JP4791679B2 - 交通状況情報の検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、交通網内の交通状況情報を、移動検知機、とりわけ端末機器を有する無作為抽出群の車両によって検出する方法、
少なくとの１つの移動検知器からその地理的位置のデータを受け取り、交通網内の交通状況情報を検出するための中央局、
少なくとも１つの位置検出装置を有するか、またはこれと接続されており、データ処理装置と、中央局とのデータ交換のための装置とを有する移動検知機内の端末機器、
並びに中央局および／または移動検知機の端末機器の内部メモリに直接ロードされるソフトウエアプログラム製品に関する。
【０００２】
交通状況の検出および記述は交通テレマティクスの領域での重要なタスクである。これは例えば交通加入者に交通障害の状況について情報を与え、その状況を解消し、場合により交通加入者を負荷の少ない区間に先を見越して迂回することによりその状況を回避することを目的とする。別のタスクは、交通網および道路網プランニングに対する情報を検出することである。
【０００３】
交通情報を検出するための種々の解決手段が公知である。例えばドイツ公開公報ＤＥ１９５０８４８６から、交通状況データおよび道路状態データを検出するための方法が公知である。この方法では、「フローティング・カー」と称される個々の無作為抽出車両が所定の車両データおよびこれに所属する位置データを交通中央局へ通知する。交通中央局は受信されたデータを介し、所定のアルゴリズムに基づいて交通状況を検出する。
【０００４】
ドイツ公開公報ＤＥ１９５２１９１９Ａ１には、検出された車両データおよび位置データを、検知機として動作する車両において車両データおよび位置データに所属する所定のクラスに割り当てる形式の交通状況情報の検出方法が提案されている。前記のクラスは所定のタイプの車両行動特性に相応するものである。これらのクラスは車両行動特性パターンと称される。所属の車両行動特性パターンは車両位置データと共に少なくとも部分的に符号化された形態で交通中央局へ伝送される。ＥＰ７８９３４１Ａ１ではさらに、移動検知機の端末機器において交通状況情報を検出するために、車両データとして車両速度を利用することが提案されている。この車両速度は連続的に検出され、端末機器において、基準値として検知機に既知の限界速度と比較され、評価される。そしてこの限界速度を下回る際には、閾値より下にある交通状態変化が識別される。これに基づき評価状態ｔ０にある端末機器は、検出された速度値を限界速度と比較して検査し、時間ｔ０＋ｔ１の経過後に、移動検知機がこれまで走行した速度よりも低い速度で走行すれば当該区間の交通状態を交通障害と解釈する。端末機器により交通状態に障害があると分析されると、相応のデータテレグラムが形成され、移動無線網を介して交通中央局へ通知される。
【０００５】
この公知の方法の欠点はとりわけ、エラーのある通報および／または関連しない通報が多数発生することであり、市街地領域での信号機、踏切等の前での比較的長い停車や、村落通過の前の制動過程が交通障害として識別され、顧客に通知されてしまう。
【０００６】
本発明の課題は、間違った交通状況情報および／または関連のない交通状況情報の数が低減され、交通状況の正確な全体像が得られるように交通状況情報の検出を実行することである。
【０００７】
本発明の課題は、請求項１，１８，２１および２４の構成により解決される。有利な実施例および改善形態は従属請求項に記載されている。
【０００８】
本発明によれば、交通状況判定のために移動検知機によって少なくとも標準偏差および／または走行した区間での静止状態時間が使用される。ここで標準偏差とはすなわち、移動検知機が走行した速度と当該区間での移動検知機の平均速度との平均的な偏差である。
【０００９】
交通状況判定に使用される区間ないし道路網の処理データは、ここでは例えばＤＥ１００５２１０９に記載された方法にしたがって形成される。
【００１０】
本発明の有利な実施例によれば次のステップが実行される。有利には第１の方法ステップで、少なくとも移動検知機が走行した区間でのこの移動検知機の平均速度を求める。加えて検知機が走行した速度の、当該走行区間での平均速度からの標準偏差および／または移動検知機の当該区間における所要時間を基準にした移動検知機の静止状態時間の和を求める。このとき静止状態時間の和は有利には所要時間に対する比で表す。
【００１１】
走行した区間の求められた標準偏差は走行した区間での平均速度の関数として少なくとも１つの境界経過と比較される。この境界経過は標準偏差および平均速度に依存して設定される。言い替えると標準偏差および平均速度から、標準偏差および平均速度から形成される座標内にポイントがプロットされる。そしてこのポイントは例えば境界経過近傍の領域または少なくとも境界経過上にある。
【００１２】
付加的にまたは単独で、静止状態時間の和と走行した区間での所要時間との比を、当該区間での平均速度の関数として、少なくとも１つの境界経過と比較する。この境界経過は走行した区間での静止状態時間の和と平均速度とを基準にして設定される。言い替えると同様に、静止状態時間の和と所定区間での所要時間との比、および当該区間での平均速度から座標系が形成される。この座標系内で少なくとも１つの境界経過が交通状態の定義のために定められ、所要時間に対する静止状態時間の和と平均速度から形成される座標点が座標系にプロットされる。さらなる方法ステップで当該区間における交通状況の検出が、平均速度の関数としての標準偏差とそれぞれの境界経過との比較に依存して、および／または静止状態時間の和と所要時間との比（これも平均速度の関数として）とそれぞれ境界経過との比較に依存して実行される。ここで各境界経過は有利には２つの交通状態間の境界を定義する。
【００１３】
有利な改善形態では、平均速度の関数としての標準偏差に対しても、平均速度の関数としての静止状態時間の和に対しても、複数の境界経過を設けることができ、これら複数の境界経過は「渋滞」、「密集状態」、「ノロノロ運転」または「空いている」を定義する。
【００１４】
境界経過を中心にする、いわゆる行ったり来たり状態を回避するために、境界経過はヒステリシスを有することができる。すなわちどの交通状態から境界経過での変化が生じたかに依存して、別の値ないし境界経過の値経過を使用するのである。
【００１５】
さらに本発明の構成では、交通状態を定義するための境界経過が道路形式（高速道路、国道等）に依存して設定される。しかし境界経過を区間に依存して設定することもできる。この場合は、曲線半径、勾配等のパラメータが作用することができる。
【００１６】
本発明のさらなる構成では、境界経過がインフラストラクチャ（交差点、信号、入路走行および出路走行、並びに当該区間の建築形式等）に依存して定義される。境界経過を時間に依存して設定することも可能であり、例えば通勤時間帯の交通では週末とは異なる境界を限定することができる。
【００１７】
さらなる改善形態では、境界経過が静的ではなく動的に設定される。区間での状況が変化すると境界経過はそれぞれの状況に適合される。
【００１８】
本発明の構成では、区間での少なくとも許容最高速度に依存して、交通状況検出が、平均速度の関数としての標準偏差に依存して、および／または平均速度の関数としての静止状態時間の和に依存して行われる。従って有利には高速道路および自動車専用道路では交通状況検出は標準偏差に依存して行われ、一般道路では交通状況検出は区間での静止状態時間に依存して行われる。しかし交通状況検出を、標準偏差と静止状態時間とに依存して行うことも考えられる。
【００１９】
本発明の別の構成では、少なくともインフラストラクチャに依存して、交通状況検出が平均速度の関数としての標準偏差に依存して、および／または平均速度の関数としての静止状態時間の和に依存して行われる。
【００２０】
さらに交通状況検出のために、付加的に移動検知機の加速度特性を利用することができる。このことの利点は、信号停止と区間での渋滞との区別を正確に行うことができることである。
【００２１】
本発明によれば、交通状況検出は中央局でも移動検知機でも実行することができる。検出が中央局で行われるならば、それぞれの移動検知機は少なくも自分の時間的位置データを中央局に送信し、中央局はそこから速度を検出することができる。しかしそれぞれの移動検知機が付加的に自分の速度データを送信することもできる。交通状況が移動検知機により直接検出されるならば、移動検知機は予測される交通状況または現在の交通状況のデータを受け取り、交通状況が変化するときだけ、交通状況のデータを中央局へ送信する。ここで移動検知機は、自分のデータを走行中は中央局に通知せず、走行終了後にデータを引き渡すことができる。このような方法は例えば交通経路プランニングの際に使用できる。
【００２２】
本発明によれば、交通状況情報を検出するための中央局は、これが本発明の方法を実施できるように、および／または実施するように構成されている。中央局は移動検知機へのデータ通信接続を有し、これを介して移動検知機の位置データおよび場合により走行状態データを受け取る。
【００２３】
本発明はさらに移動検知機内の端末機器に関する。この端末機器は少なくとも１つの位置検出装置を有するか、またはこれと接続されており、さらにデータ処理装置、および中央局とのデータ交換のための装置を有する。ここで端末機器は本発明の方法を実施するように構成されている。
【００２４】
端末機器の構成では、端末機器はその速度を自分の時間的位置データから検出する。しかし移動検知機の速度を走行速度センサから受け取るか、または走行状態データから検出することもできる。
【００２５】
さらに本発明は、中央局および／または移動検知機の端末機器の内部メモリに直接ロードされるソフトウエアプログラム製品に関するものであり、このプログラム製品は、これが中央局および／または端末機器で実行されるときに、本発明の方法による方法ステップを実施するプログラムステップを有する。
【００２６】
以下本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１は、交通状況を検出するためのシステムのブロック回路図である。
【００２８】
図２は、標準偏差によって交通状況を検出するための実施例を示す線図である。
【００２９】
図３は、静止状態時間の和を介して交通状況を検出するための実施例を示す線図である。
【００３０】
図１には、少なくとも１つの移動検知機１，とりわけ無作為抽出群の車両により走行されるルート上の交通状況情報を検出するためのシステムが示されている。移動検知機１の端末機器１ａは、現在地の地理的座標を検出するための位置検出装置、有利には衛星支援検出装置２、データ処理装置６、および中央局３の相応の通信装置と双方向データ通信するための装置４を有する。このデータ通信区間を介して端末機器１ａは、ポイント・ツー・ポイント方式で中央局３と通信し、最も簡単な場合には時間的に検出された自分の地理的座標を中央局３に送信する。中央局は、移動検知機１の地理的座標の時間的変化から、本発明による方法を用いて、区間の交通状況および／または当該区間での所要時間を検出する。別の手段では、端末機器１ａがデータ処理装置６自体で位置データから移動検知機の速度を検出するか、または検出装置から速度を得て、本発明による方法を用いて交通状況を検出し、所定の基準に依存して、例えば瞬時値および／または予想値と該当する区間のデータとの比較に依存して、交通状況を中央局３に送信する。これは例えばＤＥ１００５２１０９に示されている。区間のデータないしは交通状況に対する検出網のデータはデータ処理装置６にファイルされるか、または移動検知機１へ通信方法を開始、例えば中央局３の位置に依存して伝送される。
【００３１】
以下、本発明の方法を図２と図３に基づき、具体的な実施例に則して説明する。この実施例では、判定すべき交通路網が３つの道路形式に分けられる。この交通路網は、交通状況判定に関連すると思われる実際の道路網の区間だけを含む。３つの道路形式は、許容最高速度の非常に高い高速道路および自動車専用道路、および光信号機と交差点ある国道および市街地道路である。
【００３２】
高速道路および自動車専用道路上の交通状況を判定するために、この実施例では標準偏差σが移動検知機１の区間Ａ−Ｂ上の平均速度の関数として使用される。このために移動検知機１の瞬時速度ｖｉが連続的にまたは所定の時間間隔で検出されるか、または当該区間Ａ−Ｂにおける位置データの時間経過から計算される。ここから当該区間における移動検知機１の平均速度が求められ、そこから平均速度ｖｍからの、移動検知機１が走行した速度ｖｉの標準偏差σが検出される。標準偏差σは次式により計算される：
【００３３】
【数１】

【００３４】
ここでｎは移動検知機の検出された時間的位置の数である。
【００３５】
図２ａは、速度ｖ１の複数の経過と、区間Ａ−Ｂにおける平均速度ｖｍを種々異なる交通状態に対して示す。各速度経過ｖ１，ｖ２，ｖ３に対して標準偏差σを平均速度ｖｍの関数として計算し、これを種々異なる境界経過Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３と比較し、区間Ａ−Ｂにおける種々異なる交通状態を定義すれば、移動検知機１が当該区間を走行している間の交通状況が得られる。当該区間を速度ｖ１により走行している間は、平均速度ｖｍ１は比較的小さい。しかし標準偏差σは移動検知機のストップ・アンド・ゴー走行特性のため非常に大きい。これを「渋滞」と識別する。速度ｖ２による走行は、標準偏差σの小さな約８０km/hの平均速度を示す。これにより密集状態での走行が識別される。速度ｖ３による走行は小さな標準偏差σと高い平均速度ｖｍを示す。このとき区間Ａ−Ｂは空いている。２つの交通状態間の交通状況を識別する際に判定が行ったり来たりするのを回避するため、ここでは付加的に各境界経過に対してヒステリシスＨが付加されている。
【００３６】
市街地道路で交通状況検出を行う際には、光信号機が強いストップ・アンド・ゴー走行特性と結び付いているという問題があり、これを実際の渋滞から区別しなければならない。この理由から、市街地道路では、交通状況検出を区間での静止状態時間の和を用いて実行するのが有利である。図３ａは、市街地道路での区間Ａ−Ｂにおける移動検知機２の２つの走行に対する速度経過ｖ４，ｖ５を示す。図から分かるように区間Ａ−Ｂでの走行時間ｔに対する静止状態成分Ｓは、速度ｖ５による走行中は比較的大きく、平均速度ｖｍ５は小さい。静止状態成分Ｓのパーセンテージを平均速度ｖｍの関数として境界経過Ｇ１およびＧ３（図３ｂ）と比較すれば、この区間は渋滞していることが分かる。これに対して速度ｖ４による走行中、この区間は空いている。市街地道路での交通状況検出の場合、標準偏差を付加的基準として用いることもできる。
【００３７】
許容最高速度が１００km/hまでの国道上では交通状況検出を、移動検知機の走行した速度ｖｉの、平均速度ｖｍからの標準偏差を介して実行するのが有利である。この場合は、境界経過Ｇの数もその経過も、高速道路および自動車専用道路での交通状況検出とは異なるようにすることができる。さらに反対方向の交通、すなわち対向車線の交通状況および／または検知機１の加速度も考慮することができる。さらに静止状態時間をとりわけ２つの交通状況の境界領域で考慮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 交通状況を検出するためのシステムのブロック回路図である。
【図２】 標準偏差を用いた交通状況検出に対する実施例の線図である。
【図３】 静止状態時間の和による交通状況検出に対する実施例の線図である。

Claims (24)

1. 交通網内の交通状況を、端末機器（１ａ）を有する移動検知機（１）を用いて求める方法において、
   ・少なくとも１つの移動検知機が走行した区間（Ａ−Ｂ）における当該移動検知機の平均速度（ｖｍ）を求め、
   ・該移動検知機（１）が走行した速度（ｖｉ）の、前記走行区間（Ａ−Ｂ）における平均速度（ｖｍ）からの標準偏差（σ）を求め、
   ・走行区間（Ａ−Ｂ）における平均速度（ｖｍ）の標準偏差（σ）を、該標準偏差（σ）および平均速度（ｖｍ）に依存して設定された少なくとも１つの境界経過（Ｇ）と比較し、ただし該境界経過は２つの交通状態間の境界を定めるものであり、
   ・交通状況状態を、平均速度（ｖｍ）の標準偏差（σ）および標準偏差（σ）および平均速度（ｖｍ）に依存して設定された少なくとも１つの境界経過（Ｇ）との前記比較結果に依存して求める、
   ことを特徴とする交通状況情報の検出方法。
2. 交通網内の交通状況を、端末機器（１ａ）を有する移動検知機（１）を用いて求める方法において、
   ・少なくとも１つの移動検知機が走行した区間（Ａ−Ｂ）における当該移動検知機の平均速度（ｖｍ）を求め、
   ・該移動検知機（１）が走行した速度（ｖｉ）から、前記走行区間（Ａ−Ｂ）における移動検知機の静止状態時間の和（Ｓ）を求め、
   ・当該走行区間（Ａ−Ｂ）における静止状態時間の和（Ｓ）を、当該走行区間（Ａ−Ｂ）における静止状態時間の和（Ｓ）および当該区間（Ａ−Ｂ）での平均速度（ｖｍ）に依存して設定された少なくとも１つの境界経過（Ｇ）と比較し、ただし該境界経過は２つの交通状態間の境界を定めるものであり、
   ・交通状況状態を、前記静止状態時間の和（Ｓ）と、該静止状態時間の和（Ｓ）および当該走行区間（Ａ−Ｂ）での平均速度（ｖｍ）に依存して設定された少なくとも１つの境界経過（Ｇ）との前記比較結果に依存して求める、
   ことを特徴とする交通状況情報の検出方法。
3. 走行区間（Ａ−Ｂ）における標準偏差（σ）と平均速度（ｖｍ）に依存して設定された複数の境界経過（Ｇ）を設ける、請求項１記載の方法。
4. 走行区間（Ａ−Ｂ）における静止状態時間の和（Ｓ）と当該区間（Ａ−Ｂ）での平均速度（ｖｍ）とに依存して設定された複数の境界経過（Ｇ）を設ける、請求項２記載の方法。
5. 境界経過（Ｇ）の少なくとも１つはヒステリシス（Ｈ）を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 境界経過（Ｇ）を、交通状態を道路形式に依存して定義するために設定する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 境界経過（Ｇ）を区間に依存して設定する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 境界経過（Ｇ）をインフラストラクチャに依存して設定する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 境界経過（Ｇ）を時間に依存して設定する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 境界経過（Ｇ）を可変とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 走行区間（Ａ−Ｂ）における許容最高速度に依存して、交通状況検出を、平均速度（Ｖｍ）の標準偏差（σ）および／または走行区間（Ａ−Ｂ）における静止状態時間の和（Ｓ）に依存して行う、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. インフラストラクチャに依存して、交通状況検出を、平均速度（Ｖｍ）の標準偏差（σ）および／または走行区間（Ａ−Ｂ）における静止状態時間の和（Ｓ）に依存して行う、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 交通状況検出のために付加的に、移動検知機（１）の加速度特性を使用する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 交通状況検出を中央局（３）で実行し、
    該中央局は、少なくとも１つの移動検知機（１）の位置に関する時間的データを受け取る、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
15. 交通状況検出を移動検知機の端末機器（１ａ）で実行し、
    交通状況のデータを中央局（３）に送信および／または引き渡す、請求項１４記載の方法。
16. 中央局（３）は移動検知機（１）に、予測される交通状況のデータを送信し、
    移動検知機（１）は実質的に交通状況が変化したときだけ、検出された交通状況のデータを中央局（３）に通知する、請求項１４または１５記載の方法。
17. 移動検知機（１）は、無作為抽出した車両に搭載されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の方法。
18. 交通網内の交通状況情報を検出するための中央局であって、該中央局は少なくとも１つの移動検知機（１）からその地理的位置データを受け取る形式の中央局において、
    中央局（４）は請求項１から１７までのいずれか１項記載の方法を実施するように構成されている中央局。
19. 中央局（３）は移動検知機（１）から、その地理的位置の時間的データを受け取る、請求項１８記載の中央局。
20. 中央局（３）は、移動検知機（１）の走行状態データとして、少なくとも瞬時速度（ｖｉ）を受け取る、請求項１８または１９記載の中央局。
21. 移動検知機にある端末機器であって、該端末機器は位置検出装置を有するか、またはこれと接続されており、さらにデータ処理装置（６）、および中央局（３）とデータ交換するための装置（４）を有する形式の端末機器において、
    端末機器（１ａ）は請求項１から１７までのいずれか１項記載の方法を実施するように構成されている端末機器。
22. 端末機器（１ａ）は移動検知機（１）の速度（ｖｉ）を、その時間的位置データから検出する、請求項２１記載の端末機器。
23. 端末機器（１ａ）は移動検知機（１）の速度（ｖｉ）を、走行速度センサから得るか、または走行状態データから検出する、請求項２１記載の端末機器。
24. 中央局（３）の内部メモリおよび／または移動検知機（１）の端末機器（１ａ）の内部メモリに直接ロードされ、中央局（３）および／または端末機器（１ａ）でプログラムが実行されるときに、請求項１から１７までのいずれか１項記載の方法ステップを実施するプログラムステップを有するソフトウエアプログラム。

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