ES2259647T3 - Procedimiento para crear datos de pronostico de trafico para informaciones de circulacion. - Google Patents

Procedimiento para crear datos de pronostico de trafico para informaciones de circulacion.

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ES2259647T3 ES01250111T ES01250111T ES2259647T3 ES 2259647 T3 ES2259647 T3 ES 2259647T3 ES 01250111 T ES01250111 T ES 01250111T ES 01250111 T ES01250111 T ES 01250111T ES 2259647 T3 ES2259647 T3 ES 2259647T3
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Abstract

Procedimiento para la elaboración de datos de tráfico para avisos de tráfico, caracterizado - porque de datos de tráfico provenientes de diferentes fuentes se predicen, como horizonte de pronóstico, datos de tráfico en un procedimiento de pronóstico para un punto y un tiempo, - porque la calidad de pronóstico actual alcanzada o bien el error de pronóstico se determinan durante la operación de pronóstico y producción en forma actual continua, mediante la comparación de los valores teóricos y reales de los datos de pronósticos de tráfico con los valores actuales de tráfico obtenidos después de transcurrido el lapso de pronóstico, - porque el error de pronóstico medido se utiliza a través de una realimentación como magnitud de ajuste para una adecuación adaptativa del procedimiento de pronóstico, así como del horizonte de pronóstico apuntado, - con errores de pronóstico en aumento, el horizonte de pronóstico para el procedimiento de simulación utilizado es disminuido en forma correspondiente obien aumentado ante errores de pronóstico en disminución, - y porque de los datos de pronósticos de tráfico de este modo se componen y emiten después informes de tráfico.

Description

Procedimiento para crear datos de pronóstico de tráfico para informaciones de circulación.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la elaboración de datos de pronóstico de tráfico para informaciones de tráfico.
Las situaciones de tráfico pueden variar muy rápidamente en la circulación viaria debido a influencias variadas. Las interrupciones de tráfico resultantes, por ejemplo, atascos, representan un peligro para los usuarios que preceden en el tráfico. A través de avisos de tráfico o recomendaciones de rutas basados en pérdidas de tiempo de viaje referidas a recorridos, se avisa a los usuarios de la vía pública de tales interrupciones, también como medida de seguridad para la prevención de accidentes.
Ahora bien, cada sistema tiene un tiempo de reacción inherente. De este modo, también los sistemas de informaciones de tráfico y procedimientos que, basados en valores medidos de tráfico actuales, por ejemplo, velocidades y flujos de tráfico en lugares de la red de circulación, producen informaciones de tráfico, por ejemplo, avisos de tráfico e informaciones de tiempo de viaje, reaccionan a velocidades diferentes respecto de los cambios de situaciones del tráfico, que se proyectan en los valores medidos del tráfico. A ello aún hay que añadir los tiempos de demora de los sistemas de medición, así como las demoras en la transmisión de valores medidos a los sistemas procesadores posteriores. También en la transmisión a los usuarios de la vía pública o al proveedor de servicios ("service provider") de las informaciones de tráfico producidas se originan tiempos de ejecución y atrasos.
En consecuencia, la actualidad de las informaciones de tráfico siempre es limitada, aún cuando ha sido calculada basada en valores medidos de tráfico completamente actualizados. Por lo tanto, existe la necesidad urgente de informaciones de tráfico más actuales que las que hoy día pueden ofrecerse.
La actualidad de las informaciones de tráfico producidas puede incrementarse si pueden pronosticarse hasta un cierto punto. De este modo, los tiempos de demora y reacción del sistema pueden reducirse e incluso compensarse completamente.
Para la realización de este objetivo existen los siguientes problemas:
La situación del tráfico es determinada a partir de valores medidos del tráfico. En consecuencia, estos valores medidos se deben pronosticar. El procedimiento de pronóstico debe trabajar en forma adaptativa y ser influenciado adecuadamente para poder reaccionar correspondientemente frente a condiciones cambiantes lentas o también rápidas. En particular, también debe ser posible
elegir, evaluar e incluso corregir cada fuente de datos de tráfico a utilizar,
poder definir adecuadamente el horizonte de pronóstico a conseguir, concretamente en forma adaptativa durante la duración del programa de pronóstico, así como
poder determinar de forma continua actualizada la calidad del pronóstico conseguida para un control de calidad paso a paso.
Además, el procedimiento debe trabajar independiente del recorrido, es decir, no depender de puntos de conexión, etc., pero respetar los mismos en caso necesario.
Cuando se deben incluir diversas magnitudes físicas acopladas entre sí, por ejemplo, velocidades y flujos de
tráfico,
deben incluirse y utilizarse de forma consistente valores medidos de tráfico de diferentes características y fuentes, sincrónicos y asincrónicos, o indexada por eventos, captados en lugares fijos o variables (bucles de inducción, floatin, car data (FCD), sistemas de captación estacionarios).
Curvas de marcha o de carga históricas, como las que, por ejemplo, también encuentran aplicación en proveedores de energía, son, a través de los días de la semana comparables, desarrollos medios de valores medidos de tráfico
(v = velocidad, d = densidad de tráfico (vehículo/distancia), f = flujo de tráfico (vehículos/tiempo)). Sin embargo, para poder pronosticar sobre bases históricas, estas funciones medias a través del tiempo sólo son adecuadas en acontecimientos de tráfico, repetidos con igual frecuencia.
Módulos de simulación de tráfico, por ejemplo, cálculos de simulación de flujo por sistemas de ecuaciones diferenciales (Treiber, Helbing,: Numerical simulation of Macroscopic Traffic Equations, CISE 5, 89 (1999)), sirven para el pronóstico de valores medidos de tráfico referentes a puntos y tiempos de los que no existen ningunos valores
medidos.
Estos procedimientos conocidos no ofrecen, por sí solos, ninguna solución a los problemas planteados.
Por este motivo, el objetivo de la presente invención es solucionar los problemas mencionados anteriormente y proponer un procedimiento que pueda ser aplicado a todos los tipos de vías, tanto urbanas como extraurbanas, para el pronóstico de datos de tráfico actuales. También debe ser adecuado para la elaboración de pronósticos de tiempos de viaje, pronósticos de avisos de tráfico, recomendaciones de desvíos, así como para la influencia directa sobre vehículos y dirección del tráfico, así como para múltiples otros servicios.
Este objetivo se consigue, según la invención, mediante las características de la reivindicación 1. Otros perfeccionamientos resultan de las reivindicaciones dependientes.
A continuación, se explicará la invención, basándose en los dibujos, en los que muestran:
la figura 1, un esquema de un sistema para la regulación adaptativa de un pronóstico de tráfico mediante la determinación continua del error de pronóstico, a través de una realimentación con retardo y comparación de los valores teóricos y reales. \delta_{0}, indica función de impulso
la figura 2, un sistema ampliado para la regulación adaptativa de un pronóstico de tráfico mediante un doble circuito de regulación en cascada con ajuste teórico/real adicional a nivel de producto. \delta_{0} indica función de impulso.
Un pronóstico es más o menos sólido según sea el estado de tráfico momentáneo en un punto de la red de tráfico, debido a que los acontecimientos de tráfico pueden suceder en sectores críticos del sistema total, en los que el "sistema" puede reaccionar en forma progresivamente caótica. Los accidentes que se presentan repentinamente, difícilmente se pueden predecir. En estos casos, el sistema de pronóstico proporcionará valores erróneos.
Con ello, la calidad del pronóstico alcanzable depende de diferentes factores. Por ello el procedimiento de pronóstico no puede trabajar separado de la calidad del pronóstico. Por consiguiente, debe determinarse de forma continua la calidad del pronóstico y ponerlo a disposición del procedimiento de pronóstico como una magnitud de ajuste realimentada.
La medición continua de la calidad de pronóstico sirve también para el control constante de calidad, para comprobar situaciones en las que el pronóstico no es posible o sólo lo es de forma insuficiente. Cuando repentinamente se reduce la calidad del pronóstico, en algunos casos, no sólo es una señal de un cambio súbito del sistema inherentemente caótico, sino de una influencia perturbadora imprevisible sobre el sistema de tráfico, por ejemplo, en forma de un accidente.
Por consiguiente, es necesario
poder ajustar los procedimientos de pronóstico utilizados adaptativamente al estado del sistema respectivo,
definir el horizonte de pronóstico alcanzable de forma adaptativa adecuada, así como
determinar de forma continua una calidad de pronóstico para el control de calidad.
El procedimiento está dividido en los siguientes pasos (figura 1):
1. Los datos de tráfico entrados desde diferentes fuentes se predicen mediante un programa de pronóstico para un lapso determinado, contado a partir del momento actual -t- del cálculo del pronóstico, así como para una determinada zona urbana alrededor de puntos con datos de tráfico reales existentes, es decir, el horizonte de pronóstico temporal-local -t_{p}- o bien -x_{p}-. Los datos de tráfico consisten, incluso en el más sencillo de los casos, en valores medidos de tráfico de la red de circulación viaria, por ejemplo, flujos, densidades y velocidades de tráfico. Sin embargo, también pueden contener valores derivados de los mismos, por ejemplo, valores medidos de tráfico filtrados.
2. Durante las operaciones de pronóstico y producción se determina de forma continua y actual la calidad del pronóstico actual alcanzada o bien el error de pronóstico, mediante la comparación de valores teóricos y reales de los datos de pronósticos de tráfico con los datos de tráfico actuales obtenidos, después de transcurrido el lapso de pronóstico.
3. El error de pronóstico medido es utilizado mediante una realimentación como magnitud para el ajuste adaptativo del procedimiento de pronóstico utilizado, así como del horizonte de pronóstico apuntado. Por consiguiente, el procedimiento de pronóstico es controlado de forma continua adaptativa.
Con errores de pronóstico crecientes, el horizonte de pronóstico para el procedimiento de simulación utilizado es disminuido correspondientemente y viceversa. Del mismo modo, la elección de las fuentes de datos de tráfico a utilizar para el pronóstico puede ser controlada a través del error de pronóstico. Además, el error de pronóstico se añade como medida de calidad a los datos de pronósticos de tráfico, para posibilitar a los sistemas de procesamiento siguientes una evaluación o bien una selección.
4. El error de pronóstico se emite de manera continua para el control de calidad del pronóstico. El mismo también sirve como indicador de un caso repentino de perturbación. Del mismo modo, se corrigen desarrollos medios de valores medidos de tráfico históricos (curvas de marcha) en proximidades de una perturbación identificada, por ejemplo, los valores de flujo en emplazamientos de detección tráfico abajo.
5. Luego, los datos de pronósticos de tráfico son transmitidos a sistemas de información de tráfico que a continuación producen los informes de tráfico habituales, sólo que más actuales, basados en datos de pronóstico más actuales.
La comparación de valores teóricos y reales de los datos pronosticados con los actuales es realizada mediante una medida de similitud que, en el momento actual en un entorno local, evalúa las discrepancias de los datos entre sí. Esto puede realizarse, por ejemplo, a través de una correlación o métrica de distancia. En el procedimiento se utiliza como métrica de distancia la desviación cuadrática media
100
entre datos de pronósticos de tráfico y actuales en un entorno local, -dr- y -ds- de, por ejemplo, xp = 500 m y t_{1} = -4 min, respectivamente. El alisado local de los datos de pronósticos de tráfico y de los datos de tráfico presentes se hace mediante una interpolación puntual. El factor de ponderación g(u, v) como centro de integración se torna menor para desviaciones cuantificadas x - r ó bien t - s y asegura de este modo la valuación local de las desviaciones respecto de -x- y -t-. Puede ser, por ejemplo, una función de Gau1 o también sencillamente igualado a 1, lo que corresponde a una ventana rectangular.
Además, el procedimiento es ampliado mediante la generación continua de una medida para la calidad del pronóstico a nivel de los productos (avisos de tráfico y tiempos de viaje) (figura 2). La misma se utiliza como control de calidad adicional y también como magnitud de ajuste. Con ello resulta un horizonte de pronóstico, regulado, variable, mediante un bucle de alimentación en cascada doble indirecto o directo. Principalmente, para un control o evaluación de calidad también puede funcionar sólo el circuito de regulación externo.
Una evaluación de calidad también puede realizarse posteriormente, es decir, "offline", basada en datos de medición o productos archivados (avisos de tráfico y tiempos de viaje archivados) para una evaluación de calidad, para comprobar situaciones en las que el pronóstico no fue posible o sólo lo fue de modo insuficiente.
Para la determinación de la calidad del pronóstico para los datos del producto (comparación de los valores teóricos y reales externo en la figura 2) se aplican medidas de similitud para avisos de tráfico.

Claims (11)

1. Procedimiento para la elaboración de datos de tráfico para avisos de tráfico, caracterizado
- porque de datos de tráfico provenientes de diferentes fuentes se predicen, como horizonte de pronóstico, datos de tráfico en un procedimiento de pronóstico para un punto y un tiempo,
- porque la calidad de pronóstico actual alcanzada o bien el error de pronóstico se determinan durante la operación de pronóstico y producción en forma actual continua, mediante la comparación de los valores teóricos y reales de los datos de pronósticos de tráfico con los valores actuales de tráfico obtenidos después de transcurrido el lapso de pronóstico,
- porque el error de pronóstico medido se utiliza a través de una realimentación como magnitud de ajuste para una adecuación adaptativa del procedimiento de pronóstico, así como del horizonte de pronóstico apuntado,
- con errores de pronóstico en aumento, el horizonte de pronóstico para el procedimiento de simulación utilizado es disminuido en forma correspondiente o bien aumentado ante errores de pronóstico en disminución,
- y porque de los datos de pronósticos de tráfico de este modo se componen y emiten después informes de tráfi-
co.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque
- los datos de tráfico se componen de valores de medición de tráfico, como pueden ser flujo y densidad de tráfico y velocidad.
3. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
los datos de tráfico contienen magnitudes derivadas o calculadas de valores de medición de tráfico, como pueden ser valores de medición de tráfico filtrados.
4. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
la comparación de los valores teóricos y reales de los datos de tráfico se realiza mediante una medida de similitud, concretamente a través de una correlación o una métrica de distancia entre versiones suavizadas locales de los datos de pronósticos de tráfico y actuales.
5. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
como métrica de distancia se utiliza la desviación media cuadrática
\vskip1.000000\baselineskip
100
entre datos de pronósticos de tráfico y actuales, en un entorno local -dx- y -dt-, con una función de ponderación g(u, v) descendente en forma monótona en ambos argumentos.
6. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
el alisado local de los datos de pronósticos de tráfico es realizado mediante una interpolación.
7. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
el error de pronóstico es aprovechado como indicador de un caso de perturbación, para la generación de avisos de tráfico correspondientes o para la consideración corregida de valores medidos de tráfico actuales o históricos de detectores circundantes del punto x considerado.
8. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
a través de un error de pronóstico se seleccionan las fuentes de datos de tráfico a utilizar para el pronóstico.
9. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
la calidad de pronóstico actual alcanzada o bien el error de pronóstico se determinan en forma continua actual basada en productos de tráfico, por ejemplo avisos de tráfico, durante la operación de pronóstico y producción, mediante la comparación de los valores teóricos y reales de los productos de tráfico a partir de datos de pronósticos de tráfico con los producto de tráfico actuales determinados después de transcurrido el lapso de pronóstico (figura 2).
10. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
la determinación de la calidad de pronóstico se realiza en dependencia de lugar y tiempo, basada en datos de tráfico archivados o productos de tráfico archivados.
11. Procedimiento, según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
los valores de medición de tráfico se captan para la situación de tráfico de la red de circulación mediante detectores estacionarios y/o móviles, transmisores en forma sincrónica y/o asincrónica.
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