EP1262934A2 - Verfahren zur Verkehrslageerfassung - Google Patents

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EP1262934A2
EP1262934A2 EP02076700A EP02076700A EP1262934A2 EP 1262934 A2 EP1262934 A2 EP 1262934A2 EP 02076700 A EP02076700 A EP 02076700A EP 02076700 A EP02076700 A EP 02076700A EP 1262934 A2 EP1262934 A2 EP 1262934A2
Authority
EP
European Patent Office
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traffic
speed
vehicle
undisturbed
ist
Prior art date
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EP02076700A
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English (en)
French (fr)
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EP1262934B1 (de
EP1262934A3 (de
Inventor
Ulrich Dipl.-Phys. Fastenrath
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DDG Gesellschaft fuer Verkehrsdaten mbH
Original Assignee
DDG Gesellschaft fuer Verkehrsdaten mbH
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Publication date
Application filed by DDG Gesellschaft fuer Verkehrsdaten mbH filed Critical DDG Gesellschaft fuer Verkehrsdaten mbH
Publication of EP1262934A2 publication Critical patent/EP1262934A2/de
Publication of EP1262934A3 publication Critical patent/EP1262934A3/de
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Publication of EP1262934B1 publication Critical patent/EP1262934B1/de
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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

Definitions

  • the invention relates to a method for recording traffic conditions on roads after Preamble of claim 1.
  • traffic conditions are recorded on roads Traffic situation detection systems used by which traffic information to be delivered.
  • traffic data from land vehicles are determined and use this as the basis for recording the traffic situation on the roads.
  • the recorded traffic data can, for example, position and speed one or more land vehicles.
  • These traffic data are through appropriate Sensors determined and evaluated based on certain parameters.
  • Dependent on Certain values e.g. "undisturbed Traffic "” stalled traffic ", heavy traffic” or "traffic jam" of traffic condition criteria be determined.
  • the determined values of the traffic condition criteria can used for statistical purposes or as the basis for the generation of a Serve traffic status message, which is then available to road users (e.g. traffic reports and travel times via radio or telematic Terminals).
  • the traffic data can be obtained in different ways. For example can determine the position using the GPS ("Global Positioning System”) telematic devices in land vehicles or by stationary cameras.
  • the Speed can be determined by stationary systems or by in Plants carried on land vehicles.
  • SES stationary acquisition system
  • FCD method floating Car data method
  • OBU telematic devices
  • the same device with which the Motorists access telematics services, at the same time serve as transmitters for traffic data.
  • the determined Traffic data evaluated using different algorithms. Essentially these algorithms are based on the fact that a traffic incident is reported when a certain number of land vehicles in a certain area and time interval fall below a specified speed value.
  • the invention has for its object in a method for Traffic situation detection of the type mentioned the detection of traffic disruptions to improve.
  • the invention is based in particular on the task of recognizing To carry out traffic disruptions depending on the respective road network.
  • the invention is further based in particular on the task of recognizing Improve traffic disruption on intersection-free roads.
  • a limit speed is set with which the actual vehicle speed of land vehicles is compared.
  • a value of a traffic condition criterion then becomes dependent on this comparison determined, exceeding the limit speed as a parameter is used to determine the traffic condition criterion.
  • the invention is based on the knowledge that such methods for use in Conurbations are not suitable.
  • For traffic detection using such FCD procedures is needed in metropolitan areas because of lower traffic flows with the same quality higher equipment levels than on expressways. Because of the frequent stopping in metropolitan areas, e.g. at an intersection or at a traffic light, one is on the Traffic jam detection based on falling below a limit speed is not suitable. ever after the restrictivity of the parameterization, the traffic is erroneously considered to be disturbed or reported undisturbed.
  • the known methods can cause traffic disruptions Do not differentiate undisturbed traffic in metropolitan areas quickly and safely, because Link lengths, duration of red phases in traffic lights, loss of time in Turn maneuvers etc. can vary within wide limits.
  • the invention is further based on the knowledge that a characteristic of undisturbed Traffic in metropolitan areas exists, which so far has not been able to distinguish between disrupted and undisturbed traffic has been used.
  • This characteristic consists of a (explicitly or implicitly determined) maximum speed, which of all Vehicle types can also be reached, for example those in Germany statutory maximum speed of 50 km / h. In this sense is a Undisturbed city traffic characterized by the fact that a certain Limit speed (e.g. 40 km / h) is not always, but always exceeded becomes.
  • the method according to the invention can be used for local, stationary acquisition (SES) are used in which the observation of land vehicles with cameras or by air observation or similar he follows.
  • SES local, stationary acquisition
  • Procedure suitable for FCD procedures since it with speed profiles of Land vehicles operated.
  • the procedure is basically by detecting the vehicle position and the Vehicle speed of a single land vehicle feasible. On A single vehicle can find disrupted traffic, for example if it is longer Time from a tractor creeping in front of him, heavily loaded trailers or similar. is hindered.
  • the method according to the invention preferably includes this Detect the vehicle positions and the associated vehicle speeds from several land vehicles, the traffic status reports (e.g. "undisturbed Traffic ”) depending on several of the detected vehicle positions and several the detected vehicle speeds is determined.
  • the value of the determined traffic condition criterion can exceed the Limit speed of at least one land vehicle in a particular one local area and / or within a certain time interval. For certain It is important to know traffic reports in which local Range and / or the time interval in which the limit speed is exceeded, thus, for example, a corresponding traffic report to the road users in this local area and / or can be sent in this time interval.
  • the method according to the invention is preferably used in combination with an FCD method used.
  • FCD method used.
  • the vehicle positions of the land vehicles and the vehicle speeds assigned to the respective land vehicle by in Mobile vehicles with land vehicles are detected.
  • sensors are for example known as "on board units” (OBU).
  • the limit speed that can be specified in the method according to the invention can be determined by first defining a maximum speed and determining the limit speed as a function of this maximum speed.
  • the specified maximum speed can be the respective legally permissible maximum speed and the determination of the limit speed can take place according to a certain mathematical relationship.
  • the maximum speed ⁇ H can depend on the street class and assume different values, for example for residential areas, thoroughfares and federal highways.
  • the control parameter ⁇ can then be varied, for example, to take account of certain local conditions.
  • the predefinable maximum speed can be explicitly specified by as Maximum speed the legally permitted on the respective street class Maximum speed is chosen. This can be permitted by law Top speed using a telematic terminal (OBU) one Land vehicle can be detected.
  • OBU telematic terminal
  • the end device contains a digital card, from which the applicable maximum speed can be found.
  • the specifiable maximum speed also from an application-specific Table are obtained through which road classes and permissible Maximum speeds can be linked. This is particularly advantageous if only the street class can be found on the terminal.
  • the predeterminable maximum speed can be obtained in that the Land vehicle localized and the predefinable maximum speed set centrally a feedback to the land vehicle.
  • the determined traffic condition (e.g. "undisturbed traffic") can Road users transmitted by sending a corresponding status message become.
  • Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • OBUs telematic end devices
  • Such OBUs include, among other things, a GPS unit for determining the current vehicle position (x, y) ist , a speed sensor for determining the current vehicle speed ⁇ ist , a memory for storing data (eg the current vehicle speed ⁇ ist and the current vehicle position (x, y) is ), a transmitter for sending data (eg traffic data) and a receiver for receiving data (eg telematics services).
  • a GPS unit for determining the current vehicle position (x, y) ist
  • a speed sensor for determining the current vehicle speed ⁇ ist
  • a memory for storing data (eg the current vehicle speed ⁇ ist and the current vehicle position (x, y) is )
  • a transmitter for sending data eg traffic data
  • receiver for receiving data (eg telematics services).
  • Such terminals are known per se and are therefore not described in detail here.
  • ⁇ f ⁇ f ⁇ f ⁇ ⁇ N ⁇ ⁇ f ⁇ ⁇ f ⁇ ⁇ N
  • a specific time interval [t 1 , t 2 ] can also be specified, in which this limit speed ⁇ f or limit speeds ⁇ f, 1 , ..., ⁇ f, n are valid, or different such time intervals [t 1 , t 2 ] 1 , ..., [t 1 , t 2 ] n for the different local areas.
  • the limiting speeds ⁇ f, 1 , ..., ⁇ f, n can be defined in different ways. It can take place either centrally, for example in a traffic situation recording center, or locally in a land vehicle. Some embodiments of the definition of the limit speeds ⁇ f, 1 , ..., ⁇ f, n are described later.
  • the specified limit speeds ⁇ f, 1 , ..., ⁇ f, n are transmitted to the land vehicles equipped with OBUs. This is represented by block 12.
  • the transmission takes place by means of wireless communication.
  • the OBU determines in which local area [x, y] i (i ⁇ [1, ..., n]) the land vehicle is located (block 14) and the associated limit speed ⁇ f, i is determined (block 16 ).
  • the current vehicle speed is ⁇ is determined (block 18) and with the valid limit velocity ⁇ f, i is compared (block 20). This comparison is repeated with a certain clock frequency (eg 1 Hz).
  • the values of the traffic condition criterion then become one Traffic situation detection center transmitted via a wireless communication path.
  • the frequency of this transmission is chosen so that as little as possible Notifications take place.
  • a transmission preferably only takes place at one Change of state of the value of the traffic condition criterion takes place.
  • a traffic status report for example "undisturbed traffic”, “undisturbed traffic during [t 1 , t 2 ]", “undisturbed traffic in [x, y] j ") as a function of the values of the traffic condition criteria and, if applicable, the time interval ([t 1 , t 2 ]) and the local area ([x, y] i ).
  • a traffic status report for example "undisturbed traffic”, “undisturbed traffic during [t 1 , t 2 ]", “undisturbed traffic in [x, y] j .
  • the land vehicle exceeds the limit speed ⁇ f .
  • the value of the traffic condition criterion is set to the value "undisturbed” and a corresponding message ("telegram") is transmitted to the traffic situation recording center. This is shown by an arrow A.
  • the limit speed ⁇ f of the land vehicle is repeatedly undershot, that is, ⁇ is less than ⁇ f , but the duration of the undershoot is always shorter than the specified time period T, so that the value of the traffic condition criterion maintains the value "undisturbed" and no message is transmitted to the traffic situation recording center. It is therefore assumed that the traffic is undisturbed, although the speed ⁇ ist of the land vehicle can even assume the value zero. This corresponds, for example, to stopping at a red phase in a traffic light system.
  • T t C -t B
  • the value of the traffic condition criterion is then set to the value "disturbed”. Since this causes a change in the value of the traffic condition criterion (from "undisturbed” to "disturbed"), a corresponding message is also transmitted to the traffic situation recording center. This is shown by an arrow C. It is therefore assumed that the traffic is then disrupted.
  • the specified maximum speed ⁇ H can be set explicitly by selecting the maximum speed ⁇ H that is legally permissible on the respective road class.
  • This legally permissible maximum speed can be recorded using the telematic terminal (OBU) of the land vehicle.
  • the end device contains a digital map from which the applicable maximum speed can be found.
  • the predeterminable maximum speed can also be obtained from an application-specific table, by means of which road classes and permissible maximum speeds are linked. A section of an example of such a table is shown schematically in FIG. 4.
  • the predetermined maximum speed ⁇ H can be obtained by locating the land vehicle and defining the top speed centrally, with feedback to the land vehicle. This definition can also be made using tables similar to FIG. 4.
  • the predetermined maximum speed ⁇ H can also be determined implicitly by the maximum speed ⁇ H being obtained from the driving data of the land vehicle (s) itself by an estimate.
  • This type of determination of the maximum speed also provides values which are useful for the method.
  • the traffic condition criterion is two-valued with the values “undisturbed” and “disturbed”.
  • the traffic condition criterion can of course also have more than two values. For example, several different limit speeds for one and same local area, not only between undisturbed and disturbed traffic, but for example between undisturbed Traffic, sluggish traffic, heavy traffic and traffic jams can be distinguished.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkehrslageerfassung auf Straßen durch Datenerfassung mittels Sensoren und Datenauswertung anhand von Parametern. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für Verkehrslageerfassung in Ballungsräumen geeignet. Bei dem Verfahren werden die Fahrzeugposition und die dem jeweiligen Landfahrzeug zugeordnete Fahrzeuggeschwindigkeit von Landfahrzeugen erfaßt. Ein Verkehrszustand-Kriterium wird ermittelt. Dabei wird eine bestimmte, von Null abweichende Grenzgeschwindigkeit festgelegt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird mit dieser Grenzgeschwindigkeit verglichen. Ein bestimmter Wert des Verkehrszustand-Kriteriums wird dem Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit zugeordnet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkehrslageerfassung auf Straßen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Verkehrstelematik werden zur Verkehrslageerfassung auf Straßen Verkehrslageerfassungssysteme eingesetzt, durch welche Verkehrsinformationen geliefert werden. Zu diesem Zweck werden Verkehrsdaten von Landfahrzeugen ermitteln und diese als Grundlage für eine Erfassung der Verkehrslage auf den Straßen verwenden. Die erfaßten Verkehrsdaten können beispielsweise die Position und die Geschwindigkeit eines oder mehrerer Landfahrzeuge sein. Diese Verkehrsdaten werden durch geeignete Sensoren ermittelt und anhand von bestimmten Parametern ausgewertet. In Abhängigkeit von den erfaßten Verkehrsdaten können dann bestimmte Werte (z.B. "ungestörter Verkehr" "stockender Verkehr", dichter Verkehr" oder "Stau") von Verkehrszustand-Kriterien ermittelt werden. Die ermittelten Werte der Verkehrszustand-Kriterien können für statistische Zwecke verwendet werden oder als Grundlage für die Erzeugung einer Verkehrszustandsmeldung dienen, die dann den Verkehrsteilnehmern zur Verfügung gestellt werden (z.B. Verkehrsmeldungen und Reisezeiten über Radio oder telematische Endgeräte).
Die Verkehrsdaten können auf unterschiedliche Weise erhalten werden. Beispielsweise kann die Positionsermittlung mit Hilfe des GPS ("Global Positioning System") durch telematische Endgeräte in Landfahrzeugen oder durch stationäre Kameras erfolgen. Die Geschwindigkeitsermittlung kann durch stationäre Anlagen oder durch in Landfahrzeugen mitgeführten Anlagen erfolgen. Man unterscheidet im wesentlichen zwei Datenerfassungssysteme: das stationäre Erfassungssystem ("SES") mit fest montierten Sensoren (z.B. an einer Autobahn) zur Messung des Verkehrsflusses und das "Floating Car Data-Verfahren" ("FCD-Verfahren"), bei welchem telematische Endgeräte (sog. "on board units" (OBU)) als mobile Sensoren in Landfahrzeugen beispielsweise einer Stichprobenfahrzeugflotte vorgesehen sind. Dabei kann dasselbe Endgerät, mit dem der Autofahrer Telematikdienste abruft, gleichzeitig als Sender für Verkehrsdaten dienen.
Bei den bekannten Verfahren zur Verkehrslageerfassung werden die ermittelten Verkehrsdaten nach unterschiedlichen Algorithmen ausgewertet. Im wesentlichen beruhen diese Algorithmen darauf, daß eine Verkehrsstörung gemeldet wird, wenn eine bestimmte Anzahl von Landfahrzeugen in einem bestimmten Gebiet und Zeitintervall eine festgelegte Geschwindigkeitswert unterschreiten.
Voraussetzung für viele verkehrstelematische Dienste ist die genaue und aktuelle Kenntnis der Verkehrslage. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die bekannten Verfahren zur Verkehrslageerfassung nicht immer zuverlässige Ergebnisse liefern. Dies trifft insbesondere bei der Verkehrslageerfassung auf nicht kreuzungsfreien Straßen mit Ampelanlagen zu. Weiterhin umfaßt der Stand der Technik für Verkehrslageerfassung in städtischen Straßennetzen nur zentralseitige und keine endgerätseitigen Verfahren (FCD-Verfahren).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur Verkehrslageerfassung der eingangs genannten Art das Erkennen von Verkehrsstörungen zu verbessern.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, das Erkennen von Verkehrsstörungen in Abhängigkeit von dem jeweiligen Straßennetz durchzuführen.
Der Erfindung liegt weiterhin insbesondere die Aufgabe zugrunde, das Erkennen von Verkehrsstörungen auf nicht kreuzungsfreien Straßen zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung wird eine Grenzgeschwindigkeit festgelegt, mit welcher die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit von Landfahrzeugen verglichen wird. In Abhängigkeit von diesem Vergleich wird dann ein Wert eines Verkehrszustand-Kriteriums ermittelt, wobei das Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit als Parameter zur Ermittlung des Verkehrszustand-Kriteriums verwendet wird.
Bekannte Verfahren zur Verkehrslageerfassung auf Straßen sind für überregionale Netze, insbesondere für Schnellstraßen (und Autobahnen) optimiert und beispielsweise für Stauerkennung ausgelegt. Fahrten auf ampel- und kreuzungsfreien Schnellstraßen sind durch hohe Geschwindigkeiten charakterisiert. Sobald die Geschwindigkeit hinreichend lange hinreichend klein wird, kann von einer Verkehrsstörung ausgegangen werden, wobei lediglich das Anhalten an Raststätten, Tankstellen o.ä. herausgefiltert werden muß. Dies ist die Grundidee der Erkennung von gestörtem Verkehr (z.B. Stauerkennung) auf Schnellstraßen unter Verwendung des FCD-Verfahrens.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß solche Verfahren zum Einsatz in Ballungsräumen nicht geeignet sind. Zur Verkehrserfassung durch solche FCD-Verfahren benötigt man in Ballungsräumen wegen geringerer Verkehrsflüsse bei gleicher Qualität höhere Ausstattungsgrade als auf Schnellstraßen. Durch das oft vorkommende Anhalten in Ballungsräumen, z.B. an einer Kreuzung oder an einer Ampelanlage, ist eine auf das Unterschreiten einer Grenzgeschwindigkeit beruhende Stauerkennung nicht geeignet. Je nach der Restriktivität der Parametrierung wird der Verkehr fälschlicherweise als gestört oder ungestört gemeldet. Die bekannten Verfahren können Verkehrsstörungen von ungestörtem Verkehr in Ballungsräumen nicht schnell und sicher unterscheiden, da Linklängen, Dauern von Rotphasen bei Ampelanlagen, Zeitverluste bei Abbiegemanövern etc. in weiten Grenzen variieren können.
Die Erfindung beruht weiterhin auf der Erkenntnis, daß ein Merkmal von ungestörtem Verkehr in Ballungsräumen existiert, welches bisher nicht zur Unterscheidung von gestörtem und ungestörtem Verkehr verwendet worden ist. Dieses Merkmal besteht aus einer (explizit oder implizit festgelegten) Höchstgeschwindigkeit, welche von allen Fahrzeugtypen auch erreicht werden kann, innerorts beispielsweise die in Deutschland gesetzlich festgelegte Höchstgeschwindigkeit von 50 km/h. In diesem Sinne ist ein ungestörter Stadtverkehr dadurch charakterisiert, daß eine bestimmte Grenzgeschwindigkeit (z.B. 40 km/h) zwar nicht immer, aber immer wieder überschritten wird.
In Tests mit realen Daten hat es sich überraschenderweise gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren in allen Staßennetzen sehr gut einsetzbar ist, unabhängig davon, ob es sich im überregionalen sekundären, tertiären oder regionalen Bereich befindet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zwar für lokale, stationäre Erfassung (SES) eingesetzt werden, bei welcher die Beobachtung der Landfahrzeuge mit Kameras oder durch Luftbeobachtung o.ä. erfolgt. Insbesondere ist jedoch das erfindungsgemäße Verfahren für FCD-Verfahren geeignet, da es mit Geschwindigkeitsprofilen von Landfahrzeugen operiert.
Das Verfahren ist grundsätzlich durch Erfassen der Fahrzeugposition und der Fahrzeuggeschwindigkeit eines einzigen Landfahrzeugs durchführbar. Ein Einzelfahrzeug kann einen gestörten Verkehr auffinden, wenn es beispielsweise längere Zeit von einem vor ihm herschleichenden Traktor, schwerbelasteten Hänger o.ä. behindert wird. Vorzugsweise beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren jedoch das Erfassen der Fahrzeugpositionen und die zugehörigen Fahrzeuggeschwindigkeiten von mehreren Landfahrzeugen, wobei die Verkehrszustandsmeldungen (z.B. "ungestörter Verkehr") in Abhängigkeit von mehreren der erfaßten Fahrzeugpositionen und mehreren der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeiten ermittelt wird.
Der Wert des ermittelten Verkehrszustand-Kriteriums kann das Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit von mindestens einem Landfahrzeug in einem bestimmten örtlichen Bereich und/oder in einem bestimmten Zeitintervall beinhalten. Für bestimmte Verkehrsmeldungen ist es nämlich von Bedeutung zu wissen, in welchem örtlichen Bereich und/oder in welchem Zeitintervall die Grenzgeschwindigkeit überschritten wird, damit beispielsweise eine entsprechende Verkehrsmeldung an die Verkehrsteilnehmer in diesem örtlichen Bereich und/oder in diesem Zeitintervall gesendet werden kann.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren in Kombination mit einem FCD-Verfahren eingesetzt. Dabei werden die Fahrzeugpositionen der Landfahrzeuge und die dem jeweiligen Landfahrzeug zugeordnete Fahrzeuggeschwindigkeiten durch in Landfahrzeugen mitgeführten mobilen Sensoren erfaßt. Solche Sensoren sind beispielsweise als "on board units" (OBU) bekannt.
Vorzugsweise wird eine Zeitperiode festgelegt wird, während welcher der Wert des Verkehrszustand-Kriteriums auch dann aufrechterhalten wird, wenn während dieser Zeitperiode kein Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit vorliegt. Dadurch kann das Meldeaufkommen aus den Fahrzeugen ohne Qualitätseinbußen reduziert werden.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgebbare Grenzgeschwindigkeit kann festgelegt werden, indem zunächst eine Höchstgeschwindigkeit festgelegt wird und die Grenzgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dieser Höchstgeschwindigkeit bestimmt wird. Dabei kann die festgelegte Höchstgeschwindigkeit die jeweilige gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit sein und die Bestimmung der Grenzgeschwindigkeit kann nach einer bestimmten mathematischen Beziehung erfolgen. Beispielsweise kann die Grenzgeschwindigkeit durch die Beziehung νf= ανH festgelegt werden, wobei νf die Grenzgeschwindigkeit, α ein frei wählbarer Steuerungsparameter mit α<1 und νH die vorgebbare Höchstgeschwindigkeit ist. Dabei kann die Höchstgeschwindigkeit νH von der Straßenklasse abhängen und unterschiedliche Werte beispielsweise für Wohngebiete, Durchgangsstraßen und Bundesstraßen annehmen. Der Steuerungsparameter α kann dann beispielsweise zur Berücksichtigung von bestimmten örtlichen Gegebenheiten variiert werden.
Die vorgebbare Höchstgeschwindigkeit kann explizit festgelegt werden, indem als Höchstgeschwindigkeit die auf der jeweiligen Straßenklasse gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit gewählt wird. Dabei kann diese gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit mit Hilfe eines telematischen Endgeräts (OBU) eines Landfahrzeugs erfaßt werden. Zu diesem Zweck enthält das Endgerät eine digitale Karte, welcher die jeweilig gültige Höchstgeschwindigkeit zu entnehmen ist. Weiterhin kann die vorgebbare Höchstgeschwindigkeit ebenfalls aus einer anwendungsspezifischen Tabelle erhalten werden, durch welche Straßenklassen und zulässige Höchstgeschwindigkeiten verknüpft werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn dem Endgerät nur die Strassenklasse zu entnehmen ist.
Weiterhin kann die vorgebbare Höchstgeschwindigkeit dadurch erhalten werden, daß das Landfahrzeug lokalisiert und die vorgebbare Höchstgeschwindigkeit zentral festgelegt wird, wobei eine Rückmeldung an das Landfahrzeug erfolgt.
Die vorgebbare Höchstgeschwindigkeit kann implizit festgelegt werden, indem die Höchstgeschwindigkeit durch eine Schätzung aus den Fahrdaten des bzw. der Landfahrzeuge erhalten wird. Diese Schätzung kann aus einer bestimmten Beziehung erhalten werden, in welcher Grenzen eines Geschwindigkeitsintervalls eingehen können. Diese Beziehung kann beispielsweise νH = (ν- + ν+)/2 sein, wobei νH die vorgebbare Höchstgeschwindigkeit ist und ν- und ν+ die Grenzen eines Geschwindigkeitsintervalls [ν-,ν+] sind, welches dadurch festgelegt wird, daß während einer bestimmten Zeit ein gewisser Prozentsatz der regelmäßig wiederholten Geschwindigkeitsmeßwerte in diesem Geschwindigkeitsintervalls [ν-,ν+] liegen.
Der ermittelte Verkehrszustand (z.B. "ungestörter Verkehr") kann den Verkehrsteilnehmern durch Senden einer entsprechenden Zustandsmeldung übermittelt werden.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1
zeigt in einem Blockdiagramm ein Ausführungsbeispiel eines Verfahren den zur Verkehrslageerfassung.
Fig. 2
zeigt ein typisches Geschwindkeitsprofil eines Fahrzeugs bei ungestörtem Verkehr in Ballungsräumen.
Fig. 3
zeigt ein typisches Geschwindkeitsprofil eines Fahrzeugs bei gestörtem Verkehr in Ballungsräumen.
Fig. 4
zeigt eine anwendungsspezifische Tabelle, durch welche Straßenklassen und zulässige Höchstgeschwindigkeiten verknüpft werden.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die aufgeführten Ausführungsbeispiele beziehen sich auf FCD-Verfahren, bei welchen die Landfahrzeuge mit telematischen Endgeräten (OBUs) ausgerüstet sind. Solche OBUs enthalten u.a. eine GPS-Einheit zum Ermitteln der momentanen Fahrzeugposition (x,y)ist, einen Geschwindigkeitssensor zum Feststellen der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit νist, einen Speicher zum Speichern von Daten (z.B. der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit νist und der momentanen Fahrzeugposition (x,y)ist), einen Sender zum Senden von Daten (z.B. Verkehrsdaten) und einen Empfänger zum Empfangen von Daten (z.B. Telematikdiensten). Solche Endgeräte sind an sich bekannt und daher hier nicht im einzelnen beschrieben.
In Fig. 1 ist der Ablauf eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Verkehrslageerfassung in einem Blockdiagramm dargestellt. Zunächst wird eine bestimmte von Null abweichende Grenzgeschwindigkeit νf festgelegt. Dies ist durch Block 10 dargestellt. Dabei können mehrere Grenzgeschwindigkeiten νf,1,...,νf,n (n ∈ N) festgelegt werden, welche unterschiedlichen örtlichen Bereichen [x,y]1,...,[x,y]n zugeordnet sind. Es kann auch ein bestimmtes Zeitintervall [t1,t2] festgelegt werden, in welchem diese Grenzgeschwindigkeit νf bzw. Grenzgeschwindigkeiten νf,1,...,νf,n Gültigkeit haben, oder unterschiedliche solche Zeitintervalle [t1,t2]1,...,[t1,t2]n für die unterschiedlichen örtlichen Bereiche. Die Festlegung der Grenzgeschwindigkeiten νf,1,...,νf,n kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Sie kann entweder zentral beispielsweise in einer Verkehrslageerfassungszentrale oder lokal in einem Landfahrzeug erfolgen. Einige Ausführungsbeispiele der Festlegung der Grenzgeschwindigkeiten νf,1,...,νf,n sind später beschrieben.
Wenn nicht schon in dem Landfahrzeug selbst ermittelt, werden die festgelegten Grenzgeschwindigkeiten νf,1,...,νf,n den mit OBUs ausgerüsteten Landfahrzeugen übermittelt. Dies ist durch Block 12 dargestellt. Die Übermittlung erfolgt mittels drahtloser Kommunikation. In dem OBU wird festgestellt, in welchem örtlichen Bereich [x,y]i (i ∈ [1,...,n]) das Landfahrzeug sich befindet (Block 14) und die zugehörige Grenzgeschwindigkeit νf,i wird ermittelt (Block 16). Die momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit νist wird festgestellt (Block 18) und mit der gültigen Grenzgeschwindigkeit νf,i verglichen (Block 20). Dieser Vergleich wird mit einer bestimmten Taktfrequenz (z.B. 1 Hz) wiederholt.
Hierdurch wird ein Verkehrszustand-Kriterium festgelegt, dessen Wert von diesem Vergleich abhängt, wobei zumindest einen Wert "ungestört" dem Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit νf zugeordnet ist. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt das Ermitteln des Wertes des Verkehrszustands-Kriteriums wie folgt:
  • Wenn νist größer als νf,i ist, wird der Wert des Verkehrszustands-Kriteriums auf "ungestört" gesetzt. Dies ist durch Block 22 dargestellt.
  • Wenn νist während einer festgelegten Zeitperiode T (z.B. 20 Sekunden) kleiner als νf,i ist, wird der Wert des Verkehrszustands-Kriteriums auf "gestört" gesetzt. Dazu wird zunächst festgestellt, ob νist kleiner als νf,i schon während einer längeren Zeitperiode t als T ist (Block 24). Wenn dies nicht der Fall ist ("NO"), dann wird der Wert des Verkehrszustands-Kriteriums auf "ungestört" gehalten (Block 22). Wenn jedoch νist kleiner als νf,i während einer längeren Zeitperiode als T bleibt ("YES"), dann wird der Wert des Verkehrszustands-Kriteriums auf "gestört" gesetzt. Dies ist durch Block 26 dargestellt.
Die Werte des Verkehrszustands-Kriteriums werden dann zu einer Verkehrslageerfassungszentrale über einen drahtlosen Kommunikationsweg übertragen. Dabei wird die Häufigkeit dieser Übertragung so gewählt, daß möglichst wenig Meldungen stattfinden. Vorzugsweise findet eine Übertragung erst bei einem Zustandswechsel des Wertes des Verkehrszustands-Kriteriums statt.
In der Verkehrslageerfassungszentrale werden dann die von den Landfahrzeugen gemeldeten Verkehrsdaten ausgewertet und eine Verkehrszustandsmeldung (z.B. "ungestörter Verkehr", "ungestörter Verkehr während [t1,t2]", "ungestörter Verkehr in [x,y]j") in Abhängigkeit von dem bzw. den Werten des bzw. der Verkehrszustand-Kriterien und gegebenenfalls dem Zeitintervall ([t1,t2]) und dem örtlichen Bereich ([x,y]i) erzeugt. Dies soll anhand von Fig. 2 und 3 verdeutlicht werden. Fig. 2 und 3 zeigen die momentane Geschwindigkeit νist eines Landfahrzeuges in Abhängigkeit von der Zeit t. Die vorgegebene Höchstgeschwindigkeit νH und die festgelegte Grenzgeschwindigkeit νf sind durch gestrichelte Linien dargestellt. Zu einem bestimmten Zeitpunkt tA überschreitet das Landfahrzeug die Grenzgeschwindigkeit νf. Dadurch wird der Wert des Verkehrszustands-Kriteriums auf den Wert "ungestört" gesetzt und eine entsprechende Meldung ("Telegramm") an die Verkehrslageerfassungszentrale übermittelt. Dies ist durch einen Pfeil A dargestellt.
Im weiteren Verlauf der in Fig. 2 dargestellten Fahrt wird die Grenzgeschwindigkeit νf von dem Landfahrzeug zwar immer wieder unterschreitet, d.h. νist wird kleiner als νf, jedoch ist die Zeitdauer des Unterschreitens immer kürzer als die festgelegte Zeitperiode T, so daß der Wert des Verkehrszustands-Kriteriums den Wert "ungestört" beibehält und auch keine Meldung an die Verkehrslageerfassungszentrale übermittelt wird. Es wird also angenommen, daß der Verkehr ungestört ist, obwohl die Geschwindigkeit νist des Landfahrzeuges sogar den Wert Null annehmen kann. Dies entspricht beispielsweise das Anhalten bei einer Rotphase einer Ampelanlage.
Im Gegensatz hierzu wird im weiteren Verlauf der in Fig. 3 dargestellten Fahrt die Grenzgeschwindigkeit νf von dem Landfahrzeug für eine längere Zeitdauer als die festgelegte Zeitperiode T (hier T = tC-tB) unterschritten. Bei tC wird der Wert des Verkehrszustands-Kriteriums dann auf den Wert "gestört" gesetzt. Da dadurch ein Zustandswechsel des Wertes des Verkehrszustands-Kriteriums (von "ungestört" auf "gestört") stattfindet, findet auch eine entsprechende Meldungsübertragung an die Verkehrslageerfassungszentrale statt. Dies ist durch einen Pfeil C dargestellt. Es wird also angenommen, daß der Verkehr dann gestört ist.
Wie oben schon erwähnt, gibt es verschiedene Möglichkeiten zur Ermittlung der Grenzgeschwindigkeit νf. Einige solche Möglichkeiten sollen nun anhand von Beispielen beschreiben werden:
  • In einem ersten Beispiel wird die Grenzgeschwindigkeit νf dadurch festgelegt, daß zunächst eine Höchstgeschwindigkeit νH festgelegt wird und die Grenzgeschwindigkeit νf in Abhängigkeit von dieser Höchstgeschwindigkeit νH bestimmt wird. Wie unten aufgeführt, kann die festgelegte Höchstgeschwindigkeit νH die jeweils gültige gesetzliche Höchstgeschwindigkeit in dem jeweiligen örtlichen Bereich sein. Die Bestimmung der Grenzgeschwindigkeit νf erfolgt in Übereinstimmung mit der Gleichung νf = ανH, wobei α ein frei wählbarer Steuerungsparameter mit α<1 ist. Dabei wird die Höchstgeschwindigkeit νH von der Straßenklasse abhängen und unterschiedliche Werte beispielsweise für Wohngebiete, Durchgangsstraßen und Bundesstraßen annehmen. Da man davon ausgehen muß, daß die meisten Landfahrzeuge die gesetzliche Höchstgeschwindigkeit nicht überschreiten, wird durch den Steuerungsparameter α die Grenzgeschwindigkeit νf gegenüber der Höchstgeschwindigkeit νH etwas reduziert.
    • Die vorgegebene Höchstgeschwindigkeit νH kann explizit festgelegt werden, indem als Höchstgeschwindigkeit νH die auf der jeweiligen Straßenklasse gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit gewählt wird. Dabei kann diese gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit mit Hilfe des telematischen Endgeräts (OBU) des Landfahrzeugs erfaßt werden. Zu diesem Zweck enthält das Endgerät eine digitale Karte, welcher die jeweilig gültige Höchstgeschwindigkeit zu entnehmen ist. Weiterhin kann die vorgebbare Höchstgeschwindigkeit ebenfalls aus einer anwendungsspezifischen Tabelle erhalten werden, durch welche Straßenklassen und zulässige Höchstgeschwindigkeiten verknüpft werden. Ein Ausschnitt eines Beispiels einer solchen Tabelle ist schematisch in Fig. 4 dargestellt. In Fig. 4 erkennt man, daß der örtliche Bereich [x,y]1 einer Bundesautobahn (BAB) mit einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 130 km/h, der örtliche Bereich [x,y]2 einer Bundesstraße (B) mit einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h und der örtliche Bereich [x,y]3 einer Stadtstraße (S) mit einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 50 km/h zugeordnet ist.
    Weiterhin kann die vorgegebene Höchstgeschwindigkeit νH dadurch erhalten werden, daß das Landfahrzeug lokalisiert und die Höchstgeschwindigkeit zentral festgelegt wird, wobei eine Rückmeldung an das Landfahrzeug erfolgt. Auch diese Festlegung kann durch Tabellen ähnlich Fig. 4 erfolgen.
    Die vorgegebene Höchstgeschwindigkeit νH kann jedoch auch implizit festgelegt werden, indem die Höchstgeschwindigkeit νH durch eine Schätzung aus den Fahrdaten des bzw. der Landfahrzeuge selbst erhalten wird. Diese Schätzung kann durch die Gleichung νH = (ν- + ν+)/2 erhalten werden, wobei ν- und ν+ die Grenzen eines Geschwindigkeitsintervalls [ν-,ν+] (z.B. [63 km/h,77 km/h]) sind, welches dadurch festgelegt wird, daß während einer bestimmten Zeit tR (z.B. 10 Minuten) ein gewisser Prozentsatz p% (z.B. 85%) der regelmäßig (z.B. sekündlich) wiederholten Geschwindigkeitsmeßwerte in diesem Geschwindigkeitsintervalls [ν-,ν+] liegen. Auch diese Art der Bestimmung der Höchstgeschwindigkeit liefert Werte, welche für das Verfahren gut brauchbar sind.
    In den hier aufgeführten Ausführungsbeispielen ist das Verkehrszustands-Kriterium zweiwertig mit den Werten "ungestört" und "gestört". Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das Verkehrszustands-Kriterium natürlich auch mehr als zwei Werte haben kann. Beispielsweise können mehrere unterschiedliche Grenzgeschwindigkeiten für ein und demselben örtlichen Bereich festgelegt werden, wobei dann nicht nur zwischen ungestörtem und gestörtem Verkehr, sondern beispielsweise zwischen ungestörtem Verkehr, stockender Verkehr, dichter Verkehr und Stau unterschieden werden kann.

    Claims (20)

    1. Verfahren zur Verkehrslageerfassung auf Straßen durch Datenerfassung mittels Sensoren und Datenauswertung anhand von Parametern, mit den Verfahrensschritten:
      (a) Erfassen der Fahrzeugposition ((x,y)ist) von Landfahrzeugen,
      (b) Erfassen der dem jeweiligen Landfahrzeug zugeordneten Fahrzeuggeschwindigkeit (νist),
      (c) Ermitteln eines Verkehrszustand-Kriteriums in Abhängigkeit von der erfaßten Fahrzeugposition ((x,y)ist) und der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (νist),
      gekennzeichnet durch
      (d) Ermitteln einer bestimmten, von Null abweichenden Grenzgeschwindigkeit (νf),
      (e) Vergleich der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (νist) eines Landfahrzeuges mit der Grenzgeschwindigkeit (νf), und
      (f) Ermitteln eines Verkehrszustand-Kriteriums, bei dem das Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit (νf) einem bestimmten Wert ("ungestört") zugeordnet ist.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ermitteln eines Verkehrszustand-Kriteriums, bei dem das Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit (νf) in einem bestimmten Zeitintervall ([t1,t2]; [t1,t2]i) einer bestimmten Wert ("ungestört") zugeordnet ist.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Ermitteln eines Verkehrszustand-Kriteriums, bei dem das Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit (νf) in einem bestimmten örtlichen Bereich ([x,y]i) einer bestimmten Wert ("ungestört") zugeordnet ist.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugpositionen ((x,y)ist) und die Fahrzeuggeschwindigkeiten (νist) von mehreren Landfahrzeugen erfaßt werden und Verkehrszustand-Kriterien, bei denen das Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit (νf) einem bestimmten Wert ("ungestört") zugeordnet ist, für mehreren der erfaßten Fahrzeugpositionen ((x,y)ist) und mehreren der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeiten (νist) ermittelt werden.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitperiode (T) festgelegt wird, während welcher der besagte Wert ("ungestört") des Verkehrszustand-Kriteriums auch dann aufrechterhalten wird, wenn während dieser Zeitperiode (T) kein Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit (νf) vorliegt.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugposition ((x,y)ist) der Landfahrzeuge und die dem jeweiligen Landfahrzeug zugeordnete Fahrzeuggeschwindigkeit (νist) durch stationäre Sensoren erfaßt werden.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugposition ((x,y)ist) der Landfahrzeuge und die dem jeweiligen Landfahrzeug zugeordnete Fahrzeuggeschwindigkeiten (νist) durch in Landfahrzeugen mitgeführten mobilen Sensoren erfaßt werden.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzgeschwindigkeit (νf) durch die Beziehung νf = ανH festgelegt wird, wobei α ein frei wählbarer Steuerungsparameter mit α<1 ist und νH eine vorgebbare Höchstgeschwindigkeit darstellt.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare Höchstgeschwindigkeit (νH) der auf der jeweiligen Straßenklasse gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit darstellt.
    10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare bzw. gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit (νH) mit Hilfe eines telematischen Endgeräts (OBU) eines Landfahrzeugs erfaßt wird.
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare bzw. gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit (νH) aus einer Tabelle (Fig. 4) erhalten wird, durch welche Straßenklassen und zulässige Höchstgeschwindigkeiten verknüpft werden.
    12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare bzw. gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit (νH) durch Rückmeldung aus einer Zentrale erhalten wird.
    13. Verfahren nach Anspruch 8-12, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare bzw. gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit (νH) durch eine Schätzung aus den Fahrdaten eines Landfahrzeugs erhalten wird.
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schätzung der vorgebbare bzw. gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit (νH) aus der Beziehung νH = (ν- + ν+)/2 erhalten wird, wobei ν- und ν+ die Grenzen eines Geschwindigkeitsintervalls ([ν-,ν+]) sind, welches dadurch festgelegt wird, daß während einer bestimmten Zeit (tR) ein gewisser Prozentsatz (p%) der regelmäßig wiederholten Geschwindigkeitsmeßwerte in diesem Geschwindigkeitsintervalls ([ν-,ν+]) liegen.
    15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-14, gekennzeichnet durch Senden einer Verkehrszustandsmeldung ("ungestörter Verkehr") in Abhängigkeit von dem bzw. den Werten ("ungestört") des bzw. der Verkehrszustand-Kriterien.
    16. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-15, gekennzeichnet durch Senden einer Verkehrszustandsmeldung ("ungestörter Verkehr während [t1,t2]") in Abhängigkeit von dem bzw. den Werten ("ungestört") des bzw. der Verkehrszustand-Kriterien und dem Zeitintervall ([t1,t2]).
    17. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-16, gekennzeichnet durch Senden einer Verkehrszustandsmeldung ("ungestörter Verkehr in [x,y]") in Abhängigkeit von dem bzw. den Werten ("ungestört") des bzw. der Verkehrszustand-Kriterien und dem örtlichen Bereich ([x,y]).
    18. Verwenden des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-17 zur Verkehrslageerfassung auf nicht kreuzungsfreien Straßen.
    19. Verwenden des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-17 zur Verkehrslageerfassung auf Straßen mit vorgeschriebener Höchstgeschwindigkeit.
    20. Verwenden des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-17 zur Verkehrslageerfassung auf Straßen mit Ampelanlagen.
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