DE10004524A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen und Beurteilen von Verkehrslagedaten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen und Beurteilen von Verkehrslagedaten, bei dem von einer Mehrzahl von im Verkehr fließenden Kraftfahrzeugen (floating cars) Fahrdaten erzeugt und gespeichert werden, bei dem die ermittelten Fahrdaten in vorgegebenen Zeitabständen an einen zentralen Rechner übermittelt werden und bei dem die Fahrdaten der Mehrzahl von Kraftfahrzeugen ausgewertet werden und eine Verkehrslagebeurteilung ermittelt wird, bei dem das technische Problem, das Verfahren und die Vorrichtung zum Erfassen und Beurteilen von Verkehrslagedaten dahingehend zu verbessern, daß Informationen aus der näheren Umgebung des mit dem Kraftfahrzeug fließenden Verkehrs ermittelt und auf den zentralen Rechner übertragen werden, dadurch gelöst wird, daß zumindest ein Teil der Kraftfahrzeuge mit Hilfe einer automatischen Distanzregelung geregelt werden und daß zumindest ein Teil der bei der automatischen Distanzregelung ermittelten Parameter an den zentralen Rechner übermittelt wird. DOLLAR A Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Erfassen von Verkehrslagedaten, mit einer Fahrdateneinheit 1 zum Ermitteln und Speichern von Fahrdaten eines Kraftfahrzeuges 2 und mit einer Sendevorrichtung 3 zum drahtlosen Übermitteln der Fahrdaten an einen zentralen Rechner 4, wobei eine Vorrichtung 9 zur automatischen Distanzregelung vorgesehen ist, die für eine Übertragung zumindest eines Teils der bei der Distanzregelung ermittelten Parameter mit der Fahrdateneinheit 1 verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen und Beurteilen von Verkehrslagedaten.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Verkehrsleitsystemen werden von einer Mehrzahl von im Verkehr fließenden Kraftfahrzeugen, sogenannten Floating Cars, Fahrdaten erzeugt und in einer Fahrdateneinheit abgespeichert. Die Fahrdaten werden aus dem Fahrzeug heraus bspw. an in regelmäßigen Abständen an den Straßen angeordneten Empfangsstationen übertragen. Dort werden die Fahrdaten zwischengespeichert und in vorgegebenen Zeitabständen auf einen zentralen Rechner übermittelt. Dort werden die Fahrdaten ausgewertet und eine Verkehrslagebeurteilung ermittelt. Dazu wird zwischen den Empfangsstationen und dem zentralen Rechner die Datenübermittlung über Mobilfunk oder über eine feste Verkabelung betrieben. Daneben gibt es auch Verkehrsleitsysteme, bei denen keine an den Straßen angeordneten Empfangsstationen notwendig sind, sondern die Fahrdaten über Mobilfunk direkt auf einen zentralen Rechner übermittelt werden.

Die DE 196 43 454 A1, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, offenbart ein zuvor beschriebenes Verfahren zur Übermittlung von Daten zur Verkehrslagebeurteilung. Über einen Empfänger werden der an Bord des einzelnen Kraftfahrzeuges angeordneten Datenverarbeitungseinrichtung Verkehrsinformationen übertragen, aus denen sich ein zu erwartendes Fahrprofil ermitteln läßt. Während der Fahrt wird das tatsächliche Fahrprofil ermittelt und mit dem zu erwartenden Fahrprofil verglichen. Bei einer Abweichung zwischen dem tatsächlichen und dem zu erwartenden Fahrprofil werden dann, wenn vorgegebene Entscheidungskriterien erfüllt sind, die Fahrdaten auf den zentralen Computer übertragen.

Aus der EP 0 880 120 A2 ist ein Verfahren zur Erfassung und Meldung von Verkehrslagedaten bekannte, bei dem im Kraftfahrzeug zu vorgebbaren Zeitpunkten eine selbsttätige Positionsermittlung durchgeführt wird und davon abhängig zugehörige Verkehrslagedaten erfaßt und gemeldet werden. Zusammen mit dem Wegenetz sind weiterhin Fahrtdauerdaten über die für Teilstrecken des Wegenetzes zu erwartende Fahrtdauern abgespeichert. Nach einer jeweiligen Positionsermittlung wird die seit der vorhergehenden Positionsermittlung gefahrene Teilstrecke und die zugehörige tatsächliche Fahrtdauer erfaßt. Ist die Abweichung zwischen der tatsächlichen Fahrtdauer und der aus den abgespeicherten Fahrtdauerdaten ermittelten zu erwartenden Fahrtdauer größer als ein vorgebbarer Schwellwert, so wird ein Verkehrslagedaten-Meldevorgang ausgelöst.

Aus der WO 97/29470 ist weiterhin ein Verfahren zur Erfassung von Verkehrslagedaten bekannt, bei dem im Fahrzeug fortlaufend die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeuges ermittelt wird. Aus dem sich aus den gemessenen Geschwindigkeiten ergebenden Geschwindigkeitsprofil des Fahrzeuges werden charakteristische Kennzahlen ermittelt, die für den Verlauf der tatsächlich gefahrenen Geschwindigkeit in vorgegebenen Abschnitten des gefahrenen Weges kennzeichnend sind. Nach Abschluß eines jeden Wegabschnittes werden die Daten des gerade beendeten Abschnittes zunächst im Fahrzeug zwischengespeichert und dann an den zentralen Computer übermittelt.

Sämtlichen zuvor beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Verkehrsleitsystemen ist gemeinsam, daß die Fahrdaten des Kraftfahrzeuges sich jeweils nur auf Werte beziehen, die sich direkt aus dem jeweiligen Kraftfahrzeug ableiten lassen. Dieses ist vor allem die gefahrene Geschwindigkeit. Informationen über die nähere Umgebung des Kraftfahrzeuges im fließenden Verkehr werden nicht oder nur indirekt gewonnen. Fährt das Fahrzeug bspw. in dichtem oder stockendem Verkehr, so wird eine Ermittlung dieser Fahrsituation nur über eine größere Fahrtdauer über vorgegebene Teilstrecken ermittelt.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, daß Verfahren und die Vorrichtung zum Erfassung und Beurteilen von Verkehrslagedaten dahingehend zu verbessern, daß Informationen aus der näheren Umgebung des mit dem Kraftfahrzeug fließenden Verkehrs ermittelt und auf den zentralen Rechner übertragen werden.

Das zuvor aufgezeigte technische Problem ist erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, daß zumindest ein Teil der Kraftfahrzeuge mit Hilfe einer automatischen Distanzregelung geregelt werden und daß zumindest ein Teil der bei der automatischen Distanzregelung ermittelten Parameter an den zentralen Rechner übermittelt wird. Es ist somit erkannt worden, daß die Parameter, die für eine automatische Distanzregelung eines Kraftfahrzeuges ermittelt und beurteilt werden, auch eine Aussagekraft für Verkehrsleitsysteme aufweisen. Werden nun diese Parameter zumindest teilweise auf den zentralen Rechner übertragen, so kann die Verkehrslage genauer beurteilt werden, als es bisher im Stand der Technik möglich gewesen ist.

Im folgenden werden verschiedene Beispiele angegeben, welche Parameter der automatischen Distanzregelung auf den zentralen Rechner übertragen werden. Es wird dabei hervorgehoben, daß jeweils ein oder mehrere oder alle Parameter für eine Verkehrslagebeurteilung übertragen und vom zentralen Rechner ausgewertet werden können.

Als Parameter kann die voreingestellte Folgesollzeit übermittelt werden. Die Sicherheitszeit gibt an, in welchem Abstand das geregelte Kraftfahrzeug einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug folgen soll. Die Folgesollzeit entspricht dabei im wesentlichen einer Reaktionszeit, die dem Fahrer verbleibt, um bei einem Bremsen des vorausfahrenden Kraftfahrzeuges reagieren zu können. Aus dem Produkt der Folgesollzeit und der gefahrenen Geschwindigkeit ergibt sich jeweils der räumliche Abstand zwischen dem vorausfahrenden und dem geregelten Kraftfahrzeug. Je nach Verkehrssituation wird der Wert der Folgesollzeit entweder automatisch oder bewußt vom Fahrer eingestellt. Große Folgesollzeiten sind dabei charakteristisch für geringe Verkehrsdichten, wogegen geringe Folgesollzeiten typisch für dichten Verkehr sind.

Denselben Aussagewert hat der Parameter der tatsächlichen Folgezeit bzw. des Abstandes zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug, der auf dem zentralen Rechner übertragen werden kann. Die tatsächliche Folgezeit berechnet sich aus dem gemessenen Abstand zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug multipliziert mit der Fahrgeschwindigkeit.

Darüber hinaus kann als Parameter die Relativgeschwindigkeit zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug übermittelt werden. Dieser Wert ergibt sich aus den zeitlichen Änderungen der gemessenen Abstände zu vorausfahrenden Kraftfahrzeugen. Bei geringer Verkehrsdichte, also gut fließendem Verkehr nimmt die mittlere Relativgeschwindigkeit einen geringen Wert an, da, sofern ein Kolonnenverkehr vorliegt, die Kraftfahrzeuge im wesentlichen gleich schnell fahren und eine Änderung der Relativgeschwindigkeiten nur selten auftritt. Liegt dagegen dichter Verkehr vor, so kommt es typischer Weise zu wiederholtem Abbremsen und Beschleunigen der Kraftfahrzeuge, woraus sich regelmäßig verändernde Relativgeschwindigkeiten ergeben. Ermittelt man daher das zeitliche Mittel der Beträge der Relativgeschwindigkeiten, so stellt dieses ein Maß für die Verkehrsdichte dar.

Darüber hinaus kann als Parameter die Anzahl der Wechsel des Zielobjektes der Abstandsregelung pro Zeiteinheit auf den zentralen Rechner übermittelt werden. Bei der automatischen Distanzregelung wird jeweils ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug als Zielobjekt für die aktive Regelung verwendet. Bei geringer Verkehrsdichte treten aufgrund des typischer Weise ruhig dahin fließenden Verkehrs selten Wechsel des Zielobjektes auf, da sowohl die vorausfahrenden Kraftfahrzeuge als auch das geregelte Kraftfahrzeug nur mit geringer Häufigkeit einen Spurwechsel vollziehen. Bei hoher Verkehrsdichte dagegen treten häufig Spurwechsel auf, so daß die automatische Distanzregelung wiederkehrend neue Zielobjekte für eine Regelung des Abstandes erfassen muß. Daher stellt die Anzahl der Wechsel des Zielobjektes der Abstandsregelung ein Maß für die Verkehrsdichte dar.

Aus denselben zuvor genannten Gründen stellt auch die Anzahl der Spurwechsel pro Zeiteinheit einen Parameter für die Verkehrsdichte dar, der auf den zentralen Rechner für eine Verkehrslagebeurteilung übermittelt werden kann.

Sämtliche zuvor beispielhaft angegebene zu übermittelnde Parameter können entweder als Einzelwerte oder als über vorgegebene Zeitabstände arithmetisch gemittelte Werte übertragen werden. Bei einer Mittlung der Daten findet eine Vorauswertung bereits im Kraftfahrzeug statt, bevor die Daten auf den zentralen Rechner übertragen werden. Dadurch wird die Datenmenge erheblich verringert, die übertragen werden muß.

Bei sämtlichen Beispielen der zu übertragenden Parameter ist die Eigenschaft gegeben, daß der Parameter nicht die eigentliche Fahrsituation des Kraftfahrzeuges selbst, sondern die Fahrsituation der dieses Kraftfahrzeug umgebenden Verkehrs charakterisiert. Somit werden für eine Auswertung der Verkehrslage nützliche Informationen gewonnen, wodurch die Qualität der Verkehrslagebeurteilung verbessert wird.

Das oben aufgezeigte technische Problem wird auch durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst, die im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert wird. Dazu wird auf die Zeichnung bezug genommen, deren einzige Figur ein schematisches Blockschaltbild darstellt.

Die Vorrichtung zum Erfassen von Verkehrslagedaten weist eine Fahrdateneinheit 1 zum Ermitteln und Speichern von Fahrdaten eines Kraftfahrzeuges 2 auf, wobei das Kraftfahrzeug 2 schematisch als gestricheltes Rechteck dargestellt ist. Weiterhin ist eine Sendevorrichtung 3 vorgesehen, die drahtlos die Fahrdaten an einem zentralen Rechner 4 übermittelt. Dazu ist bei den in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel eine Empfangsstation 5 mit einer Empfangsantenne 6 und einem Rechner 7 vorgesehen, die an einer Straße zum Empfang der Fahrdaten vorgesehen ist. Mittels einer Verbindung 8, die drahtlos oder mittels einer Verbindungsleitung realisiert sein kann, überträgt dann die Empfangsstation 5 die Daten auf den Zentralrechner 4. Um ein großflächiges Wegenetz in dieser Weise abdecken zu können, sind eine Mehrzahl von Empfangsstationen 5 vorgesehen, um stichpunktartig über das Wegenetz verteilt Fahrdaten zu ermitteln und auf den zentralen Rechner 4 zu übertragen. Daher stellt die in der Figur dargestellte Vorrichtung nur einen Ausschnitt aus einem Verkehrsleitsystem dar.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung 9 zur automatischen Distanzregelung vorgesehen, die in der Figur als gestricheltes Rechteck dargestellt ist. Die Vorrichtung 9 ist mit der Fahrdateneinheit 1 für eine Übertragung zumindest eines Teils der bei der Distanzregelung ermittelten Parameter verbunden. Dadurch können die Parameter der automatischen Distanzregelung auf den zentralen Rechner 4 für eine detaillierte Verkehrslagebeurteilung übertragen werden.

Die Vorrichtung 9 zur automatischen Distanzregelung weist typischer Weise eine Erfassungseinrichtung 10 auf, die mit einer Einstellvorrichtung 11, einem Abstandssensor 12 und einem Geschwindigkeitssensor 13 verbunden ist. Mittels der Einstellvorrichtung 11 können vom Fahrer die Folgesollzeit sowie eine maximale Geschwindigkeit eingestellt werden. Der Abstandssensor 12 mißt den räumlichen Abstand zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und der Geschwindigkeitssensor 13 mißt die gefahrene Geschwindigkeit. Die so ermittelten Werte werden von der Erfassungsvorrichtung 10 auf eine Steuereinheit 14 übertragen, die eine Auswertung der Parameter vornimmt und gegebenenfalls ein Bremssystem 15 aktiviert oder in ein Motormanagement 16 eingreift. Darüber wird die Geschwindigkeit des geregelten Kraftfahrzeuges so geregelt, daß entweder die maximale Geschwindigkeit angenommen wird oder ein über die Folgesollzeit und die gefahrene Geschwindigkeit vorgegebener Sicherheitsabstand zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug eingehalten werden. Die Steuereinheit 14 überträgt die oben beschriebenen Parameter auf die Fahrdateneinheit 1, so daß die Parameter außer für eine automatische Distanzregelung auch für eine Verkehrslagebeurteilung ausgewertet werden können.

Claims (9)

1. Verfahren zum Erfassen und Beurteilen von Verkehrslagedaten

• - bei dem von einer Mehrzahl von im Verkehr fließenden Kraftfahrzeugen (floating cars) Fahrdaten erzeugt werden und gespeichert werden,
• - bei dem die ermittelten Fahrdaten in vorgegebenen Zeitabständen an einen zentralen Rechner übermittelt werden und
• - bei dem die Fahrdaten der Mehrzahl von Kraftfahrzeugen ausgewertet werden und eine Verkehrslagebeurteilung ermittelt wird,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß zumindest ein Teil der Kraftfahrzeuge mit Hilfe einer automatischen Distanzregelung geregelt werden und
• - daß zumindest ein Teil der bei der automatischen Distanzregelung ermittelten Parameter an den zentralen Rechner übermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter die voreingestellte Folgesollzeit übermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter die tatsächliche Folgezeit zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug übermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter die Relativgeschwindigkeit zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug übermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter die Anzahl der Wechsel des Zielobjektes der Abstandsregelung pro Zeiteinheit übermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter die Anzahl der Spurwechsel pro Zeiteinheit übermittelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter der Abstand zu mindestens einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug übermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der übermittelten Parameter vor einer Übermittlung über vorgegebene Zeitabstände arithmetisch gemittelt werden.

9. Vorrichtung zum Erfassen von Verkehrslagedaten,

• - mit einer Fahrdateneinheit (1) zum Ermitteln und Speichern von Fahrdaten eines Kraftfahrzeuges (2) und
• - mit einer Sendevorrichtung (3) zum drahtlosen Übermitteln der Fahrdaten an einen zentralen Rechner (4)

dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine Vorrichtung (9) zur automatischen Distanzregelung vorgesehen ist, die für eine Übertragung zumindest eines Teils der bei der Distanzregelung ermittelten Parameter mit der Fahrdateneinheit (1) verbunden ist.