NL1007521C2 - Werkwijze voor automatische verkeersbewaking met filedynamica-analyse. - Google Patents

Description

*a

Korte aanduiding: Werkwijze voor automatische verkeersbewaking met filedynamica-analyse.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor 5 automatische verkeersbewaking met filedynamica-analyse, waarbij op verschil 1 ende meetplaatsen van het verkeersnet verkeersmeetgegevens worden opgenomen.

Werkwijzen van deze soort zijn bekend op het gebied van verkeersgeleidingstechniek voor het herkennen van storingen 10 respectievelijk files. Bij deze werkwijzen worden op meetplaatsen, bijvoorbeeld door middel van inductielussen en/of bakensystemen de, de verkeerstoestand kenmerkende meetgegevens zoals verkeersstroming en gemiddelde voertuigsnelheid opgenomen en worden de verkregen meetgegevens geschikt geanalyseerd. Om de dynamica van files ook tussen twee 15 aangrenzende meetplaatsen te kunnen prognosticeren, zijn verschillende verkeersmodellen ontwikkeld. Bij het ontwikkelen en toepassen van dergelijke verkeersmodellen treden twee ernstige problemen op. Enerzijds is het bepalen van de modelparameters vaak afhankelijk van externe invloeden, zoals van de momentane omgevings- en weersomstandigheden, zodat 20 een gevalideerde parameterinstelling van een model voor hetzelfde rijwegtraject van het verkeersnet plotseling zeer sterk kan veranderen, bijvoorbeeld als gevolg van een vochtig wordende rijweg. Anderzijds is het moeilijk om een voor het als geheel mogelijk voertuigdichtheidsbereik en voor verschillende verkeerssituaties geldig model te ontwikkelen.

25 Voor details van de verschillende bekende werkwijzen van deze soort wordt naar de literatuur verwezen. In het bijzonder worden in dit verband genoemd F. Busch, "Automatische Störfallerkennung auf Schnel 1 verkehrsstraBen - Ein Verfahrensvergl eich", di ssertatie, Karl sruhe, 1986; K. Everts et al., "Hinweise zur VerkehrsfluBanalyse, Störfallent-30 deckung und VerkehrsfluBprognose für die Verkehrsbeeinflussung in AuBerortsbereichen", Forschungsgesell schaft für StraBen- und Verkehrswesen, FGSV-Bericht 358, 1992; J. Acha-Datsa en F.L. Hall, "Implementation of a Catastrophe Theory Model for the Incident Detection Component of an Intelligent Highway System", 12de Congreso Mundial IRF, Madrid, 1993, 35 bladzijde 579; G.J. Forbes, "Identifying Incident Congestion", ITE Journal, juni 1992, bladzijde 17; H. Zackor et al., "Untersuchungen des Verkehrsab- 1007521" 2 laufs im Bereich der Leistungsfahigkeit und bei instabilem FluB", Forschung StraBenbau und StraBenverkehrstechnik, Uitgave 524, 1988; en L. Kühne, "Verkehrsablauf auf FernstraBen", Phys. BI., 47 (1991), bladzijde 201.

In de octrooiaanvrage DE 44 08 547 Al is een werkwijze 5 voor verkeersregistratie en verkeerssituatieherkenning geopenbaard, waarbij op verschillende meetplaatsen verkeersgegevens, zoals voertuigsnelheden, verkeerssterkte en verkeersdichtheid worden bepaald en waarbij uit de verkeersgegevens van telkens twee aangrenzende, een meetsector met een bepaalde trajectlengte vormende, meetplaatsen verkeersgrootheden worden 10 gevormd en wel een snelheidsdichtheidsverschil volgens een speciale, aangegeven relatie, een trendfactor, gevormd uit de verhouding van de verkeerssterkte op de betreffende meetplaatsen en een verkeerssterktetrend van de betreffende meetplaats, afgeleid uit de toename van de tangent van het ti jdsafhankel i jke verkeerssterkteverloop. Deze drie verkeersgrootheden 15 worden in een "fuzzy"-logica verwerkt voor het herkennen van kritische verkeerssituaties in de betreffende meetsector, waarbij het resultaat voor het opwekken van dienovereenkomstige stuursignalen voor wissel verkeerstekens wordt gebruikt.

Bij een uit de octrooiaanvrage DE 43 00 650 Al bekende 20 werkwijze worden aan voertuigkl assen refererende verkeersstromingsgegevens op rijwegen bepaald, doordat op verschillende waarnemingspunten met betrekking tot de rijrichting het aantal passerende voertuigen en hun lengte in opeenvolgende meetintervallen worden geregistreerd en de hieruit verkregen gegevens op speciale wijze voor het bepalen van een bezettings-25 grootheid worden verwerkt. De waarde van de bezettingstoestandsgrootheid wordt met een grenswaarde vergeleken, waarbij uit de afwijking tot de grenswaarde qua grootte en richting het begin van een file, een bestaande file of het oplossen van een file kan worden geconcludeerd.

Aan de uitvinding ligt als technisch probleem ten 30 grondslag het beschikbaar stellen van een werkwijze volgens de genoemde stand van de techniek, waarmee bij een voorafbepaalde meetplaatsenverdel ing via het verkeersnet de verandering in de tijd en plaats van verkeersfiles met relatief geringe kosten naar verhouding betrouwbaar kunnen worden bepaald en die ook geschikt is als basis voor het vervaardigen van 35 reistijdprognoses en voor het automatisch sturen van verkeersbeïnvloe-dingsinrichtingen.

1 ü 0 75 2 1* 3 j

De uitvinding lost dit probleem op door het beschikbaar stellen van een werkwijze met het kenmerk, dat voortdurend een schatting wordt gemaakt van de tijdsafhankelijke posities x, en xr van de stroomop-waartse flank (S,) van de file en de stroomafwaartse flank (Sr) van de file 5 volgens de relaties X ft) = f q°(t)~q_dt, t * t0 ’ ; { pmax - q0(t) / w/t; 10 t QouA)- Qmin Hf f > f X ff ) = - f---- ^ “ L1 15 r J P™ - Qout(t) / waarbij (i) qm1n de ver keer s stroming in de file en pmx de, 20 volgens de relatie __^_ [v_^] Σ LFz.AFz km

^Z

25 bepaalde verkeersdichtheid in de file zijn met een aantal Fz verschillende, met respectieve gedeelten AFz deel nemende voertuigsoorten van verschillende gemiddelde lengte LFz, (ii) tg het tijdstip is waarop de op een respectieve 30 eerste meetplaats (Ml) met de plaatscoördinaat x = 0 opgenomen verkeers- meetgegevens aangeven dat de stroomopwaartse flank (S,) van de file deze meetplaats (Ml) heeft bereikt, (iii) t3 het tijdstip is waarop de op de respectieve eerste meetplaats (Ml) opgenomen verkeersmeetgegevens aangeven dat de 35 stroomafwaartse flank (Sr) van de file deze meetplaats (Ml) heeft bereikt, (iv) en wmax de stroming respectievelijk de gemiddelde voertuigsnelheid van het verkeer op de respectieve eerste meetplaats (Ml) zijn, en (v) q0 en w0 de stroming en de gemiddelde voertuigsnel- 40 heid van het verkeer op een respectieve tweede, stroomopwaarts van de 10 0 75 2 1*« 4 stroomopwaartse flank (S,) van de file gelegen meetplaats (M2) zijn. Bij deze werkwijze wordt onder toepassing van plausibele aannames lopend een schatting van de tijdsafhankelijke posities van de stroomopwaartse en stroomafwaartse flank van een verkeersfile gemaakt volgens karakteristieke, 5 de opgenomen verkeersmeetgegevens op eenvoudig te evalueren wijze gebruikende relaties. Hierbij wordt met de aanduiding stroomafwaarts de rijrichting bedoeld op de betreffende beschouwde rijbaan, dat wil zeggen in het geval van een file de, in de richting van het filebegin wijzende filerichting en met het begrip stroomopwaarts wordt de tegengestelde 10 richting bedoeld, dat wil zeggen in het geval van een file op de beschouwde rijbaan de naar het einde van de file wijzende filerichting. Een wezenlijk voordeel van deze werkwijze bestaat daaruit, dat deze zonder een aanvullende validering van de parameters theoretisch voor onbegrensde meetplaatsafstanden onder verschillende verkeerssituatiescenario’ s, zoal s 15 verschillende rijwegtoestanden in de vorm van vochtigheid, sneeuw enz. betrouwbaar werkt. In tegenstelling hiertoe benodigen modellen die de verkeersafwikkeling door het oplossen v an different!aalvergelijkingssysternen proberen te reconstrueren, een veelvoud van te valideren parameters.

Bij een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens 20 conclusie 2 wordt de keuze van de beide respectieve meetplaatsen, waarvan de verkeersmeetgegevens aan de filedynamica-analyse worden toegevoerd, geschikt aangepast aan de plaatsverandering van de file, zodat steeds de verkeersmeetgegevens van zo dicht mogelijk bij de flank van de file gelegen meetplaatsen worden toegepast, hetgeen gunstig werkt op de nauwkeurigheid 25 van de filedynamica-analyse.

In een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding volgens conclusie 3 wordt de werkwijze toegepast voor reistijdprognose voor ritten op door files belaste verkeerssecties.

Een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens 30 conclusie 4 maakt het mogelijk om adequaat rekening te houden met tussen telkens twee meetplaatsen van een rijwegsectie liggende op- of afritten, die op hun beurt van overeenkomstige meetplaatsen voor het opnemen van toe- respectievelijk wegvloeiend verkeer zijn uitgerust.

Een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens 35 conclusie 5 houdt op adequate wijze rekening met een verandering van het 1U07521* i 5 aantal rijbanen van een door files belaste rijwegsectie tussen de betreffende meetplaatsen.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is in de tekeningen geïllustreerd en wordt in het navolgende beschreven. Hierbij 5 tonen:

Fig. 1 een blokschema van een driebaans autowegsectie met verschillende, onderling op afstand gelegen meetplaatsen,

Fig. 2 een schematisch weergave voor het veraanschouwelijken van een zich tussen twee meetplaatsen voortplantende file, 10 Fig. 3 een schematisch blokschema van een rijwegsectie met een oprit vóór een file,

Fig. 4 een schematisch blokschema van een rijwegsectie met een afrit vóór een file,

Fig. 5 een schematisch blokschema van een rijwegsectie 15 met een baanvernauwing vóór een file,

Fig. 6 een aanzicht overeenkomstig fig. 3, echter met een achter de file gelegen oprit,

Fig. 7 een aanzicht volgens fig. 4, echter met een achter de file gelegen afrit, 20 Fig. 8 een aanzicht volgens fig. 5, echter met een achter de file gelegen baanvernauwing,

Fig. 9 een schema voor het veraanschouwelijken van een file-oplossingsprognose, en

Fig. 10 een schema voor het veraanschouwelijken van 25 een reistijdprognose.

In fig. 1 is bijvoorbeeld een driebaans autowegsectie AF tussen een stroomopwaarts gelegen autowegknooppunt AKI en een stroomafwaarts gelegen autowegknooppunt AK2 weergegeven, waarbij acht meetplaatsen Q1 t/m Q8 in de vorm van respectieve inductielusdetectoren 30 met meetplaatsafstanden tussen 500 m en 1200 m zijn verschaft. De meetplaatsen Q1 t/m Q8 geven aan een gebruikelijke, niet-getoonde verkeersleidingcentrale, die met een geschikte grote computer voor verkeersbewaking en verkeersgeleiding is uitgerust, per minuut verkeers-meetgegevens in de vorm af van de gemiddelde voertuigsnelheid en de 35 verkeersstroming, gescheiden volgens de voertuigsoorten personenauto en vrachtauto en individueel voor elk van de drie rijbanen. Naar behoefte i U o 7 5 2 1« 6 kan elke rijbaan individueel worden geëvalueerd, of kunnen er worden over alle rijbanen gemiddelde waarden toegepast.

In fig. 2 is bijvoorbeeld een in het gebied tussen twee beschouwde meetplaatsen Ml, M2 binnentredende, voortplantende file samen 5 met de voor de werkwijze volgens de uitvinding relevante grootheden respectievelijk variabelen weergegeven. De rijrichting op de hierbij beschouwde rijbanen verloopt in de getoonde, positieve x-richting. De x-coördinaat van een eerste stroomafwaartse meetplaats Ml wordt op de waarde 0 gezet, zodat de x-coördinaat van de tweede, over een afstand L van de 10 eerste meetplaats Ml stroomopwaarts verwijderd gelegen meetplaats M2 de waarde -L heeft. De stroming en de gemiddelde snelheid, zoals deze voortdurend op de eerste meetplaats Ml worden gemeten, zijn met qwt respectievelijk wmax aangegeven. Op dezelfde wijze zijn de voertuigstroming en de gemiddelde voertuigsnelheid, zoals ze op de tweede meetplaats M2 15 worden gemeten, met q0 respectievelijk w0 aangegeven.

Een zich ontwikkelende file S breidt zich met de stroomopwaartse flank St van de file stroomopwaarts uit door de op de file treffende voertuigen. Op dezelfde wijze plant de stroomafwaartse flank Sr van de file zich bij een beginnende oplossing van de file eveneens 20 stroomopwaarts voort, indien de voertuigen aan het voorfront van de file dan weer vrijbaan hebben. Het bovenste gedeelte van fig. 2 toont de situatie op een tijdstip t = t0, waarop de gemeten gemiddelde voertuigsnelheid op de stroomafwaartse, eerste meetplaats Ml fors instort, dat wil zeggen binnen korte tijd sterk afneemt, waaruit geconcludeerd wordt dat 25 er een file S gevormd is, die met zijn stroomopwaartse flank S7 de eerste meetplaats Ml heeft bereikt. De plaatscoördinaat x; van de stroomopwaartse flank S, van de file heeft bijgevolg op dit tijdstip de waarde 0, dat wil zeggen X, (t0) = 0. Wanneer op een later tijdstip t = t3 wordt vastgesteld dat de gemiddelde voertuigsnelheid op de eerste meetplaats Ml weer sterk 30 toeneemt, betekent dit dat het verkeer weer vrij stroomt, dat wil zeggen dat zojuist de stroomafwaartse flank Sr van de file de eerste meetplaats Ml passeert. Dit betekent dat op dit tijdstip t1 de plaatscoördinaat xr van de stroomafwaartse flank Sr van de file de waarde 0 heeft, dat wil zeggen xr(tj) = 0. Dit is in het midden van fig. 2 veraanschouwelijkt, 35 waaraan bovendien kan worden ontnomen dat de stroomopwaartse flank St van 1007521* 7 de file zich tussentijds over de weglengte x1(t1) stroomopwaarts heeft voortgeplant.

In het verdere verloop plant dan de file S zich vanaf de eerste meetplaats Ml stroomopwaarts in de richting van de tweede 5 meetplaats M2 uit, zoals onderaan in fig. 2 is veraanschouwelijkt. Met de werkwijze volgens de uitvinding kunnen nu de plaats x,(t) van de stroomopwaartse flank St van de file alsmede xr(t) van de stroomafwaartse flank Sr van de file tussen de beide aangrenzende meetplaatsen Ml en M2 continu relatief nauwkeurig worden geschat. Als gevolg hiervan is ook een 10 lopende, tamelijk nauwkeurige schattingswaarde voor de betreffende lengte Ls van de file beschikbaar. Het uit deze automatische verkeersbewaking met betrekking to files resulterende resultaat kan dan in de verkeersleiding-centrale niet alleen voor het afgeven van filemeldingen en filewaarschuwin-gen leiden, maar ook voor verdere, verkeersgeleidende maatregelen worden 15 toegepast, zoals het vervaardigen van reistijdprognoses, voor het sturen van verkeersbeïnvloedingssignaalinrichtingen en/of voor het geven van omleidingsadviezen.

Volgens de werkwijze volgt het vooruitschatten van de posities x1 en xr van de stroomopwaartse flank Sï respectievelijk de 20 stroomafwaartse flank Sr van de file voor de coördinaatkeuze volgens fig. 2 overeenkomstig de volgende relatie: x(t) = - ƒ_——1±n„._dt. t 2 t0 25 ' i Pmx - do(t) ! Ho(t) dout^ )~Qmin Wf f s f 30 = - f,-n—: n rtl / u ft) ’ 1

Pmx dout't) /

In deze vergelijkingen worden naast de reeds 35 bovengenoemde meetgrootheden q0, w0, qout, vimax nog de gemeten stroming qmin in de file en de verkeersdichtheid pmx gebruikt, die wordt bepaald via de relatie 1 Π Π 7 K O 1 8 p 1000_ r™^· 1

LpKw +Llw-ALKI/i km 5 waarbij in het onderhavige voorbeeld van twee verschillende voertuigsoorten, namelijk personenauto’s en vrachtauto’s, wordt uitgegaan. Het is bekend dat geschikte sensoren met zekerheid onderscheid kunnen maken tussen personenauto’s en vrachtauto’s, waartoe 10 wordt verwezen naar de in het voorgaande genoemde literatuur. ALKU representeert hierbij het vrachtautogedeelte van de verkeersloop, terwijl het resterende deel het personenautogedeelte Am is, dat wil zeggen Am = 1 -Alku. De gemiddelde voertuiglengte inclusief de voertuigafstand in de file wordt tel kens geschikt aangegeven door Lm respectievel i jk Llku voor 15 de personen- respectievelijk de vrachtauto’s, bijvoorbeeld LPKU = 7m en Llku = 17m. Uit de geschatte waarden xr en x, van de plaatscoördinaten voor de stroomafwaartse Sr respectievelijk de stroomopwaartse flank St van de file volgt dan de geschatte waarde Ls voor de lengte van de file afhankelijk van de tijd 20

Ls(t) = Xr(t) - x,(t), t a tj.

Deze werkwijze voor automatische verkeersbewaking met filedynamica-analyse kan bijgevolg volstaan met de drie te valideren 25 parameters qmjn, LPKU en LM. De parameter qmjn kan in de tijdsperiode t0<t<t1 via de eerste meetplaats Ml meettechnisch worden geregistreerd, voor de volgende tijdsperiode t>tj zou een uit de voorgaande verkeersdichtheidwaar-den gemiddelde verkeersdichtheid bij benadering kunnen worden toegepast. In het meest optredende geval van een groot verkeersaanbod is echter qmin 30 zeer klein zowel ten opzichte van q0 alsook ten opzichte van qout, zodat dan qm1n in de bovenstaande relaties bij benadering kan worden verwaarloosd. In dit geval bezit de werkwijze nog slechts de te valideren parameters LPKU en Llku, die beide niet in hoge mate van lokale situatieveranderingen op het bewaakte rijwegtraject, bijvoorbeeld van de weersomstandigheden, 35 afhankel ijk zijn. Deze verschillende karakteristieke lengten van de telkens deelnemende, verschillende voertuigsoorten kunnen daarom in het model vast

100752H

9 worden ingegeven, zodat de werkwijze dan geen te valideren parameters meer bezit.

Wanneer de stroomopwaartse flank S1 van de file de stroomopwaartse meetplaats M2 in fig. 2 bereikt voordat de file S is 5 opgelost, dan kunnen de meetgegevens q0, vi0 van deze meetplaats M2 niet meer worden toegepast voor het schatten van de posities x, en xr van de flanken van de file volgens de bovenstaande relaties. In dit geval wordt overgegaan op het meettechnisch verkrijgen van de grootheden q0 en w0 van de hieraan voorafgaande tweede meetpl aats M2 tot de stroomopwaarts volgende 10 meetplaats. Een door deze meetplaatswisseling veroorzaakte positiefout tussen de geschatte en de werkelijke positie van de stroomopwaartse flank S, van de file kan ofwel door het optellen van een overgangstoevoegterm dx, die bijvoorbeeld typisch tussen 200m en 300m ligt, gecompenseerd worden of daardoor worden vermeden, dat het tijdstip waarop de stroomopwaartse 15 flank S, van de file de betreffende meetplaats M2 bereikt meettechnisch wordt bepaald, zoals boven is verklaard voor de eerste meetplaats Ml op het tijdstip t0. Een soortgelijke overgang van een huidige eerste meetplaats Ml tot een stroomopwaarts volgende meetplaats gebeurt zodra de meetgegevens van de laatste voor het verkrijgen van de grootheden qout 20 en wmax geschikt zijn, dat wil zeggen zodra de stroomafwaartse flank Sr van de file deze stroomopwaarts volgende meetplaats is gepasseerd. Opnieuw kan een overgangsfout worden vermeden door het thans subtractief toevoegen van een overeenkomstige compensatieterm dx of door directe bepaling van het tijdstip waarop de stroomafwaartse flank Sr van de file de betreffende 25 meetplaats bereikt, zoals in fig. 2 is verklaard met betrekking tot het tijdstip ij.

De werkwijze maakt het bovendien mogelijk om rekening te houden met op- en afritten alsmede veranderingen in het aantal rijbanen tussen twee telkens aangrenzende meetplaatsen. De verschillende mogelijk-30 heden zijn in de figuren 3 t/m 8 schematisch voor twee opeenvolgende meetplaatsen M1, Mi+I weergegeven, waarbij telkens een van links naar rechts lopende rijrichting is verondersteld en een telkens veronderstelde file gearceerd is weergegeven.

Figuur 3 toont het geval van een vóór de file liggende 35 oprit Z tussen de beide meetplaatsen Mj en M1+l. De oprit Z is op niet-getoonde wijze eveneens voorzien van een verkeersmeetgegevens registrerende 10 0 7 5 2 1 * 10 meetplaats, waarmee de via de oprit Z in de bewaakte n-baansrijwegsectie aanvullend inkomende verkeersstroom qjn wordt geregistreerd. Teneinde rekening te houden met deze toestroom qjn wordt in de bovenstaande relaties voor het schatten van de positie x1 de stroomopwaartse flank St van de file 5 de grootheid q0 vervangen door q0 + qjn/n, dat wil zeggen de stroom qfn van de oprit Z levert de additieve aanvullende term qin/n. Deze aanvullende term vervalt zodra de stroomopwaartse flank van de file de volgende meetplaats Mi+1 stroomopwaarts van de oprit Z heeft bereikt.

Op dezelfde wijze toont fig. 4 het geval van een afrit 10 A tussen twee aangrenzende meetplaatsen Mi? M1+1 stroomopwaarts van de file, waarbij de via de afrit A wegvloeiende verkeersstroom qujt door middel van een daar aanwezige meetplaats wordt geregistreerd. Met deze wegvloeiende verkeersstroom qun wordt in de bovenstaande schattingswaardevergeli jking voor de plaatscoördinaat x, van de stroomopwaartse flank S, van de file 15 rekening gehouden door de bij q0 subtractief toe te voegen aanvullende term quit/r\, dat wil zeggen q0 wordt vervangen door q0-qujt/n.

Fig. 5 toont het geval van een baanvernauwing van een aantal m rijbanen bij een stroomopwaartse meetplaats Mixl naar een aantal n rijbanen op een stroomafwaartse meetplaats Mi stroomopwaarts van de file. 20 In dit geval moet de grootheid q0 in de bovenstaande schattingswaardeverge-lijking voor x; met de factor m/n worden vermenigvuldigd, dat wil zeggen in plaats van q0 komt q0.m/n. Het zal duidelijk zijn dat bij het gecombineerd optreden van opritten, afritten en/of baanvernauwing volgens de figuren 3 t/m 5 de grootheid q0 dienovereenkomstig moet worden voorzien 25 van de additieve, subtractieve respectievelijkmultiplicatieve aanvullende termen. De voor het geval van de baanvernauwing in fig. 5 aangegeven, multiplicatieve wijziging van de grootheid q0 is overigens ook juist wanneer het een baanverbreding betreft.

De figuren 6 t/m 8 tonen de met de figuren 3 t/m 5 30 overeenkomende voorbeelden voor het geval dat de file telkens vóór de betreffende oprit Z, afrit A respectievelijk baanvernauwing ligt. In dit geval dient in plaats van de grootheid qg de grootheid qout op overeenkomstige wijze te worden gewijzigd. In het bijzonder dient in het geval van een oprit Z stroomafwaarts van de file, zoals in fig. 6 is weergegeven, 35 qwt in de schattingswaardevergelijking voor de positie xr van de stroomafwaartse flank Sr van de file te worden vervangen door qout-qin/n· 100752 Ή 11

Op dezelfde wijze dient qwt in deze schattingswaardevergelijking in het geval van de in fig. 7 getoonde afrit A stroomafwaarts van de file te worden vervangen door qout+qunln' Bij de in ^9* 8 getoonde verandering van het aantal banen achter de file van m rijbanen naar n rijbanen wordt qout 5 gewijzigd in qout.n/m. Hiermee kan in alle gevallen zeer eenvoudig rekening worden gehouden met opritten, afritten en veranderingen in het aantal rijbanen in de filedynamica-analyse volgens de uitvinding.

De werkwijze volgens de uitvinding maakt voorts een prognose mogelijk met betrekking tot het tijdstip waarop zich een gevormde 10 file weer heeft opgelost. Het resultaat van een dergelijke file-oplossingsprognose kan worden gebruikt om het tijdstip te bepalen vanaf waarvan de door geschikte, de file tegenwerkende sturing van aanwezige verkeersbeïnvloedingsinrichtingen, zoals op afstand stuurbare snelheidsbe-grenzingsborden en/of omleidingsborden, genomen verkeersbeïnvloedingsmaat-15 regelen weer kunnen worden opgeheven. Een dergelijke file-oplossingsprogno-se is in fig. 9 schematisch weergegeven. Onder plausibele aannames volgt dan aan de hand van fig. 9 het tijdstip tst van het oplossen van een file, waarvan de stroomopwaartse flank volgens fig. 2 op het tijdstip t0 de daar aanwezige eerste meetplaats Ml bij x = 0 is gepasseerd, uit de relatie: 20 / ^(t) dt t

O

tst = t2--,

Vg,(tz)-Vgr(tz) 25 waarbij met vg] respectievelijk vgr de snelheden van de stroomopwaartse flank St respectievelijk de stroomafwaartse flank Sr van de file zijn aangegeven en het tijdstip tz het tijdstip is waarop de 30 snelheid vgl van de stroomopwaartse flank S, van de file haar, qua grootte, kleinste waarde heeft bereikt. Hierbij is plausibel verondersteld dat de snelheden vgl en vgr van de stroomopwaartse flank S1 respectievelijk de stroomafwaartse flank Sr van de file na het tijdstip tz tot aan de bereikte oplossing van de file op het tijdstip tst constant blijven. De bovenstaande 35 relatie voor het bepalen van het tijdstip tst van de volledige oplossing van de file resulteert hierbij uit de voorwaarde van verdwijnende filelengte, dat wil zeggen Ls(t$t) = 0.

1007521 " 12

Als verdere toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding is in fig. 10 het vervaardigen van een tijdelijke reistijdprog-nose voor een rit op een bewaakte trajectsectie veraanschouwelijkt, in het bijzonder voor de ritduur tussen meetplaatsen met tussenliggende file, 5 zoals in fig. 2 in het algemeen is weergegeven. De reistijdschatting kan onder toepassing van de situatie van fig. 2 voor een ritbegintijdstip tp worden bepaald, dat later ligt dan het tijdstip tlt waarop de stroomafwaartse flank Sr van de file de stroomafwaartse meetplaats Ml heeft bereikt. In fig. 10 is de reisduurschatting aan de hand van een 10 overeenkomstig rijlijnendiagram gerepresenteerd. In eerste instantie worden in het diagram van fig. 10 de positie x, van de op het tijdstip t0 bij x = 0, dat wil zeggen op de eerste meetpl aats Ml optredende stroomopwaartse flank S·, van de file en de positie xr van de op het latere tijdstip t1 dezelfde plaats x = 0 passerende stroomafwaartse flank Sr van de file 15 ingevuld, zoals gestreept weergegeven. Vervolgens wordt in het diagram de ritlijn FL aangegeven, die voor een op het tijdstip tp op de stroomopwaartse meetplaats M2 begonnen rit in de richting van de stroomafwaartse meetplaats Ml volgt.

Tijdens een eerste ritsectie tot aan het bereiken van 20 de stroomopwaartse flank S1 van de file op een tijdstip ttoe wordt deze ritlijn FL gebaseerd op de gemiddelde rijsnelheid w0 van de stroomopwaartse meetplaats M2. Voor de aansluitende ritsectie in de file, dat wil zeggen tot aan het bereiken van de stroomafwaartse flank Sr van de file op het tijdstip tgf, wordt de gemiddelde voertuigsnelheid wst in de file voor het 25 genereren van de betreffende ritlijnsectie toegepast. Omdat deze snelheid wst typisch veel kleiner is dan de gemiddelde rijsnelheid buiten de file, verloopt de betreffende ritl ijnsectie nagenoeg horizontaal. Een laatste ritsectie van de stroomafwaartse flank Sr van de file tot aan het doel, dat wil zeggen de stroomafwaartse meetplaats Ml, wordt overeenkomstig 30 gebaseerd op de, op deze meetplaats Ml gemeten gemiddelde voertuigsnelheid wmgx. Uit het snijpunt van de ritlijn FL met de horizontale lijn bij x = 0 ontstaat dan onder het instellen van het tijdnulpunt op het beginti jdstip van de rit, dat wil zeggen tp = 0, de rijtijd tr volgens 35 L + Wntaf - W0ttoe - wjtgf - ttoe) tr - w ¥Yn 10075 2 1" 13

Hierbij kan de snelheid ivstmeestal worden verwaarloosd, zodat voor de geschatte reistijdduur tr van de stroomopwaartse M2 tot aan de stroomafwaartse meetplaats Ml inclusief het doorlopen van de in dit gebied liggende file de benaderingsformule 5 L + Wntaf - W0tt0e tr = vn 10 volgt. Begrepen dient te worden dat bij reistijdprognose voor rittrajecten die zich uitstrekken over verschillende van dergelijke ritsecties tussen telkens twee meetplaatsen, de rittijden voor de rit tussen telkens aangrenzende meetpl aatsen afzonderlijk op de verklaarde wijze en rekening houdende met eventueel gevormde verkeersfiles kunnen worden bepaald en 15 dan voor de totale, geschatte reisduur worden opgeteld.

Met de werkwijze volgens de uitvinding kunnen ook gevallen worden behandeld, waarbij tussen telkens twee meetplaatsen verschillende files optreden. Hierbij wordt onder de aanname dat zich in het bewaakte gebied tussen de betreffende meetplaatsen geen toe- en 20 afritten bevinden, de plausibele aanname gebruikt dat de stroming en de gemiddelde snelheid van de voertuigen vóór de stroomopwaartse flank van de stroomafwaartse file de stroming respectievel i jkde gemiddelde voertuigsnelheid overeenkomen zoals ze stroomafwaarts van de stroomopwaartse file waren op het tijdstip waarop de stroomafwaartse flank van de betreffende 25 file de stroomafwaartse meetplaats is gepasseerd.

Begrepen dient te worden dat de werkwijze volgens de uitvinding niet alleen, zoals beschreven, voor automatische bewaking van straatverkeersnetten maar op dezelfde wijze ook voor overeenkomstige bewaking van railverkeersnetten kan worden toegepast.

100 75 21·^

Claims (5)

1. Werkwijze voor automatische verkeersbewaking met filedynamica-analyse, waarbij 5. op verschillende meetplaatsen van het verkeersnet verkeersmeetgegevens worden opgenomen, met het kenmerk, dat - voortdurend een schatting wordt gemaakt van de tijdsafhankelijke posities x, en xr van de stroomopwaartse flank (S^ van 10 de file en de stroomafwaartse flank (Sr) van de file volgens de relaties J, (t ) B f qo(t)~q™n_ dt, t S t0 ' PMX - q0(t) / w0(t) 15 x (t) = f qQ"t(t)~q™n_ dt, t * tj 20 Γ % Pm, - dout(t) / KJt) waarbij (i) qm1n de verkeersstroming in de file en pmx de, 25 volgens de relatie 1000 Γ * Ί o voert. Σ LFz.AFz km FZ 30 bepaalde verkeersdichtheid in de file zijn met een aantal F2 verschillende, met respectieve gedeelten AFz deelnemende voertuigsoorten van verschillende gemiddelde lengte LFz, (ii) t0 het tijdstip is waarop de op een respectieve 35 eerste meetplaats (Ml) met de plaatscoördinaat x = 0 opgenomen verkeersmeetgegevens aangeven dat de stroomopwaartse flank (S,) van de file deze meetplaats (Ml) heeft bereikt, (iii) tj het tijdstip is waarop de op de respectieve eerste meetplaats (Ml) opgenomen verkeersmeetgegevens aangeven dat de 40 stroomafwaartse flank (Sr) van de file deze meetplaats (Ml) heeft bereikt, 100752T< (iv) qout en VimaK de stroming respectievelijk de gemiddelde voertuigsnelheid van het verkeer op de respectieve eerste meetplaats (Ml) zijn, en (v) q0 en w0 de stroming en de gemiddelde voertuigsnel-5 heid van het verkeer op een respectieve tweede, stroomopwaarts van de stroomopwaartse flank (SJ van de file gelegen meetplaats (M2) zijn.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, verder daardoor gekenmerkt, dat - van een huidige meetplaats tot de hieraan stroomop-10 waarts grenzende meetplaats als de respectieve tweede meetplaats (M2) wordt overgegaan zodra de stroomopwaartse flank (S^ van de file deze huidige meetplaats is gepasseerd en/of - van een huidige meetplaats naar de stroomopwaarts hieraan grenzende meetplaats als respectieve eerste meetplaats (Ml) wordt 15 overgegaan zodra de stroomafwaartse flank (Sr) van de file deze stroomopwaarts aangrenzende meetplaats is gepasseerd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, verder daardoor gekenmerkt, dat de rijtijd (tR) voor een rit op de door files belaste sectie van de tweede (M2) naar de eerste meetplaats (Ml) vooraf geschat 20 wordt als de som van de tijdsduur (ttoe) tot het bereiken van de vooraf geschatte stroomopwaartse flank (S^ van de file, waaraan de op de tweede meetplaats (M2) gemeten gemiddelde rijsnelheid ten grondslag wordt gelegd, plus de tijdsduur (taf-ttoe) tot het bereiken van de vooraf geschatte stroomafwaartse flank (Sr) van de file, waaraan een gemiddelde rijsnelheid 25 (wst) in de file ten grondslag wordt gelegd, plus de tijdsduur (tR-taf) tot het bereiken van de eerste meetplaats (Ml), waaraan de op de eerste meetpl aats gemeten gemiddelde rijsnelheid (wmax) ten grondslag wordt gelegd.

4. Werkwijze volgens een van de conclusies 1 t/m 3, verder daardoor gekenmerkt, dat rekening wordt gehouden met een oprit (Z) of een 30 afrit (A) tussen de beide respectieve meetplaatsen (Ml, M2) door de toegevoegde term q1n/n respectievelijk qu1t/n met n als het aantal rijbanen, die bij een stroomopwaarts van de file liggende oprit additief bij q0 en bij een stroomafwaarts van de file liggende oprit subtractief bij qout respectievelijk bij een stroomopwaarts van de file liggende afrit 35 subtractief bij q0 en bij een stroomafwaarts van de file liggende afrit additief bij qout wordt gevoegd. Λ

5. Werkwijze volgens een van de conclusies 1 t/m 4, verder daardoor gekenmerkt dat rekening wordt gehouden met een verandering van het aantal rijbanen tussen de beide respectieve meetplaatsen (Ml, M2) van m banen naar n banen via een multipl icatiefactor, die bij een vóór de file 5 liggende verandering van het aantal banen de waarde m/n heeft en multiplicatief bij q0 wordt gevoegd en die bij een achter de file liggende verandering van het aantal banen de waarde n/m heeft en multiplicatief bij qout wordt gevoegd. 100752 ί <