EP3903292B1

EP3903292B1 - Rückstauerkennung aus bewegungsdaten

Info

Publication number: EP3903292B1
Application number: EP19816582.1A
Authority: EP
Inventors: Kord Lühr; Steffen AXER; Juana WENDT; Johannes Stark; Santana NGANTCHEU TCHAMDA; Cedric WILTING
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2024-02-28
Anticipated expiration: 2039-12-02
Also published as: DE102018010003A1; WO2020135974A1; EP3903292A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus von Kraftfahrzeugen an einer Lichtsignalanlage und einer durch den Rückstau bedingten Wartezeit.
Verfahren und Systeme zur Ermittlung von Rückstaulängen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Hierbei besteht das häufige Problem, dass benötigte Informationen zur Ermittlung von Rückstaulängen entweder nicht öffentlich zugänglich sind oder Rückstaulängen aus verfügbaren Datensätzen nicht unmittelbar und zufriedenstellend genau vorhersagbar sind.
Die Druckschrift DE 2008 022 349 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung von Rückstaulängen an Lichtsignalanlagen, umfassend eine Datenverarbeitungseinrichtung, in die ein Verkehrsmodell für Straßensegmente mit einer Lichtsignalanlage implementiert ist, über das Dichteprofile in Abhängigkeit eines Parameters geliefert werden, wobei eine Rückstaulänge an den Lichtsignalanlagen nur mittels des Verkehrsmodells unter Berücksichtigung des Parameters des ausgewählten Dichteprofils ermittelt wird.
Die DE 10 2016 013 972 A1 betrifft ein Fahrassistenzsystem, umfassend ein erstes Empfangsmittel zum Empfangen von Ampelsignalphaseninformationen, ein zweites Empfangsmittel zum Sammeln von Fahrzeuginformationen sowie ein Rechenmittel zum Prognostizieren eines Stauendes und eines Auflösungszeitpunktes eines von den Fahrzeugen vor einer Signalanlage gebildeten Rückstaus.
Die DE 10 2011 122 297 A1 betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von verkehrsrelevanten Informationen durch ein Fahrzeug eines Fahrzeugpools zur Nutzung aller Fahrzeuge des Fahrzeugpools, wobei die verkehrsrelevanten Informationen über eine kommunikative Verbindung ausgetauscht werden.
Verfahren zur Bewertung einer Annäherungssituation eines Fahrzeugs sind ferner aus der DE 10 2011 081 609 A1 sowie der Publikation C. Busch Dittrich ET AL: "Rückstaulängenschätzung zur verbesserten Geschwindigkeitsempfehlung im Fahrzeug", 14. November 2016 (2016-11-14), bekannt.
Nachteilig an dem genannten Stand der Technik ist insbesondere, dass es nicht möglich ist, unabhängig von einer Infrastrukturanbindung eine hinreichend genaue Vorhersage zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus vor einer Lichtsignalanlage sowie einer durch den Rückstau bedingten Wartezeit zu liefern.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben, insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie ein System zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus von Kraftfahrzeugen an einer Lichtsignalanlage und einer durch den Rückstau bedingten Wartezeit zur Verfügung zu stellen, die möglichst unabhängig und vielseitig betreibbar bzw. einsetzbar sind und eine möglichst genaue Vorhersage bezüglich der Länge eines Rückstaus und einer durch den Rückstau bedingten Wartezeit von Kraftfahrzeugen vor einer Lichtsignalanlage liefern.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein System gemäß Anspruch 8.
Weitere Merkmale und Details ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Technische Merkmale, die zu dem erfindungsgemäßen Verfahren offenbart werden, gelten dabei auch in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen System und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus von Kraftfahrzeugen vor einer Lichtsignalanlage und einer durch den Rückstau bedingten Wartezeit umfasst hierbei die Schritte eines Empfangens von Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen mittels einer Datenempfangseinheit, eines Ermittelns von Haltevorgängen von Kraftfahrzeugen vor einer Lichtsignalanlage aus den Bewegungsdaten mittels einer Datenverarbeitungseinheit, eines Ermittelns der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge der Kraftfahrzeuge mittels der Datenverarbeitungseinheit, eines Ermittelns der maximalen Länge des Rückstaus von Kraftfahrzeugen und dessen Zeitpunkt mittels der Datenverarbeitungseinheit sowie eines Erstellens einer Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus des Rückstaus der Kraftfahrzeuge und einer Wartezeit bis zum Durchqueren des Rückstaus mittels der Datenverarbeitungseinheit. Hierbei zeichnet sich das gegenständliche Verfahren dadurch aus, dass das Erstellen einer Prognose keine Infrastrukturanbindung benötigt.
Das gegenständliche Verfahren kann vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, wie einem PKW oder einem LKW zum Einsatz kommen und hierbei insbesondere als Inputparameter zur Optimierung von Fahrassistenzsystemen, wie adaptiven Geschwindigkeitsreglern oder Start-Stopp-Systemen verwendet werden.
Um eine regelmäßige Aktualisierung und somit eine besonders exakte Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus eines Rückstaus und einer Wartezeit zu erhalten, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass einzelne Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise zyklisch wiederholt werden. Im Rahmen einer zyklischen Wiederholung des gegenständlichen Verfahrens können hierbei insbesondere die Schritte bis zu einer Erstellung einer Prognose zyklisch wiederholt werden, um auf Basis einer größeren Menge an Daten eine exaktere Prognose erstellen zu können. Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass während der einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens jeweils ein Vergleich zwischen den ermittelten Werten und Referenzwerten erfolgt, wobei die ermittelten Werte vorzugsweise vor einem Vergleich mit Referenzwerten gemittelt und/oder gewichtet werden. Eine Gewichtung kann hierbei insbesondere hinsichtlich der Aussagekraft der Werte erfolgen. Als Referenzwert können hierbei insbesondere unter vergleichbaren Bedingungen ermittelte Werte dienen. Eine gegenständliche Lichtsignalanlage kann insbesondere in Form einer Ampel oder dergleichen gebildet sein. Unter Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen werden im Rahmen der Erfindung insbesondere GPS-Signale verstanden, über die ein zeitlicher Verlauf aktueller geographischer Standorte von Kraftfahrzeugen wiedergegeben werden kann, wobei die Bewegungsdaten hierbei vorzugsweise in Bezug auf eine bestimmte Fahrzeug-ID übermittelt und empfangen werden. Unter einem Haltevorgang eines Kraftfahrzeugs wird vorliegend ein Vorgang verstanden, bei dem ein Kraftfahrzeug zumindest kurzzeitig, infolge eines Haltesignals stoppt. Unter einer räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge wird erfindungsgemäß insbesondere eine von einem betreffenden Fahrzeug zurückgelegte Trajektorie bzw. ein Fahrtverlauf verstanden. Unter einem gegenständlichen Durchqueren eines Rückstaus ist im Rahmen der Erfindung schließlich eine Durchquerung bis zu einer Überquerung einer definierten Haltelinie zu verstehen, die vorzugsweise unmittelbar an einer betreffenden Lichtsignalanlage angeordnet ist. Unter einer Infrastrukturanbindung wird gegenständlich insbesondere eine direkte Anbindung bzw. eine direkte Daten- oder Kommunikationsverbindung zu einer Lichtanlage verstanden.
Im Rahmen der Erfindung ist erkannt worden, dass nur auf Basis von Bewegungsdaten eines Kraftfahrzeugs über eine entsprechende erfindungsgemäße Verarbeitung der Bewegungsdaten bereits eine hinreichend genaue Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus eines Rückstaus von Kraftfahrzeugen und eine Wartezeit bis zum Durchqueren des Rückstaus vor einer Lichtsignalanlage erstellt werden kann, die keine direkte Infrastrukturanbindung benötigt.
Dies ermöglicht insbesondere eine besonders unaufwändige Anwendung und vielseitige Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Im Rahmen einer besonders genauen und aussagekräftigen Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus eines Rückstaus von Kraftfahrzeugen und einer Wartezeit bis zum Durchqueren des Rückstaus kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Ermitteln von Haltevorgängen vor einer Lichtsignalanlage das Auswerten von Kartendaten und/oder Metainfrastrukturdaten umfasst. Unter Kartendaten wird hierbei insbesondere ein vorzugsweise vektorisiertes Straßennetzwerk mit definierten Start- und Endpunkten, Knoten sowie weiteren Elementen zur abstrakten Repräsentierung eines realen Straßennetzwerks verstanden. Als Metainfrastrukturdaten können hingegen weitere auf Kartenmaterial basierende Informationen von Objekten abseits des Straßennetzes, wie beispielsweise Bäume, Schilder, Warnzeichen, Verkehrszeichen und dergleichen dienen. Neben einer Integration einer Auswertung von Kartendaten und/oder Metainfrastrukturdaten in den erfindungsgemäßen Verfahrensschritt eines Ermittelns von Haltevorgängen vor einer Lichtsignalanlage, kann die Auswertung von Kartendaten und/oder Metainfrastrukturdaten auch in die anderen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens integriert sein.
Zur Steigerung der Genauigkeit des gegenständlichen Verfahrens kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Ermitteln von Haltevorgängen vor einer Lichtsignalanlage das Auswerten von zusätzlichen sensorisch erfassten Daten umfasst. Zusätzliche sensorisch erfasste Daten können hierbei beispielsweise Daten, wie eine aktuelle Umgebungstemperatur, ein aktueller Umgebungsdruck, eine aktuelle Luftfeuchtigkeit, insbesondere ein aktuelles Sichtverhältnis, eine aktuelle Fahrbahnstruktur, aber auch weitere fahrzeugspezifische Daten, wie eine aktuelle Fahrtgeschwindigkeit, eine aktuelle Drehzahl oder dergleichen sein, die insbesondere zur Verfeinerung der gewonnenen Daten dienen können.
Im Hinblick auf eine exakte Bestimmung eines Fahrtweges bzw. einer Trajektorie eines Fahrzeugs kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Ermitteln der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge eine Projektion der Bewegungsdaten auf ein digitales Kartennetz umfasst. Eine Projektion der Bewegungsdaten auf ein digitales Kartennetz erlaubt hierbei insbesondere die Bestimmung eines Fahrweges eines Kraftfahrzeugs über die Verwendung selbst ungenauer GPS-Daten. Zudem kann im Rahmen eines Ermittelns der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge eine Clusteranalyse der Trajektorien nach bestimmten Kriterien, beispielsweise nach einem Fahrstrom oder dergleichen vorgesehen sein. Des Weiteren kann hinsichtlich eines Ermittelns der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge auch eine Bestimmung der Überquerungszeiten einer Haltelinie und/oder der Haltezeiten der Haltevorgänge an einer Haltelinie vorgesehen sein.
Im Rahmen einer exakten und aussagekräftigen Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus des Rückstroms der Kraftfahrzeuge und einer Wartezeit bis zum Durchqueren des Rückstroms ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ermitteln der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge eine Auswertung von Informationen bezüglich der Lichtsignalanlage umfasst. Eine Auswertung von Informationen bezüglich der Lichtsignalanlage kann hierbei insbesondere die Bestimmung der Grün- und Rotphasen sowie des Schaltzyklus umfassen, die nicht über eine Kommunikationsanbindung an die betreffende Lichtsignalanlage, sondern erfindungsgemäß aus den Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen ermittelt werden. Bezüglich der Bestimmung der Grün- und Rotphasen kann hierbei insbesondere die Dauer und/oder Schaltfrequenz oder dergleichen bestimmt werden.
Im Hinblick auf eine einfache und zugleich aussagekräftige Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus des Rückstaus und einer Wartezeit kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Erstellen einer Prognose zumindest teilweise auf der Anwendung eines linearen Modells basiert. Vorzugsweise umfasst das Modell hierbei die Bestimmung einer Wartezeit und/oder die Bestimmung einer maximalen Rückstaulänge. Vorteilhafterweise basiert das Erstellen einer Prognose hierbei zumindest teilweise auf der Anwendung eines Stoßwellenmodells. Stoßwellen können hierbei insbesondere als Nebenprodukte von Verkehrsstaus und Warteschlangen vorkommen und sich in Form einer ausbreitenden Welle in den Übergangszonen zwischen zwei Verkehrszuständen durch eine Verkehrsumgebung bewegen. Im Straßenverkehr sind die Wellen als Übergang von einem fließenden, schnellen Zustand in einen überlasteten, stillstehenden Zustand oder im umgekehrten Fall von einem stillstehenden Zustand, in einen plötzlich beschleunigenden Zustand zu finden. Stoßwellen stellen hierbei ein großes Sicherheitsproblem dar, da die plötzliche Änderung der Bedingungen, die Fahrer beim Durchlaufen einer Stoßwellen erleben, oft zu Unfällen führen kann.
Im Rahmen eines effektiven Informationsaustausches kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass eine Ausgabe der Prognose mittels einer Ausgabeeinheit erfolgt. Die Ausgabeeinheit kann hierbei insbesondere in Form einer visuellen Anzeigeeinheit, wie einem Display oder dergleichen gebildet sein, auf dem die erstellte Prognose dann beispielsweise grafisch dargestellt werden kann. Alternativ oder kumulativ ist es allerdings auch möglich, dass die erstellte Prognose akustisch und/oder haptisch oder dergleichen dargestellt wird. Im Rahmen einer grafischen Darstellung einer erstellten Prognose kann letztere zum Zweck einer übersichtlichere Darstellung hierbei insbesondere auch zusammen mit einer digitalen Straßenkarte oder dergleichen dargestellt werden.
Im Hinblick auf eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Routenplanung kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise ferner vorgesehen sein, dass die Erstellung einer weiteren Prognose vorgesehen ist, wobei die Erstellung der ersten Prognose als Basis zur Erstellung der weiteren Prognose verwendet wird. Es versteht sich, dass neben einer weiteren Prognose auch eine Mehrzahl oder eine Vielzahl von weiteren Prognosen vorgesehen sein kann, die vorzugsweise aufeinander aufbauen und von denen dann die jeweils vorherige Prognose als Basis zur Erstellung der weiteren Prognose verwendet wird. Auf diese Weise ist beispielsweise auch ohne eine Infrastrukturanbindung eine aussagekräftige Prognose bezüglich der Ankunftszeit einer betreffenden Route oder dergleichen möglich.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein System zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus von Kraftfahrzeugen vor Lichtsignalanlagen und einer durch den Rückstau bedingten Wartezeit. Hierbei umfasst das System eine Datenempfangseinheit zum Empfangen von Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen sowie eine Datenverarbeitungseinheit zum Ermitteln von Haltevorgängen von Kraftfahrzeugen vor einer Lichtsignalanlage aus den Bewegungsdaten, zum Ermitteln einer räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge der Kraftfahrzeuge zum Ermitteln der maximalen Länge des Rückstaus von Kraftfahrzeugen und dessen Zeitpunkt sowie zum Erstellen einer Prognose bezüglich eines Auf- und Abbaus des Rückstaus der Kraftfahrzeuge und einer Wartezeit bis zum Durchqueren des Rückstaus. Hierbei zeichnet sich das gegenständliche System dadurch aus, dass zur Erstellung einer Prognose keine Infrastrukturanbindung benötigt wird. Hiermit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind.
Hierbei kann das gegenständliche System vorzugsweise eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe der Prognose umfassen. Wie bereits voranstehend in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben, kann die Ausgabeeinheit hierbei insbesondere in Form einer visuellen Anzeigeeinheit, wie einem Display oder dergleichen gebildet sein, auf dem die erstellte Prognose beispielsweise grafisch dargestellt werden kann. Alternativ oder kumulativ ist ebenso möglich, die erstellte Prognose akustisch und/oder haptisch oder dergleichen darzustellen.
Im Hinblick auf eine schnelle und ungestörte Datenübertragung kann das gegenständliche System bspw. drahtgebunden ausgeführt sein, wobei die einzelnen Systemkomponenten vorzugsweise über eine in Form eines BUS-Systems oder dergleichen gebildete Kommunikations- und Steuerleitung miteinander verbunden sind. Im Hinblick auf eine besonders flexible und unkomplizierte Kommunikation der einzelnen Systemeinheiten, können die einzelnen Systemkomponenten ferner auch drahtlos bzw. kontaktlos auf Server- bzw. Cloud-Basis und/oder via Internet miteinander kommunizieren.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend ein voranstehend beschriebenes System.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus von Kraftfahrzeugen an einer Lichtsignalanlage und einer durch den Rückstau bedingten Wartezeit,
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines linearen Modells zur Erstellung einer Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus des Rückstaus und einer Wartezeit bis zum Durchqueren des Rückstaus,
Fig. 3: ein Kraftfahrzeug, umfassend ein erfindungsgemäßes System zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus von Kraftfahrzeugen vor einer Lichtsignalanlage und einer durch den Rückstau bedingten Wartezeit.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus R von Kraftfahrzeugen 10 an einer Lichtsignalanlage 12 und einer durch den Rückstau R bedingten Wartezeit T.
Hierbei erfolgt in dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem ersten Schritt zunächst ein Empfangen 20 von Bewegungsdaten 10` von Kraftfahrzeugen 10 mittels einer Datenempfangseinheit 4. Als Bewegungsdaten 10` werden hierbei insbesondere GPS-Signale verstanden, über die ein zeitlicher Verlauf aktueller geographischer Standorte von Kraftfahrzeugen 10 wiedergegeben werden kann. Die Bewegungsdaten 10` können hierbei vorzugsweise in Bezug auf eine bestimmte Fahrzeug-ID übermittelt und empfangen werden.
In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt anschließend ein Ermitteln 22 von Haltevorgängen von Kraftfahrzeugen 10 vor einer Lichtsignalanlage 12 aus den innerhalb des vorangehenden Schrittes empfangenen Bewegungsdaten 10` mittels einer Datenverarbeitungseinheit 2. Unter einem Haltevorgang eines Kraftfahrzeugs 10 wird insbesondere ein Vorgang verstanden, bei dem ein Kraftfahrzeug 10 zumindest kurzzeitig infolge eines Haltesignals stoppt.
In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt anschließend ein Ermitteln 24 der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge der Kraftfahrzeuge 10 mittels der Datenverarbeitungseinheit 2. Unter einer räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge wird hierbei insbesondere eine von einem betreffenden Fahrzeug 10 zurückgelegte Trajektorie bzw. ein zurückgelegter Fahrtverlauf verstanden.
In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt anschließend ein Ermitteln 26 der maximalen Länge des Rückstaus R von Kraftfahrzeugen 10 und dessen Zeitpunkt mittels der Datenverarbeitungseinheit 2, bevor in einem weiteren Schritt das Erstellen 28 einer Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus des Rückstaus R der Kraftfahrzeuge 10 und einer Wartezeit T bis zum Durchqueren des Rückstaus R mittels der Datenverarbeitungseinheit 2 erfolgt.
Das gegenständliche Verfahren zeichnet sich hierbei insbesondere dadurch aus, dass das Erstellen 28 einer Prognose keine Infrastrukturanbindung, wie beispielsweise eine direkte Anbindung bzw. eine direkte Daten- oder Kommunikationsverbindung zu einer Lichtanlage 12 benötigt.
In einem abschließenden optionalen sechsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner noch eine Ausgabe 30 der Prognose mittels einer Ausgabeeinheit 6 erfolgen. Eine Ausgabeeinheit 6 kann hierbei insbesondere in Form einer visuellen Anzeigeeinheit, wie einem Display oder dergleichen gebildet sein, auf dem die erstellte Prognose grafisch dargestellt werden kann. Alternativ oder kumulativ ist es auch möglich, dass die erstellte Prognose akustisch und/oder haptisch oder dergleichen dargestellt wird. Im Rahmen einer grafischen Darstellung einer erstellten Prognose kann letztere zum Zweck einer übersichtlicheren Darstellung beispielsweise auch zusammen mit einer digitalen Straßenkarte oder dergleichen dargestellt werden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines linearen Modells zur Erstellung einer Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus des Rückstaus R der Kraftfahrzeuge 10 und einer Wartezeit T bis zum Durchqueren des Rückstaus R.
Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Modell erfolgt hierbei anhand der Aufzeichnung von Bewegungsdaten 10` während verschiedener Signalphasen 12a bis 12c eine Auftragung einer jeweiligen Entfernung x eines Fahrzeugs 10 zur Lichtsignalanlage 12 gegen die Zeit t, durch die sich drei Bereiche A, B, C ergeben.
In einem ersten Bereich A erfolgt hierbei ein linearer Verlauf der Verringerung eines Abstands x eines Fahrzeugs 10 zur Lichtsignalanlage 12 mit der Zeit t, bis zum Erreichen des Bereichs B. In dem Bereich B erfolgt dann aufgrund der Rotphase 12c der Lichtsignalanlage 12 die Bildung eines Rückstaus R von Fahrzeugen 10, die sich aufgrund des Rückstaus R nicht weiter fortbewegen, sodass sich der Abstand x der Fahrzeuge 10 zur Lichtsignalanlage 12 während dieser Phase nicht verringert. Erst in einer weiteren Grünphase 12a erfolgt wiederum eine lineare Verringerung des Abstands x der Kraftfahrzeuge 10 vor der Lichtsignalanlage 12 mit der Zeit t. Anhand des vorliegenden Modells zur Erstellung einer Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus des Rückstaus R der Kraftfahrzeuge 10 und einer Wartezeit T bis zum Durchqueren des Rückstaus R kann nicht nur die Wartezeit T eines Kraftfahrzeugs 10, sondern somit auch der maximale Rückstau R_max bestimmt werden.
Fig. 3 zeigt ein Kraftfahrzeug 10, umfassend ein erfindungsgemäßes System 1 zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus R von Kraftfahrzeugen 10 vor Lichtsignalanlagen 12 und einer durch den Rückstau R bedingten Wartezeit T. Hierbei weist das gegenständliche System 1 eine Datenempfangseinheit 4 zum Empfangen 20 von Bewegungsdaten 10` von Kraftfahrzeugen 10 sowie eine Datenverarbeitungseinheit 2 zum Ermitteln von Haltevorgängen von Kraftfahrzeugen 10 vor einer Lichtsignalanlage 12 aus den Bewegungsdaten 10', zum Ermitteln 24 einer räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge der Kraftfahrzeuge 10, zum Ermitteln 26 der maximalen Länge des Rückstaus R von Kraftfahrzeugen 10 und dessen Zeitpunkt sowie zum Erstellen 28 einer Prognose bezüglich eines Auf- und Abbaus des Rückstaus R der Kraftfahrzeuge 10 und einer Wartezeit T bis zum Durchqueren des Rückstaus R auf. Zudem umfasst das System 1 vorliegend eine Ausgabeeinheit 6 zur Ausgabe 30 der erstellten Prognose. Die Ausgabeeinheit 6 kann hierbei insbesondere in Form einer visuellen Anzeigeeinheit, wie einem Display oder dergleichen gebildet sein und die erstellte Prognose dann beispielsweise graphisch, vorzugsweise zusammen mit einer digitalen Straßenkarte oder dergleichen darstellen. Die einzelnen Systemkomponenten sind vorliegend über eine in Form eines Bus-Systems gebildete Kommunikations- und Steuerleitung 3 miteinander verbunden. Alternativ wäre im Rahmen einer flexiblen und unkomplizierten Kommunikation der einzelnen Systemeinheiten auch eine drahtlose bzw. kontaktlose Kommunikation der einzelnen Systemkomponenten über WLAN, Bluetooth, Zigbee oder dergleichen denkbar.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Systems 1 zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus R von Kraftfahrzeugen 10 vor einer Lichtsignalanlage 12 und einer durch den Rückstau R bedingten Wartezeit T, ist es insbesondere möglich, dass einzig auf Basis von Bewegungsdaten 10` von Kraftfahrzeugen 10 über eine entsprechende erfindungsgemäße Verarbeitung der Bewegungsdaten 10` bereits eine hinreichend genaue Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus eines Rückstaus von Kraftfahrzeugen 10 und eine Wartezeit T bis zum Durchqueren des Rückstaus R vor einer Lichtsignalanlage 12 erstellt werden kann, die keine direkte Infrastrukturanbindung benötigt. Dies ermöglicht insbesondere eine besonders unaufwändige Anwendung und vielseitige Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bezugszeichenliste

1: System zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus
2: Datenverarbeitungseinheit
3: Kommunikations- und Steuerleitung
4: Datenempfangseinheit
6: Ausgabeeinheit
10: Kraftfahrzeug
10`: Bewegungsdaten
12: Lichtsignalanlage
12a: grüne Signalphase einer Lichtsignalanlage
12b: gelbe Signalphase einer Lichtsignalanlage
12c: rote Signalphase einer Lichtsignalanlage
20: Empfangen von Bewegungsdaten
22: Ermitteln von Haltevorgängen
24: Ermitteln der räumlichen und zeitlichen Verteilung
26: Ermitteln der maximalen Länge eines Rückstaus
28: Erstellen einer Prognose
28': Erstellen einer weiteren Prognose
30: Ausgabe einer Prognose

R: Rückstau
Rmax: maximaler Rückstau
T: Wartezeit
x: Entfernung zur Lichtsignalanlage
t: Zeit
A: erster Bereich
B: zweiter Bereich
C: dritter Bereich

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus (R) von Kraftfahrzeugen (10) an einer Lichtsignalanlage (12) und einer durch den Rückstau (R) bedingten Wartezeit (T), umfassend die Schritte:
- Empfangen (20) von Bewegungsdaten (10') von Kraftfahrzeugen (10) mittels einer Datenempfangseinheit (4),

- Ermitteln (22) von Haltevorgängen von Kraftfahrzeugen (10) vor einer Lichtsignalanlage (12) aus den Bewegungsdaten (10') mittels einer Datenverarbeitungseinheit (2),

- Ermitteln (24) der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge der Kraftfahrzeuge (10) mittels der Datenverarbeitungseinheit (2),
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin umfasst: Ermitteln
(26) der maximalen Länge des Rückstaus (R) von Kraftfahrzeugen (10) und dessen Zeitpunkt mittels der Datenverarbeitungseinheit (2),

- Erstellen (28) einer Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus des Rückstaus (R) der Kraftfahrzeuge (10) und einer Wartezeit (T) bis zum Durchqueren des Rückstaus (R) mittels der Datenverarbeitungseinheit (2),
wobei das Erstellen (28) einer Prognose keine Infrastrukturanbindung benötigt, wobei das Ermitteln (24) der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge

eine Auswertung von Informationen bezüglich der Lichtsignalanlage (12) umfasst, wobei die Informationen bezüglich der Lichtsignalanlage (12) aus den Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln (22) von Haltevorgängen vor einer Lichtsignalanlage (12) das Auswerten von Kartendaten und/oder Metainfrastrukturdaten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ermitteln (22) von Haltevorgängen vor einer Lichtsignalanlage (12) das Auswerten von zusätzlichen sensorisch erfassten Daten umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln (24) der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge eine Projektion der Bewegungsdaten (10') auf ein digitales Kartennetz umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Erstellen (28) einer Prognose bezüglich eines Auf- und/oder Abbaus des Rückstaus (R) und einer Wartezeit (T) bis zum Durchqueren des Rückstaus (R) zumindest teilweise auf der Anwendung eines linearen Modells basiert .
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Ausgabe (30) der Prognose mittels einer Ausgabeeinheit (6) vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Erstellung (28') einer weiteren Prognose vorgesehen ist, wobei die Erstellung (28) der ersten Prognose als Basis zur Erstellung (28') der weiteren Prognose verwendet wird.
System (1) zur Bestimmung der Länge eines Rückstaus (R) von Kraftfahrzeugen (10) vor Lichtsignalanlagen (12) und einer durch den Rückstau (R) bedingten Wartezeit (T), umfassend:
- eine Datenempfangseinheit (4) zum Empfangen (20) von Bewegungsdaten (10') von Kraftfahrzeugen (10),

- eine Datenverarbeitungseinheit (2) zum Ermitteln (22) von Haltevorgängen von Kraftfahrzeugen (10) vor einer Lichtsignalanlage (12) aus den Bewegungsdaten (10'), zum Ermitteln (24) einer räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge der Kraftfahrzeuge (10), wobei das Ermitteln (14) der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Haltevorgänge eine Auswertung von Informationen bezüglich der Lichtsignalanlage (12) umfasst, wobei die Informationen bezüglich der Lichtsignalanlage (12) aus den Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen ermittelt werden, zum Ermitteln (26) der maximalen Länge des Rückstaus (R) von Kraftfahrzeugen (10) und dessen Zeitpunkt sowie zum Erstellen (28) einer Prognose bezüglich eines Auf- und Abbaus des Rückstaus (R) der Kraftfahrzeuge (10) und einer Wartezeit (T) bis zum Durchqueren des Rückstaus (R),
wobei das System (1) zur Erstellung (28) einer Prognose keine Infrastrukturanbindung benötigt.
System (1) nach Anspruch 8, wobei eine Ausgabeeinheit (6) zur Ausgabe (30) der Prognose vorgesehen is.
Kraftfahrzeug (10), umfassend ein System (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9.