EP0798684B1 - Verfahren und System zur Verkehrslageerfassung durch stationäre Datenerfassungseinrichtung - Google Patents

Verfahren und System zur Verkehrslageerfassung durch stationäre Datenerfassungseinrichtung Download PDF

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EP0798684B1
EP0798684B1 EP97250086A EP97250086A EP0798684B1 EP 0798684 B1 EP0798684 B1 EP 0798684B1 EP 97250086 A EP97250086 A EP 97250086A EP 97250086 A EP97250086 A EP 97250086A EP 0798684 B1 EP0798684 B1 EP 0798684B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
traffic
main frame
detectors
detector
data
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97250086A
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English (en)
French (fr)
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EP0798684A1 (de
Inventor
Ulrich Dr. Fastenrath
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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Publication date
Application filed by Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
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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

Definitions

  • the invention relates to a method for traffic situation detection by stationary Installation locations installed along a road network Data acquisition devices (detectors), the data on the traffic condition on Installation location of the respective detector according to a set measurement behavior determine and derived information according to a set Reporting behavior to a control center for traffic situation recording for further Forward evaluation.
  • An interactive dynamic route guidance system is known from EP 0 029 201 B1 known, in the specially equipped vehicles with a traffic computer communicate.
  • the two-way communication is carried out using beacons with a Infrared transmitter / receiver are equipped and at all important Nodes of the road network are set up.
  • Each with one appropriate transceiver equipped vehicles received via These beacons from the traffic computer include current information about the shortest travel routes to a desired destination.
  • the main information source of the traffic computer is in the traffic flow itself moving, "floating" test vehicles. These transmit the Traffic calculator especially their travel times between important Traffic hubs and waiting times at traffic lights.
  • This Information is then used by the traffic computer for route guidance and Traffic control used, for example, by appropriate Traffic control information is transmitted to the vehicles to be guided and via one Control unit can be output on a display in the vehicle.
  • US 5 317 311 is a system for traffic situation detection known with fixed installed detectors.
  • the detectors whose sensors e.g. on Bridge structures above the lanes of a motorway measure the Average speed of passing vehicles and represent the number of vehicles passing in one time unit. This information is obtained using a data transmission channel (e.g. telephone line) to a central office for the Transfer traffic situation recording.
  • a data transmission channel e.g. telephone line
  • those of the Detectors reported average speeds over corresponding Transmitters of the headquarters are transmitted to vehicles with corresponding Receiving devices are equipped with this data on a display a map section according to the locations of the respective detectors display graphically. In this way, road users can currently over problematic areas of the road network are informed.
  • the measuring behavior of the Detectors is usually set so that a continuous scan of the Traffic happens.
  • Traffic situation detection becomes the relevant in the generic system Data for the traffic situation recording not determined by test vehicles and on Detection stations (beacons) passed on, which in turn forward data to Central, but there is a data determination by the stationary installed sensors of the detectors themselves.
  • the acquired data from the detectors are however not completely transmitted to the traffic situation recording center. Rather, see the practical implementation of that described in US 5,317,311 Systems a limited reporting behavior of the detectors. This exists in that only then information is transmitted to the traffic situation recording center if the one determined by the detectors over a certain period of time Average speed of passing vehicles a given Falls below the threshold.
  • Such a threshold value can be around, for example 50 km / h. This can reduce the burden on the communication channel for the Data transmission can be significantly reduced.
  • this is bought with the fact that this system only usable information about phases of traffic can deliver in a very high traffic load, i.e. a traffic jam situation or there is a traffic jam-like situation. Whether about a medium traffic load or completely free road traffic conditions can exist under the given Restriction of the reporting behavior of the detectors not based on the recorded data be decided. In the known system, this would only be possible if the Restriction of reporting behavior would be lifted, which with a corresponding sudden increase in communication effort between the detectors and the traffic situation recording center would have to be bought.
  • the object of the present invention is therefore a method of the generic type Kind in such a way that with the least possible communication effort between the fixed detectors and the traffic situation detection center a comprehensive observation of the Traffic events with higher information gain is made possible. Furthermore, a System for performing this procedure can be specified.
  • the present invention provides that, in contrast to that from US Pat. No. 5,317,311 known system not simply determined average speeds to the Road users are passed on, but that from the primary of the Detectors determined data and possibly further information by appropriate Evaluations to be transmitted to road users Traffic information can be obtained. These evaluations exist especially in the derivation of current and / or historical traffic information and / or in the creation of traffic forecasts and / or in the identification of Events that characterize the state of traffic. In contrast to the previous one known methods of traffic situation detection by means of fixed installed Detectors is provided according to the invention that the center of the detectors at least part of the results of the evaluation of the Data received from the detectors transmitted.
  • Each at the data acquisition Detectors involved use this to convey their results Measuring behavior and / or their reporting behavior in the sense of a learning system, that is new one.
  • optimization means that the Central at all times with the objectively required information about the Traffic is supplied, the effort for data transmission, ie in particular, the load on the communication channels is kept as small as possible.
  • RDS / TMC Radio Data System / Traffic Message Channel.
  • a particularly expedient embodiment of the invention includes that the center from time to time a currently valid curve for traffic-relevant parameters (e.g.
  • the respective Installation location predicted traffic condition to the respective detector transmit in order to influence its measurement and / or reporting behavior.
  • the procedure is similar to the process variant in which the detectors have hydrographs be specified because in both cases the future expectations of the head office are based be placed.
  • the method according to the invention also offers the possibility of Assumptions about the current traffic condition at an installation location from the Forward the control center to the respective detector for checking so that the detector in the event of significant deviations from the actual traffic condition of can send a corresponding data message to the head office based on these assumptions.
  • Solutions for traffic situation detection are known in which the Data acquisition devices a from the locally recognizable traffic condition have dependent reporting behavior, i.e. that falling below or exceeding certain threshold values for individual reports or periodic reports can lead to the headquarters.
  • such solutions are not very sensitive to local ones Special features (e.g. on road sections with inclines or curves) for Characteristics of the measured values that refer to user-relevant phenomena in a certain Distance from the data acquisition device (e.g. at Traffic disturbances upstream of the measuring point), for temporary external (e.g. weather-related) influences and different for differentiators caused but symptomatically similar traffic situations (e.g. traffic jams structural bottlenecks and "immigration overload congestion").
  • Special features e.g. on road sections with inclines or curves
  • Characteristics of the measured values that refer to user-relevant phenomena in a certain Distance from the data acquisition device (e.g. at Traffic disturbances upstream of the measuring point), for temporary external (e.g. weather-related) influences and different for differentiators caused but
  • the data acquisition devices are, so to speak, recipients of historical traffic information.
  • Knowledge of historical traffic information enables the detectors to make leading indicators more user-relevant, i.e. for the Assessment of the traffic situation to recognize significant events and to the Forwarding headquarters.
  • knowledge of current Traffic information helps avoid the transmission of redundant measurement data.
  • Information available to a data collection device in this sense not only include reports of traffic disruptions or Disturbance resolutions that also come from sources outside of the invention Can originate from the method and be checked by the detector in question, but also forecasts made centrally, the previously known external Consider influences such as weather conditions or construction site planning, and from the detector in question to detect deviations and report them can be used to the headquarters.
  • the traffic information transmitted to a detector for checking does not necessarily have to refer to the centrally recorded and completed limit current state, but can also make predictions include for a period that is short compared to a daily course line. It is particularly expedient if the central characteristic features that to an incident upstream of a detector installation site or to a Indicate impending traffic jam at the installation site (early indicators) and identify the respective detector transmitted.
  • FIG. 1 shows the essential functions of the method according to the invention for the two main components "traffic situation recording center” and "Data acquisition devices” shown.
  • the flow of information is through arrows symbolizes.
  • the data acquisition devices are preferably on bridges that cross over the lanes to be observed are tense, these are Devices in Fig. 1 have been referred to as bridge units.
  • a Suitable sensors are measurement data (e.g. the current speeds of the passing vehicles) determined and subjected to preprocessing. This Preprocessing can be used, for example, to determine an arithmetic Mean values exist for a specific observation period. It is conceivable also to compress the acquired raw data.
  • the bridge unit can refer to user-relevant events (event detection) that were previously carried out by the Traffic situation detection center, which is referred to in FIG. 1 as the "center", have been defined, react and equalize the "sensor knowledge” (measured values from a certain period up to the present) with the "system knowledge” (current Traffic reports, traffic forecasts and historical information, such as in the Form of curve) and reports deviations that are either immediate Are important for the assessment of the current traffic situation or that Supplement or correct "system knowledge”.
  • the exchange of information between the Central for the traffic situation recording and the bridge units takes place over the two function blocks "communication" according to the conditions of one "Communication interface".
  • the one located in the headquarters on the evaluation of the function block for the information provided by the bridge units the data evaluation is generally referred to as "traffic model" in the illustration been.
  • Fig. 2 is an embodiment of a system for performing the The inventive method is shown in schematic form.
  • the Reference numeral 1 is a center for traffic situation detection, which with a electronic data processing system 2 and a communication unit 3 Is provided.
  • a communication channel 9 for example in the form of Telephone lines can be formed, but preferably via a mobile radio network, that is implemented wirelessly, the control center 1 can also use the communication unit 3 a plurality of detectors 8 come into communication connection.
  • the detectors 8 are on the street side e.g. installed and are on bridge structures over highway routes set up to record the relevant data for a traffic situation recording and forward it to headquarters 1.
  • the Power supply unit 7 is preferably a battery-buffered solar cell unit educated.
  • Known sensors are preferably used for the sensor system 6 used as active or passive infrared sensors or as microwave sensors are trained.
  • the simultaneous use of sensors is particularly advantageous different measuring principles within the same detector 8.
  • the detectors 8 are able, not only the relevant ones Data for the traffic situation detection to the control center 1 via the communication channel 9 to transmit, but they can also at least a part of the central 1 broadcast results of data evaluation via communication channel 9, which is designed as a bidirectional communication channel.
  • the detectors 8 based on a corresponding programming of the Data processing device 5 in the position, their measurement behavior and / or their Reporting behavior in the sense of a self-learning system based on that of the head office 1 results obtained, i.e. the previous setting if necessary to change.
  • the are not separate shown storage unit of the data processing unit 5 of the detectors 8 each standardized curve lines for traffic-relevant measurands are saved and saved a unique code can be identified.
  • the control center 1 is thus able to use of a transmitted code to the respective detector 8, a specific curve to specify without a large number of individual values that the course of the curve characterize, each must be transferred.
  • the data processing device 5 is trained by its programming as a comparator so that significant deviations of the currently recorded values of a measured variable from one the control center can recognize 1 predetermined curve. This makes it possible Optimizing the reporting behavior of the respective detector 8 so that only then Data is transmitted via the communication channel 9 to the control center 1, if such significant deviations are found. During the rest Such a data transmission can be prevented for a period of time.
  • the detectors 8 are each with a filter Selection of results transmitted by the head office 1 and only for one or a group of detectors 8 are provided. That’s it basically possible, the activities of a single detector 8 or a group from e.g.
  • the method according to the invention and the system for carrying it out enable the scope of for a realistic traffic situation detection required data transmission processes compared to the previously known Opportunities to drastically lower. This is made possible by the surprisingly simple Measure that the level of knowledge of the control center 1 can be continuously monitored by at least a part of the data from the control center 1 results of the traffic situation recording transmitted to the road users or targeted individual information can also be received and evaluated accordingly.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkehrslageerfassung durch stationär an Installationsorten entlang eines Straßennetzes installierte Datenerfassungseinrichtungen (Detektoren), die Daten über den Verkehrszustand am Installationsort des jeweiligen Detektors gemäß einem eingestellten Meßverhalten ermitteln und daraus abgeleitete Informationen gemäß einem eingestellten Meldeverhalten an eine Zentrale für die Verkehrslageerfassung zur weiteren Auswertung weiterleiten.
Aus der EP 0 029 201 B1 ist ein interaktives dynamisches Routenführungssystem bekannt, bei dem speziell ausgerüstete Fahrzeuge mit einem Verkehrsrechner kommunizieren. Die zweiseitige Kommunikation erfolgt dabei über Baken, die mit einer Infrarot-Sende-/Empfangseinrichtung ausgerüstet sind und an allen wichtigen Knotenpunkten des Straßennetzes aufgestellt sind. Die ebenfalls mit jeweils einer entsprechenden Sende-/Empfangseinrichtung ausgerüsteten Fahrzeuge erhalten über diese Baken vom Verkehrsrechner unter anderem aktuelle Informationen über die zeitlich kürzesten Fahrtrouten zu einem gewünschten Zielpunkt. Die Hauptinformationsquelle des Verkehrsrechners sind im Verkehrsstrom sich mitbewegende, "mitschwimmende" Probefahrzeuge. Diese übermitteln dem Verkehrsrechner insbesondere ihre Fahrtzeiten zwischen wichtigen Verkehrsknotenpunkten sowie Wartezeiten an Lichtsignalanlagen. Diese Informationen werden vom Verkehrsrechner anschließend zur Routenführung und Verkehrslenkung genutzt, indem beispielsweise entsprechende Verkehrsleitinformationen an die zu führenden Fahrzeuge übertragen und über ein Steuergerät auf einem Display im Fahrzeug ausgegeben werden.
Aus der gattungsbildenden US 5 317 311 ist ein System zur Verkehrslageerfassung mit ortsfest installierten Detektoren bekannt. Die Detektoren, deren Sensorik z.B. an Brückenbauwerken über den Fahrspuren einer Autobahn angebracht sind, messen die Durchschnittsgeschwindigkeit der vorbeifahrenden Fahrzeuge und stellen die Zahl der in einer Zeiteinheit passierenden Fahrzeuge fest. Diese Informationen werden mittels eines Datenübertragungskanals (z.B. Telefonleitung) an eine Zentrale für die Verkehrslageerfassung übertragen. Bei diesem System werden die von den Detektoren gemeldeten Durchschnittsgeschwindigkeiten über entsprechende Sendeeinrichtungen der Zentrale an Fahrzeuge übermittelt, die mit entsprechenden Empfangseinrichtungen ausgestattet sind und diese Daten auf einem Display mit einem Landkartenausschnitt entsprechend den Standorten der jeweiligen Detektoren grafisch anzeigen. Auf diese Weise können die Verkehrsteilnehmer aktuell über problematische Bereiche des Straßennetzes informiert werden. Das Meßverhalten der Detektoren ist üblicherweise so eingestellt, daß eine dauernde Abtastung des Verkehrsgeschehens erfolgt. Im Unterschied zu dem in der EP 0 029 201 offenbarten Verkehrslageerfassung werden bei dem gattungsgemäßen System die relevanten Daten für die Verkehrslageerfassung nicht von Probefahrzeugen ermittelt und an Erfassungsstationen (Baken) weitergegeben, die ihrerseits eine Datenweiterleitung zur Zentrale vornehmen, sondern es findet hierbei eine Datenermittlung durch die ortsfest installierte Sensorik der Detektoren selbst statt. Die erfaßten Daten der Detektoren werden jedoch nicht lückenlos an die Verkehrslageerfassungszentrale übermittelt. Vielmehr sieht die praktische Ausführung des in der US 5 317 311 beschriebenen Systems ein eingeschränktes Meldeverhalten der Detektoren vor. Dieses besteht darin, daß nur dann Informationen an die Verkehrslageerfassungszentrale übermittelt werden, wenn die von den Detektoren jeweils über einen gewissen Zeitraum ermittelte Durchschnittsgeschwindigkeit der passierenden Fahrzeuge einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. Ein solcher Schwellenwert kann beispielsweise bei etwa 50 km/h liegen. Damit kann die Belastung des Kommunikationskanals für die Datenübertragung deutlich vermindert werden. Dies wird allerdings damit erkauft, daß dieses System nur verwertbare Informationen über Phasen des Verkehrsgeschehens liefern kann, in denen eine sehr hohe Verkehrsbelastung, also eine Stausituation oder eine stauähnliche Situation vorliegt. Ob etwa eine mittlere Verkehrsbelastung oder völlig freie Straßenverkehrsverhältnisse vorliegen, kann unter der gegebenen Restriktion des Meldeverhaltens der Detektoren nicht anhand der erfaßten Daten entschieden werden. Dies wäre bei dem bekannten System nur möglich, wenn die Beschränkung des Meldeverhaltens aufgehoben würde, was mit einem entsprechend sprunghaften Ansteigen des Kommunikationsaufwandes zwischen den Detektoren und der Verkehrslageerfassungszentrale erkauft werden müßte.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß bei möglichst geringem Kommunikationsaufwand zwischen den ortsfest installierten Detektoren und der Verkehrslageerfassungszentrale eine umfassende, also nicht nur auf Stausituationen beschränkte Beobachtung des Verkehrsgeschehens mit höherem Informationsgewinn ermöglicht wird. Ferner soll ein System zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben werden.
Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 12. Ein erfindungsgemäßes System zur Durchführung dieses Verfahrens weist die im Anspruch 13 angegebenen Merkmale auf und läßt sich durch die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche 14 und 15 vorteilhaft weiter ausgestalten.
Die vorliegende Erfindung sieht vor, daß im Unterschied zu dem aus der US 5 317 311 bekannten System nicht einfach nur ermittelte Durchschnittsgeschwindigkeiten an die Verkehrsteilnehmer weitergegeben werden, sondern daß aus den primär von den Detektoren ermittelten Daten und ggf. weiteren Informationen durch entsprechende Auswertungen die an die Verkehrsteilnehmer zu übermittelnden Verkehrsinformationen gewonnen werden. Diese Auswertungen bestehen insbesondere in der Ableitung aktueller und/oder historischer Verkehrsinformationen und/oder in der Erstellung von Verkehrsprognosen und/oder in der Identifizierung von Ereignissen, die den Verkehrszustand charakterisieren. Im Unterschied zu dem bisher bekannten Verfahren der Verkehrslageerfassung mittels ortsfest installierter Detektoren ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Zentrale den Detektoren mindestens einen Teil der Ergebnisse der von ihr vorgenommenen Auswertung der von den Detektoren erhaltenen Daten übermittelt. Die jeweils an der Datenerfassung beteiligten Detektoren stellen anhand dieser übermittelten Ergebnisse ihr Meßverhalten und/oder ihr Meldeverhalten im Sinne eines lernenden Systems, also neu ein. Das bedeutet, daß die Detektoren aus den von der Zentrale an die Verkehrsteilnehmer, die den Dienst der Zentrale in Anspruch nehmen, gerichteten Verkehrsinformationen Erkenntnisse gewinnen, die sie dazu befähigen, ihr Verhalten bei der Datenerfassung in einer möglichst optimalen Weise zu gestalten. Dies kann entweder das Meßverhalten der Sensorik (z.B.: Soll überhaupt gemessen werden oder kann zeitweilig abgeschaltet werden? Welche Art von Durchschnittswerten über welche Zeiträume soll gebildet werden?) oder das Meldeverhalten (z.B.: Abhängigkeit der Datenübermittlung vom Vorliegen bestimmter Ereignisse oder Vorgabe bestimmter zeitlicher Abstände zwischen einzelnen Datenübermittlungen) oder aber beides betreffen. Unter Optimierung ist diesem Zusammenhang zu verstehen, daß die Zentrale zu jeder Zeit mit den objektiv benötigten Informationen über das Verkehrsgeschehen versorgt wird, wobei der Aufwand für die Datenübermittlung, also insbesondere die Belastung der Kommunikationskanäle möglichst kleingehalten wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung sieht die Erfindung vor, daß die von der Zentrale übermittelten Ergebnisse der Auswertung bezogen auf die Installationsorte einer Gruppe von Detektoren oder sogar bezogen auf den Standort einzelner Detektoren selektiert werden. Diese Selektion kann vorteilhaft in der Zentrale erfolgen. In vielen Fällen erweist es sich jedoch als noch zweckmäßiger, die Selektierung der Ergebnisse durch eine Filterung im jeweiligen Detektor selbst vorzunehmen. Dies kann beispielsweise in gleicher Weise erfolgen, wie in heute bekannten digitalen Radioempfängern (RDS/TMC = Radio Data System/Traffic Message Channel). Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung beinhaltet, daß die Zentrale von Zeit zu Zeit eine aktuell gültige Ganglinie für verkehrsrelevante Meßgrößen (z.B. Durchschnittsgeschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer) bestimmt und dem jeweiligen Detektor, auf den diese Ganglinie zutreffen soll, übermittelt, um den jeweiligen Detektor dazu zu veranlassen, nur festgestellte Abweichungen der danach erfaßten jeweiligen Meßgrößen von der aktuell gültigen Ganglinie an die Zentrale zu melden. Auf diese Weise läßt sich trotz zeitlicher Veränderung der erfaßten Meßgrößen eine dramatische Reduzierung des zu übermittelnden Informationsvolumens an die Zentrale erzielen. Dieser Vorgehensweise liegt die Überlegung zugrunde, daß eine Datenübermittlung von einem Detektor an die Zentrale völlig überflüssig ist, solange die "modellhaften Vorstellungen", die die Zentrale über die aktuelle Verkehrssituation an der jeweiligen Meßstelle hat, nicht wesentlich von der Wirklichkeit abweichen. Dies kann durch den jeweiligen Detektor selbst überwacht werden, wenn er die Vorstellungen der Zentrale, d.h. die Ganglinie der jeweiligen Meßgröße kennt. Für die Übermittlung einer Ganglinie an einen Detektor kann eine Übertragung von Werten in Form einer Folge von Punkten eines Funktionsverlaufs vorgesehen sein. Es ist jedoch vielfach zweckmäßig, für typische Entwicklungen der Verkehrssituation standardisierte Ganglinien verkehrsrelevanter Meßgrößen zu ermitteln. Daher sieht die Erfindung in einer Weiterbildung vor, daß eine Vielzahl derartiger standardisierter Ganglinien in den Detektoren gespeichert wird und die Zentrale dem Detektor eine bestimmte Ganglinie jeweils dadurch vorgibt, daß lediglich ein Code übermittelt wird, der jeweils einer der gespeicherten Ganglinien eindeutig zugeordnet ist. Die verschiedenen Ganglinien werden vorteilhaft in Abhängigkeit von klassifizierten Wetterverhältnissen (z.B. trockenes Wetter, Regen, Glatteis/Schnee) und/oder von verkehrsrelevanten Ereignissen (z.B. Einrichtung von Straßenbaustellen, Stattfinden von Großveranstaltungen, wie Messen oder Fußballspiele usw.) ermittelt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhafterweise auch möglich, einen für den jeweiligen Installationsort prognostizierten Verkehrszustand an den jeweiligen Detektor zu übermitteln, um sein Meß- und/oder Meldeverhalten zu beeinflussen. Diese Vorgehensweise ähnelt der Verfahrensvariante bei der den Detektoren Ganglinien vorgegeben werden, da in beiden Fällen Zukunftserwartungen der Zentrale zugrunde gelegt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet auch die Möglichkeit, Annahmen über den aktuellen Verkehrszustand an einem Installationsort von der Zentrale an den jeweiligen Detektor zur Überprüfung weiterzuleiten, damit der Detektor im Falle von signifikanten Abweichungen des tatsächlichen Verkehrszustandes von diesen Annahmen eine entsprechende Datenmitteilung an die Zentrale schicken kann.
Es sind Lösungen für die Verkehrslageerfassung bekannt, bei denen die Datenerfassungseinrichtungen ein vom lokal erkennbaren Verkehrszustand abhängiges Meldeverhalten aufweisen, d.h. daß das Unter- oder Überschreiten gewisser Schwellenwerte zu Einzelmeldungen oder auch zu periodischen Meldungen an die Zentrale führen kann. Solche Lösungen sind aber wenig sensitiv für lokale Besonderheiten (z.B. an Straßenabschnitten mit Steigungen oder Kurven), für Charakteristika der Meßwerte, die auf nutzerrelevante Phänomene in einer gewissen Entfernung von der Datenerfassungseinrichtung hindeuten (z.B. bei Verkehrsstörungen stromaufwärts der Meßstelle), für vorübergehende externe (z.B. witterungsbedingte) Einflüsse und für Unterscheidungsmerkmale unterschiedlich verursachter, aber symptomatisch ähnlicher Verkehrssituationen (beispielsweise Staus an baulichen Engpässen und "einwandernde Überlaststaus"). Die genannten Merkmale und Einflüsse machen sich jedoch durch charakteristische Bewegungen bzw. Sprünge des Arbeitspunktes im Fundamentaldiagramm, das den Zusammenhang von Geschwindigkeit, Verkehrsfluß (Fahrzeuge pro Stunde) und Verkehrsdichte (Fahrzeuge pro Streckenlänge) darstellt, bemerkbar. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann erreicht werden, daß die Datenerfassungseinrichtungen nach Durchlaufen einer Lernphase "wissen, worauf sie zu achten haben", wenn sie Daten zur Verkehrslage erfassen und an die Zentrale weiterleiten. Zu Beginn einer Lernphase kann der gesamte Umfang der erfaßten Meßdaten übertragen und in der Zentrale ausgewertet werden. Die Auswertungen können nach konventionellen statistischen Methoden, in Anlehnung an das Training von neuronalen Netzen oder auch nach Fuzzy-Methoden vorgenommen werden. Durch den Empfang von Ergebnissen dieser Auswertung werden die Datenerfassungseinrichtungen in die Lage versetzt, Merkmale im Verkehrsgeschehen zu erkennen, die zu Meldungen an die Zentrale führen müssen. In diesem Lernprozeß, in dem langfristig Erfahrungen gesammelt werden, sind die Datenerfassungseinrichtungen gleichsam Empfänger von historischer Verkehrsinformation. Die Kenntnis historischer Verkehrsinformation ermöglicht es den Detektoren, Frühindikatoren nutzerrelevanter, d.h. für die Beurteilung der Verkehrslage bedeutsamer Ereignisse zu erkennen und an die Zentrale weiterzuleiten. Demgegenüber kann die Kenntnis von aktueller Verkehrsinformation die Übertragung redundanter Meßdaten vermeiden helfen. Informationen, die einer Datenerfassungseinrichtung in diesem Sinne zur Verfügung gestellt werden, umfassen nicht nur Meldungen über Verkehrsstörungen oder Störungsauflösungen, die auch aus Quellen außerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens stammen können und vom betreffenden Detektor überprüft werden, sondern auch zentralseitig erstellte Prognosen, die im voraus bekannte externe Einflüsse, wie etwa Wetterbedingungen oder Baustellenplanungen berücksichtigen, und vom betreffenden Detektor zur Erkennung von Abweichungen und deren Meldung an die Zentrale verwendet werden können. Nutzerrelevante Abweichungen sind dabei sowohl unerwartet eingetretene Störungen als auch ausgebliebene erwartete Störungen. Die zur Überprüfung an einen Detektor übermittelte Verkehrsinformation muß sich nicht notwendigerweise auf den zentral erfaßten und vervollständigten gegenwärtigen Zustand beschränken, sondern kann durchaus auch Prognosen umfassen für einen Zeitraum, der im Vergleich mit einer Tagesganglinie kurz ist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Zentrale charakteristische Eigenschaften, die auf einen Störfall stromaufwärts eines Installationsortes eines Detektors oder auf einen bevorstehenden Stau am Installationsort (Frühindikatoren) hindeuten, ermittelt und an den jeweiligen Detektor übermittelt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Übersicht über die Funktionen des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2
ein Schema eines erfindungsgemäßen Systems zur Verkehrslageerfassung.
In der Fig. 1 sind die wesentlichen Funktionen des erfindungsgemäßen Verfahrens für die beiden Hauptkomponenten "Verkehrslageerfassungszentrale" und "Datenerfassungseinrichtungen" dargestellt. Der Informationsfluß ist durch Pfeile symbolisiert. Da die Datenerfassungseinrichtungen vorzugsweise an Brücken, die über die zu beobachtenden Fahrbahnen gespannt sind, befestigt werden, sind diese Einrichtungen in der Fig. 1 als Brückeneinheiten bezeichnet worden. Durch eine geeignete Sensorik werden Meßdaten (z. B. die aktuellen Geschwindigkeiten der passierenden Fahrzeuge) ermittelt und einer Vorverarbeitung unterzogen. Diese Vorverarbeitung kann beispielsweise in der Ermittlung eines arithmetischen Mittelwertes für einen bestimmten Beobachtungszeitraum bestehen. Denkbar ist es auch, die erfaßten Rohdaten einer Kompression zu unterziehen. Die Brückeneinheit kann auf nutzerrelevante Ereignisse (Ereignisdetektion), die zuvor von der Verkehrslageerfassungszentrale, die in der Fig. 1 als "Zentrale" bezeichnet ist, definiert wurden, reagieren und gleicht das "Sensorwissen" (Meßwerte aus einem gewissen Zeitraum bis zur Gegenwart) mit dem "Systemwissen" (aktuelle Verkehrsmeldungen, Verkehrsprognosen und historische Information, etwa in der Form von Ganglinien) ab und meldet Abweichungen, die entweder von unmittelbarer Bedeutung für die Einschätzung der aktuellen Verkehrslage sind oder das "Systemwissen" ergänzen oder korrigieren. Der Informationsaustausch zwischen der Zentrale für die Verkehrslageerfassung und den Brückeneinheiten erfolgt über die beiden Funktionsblöcke "Kommunikation" nach den Bedingungen einer "Kommunikationsschnittstelle". Der in der Zentrale angesiedelte, auf die Auswertung der von den Brückeneinheiten gelieferten Informationen gerichtete Funktionsblock für die Datenauswertung ist in der Darstellung allgemein als "Verkehrsmodell" bezeichnet worden.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Form dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 1 ist eine Zentrale zur Verkehrslageerfassung bezeichnet, die mit einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage 2 sowie einer Kommunikationseinheit 3 ausgestattet ist. Über einen Kommunikationskanal 9, der beispielsweise in Form von Telefonleitungen ausgebildet sein kann, vorzugsweise jedoch über ein Mobilfunknetz, also drahtlos realisiert ist, kann die Zentrale 1 über die Kommunikationseinheit 3 mit einer Vielzahl von Detektoren 8 in Kommunikationsverbindung treten. Die Detektoren 8 sind straßenseitig z.B. an Brückenbauwerken über Autobahntrassen installiert und sind dazu eingerichtet, die relevanten Daten für eine Verkehrslageerfassung zu erfassen und an die Zentrale 1 weiterzuleiten. Hierzu sind die Detektoren 8, von denen in der Fig. 2 insgesamt drei dargestellt sind, jeweils mit einer Kommunikationseinheit 4, einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 5 und einer Sensorik 6 zur Meßwerterfassung sowie mit einer elektrischen Stromversorgung 7 ausgestattet. Die Stromversorgungseinheit 7 ist vorzugsweise als batteriegepufferte Solarzelleneinheit ausgebildet. Für die Sensorik 6 werden vorzugsweise an sich bekannte Sensoren eingesetzt, die als aktive oder passive Infrarot-Sensoren oder als Mikrowellensensoren ausgebildet sind. Besonders vorteilhaft ist der gleichzeitige Einsatz von Sensoren mit unterschiedlichen Meßprinzipien innerhalb desselben Detektors 8. Über die Kommunikationseinheit 4 sind die Detektoren 8 in der Lage, nicht nur die relevanten Daten für die Verkehrslageerfassung an die Zentrale 1 über den Kommunikationskanal 9 zu übermitteln, sondern sie können auch zumindest einen Teil der von der Zentrale 1 ausgestrahlten Ergebnisse der Datenauswertung über den Kommunikationskanal 9, der als bidirektionaler Kommunikationskanal ausgebildet ist, empfangen. Das versetzt die Detektoren 8 aufgrund einer entsprechenden Programmierung der Datenverarbeitungseinrichtung 5 in die Lage, ihr Meßverhalten und/oder ihr Meldeverhalten im Sinne eines selbstlernenden Systems anhand der von der Zentrale 1 erhaltenen Ergebnisse einzustellen, also die bisherige Einstellung im Bedarfsfall zu ändern. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind in der nicht gesondert dargestellten Speichereinheit der Datenverarbeitungseinheit 5 der Detektoren 8 jeweils standardisierte Ganglinien für verkehrsrelevante Meßgrößen gespeichert und durch einen eindeutigen Code identifizierbar. Die Zentrale 1 ist dadurch in der Lage, anhand eines übermittelten Codes dem jeweiligen Detektor 8 eine bestimmte Ganglinie vorzugeben, ohne daß eine Vielzahl von Einzelwerten, die den Verlauf der Ganglinie charakterisieren, jeweils übertragen werden muß. Die Datenverarbeitungseinrichtung 5 ist durch ihre Programmierung als Komparator dahingehend ausgebildet, daß sie signifikante Abweichungen der aktuell erfaßten Werte einer Meßgröße von einer durch die Zentrale 1 vorgegebenen Ganglinie erkennen kann. Dadurch ist es möglich, das Meldeverhalten des jeweiligen Detektors 8 so zu optimieren, daß nur dann Datenübertragungen über den Kommunikationskanal 9 an die Zentrale 1 erfolgen, wenn solche signifikanten Abweichungen festgestellt werden. Während der übrigen Zeit kann eine solche Datenübertragung unterbunden werden. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind die Detektoren 8 jeweils mit einem Filter zur Selektierung von Ergebnissen, die von der Zentrale 1 übermittelt und lediglich für einen oder eine Gruppe von Detektoren 8 bestimmt sind, versehen. Dadurch ist es grundsätzlich möglich, die Aktivitäten eines einzelnen Detektors 8 oder einer Gruppe von z.B. entlang eines bestimmten Streckenabschnitts einer Autobahn installierten Detektoren 8 gezielt durch die Zentrale 1 zu beeinflussen. Das bedeutet, daß die Detektoren 8 selbst aufgrund ihrer Beobachtung der von der Zentrale 1 ausgestrahlten Verkehrsinformationen für die Verkehrsteilnehmer erkennen können, ob die Zentrale 1 einen mit der aktuellen Verkehrslage am Installationsort der Detektoren 8 übereinstimmenden Eindruck von der Verkehrslage besitzt. Ist das nicht der Fall, so kann unverzüglich eine Datenübertragung an die Zentrale 1 ausgelöst werden, um eine entsprechende Korrektur zu bewirken.
Das erfindungsgemäße Verfahren und das System zu dessen Durchführung ermöglichen es, den Umfang der für eine realistische Verkehrslageerfassung erforderlichen Datenübertragungsvorgänge gegenüber den bisher bekannten Möglichkeiten drastisch abzusenken. Dies ist möglich durch die überraschend einfache Maßnahme, daß von den eingesetzten Detektoren 8 der Wissensstand der Zentrale 1 fortlaufend beobachtet werden kann, indem zumindest ein Teil der von der Zentrale 1 an die Verkehrsteilnehmer übermittelten Ergebnisse der Verkehrslageerfassung oder auch gezielte Einzelinformationen empfangen und entsprechend ausgewertet werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Verkehrslageerfassung durch stationär an Installationsorten entlang eines Straßennetzes installierte Datenerfassungseinrichtungen (Detektoren), die Daten über den Verkehrszustand am Installationsort des jeweiligen Detektors gemäß einem eingestellten Meßverhalten ermitteln und daraus abgeleitete Informationen gemäß einem eingestellten Meldeverhalten an eine Zentrale für die Verkehrslageerfassung zur weiteren Auswertung weiterleiten,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Auswertung der Zentrale darin besteht,
    aktuelle Verkehrsmeldungen und/oder
    historische Verkehrsinformationen abzuleiten und/oder
    Verkehrsprognosen zu erstellen und/oder
    Ereignisse zu identifizieren, die den Verkehrszustand charakterisieren,
    daß die Zentrale den Detektoren mindestens einen Teil der Ergebnisse der Auswertung übermittelt und
    daß der jeweilige Detektor anhand dieser übermittelten Ergebnisse sein Meßverhalten und/oder sein Meldeverhalten im Sinne eines lernenden Systems einstellt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ergebnisse der Auswertung bezogen auf die Installationsorte einer Gruppe von Detektoren selektiert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ergebnisse der Auswertung bezogen auf den Standort einzelner Detektoren selektiert werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Selektierung in der Zentrale erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Selektierung durch eine Filterung der übermittelten Ergebnisse im jeweiligen Detektor erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der Zentrale von Zeit zu Zeit eine aktuell gültige Ganglinie für verkehrsrelevante Meßgrößen abgeleitet und an einen Detektor übermittelt wird und daß der jeweilige Detektor nur festgestellte Abweichungen von der aktuell gültigen Ganglinie an die Zentrale meldet.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Übermittlung der Ganglinie in Form einer Folge von Punkten eines Funktionsverlaufs erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Detektor eine Vielzahl von standardisierten Ganglinien gespeichert ist und die Zentrale dem Detektor eine Ganglinie durch Übermittlung eines Codes vorgibt, der jeweils einer der gespeicherten Ganglinien eindeutig zugeordnet ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ganglinien in Abhängigkeit von klassifizierten Wetterverhältnissen und/oder von verkehrsrelevanten Ereignissen ermittelt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein für den jeweiligen Installationsort prognostizierter Verkehrszustand an den jeweiligen Detektor übermittelt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß Annahmen über den aktuellen Verkehrszustand an einem Installationsort von der Zentrale an den jeweiligen Detektor zur Überprüfung weitergeleitet und festgestellte Abweichungen vom Detektor an die Zentrale zurückgemeldet werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zentrale charakteristische Eigenschaften, die auf einen Störfall stromaufwärts eines Installationsortes eines Detektors oder auf einen bevorstehenden Stau am Installationsort (Frühindikatoren) hindeuten, ermittelt und an den jeweiligen Detektor übermittelt.
  13. System zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
    mit einer Zentrale (1), die mit einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage (2) zur Verkehrslageerfassung und einer Kommunikationseinheit (3) ausgestattet ist,
    mit einer Vielzahl entlang eines Straßennetzes installierter Detektoren (8), die jeweils
    eine Sensorik (6) zur Meßwerterfassung,
    eine elektronische Datenverarbeitungseinheit (5),
    eine Kommunikationseinheit (4) und
    eine elektrische Stromversorgung (7) aufweisen,
    und mit einem Kommunikationskanal (9) für die Informationsübermittlung von den Detektoren (8) zur Zentrale (1),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kommunikationskanal (9) zur Informationsübermittlung zwischen den Detektoren (8) und der Zentrale (1) ein bidirektionaler Kommunikationskanal ist und
    daß die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung (5) eines Detektors (8) jeweils dahingehend programmiert ist, anhand von Ergebnissen, die von der Zentrale (1) im Rahmen der Verkehrslageerfassung ermittelt wurden, im Sinne eines selbstlernenden Systems das Meßverhalten und/oder das Meldeverhalten des Detektors (8) einzustellen.
  14. System nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der Datenverarbeitungseinrichtung (5) der Detektoren (8) standardisierte Ganglinien für verkehrsrelevante Meßgrößen gespeichert sind, daß die Ganglinien jeweils durch einen von der Zentrale übermittelten Code im Detektor (8) identifizierbar sind und daß die Datenverarbeitungseinrichtung (5) als Komparator zur Erkennung von signifikanten Abweichungen der aktuellen Werte einer Meßgröße von einer durch die Zentrale (1) vorgegebenen Ganglinie eingerichtet ist.
  15. System nach einem der Ansprüche 13 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Detektoren (8) jeweils einen Filter zur Selektierung von Ergebnissen, die von der Zentrale (1) übermittelt und nur für einen oder eine Gruppe von Detektoren (8) bestimmt sind, aufweist.
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