EP1480184A2 - Method for detecting road traffic characteristics at access points - Google Patents
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- EP1480184A2 EP1480184A2 EP04001394A EP04001394A EP1480184A2 EP 1480184 A2 EP1480184 A2 EP 1480184A2 EP 04001394 A EP04001394 A EP 04001394A EP 04001394 A EP04001394 A EP 04001394A EP 1480184 A2 EP1480184 A2 EP 1480184A2
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- diagram
- points
- density
- fundamental diagram
- fundamental
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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
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/07—Controlling traffic signals
- G08G1/08—Controlling traffic signals according to detected number or speed of vehicles
Definitions
- the invention relates to a method for determining traffic parameters Operator stations for handling individually moving units with alternating ones Blocking and pass phases and with one in front of the operator station arranged detector.
- the operating stations mentioned, such as traffic lights or Locks usually serve to block the traffic of individually moving units, such as motor vehicles.
- the operator stations have handling phases on that from a blocking phase with a certain, but possibly variable blocking period and a pass phase with a certain, but there may be variable pass times.
- a fundamental diagram shows the relationship between traffic levels (Number of units per unit of time) and traffic density (number of units per path length). Both sizes, traffic volume and traffic density, are usually used for predetermined time intervals (sometimes also as measuring intervals or aggregation periods) and then for each time interval represented as a point in the fundamental diagram.
- a fundamental diagram includes a number of discrete points.
- Everyone Point of a fundamental diagram consists of two values (coordinates) and gives the traffic volume and traffic density during a time interval on. Both quantities can be standardized in a suitable manner, for example by be divided by a time and / or length interval.
- the graphic Representation of a fundamental diagram can show the traffic volume over the traffic density be applied; alternatively, the axes can also be interchanged (in the latter case, the coordinates of the points are reversed).
- the traffic density can be determined by explicit observation and counting of units can be determined.
- the traffic density can also be through the occupancy time of a detector (sum of the occupancy times) can be specified within a (measurement) interval.
- the occupancy period can also be divided by the duration of the measurement interval, so that the Traffic density is indicated by the so-called occupancy rate.
- traffic volume over occupancy time or Degree of occupancy or with interchanged axes As already mentioned before, traffic volume over occupancy time or Degree of occupancy or with interchanged axes.
- the points of a characteristic diagram consist of three values (coordinates), where two of the coordinates correspond to the coordinates of the corresponding point correspond to the fundamental diagram; the third value is the corresponding one Parameter value.
- Possible traffic parameters that are indicated by the points of a Characteristic diagram, the maximum stowage length, the waiting time per vehicle, the average stowage length, the total waiting time of all vehicles, the degree of utilization or the like; these values are therefore everyone Orbit (which corresponds to a point in the fundamental diagram).
- points (all or a subset thereof) of the (measured) fundamental diagram with points of the comparative fundamental diagrams automatically compared.
- comparing the points are compared directly or indirectly; the latter for example by first transforming the points in a suitable manner become.
- a comparison fundamental diagram the fundamental diagram - according to a predetermined similarity condition - "As similar as possible" can be determined in a simple manner. Via the characteristic diagram corresponding to this comparative fundamental diagram Corresponding traffic parameters for the (measured) Determine the fundamental diagram and thus the operator station.
- the comparison with all comparison foundation diagrams can be made carried out; alternatively, it can only work with some be carried out if the similarity condition has already been met beforehand should.
- step c) can include the steps:
- a section of a rectangular grid can be used as a grid section be used, through which the area with the points of the Fundamental diagram or the comparison fundamental diagrams covered becomes.
- the base vectors of the grid are preferred aligned parallel to the axes of the fundamental diagram.
- Such one Density diagram therefore corresponds to a three-dimensional representation in which a density value is assigned to each (two-dimensional) grid point; the points of a density diagram consist of three coordinate values.
- the density value assigned to the lattice point results from the distance of the Points of a subset of the fundamental diagram calculated at this point and then summed up.
- the subset can be part or all of the points Fundamental diagram.
- the Euclidean distance can be used.
- the density values can be standardized, for example by the sum of all density values of a comparison fundamental diagram can be divided.
- an operator station (with exceptions) always occurs also an undersaturated traffic condition while an oversaturated condition not necessarily (even with a longer observation period) have to be.
- a fundamental diagram with comparative fundamental diagrams can be compared, although similar in terms of the undersaturated area are, but have different supersaturated areas.
- a fundamental diagram has no oversaturated area at all, however, a comparison fundamental diagram, which is also a supersaturated one Area is very similar with respect to the points of the undersaturated area be and thus have a similar traffic characterization.
- the density diagram is determined in addition to the distinction between oversaturated and undersaturated
- the contributions of these areas are weighted differently by the two areas Contributions multiplied by one, in particular different, factor become.
- one of the two factors can be 1.
- each Fundamental diagram is a collection of orbits over a certain Period. During this period, the traffic level fluctuates after one for the examined route section typical pattern. When measuring traffic volume one speaks over a whole day. B. from "hydrographs".
- the summation of the first sum and the second sum can for all grid points that are on a straight line parallel to the traffic density axis of the Comparative fundamental diagram, with a variety of different Factors are repeated from the predetermined first and second set, and the density values obtained in each case with the corresponding density values of Density diagram of the fundamental diagram according to a predetermined criterion be compared until a predetermined similarity condition is met.
- a comparison foundation diagram is initially divided into two comparison foundation diagrams or partial foundation diagrams that correspond to the undersaturated and the oversaturated region. These two sub-fundamental diagrams then become density diagrams composed, with the contributions of the undersaturated and the oversaturated Range are weighted differently and this weighting varies becomes.
- the weighting is not chosen to be the same for all points; instead, the weighting is used for subsets of the two density diagrams carried out separately and by comparison with the density diagram of the Fundamental diagram optimized.
- Such a subset includes all the points that lie on a straight line parallel to the traffic density axis.
- Further developments described here can also be the density values of the density diagrams be standardized (for example, in each case via the sum of all density values on one of the mentioned straight lines), in order to facilitate the comparison.
- step c) for the density diagram of the fundamental diagram and the Density diagrams of the comparative fundamental diagrams show the differences in the distance values of the corresponding points are formed, and continue Density diagram of the comparison fundamental diagrams as a reference density diagram be determined for which the sum or the average of the difference amounts is minimal or less than a predetermined threshold.
- the comparison fundamental diagrams a reference density diagram, that of the density diagram of the fundamental diagram according to the similarity condition comes as close as possible.
- a comparison fundamental diagram is after of this training "as close as possible" to the fundamental diagram if - according to the 1st alternative - the sum of the difference amounts (and thus also the Average of the difference amounts) minimal compared to all other comparative foundation diagrams is.
- the fundamental diagram must be included all or a predetermined subset of comparison foundation diagrams be compared.
- the predetermined similarity condition be satisfied if the sum of the difference amounts (and thus also the average of the difference amounts) smaller than a predetermined one Is threshold. In this case, it is sufficient to use the fundamental diagram with comparative fundamental diagrams to compare until this threshold is undershot becomes. This can speed up the process.
- the parameters are thus advantageously (or their density), which correspond to the determined reference density diagram, the searched traffic parameters (or their density) for the examined Fundamental diagram determined.
- the subset can be part or all Include points on the characteristic diagram.
- a temporal "gradient" determined in this way also allows one Achieve assignment in a suitable manner.
- the results both comparisons can be combined.
- a comparative fundamental diagram is the fundamental diagram "as similar as possible" if - according to the 1st alternative - the sum of the Distances (and thus the average of the distances) minimal among all Comparative fundamental diagrams. To do this, the fundamental diagram with all or a predetermined subset of comparison foundation diagrams be compared. According to the second alternative, the predetermined one Similarity condition must be met if the sum of the distances (and thus also the average of the distances) smaller than a predetermined threshold is.
- step c) all of the methods described above can preferably use the points of the fundamental diagram and the comparative fundamental diagrams common blocking and / or transmission periods are transformed. You can do this the points of only one of the two diagrams (fundamental diagram or Comparison fundamental diagram) or both diagrams actually modified become. In this way, the fundamental diagram and the comparative fundamental diagrams can be created compare particularly easily. In particular can the diagrams in this way regardless of the circulation, blocking and / or Pass time can be made. This allows the method to be applied to any LSA controls, even with strongly fluctuating circular or release signs, are used (e.g. public transport-prioritized signal systems or adaptive LSA controls). For example, in the case of fundamental diagrams for a Light signal system the points are transformed such that the orbital period at 1 and the red time is 0.5.
- the comparison can only be carried out in step c) for points within a predetermined traffic range become. It can also be used for fundamental diagrams that only have a specific one Show time range of a day (e.g. only with high traffic volumes), evaluated become.
- special geometric boundary conditions can be used (for example, short lanes in front of traffic lights) or operational Special features (construction sites, fluctuating release times or passage times due to measures to prioritize buses or trains on traffic lights) be taken into account and adjusted.
- Real measurements or manually designed comparison fundamental diagrams can be used especially for recognition technical errors, for example multiple trigger detectors or Detectors with incorrect occupancy measurement are used.
- step c) and / or step d) and / or step e) with the aid of Matrices are performed.
- This enables a particularly simple implementation of the procedure. For example, when using a rectangular grid in training with density diagrams, the points of the Display density diagram in matrix form particularly well.
- Such control can be done offline or online. In the former case determined the data over a certain period of time and then using evaluated the procedure. With online control, for example The points of a fundamental diagram are determined and evaluated once at the beginning become. Then points for the fundamental diagram continue is calculated and the associated traffic parameter is calculated for each point or the traffic parameters. This means in particular that if the traffic quality deteriorates, for example if it occurs of a traffic jam, the operating station is actuated in a suitably modified manner can be.
- the invention also provides a computer program comprising at least one computer-readable medium with which the steps of the previous described methods can be performed.
- FIG. 1 illustrates an example of a geometry on which the method is based in the case of traffic lights as an operator station on a street.
- a road 1 are two operator stations, in this case traffic lights 2 and 2 'arranged.
- traffic lights 2 and 2 ' are arranged in each traffic light system.
- a stop line 3 or 3 'on the Street arranged in each traffic light system.
- the street shown is a one-way street, on which vehicles 4 move from left to right, as through the arrow is indicated.
- a detector 5 is arranged at a predetermined distance D before the stop line.
- FIG. 2 An example of the graphical representation of a fundamental diagram for Light signaling systems are shown in FIG. 2.
- the traffic volume Z in vehicles per round trip time
- the occupancy period B in seconds
- the traffic density can also be in a different form than the duration of the occupancy can be specified.
- comparison fundamental diagrams must be used to be provided. This can be done in different ways. On the one hand, microscopic traffic flow simulations can be carried out with which the most varied traffic situations are reproduced and have the resulting fundamental diagrams created.
- the measuring process is determined by one or more detectors at defined intervals simulated to the stop line. Preferably, the data from each individual detector collected separately.
- comparison fundamental diagrams can also be taken from real measurements to be created. This can be particularly useful when patterns are out of order Detectors originate, are to be generated. Depending on the defect (for example Flutter of a relay and the resulting multiple counts) there are other patterns, which then (contained in a regular traffic pattern or as an additional comparison fundamental diagram) for the detection of technical Errors can be used. This results in a well configurable and at the same time a highly efficient procedure for plausibility checking and Fault detection of detectors.
- Comparative fundamental diagrams can also be used, especially for recognition technical errors, generated manually.
- the result of the evaluation is that such a comparative fundamental diagram is the measured fundamental diagram the most similar may be due to a corresponding detector defect getting closed.
- Both comparison fundamental diagrams and measured fundamental diagrams depend on the period of circulation and passage. In particular can These durations vary over the course of a measurement or simulation.
- the points of the diagrams are preferably more suitable Transformed way. This results in a transformed fundamental diagram or comparative fundamental diagram, as it is for example in Figure 3 is shown.
- comparison fundamental diagrams all with the same blocking and passage times have been generated, it may be sufficient to use only the points of the transform (measured) fundamental diagram.
- various straight lines can be identified in the graphic representation of a fundamental diagram.
- a favorable value for B Fz is one second per vehicle.
- the straight line b is created by a parallel shift up to r ', a modified blocking time (red time).
- r ' r - k ⁇ x
- x is the distance between the detector and stop line
- r the red time
- k is a reduction factor that takes into account the reduced stop time at a greater distance from the stop line.
- a possible value for k is the reciprocal of the vehicle length, for example with 6.4 m as the average vehicle length.
- the straight line c starts on the occupancy axis from the point of the interval length (round trip time tu) and meets the intersection of the straight lines b and d.
- the points in the area of the straight line a correspond to freely passing vehicles.
- the points in the area of route b correspond to orbits in which vehicles stand on the detector throughout the red season; there is one poor coordination of successive operator stations.
- Points in the area of the distance c correspond to the area of supersaturation (OS) that due to overload (too short green time) or disturbances in the drain. in the Intersection of line b and c meet the areas of poor coordination and supersaturation.
- OS supersaturation
- a transformation of a fundamental diagram to compare for Fundamental and comparative fundamental diagrams common locking and Having pass times should preferably be unambiguous, so with new ones Reverse transformation is possible for green and round trip times. Furthermore, should the positions between the straight lines b and c are as unchanged as possible in relation to one another remain as that area most of the information of the fundamental diagram contains.
- the Points first by changing the red time r 'to half the orbital time tu transformed.
- the x and y axes are then transformed into In relation to the round trip time, so that this becomes 1.
- f r r N r ' , tu .
- f G tu N - r N tu - r ' ⁇ tu .
- the y-coordinates (traffic intensity Z) are always transformed in the same way, while the transformation of the x-coordinates (occupancy duration B) takes place differently.
- the coordinates of the points are divided by the orbital period: so that the new coordinates of each point (B N , Z N ) result.
- the point P P ( j ) ( B P ( j ), Z P ( j )), of a pattern P P is sought which is closest to it according to a distance measure.
- the distance of a point P P ( j ) from the point P M ( i ) under consideration is d i .
- the similarity or distance of a comparison fundamental diagram to a considered fundamental diagram can then, for example, with are calculated (n i denotes the number of points on the fundamental diagram).
- the starting point is the distance matrix where the entries of a line indicate the distance from one point of the measurement to all n j points of the pattern and the entries of each column the distance of a point of the pattern to the n i points of the measurement.
- the number of points in the pattern n j need not be equal to the number of points in the measurement n i .
- Another distance measure can also be used as follows can be used with which a special weighting of the distance is achieved.
- a measure of the proximity to the pattern can be made be determined. This means that close points are considered very strongly, points far away (in the Euclidean sense) are practically not taken into account. If there are more points of the pattern in the area of a measuring point, the corresponding weight will also be higher.
- the similarity of a fundamental diagram and a comparative fundamental diagram results in the larger this value, the more similar the fundamental diagram and the comparative fundamental diagram are viewed.
- Both variants described above can be further refined by only takes points of the pattern that are in the same area of traffic like the points of measurement. It can also be used for fundamental diagrams that only a certain time range of a day (for example, with high traffic volumes) map, be evaluated.
- a transformed fundamental diagram spanned a grid.
- the grid points a value for the frequency of the points on the fundamental diagram is weighted assigned with the distances to the respective grid points.
- the Get points from density graphs are with each other compared by the height for each grid point in both graphs subtracted from each other and the difference in amount is determined.
- this comparison can be made line by line (in matrix notation) be performed.
- a grid can also be used as a vector P G are written, the entries of which represent the grid coordinates of the grid.
- the corresponding vector for a rectangular grid with 40 points in the B direction and 20 points in the Z direction has the form, for example
- a weighting matrix is also determined here in order to determine the similarity or the distance of the fundamental diagram to the grid points (see equations (8), (11) and (12)).
- the grid vector takes P G the role of the measurement (indexed with i) and the fundamental diagram that of the pattern (indexed with j).
- the resulting weighting matrix U with the entries u i, j now contains entries which give the weighting of the distance of all grid points (per grid point of a line) to the points of the fundamental diagram (one column per point of the fundamental diagram) ) specify.
- the dimension of the matrix is, as in the case above, n i ⁇ n j . The higher the values of the matrix entries in a row, the more points are close to the grid point that corresponds to this row.
- a density value can be assigned to each grid point as follows. First of all calculated. A corresponding density diagram is shown in FIG. 5. In addition, the sum be determined. This then gives the normalized density for each grid point as
- Such a density diagram is preferably represented in the form of a matrix, the coordinates of the matrix entries corresponding to the grid coordinates. For a grid with 40 points in the B direction and 20 points in the Z direction, a 40 x 20 matrix is obtained, the entries of which each indicate the density value assigned to a grid point.
- a density matrix G U thus has the form where the entries are indexed by way of example via the coordinates of the grid points.
- density matrices G U, 1 and G U, 2 are available for two fundamental diagrams, the distance (or the similarity) between them can be calculated, for example, via whereby the amount is taken from the entries of the difference matrix and is summed over all elements (entries); Then you can divide by the number of summands to get the average. With this simple similarity criterion, the search for the most similar pattern can be carried out very quickly with previously calculated density matrices. The result can also be standardized.
- Every measured Fundamental diagram is a collection of orbits over a larger one Period.
- the traffic volume usually fluctuates during this period a typical pattern for the section of the route examined. During measurements The traffic volume over a whole day is called "gangways".
- Certain patterns of traffic intensity are also used as a basis for the patterns Service. Because the graphs are based on the density distribution in fundamental diagrams the comparison of a fundamental diagram with comparison fundamental diagrams with different guiglines to distorted results to lead.
- two density matrices G U, US and G U, OS are calculated, which contain only the undersaturated or the oversaturated points of the comparison fundamental diagram.
- the separation or assignment of the points of the pattern into undersaturated and oversaturated points can be carried out with the known traffic parameters in each round according to simple rules.
- Lmax maximum back pressure in vehicles
- Z Z the traffic volume
- a vector k Best is defined, which has the k-value as entries for each row, which leads to the greatest similarity in the corresponding row of the matrices. From this, a matrix K Best is generated, which has the dimension of the density matrices examined and whose elements of one row are identical to the corresponding value of the vector k Best included. This results in G U .
- P Best G U , US + K Best * G U , OS as the best approximation of the comparison fundamental diagram to the measurement, whereby the operation "*" means the element-by-element multiplication.
- This grid matrix is used below for determining traffic parameters.
- the special occupancy duration B_spec and the filling time dt (as used in EP1 276 085) and the degree of the disturbance GradStoe are shown in this table.
- the degree of disruption can, for example, change can be defined, where x is the distance between the detector and the stop line.
- FIG. 1 An example of a determination of traffic parameters is shown schematically in FIG shown.
- step (A) those provided in the comparative foundation diagrams B and Z data transformed as described above.
- a corresponding Transformation also takes place for the measured points of the fundamental diagram in step (D) instead.
- step (B) the traffic parameters to be determined (exemplary shown: maximum stowage length Lmax and waiting time per vehicle WFz) a transformation independent of the signal data (green / round trip time) and at Supersaturation made from the route length used in the simulation.
- Lmax maximum stowage length
- WFz waiting time per vehicle WFz
- the result is one or more grid matrices, the elements of which are the mean values of the respective parameter for the (B, Z) point of the grid element represent (step (C)).
- a time series of points is created d. H. the points are sorted according to their temporal occurrence, so that a path is rounded by rounding to the nearest grid points (in time Terms) by the lattice matrix or density matrix of the fundamental diagram results.
- step (C) The values of the grid matrices calculated in step (C) for the traffic parameters are shown the respective points of the time series from step (E) time series of the transformed state variables (step (F)). Will the Values of these time series according to the measurement conditions (tu, tgr (green time), route length) back-transformed (step (H)) and optionally smoothed the result is the correspondingly determined traffic parameters.
- step (G) it is checked for each point of the measurement whether it is the undersaturated one or saturated traffic condition. The assignment takes place depending on this a transformed characteristic value from US or OS and depending on it also the reverse transformation in step (H).
- the aim of the standardization step (B) are grid matrices analogous to the density matrix G U , only the matrix values here contain maximum accumulation lengths (at G Lmax ) or average waiting times (at G WFz ) .
- the congestion extends after a short time with oversaturation the entire route in the inflow of the LSA.
- a certain "modulation" So depending on traffic volume and duration of occupancy, can with the shown standardization can be achieved.
- step (C) Using a grid vector P G , which contains all the points of the grid (see formula (15)), is used in step (C) in conjunction with the points (B, Z) of the pattern P P according to formulas (8), (11), (12)) creates a general weighting matrix W 'analogous to the above. If this is still standardized line by line (sum of the elements per line is 1), the weighting matrix W is obtained.
- a weighting matrix W US is obtained in the same way and, accordingly, a weighting matrix W OS for the points in the oversaturated state .
- the normalized maximum accumulation lengths for the undersaturated and the oversaturated state can be sorted according to their temporal occurrence, so that vectors L max, US , N and L Max, UOS , N analog to P P , US and P P , OS receives. So that over and a subsequent arrangement in matrix form analogous to G u above grid matrices G Lmax, US and G Lmax, OS of the maximum accumulation lengths per grid point.
- each point of the measurement of the fundamental diagram in step (E) can be approximated by a position in the grid.
- B M , N and the normalized traffic volume Z M , N can be the index vectors for columns k B and lines k Z of the lattice matrices can be calculated as follows.
- Operation ones creates a 1 vector (vector only with ones as entries) the dimension of the argument; rounding () rounds the argument.
- the values of the result vectors can be due to software reasons be limited to the range of values used as the index for addressing elements of matrices is allowed. Set the integer values of these vectors now represent numbers of the columns or rows of the grid matrix.
- step (F) the queue lengths or waiting times can be determined from the corresponding grids for each cycle as follows:
- the traffic parameters are thus for a measured point of a fundamental diagram "Maximum stowage length" and "waiting time per vehicle” determined Service.
- Equation (28) applies to matrices that have unsaturated or oversaturated traffic conditions describe. As described, the corresponding matrix is for the waiting time not necessary in the case of oversaturation, and thus the corresponding arithmetic operation.
- Step (G) can, for example, already be based on the position in the fundamental diagram the measurement itself (see Fig. 4): the points are clear To the left of route b, if they represent unsaturated round trips, they are sufficient to the right of this stretch, oversaturated. This can be done using suitable distance criteria be implemented.
- the affiliation can be checked in two ways and the results are combined.
- the basis is always the comparison fundamental diagram, which is most similar to the measurement. Measured the distance of each measuring point to the undersaturated and the oversaturated Partial pattern.
- the affiliation can be determined based on the location of the point.
- the density matrices G U , US , G U , OS are used for this . Their matrix entries represent the density that the fundamental diagram has at the location of the entry (at the corresponding grid point). If the density of the matrix of undersaturated points at one point is higher than the density of the oversaturated matrix, the membership of the undersaturated state is higher than that of the oversaturated, and vice versa.
- the matrix G U, P Best can be used, which is defined in formula (22).
- the normalization is done via a matrix
- the matrix S has the dimensions of the lattice matrices and is made up of vectors s together, the elements of which are the row-by-row sums of the density lattice matrix G U , P Best represent. It can be used for standardization and takes into account the proportion of disturbances in the fundamental diagram of the measurement for each traffic level.
- the affiliation of the measuring points to the undersaturated and oversaturated subset can be determined within the grid as follows:
- a determination of membership based on the gradient can be found in particular in the cases in which measuring points result from poor coordination and from oversaturation be in the same area of the fundamental diagram.
- the "movement" of the points is used as a criterion. For this, the change (difference) to the previous point of the time series is calculated for each point of the standardized measurement and the (standardized) pattern. The starting point is then the respective vector for both time series:
- the gradient vectors of the pattern represent like the gradient vector of the measurement Time series represent, whereby the gradient vectors of the pattern from several Sections of different time periods can be composed.
- each individual point of the measurement can be assigned to the undersaturated or oversaturated state:
- the normalized accumulation lengths and waiting times can be assigned to the corresponding area and then de-normalized (step (H)).
- the maximum stowage length finally results:
- the average waiting time per vehicle can be determined as
- L Fz is the average vehicle length, e.g. 6.4m.
- Z M (i) is the smoothed traffic volume of the measurement, calculated, for example, using exponential smoothing:
- the degree of disturbance can also be determined for the circuits with supersaturation. Instead of the normalized maximum accumulation length, the degree of disturbance, as defined above, can be transferred into a corresponding grid G GradStoe, OS, P and via the index vectors without further normalization k Z ( i ) and k B ( i ) are evaluated again with reference to the time series of the measured values. Additional traffic parameters can be determined in the same way using appropriate procedures for standardization and de-standardization.
- the degree of the disturbance does not exceed a certain limit value, for example 0.3, one obtains an approximation of the circulations in which saturated traffic flow took place without disturbances in the outflow.
- the saturation traffic intensity can then be determined from the traffic intensity and the release time:
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Verkehrskenngrößen an Bedienstationen zur Abfertigung einzeln bewegter Einheiten mit sich abwechselnden Sperr- und Durchlassphasen und mit einem vor der Bedienstation angeordneten Detektor.The invention relates to a method for determining traffic parameters Operator stations for handling individually moving units with alternating ones Blocking and pass phases and with one in front of the operator station arranged detector.
Die genannten Bedienstationen, wie beispielsweise Lichtsignalanlagen oder Schleusen, dienen üblicherweise dazu, den Verkehr einzeln bewegter Einheiten, wie beispielsweise Kraftfahrzeuge, zu regeln. Die Bedienstationen weisen Abfertigungsphasen auf, die aus einer Sperrphase mit einer bestimmten, aber gegebenenfalls variablen Sperrdauer und einer Durchlassphase mit einer bestimmten, aber gegebenenfalls variablen Durchlassdauer bestehen.The operating stations mentioned, such as traffic lights or Locks usually serve to block the traffic of individually moving units, such as motor vehicles. The operator stations have handling phases on that from a blocking phase with a certain, but possibly variable blocking period and a pass phase with a certain, but there may be variable pass times.
Gerade bei den heutigen Verkehrsaufkommen auf den Straßen ist es von großer Bedeutung, die Verkehrsströme in optimaler Weise zu lenken und zu steuern. Um beispielsweise Lichtsignalanlagen geeignet einzustellen und zu steuern, ist es nötig, Aussagen über die Verkehrsqualität von signalisierten Streckenabschnitten oder Lichtsignalanlagen (LSA)-Zufahrten zu treffen.Especially with today's traffic on the streets, it is of great importance The importance of directing and controlling traffic flows in an optimal manner. Around For example, it is suitable to set and control traffic light systems necessary, statements about the traffic quality of signaled sections of the route or light signal systems (LSA) access.
Für die Messung der Qualität des Verkehrsflusses in LSA-Zufahrten oder der Qualität von "Grünen Wellen" gibt es bisher kein in der Praxis eingesetztes Verfahren, dass mit Hilfe einfacher Detektion Verkehrskenngrößen von LSA-Zufahrten, wie die Kapazität (abfertigbare Anzahl von Fahrzeugen in einer Abfertigungsphase), Qualität der Koordinierung aufeinanderfolgender LSA in Abhängigkeit von der Auslastung, Informationen über die zeitliche Ausdehnung und Häufigkeit von Störungen und Überlastungen, bestimmen kann. Verkehrskenngrößen der zuvor genannten Art konnten bisher nur über aufwendige Messfahrten oder über Nachstellungen des Verkehrsflusses in Simulationen durchgeführt werden. Insbesondere war es nicht möglich, Verkehrskenngrößen in automatisierter Form zu bestimmen. For measuring the quality of traffic flow in LSA access roads or The quality of "green waves" has so far not been used in practice, that with the help of simple detection traffic parameters of LSA accesses, such as capacity (number of vehicles that can be handled in a handling phase), Quality of the coordination of successive LSA depending of utilization, information about the time extension and Frequency of disturbances and overloads. traffic parameters Up to now, the aforementioned type could only be carried out using complex test drives or by simulating the flow of traffic. In particular, it was not possible to use traffic parameters in automated Determine shape.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren weisen verschiedene Nachteile auf. Zum Einen unterliegt die Beurteilung der Qualität von "Grünen Wellen" subjektiven Kriterien. Die Optimierung "Grüner Wellen" erfordert weiterhin einen hohen planerischen und EDV-gestützten Aufwand, wobei die entsprechenden Ergebnisse dennoch von Praktikern in Zweifel gezogen werden. Außerdem ist ein systematisches Qualitätsmanagement von Lichtsignalanlagen nur mit hohem Messaufwand möglich (z. B. Messfahrten). Auch der Vergleich der Leistungsfähigkeit (Performance) verschiedener Steuerungsverfahren für Lichtsignalanlagen kann nur mit großem Aufwand durchgeführt werden.The methods known from the prior art have various Disadvantages. Firstly, the assessment of the quality of "green waves" subjective criteria. The optimization of "green waves" still requires a high level of planning and IT support, with the corresponding Results are nevertheless questioned by practitioners. Besides, is a systematic quality management of traffic signal systems only with high Measurement effort possible (e.g. measurement runs). Also the comparison of performance (Performance) various control methods for traffic signal systems can only be carried out with great effort.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Verkehrskenngrößen an Bedienstationen mit geringem Aufwand bestimmt werden können.It is therefore the object of the invention to provide a method with which Traffic parameters can be determined at operator stations with little effort can.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Dementsprechend stellt die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung von Verkehrskenngrößen an Bedienstationen zur Abfertigung einzeln bewegter Einheiten mit sich abwechselnden Sperr- und Durchlassphasen und mit einem vor der Bedienstation angeordneten Detektor mit den Schritten bereit:
- a)
- Bereitstellen der Punkte einer Mehrzahl von Vergleichsfundamentaldiagrammen und Bereitstellen der Punkte eines Kenngrößendiagramms, das zu jedem Punkt eines Vergleichsfundamentaldiagramms einen Verkehrskenngrößenwert umfasst, für jedes Vergleichsfundamentaldiagramm,
- b)
- Bereitstellen der Punkte eines Fundamentaldiagramms für die Bedienstation unter Verwendung von Detektordaten,
- c)
- automatisches Vergleichen von Punkten des Fundamentaldiagramms mit Punkten jeweils eines der Vergleichsfundamentaldiagramme nach einem vorbestimmten Kriterium, bis eine vorbestimmte Ähnlichkeitsbedingung erfüllt ist.
- a)
- Providing the points of a plurality of comparative fundamental diagrams and providing the points of a characteristic quantity diagram, which comprises a traffic characteristic value for each point of a comparative fundamental diagram, for each comparative fundamental diagram,
- b)
- Providing the points of a fundamental diagram for the operator station using detector data,
- c)
- automatic comparison of points in the fundamental diagram with points in each case one of the comparison fundamental diagrams according to a predetermined criterion until a predetermined similarity condition is met.
In einem Fundamentaldiagramm wird die Beziehung zwischen der Verkehrsstärke (Zahl der Einheiten pro Zeiteinheit) und der Verkehrsdichte (Zahl der Einheiten pro Weglänge) angibt. Beide Größen, die Verkehrsstärke und die Verkehrsdichte, werden üblicherweise für vorbestimmte Zeitintervalle (manchmal auch als Messintervalle oder Aggregationsdauern bezeichnet) bestimmt und dann für jedes Zeitintervall als ein Punkt in dem Fundamentaldiagramm dargestellt. Im Allgemeinen umfasst also ein Fundamentaldiagramm eine Anzahl diskreter Punkte. Jeder Punkt eines Fundamentaldiagramms besteht also aus zwei Werten (Koordinaten) und gibt die Verkehrsstärke und die Verkehrsdichte während eines Zeitintervalls an. Beide Größen können in geeigneter Weise normiert sein, indem sie beispielsweise durch ein Zeit- und/oder Längenintervall geteilt werden. In der graphischen Darstellung eines Fundamentaldiagramms kann die Verkehrsstärke über der Verkehrsdichte aufgetragen werden; alternativ können die Achsen auch vertauscht sein (in letzterem Fall sind also die Koordinaten der Punkte vertauscht).A fundamental diagram shows the relationship between traffic levels (Number of units per unit of time) and traffic density (number of units per path length). Both sizes, traffic volume and traffic density, are usually used for predetermined time intervals (sometimes also as measuring intervals or aggregation periods) and then for each time interval represented as a point in the fundamental diagram. In general So a fundamental diagram includes a number of discrete points. Everyone Point of a fundamental diagram consists of two values (coordinates) and gives the traffic volume and traffic density during a time interval on. Both quantities can be standardized in a suitable manner, for example by be divided by a time and / or length interval. In the graphic Representation of a fundamental diagram can show the traffic volume over the traffic density be applied; alternatively, the axes can also be interchanged (in the latter case, the coordinates of the points are reversed).
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Verkehrsstärke und die Verkehrsdichte zu bestimmen und die Punkte für ein Fundamentaldiagramm anzugeben. Beispielsweise kann die Verkehrsdichte durch explizites Beobachten und Zählen der Einheiten bestimmt werden. Alternativ kann die Verkehrsdichte auch durch die Belegungsdauer eines Detektors (Summe der Dauern der Belegung) innerhalb eines (Mess-) Intervalls angegeben werden. Die Belegungsdauer kann auch durch die Zeitdauer des Messintervalls dividiert werden, sodass dann die Verkehrsdichte durch den sog. Belegungsgrad angegeben wird. In einer graphischen Darstellung eines Fundamentaldiagramms können in diesen Fällen, wie bereits zuvor erwähnt, Verkehrsstärke über Belegungsdauer bzw. Belegungsgrad oder mit vertauschten Achsen dargestellt werden.There are different options, traffic volume and traffic density and determine the points for a fundamental diagram. For example, the traffic density can be determined by explicit observation and counting of units can be determined. Alternatively, the traffic density can also be through the occupancy time of a detector (sum of the occupancy times) can be specified within a (measurement) interval. The occupancy period can can also be divided by the duration of the measurement interval, so that the Traffic density is indicated by the so-called occupancy rate. In a graphical representation of a fundamental diagram in these cases, As already mentioned before, traffic volume over occupancy time or Degree of occupancy or with interchanged axes.
Die Punkte eines Kenngrößendiagramms bestehen aus drei Werten (Koordinaten), wobei zwei der Koordinaten den Koordinaten des entsprechenden Punkts des Fundamentaldiagramms entsprechen; der dritte Wert ist der entsprechende Kenngrößenwert. Mögliche Verkehrskenngrößen, die durch die Punkte eines Kenngrößendiagramms angegeben sein können, können die maximale Staulänge, die Wartezeit je Fahrzeug, die mittlere Staulänge, die Gesamtwartezeit aller Fahrzeuge, der Grad der Auslastung oder Ähnliches sein; diese Werte sind somit jedem Umlauf (der einem Punkt in dem Fundamentaldiagramm entspricht) zugeordnet.The points of a characteristic diagram consist of three values (coordinates), where two of the coordinates correspond to the coordinates of the corresponding point correspond to the fundamental diagram; the third value is the corresponding one Parameter value. Possible traffic parameters that are indicated by the points of a Characteristic diagram, the maximum stowage length, the waiting time per vehicle, the average stowage length, the total waiting time of all vehicles, the degree of utilization or the like; these values are therefore everyone Orbit (which corresponds to a point in the fundamental diagram).
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Punkte (alle oder eine Teilmenge davon) des (gemessenen) Fundamentaldiagramms mit Punkten der Vergleichsfundamentaldiagramme automatisch verglichen. Bei dem Vergleichen können die Punkte unmittelbar oder mittelbar miteinander verglichen werden; letzteres beispielsweise indem die Punkte zunächst in geeigneter Weise transformiert werden. Durch das automatische Vergleichen kann ein Vergleichsfundamentaldiagramm, das dem Fundamentaldiagramm - gemäß einer vorbestimmten Ähnlichkeitsbedingung - "möglichst ähnlich" ist, in einfacher Weise bestimmt werden. Über das diesem Vergleichsfundamentaldiagramm entsprechende Kenngrößendiagramm lassen sich dann entsprechende Verkehrskenngrößen für das (gemessene) Fundamentaldiagramm und damit die Bedienstation bestimmen.According to the method according to the invention, points (all or a subset thereof) of the (measured) fundamental diagram with points of the comparative fundamental diagrams automatically compared. When comparing the points are compared directly or indirectly; the latter for example by first transforming the points in a suitable manner become. With automatic comparison, a comparison fundamental diagram, the fundamental diagram - according to a predetermined similarity condition - "As similar as possible" can be determined in a simple manner. Via the characteristic diagram corresponding to this comparative fundamental diagram Corresponding traffic parameters for the (measured) Determine the fundamental diagram and thus the operator station.
Durch Vergleich mit Vergleichsfundamentaldiagrammen ist es weiterhin möglich, fehlerhafte Detektoren zu erkennen, indem beispielsweise auch hierzu entsprechende Vergleichsfundamentaldiagramme bereitgestellt werden.By comparing with comparison foundation diagrams it is still possible to recognize faulty detectors, for example by corresponding ones Comparative fundamental diagrams are provided.
Je nach Kriterium und Ähnlichkeitsbedingung kann das Vergleichen mit allen Vergleichsfundamentaldiagrammen durchgeführt; alternativ kann es nur mit einigen durchgeführt werden, falls die Ähnlichkeitsbedingung bereits vorher erfüllt sein sollte.Depending on the criterion and the similarity condition, the comparison with all comparison foundation diagrams can be made carried out; alternatively, it can only work with some be carried out if the similarity condition has already been met beforehand should.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann Schritt c) die Schritte umfassen:According to an advantageous development, step c) can include the steps:
Bereitstellen von Gitterpunkten eines Gitterausschnitts, der die zu vergleichenden Punkte des Fundamentaldiagramms bzw. des Vergleichsfundamentaldiagramms überdeckt, Providing lattice points of a lattice section that are to be compared Points of the fundamental diagram or the comparative fundamental diagram covers,
Bestimmen der Werte jeweils eines Dichtediagramms für das Fundamentaldiagramm und das wenigstens eine Vergleichsfundamentaldiagramm, wobei ein einem Gitterpunkt zugeordneter Dichtewert aus der Summe der Abstände zwischen dem Gitterpunkt des Gitterausschnitts und den Punkten einer Teilmenge des Fundamentaldiagramms bzw. des Vergleichsfundamentaldiagramms gemäß einem vorbestimmten Abstandsmaß resultiert.Determine the values of a density diagram for the fundamental diagram and the at least one comparative fundamental diagram, wherein a one Lattice point assigned density value from the sum of the distances between the grid point of the grid section and the points of a subset of the Fundamental diagram or the comparative fundamental diagram according to a predetermined distance measure results.
Als Gitterausschnitt kann beispielsweise ein Ausschnitt eines Rechteckgitters verwendet werden, durch das der Bereich mit den zu vergleichenden Punkten des Fundamentaldiagramms bzw. der Vergleichsfundamentaldiagramme überdeckt wird. In einem solchen Fall sind die Basisvektoren des Gitters vorzugsweise parallel zu den Achsen des Fundamentaldiagramms ausgerichtet. Ein solches Dichtediagramm entspricht also einer dreidimensionalen Darstellung, bei der jedem (zweidimensionalen) Gitterpunkt ein Dichtewert zugeordnet ist; die Punkte eines Dichtediagramms bestehen aus drei Koordinatenwerten. Der einem Gitterpunkt zugeordnete Dichtewert ergibt sich, indem man den Abstand der Punkte einer Teilmenge des Fundamentaldiagramms zu diesem Punkt berechnet und dann aufsummiert. Die Teilmenge kann einen Teil oder alle Punkte des Fundamentaldiagramms umfassen.For example, a section of a rectangular grid can be used as a grid section be used, through which the area with the points of the Fundamental diagram or the comparison fundamental diagrams covered becomes. In such a case, the base vectors of the grid are preferred aligned parallel to the axes of the fundamental diagram. Such one Density diagram therefore corresponds to a three-dimensional representation in which a density value is assigned to each (two-dimensional) grid point; the points of a density diagram consist of three coordinate values. The one The density value assigned to the lattice point results from the distance of the Points of a subset of the fundamental diagram calculated at this point and then summed up. The subset can be part or all of the points Fundamental diagram.
Als Abstandsmaß sind verschiedene Alternativen möglich. Beispielsweise kann die euklidische Distanz verwendet werden. Auch kann eine Exponentialfunktion einer Potenz der euklidischen Distanz als Abstandsmaß genommen werden. Weiterhin können die Dichtewerte normiert werden, indem sie beispielsweise durch die Summe aller Dichtewerte eines Vergleichsfundamentaldiagramms geteilt werden.Various alternatives are possible as a distance measure. For example the Euclidean distance can be used. Can also be an exponential function a power of Euclidean distance can be taken as a measure of distance. Farther the density values can be standardized, for example by the sum of all density values of a comparison fundamental diagram can be divided.
Durch den mittelbaren Vergleich von Punkten des Fundamentaldiagramms mit Punkten der Vergleichsfundamentaldiagramm mittels Dichtediagrammen werden auch Punkte der Vergleichsfundamentaldiagramme in die Abstands- bzw. Ähnlichkeitsuntersuchung einbezogen, selbst wenn es keine unmittelbar entsprechenden Punkte in dem Fundamentaldiagramm gibt. Weiterhin werden auf diese Weise auch Fälle unterschieden, bei denen in einem gleichen Bereich zwar jeweils Punkte liegen, diese jedoch eine unterschiedliche Häufigkeit bzw. Dichte aufweisen.By indirectly comparing points of the fundamental diagram with Points of the comparative fundamental diagram are made using density diagrams also points of the comparison fundamental diagrams in the distance or similarity investigation involved, even if there are no immediately corresponding ones Points in the fundamental diagram there. Continue on this Differentiated cases, in which in each case in the same area There are points, but these differ in frequency or density exhibit.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Bestimmen der Punkte eines
Dichtediagramms für jedes Vergleichsfundamentaldiagramm die Schritte umfassen:
Von einem übersättigten Verkehrszustand spricht man, wenn der Abfluss der Einheiten an einer Bedienstation während einer Durchlassphase nicht vollständig erfolgt. Dies kann auf Grund von zu kurzer Durchlassdauer oder wegen Behinderung der Fall sein. Bei Behinderung ist der Abfluss der Einheiten nur noch eingeschränkt oder gar nicht mehr möglich. Dies kann beispielsweise auf Grund von Rückstauungen einer stromabwärts liegenden Bedienstation der Fall sein. Ein untersättigter Verkehrszustand liegt vor, wenn der Abfluss an einer Bedienstation während einer Durchlassphase vollständig erfolgt, d. h. keine Überlastung vorliegt. Jeder Punkt in einem Fundamentaldiagramm entspricht einem Umlauf, d. h. einer Sperr- und einer Durchlassphase an einer Bedienstation, und kann daher einem ungestörten oder einem gestörten Zustand zugeordnet werden.One speaks of an oversaturated traffic condition when the outflow of the units at an operator station is not complete during a pass phase he follows. This may be due to the passage time being too short or due to a disability be the case. In the event of a disability, the outflow of the units is only restricted or no longer possible. This may be due to, for example Backflow of a downstream operator station may be the case. On Undersaturated traffic condition exists when the drain at an operator station completely during a pass phase, d. H. there is no overload. Each point in a fundamental diagram corresponds to one revolution, i.e. H. a blocking and a pass phase at an operator station, and can therefore can be assigned to an undisturbed or a disturbed state.
Im Allgemeinen tritt an einer Bedienstation (von Ausnahmen abgesehen) immer auch ein untersättigter Verkehrszustand auf, während ein übersättigter Zustand nicht notwendigerweise (auch bei einem längeren Beobachtungszeitraum) vorhanden sein muss. Durch das Aufteilen der Punktemenge der Fundamentaldiagramme bzw. das Zuordnen dieser Punkte einem der beiden Zustände wird ermöglicht, dass ein Fundamentaldiagramm mit Vergleichsfundamentaldiagrammen verglichen werden kann, die zwar bezüglich des untersättigten Bereichs ähnlich sind, aber unterschiedliche übersättigte Bereiche aufweisen. So kann beispielsweise ein Fundamentaldiagramm überhaupt keinen übersättigten Bereich aufweisen, jedoch einem Vergleichsfundamentaldiagramm, das auch einen übersättigten Bereich aufweist, bezüglich der Punkte des untersättigten Bereichs sehr ähnlich sein und somit eine ähnliche Verkehrscharakterisierung aufweisen.In general, an operator station (with exceptions) always occurs also an undersaturated traffic condition while an oversaturated condition not necessarily (even with a longer observation period) have to be. By dividing the point set of the fundamental diagrams or the assignment of these points to one of the two states is made possible that a fundamental diagram with comparative fundamental diagrams can be compared, although similar in terms of the undersaturated area are, but have different supersaturated areas. For example a fundamental diagram has no oversaturated area at all, however, a comparison fundamental diagram, which is also a supersaturated one Area is very similar with respect to the points of the undersaturated area be and thus have a similar traffic characterization.
Bei der beschriebenen Weiterbildung werden bei der Bestimmung des Dichtediagramms zusätzlich zu der Unterscheidung von übersättigten und untersättigten Bereichen die Beiträge dieser Bereiche unterschiedlich gewichtet, indem die beiden Beiträge mit jeweils einem, insbesondere unterschiedlichen, Faktor multipliziert werden. Insbesondere kann einer der beiden Faktoren gleich 1 sein. Durch eine solche Gewichtung kann der Einfluss von unterschiedlichen Verkehrsstärkeverläufen bei den verschiedenen Fundamentaldiagrammen bzw. Vergleichsfundamentaldiagrammen berücksichtigt und gegebenenfalls korrigiert werden. Jedes Fundamentaldiagramm ist eine Sammlung von Umläufen über einen gewissen Zeitraum. In diesem Zeitraum schwankt die Verkehrsstärke nach einem für den untersuchten Streckenabschnitt typischem Muster. Bei Messung der Verkehrsstärke über einen ganzen Tag spricht man z. B. von "Ganglinien". Diese Verkehrsstärkeverläufe wirken sich auf die Dichteverteilung in den Fundamentaldiagrammen aus, sodass ein Vergleich von Fundamentaldiagrammen mit unterschiedlichen Verläufen oder Ganglinien zu verzerrten Ergebnissen führen kann, was durch die zuvor beschriebene Gewichtung korrigiert wird.In the further development described, the density diagram is determined in addition to the distinction between oversaturated and undersaturated The contributions of these areas are weighted differently by the two areas Contributions multiplied by one, in particular different, factor become. In particular, one of the two factors can be 1. By such a weighting can be the influence of different traffic levels in the various fundamental diagrams or comparative fundamental diagrams be taken into account and corrected if necessary. each Fundamental diagram is a collection of orbits over a certain Period. During this period, the traffic level fluctuates after one for the examined route section typical pattern. When measuring traffic volume one speaks over a whole day. B. from "hydrographs". These traffic intensity profiles affect the density distribution in the fundamental diagrams so that a comparison of fundamental diagrams with different Gradients or curve lines can lead to distorted results, which is corrected by the weighting described above.
Vorzugsweise kann das Summieren der ersten Summe und der zweiten Summe für alle Gitterpunkte, die auf einer Geraden parallel zur Verkehrsdichteachse des Vergleichsfundamentaldiagramms liegen, mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Faktoren aus der vorbestimmten ersten und zweiten Menge wiederholt werden, und die erhaltenen Dichtewerte jeweils mit den entsprechenden Dichtewerten des Dichtediagramms des Fundamentaldiagramms gemäß einem vorbestimmten Kriterium verglichen werden, bis eine vorbestimmte Ähnlichkeitsbedingung erfüllt ist.Preferably, the summation of the first sum and the second sum can for all grid points that are on a straight line parallel to the traffic density axis of the Comparative fundamental diagram, with a variety of different Factors are repeated from the predetermined first and second set, and the density values obtained in each case with the corresponding density values of Density diagram of the fundamental diagram according to a predetermined criterion be compared until a predetermined similarity condition is met.
Dies bedeutet, dass ein Vergleichsfundamentaldiagramm zunächst in zwei Teil-Vergleichsfundamentaldiagramme bzw. Teilfundamentaldiagramme aufgeteilt wird, die jeweils dem untersättigten und dem übersättigten Bereich entsprechen. Anschließend werden aus diesen zwei Teilfundamentaldiagrammen Dichtediagramme zusammengesetzt, wobei die Beiträge des untersättigten und des übersättigten Bereichs unterschiedlich gewichtet werden und diese Gewichtung variiert wird. Insbesondere wird die Gewichtung nicht für alle Punkte gleich gewählt; stattdessen wird die Gewichtung jeweils für Teilmengen der beiden Dichtediagramme getrennt durchgeführt und durch Vergleich mit dem Dichtediagramm des Fundamentaldiagramms optimiert. Eine solche Teilmenge umfasst alle Punkte, die auf einer Geraden parallel zur Verkehrsdichteachse liegen. Wie auch in den zuvor beschriebenen Weiterbildungen, können auch hier die Dichtewerte der Dichtediagramme normiert werden (beispielsweise jeweils über die Summe aller Dichtewerte auf einer der genannten Geraden), um somit den Vergleich zu erleichtern.This means that a comparison foundation diagram is initially divided into two comparison foundation diagrams or partial foundation diagrams that correspond to the undersaturated and the oversaturated region. These two sub-fundamental diagrams then become density diagrams composed, with the contributions of the undersaturated and the oversaturated Range are weighted differently and this weighting varies becomes. In particular, the weighting is not chosen to be the same for all points; instead, the weighting is used for subsets of the two density diagrams carried out separately and by comparison with the density diagram of the Fundamental diagram optimized. Such a subset includes all the points that lie on a straight line parallel to the traffic density axis. As in the previous ones Further developments described here can also be the density values of the density diagrams be standardized (for example, in each case via the sum of all density values on one of the mentioned straight lines), in order to facilitate the comparison.
Vorteilhafterweise kann das Vergleichen von Dichtewerten, die auf einer Geraden
parallel zur Verkehrsdichteachse liegen, für jeden Faktor aus der vorbestimmten
ersten und zweiten Menge die Schritte umfassen:
Durch einen solchen Vergleich der Teilmengen der Dichtediagramme können die Faktoren und somit das resultierende Dichtediagramm des Vergleichsfundamentaldiagramms in einfacher und geeigneter Weise optimiert werden.By comparing the subsets of the density diagrams in this way, the Factors and thus the resulting density diagram of the comparison fundamental diagram be optimized in a simple and suitable manner.
Vorzugsweise kann das Vergleichen von Dichtewerten, die auf einer Geraden parallel zur Verkehrsdichteachse liegen, für alle Geraden parallel zur Verkehrsdichteachse, auf denen ein Punkt des Fundamentaldiagramms liegt, wiederholt werden, um ein optimiertes Dichtediagramm zu bestimmen.Preferably, comparing density values that are parallel on a straight line lie to the traffic density axis, for all straight lines parallel to the traffic density axis, on which there is a point on the fundamental diagram are repeated, to determine an optimized density diagram.
Durch dieses Wiederholen des Vergleichens wird somit für jedes Vergleichsfundamentaldiagramm ein Dichtediagramm bestimmt, dass derart aus Teilen zusammengesetzt ist, dass es gemäß der vorbestimmten Ähnlichkeitsbedingung dem Dichtediagramms des Fundamentaldiagramms möglichst nahe kommt.By repeating the comparison, it is thus for each comparison fundamental diagram a density diagram determines that composed of parts like this is that it is according to the predetermined similarity condition comes as close as possible to the density diagram of the fundamental diagram.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der zuvor beschriebenen Verfahren kann in Schritt c) für das Dichtediagramm des Fundamentaldiagramms und die Dichtediagramme der Vergleichsfundamentaldiagramme die Differenzen der Abstandswerte der sich entsprechenden Punkte gebildet werden, und weiterhin ein Dichtediagramm der Vergleichsfundamentaldiagramme als Referenzdichtediagramm bestimmt werden, für das die Summe oder der Durchschnitt der Differenzbeträge minimal oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist. According to an advantageous development of the method described above can in step c) for the density diagram of the fundamental diagram and the Density diagrams of the comparative fundamental diagrams show the differences in the distance values of the corresponding points are formed, and continue Density diagram of the comparison fundamental diagrams as a reference density diagram be determined for which the sum or the average of the difference amounts is minimal or less than a predetermined threshold.
Auf diese Weise erhält man aus den (gegebenenfalls optimierten) Dichtediagrammen der Vergleichsfundamentaldiagramme ein Referenzdichtediagramm, das dem Dichtediagramm des Fundamentaldiagramms gemäß der Ähnlichkeitsbedingung möglichst nahe kommt. Ein Vergleichsfundamentaldiagramm ist nach dieser Weiterbildung dem Fundamentaldiagramm "möglichst nahe", wenn - gemäß der 1. Alternative - die Summe der Differenzbeträge (und damit auch der Durchschnitt der Differenzbeträge) minimal verglichen mit allen anderen Vergleichsfundamentaldiagrammen ist. Hierzu muss das Fundamentaldiagramm mit allen oder einer vorbestimmten Teilmenge von Vergleichsfundamentaldiagrammen verglichen werden. Gemäß der 2. Alternative kann die vorbestimmte Ähnlichkeitsbedingung erfüllt sein, wenn die Summe der Differenzbeträge (und damit auch der Durchschnitt der Differenzbeträge) kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist. In diesem Fall genügt es, das Fundamentaldiagramm mit Vergleichsfundamentaldiagrammen zu vergleichen, bis dieser Schwellwert unterschritten wird. Damit kann das Verfahren beschleunigt werden.In this way, one obtains from the (possibly optimized) density diagrams the comparison fundamental diagrams a reference density diagram, that of the density diagram of the fundamental diagram according to the similarity condition comes as close as possible. A comparison fundamental diagram is after of this training "as close as possible" to the fundamental diagram if - according to the 1st alternative - the sum of the difference amounts (and thus also the Average of the difference amounts) minimal compared to all other comparative foundation diagrams is. To do this, the fundamental diagram must be included all or a predetermined subset of comparison foundation diagrams be compared. According to the second alternative, the predetermined similarity condition be satisfied if the sum of the difference amounts (and thus also the average of the difference amounts) smaller than a predetermined one Is threshold. In this case, it is sufficient to use the fundamental diagram with comparative fundamental diagrams to compare until this threshold is undershot becomes. This can speed up the process.
Vorzugsweise kann das Verfahren weiterhin die Schritte umfassen:
- d)
- automatisches Bestimmen der Punkte eines Dichtediagramms für die Punkte des dem Referenzdichtediagramm entsprechenden Kenngrößendiagramms, wobei ein einem Gitterpunkt zugeordneter Dichtewert aus der Summe der Abstände zwischen dem Gitterpunkt des Gitterausschnitts und den Punkten einer Teilmenge des Kenngrößendiagramms gemäß einem vorbestimmten Abstandsmaß multipliziert mit dementsprechendem Verkehrskenngrößenwert resultiert,
- e)
- automatisches Bestimmen des Dichtewertes des Dichtediagramms des Kenngrößendiagramms, der einem Punkt des Fundamentaldiagramms entspricht.
- d)
- automatic determination of the points of a density diagram for the points of the characteristic diagram corresponding to the reference density diagram, a density value assigned to a grid point resulting from the sum of the distances between the grid point of the grid section and the points of a subset of the characteristic diagram according to a predetermined distance measure multiplied by the corresponding traffic characteristic value,
- e)
- automatic determination of the density value of the density diagram of the characteristic diagram which corresponds to a point of the fundamental diagram.
Mit diesen weiteren Schritten werden somit in vorteilhafter Weise aus den Kenngrößen (bzw. deren Dichte), die dem ermittelten Referenzdichtediagramm entsprechen, die gesuchten Verkehrskenngrößen (bzw. deren Dichte) für das untersuchte Fundamentaldiagramm bestimmt. Die Teilmenge kann einen Teil oder alle Punkte des Kenngrößendiagramms umfassen.With these further steps, the parameters are thus advantageously (or their density), which correspond to the determined reference density diagram, the searched traffic parameters (or their density) for the examined Fundamental diagram determined. The subset can be part or all Include points on the characteristic diagram.
Vorzugsweise kann Schritt c) die Schritte umfassen:
Durch diese Unterscheidung eines untersättigten und eines übersättigten Zustands sowohl bei dem einem Referenzdichtediagramm entsprechenden Vergleichsfundamentaldiagramm als auch dem untersuchten Fundamentaldiagramm lässt sich für einen Punkt des Fundamentaldiagramms mit noch größerer Genauigkeit eine Aussage über eine oder mehrere gewünschte Verkehrskenngrößen treffen.This distinction between an undersaturated and an oversaturated state both in the comparison fundamental diagram corresponding to a reference density diagram as well as the examined fundamental diagram can be used for a point on the fundamental diagram with even greater accuracy a statement about one or more desired traffic parameters to meet.
Vorzugsweise kann für das Zuordnen der Punkte des Fundamentaldiagramms der einem Punkt entsprechende Dichtewert des Referenzdichtediagramms für den untersättigten Zustand mit dem dem Punkt entsprechende Dichtewerte des Referenzdichtediagramms für den übersättigten Zustand gemäß einem vorbestimmten Kriterium verglichen werden.For assigning the points of the fundamental diagram, the density value of the reference density diagram corresponding to a point for the undersaturated state with the density values of the reference density diagram corresponding to the point for the supersaturated state according to a predetermined one Criterion to be compared.
Ein solcher Vergleich bietet in einfacher Weise eine Möglichkeit, eine Zuordnung zu treffen. Beispielsweise können die beiden Werte voneinander subtrahiert werden, worauf sich die Zugehörigkeit zu einem Zustand aus dem Vorzeichen der Differenz ergibt.Such a comparison offers a simple way of making an assignment hold true. For example, the two values can be subtracted from each other, whereupon belonging to a state arises from the sign of the Difference results.
Alternativ oder zusätzlich können für das Zuordnen der Punkte des Fundamentaldiagramms die Differenzen von jeweils zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Punkten des Fundamentaldiagramms mit den Differenzen von zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Punkten der Referenzfundamentaldiagramme für den untersättigten und den übersättigten Zustand gemäß einem vorbestimmten Kriterium vergleichen werden.Alternatively or additionally, you can use the fundamental diagram to map the points the differences between two successive points of the fundamental diagram with the differences of two successive ones Points of the reference fundamental diagrams for the undersaturated and compare the supersaturated state according to a predetermined criterion become.
Durch einen derart bestimmten zeitlichen "Gradienten" lässt sich ebenfalls eine Zuordnung in geeigneter Weise erreichen. Insbesondere können auch die Ergebnisse beider Vergleiche miteinander kombiniert werden.A temporal "gradient" determined in this way also allows one Achieve assignment in a suitable manner. In particular, the results both comparisons can be combined.
Gemäß einer vorteilhaften Variante des Verfahrens kann in Schritt c) für jeden
Punkt des Fundamentaldiagramms ein nächstliegender Punkt in dem Vergleichsfundamentaldiagramm
gemäß einem vorbestimmten Abstandsmaß bestimmt werden,
und kann das Verfahren weiterhin die Schritte umfassen:
Dies stellt eine mögliche und vorteilhafte Variante dar, wie aus der Mehrzahl von Vergleichsfundamentaldiagrammen ein möglichst ähnliches Referenzfundamentaldiagramm bestimmt werden kann. Als Abstandsmaß kann - wie oben - beispielsweise die euklidische Distanz verwendet werden. Auch kann beispielsweise eine Exponentialfunktion einer Potenz der euklidischen Distanz als Abstandsmaß genommen werden. Ein Vergleichsfundamentaldiagramm ist dem Fundamentaldiagramm "möglichst ähnlich", wenn - gemäß der 1. Alternative - die Summe der Abstände (und damit auch der Durchschnitt der Abstände) minimal unter allen Vergleichsfundamentaldiagrammen ist. Hierzu muss das Fundamentaldiagramm mit allen oder einer vorbestimmten Teilmenge von Vergleichsfundamentaldiagrammen verglichen werden. Gemäß der 2. Alternative kann die vorbestimmte Ähnlichkeitsbedingung erfüllt sein, wenn die Summe der Abstände (und damit auch der Durchschnitt der Abstände) kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist.This represents a possible and advantageous variant, as from the plurality of Comparative Foundation Diagrams is a reference foundation diagram that is as similar as possible can be determined. As a measure of distance, as above, for example the Euclidean distance can be used. Also, for example an exponential function of a power of the Euclidean distance as a measure of distance be taken. A comparative fundamental diagram is the fundamental diagram "as similar as possible" if - according to the 1st alternative - the sum of the Distances (and thus the average of the distances) minimal among all Comparative fundamental diagrams. To do this, the fundamental diagram with all or a predetermined subset of comparison foundation diagrams be compared. According to the second alternative, the predetermined one Similarity condition must be met if the sum of the distances (and thus also the average of the distances) smaller than a predetermined threshold is.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Variante können in Schritt c) die Abstände
jedes Punktes des Fundamentaldiagramms zu allen Punkten des wenigstens einen
Vergleichsfundamentaldiagramms gemäß einem vorbestimmten Abstandsmaß
bestimmt werden, und das Verfahren weiterhin die Schritte umfassen:
Auch bei dieser Alternative können verschiedenste Abstandsmaße, beispielsweise auch die zuvor Genannten, verwendet werden. Im Vergleich mit der zuvor beschriebenen Variante wird hier vermieden, dass ein Punkt des Fundamentaldiagramms, falls mehrere Punkte eines Vergleichsfundamentaldiagramms gleich weit von diesem entfernt liegen, zufällig einem der Punkte des Vergleichsfundamentaldiagramms zugewiesen wird, da bei dem Kriterium und der Ähnlichkeitsbedingung für jeden Punkt des Fundamentaldiagramms alle Punkte eines Vergleichsfundamentaldiagramms berücksichtigt werden.In this alternative too, a wide variety of spacing dimensions can be used, for example the aforementioned can also be used. Compared to the one previously described Variant is avoided here that a point of the fundamental diagram, if several points of a comparison fundamental diagram are equally far away from this, randomly one of the points of the comparison fundamental diagram is assigned because of the criterion and the similarity condition for each point of the fundamental diagram, all points of a comparison fundamental diagram be taken into account.
Vorzugsweise können in Schritt c) aller zuvor beschriebenen Verfahren die Punkte des Fundamentaldiagramms und der Vergleichsfundamentaldiagramme auf gemeinsame Sperr- und/oder Durchlassdauern transformiert werden. Dazu können die Punkte nur eines der beiden Diagramme (Fundamentaldiagramm oder Vergleichsfundamentaldiagramm) oder beider Diagramme tatsächlich modifiziert werden. Auf diese Weise lassen sich das Fundamentaldiagramm und die Vergleichsfundamentaldiagramme besonders einfach vergleichen. Insbesondere können die Diagramme auf diese Weise unabhängig von der Umlauf-, Sperrund/oder Durchlassdauer gemacht werden. Damit kann das Verfahren auf beliebige LSA-Steuerungen, selbst mit stark schwankenden Umlauf- oder Freigabezeichen, angewendet werden (z. B. ÖV-priorisierte Signalanlagen oder adaptive LSA-Steuerungen). Beispielsweise können bei Fundamentaldiagrammen für eine Lichtsignalanlage die Punkte derart transformiert werden, dass die Umlaufzeit bei 1 und die Rotzeit bei 0,5 liegt.In step c), all of the methods described above can preferably use the points of the fundamental diagram and the comparative fundamental diagrams common blocking and / or transmission periods are transformed. You can do this the points of only one of the two diagrams (fundamental diagram or Comparison fundamental diagram) or both diagrams actually modified become. In this way, the fundamental diagram and the comparative fundamental diagrams can be created compare particularly easily. In particular can the diagrams in this way regardless of the circulation, blocking and / or Pass time can be made. This allows the method to be applied to any LSA controls, even with strongly fluctuating circular or release signs, are used (e.g. public transport-prioritized signal systems or adaptive LSA controls). For example, in the case of fundamental diagrams for a Light signal system the points are transformed such that the orbital period at 1 and the red time is 0.5.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann in Schritt c) das Vergleichen nur für Punkte innerhalb eines vorbestimmten Verkehrsstärkebereichs durchgeführt werden. Damit können auch Fundamentaldiagramme, die nur einen bestimmten Zeitbereich eines Tages (z. B. nur mit hohen Verkehrsstärken) abbilden, ausgewertet werden.According to an advantageous development, the comparison can only be carried out in step c) for points within a predetermined traffic range become. It can also be used for fundamental diagrams that only have a specific one Show time range of a day (e.g. only with high traffic volumes), evaluated become.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung aller vorbestehenden Verfahren können die Vergleichsfundamentaldiagramme durch Simulationen, durch Realmessungen und/oder manuell, insbesondere unter Berücksichtigung geometrischer oder betrieblicher Besonderheiten der Bedienstation und ihres Zuflusses, bereitgestellt werden. According to an advantageous development of all pre-existing methods the comparison fundamental diagrams through simulations, through real measurements and / or manually, especially taking into account geometric or operational Special features of the operator station and its inflow become.
Insbesondere bei Simulationen können spezielle geometrische Randbedingungen (beispielsweise kurze Abbiegespuren vor Lichtsignalanlagen) oder betriebliche Besonderheiten (Baustellen, schwankende Freigabezeiten bzw. Durchlasszeiten auf Grund von Maßnahmen zur Priorisierung von Bussen oder Bahnen an Lichtsignalanlagen) berücksichtigt und nachgestellt werden. Realmessungen oder manuell entworfene Vergleichsfundamentaldiagramme können insbesondere zur Erkennung technischer Fehler, beispielsweise mehrfach triggernde Detektoren oder Detektoren mit fehlerhafter Belegungsmessung, eingesetzt werden.In the case of simulations in particular, special geometric boundary conditions can be used (for example, short lanes in front of traffic lights) or operational Special features (construction sites, fluctuating release times or passage times due to measures to prioritize buses or trains on traffic lights) be taken into account and adjusted. Real measurements or manually designed comparison fundamental diagrams can be used especially for recognition technical errors, for example multiple trigger detectors or Detectors with incorrect occupancy measurement are used.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung können in den zuvor beschriebenen Verfahren der Schritt c) und/oder der Schritt d) und/oder der Schritt e) mit Hilfe von Matrizen durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine besonders einfache Implementierung des Verfahrens. Beispielsweise bei der Verwendung eines Rechteckgitters in der Weiterbildung mit Dichtediagrammen lassen sich die Punkte des Dichtediagramms in Matrixform besonders gut darstellen.According to an advantageous development, in the methods described above step c) and / or step d) and / or step e) with the aid of Matrices are performed. This enables a particularly simple implementation of the procedure. For example, when using a rectangular grid in training with density diagrams, the points of the Display density diagram in matrix form particularly well.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zur Kalibrierung von
Pulkmodellen mit den Schritten bereit:
Pulkmodelle bilden das Verhalten von Strömen von einzeln bewegten Einheiten zwischen Bedienstationen ab. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit eine Möglichkeit, mit geringem Aufwand ein solches Pulkmodell zu kalibrieren, was eine theoretische Beschreibung (Modellierung) des Verkehrs an der Bedienstation ermöglicht. Damit kann dann auch die Einstellung aufeinanderfolgender Bedienstationen optimiert werden.Bulk models form the behavior of currents from individually moving units between operator stations. The method according to the invention thus offers a Possibility to calibrate such a bulk model with little effort, what a theoretical description (modeling) of traffic at the operator station allows. This means that the setting of successive operator stations can also be set be optimized.
Weiterhin stellt die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Bedienstation zur
Abfertigung einzeln bewegter Einheiten mit den Schritten bereit:
Eine solche Steuerung kann Offline oder Online erfolgen. In ersterem Fall werden die Daten über einen bestimmten Zeitraum bestimmt und anschließend mittels des Verfahrens ausgewertet. Bei einer Online-Steuerung können beispielsweise einmal zu Beginn die Punkte eines Fundamentaldiagramms bestimmt und ausgewertet werden. Anschließend werden weiterhin Punkte für das Fundamentaldiagramm berechnet, und es wird direkt für jeden Punkt die zugehörige Verkehrskenngröße bzw. die Verkehrskenngrößen bestimmt. Dies bedeutet insbesondere, dass bei einer Verschlechterung der Verkehrsqualität, beispielsweise bei Auftreten eines Staus, die Bedienstation in geeigneter veränderter Weise angesteuert werden kann.Such control can be done offline or online. In the former case determined the data over a certain period of time and then using evaluated the procedure. With online control, for example The points of a fundamental diagram are determined and evaluated once at the beginning become. Then points for the fundamental diagram continue is calculated and the associated traffic parameter is calculated for each point or the traffic parameters. This means in particular that if the traffic quality deteriorates, for example if it occurs of a traffic jam, the operating station is actuated in a suitably modified manner can be.
Durch die Erfindung wird weiterhin ein Computerprogramm bereitgestellt, umfassend wenigstens ein computerlesbares Medium, mit dem die Schritte der zuvor beschriebenen Verfahren ausgeführt werden können.The invention also provides a computer program comprising at least one computer-readable medium with which the steps of the previous described methods can be performed.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Ausführungsbeispiele und Zeichnungen erläutert.
Figur 1- stellt schematisch die Anordnung eines Detektors vor einer Lichtsignalanlage dar;
Figur 2- ist eine graphische Darstellung eines Fundamentaldiagramms zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren;
Figur 3- ist eine graphische Darstellung eines auf eine bestimmte Sperr- und Durchlassdauer transformierten Fundamentaldiagramms;
Figur 4- illustriert die Transformation des
Fundamentaldiagramms von Figur 2; Figur 5- stellt ein Dichtediagramm eines Fundamentaldiagramms dar;
- Figur 6
- stellt eine graphische Darstellung eines transformierten Fundamentaldiagramms dar, bei dem eine zeilenweise Betrachtung mit getrennten Bereichen durchgeführt wird;
- Figur 7
- illustriert ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der maximalen Staulänge und der Wartezeit je Fahrzeug;
Figur 8- illustriert graphisch die Zugehörigkeit anhand der Dichte eines Punktes zum untersättigten und übersättigten Bereich;
Figur 9- illustriert graphisch die Zugehörigkeit anhand des Gradienten zum untersättigten und übersättigten Bereich;
Figur 10- illustriert graphisch eine Kombination der Zugehörigkeitskriterien aus Figur 8 und 9;
- Figur 11
- illustriert graphisch die geglättete Zugehörigkeit zum untersättigten und übersättigten Bereich.
- Figure 1
- schematically shows the arrangement of a detector in front of a traffic light system;
- Figure 2
- Figure 3 is a graphical representation of a fundamental diagram for use in the method of the invention;
- Figure 3
- Fig. 3 is a graphical representation of a fundamental diagram transformed to a particular hold and pass time;
- Figure 4
- illustrates the transformation of the fundamental diagram of Figure 2;
- Figure 5
- represents a density diagram of a fundamental diagram;
- Figure 6
- is a graphical representation of a transformed fundamental diagram in which line-by-line viewing is performed with separate areas;
- Figure 7
- illustrates an example of the method according to the invention for determining the maximum stowage length and the waiting time per vehicle;
- Figure 8
- illustrates graphically the affiliation based on the density of a point to the undersaturated and oversaturated area;
- Figure 9
- illustrates graphically the affiliation based on the gradient to the undersaturated and oversaturated area;
- Figure 10
- graphically illustrates a combination of the membership criteria of Figures 8 and 9;
- Figure 11
- graphically illustrates the smoothed membership of the undersaturated and oversaturated area.
Figur 1 illustriert ein Beispiel einer dem Verfahren zu Grunde liegenden Geometrie
für den Fall von Lichtsignalanlagen als Bedienstation an einer Straße. Entlang
einer Straße 1 sind zwei Bedienstationen, in diesem Fall Lichtsignalanlagen 2 und
2' angeordnet. Bei jeder Lichtsignalanlage ist eine Haltlinie 3 bzw. 3' auf der
Straße angeordnet. Bei der dargestellten Straße handelt es sich um eine Einbahnstraße,
auf der sich Fahrzeuge 4 von links nach rechts bewegen, wie durch
den Pfeil angedeutet wird. In einem vorbestimmten Abstand D vor der Haltlinie ist
ein Detektor 5 angeordnet.FIG. 1 illustrates an example of a geometry on which the method is based
in the case of traffic lights as an operator station on a street. Along
a
An Lichtsignalanlagen wie der gezeigten LSA 2 hat die Koordinierung mit einer
vorgelagerten Anlage (LSA 2') einen wesentlichen Einfluss auf die Punkteverteilung
des Fundamentaldiagrämms. Abhängig von der Ankunftszeit eines Pulks von
Fahrzeugen innerhalb eines Umlaufs (Abfertigungsphase) stellen sich geringe
oder hohe Belegungsdauern des Detektors ein. Diese Belegungsdauern, die im
Fundamentaldiagramm im Zusammenhang mit der Verkehrsbelastung ausgewertet
werden können, lassen umgekehrt wieder Aussagen über die Bedienqualität
herannahender Fahrzeuge ableiten. Damit können auch Aussagen über die Koordinierung
oder über eine "Grüne Welle" zwischen der LSA 2 und der ihr vorgelagerten
Anlage 2' ermöglicht werden.On traffic signal systems such as the
Ein Beispiel für die graphische Darstellung eines Fundamentaldiagramms für Lichtsignalanlagen ist in Figur 2 gezeigt. Bei dieser Darstellung ist die Verkehrsstärke Z (in Fahrzeugen pro Umlaufzeit) über der Belegungsdauer B (in Sekunden) dargestellt. Wie bereits früher erwähnt, ist jedoch auch eine Vertauschung der Achsen bzw. eine Normierung der dargestellten Größen möglich. Insbesondere kann die Verkehrsdichte auch in anderer Form als über die Belegungsdauer angegeben werden.An example of the graphical representation of a fundamental diagram for Light signaling systems are shown in FIG. 2. In this representation, the traffic volume Z (in vehicles per round trip time) over the occupancy period B (in seconds) shown. However, as mentioned earlier, it is also a mix up of the axes or a standardization of the sizes shown possible. In particular the traffic density can also be in a different form than the duration of the occupancy can be specified.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens müssen Vergleichsfundamentaldiagramme bereitgestellt werden. Dies ist auf unterschiedliche Weise möglich. Zum einen können mikroskopische Verkehrsfluss-Simulationen durchgeführt werden, mit denen sich verschiedenste Verkehrssituationen reproduzieren und die daraus entstehenden Fundamentaldiagramme erstellen lassen. Der Messprozess wird dabei durch einen oder mehrere Detektoren in definierten Abständen zur Haltlinie simuliert. Vorzugsweise werden die Daten jedes einzelnen Detektors getrennt gesammelt. Für solche Verkehrsflusssimulationen werden verschiedene Parameter festgesetzt; dazu gehört die Gesamtdauer der Simulation (beispielsweise 20 Stunden), die Umlaufzeit, die Durchlasszeit (sowohl der Bedienstation selbst als auch gegebenenfalls stromaufwärts und/oder stromabwärts angeordneter Bedienstationen), die Versatzzeit, gegebenenfalls die Anteile von Einbiegern und Abbiegern, der Verlauf der Verkehrsnachfrage bzw. Verkehrsstärke (beispielsweise linear ansteigend bis 15 Uhr, dann konstant) etc.To carry out the method according to the invention, comparison fundamental diagrams must be used to be provided. This can be done in different ways. On the one hand, microscopic traffic flow simulations can be carried out with which the most varied traffic situations are reproduced and have the resulting fundamental diagrams created. The measuring process is determined by one or more detectors at defined intervals simulated to the stop line. Preferably, the data from each individual detector collected separately. Different types are used for such traffic flow simulations Parameters set; this includes the total duration of the simulation (for example 20 hours), the round trip time, the pass time (both the operator station itself as well as optionally arranged upstream and / or downstream Operating stations), the offset time and, if applicable, the proportions of benders and turning, the course of traffic demand or traffic intensity (for example increasing linearly until 3 p.m., then constant) etc.
Vorzugsweise werden zur Erstellung der Vergleichsfundamentaldiagramme (im Folgenden manchmal auch "Pattern" genannt) der komplette Belastungsverlauf bis hin zu einer "Vollsperrung" (kein Abfluss mehr möglich) simuliert.To create the comparison fundamental diagrams (in Sometimes called the "pattern" below) the complete load profile up to a "full closure" (no more drainage possible) simulated.
Insbesondere durch Simulationen können auch besondere geometrische Randbedingungen, wie kurze Abbiegespuren, oder betriebliche Besonderheiten einer Bedienstation, beispielsweise auf Grund von Baustellen oder ÖV-Priorisierungen, nachgestellt werden und damit entsprechende Pattern erzeugt werden. Dann werden beispielsweise nur noch nicht festgelegte Parameter der realen Situation, wie etwa der Anteil von Ein- oder Abbiegern, variiert. Auf diese Weise kann der Katalog an Patterns nach und nach ergänzt werden.In particular through simulations, special geometric boundary conditions, like short lanes, or operational peculiarities of a Operating station, for example due to construction sites or public transport priorities, are adjusted and corresponding patterns are generated. Then be for example, only undefined parameters of the real situation, such as the proportion of turners or turners varies. This way the catalog patterns are gradually added.
Weiterhin können Vergleichsfundamentaldiagramme auch aus realen Messungen erstellt werden. Dies kann insbesondere nützlich sein, wenn Pattern, die von fehlerhaften Detektoren herrühren, erzeugt werden sollen. Je nach Defekt (beispielsweise Flattern eines Relais und daraus resultierende Mehrfachzählungen) liegen andere Muster vor, die dann (enthalten in einem regulären Verkehrspattern oder als zusätzliches Vergleichsfundamentaldiagramm) zur Erkennung technischer Fehler verwendet werden können. Damit ergibt sich ein gut konfigurierbares und gleichzeitig hoch leistungsfähiges Verfahren zur Plausibilitätsprüfung und Fehlererkennung von Detektoren. Furthermore, comparison fundamental diagrams can also be taken from real measurements to be created. This can be particularly useful when patterns are out of order Detectors originate, are to be generated. Depending on the defect (for example Flutter of a relay and the resulting multiple counts) there are other patterns, which then (contained in a regular traffic pattern or as an additional comparison fundamental diagram) for the detection of technical Errors can be used. This results in a well configurable and at the same time a highly efficient procedure for plausibility checking and Fault detection of detectors.
Vergleichsfundamentaldiagramme können auch, insbesondere zur Erkennung technischer Fehler, manuell erzeugt werden. Ergibt sich dann bei der Auswertung, dass ein solches Vergleichsfundamentaldiagramm dem gemessenen Fundamentaldiagramm am ähnlichsten ist, kann auf einen entsprechenden Detektordefekt geschlossen werden.Comparative fundamental diagrams can also be used, especially for recognition technical errors, generated manually. The result of the evaluation is that such a comparative fundamental diagram is the measured fundamental diagram the most similar may be due to a corresponding detector defect getting closed.
Sowohl Vergleichsfundamentaldiagramme als auch gemessene Fundamentaldiagramme sind abhängig von der Umlauf- und Durchlassdauer. Insbesondere können über den Verlauf einer Messung oder Simulation diese Dauern variieren. Um ein Fundamentaldiagramm einfacher mit den Vergleichsfundamentaldiagrammen vergleichen zu können, werden die Punkte der Diagramme vorzugsweise in geeigneter Weise transformiert. Damit ergibt sich dann ein transformiertes Fundamentaldiagramm oder Vergleichsfundamentaldiagramm, wie es beispielsweise in Figur 3 dargestellt ist.Both comparison fundamental diagrams and measured fundamental diagrams depend on the period of circulation and passage. In particular can These durations vary over the course of a measurement or simulation. Around a fundamental diagram easier with the comparative fundamental diagrams To be able to compare, the points of the diagrams are preferably more suitable Transformed way. This results in a transformed fundamental diagram or comparative fundamental diagram, as it is for example in Figure 3 is shown.
Wenn die Vergleichsfundamentaldiagramme alle mit gleichen Sperr- und Durchlasszeiten erzeugt worden sind, kann es ausreichend sein, nur die Punkte des (gemessenen) Fundamentaldiagramms zu transformieren.If the comparison fundamental diagrams all with the same blocking and passage times have been generated, it may be sufficient to use only the points of the transform (measured) fundamental diagram.
Eine mögliche Transformation basiert auf verschiedenen Charakteristika von Fundamentaldiagrammen, die nachfolgend anhand Figur 4 beschrieben werden.A possible transformation is based on various characteristics of Fundamental diagrams, which are described below with reference to FIG. 4.
Im Allgemeinen lassen sich in der graphischen Darstellung eines Fundamentaldiagramms verschiedene Geraden identifizieren. Die Gerade a schneidet den Ursprung und hat eine Steigung, die dem Kehrwert der je Fahrzeug bei (langsamer) Fahrt entstehenden Belegungsdauer auf dem Detektor entspricht:m = 1 / B Fz. Ein günstiger Wert für BFz ist eine Sekunde pro Fahrzeug. Die Größe BFz (beispielsweise B Fz = 1 s / Fz ) stellt die durchschnittliche Belegtzeit des Detektors bei der Überfahrt eines Fahrzeugs dar. In general, various straight lines can be identified in the graphic representation of a fundamental diagram. The straight line a intersects the origin and has an incline that corresponds to the reciprocal of the occupancy on the detector that arises for each vehicle during (slow) travel: m = 1 / B Fz . A favorable value for B Fz is one second per vehicle. The quantity B Fz (for example B Fz = 1 s / Fz ) represents the average occupancy time of the detector when a vehicle is crossed.
Die Gerade b entsteht durch Parallelverschiebung bis zu r', einer modifizierten Sperrzeit (Rotzeit). Diese ergibt sich als r' = r - k · x, wobei x der Abstand zwischen Detektor und Haltlinie, r die Rotzeit und k ein Abminderungsfaktor, der die reduzierte Haltezeit in größerer Entfernung von der Haltlinie berücksichtigt, sind. Je weiter die Fahrzeuge von der Haltlinie entfernt stehen, umso kürzer stehen sie. Dies ergibt sich daraus, dass ausgestellte Fahrzeuge schneller wieder starten (etwa ein Fahrzeug pro Sekunde) als sie sich aufstellen (etwa 0,5 Fahrzeug pro Sekunde). Ein möglicher Wert für k ist der Kehrwert der Fahrzeuglänge beispielsweise mit 6,4 m als mittlerer Fahrzeuglänge.The straight line b is created by a parallel shift up to r ', a modified blocking time (red time). This results as r '= r - k · x, where x is the distance between the detector and stop line, r the red time and k is a reduction factor that takes into account the reduced stop time at a greater distance from the stop line. The further the vehicles are from the stop line, the shorter they are. This results from the fact that exhibited vehicles start again faster (approximately one vehicle per second) than they line up (approximately 0.5 vehicles per second). A possible value for k is the reciprocal of the vehicle length, for example with 6.4 m as the average vehicle length.
Die horizontal verlaufende Gerade d stellt die maximale Verkehrsstärke Zmax dar, die sich bei gegebener Grünzeit im freien Verkehrsfluss ergibt. Sie ist in dieser Betrachtung proportional zur modifizierten Grünzeit g' = tu - r' sowie zur Sättigungsverkehrsstärke S (Zahl der maximal je Durchlassdauer abfertigbaren Einheiten); tu bezeichnet die Umlaufdauer.The horizontally running straight line d represents the maximum traffic volume Z max , which results in free traffic flow for a given green time. In this view, it is proportional to the modified green time g '= tu - r' as well as to the saturation traffic level S (number of the maximum number of units that can be dispatched per opening period); tu denotes the period of circulation.
Die Gerade c geht auf der Belegungsachse vom Punkt der Intervalllänge (Umlaufzeit tu) aus und trifft auf den Schnittpunkt der Geraden b und d.The straight line c starts on the occupancy axis from the point of the interval length (round trip time tu) and meets the intersection of the straight lines b and d.
Die Punkte im Bereich der Geraden a entsprechen frei durchfahrenden Fahrzeugen. Die Punkte im Bereich der Strecke b entsprechen Umläufen, in denen Fahrzeuge während der gesamten Rotzeit auf dem Detektor stehen; es liegt eine schlechte Koordinierung von aufeinanderfolgenden Bedienstationen vor. Punkte im Bereich der Strecke c entsprechen dem Bereich der Übersättigung (OS), der durch Überlastung (zu kurze Grünzeit) oder Störungen im Abfluss entsteht. Im Schnittbereich der Strecke b und c treffen sich die Bereiche schlechter Koordinierung und Übersättigung.The points in the area of the straight line a correspond to freely passing vehicles. The points in the area of route b correspond to orbits in which vehicles stand on the detector throughout the red season; there is one poor coordination of successive operator stations. Points in the area of the distance c correspond to the area of supersaturation (OS) that due to overload (too short green time) or disturbances in the drain. in the Intersection of line b and c meet the areas of poor coordination and supersaturation.
Bei konstantem BFz und S sind die beschriebenen Geraden bzw. Charakteristika im Fundamentaldiagramm nur noch von der Umlauf- und der Sperrdauer abhängig. With constant B Fz and S, the straight lines or characteristics described in the fundamental diagram are only dependent on the period of circulation and the blocking period.
Eine Transformation eines Fundamentaldiagramms, um für die zu vergleichenden Fundamental- und Vergleichsfundamentaldiagramme gemeinsame Sperr- und Durchlassdauern zu haben, sollte vorzugsweise eineindeutig sein, damit bei neuen Grün- und Umlaufzeiten eine Rücktransformation möglich ist. Weiterhin sollten die Punkte zwischen den Geraden b und c in ihrer Lage zueinander möglichst unverändert bleiben, da dieser Bereich die meisten Informationen des Fundamentaldiagramms enthält.A transformation of a fundamental diagram to compare for Fundamental and comparative fundamental diagrams common locking and Having pass times should preferably be unambiguous, so with new ones Reverse transformation is possible for green and round trip times. Furthermore, should the positions between the straight lines b and c are as unchanged as possible in relation to one another remain as that area most of the information of the fundamental diagram contains.
Bei der im Folgenden beschriebenen beispielhaften Transformation werden die Punkte zunächst durch Änderung der Rotzeit r' auf die Hälfte der Umlaufzeit tu transformiert. Anschließend erfolgt eine Transformation der x- und der y-Achse in Bezug auf die Umlaufzeit, sodass diese gleich 1 wird.In the exemplary transformation described below, the Points first by changing the red time r 'to half the orbital time tu transformed. The x and y axes are then transformed into In relation to the round trip time, so that this becomes 1.
Abhängig davon, wo ein Punkt in dem Fundamentaldiagramm liegt, wird er einer unterschiedlichen Transformation unterworfen. Hierfür werden die in Figur 4 gezeigten Bereiche I (links der Geraden a), II (zwischen den Geraden a und b) und III (rechts der Geraden b) unterschieden.Depending on where a point is in the fundamental diagram, it becomes one subjected to different transformation. For this, the in Figure 4 shown areas I (left of line a), II (between line a and b) and III (to the right of line b).
Für die Transformation werden die folgenden Faktoren definiert:
Die Koordinaten der Punkte im Bereich I werden lediglich mit dem Faktor fg multipliziert: The coordinates of the points in area I are simply multiplied by the factor fg:
Die Transformation der Punkte des Bereichs II erfolgt über: The transformation of the points of area II takes place via:
Für die Transformation der Punkte des Bereichs III werden die folgenden Zwischengrößen definiert: sodass sich dann für die Koordinaten der Punkte ergibt: The following intermediate values are defined for the transformation of points in area III: so that the coordinates of the points are:
Bei dieser Transformation werden also die y-Koordinaten (Verkehrsstärke Z) immer gleich transformiert, während die Transformation der x-Koordinaten (Belegungsdauer B) unterschiedlich erfolgt. Abschließend werden die Koordinaten der Punkte noch durch die Umlaufzeit geteilt: sodass sich daraus die neuen Koordinaten jedes Punkts (BN, ZN) ergeben. In this transformation, the y-coordinates (traffic intensity Z) are always transformed in the same way, while the transformation of the x-coordinates (occupancy duration B) takes place differently. Finally, the coordinates of the points are divided by the orbital period: so that the new coordinates of each point (B N , Z N ) result.
Es versteht sich, dass nicht nur die normierten Rot- und Umlaufzeiten rN und tuN, sondern auch die gesamte Transformation unterschiedlich gewählt werden kann.It goes without saying that not only the standardized red and round trip times r N and tu N , but also the entire transformation can be selected differently.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es weiterhin nicht nötig, dass die Rotund Umlaufzeiten über einen Beobachtungszeitraum konstant sind; sie können variieren. Insbesondere durch eine geeignet gewählte Transformation ist es möglich, die (Z, B)-Werte dieser Umläufe in einem Diagramm darzustellen. Damit kann das Verfahren auf beliebige LSA-Steuerungen auch mit stark schwankenden Umlauf- oder Freigabezeiten angewendet werden.For the method according to the invention, it is furthermore not necessary for the rotund Orbital times are constant over an observation period; you can vary. In particular, through a suitably chosen transformation, it is possible show the (Z, B) values of these revolutions in a diagram. In order to the method can be applied to any LSA control system even with strongly fluctuating Round-trip or release times can be applied.
Im Folgenden werden verschiedene Verfahren beschrieben, mit denen ein Fundamentaldiagramm (auch Messung genannt) mit einem Vergleichsfundamentaldiagramm (Pattern) verglichen und auf Ähnlichkeit untersucht werden kann. Dabei werden die Punkte der Messung (Fundamentaldiagramm) und des Patterns (Vergleichsfundamentaldiagramm) als Vektoren dargestellt, wobei ein Eintrag des Vektors die beiden Koordinaten eines Punkts umfasst.The following describes various methods that are used to create a fundamental diagram (also called measurement) with a comparative fundamental diagram (Pattern) can be compared and examined for similarity. there the points of the measurement (fundamental diagram) and the pattern (comparative fundamental diagram) represented as vectors, an entry of the Vector includes the two coordinates of a point.
Bei dem ersten Verfahren wird für jeden Punkt PM(i) = (BM(i),ZM(i)) der Messung
Bei diesem Verfahren kann es vorkommen, dass mehrere Punkte des Vergleichsfundamentaldiagramms den selben Abstand zu einem Messpunkt des Fundamentaldiagramms haben, sodass in diesem Fall der Zufall über die Zuordnung des Messpunkts zu einem dieser Punkte des Patterns entscheidet.With this method, there may be several points on the comparison fundamental diagram the same distance to a measurement point of the fundamental diagram have, so in this case the coincidence about the assignment of the Measuring point for one of these points of the pattern decides.
Um dies zu verhindern kann für jeden Messpunkt die Entfernung zu allen Punkten des Vergleichsfundamentaldiagramms, wie in dem im Folgenden beschriebenen Verfahren, berücksichtigt werden.To prevent this, the distance to all points can be taken for each measuring point of the comparison fundamental diagram as described in the following Procedure.
Ausgangspunkt ist die Distanzmatrix bei der die Einträge einer Zeile die Entfernung von einem Punkt der Messung zu allen nj Punkten des Patterns und die Einträge jeder Spalte die Entfernung eines Punktes des Patterns zu den ni Punkten der Messung angeben. Die Zahl der Punkte des Patterns nj muss nicht gleich der Zahl der Punkte der Messung ni sein.The starting point is the distance matrix where the entries of a line indicate the distance from one point of the measurement to all n j points of the pattern and the entries of each column the distance of a point of the pattern to the n i points of the measurement. The number of points in the pattern n j need not be equal to the number of points in the measurement n i .
Statt unmittelbar die euklidische Distanz zu verwenden kann auch ein anderes Abstandsmaß wie folgt eingesetzt werden, mit dem eine besondere Gewichtung der Entfernung erzielt wird. Die Parameter a und b können geeignet gewählt werden, beispielsweise a = 20, b = 0,4. Für (euklidisch gesehen) nahe bei einander liegende Punkte geht der Wert des Abstandsmaßes ui,j gegen 1, für weit entfernte Punkte geht er gegen 0. Damit erhält man die Gewichtungsmatrix bei der Pattern-Punkte, die in etwa in gleicher Entfernung zu einem Messpunkt liegen auch mit etwa gleicher Gewichtung zur Geltung kommen.Instead of using the Euclidean distance directly, another distance measure can also be used as follows can be used with which a special weighting of the distance is achieved. The parameters a and b can be selected appropriately, for example a = 20, b = 0.4. For (Euclidean) points close to each other, the value of the distance measure u i, j goes towards 1, for points far away it goes towards 0. This gives the weighting matrix the pattern points, which are roughly the same distance from a measurement point, also come into play with roughly the same weight.
Für jeden Punkt i der Messung kann beispielsweise ein Maß für die Nähe zum Pattern über bestimmt werden. Damit werden nahe Punkte sehr stark, weit entfernte Punkte (im euklidischen Sinne) praktisch gar nicht berücksichtigt. Liegen mehr Punkte des Pattern im Bereich eines Messpunktes wird das entsprechende Gewicht ebenfalls höher. Die Ähnlichkeit eines Fundamentaldiagramms und eines Vergleichsfundamentaldiagramms ergibt sich zu je größer dieser Wert, umso ähnlicher werden das Fundamentaldiagramm und das Vergleichsfundamentaldiagramm angesehen. For each point i of the measurement, for example, a measure of the proximity to the pattern can be made be determined. This means that close points are considered very strongly, points far away (in the Euclidean sense) are practically not taken into account. If there are more points of the pattern in the area of a measuring point, the corresponding weight will also be higher. The similarity of a fundamental diagram and a comparative fundamental diagram results in the larger this value, the more similar the fundamental diagram and the comparative fundamental diagram are viewed.
Beide zuvor beschriebenen Varianten lassen sich weiter verfeinern, indem man nur Punkte des Patterns nimmt, die im gleichen Bereich der Verkehrsstärke liegen wie die Punkte der Messung. Damit können auch Fundamentaldiagramme, die nur einen bestimmten Zeitbereich eines Tages (beispielsweise mit hohen Verkehrsstärken) abbilden, ausgewertet werden.Both variants described above can be further refined by only takes points of the pattern that are in the same area of traffic like the points of measurement. It can also be used for fundamental diagrams that only a certain time range of a day (for example, with high traffic volumes) map, be evaluated.
Bei dem im Folgenden beschriebenen beispielhaften Verfahren wird über einem transformierten Fundamentaldiagramm ein Gitter aufgespannt. Den Gitterpunkten wird ein Wert für die Häufigkeit der Punkte des Fundamentaldiagramms gewichtet mit den Abständen zu den jeweiligen Gitterpunkten zugewiesen. Damit werden die Punkte von Dichtediagrammen erhalten. Die Punkte von zwei Dichtediagrammen gleicher Auflösung (d. h. mit gleichem zu Grunde liegenden Gitter) werden miteinander verglichen, indem für jeden Gitterpunkt die Höhe in beiden Diagrammen voneinander subtrahiert und die betragsmäßige Abweichung ermittelt wird. Um die unterschiedliche Häufigkeit bestimmter Verkehrsstärken in Fundamentaldiagrammen zu kompensieren, kann dieser Vergleich zeilenweise (in Matrix-Schreibweise) durchgeführt werden.In the exemplary method described below, a transformed fundamental diagram spanned a grid. The grid points a value for the frequency of the points on the fundamental diagram is weighted assigned with the distances to the respective grid points. With that, the Get points from density graphs. The points of two density charts same resolution (i.e. with the same underlying grid) are with each other compared by the height for each grid point in both graphs subtracted from each other and the difference in amount is determined. Around the different frequency of certain traffic volumes in fundamental diagrams To compensate, this comparison can be made line by line (in matrix notation) be performed.
Eine weitere Verbesserung erhält man, wenn dabei noch zwischen untersättigten und übersättigten Bereichen im Pattern-Diagramm unterschieden wird.A further improvement is obtained if there are still undersaturated ones and supersaturated areas in the pattern diagram.
Analog zu der oben beispielhaft verwendeten Schreibweise eines Fundamentaldiagramms
als Vektor kann auch ein Gitter als Vektor
Analog zu dem oben beschriebenen Fall wird auch hier eine Gewichtungsmatrix
bestimmt, um die Ähnlichkeit beziehungsweise den Abstand des Fundamentaldiagramms
zu den Gitterpunkten zu bestimmen (siehe Gleichungen (8), (11) und
(12)). Dazu nimmt der Gittervektor
Jedem Gitterpunkt lässt sich ein Dichtewert wie folgt zuordnen. Zunächst wird berechnet. Ein entsprechendes Dichtediagramm ist in Fig. 5 dargestellt. Zusätzlich kann die Summe bestimmt werden. Damit ergibt sich dann die normierte Dichte für jeden Gitterpunkt als A density value can be assigned to each grid point as follows. First of all calculated. A corresponding density diagram is shown in FIG. 5. In addition, the sum be determined. This then gives the normalized density for each grid point as
Vorzugsweise wird ein solches Dichtediagramm in Form einer Matrix dargestellt, wobei die Koordinaten der Matrixeinträge den Gitterkoordinaten entsprechen. Bei einem Gitter mit 40 Punkten in B-Richtung und 20 Punkten in Z-Richtung erhält man also eine 40 x 20-Matrix, deren Einträge jeweils den einem Gitterpunkt zugeordneten Dichtewert angeben. Eine solche Dichtematrix GU hat also die Form wobei hier die Einträge beispielhaft über die Koordinaten der Gitterpunkte indiziert sind.Such a density diagram is preferably represented in the form of a matrix, the coordinates of the matrix entries corresponding to the grid coordinates. For a grid with 40 points in the B direction and 20 points in the Z direction, a 40 x 20 matrix is obtained, the entries of which each indicate the density value assigned to a grid point. Such a density matrix G U thus has the form where the entries are indexed by way of example via the coordinates of the grid points.
Wenn für zwei Fundamentaldiagramme Dichtematrizen GU,1 und GU,2 vorliegen, kann der Abstand (oder die Ähnlichkeit) zwischen ihnen beispielsweise berechnet werden über wobei von den Einträgen der Differenzmatrix jeweils der Betrag genommen wird und über alle Elemente (Einträge) summiert wird; dann kann ggf. noch durch die Zahl der Summanden geteilt werden, um den Durchschnitt zu erhalten. Mit diesem einfachen Ähnlichkeitskriterium kann die Suche nach dem ähnlichsten Muster bei zuvor berechneten Dichtematrizen sehr schnell durchgeführt werden. Das Ergebnis kann auch noch normiert werden.If density matrices G U, 1 and G U, 2 are available for two fundamental diagrams, the distance (or the similarity) between them can be calculated, for example, via whereby the amount is taken from the entries of the difference matrix and is summed over all elements (entries); Then you can divide by the number of summands to get the average. With this simple similarity criterion, the search for the most similar pattern can be carried out very quickly with previously calculated density matrices. The result can also be standardized.
Wie bereits zuvor erwähnt, kann man sich beim Vergleich von Fundamentaldiagramm und Vergleichsfundamentaldiagramm auf Verkehrsstärken beschränken, die in der (transformierten) Messung (Fundamentaldiagramm) auch tatsächlich vorkommen. Dies ist immer dann sinnvoll, wenn der Wertebereich für die Verkehrsstärke Z in der Messung nicht den gesamten Bereich bis zur Sättigungsverkehrsstärke enthält oder wenn beispielsweise nur während Zeiten mit hoher Auslastung gemessen wird.As mentioned before, one can compare the fundamental diagram and limit the comparative fundamental diagram to traffic volumes, actually in the (transformed) measurement (fundamental diagram) occurrence. This is always useful if the value range for the traffic volume Z in the measurement does not cover the entire range up to the saturation traffic level contains or if, for example, only during periods of high load is measured.
Eine solche Beschränkung kann erreicht werden, indem alle Z-Werte des transformierten Fundamentaldiagramms aufsteigend sortiert werden. Gegebenenfalls können die ersten und letzten x-% (Percentile, beispielsweise x = 5) verworfen werden. Der erste und der letzte Wert der Liste stellen die Grenzwerte Zmin und Zmax dar. Dann werden die Dichtematrizen des Fundamentaldiagramms und des Vergleichsfundamentaldiagramms auf die Zeilen beschränkt, deren Verkehrsstärken Z zwischen Zmin und Zmax liegen. Für diese wird dann die Ähnlichkeit gemäß Gleichung (19) bestimmt. Auch hier kann das Ergebnis normiert werden, beispielsweise über die Zahl der Gitterreihen mit unterschiedlichen Z.Such a limitation can be achieved by using all of the Z-values of the transformed Fundamental diagram are sorted in ascending order. Possibly can discard the first and last x% (percentile, e.g. x = 5) become. The first and last values in the list represent the limit values Zmin and Zmax. Then the density matrices of the fundamental diagram and the Comparative fundamental diagram limited to the rows whose traffic volumes Z lie between Zmin and Zmax. The similarity is then for these Equation (19) determined. The result can also be standardized here, for example about the number of grid rows with different Z.
Zur weiteren Verfeinerung kann ein bereichsspezifischer, zeilenweiser Vergleich mit variabler Gewichtung der Übersättigung durchgeführt werden. Jedes gemessene Fundamentaldiagramm ist eine Sammlung von Umläufen über einen größeren Zeitraum. In diesem Zeitraum schwankt die Verkehrsstärke in der Regel nach einem für den untersuchten Streckenabschnitt typischen Muster. Bei Messungen der Verkehrsstärke über einen ganzen Tag spricht man von "Ganglinien".An area-specific, line-by-line comparison can be used for further refinement can be carried out with variable weighting of supersaturation. Every measured Fundamental diagram is a collection of orbits over a larger one Period. The traffic volume usually fluctuates during this period a typical pattern for the section of the route examined. During measurements The traffic volume over a whole day is called "gangways".
Auch bei den Pattern sind bestimmte Verkehrsstärke-Verläufe zu Grunde gelegt worden. Da die Ganglinien sich auf die Dichteverteilung in Fundamentaldiagrammen auswirken, kann der Vergleich eines Fundamentaldiagramms mit Vergleichsfundamentaldiagrammen mit unterschiedlichen Gariglinien zu verzerrten Ergebnissen führen.Certain patterns of traffic intensity are also used as a basis for the patterns Service. Because the graphs are based on the density distribution in fundamental diagrams the comparison of a fundamental diagram with comparison fundamental diagrams with different guiglines to distorted results to lead.
Weiterhin ist ein wichtiges Kriterium die Unterscheidung in untersättigte (US) und übersättigte (OS) Umläufe. Fundamentaldiagramme haben im Allgemeinen immer einen untersättigten Bereich und weisen bei zu kurzen Grünzeiten auch den oberen Abschnitt des (OS)-Bereichs (Überlastung ohne Störung im Abfluss, Fläche rund um den Schnitt der Geraden b, c und d) auf.Another important criterion is the distinction between undersaturated (US) and oversaturated round trips. Fundamentals generally always have an undersaturated area and if the green times are too short, they also show the upper one Section of the (OS) area (overload without disturbance in the drain, area around the intersection of straight lines b, c and d).
Störungen im Abfluss, die zu dem rechten Ast in einem Fundamentaldiagramm mit negativer Steigung führen, müssen dabei nicht oder nicht in gleichem Umfang vorhanden sein.Drainage disorders leading to the right branch in a fundamental diagram lead with a negative slope, do not have to do so or not to the same extent to be available.
Um solche Fundamentaldiagramme mit Vergleichsfundamentaldiagrammen in einfacher Weise zu vergleichen, kann das folgende Verfahren angewendet werden.To simplify such fundamental diagrams with comparative fundamental diagrams To compare wisely, the following procedure can be used.
Zunächst werden zwei Dichtematrizen GU,US und GU,OS berechnet, die nur die untersättigten bzw. die übersättigten Punkte des Vergleichsfundamentaldiagramms enthalten. Die Trennung bzw. Zuordnung der Punkte des Patterns in unter- und übersättigte Punkte kann mit den dazu bekannten Verkehrskenngrößen in jedem Umlauf nach einfachen Regeln vorgenommen werden.First, two density matrices G U, US and G U, OS are calculated, which contain only the undersaturated or the oversaturated points of the comparison fundamental diagram. The separation or assignment of the points of the pattern into undersaturated and oversaturated points can be carried out with the known traffic parameters in each round according to simple rules.
Beispielsweise kann für einen Punkt zunächst angenommen werden, dass er zum untersättigten Bereich gehört. Wenn der maximale Rückstau in Fahrzeugen (Lmax) größer als 1.5 Z (Z die Verkehrsstärke) ist und die Hälfte der Grünzeit kleiner als Lmax ist, dann wird der Punkt dem übersättigten Bereich zugeordnet. Wenn Lmax größer als 1.2. Z ist und der davor betrachtete Punkt übersättigt war, wird der Punkt ebenfalls dem übersättigten Bereich zugeordnet.For example, it can initially be assumed for a point that it is the under saturated area. When the maximum back pressure in vehicles (Lmax) is greater than 1.5 Z (Z the traffic volume) and half of the green time is less than Lmax, then the point is assigned to the oversaturated area. If Lmax is greater than 1.2. Is Z and the point before it was oversaturated, the point is also assigned to the oversaturated area.
Dann wird für jede Zeile der auf die tatsächlich zu berücksichtigenden Verkehrsstärken
reduzierten Gittermatrix der Messung für alle k mit k = {0;0.2;0.4;...2.0 zeilenweise
eine zusammengesetzten Patternmatrix
Danach wird ein Mittelwert aus den besten Ähnlichkeiten aller Zeilen gebildet.
Dieser stellt dann die Ähnlichkeit bzw. das Entfernungsmaß zwischen dem Fundamentaldiagramm
und dem Vergleichsfundamentaldiagramm dar.Then an average of the best similarities of all rows is formed.
This then represents the similarity or the distance between the fundamental diagram and the comparative fundamental diagram.
Die zeilenweise Betrachtung mit den beiden getrennten Bereichen wird in dem in Figur 6 gezeigten Fundamentaldiagramm illustriert.The line-by-line analysis with the two separate areas is shown in the Figure 6 illustrates the fundamental diagram shown.
Ein Vektor
Mit den Vergleichsfundamentaldiagrammen, insbesondere aus Simulationen, stehen
über die statistische Auswertung von Verkehrsdaten neben den Punkten des
Fundamentaldiagramms zusätzliche Kenngrößen zur Verfügung. Die folgende
Tabelle gibt ein Beispiel solcher Daten für eine Simulation an.
Zusätzlich zu den bereits erwähnten Größen sind in dieser Tabelle noch die spezielle Belegungsdauer B_spez und die Füllzeit dt (wie sie in EP1 276 085 verwendet werden) und der Grad der Störung GradStoe gezeigt. Bei Stillstand des Verkehrsflusses geht der Grad der Störung gegen 1. Der Grad der Störung kann beispielsweise über definiert werden, wobei x der Abstand zwischen Detektor und Haltlinie ist.In addition to the quantities already mentioned, the special occupancy duration B_spec and the filling time dt (as used in EP1 276 085) and the degree of the disturbance GradStoe are shown in this table. When the flow of traffic comes to a standstill, the degree of disruption goes to 1. The degree of disruption can, for example, change can be defined, where x is the distance between the detector and the stop line.
In Figur 7 ist ein Beispiel einer Bestimmung von Verkehrskenngrößen schematisch dargestellt.An example of a determination of traffic parameters is shown schematically in FIG shown.
In Schritt (A) werden die in den Vergleichsfundamentaldiagrammen bereitgestellten B- und Z-Daten, wie oben beschrieben, transformiert. Eine entsprechende Transformation findet auch für die gemessenen Punkte des Fundamentaldiagramms in Schritt (D) statt.In step (A), those provided in the comparative foundation diagrams B and Z data transformed as described above. A corresponding Transformation also takes place for the measured points of the fundamental diagram in step (D) instead.
Im Folgenden werden noch die verbleibenden Schritte des Verfahrens erläutert. Dabei werden in Schritt (B) die zu bestimmenden Verkehrskenngrößen (beispielhaft gezeigt: maximale Staulänge Lmax und Wartezeit je Fahrzeug WFz) durch eine Transformation unabhängig von den Signaldaten (Grün-/Umlaufzeit) und bei Übersättigung von der in der Simulation verwendeten Streckenlänge gemacht. Als Ergebnis liegen dann eine oder mehrere Gittermatrizen vor, deren Elemente die mittleren Werte der jeweiligen Kenngröße für den (B,Z)-Punkt des Gitterelements darstellen (Schritt (C)). Diese Schritte können Offline durchgeführt werden.The remaining steps of the method are explained below. In step (B), the traffic parameters to be determined (exemplary shown: maximum stowage length Lmax and waiting time per vehicle WFz) a transformation independent of the signal data (green / round trip time) and at Supersaturation made from the route length used in the simulation. As The result is one or more grid matrices, the elements of which are the mean values of the respective parameter for the (B, Z) point of the grid element represent (step (C)). These steps can be done offline.
Für ein transformiertes Fundamentaldiagramm wird eine Zeitreihe der Punkte erstellt, d. h. die Punkte werden nach ihrem zeitlichen Auftreten sortiert, sodass sich durch Rundung auf die nächstgelegenen Gitterpunkte ein Weg (in zeitlicher Hinsicht) durch die Gittermatrix bzw. Dichtematrix des Fundamentaldiagramms ergibt.For a transformed fundamental diagram, a time series of points is created d. H. the points are sorted according to their temporal occurrence, so that a path is rounded by rounding to the nearest grid points (in time Terms) by the lattice matrix or density matrix of the fundamental diagram results.
Weist man die Werte der in Schritt (C) berechneten Gittermatrizen für die Verkehrskenngrößen den jeweiligen Punkten der Zeitreihe aus Schritt (E) zu, erhält man Zeitreihen der transformierten Zustandsgrößen (Schritt (F)). Werden die Werte dieser Zeitreihen gemäß den Messbedingungen (tu, tgr (Grünzeit), Streckenlänge) rücktransformiert (Schritt (H)) und gegebenenfalls geglättet, erhält man als Ergebnis die entsprechend bestimmten Verkehrskenngrößen. The values of the grid matrices calculated in step (C) for the traffic parameters are shown the respective points of the time series from step (E) time series of the transformed state variables (step (F)). Will the Values of these time series according to the measurement conditions (tu, tgr (green time), route length) back-transformed (step (H)) and optionally smoothed the result is the correspondingly determined traffic parameters.
In Schritt (G) wird für jeden Punkt der Messung geprüft, ob er zum untersättigten oder übersättigten Verkehrszustand gehört. Abhängig davon erfolgt die Zuweisung eines transformierten Kennwertes aus US oder OS und abhängig davon erfolgt auch die Rücktransformation in Schritt (H).In step (G) it is checked for each point of the measurement whether it is the undersaturated one or saturated traffic condition. The assignment takes place depending on this a transformed characteristic value from US or OS and depending on it also the reverse transformation in step (H).
Beispiele für diese Schritte werden nun im Folgenden ausführlich beschrieben.Examples of these steps are now described in detail below.
Ziel des Normierungsschrittes (B) sind Gittermatrizen analog zur Dichtematrix GU , nur enthalten die Matrixwerte hier maximale Staulängen (bei GLmax) bzw. durchschnittliche Wartezeiten (bei GWFz).The aim of the standardization step (B) are grid matrices analogous to the density matrix G U , only the matrix values here contain maximum accumulation lengths (at G Lmax ) or average waiting times (at G WFz ) .
Die Normierung von Lmax und W über Grün- und Umlaufzeit wird in Abhängigkeit vom Zustand der Unter- oder Übersättigung durchgeführt.The normalization of Lmax and W over green and orbital time is dependent performed from the state of under- or oversaturation.
Für jeden Messpunkt des Patterns, der im untersättigten Zustand ist, wird über tgr und tu wie folgt normiert: For each measuring point of the pattern that is in the undersaturated state, normalization is made via tgr and tu as follows:
Dies beruht auf dem Zusammenhang, dass die maximale Staulänge bei variierenden Grün- und Umlaufzeiten im wesentlichen proportional zur Grünzeit, die Wartezeit im wesentlichen proportional zur Rotzeit ist.This is based on the connection that the maximum accumulation length with varying Green and circulation times essentially proportional to the green time, the waiting time is essentially proportional to the red time.
Im übersättigten Zustand wird durch die Länge der gesamten im Zufluss der LSA
liegenden Strecke (bspw. in Fig. 1 die Distanz zwischen den Haltlinien 3 und 3')
geteilt:
In erster Näherung erstreckt sich der Stau nach kurzer Zeit bei Übersättigung über die gesamte im Zufluss der LSA liegenden Strecke. Eine gewisse "Modulation", also Abhängigkeit von Verkehrsstärke und Belegungsdauer, kann mit der dargestellten Normierung erreicht werden.In a first approximation, the congestion extends after a short time with oversaturation the entire route in the inflow of the LSA. A certain "modulation" So depending on traffic volume and duration of occupancy, can with the shown standardization can be achieved.
Der Ansatz für die Berechnung der Wartezeit im übersättigten Zustand in (G) benötigt ausschließlich gemessene Werte, so dass in (B) keine Normierung erforderlich ist.The approach for the calculation of the waiting time in the oversaturated state in (G) is required only measured values, so that no standardization is required in (B) is.
Unter Verwendung eines Gittervektors
Nimmt man aus den Punkten des Patterns nur die Teilmenge
Die normierten maximalen Staulängen für den unter- und den übersättigten Zustand
können nach ihrem zeitlichen Auftreten sortiert werden, so dass man Vektoren
Analog dazu kann aus der Zeitreihe der Wartezeiten ohne Übersättigung,
Liegen Gittermatrizen für Staulängen oder Wartezeiten vor, so kann jeder Punkt
der Messung des Fundamentaldiagramms in Schritt (E) durch eine Position im
Gitter angenähert werden. Getrennt nach den Zeitreihen der normierten Belegung
Die Operation ones() erzeugt einen 1-Vektor (Vektor nur mit Einsen als Einträgen) der Dimension des Arguments; durch die Operation runden() wird das Argument gerundet. Die Werte der Ergebnisvektoren können aus softwaretechnischen Gründen auf den Wertebereich begrenzt werden, der als Index für die Adressierung von Elementen der Matrizen erlaubt ist. Die ganzzahligen Werte dieser Vektoren stellen jetzt Nummern der Spalten bzw. Zeilen der Gittermatrix dar.Operation ones () creates a 1 vector (vector only with ones as entries) the dimension of the argument; rounding () rounds the argument. The values of the result vectors can be due to software reasons be limited to the range of values used as the index for addressing elements of matrices is allowed. Set the integer values of these vectors now represent numbers of the columns or rows of the grid matrix.
In Schritt (F) können zu jedem Umlauf die Staulängen oder Wartezeiten aus den entsprechenden Gittern wie folgt bestimmt werden: In step (F), the queue lengths or waiting times can be determined from the corresponding grids for each cycle as follows:
Damit sind für einen gemessenen Punkt eines Fundamentaldiagramms die Verkehrskenngrößen "maximale Staulänge" und "Wartezeit je Fahrzeug" bestimmt worden.The traffic parameters are thus for a measured point of a fundamental diagram "Maximum stowage length" and "waiting time per vehicle" determined Service.
Gleichung (28) gilt jeweils für Matrizen, die unter- oder übersättigte Verkehrszustände beschreiben. Wie beschrieben, ist die entsprechende Matrix für die Wartezeit bei Übersättigung nicht erforderlich, und damit auch die entsprechende Rechenoperation.Equation (28) applies to matrices that have unsaturated or oversaturated traffic conditions describe. As described, the corresponding matrix is for the waiting time not necessary in the case of oversaturation, and thus the corresponding arithmetic operation.
Die Unterscheidung bzw. Zuordnung von untersättigten und übersättigten Punkten (Schritt (G)) kann beispielsweise schon anhand der Lage im Fundamentaldiagramm der Messung selbst geschehen (siehe Fig. 4): Liegen die Punkte deutlich links der Strecke b, stellen sie untersättigte Umläufe dar, liegen sie genügend rechts von dieser Strecke, übersättigte. Dies kann durch geeignete Abstandskriterien implementiert werden.The distinction or assignment of undersaturated and oversaturated points (Step (G)) can, for example, already be based on the position in the fundamental diagram the measurement itself (see Fig. 4): the points are clear To the left of route b, if they represent unsaturated round trips, they are sufficient to the right of this stretch, oversaturated. This can be done using suitable distance criteria be implemented.
In der Umgebung des Schnittpunkts der Geraden b und c können sich untersättigte Punkte aus schlechter Koordinierung mit Umläufen, in denen Übersättigung geherrscht hat, überlagern.In the vicinity of the intersection of lines b and c, undersaturation can occur Points from poor coordination with orbits involving oversaturation ruled, overlay.
Für solche Punkte kann die Zugehörigkeit insbesondere auf zwei Wegen geprüft und die Ergebnisse kombiniert werden. Grundlage ist dabei immer das Vergleichsfundamentaldiagramm, das der Messung am ähnlichsten ist. Gemessen wird die Entfernung jedes Messpunktes zum untersättigten und zum übersättigten Teilmuster.For such points, the affiliation can be checked in two ways and the results are combined. The basis is always the comparison fundamental diagram, which is most similar to the measurement. Measured the distance of each measuring point to the undersaturated and the oversaturated Partial pattern.
Einerseits kann die Zugehörigkeit anhand der Lage des Punktes bestimmt werden. Verwendet werden dazu die Dichtematrizen GU ,US , GU ,OS· Ihre Matrixeinträge stellen die Dichte dar, die das Fundamentaldiagramm an der Stelle des Eintrages hat (an dem entsprechenden Gitterpunkt). Ist die Dichte der Matrix untersättigter Punkte an einer Stelle höher als die Dichte der übersättigten Matrix, so ist die Zugehörigkeit zum untersättigten Zustand höher als zum übersättigten, und umgekehrt.On the one hand, the affiliation can be determined based on the location of the point. The density matrices G U , US , G U , OS are used for this . Their matrix entries represent the density that the fundamental diagram has at the location of the entry (at the corresponding grid point). If the density of the matrix of undersaturated points at one point is higher than the density of the oversaturated matrix, the membership of the undersaturated state is higher than that of the oversaturated, and vice versa.
Für eine zeilenweise Normierung kann die Matrix GU,P
Die Matrix S hat die Dimensionen der Gittermatrizen und setzt sich aus Vektoren
Die (anhand der Messung normierte) Dichte der untersättigten Teilmenge des
Patterns berechnet sich zu
Die Zugehörigkeit der Messpunkte zur unter- und übersättigten Teilmenge kann dabei innerhalb des Gitterrasters wie folgt bestimmt werden: The affiliation of the measuring points to the undersaturated and oversaturated subset can be determined within the grid as follows:
Die zwei Matrizen unterscheiden sich nur durch die Vorzeichen ihrer Elemente. Je geringer der Wert eines Elementes, umso größer ist die Zugehörigkeit zum entsprechenden Bereich.The only difference between the two matrices is the sign of their elements. ever the lower the value of an element, the greater the affiliation with it corresponding area.
Die Übertragung der Zugehörigkeit auf die einzelnen Punkte der Zeitreihe der Messung unter Verwendung von Formel (27) analog zur Gleichung (28) ergibt: Transferring the membership to the individual points in the time series of the measurement using formula (27) analogously to equation (28) results in:
Fig. 8 zeigt einen solchen Verlauf an einem Beispiel.8 shows such a course using an example.
Eine Zugehörigkeitsbestimmung aufgrund des Gradienten kann insbesondere in den Fällen, in denen Messpunkte aus schlechter Koordinierung und aus Übersättigung im gleichen Bereich des Fundamentaldiagramms liegen, vorteilhaft sein.A determination of membership based on the gradient can be found in particular in the cases in which measuring points result from poor coordination and from oversaturation be in the same area of the fundamental diagram.
Als Kriterium wird dabei die "Bewegung" der Punkte eingesetzt. Dazu wird für jeden Punkt der normierten Messung und des (normierten) Patterns die Änderung (Differenz) zum vorherigen Punkt der Zeitreihe berechnet. Ausgangspunkt ist dann für beide Zeitreihen der jeweilige Vektor: The "movement" of the points is used as a criterion. For this, the change (difference) to the previous point of the time series is calculated for each point of the standardized measurement and the (standardized) pattern. The starting point is then the respective vector for both time series:
Im Einzelnen ergeben sich folgende Schritte: The individual steps are as follows:
Zunächst wird ein Differenzvektor bestimmt. Anschließend erfolgt eine Umwandlung gegengerichteter Bewegungen für alle Elemente: First, a difference vector certainly. Subsequently, counter-movements are converted for all elements:
Optional kann eine Glättung stattfinden wobei beispielsweise α = 0.1.Optionally, smoothing can take place where, for example, α = 0.1.
Dann kann eine Notation als komplexer Vektor mit j für den Imaginäranteil erfolgen: Then a notation can be made as a complex vector with j for the imaginary part:
Angewendet auf die unter- und die übersättigte Teilmenge des Patterns, ergeben
sich für das Pattern zwei Gradientenvektoren Δ
Die Gradientenvektoren des Patterns stellen wie der Gradientenvektor der Messung Zeitreihen dar, wobei die Gradientenvektoren des Patterns aus mehreren Abschnitten unterschiedlicher Zeitbereiche zusammengesetzt sein können.The gradient vectors of the pattern represent like the gradient vector of the measurement Time series represent, whereby the gradient vectors of the pattern from several Sections of different time periods can be composed.
Es geht nun darum, alle Punkte der Messung mit von der Lage im Fundamentaldiagramme her ähnlichen Punkten der Teilmuster zusammenzubringen und die Eigenschaft "Gradient" zu vergleichen. Hierzu können die Gewichtungsmatrizen WUS und WOS verwendet werden, da sie die Punkte des Patterns auf die Punkte der Messung "projizieren". Es ergeben sich analog zu Formel (26) mit It is now a matter of bringing all the points of the measurement together with points of the partial pattern which are similar in position in the fundamental diagram and comparing the property "gradient". The weighting matrices W US and W OS can be used for this, since they "project" the points of the pattern onto the points of the measurement. This results in analogy to formula (26)
Vektoren Δ
Über die folgende Gleichung können beide Bewertungen für jeden Messpunkt zusammengefasst
werden (Vektor korrespondierend mit der Zeitreihe der Messung):
Davon ausgehend, kann jeder einzelne Punkt der Messung dem unter- oder übersättigten Zustand zugewiesen werden: Based on this, each individual point of the measurement can be assigned to the undersaturated or oversaturated state:
Um nervöses Schätzverhalten zu vermeiden, kann eine Glättung durchgeführt werden: was einen Verlauf wie in Fig. 11 ergibt.To avoid nervous estimation behavior, smoothing can be carried out: which gives a course as in FIG. 11.
Abschließend kann mit einem Schwellwert (1.5 in dem Beispiel) die endgültige Klassifizierung jedes Messpunktes in den Bereich US (1) oder OS (2) erfolgen: Finally, with a threshold value (1.5 in the example), the final classification of each measuring point into the US (1) or OS (2) range can be made:
Wenn für jeden Messpunkt festgelegt ist, ob er unter- oder übersättigt ist, können die normierten Staulängen und Wartezeiten des entsprechenden Bereichs zugewiesen und dann entnormiert werden (Schritt (H)). Korrespondierend zu den Formeln (24) und unter Verwendung der Werte aus (28) ergibt sich schließlich die maximale Staulänge: If it is determined for each measuring point whether it is under- or oversaturated, the normalized accumulation lengths and waiting times can be assigned to the corresponding area and then de-normalized (step (H)). Corresponding to the formulas (24) and using the values from (28), the maximum stowage length finally results:
Die durchschnittliche Wartezeit je Fahrzeug kann bestimmt werden als The average waiting time per vehicle can be determined as
Dabei ist LFz die durchschnittliche Fahrzeuglänge, z.B. 6.4m.
Für die Umläufe mit Übersättigung kann auch der Grad der Störung ermittelt werden.
Statt der normierten maximalen Staulänge kann der Grad der Störung, wie
oben definiert, ohne weitere Normierung in ein entsprechendes Gitter GGradStoe,OS,P
übertragen und über die Indexvektoren
Nimmt man aus den Messwerten, die dem übersättigten Bereich zugewiesen werden, diejenigen, deren Grad der Störung einen bestimmten Grenzwert nicht überschreitet, z.B. 0.3, erhält man in Näherung die Umläufe, in denen gesättigter Verkehrsfluss ohne Störungen im Abfluss stattgefunden hat. Über die Verkehrsstärke und die Freigabezeit lässt sich daraus dann die Sättigungsverkehrsstärke bestimmen: If one takes from the measured values which are assigned to the oversaturated area, the degree of the disturbance does not exceed a certain limit value, for example 0.3, one obtains an approximation of the circulations in which saturated traffic flow took place without disturbances in the outflow. The saturation traffic intensity can then be determined from the traffic intensity and the release time:
Claims (20)
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