,P2 schließen sich gegenseitig aus), werden durch das Attribut projiziert= true (false) gekennzeichnet und erhalten darüber hinaus (keine) eine Angabe zum Abstand, den die durch den PR beschriebenen Geoposition vom Anfang des SE (in Richtung der Durchfahrung gesehen) nach Projektion auf das Streckenelement besitzt
    Die Folge P = (pc)c= 1...C ist gemäß des Attributs Time Stamp der Bestandteile (PR,SE) ihrer Folgenglieder in zeitlich absteigender Reihenfolge sortiert. Die Spezifikation der Projektionskriterien und des Algorithmus, der die Projektionsrelation für eine PRH und eine SRH etabliert, sind nicht Gegenstand dieses Dokumentes.
    In der nachfolgenden Tabelle ist die Projektionsrelation für das Beispiel aus Abbildung 1 dargestellt.
    Projektionsrelation für das Beispiel aus Abbildung 1
    Paar-Index Index PR Index SE Attribut Abstand Attribut projiziert
    1 1 1 x1 true
    2 2 2 - false
    3 2 3 - false
    4 2 4 - false
    5 3 5 x5 true
    6 4 5 x6 true
    7 4 6 - false
    Projektionsrelation für das Beispiel aus Abbildung 1
    Paar-Index Index PR Index SE Attribut Abstand Attribut projiziert
    8 5 7 - false
    Wie dieses Beispiel zeigt, kann eine Projektionsrelation P einem Streckenelement mehrere Position Reports und umgekehrt einem Position Report mehrere Streckenelemente zuordnen.
    2.4 ZTA-Relation
    Die ZTA-Relation (ZTA steht für "zusammenhängende Teilstrecke mit Aufpunkt") ist eine Menge von Teilfolgen der Projektionsrelation P ZTA = {ZTAz|z = 1...Z}, ZTAz = (pz,r)r=1...Rz , pz,r = (PRz,r,SEz,r) ∈ P, die die folgenden ZTA-Kriterien erfüllt:
    ZTA1: Jede Teilfolge ZTAz ∈ ZTA ist für sich bzgl. des Attributs Time Stamp ihrer Folgenglieder pz,r = (PRz,r,SEz,r) in zeitlich absteigender Reihenfolge indiziert, d.h. für PRz,r+1 ≠ PRz,r gilt T(SEz,r+1) ≤ T(SEz,r) und für SEz,r+1 ≠ SEz,r gilt T(SEz,r+1) ≤ T(SEz,r). Darüber hinaus sind die Teilfolgen ZTAz ∈ ZTA unter sich ebenfalls in zeitlich absteigender Reihenfolge indiziert.
    ZTA2: Die Folge der Streckenelemente SEz,r einer Teilfolge ZTAz ∈ ZTA bilden eine zusammenhängende Teilstrecke der Fahrwegrekonstruktion, d.h. für SEz,r+1 ≠ SEz,r gilt λa(SEz,r) = λe(SEz,r+1),r = 1...(Rz-1), ϕa(SEz,r) = ϕe(SEz,r+1),r = 1...(Rz-1).
    ZTA3: Für jede Teilfolge ZTAz ∈ ZTA existiert mindestens eine Projektionsrelation pz,r = (PRz,r,SEz,r) ∈ ZTAz deren Attribut projiziert den Wert true besitzt
    Die ZTA-Kriterien bedeuten anschaulich, das die geordneten Paare pz,r = (PRz,r,SEz,r) ∈ ZTAz enthaltenen Streckenelemente SEz,r jeder Teilfolge eine zusammenhängende Teilstrecke bilden und zumindest ein PRz,r auf ein Streckenelement projiziert werden konnte. Dasjenige Paar pz,r = (PRz,r,SEz,r) ∈ ZTAz jeder Teilfolge ZTAz ∈ ZTA, für das die Bedingung ZTA3 im Sinne der zeitlichen Durchfahrung erstmalig erfüllt ist, wird auch als Aufpunktprojektion bezeichnet.
    Die ZTA-Folge enthält diejenigen Teilfolgen der Projektionsrelation, für die Zeitbezüge hergestellt werden können. Dies wird an dem Beispiel aus Abbildung 1 deutlich: Zwischen den Strekkenelementen 2/3 und zwischen den Streckenelementen 4/5 liegen (ein oder mehrere) sogenannte Fehlsegmente, d.h. die Projektionsrelation P zerfällt in drei Teilfolgen, von denen zwei die ZTA-Kriterien erfüllen ZTA = {ZTA1, ZTA2}, ZTA1 = ((PR1,SE1), (PR2,SE2)), ZTA2= ((PR3,SE5), (PR4,SE5), (PR4,SE6), (PR5,SE7)).
    Auf der zusammenhängenden Teilstrecke, die aus den Streckenelementen 3 und 4 besteht, kann kein Zeitbezug hergestellt werden, da der räumliche Abstand dieser Streckenelemente von der nächsten Fahrwegstützstelle, die in einer Projektionsrelation mit dem Attribut projiziert gleich true steht (PR2), unbekannt ist.
    2.5 Fahrwegrekonstruktionsrelation FWR
    Die Fahrwegrekonstruktionsrelation FWR entsteht aus der ZTA-Relation, indem für jede Teilfolge ZTAz ∈ ZTA die Streckenelemente SEz,r aus den geordneten Paaren pz,r = (PRz,r,SEz,r) ∈ ZTAz zu einer Folge FWRz = (SEz,f)f=1...Fz zusammengefaßt werden, wobei paarweise gleiche Streckenelemente nur einmal berücksichtigt werden, d.h.
    Die Fahrwegrekonstruktion FWR ist die Zusammenfassung aller Teilfolgen FWRz, d.h. FWR= (FWRz)z=1...Z.
    Die Streckenelemente der Fahrwegrekonstruktion FWR bilden die Rekonstruktion des Fahrwegs der FCDGM und stellen die Antwort auf die wo-Frage des Rekonstruktionsproblems dar (Lokalisierung im engeren Sinne).
    Die Fahrwegrekonstruktion für das Beispiel aus Abbildung 1 lautet FWR= (FWR1, FWR2), FWR1 = (SE1,SE2), FWR2 = (SE5, SE6,SE7).
    2.6 Punktrekonstruktionsabbildung S(t)
    Die Punktrekonstruktionsabbildung S(t) ordnet jedem Punkt auf der Fahrwegrekonstruktion FWR einen Punkt auf dem Originalfahrweg zu.
    Zum Referenzieren der Punkte auf dem Originalfahrweg wird der Bahnparameter s verwendet. Zum Referenzieren der Punkte auf den zusammenhängenden Teilstrecken FWRz ∈ FWR der Fahrwegrekonstruktion wird auf jeder Teilstrecke der Bahnparameter t eingeführt, der den Abstand eines Punktes auf der Teilstrecke FWRz vom Ende der Teilstrecke FWRz entgegen der zeitlichen Durchfahrung angibt (siehe Abbildung 1). Die Punktrekonstruktionsabbildung zerfällt damit in eine Familie (Sz(t))z= 1...Z von Punktrekonstruktionsabbildungen mit spezifischem Wertebereich für den Bahnparameter t: s = Sz(t), t ∈ [0,LWz ], LWz = ΣFz f=1L(SEz,f), SEz,f ∈ FWRz.
    Die Punktrekonstruktionsabbildung S(t) ist grundsätzlich modellabhängig. Die folgenden Bedingungen führen auf eine Familie (Sz (t) ) z= 1...Z von eindeutigen, einfachen Punktrekonstruktionsabbildungen:
    PRA1: Die Abbildungen (Sz(t))z= 1...Z sind abstandstreu, d.h. zwei Punkte tz,1,tz,2 auf dem rekonstruierten Fahrweg, die entlang des rekonstruierten Fahrwegs den Abstand Δtz, 12 = tz,2 - tz,1 voneinander aufweisen, sollen auf zwei Punkte z,1, sz,2 auf dem Originalfahrweg abgebildet werden, die entlang des Originalfahrwegs denselben Abstand Δs12 = s2-s1= Δtz,12 voneinander aufweisen.
    PRA2: Die Bahnparameter sz,e = S(PRz,e),e= 1...Ez derjenigen PRz,e, die Bestandteil der speziellen geordneten Paare pz,e = (PRz,e,SEz,e) ∈ ZTAz einer Teilfolge ZTAz ∈ ZTA mit projiziert(pz,e)= true sind, sollen durch die Punktrekonstruktionsabbildung (sz(t))z=1...Z möglichst genau abgebildet werden (gemäß den ZTA-Kriterien gilt Ez ≥ 1). Quantitativ bedeutet dies, daß die Abweichungen sz,e - Sz(tz,e),e= 1...Ez zu minimieren sind. Die Größen tz,e,e= 1...Ez bezeichnen den Wert des Bahnparameters t für die PRz,e und ergeben sich aus der Definition des Bahnparameters t sowie dem Attribut xz,e= Abstand (pz,e) wie folgt: tz,e=({'Σe g=1L(SEz,e)}-xz,e).
    Die Summe wird über alle Projektionen pz,g = (PRz,g,SEz,g) ∈ ZTAz mit Index g ≤ e geführt, wobei der Strich an dem Summenzeichen bedeutet, daß paarweise gleiche Streckenelemente SEz,e nur einmal berücksichtigt werden.
    Die Bedingung PRA1 erzwingt einen linearen Ansatz mit Steigung 1 für die Familie (Sz(t))z=1...Z der Punktrekonstruktionsabbildungen, d.h.: Sz(t) = γz + t, t ∈ [0,LWz ].
    Die Bedingung PRA2 stellt ein Extremwertproblem dar, dessen Lösung eine Bestimmung der Achsenabschnitte γz erlaubt. Die Lösung des Extremwertproblems ist äquivalent zur Bestimmung des absoluten Minimums der Funktion (γz) = ΣEz e=1 {sz,e-Sz(tz,e)}2 = ΣEz e=1 {γz - (sz,e - tz,e)}2.
    Die notwendige Bedingung für das Vorliegen eines Minimums ist, daß die erste Ableitung dHdγz (γz) = 2ΣEz e=1 {γz-(sz,e-tz,e)} eine Nullstelle bzgl. z besitzt. Dies ist der Fall für γz = ∑Ez e=1 {Sz,e-tz,e}Ez .
    Aufgrund der Beziehung d2 dγz 2 H(γz) = 2·Ez>0 handelt es sich bei dem ermittelten γz tatsächlich um ein Minimum
    Das Extremwertproblem zur Bestimmung der Familie (Sz(t))z= 1...Z von Punktrekonstruktionsabbildungen Sz (t) ist in der nachfolgenden Abbildung illustriert.
    Figure 00190001
    Abbildung 4: Illustration der Punktrekonstruktionsabbildungen (Sz(t))z=1...Z.
    Die Punktrekonstruktionsabbildungen für das Beispiel aus Abbildung 1 lauten S1 (t) = γ1 + t, t ∈ [0,LW1 ], S2(t) = γ2 + t, t ∈ [0,LW2 ], mit den Parametern LW1 = L(SE1) + L(SE2), LW2 = L(SE5) + L(SE6) + L(SE7), γ1 = S(PR1) - t1,1, γ2= (S(PR3) - t2,1) + (S(PR4) - t2,2)2 , t1,1 = L(SE1)-x1, t2,1 = L(SE5)-x5, t2,2 = L(SE5)-x6.
    Die Größen x1,x5,x6 sind in Tabelle 3 definiert.
    3 Aufbau der Rekonstruktion aus den Rekonstruktionsrelationen
    In den nachfolgenden Unterabschnitten wird gezeigt, wie die dynamischen Attribute der Strekkenelemente SEz, f ∈ FWRz ∈ FWR, die Bestandteil der Teilstrecken FWRz der Fahrwegrekonstruktion FWR sind, durch geeignetes Hintereinanderschalten von Rekonstruktionsrelationen ausgedrückt werden können.
    3.1 Ankunftzeit
    Die Ankunftzeit für die Streckenelemente SEz,f ∈ FWRz ∈ FWR aus den Teilstrecken FWRz der Fahrwegrekonstruktion FWR ergibt sich durch Hintereinanderschalten der Punktrekonstruktionsrelation Sz(t) und der Zeitinterpolationsabbildung T(s): T(SEz,f) = T(sA z,f), f = 1...Fz,z= 1...Z, sA z,f = Sz(tA z,f), tA z,f = Σf g=1L(SEz,g), SEz,g ∈ FWRz.
    Liegt der Wert sA z,f außerhalb des Wertebereichs [0,Ma(LW,LP)] für den Bahnparameter s, dann ist das betrachtete Streckenelement als Bestandteil der Rekonstruktion zu verwerfen.
    3.2 Travel Time
    Die Travel Time für die Streckenelemente SEz,f ∈ FWRz ∈ FWR aus den Teilstrecken FWRz der Fahrwegrekonstruktion FWR kann (abgesehen vom Streckenelement SEz,1) wie folgt aus den Ankunftzeiten abgeleitet werden: TT(SEz,f) = T(SEz,f-1)-T(SEz,f), f= 2...Fz, TT(SEz,1) = T(γz) - T(SEz,1).
    Die Größe T (γz) bezeichnet den Wert der Zeitinterpolationsabbildung T(s) für s = Sz(t= 0) = γz.
    3.3 Section Data Item
    Der räumliche Mittelwert Fz,f des Fahrprofils für die Streckenelemente SEz,f ∈ FWRz ∈ FWR aus den Teilstrecken FWRz der Fahrwegrekonstruktion FWR ergibt sich durch Hintereinanderschalten der Punktrekonstruktionsrelation Sz(t) und der Fahrprofilinterpolation F(s):
    Figure 00210001
    tA z,f = Σf g=1L(SEz,g),SEz,g∈FWRz.
    Bemerkung: Das Section Data Item "Mittlere Geschwindigkeit" kann durch Quotientenbildung der Länge des Streckenelementes und der Travel Time gewonnen werden

    Claims (17)

    1. Verfahren zur Übertragung von von einem Endgerät (2), insbesondere von einem Telematikendgerät für ein Fahrzeug (1), erfaßten, den Ort des Endgerätes (2) in einem Verkehrsnetz zu mehreren Zeitpunkten implizierenden Ortsdaten und von weiteren Eigenschaften des Verkehrsnetzes an einem Ort, und/oder zu einer Zeit implizierenden Meßdaten an eine Verkehrszentrale (4), in Form von Datensätzen,
      wobei mindestens einige der vom Endgerät (2) an die Verkehrszentrale (4) übertragenen Datensätze (11, 12, 13) nur Ortsdaten enthalten und
      wobei einige der vom Endgerät an die Verkehrszentrale übertragenen Datensätze (14) Meßdaten enthalten und
      wobei Ortsdaten-Datensätze und Meßdaten-Datensätze unterschiedliche Ortsund/oder Zeitreferenzierungen aufweisen,
      wobei Orts- und Meßdaten voneinander in der Weise getrennt werden, dass die Orts- und Meßdaten einander zuordenbar sind,
      wobei eine Referenzierung von übertragenden Datensätzen (11-14) zu Positionen in einer digitalen Karte des Verkehrsnetzes in der Zentrale (4) erfolgt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß Datensätze (11 bis 13 und 14) eine unterschiedliche, insbesondere durch den Umfang der zu übertragenden Daten bestimmte Datensatzlänge aufweisen.
    3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzierung eines Datensatzes (11) mit nur Ortsdaten (x3) durch einen Ort (x3) oder einen Ortsbereich (x1, x5) erfolgt.
    4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzierung eines Datensatzes (11 bis 14) durch einen Zeitpunkt (t1) und/oder eine Zeit (t1 bis t5) erfolgt.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung per Funk, insbesondere Mobilfunk (18, 6), erfolgt.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragung von Daten, insbesondere Meßdaten, bei Auftreten eines Ereignisses einer vorgebbaren Art ausgelöst wird.
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung eines Datensatzes, insbesondere eines Ortsdaten-Datensatzes (11 bis 13) beim Passieren eines vorgebbaren Ortes (y1; y4) durch das Endgerät (x1; x4) erfolgt.
    8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragung von Daten, insbesondere Ortsdaten, bei einer Richtungsänderung des Endgerätes (2), insbesondere in vorgebbarem Ausmaß oder bei Nichtvorhandensein einer Kurve in einer digitalen Karte im Endgerät am Ort der Richtungsänderung, erfolgt.
    9. Verfahren zur Kompression von Ortsdaten und Meßdaten für die nachfolgende Übertragung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß Ortsdaten und Meßdaten voneinander getrennt nach unterschiedlichen Kompressionsverfahren komprimiert werden.
    10. Verfahren nach Anspruch 9,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Kompression eine Redundanzreduktion von Daten, insbesondere auf Ganglinien für Tages-, Wochen- oder Jahresverläufe, umfaßt.
    11. Endgerät mit einem Programm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Prozessor zum Abarbeiten des Programms, mit einem Speicher für das Programm, mit einem Kommunikationsmodul (5) zum Informieren (7 bis 10) einer Verkehrszentrale (4).
    12. Endgerät nach Anspruch 11,
      dadurch gekennzeichnet, daß es eine GPS-Positionserfassungseinrichtung (13) aufweist.
    13. Endgerät nach Anspruch 11 oder 12,
      dadurch gekennzeichnet, daß es eine digitale Karte (3) aufweist.
    14. Endgerät (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
      dadurch gekennzeichnet, daß es Sensoren oder Dateneingänge von Sensoren eines Fahrzeuges (1) aufweist, von welchen Daten zur Fahrzeuggeschwindigkeit (v) und/oder vom Fahrzeug (1) zurückgelegten Strecke (s) und/oder Position (x3) und/oder Außentemperatur und/oder Zeit (t) erfaßt werden.
    15. Verkehrszentrale mit einem Programm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einem Speicher für das Programm, mit einem Prozessor zum Abarbeiten des Programms, mit einem Kommunikationsmodul (6) zum Empfang von Informationen (11 bis 14) von mindestens einem Endgerät (2) in einem Fahrzeug (1).
    16. Verkehrszentrale nach Anspruch 15,
      dadurch gekennzeichnet, daß sie eine digitale Karte (5) eines Verkehrsnetzes aufweist.
    17. Verkehrszentrale nach einem der Ansprüche 15 oder 16,
      dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Speicher für von Fahrzeugen (1) übertragene Datensätze (11 bis 14) aufweist.
    EP97952724A 1996-12-09 1997-12-08 Verfahren zur übertragung von ortsdaten und messdaten von einem endgerät, insbesondere telematikendgerät an eine verkehrszentrale Expired - Lifetime EP0943137B1 (de)

    Applications Claiming Priority (7)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19652419 1996-12-09
    DE19652419 1996-12-09
    DE19711104 1997-03-06
    DE19711104 1997-03-06
    DE19755875A DE19755875A1 (de) 1996-12-09 1997-12-04 Verfahren zur Übertragung von Ortsdaten und Meßdaten von einem Endgerät, insbesondere Telematikendgerät an eine Verkehrszentrale
    DE19755875 1997-12-04
    PCT/DE1997/002909 WO1998026397A1 (de) 1996-12-09 1997-12-08 Verfahren zur übertragung von ortsdaten und messdaten von einem endgerät, insbesondere telematikendgerät an eine verkehrszentrale

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0943137A1 EP0943137A1 (de) 1999-09-22
    EP0943137B1 true EP0943137B1 (de) 2003-05-02

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