EP0960411A1 - Verfahren zur bestimmung von verkehrsdaten und verkehrsinformationszentrale - Google Patents

Verfahren zur bestimmung von verkehrsdaten und verkehrsinformationszentrale

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EP0960411A1
EP0960411A1 EP98912237A EP98912237A EP0960411A1 EP 0960411 A1 EP0960411 A1 EP 0960411A1 EP 98912237 A EP98912237 A EP 98912237A EP 98912237 A EP98912237 A EP 98912237A EP 0960411 A1 EP0960411 A1 EP 0960411A1
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EP
European Patent Office
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vehicle
traffic
speeds
stationary
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EP98912237A
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EP0960411B1 (de
Inventor
Ulrich Fastenrath
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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Publication date
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Publication of EP0960411A1 publication Critical patent/EP0960411A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0960411B1 publication Critical patent/EP0960411B1/de
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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 determining traffic data and a
  • the object of the invention is therefore to create a method which is as simple and efficient as possible for determining traffic data at places of interest in a traffic network, taking into account both the mean
  • Vehicle data relating to the speed of a vehicle ie also of the average speed of several vehicles at a stationary detector relating to stationary detector data. This object is achieved by the method according to claim 1 and a traffic information center according to claim 12.
  • Traffic data to be determined in the sense of claim 1 can be, in particular, average vehicle speeds at points of interest in a traffic network and / or traffic jam indicators (free, stagnant, very stagnant, traffic jam) determined from these and possibly other additional information.
  • Places of interest in a traffic network can be places in particular about which traffic situation, in particular traffic jam indicators, drivers want data; furthermore, places of interest can be branches, access roads, intersections and / or ends of road segments of a road in a digital edge. If there is no current FCD data at one location, data can be interpolated from at least two stationary detectors. If only FCD data is available at one location, FCD data from at least two vehicles can be interpolated.
  • the interpolation is based on data from at least one vehicle and data from at least one stationary detector, possibly from several. You can also use a tightly defined one, for example Numerous locations of traffic data, in particular the traffic jam situation, are determined and motorists are only given significant traffic data such as emerging, existing or dissolving traffic jams etc.
  • the calculation of vehicle speeds, in particular of average vehicle speeds, at a location of interest in each case is advantageously carried out by a program which runs in a computer of a traffic information center.
  • vehicle detector data and / or stationary detector data can be weighted.
  • the weighting can be based on empirical values. This enables the quality of the results of the process to be optimized.
  • the speed is determined at the current point in time at a location of interest in each case by linear interpolation of two spatially and / or temporally adjacent speed values from stationary detector data and / or from vehicle data. Interpolation of more than two speed values is also possible.
  • the linear interpolation of velocities v (x, t) is the computationally easiest interpolation and results in relatively low errors. In contrast, higher-order interpolations are more computationally intensive and only provide slightly better results.
  • the assignment of vehicle data (that is to say data transmitted by a vehicle in each case, that is to say FCD) to defined locations is preferably carried out by defining the speed represented in vehicle data in each case of a vehicle as the speed of the vehicle at a defined location, in particular at a location Position of the road segment in which the vehicle is currently located.
  • This position can be, in particular, the beginning, middle or end or the like of the current road segment of a digital map of the traffic network in a computer in the central office. This affects the accuracy only relatively slightly. However, this enables the conversion of route-related simply and efficiently
  • FCD data in point-related data and thus the common consideration of vehicle data (FCD) and stationary detector data.
  • a traffic jam indicator (free, stagnant, very slow, traffic jam etc.) is expediently assigned to these locations of the traffic network on the basis of the vehicle speeds measured or calculated for these locations of interest. This traffic jam indicator is even better suited for assessing the traffic jam situation and transmission to road users than average speeds in a large number of locations.
  • traffic jam between A and B on the A8” or the like it is also expedient to determine and output traffic information (“traffic jam between A and B on the A8” or the like), in particular in traffic jam reports, on traffic network segments on the basis of several, in particular these traffic information.
  • Traffic network segments assigned to traffic jam indicators such as 1. "Traffic jam at A on A8” and 2. "Traffic jam at B on A8” and possibly other local traffic jam indicators at other places of interest).
  • traffic information that can be transmitted to road users is thus compressed.
  • the program in the central office only outputs traffic information (such as traffic jams) that has been assessed as significant according to predefinable criteria.
  • the time span within which the average speed of a vehicle is determined is expediently longer than the time span within which the speeds of vehicles passing through this stationary detector are measured and averaged by a stationary detector. This results in a further practical optimization of the method with regard to precision and the required telecommunication costs.
  • the intervals in which vehicles determine and transmit their average speed suitably relate to 1 to 20 minutes, in particular 10 minutes; the time span within which a stationary detector in each case the average speeds of vehicles passing through it and transmitted to a control center is expediently 5 to 300 sec, in particular 30 sec.
  • a traffic information center has a computer, an input device, in particular in the form of a radio receiver, for vehicle data and stationary detector data, and a computer with a program for carrying out the method according to the invention.
  • the program for carrying out the method according to the invention With the program for carrying out the method according to the invention, it generates traffic data, in particular average speeds and / or congestion indicators which can be determined therefrom, in a simple, inexpensive and efficient manner, based on locations of a traffic network based on vehicle data and stationary detector data.
  • FIG. 1 schematically shows the determination of traffic data according to the invention in a traffic network shown in detail with mobile and stationary detectors and a control center,
  • Fig. 2 as a rough flow chart, the acquisition and further processing of
  • 3 schematically shows an example of a spatial-temporal interpolation.
  • Fig. 1 shows a spatial section of a traffic network, namely one
  • the central unit 9 also shown has a receiver 10 for 11, 12 stationary detector data transmitted by stationary detectors 1, 2 and 13, 14 transmitted by mobile detectors in vehicles Vehicle data (FCD), a computer 15 with a program for the further processing of incoming data according to the invention and a connection for a transmitter 16 for sending traffic reports 17 to all or certain road users.
  • the transmitter 16 can be a mobile radio transmitter; it can also be a radio transmitter, in particular RDS / TMC or DAT. Average vehicle speeds at points of interest in a traffic network are to be determined. These places of interest can be a multiplicity of places with a certain grid of the traffic network or only certain places, such as certain lane segments, intersections, congestion centers, etc.
  • both of stationary detectors 1; 2 at their fixed position x .; x 2 measured station detector data relating to the average speed of all in a period of time at this detector 1; 2 passing vehicles (here driving on the left side of the road) 3; 3 to 6, as well as the average speed of a mobile detector in each of a vehicle 7,8 during a period of time are taken into account for the calculation of traffic data, in particular average speeds at locations of interest in a traffic network by the control center 9.
  • the stationary detector 1 has in FIG 1 the speeds v 3 , v 4 , v 5 are measured.
  • the stationary detector 2 has measured the speed v 3 of the vehicle 3 in FIG. 1.
  • the mobile detector in vehicle 7 has one during
  • Time span determines the average speed v 7 of the vehicle 7.
  • the mobile detector 8 has determined the average speed v 8 of the vehicle 8 over a period of time.
  • the problem here is that the data of the stationary detectors relate to the speed of many vehicles at a specific point at different points in time and the vehicle data (FCD) of mobile detectors relate to the speed of one vehicle in each case during a specific period of time.
  • FCD vehicle data
  • the stationary detector data are averaged by the stationary detectors 1, 2 in each case here for 30 seconds for each vehicle passing through a detector and transmitted to a control center.
  • the transmission 11, 12 can take place by landline or, as here, by radio, in particular mobile radio, in particular GSM. From the mobile detectors in some of the vehicles, namely 7, 8, the vehicle data (FCD) are transmitted to the control center 9 by radio, here by mobile radio.
  • the transmission takes place 13; 14 of speeds averaged for a period of time of one vehicle 7; 8 in 10 minute periods.
  • other time periods can be selected than here; the increases Accuracy of forecast for short periods of time, while communication costs decrease for long periods of time.
  • the vehicle data and stationary detector data transmitted by stationary detectors 1, 2 and vehicles 7, 8 are not without gaps in space and time.
  • Interpolation of existing vehicle data and stationary detector data can take place for other points of interest in the transport network where there are gaps with regard to the available data.
  • the respective speeds of a vehicle within a period of time are assigned to the associated locations in the traffic network of the vehicle in the control center 9.
  • a simple and efficient calculation of the vehicle speeds at locations of interest, where no vehicle data and stationary detector data are available, is thus possible by interpolating vehicle speeds, which are present as vehicle data and / or stationary detector data in the vicinity of this location of interest and / or time. In this case, vehicle data and / or stationary detector data can be weighted; in particular, stationary detector data can be weighted more heavily.
  • Traffic data in particular vehicle speeds
  • an interpolation of at least two particularly spatially adjacent vehicle data or stationary detector data can take place in different ways. Interpolations through curves or surfaces of higher order are possible.
  • the least computing power requires linear interpolation, which already delivers good results compared to higher interpolations and only requires low computing power.
  • the linear interpolation is illustrated by the sketch in FIG. 3 using an example.
  • the middle should be at time t 18 Vehicle speed can be determined.
  • the average speed v of vehicles at this point of interest X 8 at time t 18 is determined from spatially and / or temporally adjacent vehicle data and / or stationary detector data by interpolation, here linear interpolation.
  • the location is represented by the arrow pointing to the right
  • the time is represented by the arrow t pointing to the top right
  • the average vehicle speed is represented by the arrow v pointing vertically upwards.
  • the average vehicle speed is to be determined at the point of interest 18 by interpolation of the
  • Vehicle speeds of two places between which the point of interest lies can be used and / or more than two locations can be included with regard to their vehicle data and / or stationary detector data.
  • the average vehicle speed of the vehicle 7 within a certain period of time and the average speed of the vehicles passing the detector 1 within a different period of time are taken into account without weighting.
  • the vehicle data representing the average speed v 7 of the vehicle 7 are transferred to the segment end 17 of the
  • Such a segment end 17 can be, for example, at a junction 19 from a street A8, an intersection, etc., or can be chosen arbitrarily by dividing the street A8.
  • the speed at a point of interest is determined here by arithmetically averaging the speeds v and v. calculates what a straight line between these two points v 7 (X ⁇ 7 , t 7 ) and v. (x ⁇ t.). If the location of interest is not exactly between two values v 7 and v ⁇ , an arithmetic averaging can nevertheless be carried out or a linearly stronger weighting of the closer spatial value. In addition, certain data can generally be weighted more heavily. For example
  • Stationary detector data are weighted more than vehicle data.
  • the interpolation can be carried out for a large number of points of interest in a transport network. Places of interest can be selected according to different criteria. For example, a selection of in each case possible locations spaced apart from one another by a certain value. Furthermore, a selection at specific locations, such as stagnation points, branches, intersections and / or road segment ends, etc., is also possible.
  • Traffic data v (x 18 , t 18 ) etc. can be summarized for several places of interest.
  • traffic data in particular average vehicle speeds, can be determined in FIG. 1 along the A8 motorway of the traffic network at a number of locations of interest.
  • a reduced vehicle speed and / or an increased fluctuation can occur between points A and B of the transport network
  • the section between A and B of the A8 motorway of the transport network can be assigned the value "counting fluent" as a congestion indicator.
  • This can be transmitted from the traffic control center 9 to one or more transmitters 16 and can be broadcast by this or these transmitters via public channels and / or private channels with or without encryption as information for vehicle drivers.
  • the traffic information center 9 here comprises a receiver 10, in the case of mobile telecommunications also a transmitter, for incoming vehicle data and
  • the control center 9 further comprises a computer with a program for carrying out the method according to the invention, which runs in this computer.
  • Program-calculated traffic data in particular average speeds at points of interest and / or traffic jam indicators at these places of interest or some of the places of interest are transmitted to at least one transmitter 16.
  • step S1 vehicle data (FCD) from mobile
  • Detectors in vehicles and stationary detector data from stationary detectors are detected and transmitted to the control center 9.
  • the vehicle data and stationary detector data are interpolated in the center 9, weighted in terms of space and time, for locations of interest.
  • these traffic data obtained by interpolation in particular middle data
  • Vehicle speeds at locations of interest are discretized and traffic jam indicators (eg "free”, "viscous", “very viscous", "traffic") are assigned to one or a group of locations of interest.
  • traffic jam indicators eg "free”, "viscous", “very viscous", "traffic"
  • additional information such as the proportion of trucks in certain lanes, construction sites, in particular data gained through experience, is also taken into account.
  • traffic data in particular congestion indicators for specific locations in the traffic network, are combined for the network.
  • step S5 the traffic data, in particular traffic jam indicators, are sent to vehicles etc. by a traffic information service.
  • the transmission can take place, for example, via radio stations. Transmission via radio stations with encryption is also possible.
  • the keys can be handed over to the road users in different ways.

Abstract

Ein Verfahren zur Bestimmung von Verkehrsdaten (v; "Stau") an interessierenden Orten (x>18<, x>1<, x>17<...) eines Verkehrsnetzes (A8) aus an eine Zentrale (9) von mehreren Fahrzeugen (7, 8) übermittelten Fahrzeugdaten (v>7<; v>8<) zu über eine Zeitspanne gemittelten Geschwindigkeiten (v>7<, v>8<) jeweils eines Fahrzeuges (v>7<), von Stationärdetektoren (1, 2) übermittelten Stationärdetektordaten (11, 12) über jeweils die mittlere Geschwindkigkeit (v>3< bis v>5<; v>3<) von einen Stationärdetektor (1; 2) in einer Zeitspanne passierenden Fahrzeugen (3 bis 5; 3), wobei in einer Zentrale (9) Fahrzeuggeschwindigkeiten (v>18<) an einem interessierenden Ort (x>18<) bestimmt werden unter Zuordnung der als Fahrzeugdaten an eine Zentrale (9) übermittelten (13; 14) Geschwindigkeiten (v>7<, v>8<) zu definierten Orten (x>17<) im Verkehrsnetz (A8) und Berechnung (15) von Fahrzeuggeschwindigkeiten (v>18<) an jeweils einem interessierenden Ort (x>18<) durch Interpolation (Fig. 3) von mindestens zwei Fahrzeugdaten (v>3< - v>5<; v>3<; v>7<; v>8<), nämlich von an mindestens jeweils einem Ort (x>1<, x>2<) im Verkehrsnetz (A8) gemessenen Stationärdetektordaten (v>3< - v>5<; v>3<) und/oder von mindestens einem Ort (x>17<) im Verkehrsnetz (A8) zugeordneten Fahrzeugdaten (v>7<; v>8<) ermöglicht einfache und effiziente Interpolation von Geschwindigkeiten unter Berücksichtigung von Daten (FCD) von Fahrzeugen und Daten (v>1<, v>2<) von stationären Detektoren.

Description

Verfahren zur Bestimmung von Verkehrsdaten und Verkehrsinformationszentrale
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Verkehrsdaten und eine
Verkehrsinformationszentrale.
Es existieren Verfahren zur automatischen Erzeugung von Verkehrsmeldungen unter Verwertung von punktbezogenen Daten von stationären Verkehrsdetektoren, wie Induktionsschleifen, zur Beurteilung der Verkehrssituation an bzw. in der Nähe der stationären Detektoren. Dabei können von mehreren stationären Detektoren entlang beispielsweise eines Straßenabschnittes erfaßte Daten in einer Zentrale zusammengefaßt werden zu Meldungen, wie "drei Kilometer Stau zwischen X18 und X2".
Hinsichtlich einer Optimierung dieses Systems durch eine Bestimmung von Verkehrsdaten aufgrund von Messungen von stationären Detektoren und mobilen Detektoren (also im Verkehr mitfahrenden Detektoren) ist problematisch, daß Daten von beiden aufgrund von bei der Übertragung an eine Zentrale anfallenden Telekommunikationskosten nur in relativ großen zeitlichen Abständen übertragen werden und daß Daten aufgrund begrenzter Anzahl von stationären und mobilen Detektoren nur in relativ großen räumlichen Abständen übertragen werden; überdies sind insbesondere die von diesen beiden Datenquellen gelieferten, Fahrzeuggeschwindigkeiten betreffenden Daten unterschiedlich, da von Fahrzeugen beispielsweise nach jeweils einer Zeitspanne die mittlere in dieser Zeitspanne von diesem einen Fahrzeug gefahrene Geschwindigkeit entlang eines individuell zurückgelegten Weges an eine Zentrale übermittelt wird, während von einem stationären Detektor die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit einer Vielzahl von einen bestimmten Punkt im Verkehrsnetz, nämlich den Ort des Detektors, passierenden Fahrzeugen innerhalb einer außerdem oft kürzeren Zeitspanne an die Zentrale übermittelt wird. Eine getrennte Behandlung von punktbezogenen (von stationären Detektoren stammenden) und streckenbezogenen (von mobilen Detektoren stammenden) Daten ergibt ungenaue und inkonsistente Meldungen über die Verkehrslage.
Existierende Ansätze zur Bestimmung von Verkehrsdaten, insbesondere Staumeldungen, aufgrund von Geschwindigkeitsmessungen von stationären Detektoren und von mobilen Detektoren, nämlich Verkehrsflußmodelle, Domänenmodelle, mikroskopische Modelle, sind sehr komplex und in der Praxis wenig erprobt; auch erfordern einige dieser existierenden Verfahren eine gewisse Synchronität der Eingangsdaten.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines möglichst einfachen und effizienten Verfahrens zur Bestimmung von Verkehrsdaten an interessierenden Orten eines Verkehrsnetzes unter Berücksichtigung sowohl von jeweils die mittlere
Geschwindigkeit eines Fahrzeuges betreffenden Fahrzeugdaten also auch von jeweils die mittlere Geschwindigkeit mehrerer Fahrzeuge an einem Stationärdetektor betreffenden Stationärdetektor-Daten. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Verkehrsinformationszentrale gemäß Anspruch 12 gelöst.
Zu bestimmende Verkehrsdaten im Sinne des Anspruchs 1 können insbesondere mittlere Fahrzeuggeschwindigkeiten an interessierenden Orten eines Verkehrsnetzes und/oder aus diesen und ggf. weiteren Zusatzinformationen bestimmte Stauindikatoren (frei, stockend, sehr stockend, Stau) sein. Interessierende Orte eines Verkehrsnetzes können insbesondere Orte sein, über deren Verkehrssituation, insbesondere Stauindikatoren, Autofahrer Daten wünschen; ferner können interessierende Orte Abzweigungen, Zufahrten, Kreuzungen und/oder Enden von Straßensegmenten einer Straße in einer digitalen Kante sein. Falls an einem Ort keine FCD-Daten aktuell vorliegen, kann eine Interpolation aus Daten von mindestens zwei Stationärdetektoren erfolgen. Falls an einem Ort nur FCD-Daten vorliegen, kann eine Interpolation von FCD-Daten von mindestens zwei Fahrzeugen erfolgen. Zumindest an einigen Orten erfolgt die Interpolation aufgrund von Daten von mindestens einem Fahrzeug und Daten von mindestens einem Stationärdetekor, evt. jeweils von mehreren. Auch können an einer beispielsweise engmaschig definierten Vielzahl von Orten Verkehrsdaten, insbesondere die Staulage, bestimmt werden und Autofahrern nur bedeutende Verkehrsdaten, wie entstehende, bestehende oder sich auflösende Staus etc. übermittelt werden. Die Berechnung von Fahrzeuggeschwindigkeiten, insbesondere von mittleren Fahrzeuggeschwindigkeiten, an jeweils einem interessierenden Ort erfolgt zweckmäßig durch ein Programm, welches in einem Rechner einer Verkehrsinformationszentrale abläuft.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei der Berechnung von mittleren Fahrzeuggeschwindigkeiten an interessierenden Orten kann eine Gewichtung von Fahrzeugdetektordaten und/oder Stationardetektordaten erfolgen. Die Gewichtung kann aufgrund von Erfahrungswerten erfolgen. Damit kann die Qualität der Ergebnisse des Verfahrens optimiert werden.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bestimmung der Geschwindigkeit zum aktuellen Zeitpunkt an jeweils einem interessierenden Ort durch lineare Interpolation zweier örtlich und/oder zeitlich benachbarter Geschwindigkeitswerte aus Stationardetektordaten und/oder aus Fahrzeugdaten. Es ist auch eine Interpolation von mehr als zwei Geschwindigkeitswerten möglich. Die lineare Interpolation von Geschwindigkeiten v (x,t) ist die rechnerisch am einfachsten durchführbare Interpolation und ergibt relativ geringe Fehler. Demgegenüber sind Interpolationen höherer Ordnung rechenintensiver und liefern nur geringfügig bessere Ergebnisse.
Bei der Interpolation von Geschwindigkeiten v.(x,t) werden zweckmäßig Zusatzinformationen, insbesondere Informationen über Baustellen und/oder LKW- Anteile in Straßensegmenten und/oder Verkehrsflüsse in bestimmten Spuren mit berücksichtigt, was die Qualität der Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenfalls optimiert.
Die Zuordnung von Fahrzeugdaten (also von jeweils einem Fahrzeug übermittelten Daten, also FCD) zu definierten Orten erfolgt vorzugsweise durch Definition der in Fahrzeugdaten jeweils eines Fahrzeuges repräsentierten Geschwindigkeit als Geschwindigkeit des Fahrzeuges an einem definierten Ort, wie insbesondere an einer Position des Straßensegmentes, in welchem sich das Fahrzeug aktuell befindet. Diese Position kann insbesondere Anfang, Mitte oder Ende oder dgl. des aktuellen Straßensegmentes einer digitalen Karte des Verkehrsnetzes in einem Rechner der Zentrale sein. Hierdurch wird die Genauigkeit nur relativ geringfügig beeinträchtigt. Jedoch ermöglicht dies einfach und effizient die Umwandlung von streckenbezogenen
FCD-Daten in punktbezogene Daten und damit die gemeinsame Betrachtung von Fahrzeugdaten (FCD) und von Stationardetektordaten.
Aufgrund der gemessenen und der erfindungsgemäß bestimmten Verkehrsdaten, insbesondere Geschwindigkeiten an einer Vielzahl von interessierenden Orten mit
Meßdaten oder interpolierten Daten eines Verkehrsnetzes, wird zweckmäßig ein Stauindikator (frei, stockend, sehr stockend, Stau etc.) zu den diesen Orten des Verkehrsnetzes aufgrund der für diese interessierenden Orte gemessenen oder berechneten Fahrzeuggeschwindigkeiten zugeordnet. Dieser Stauindikator ist noch besser zur Beurteilung der Staulage und Übertragung an Verkehrsteilnehmer geeignet als mittlere Geschwindigkeiten an einer Vielzahl von Orten.
Zweckmäßig erfolgt ferner die Ermittlung und Ausgabe von Verkehrsinformationen ("Stau zwischen A und B auf der A8" oder dgl.), insbesondere in Staumeldungen, zu Verkehrsnetzsegmenten aufgrund von mehreren, insbesondere diesen
Verkehrsnetzsegmenten örtlich zugeordneten, Stauindikatoren (wie z.B. 1. "Stau bei A auf A8" und 2. "Stau bei B auf A8" und evtl. weiteren lokalen Stauindikatoren an weiteren interessierenden Orten). Damit sind die Verkehrsinformationen, welche an Verkehrsteilnehmer übermittelt werden können, komprimiert. Vorzugsweise werden dabei vom Programm in der Zentrale nur nach vorgebbaren Kriterien als bedeutend beurteilte Verkehrsinformationen (wie. z.B. Staus) ausgegeben.
Die Zeitspanne, innerhalb derer von einem Fahrzeug dessen mittlere Geschwindigkeit bestimmt wird, ist zweckmäßig länger als die Zeitspanne, innerhalb derer jeweils von einem Stationärdetektor die Geschwindigkeiten von diesen Stationärdetektor passierenden Fahrzeugen gemessen und gemittelt werden. Dies ergibt eine weitere praktische Optimierung des Verfahrens hinsichtlich Präzision und erforderlicher Telekommunikationskosten. Die Intervalle, in welchen Fahrzeuge ihre mittlere Geschwindigkeit bestimmen und übermitteln, betreffen zweckmäßig 1 bis 20 min., insbesondere 10 min.; die Zeitspanne, innerhalb welcher ein Stationärdetektor jeweils die mittleren Geschwindigkeiten von ihn passierenden Fahrzeugen bestimmt und an eine Zentrale übermittelt, ist zweckmäßig 5 bis 300 sec, insbesondere 30 sec.
Eine erfindungsgemäße Verkehrsinformationszentrale weist einen Rechner, eine Eingabeeinrichtung, insbesondere in Form eines Funkempfängers, für Fahrzeugdaten und Stationardetektordaten, sowie einen Rechner mit einem Programm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf. Sie erzeugt mit dem Programm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einfach, kostengünstig und effizient Verkehrsdaten, insbesondere mittlere Geschwindigkeiten und/oder daraus bestimmbare Stauindikatoren zu interessierenden Orten eines Verkehrsnetzes aufgrund von Fahrzeugdaten und Stationardetektordaten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:
Fig. 1 schematisch die erfindungsgemäße Bestimmung von Verkehrsdaten in einem ausschnittweise dargestellten Verkehrsnetz mit mobilen und stationären Detektoren und einer Zentrale,
Fig. 2 als grobes Flußdiagramm die Erfassung und Weiterverarbeitung von
Fahrzeugdaten und Stationardetektordaten und
Fig. 3 schematisch ein Beispiel einer räumlich-zeitlichen Interpolation.
Fig. 1 zeigt einen räumlichen Ausschnitt eines Verkehrsnetzes, nämlich einen
Abschnitt einer Autobahn "A8", mit stationären Detektoren 1 , 2 und Fahrzeugen 3 bis 8. Die ferner dargestellte Zentrale 9 weist einen Empfänger 10 für von stationären Detektoren 1 , 2 übermittelte 11 , 12 Stationardetektordaten und von mobilen Detektoren in Fahrzeugen übermittelte 13,14 Fahrzeugdaten (FCD), einen Rechner 15 mit einem Programm zur erfindungsgemäßen Weiterverarbeitung eingehender Daten und einen Anschluß für einen Sender 16 zum Senden von Verkehrsmeldungen 17 an alle oder bestimmte Verkehrsteilnehmer. Der Sender 16 kann ein Mobilfunksender sein; er kann auch ein Radio-Sender, insbesondere RDS/TMC oder DAT sein. Es sollen mittlere Fahrzeuggeschwindigkeiten an interessierenden Orten eines Verkehrsnetzes bestimmt werden. Diese interessierenden Orte können eine Vielzahl von Orten mit einer bestimmten Rasterung des Verkehrsnetzes oder nur bestimmte Orte, wie bestimmte Fahrbahnsegmente, Kreuzungen, Stauschwerpunkte etc. sein.
Hierzu sollen sowohl von stationären Detektoren 1 ; 2 an deren fester Position x.; x2 gemessene Stationardetektordaten betreffend die mittlere Geschwindigkeit aller in einer Zeitspanne jeweils an diesem Detektor 1 ; 2 passierenden (hier auf der linken Straßenseite fahrenden) Fahrzeuge 3; 3 bis 6, wie auch die mittlere Geschwindigkeit jeweils eines Mobiidetektors in jeweils einem Fahrzeug 7,8 während einer Zeitspanne berücksichtigt werden für die Berechnung von Verkehrsdaten, insbesondere mittleren Geschwindigkeiten an interessierenden Orten eines Verkehrsnetzes durch die Zentrale 9. Der stationäre Detektor 1 hat in Figur 1 die Geschwindigkeiten v3, v4, v5 gemessen. Der stationäre Detektor 2 hat in Figur 1 die Geschwindigkeit v3 des Fahrzeugs 3 gemessen. Der mobile Detektor im Fahrzeug 7 hat während einer
Zeitspanne die mittlere Geschwindigkeit v7 des Fahrzeugs 7 bestimmt. Der mobile Detektor 8 hat während einer Zeitspanne die mittlere Geschwindigkeit v8 des Fahrzeugs 8 bestimmt.
Hierbei ist problematisch, daß die Daten der Stationärdetektoren die Geschwindigkeit vieler Fahrzeuge an einem bestimmten Punkt zu verschiedenen Zeitpunkten und die Fahrzeugdaten (FCD) mobiler Detektoren die Geschwindigkeit jeweils eines Fahrzeuges während einer bestimmten Zeitspanne betreffen.
Die Stationardetektordaten werden von den stationären Detektoren 1 , 2 in hier auf 30 sec. festgelegten Zeitspannen jeweils für alle jeweils einen Detektor passierenden Fahrzeuge gemittelt und an eine Zentrale übertragen. Die Übertragung 11 , 12 kann per Festnetz oder wie hier per Funk, insbesondere Mobilfunk, insbesondere GSM, erfolgen. Von den mobilen Detektoren in einigen der Fahrzeuge, nämlich 7, 8 werden die Fahrzeugdaten (FCD) per Funk, hier per Mobilfunk an die Zentrale 9 übertragen.
Dabei erfolgt die Übertragung 13; 14 von für jeweils eine Zeitspanne gemittelten Geschwindigkeiten jeweils eines Fahrzeuges 7; 8 in Zeitspannen von 10 min. Sowohl für die stationären Detektoren als auch für die mobilen Detektoren in Fahrzeugen können auch andere Zeitspannen als hier gewählt werden; dabei erhöht sich die Genauigkeit der Prognose bei kurzen Zeitspannen, während sich bei langen Zeitspannen die Kommunikationskosten verringern.
Die von stationären Detektoren 1 , 2 und Fahrzeugen 7, 8 übermittelten Fahrzeugdaten und Stationardetektordaten sind räumlich und zeitlich nicht lückenlos.
Für weitere interessierende Orte des Verkehrsnetzes, an welchen Lücken hinsichtlich vorliegender Daten bestehen, kann eine Interpolation vorhandener Fahrzeugdaten und Stationardetektordaten erfolgen. Dazu werden in der Zentrale 9 zunächst die jeweils Geschwindigkeiten eines Fahrzeuges innerhalb einer Zeitspanne betreffenden Fahrzeugdaten dieses Fahrzeuges zugehörigen Orten im Verkehrsnetz zugeordnet.
Dies kann besonders einfach dadurch erfolgen, daß die Fahrzeugdaten eines Fahrzeuges jeweils mindestens einer bestimmten Position des Straßensegmentes, in welchem sich das Fahrzeug befindet, zugeordnet werden; insbesondere ist eine Zuordnung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu Anfang, Mitte oder Ende des aktuellen Straßensegmentes dieses Fahrzeuges möglich. Der hierbei entstehende Fehler fällt nicht allzu schwerwiegend ins Gewicht. Jedoch werden hierdurch einfach und effizient Fahrzeugdaten jeweils eines Fahrzeuges einer bestimmten Position im Verkehrsnetz zugeordnet. Damit ist eine einfache und effiziente Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeiten an interessierenden Orten, an welchen keine Fahrzeugdaten und Stationardetektordaten vorliegen, möglich durch Interpolation von Fahrzeuggeschwindigkeiten, welche als Fahrzeugdaten und/oder Stationardetektordaten räumlich und/oder zeitlich in der Nähe dieses interessierenden Ortes vorliegen. Dabei kann eine Gewichtung von Fahrzeugdaten und/oder Stationardetektordaten erfolgen; insbesondere können Stationardetektordaten stärker gewichtet werden. Für einen bestimmten Zeitpunkt, beispielsweise den aktuellen Zeitpunkt, können Verkehrsdaten, insbesondere Fahrzeuggeschwindigkeiten an. diesem interessierenden Ort berechnet werden. Hierzu kann eine Interpolation von mindestens zwei insbesondere räumlich benachbarten Fahrzeugdaten oder Stationardetektordaten in unterschiedlicher Weise erfolgen. Es sind Interpolationen durch Kurven oder Flächen höherer Ordnung möglich. Die geringste Rechenleistung benötigt eine lineare Interpolation, welche verglichen mit höheren Interpolationen bereits gute Ergebnisse liefert und dabei nur geringe Rechenleistung benötigt.
Die lineare Interpolation verdeutlicht sich durch die Skizze in Fig. 3 anhand eines Beispieles. An einem interessierenden Ort x18 soll zum Zeitpunkt t18 die mittlere Geschwindigkeit von Fahrzeugen bestimmt werden. An diesem Punkt x.8 liegen jedoch zum Zeitpunkt t.8 keine Fahrzeugdaten oder Stationardetektordaten vor. Deshalb wird die mittlere Geschwindigkeit v von Fahrzeugen an diesem interessierenden Ort Xι8 zur Zeit t18 aus räumlich und/oder zeitlich benachbarten Fahrzeugdaten und/oder Stationardetektordaten bestimmt durch Interpolation, hier lineare Interpolation. In Fig. 3 ist durch den nach rechts weisenden Pfeil x der Ort, durch den nach rechts oben weisenden Pfeil t die Zeit und durch den senkrecht nach oben weisenden Pfeil v die mittlere Fahrzeuggeschwindigeit repräsentiert. Im vorliegenden Fall soll am interessierenden Ort 18 die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden durch Interpolation der
Fahrzeuggeschwindigkeiten zweier Orte, zwischen denen der interessierende Ort liegt. Gegebenenfalls kann ein anderes Interpolationsverfahren verwendet werden und/oder können mehr als zwei Orte hinsichtlich ihrer Fahrzeugdaten und/oder Stationardetektordaten mit einbezogen werden.
In Fig. 3 werden die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeuges 7 innerhalb einer bestimmten Zeitspanne und die mittlere Geschwindigkeit von den Detektor 1 passierenden Fahrzeugen innerhalb einer hier anderen Zeitspanne ohne Gewichtung berücksichtigt. Dabei werden zunächst die die mittlere Geschwindigkeit v7 des Fahrzeugs 7 repräsentierenden Fahrzeugdaten dem Segmentende 17 des
Segmentes des Verkehrsnetzes zugewiesen, in welchem sich das Fahrzeug 7 befindet; ein derartiges Segmentende 17 kann beispielsweis an einer Abzweigung 19 von einer Straße A8, einer Kreuzung etc. liegen oder willküriich durch Unterteilung der Straße A8 gewählt werden. Die Geschwindigkeit an einem interessierenden Ort wird hier durch arithmetische Mittlung der Geschwindigkeiten v und v. berechnet, was einer Geraden zwischen diesen beiden Punkten v7 (Xι7, t7) und v. (x^ t.) entsprechen kann. Liegt der interessierende Ort nicht genau zwischen zwei Werten v7 und v^ kann entweder trotzdem eine arithmetische Mittlung erfolgen oder eine linear stärkere Gewichtung des räumlichen näherliegenden Wertes. Ferner können grundsätzlich bestimmte Daten stärker gewichtet werden. So können beispielsweise
Stationardetektordaten stärker gewichtet werden als Fahrzeugdaten.
Die Interpolation kann für eine Vielzahl von interessierenden Orten eines Verkehrsnetzes durchgeführt werden. Interessierende Orte können dabei nach unterschiedlichen Kriterien ausgewählt werden. Beispielsweise ist eine Auswahl von jeweils zueinander um einen bestimmten Wert beabstandeten Orten möglich. Ferner ist auch eine Auswahl an bestimmten Orten, wie Staupunkten, Abzweigungen, Kreuzungen und/oder Straßensegmentenden etc. möglich.
Verkehrsdaten v (x18, t18) etc. können für mehrere interessierte Orte zusammengefaßt werden. Beispielsweise können in Fig. 1 entlang der Autobahn A8 des Verkehrsnetzes an einer Vielzahl von interessierenden Orten Verkehrsdaten, insbesondere mittlere Fahrzeuggeschwindigkeiten, bestimmt werden. Dabei kann sich beispeilsweise zwischen den Punkten A und B des Verkehrsnetzes eine verringerte Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine erhöhte Schwankung der
Fahrzeuggeschwindigkeit zu mehreren vergangenen Zeitpunkten ergeben. Dies weist auf zähfließenden Verkehr oder sogar Stau hin. Somit kann beispielsweise dem Abschnitt zwischen A und B der Autobahn A8 des Verkehrsnetzes als Stauindikator der Wert "zählfließend" zugeordnet werden. Dies kann von der Verkehrszentrale 9 an einen oder mehrere Sender 16 übermittelt werden und von diesem oder diesen Sendern über öffentliche Kanäle und/oder private Kanäle mit oder ohne Verschlüsselung ausgestrahlt werden als Information für Fahrzeugführer.
Die Verkehrsinformationszentrale 9 umfaßt hier einen Empfänger 10, bei Mobiltelekommunikation zusätzlich einen Sender, für eingehende Fahrzeugdaten und
Stationardetektordaten von mobilen Detektoren 7, 8 und stationären Detektoren 1 , 2.
Ferner umfaßt die Zentrale 9 einen Rechner mit einem Programm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, das in diesem Rechner abläuft. Mit diesem
Programm berechnete Verkehrsdaten, insbesondere mittlere Geschwindigkeiten an interessierenden Punkten und/oder Stauindikatoren an diesen interessierenden Orten oder einigen der interessierenden Orte werden an mindestens einen Sender 16 übermittelt.
Das als Programm in der Zentrale 9 implementierte Verfahren ist in Fig. 2 grob skizziert. Im obersten Schritt S1 werden Fahrzeugdaten (FCD) von mobilen
Detektoren in Fahrzeugen und Stationardetektordaten von stationären Detektoren, beispielsweise Schleifen, erfaßt und an die Zentrale 9 übermittelt. Im Schritt S2 werden die Fahrzeugdaten und Stationardetektordaten in der Zentrale 9 gewichtet räumlich-zeitlich für interessierende Orte interpoliert. Im Schritt S3 werden diese durch Interpolation gewonnenen Verkehrsdaten, insbesondere mittlere Fahrzeuggeschwindigkeiten an interessierenden Orten diskretisiert und Stauindikatoren (z.B. "frei", "zähfließend", "sehr zähfließend", "Stau") einem oder einer Gruppe von interessierenden Orten zugeordnet. Hierbei (S3) werden Zusatzinformationen, wie der LKW-Anteil in bestimmten Fahrbahnen, Baustellen u.a. insbesondere durch Erfahrung gewonnene Daten, mit berücksichtigt. Im Schritt S4 werden Verkehrsdaten, insbesondere Stauindikatoren für bestimmte Orte des Verkehrsnetzes für das Netz zusammengefaßt. Ferner werden sie hier codiert, so daß nur bestimmte Verkehrsteilnehmer sie nach Empfang auswerten können. Im Schritt S5 werden die Verkehrsdaten, insbesondere Stauindikatoren, durch einen Verkehrsinformationsdienst an Fahrzeuge etc. ausgesandt. Das Aussenden kann beispielsweise über Radiosender erfolgen. Ferner ist auch die Übertragung über Radiosender unter Verschlüsselung möglich. Die Schlüssel können dabei den Verkehrsteilnehmern in unterschiedlicher Weise übergeben werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung von Verkehrsdaten (v; "Stau") zu interessierenden Orten (x18, x1 t x.7...) eines Verkehrsnetzes (A8) aus an eine Zentrale (9)
von mehreren Fahrzeugen (7,8) übermittelten Fahrzeugdaten (v7;v8) zu über eine Zeitspanne gemittelten Geschwindigkeiten (v7,v8) jeweils eines Fahrzeuges (v )
von Stationärdetektoren (1,2) übermittelten Stationardetektordaten (11,12) jeweils über die mittlere Geschwindigkeit (v3 bis v5; v3) von einen Stationärdetektor (1 ;2) in einer Zeitspanne passierenden Fahrzeugen (3 bis 5; 3),
wobei in einer Zentrale (9) Fahrzeuggeschwindigkeiten (v18) an einem interessierenden Ort (xι8) bestimmt werden unter
Zuordnung der als Fahrzeugdaten an eine Zentrale (9) übermittelten (13; 14) Geschwindigkeiten (v7, v8) zu definierten Orten (x17) im
Verkehrsnetz (A8) und
Berechnung (15) von Fahrzeuggeschwindigkeiten (v18) an jeweils einem interessierenden Ort (x.8) durch Interpolation (Fig. 3) von mindestens zwei Fahrzeugdaten (v3 - v5; v3; v7; v8), nämlich von an mindestens jeweils einem Ort (x., x2) im Verkehrsnetz (A8) gemessenen Stationardetektordaten (v3 - v5; v3) und/oder von mindestens einem Ort (x1 ) im Verkehrsnetz (A8) zugeordneten Fahrzeugdaten (v7; v8).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß bei der Berechnung (15) von Geschwindigkeiten (v18) an interessierenden Orten (x18) eine Gewichtung von Fahrzeugdaten (v , v8) und/oder von Stationardetektordaten (v3 bis v5; v3) erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der Geschwindigkeit (v18) zu einem Zeitpunkt (t.8) an jeweils einem interessierenden Ort (x 8) durch lineare Interpolation zweier örtlich und/oder zeitlich benachbarter Geschwindigkeitswerte v2 (x2, t2), v (x.7, t7) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Interpolation Zusatzinformationen mit einbezogen werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung von Fahrzeugdaten (v7) erfolgt durch Definition der in Fahrzeugdaten v7 (x7, t7) jeweils eines Fahrzeuges repräsentierten
Geschwindigkeit (v ) als Geschwindigkeit an einer bestimmten Position (x.7) des Straßensegmentes, in welchem sich das Fahrzeug (7) aktuell befindet.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuordnung eines Staudindikators ("frei", "stockend", "sehr stockend", "Stau") zu interessierenden Orten (x.7> x., x2 usw.) des Verkehrsnetzes (A,B) aufgrund der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeiten und gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeiten erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ermittlung und Ausgabe von Vekehrsinformationen ("Stau zwischen A und B auf der A8"), insbesondere Staumeldungen, zu Verkehrsnetzsegmenten aufgrund von mehreren, insbesondere diesen Verkehrsnetzsegmenten örtlich zugeordneten Stauindikatoren ("Stau bei A auf A8" und "Stau bei B auf A8" u.a.) erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übermittlung von Fahrzeugdaten und/oder Stationardetektordaten an eine Zentrale (9) per Funk, insbesondere Mobilfunk, insbesondere GSM, erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Fahrzeugdaten (v7, v8) über eine längere Zeitspanne (t7l ts) gemittelte Geschwindigkeiten betreffen als Stationardetektordaten (v., v2).
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Fahrzeugdaten (v7l v8) über eine Zeitspanne (t7l tβ) von 0 min. für dieses Fahrzeug (7,8) gemittelt werden.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stationardetektordaten (v3i, v3, v4, v5) über eine Zeitspanne (ti, t2) von 30 sec. bestimmt, gemittelt (vi; v2) und nach dieser Zeitspanne übermittelt ( 1 ,12) werden.
12. Verkehrsinformationszentrale mit einem Rechner (15), einer Eingabevorrichtung (Empfänger 10) für Fahrzeugdaten v (x7, t7); v8 (xβ, tβ) und Stationardetektordaten Vi (x1t Y, v2 (x2l t2), und einem Programm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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