DE10051777A1 - Verfahren zur dynamischen Verkehrszustandsprognose - Google Patents
Verfahren zur dynamischen VerkehrszustandsprognoseInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur dynamischen Prognose des Verkehrszustands wenigstens für einen Wegenetz-Umgebungsbereich eines jeweiligen Fahrzeugs. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird fahrzeugautonom durch das jeweilige Fahrzeug wenigstens ein Verkehrszustandsparameter kontinuierlich zeitlich-örtlich erfasst, und durch Vergleich des erfassten aktuellen zeitlich-örtlichen Verlaufs des wenigstens einen Verkehrszustandsparameters oder einer daraus abgeleiteten Größe mit zugehörigen abgespeicherten historischen Ganglinien wird aus letzteren eine jeweils bestpassende Ganglinie ermittelt. Der von dieser repräsentierte Verkehrszustand in Fahrtrichtung des Fahrzeugs wird dann als zu erwartender Verkehrszustand prognostiziert. DOLLAR A Verwendung z. B. zur Verkehrszustandsprognose für Straßenverkehrsnetze.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur dynamischen
Prognose des Verkehrszustands wenigstens für einen Wegenetz-
Umgebungsbereich eines jeweiligen Fahrzeugs.
Verfahren zur Verkehrszustandsprognose oder kurz Verkehrsprog
nose sind in vielen verschiedenen Ausführungen gebräuchlich,
insbesondere zur Prognose des Verkehrszustands auf Straßenver
kehrsnetzen. Die allermeisten dieser Verfahren benutzen eine
oder mehrere stationäre Verkehrszentralen, da sich in diesen
problemlos hohe Rechnerkapazitäten installieren lassen. Die dy
namische Verkehrsprognose zeichnet sich dadurch aus, dass der
aktuelle Verkehrszustand berücksichtigt wird. Dazu werden ent
sprechende aktuelle Verkehrsinformationen, d. h. Momentanwerte
eines oder mehrerer vorgebbarer Verkehrszustandsparameter, wie
mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit, Verkehrsdichte, Verkehrsfluss
oder erkannte Staus, durch fahrzeugseitige Mittel z. B. in Form
sogenannter FCD ("Floating Car Data") oder stationäre strecken
seitige Detektoren gewonnen und an die Zentrale übermittelt.
Diese führt die Verkehrsprognose auf der Basis der aktuellen
und gegebenenfalls auch auf der Basis von historischen, d. h.
vorab z. B. empirisch gewonnenen Verkehrsinformationen durch und
übermittelt den aktuellen und den prognostizierten Verkehrszu
stand über geeignete Kommunikationsmittel, wie Mobilfunknetze,
Rundfunkkanäle etc., an das jeweilige Fahrzeug. Dort können die
Verkehrsprognosedaten zu verschiedenen Zwecken verwendet, z. B.
zur Zielführung. Derartige zentralenbasierte Verfahren und Vor
richtungen zur Verkehrsprognose sind z. B. in den Offenlegungs
schriften DE 196 47 127 A1, DE 197 25 556 A1, DE 197 53 034 A1
und DE 197 54 483 A1 sowie der älteren deutschen Patentanmel
dung 199 44 077.8 beschrieben.
Historische Verkehrsinformationen können insbesondere in Form
sogenannter Ganglinien vorliegen, die üblicherweise empirisch
gewonnen werden und orts- und zeitaufgelöst typische, in der
Regel zu erwartende Werte für den oder die berücksichtigten
Verkehrszustandsparameter beinhalten, insbesondere abhängig vom
aktuellen Fahrzeugort, der Fahrtrichtung, der Uhrzeit, dem Wo
chentag und dem Fahrzeugziel.
In der älteren deutschen Patentanmeldung 199 44 075.1 ist ein
auch für Prognosen geeignetes Verfahren zur Überwachung des
Verkehrszustands in einem Verkehrsnetz mit einer oder mehreren
sogenannten effektiven Engstellen beschrieben, das auf der Er
kennung typischer sogenannter Muster dichten Verkehrs stromauf
wärts einer jeweiligen effektiven Engstelle basiert. Zur Ver
kehrsprognose wird für das jeweilige Muster dichten Verkehrs
der aktuelle Fahrzeugzufluss erfasst, und die aktuellen Flan
kenpositionen zwischen verschiedenen Musterbereichen, in denen
der Verkehrszustand unterschiedliche, individualisierbare Zu
standsphasen aufweist, werden bestimmt. Anhand dieser aktuellen
Eingangsdaten wird aus abgespeicherten Musterprofilen ein best
passendes Musterprofil ausgewählt und der Verkehrsprognose im
betreffenden Streckenbereich zugrundegelegt. Ein ähnliches Ver
fahren, das auf der Basis von FCD-Verkehrsdaten Muster dichten
Verkehrs an effektiven Engstellen insbesondere von Schnellstra
ßennetzen erkennt, ist in der älteren deutschen Patentanmeldung
100 36 789.5 beschrieben. Verfahren zur Erkennung effektiver
Engstellen sowohl in Schnellstraßennetzen als auch in Verkehrs
netzen von Ballungsräumen sind in der älteren deutschen Patent
anmeldung 100 36 792.5 beschrieben. In Ballungsraum-Verkehrs
netzen ist die Verkehrsdynamik typischerweise durch Verkehrsre
gelungsmaßnahmen an verkehrsgeregelten Netzknoten dominiert,
wobei sich typische Verkehrsmuster in Form von Warteschlangen
vor den verkehrsgeregelten Netzknoten bilden, d. h. die ver
kehrsgeregelten Netzknoten bilden effektive Engstellen, an de
nen bei entsprechendem Verkehrsaufkommen Warteschlangen-
Verkehrsmuster entstehen.
Zwar erlauben zentralenbasierte Systeme die Nutzung vergleichs
weise hoher Rechenkapazitäten, sie erfordern dafür aber auch
einen entsprechenden Realisierungsaufwand, und die Nutzung auf
genommener, aktueller Verkehrsinformationen ist durch die be
grenzte Kapazität der verwendeten Kommunikationsstrecken limi
tiert. So wird aus Gründen der begrenzten Übertragungskapazität
nicht der gesamte Zeit- und ortsaufgelöste Verlauf des oder der
überwachten Verkehrszustandsparameter von den zugehörigen De
tektoren zur Zentrale übermittelt, und die Zentrale übermittelt
ihrerseits die aktuelle und prognostizierte Verkehrslage nicht
als kontinuierlichen zeitlich-örtlichen Verlauf des oder der
Verkehrszustandsparameter, sondern die Verkehrsinformations
übertragung erfolgt vorzugsweise in Form von ereignisorientier
ten Meldungen, wie Staumeldungen etc.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung
eines Verfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, mit dem
sich der Verkehrszustand ohne Zuhilfenahme einer Verkehrszent
rale ausreichend zuverlässig dynamisch prognostizieren lässt.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung ei
nes Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieses Ver
fahren zeichnet sich dadurch aus, dass die dynamische Verkehrs
zustandsprognose so ausgelegt ist, dass sie vollständig fahr
zeugautonom ausgeführt werden kann. Dazu werden der oder die
berücksichtigten, für den Verkehrszustand indikativen Verkehrs
zustandsparameter durch entsprechende Sensorik im Fahrzeug kon
tinuierlich in ihrem zeitlichen und örtlichen Verlauf erfasst,
und die so gewonnenen Daten werden geeignet weiterverarbeitet.
Diese Daten über den aktuellen Verkehrszustand im Wegenetz-
Umgebungsbereich des betreffenden Fahrzeugs werden dann mit ab
gespeicherten historischen Ganglinien verglichen, die in übli
cher Weise vorab ermittelt und in einer fahrzeugseitigen Spei
chereinheit abgelegt wurden. Der Vergleich dient dazu, die zu
den aktuell aufgenommenen Verkehrszustandsdaten am besten pas
sende Ganglinie zu ermitteln. Der von dieser repräsentierte
Verkehrszustand wird dann in Fahrtrichtung des Fahrzeugs als
für dieses Fahrzeug prognostizierter, zu erwartender Verkehrs
zustand herangezogen. Unter dem Begriff Ganglinien sollen dabei
vorliegend sowohl herkömmliche Ganglinien, die typische Ver
kehrsparameter in ihrer zu erwartenden Zeitabhängigkeit reprä
sentieren, als auch zeitlich-räumliche, d. h. zeitlich-örtliche
Verkehrsmuster verstanden werden, bei denen der oder die be
rücksichtigten Verkehrsparameter oder daraus abgeleitete Größen
typische zeitabhängige Musterprofile im Ortsraum bilden, wie
Muster dichten Verkehrs vor effektiven Engstellen von Schnell
straßennetzen und Warteschlangen-Verkehrsmuster vor verkehrsge
regelten Netzknoten in Ballungsraum-Verkehrsnetzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt somit keine Verkehrs
zentrale und keine aufwendigen Kommunikationsstrukturen zwi
schen einer solchen Zentrale und den das betrachtete Wegenetz,
z. B. ein Straßennetz, befahrenden Fahrzeugen. Die im Vergleich
zu zentralenbasierten Systemen fahrzeugseitig meist nur be
grenzt vorhandene Rechenkapazität lässt sich beim vorliegenden
Verfahren mindestens teilweise dadurch ausgleichen, dass die
Prognose auf einen Umgebungsbereich des jeweiligen Fahrzeugs,
für den die Prognose für die weitere Fahrt mit diesem Fahrzeug
primär interessiert, beschränkt werden kann und auf kontinuier
lich in ihrem zeitlich-örtlichen Verlauf aufgenommene aktuelle
Verkehrszustandsdaten und nicht bloß auf ereignisorientiert er
zeugte Verkehrszustandsdaten gegründet wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 können als
der oder die für den Verkehrszustand repräsentativen Parameter
insbesondere die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit, die Ver
kehrsdichte, der Verkehrsfluss und/oder individualisierbare
Verkehrsstörungsobjekte berücksichtigt werden, letzteres z. B.
in Form unterschiedlicher Zustandsphasen, wie Stau, synchroni
sierter Verkehr, gestauchter synchronisierter Verkehr (englisch
"pinch region" genannt) und freier Verkehr sowie typischer War
teschlangen vor verkehrsgeregelten Netzknoten. Speziell können
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 als in
dividualisierbare Verkehrsstörungsobjekte Muster dichten Ver
kehrs an effektiven Engstellen eines Schnellstraßennetzes
und/oder Warteschlangenmuster an verkehrsgeregelten Netzknoten
eines Ballungsraum-Verkehrsnetzes berücksichtigt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den
Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hier
bei zeigen:
Fig. 1 eine schematische blockdiagrammatische Darstellung ei
nes Verfahrens zur dynamischen, fahrzeugindividuellen
und fahrzeugautonomen Verkehrszustandsprognose und da
zu verwendeter Mittel und
Fig. 2 bis 4 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Dy
namik der Entstehung von Mustern dichten Verkehrs an
einer effektiven Engstelle.
Fig. 1 veranschaulicht die Vorgehensweise eines fahrzeugautonom
durchführbaren Verfahrens zur dynamischen Prognose des Ver
kehrszustands für einen Wegenetz-Umgebungsbereich, der für das
betreffende Fahrzeug relevant ist, d. h. in welchem sich das
Fahrzeug während eines vorgebbaren Prognosezeitraums aller Vor
aussicht nach bewegt, sowie die zur Verfahrensdurchführung be
nötigten Mittel, die sämtlich im gestrichelt umrahmt symboli
sierten Fahrzeug 1 angeordnet sind. Wie aus Fig. 1 ersichtlich,
beinhaltet das Fahrzeug 1 Verkehrszustandsbestimmungsmittel 2,
mit denen der aktuelle Verkehrszustand kontinuierlich in seinem
zeitlich-örtlichen Verlauf anhand eines oder mehrerer gemesse
ner Parameter und/oder daraus abgeleiteter Größen erfasst wird,
wie der mittleren Fahrzeuggeschwindigkeit, der Verkehrsdichte,
des Verkehrsflusses und/oder individualisierbarer Verkehrsstö
rungsobjekte.
Unter letztere fallen insbesondere verschiedene individuali
sierbare Zustandsphasen, wie Stau, synchronisierter Verkehr,
gestauchter synchronisierter Verkehr und freier Verkehr, Pha
senübergänge zwischen solchen Zustandsphasen und zeitlich
räumliche Muster aus derartigen Zustandsphasen, insbesondere
Muster dichten Verkehrs an effektiven Engstellen. Zu den weite
ren Details über die Dynamik solcher verschiedener Zustandspha
sen und darauf aufgebauter Muster kann auf die diesbezügliche
Literatur verwiesen werden, speziell auch auf die früheren Pa
tentanmeldungen der Anmelderin zu dieser Thematik. Bezüglich
der Erkennung von Mustern dichten Verkehrs an effektiven Eng
stellen und Warteschlangenmustern an verkehrsgeregelten Netz
knoten und darauf aufbauenden Verkehrsprognosen sei insbesonde
re auf die oben erwähnten älteren deutschen Patentanmeldungen
199 44 075.1, 100 36 789.5 und 100 36 792.5 verwiesen, deren
Inhalt hierin durch Verweis aufgenommen wird.
Zur Erläuterung und zum leichteren Verständnis wird nachstehend
beispielhaft die Dynamik der Entstehung von vollständigen Mus
tern dichten Verkehrs an einer effektiven Engstelle einer
Schnellstraße anhand der Fig. 2 bis 4 erläutert. Hierfür sei
gemäß Fig. 2 angenommen, dass zu einem Zeitpunkt t = t0 ein Mus
ter dichten Verkehrs an einer effektiven Engstelle E entsteht.
Dieses Muster beinhaltet stromaufwärts an die effektive
Engstelle E anschließend einen Bereich synchronisierten Ver
kehrs S und daran stromaufwärts anschließend einen sich noch
entwickelnden Bereich gestauchten synchronisierten Verkehrs G,
d. h. die stromaufwärtige Flanke Fu des Bereichs gestauchten
synchronisierten Verkehrs G bewegt sich noch stromaufwärts.
Zu einem späteren Zeitpunkt t1 < t0 erreicht die stromaufwärtige
Flanke Fu des Bereichs gestauchten synchronisierten Verkehrs G
eine endgültige, im wesentlichen stationär bleibende Position
Ps, die unter anderem von den Eigenschaften der effektiven
Engstelle abhängt. Es zeigt sich, dass ab dieser Stelle sich
der Bereich gestauchten synchronisierten Verkehrs G nicht mehr
weiter ausdehnt, sondern sich an seiner stromaufwärtigen Flanke
Fu sogenannte "sich bewegende breite Staus" ST entwickeln, wie
in Fig. 3 dargestellt.
Zu einem späteren Zeitpunkt t2 < t1 ist daher bei weiterhin ent
sprechend hohem Verkehrsaufkommen die stromaufwärtige Flanke F
des Bereichs gestauchten synchronisierten Verkehrs G an der
stationären Position Ps stehen geblieben, während sich strom
aufwärts davon mehrere sich bewegende breite Staus nacheinander
entwickelt und abgelöst haben und sich weiter stromaufwärts
bewegen, wobei zwischen je zwei breiten Staus freier Verkehr
oder synchronisierter Verkehr vorliegt. Die stromaufwärtige
Grenze Fu eines Bereichs gestauchten synchronisierten Verkehrs
G ist folglich dort zu lokalisieren, wo sich ein enger, inner
halb dieses Bereichs G entstandener Stau zu einem sich bewegen
den breiten Stau entwickelt.
Der mittlere Verkehrsfluss, der durch einen Bereich gestauchten
synchronisierten Verkehrs G fließen kann, kann einerseits nicht
kleiner als ein bestimmter Mindestwert sein, weil sonst dieser
Bereich G nicht mehr existieren würde, andererseits kann er
nicht größer als der charakteristische Verkehrsabfluss aus ei
nem sich bewegenden breiten Stau sein, falls sich stromabwärts
von dem sich bewegenden breiten Stau freier Verkehr befindet.
Daher reicht der Verkehrsfluss stromabwärts eines sich bewegen
den breiten Staus ST zur Erhaltung eines Bereichs gestauchten
synchronisierten Verkehrs G aus. Andererseits trennt ein sich
bewegender breiter Stau ST die dynamischen Verkehrsabläufe
stromaufwärts des Staus von denen stromabwärts desselben. Als
Folge davon beeinflussen selbst größere Änderungen in der
"Fahrzeugnachfrage" stromaufwärts des Bereichs gestauchten syn
chronisierte Verkehrs G letzteren nicht wesentlich, weil der
oder die breiten Staus ST als eine Art "Speicher" für die Fahr
zeuge wirkt, welche den Bereich gestauchten synchronisierten
Verkehrs G nicht passieren können. Solche Änderungen der "Fahr
zeugnachfrage" werden daher im wesentlichen nur die Breite des
bzw. der Staus ST verändern.
Die stromaufwärtige Flanke Fu bleibt dann stehen, wenn sich ein
enger Stau, der innerhalb dieses Bereichs G entstanden ist, zu
einem sich bewegenden breiten Stau ST entwickelt hat. Die Brei
te eines Bereichs gestauchten synchronisierten Verkehrs G kann
folglich als Produkt der mittleren Geschwindigkeit von engen
Staus im Bereich gestauchten synchronisierten Verkehrs G und
der Zeitdauer abgeschätzt werden, die ein enger Stau benötigt,
um sich zu einem sich bewegenden breiten Stau zu entwickeln.
Der aus einer effektiven Engstelle E abfließende Verkehrsfluss,
z. B. hinter einer Zufahrt, besitzt charakteristischerweise ei
nen minimalen und einen maximalen Wert. Innerhalb dieses Inter
valls liegt der charakteristische Verkehrsabfluss aus einem
sich bewegenden breiten Stau ST. Deshalb kann der aus einer ef
fektiven Engstelle abfließende Verkehrsfluss z. B. hinter einer
Zufahrt innerhalb eines viel größeren Intervalls schwanken,
z. B. aufgrund von Schwankungen des Verkehrsflusses auf der Zu
fahrt, als der durch einen Bereich gestauchten synchronisierten
Verkehrs G mögliche Verkehrsfluss.
Wenn stromaufwärts der einen, gezeigten effektiven Engstelle E
eine weitere effektive Engstelle existiert, die näher als die
stationäre, maximale stromaufwärtige Position Ps der stromauf
wärtigen Flanke Fu des zur ersten Engstelle E gehörigen Be
reichs gestauchten synchronisierten Verkehrs G liegt, kommt es
zur Entwicklung eines sogenannten übergreifenden Musters. Dabei
wird im Laufe der dynamischen Entwicklung eines solchen über
greifenden Musters dichten Verkehrs zuerst durch die strom
aufwärtige Flanke Fu des Bereichs gestauchten synchronisierten
Verkehrs G die weitere, zweite Engstelle erreicht, wonach sich
der Bereich gestauchten synchronisierten Verkehrs stromaufwärts
dieser zweiten Engstelle weiter ausbreitet. In diesem Fall ent
wickeln sich die engen Staus, die im Bereich gestauchten syn
chronisierten Verkehrs G bei der ersten effektiven Engstelle E
entstanden sind, an der zweiten Engstelle noch nicht zu sich
bewegenden breiten Staus, sondern bewegen sich als enge Staus
weiter.
Als Resultat verbreitert sich der Bereich gestauchten synchro
nisierten Verkehrs G stromaufwärts von der zweiten Engstelle
bis höchstens zu einem Abstand von der zweiten Engstelle, der
nun von den Eigenschaften sowohl der ersten als auch der zwei
ten Engstelle abhängt und dann wiederum im wesentlichen, d. h.
bis auf kleinere Fluktuationen, stationär bleibt, falls inner
halb dieses Abstands keine weitere, dritte effektive Engstelle
mehr vorliegt. Existiert hingegen im besagten Bereich eine wei
tere, dritte effektive Engstelle, verbreitert sich der Bereich
gestauchten synchronisierten Verkehrs G entsprechend weiter
stromaufwärts. Analoges gilt bei Auftreten einer vierten und
weiteren, entsprechend nah aufeinanderfolgenden effektiven Eng
stellen, so dass sich der Bereich gestauchten synchronisierten
Verkehrs ununterbrochen über alle diese effektiven Engstellen
erstreckt und über mehrere zehn Kilometer oder sogar über hun
dert Kilometer Länge und mehr ausgedehnt sein kann und/oder
sich zweidimensional über das Verkehrsnetz verzweigen kann.
Sich stromaufwärts bewegende breite Staus können, wenn sie eine
stromaufwärtige effektive Engstelle erreichen, als Auslöser ei
nes sich dann dort stromaufwärts entwickelnden Musters dichten
Verkehrs fungieren. Allgemein ist anzumerken, dass ein breiter
Stau als Trennelement des Verkehrs wirkt, d. h. er entkoppelt
die Verkehrsdynamik im Streckenabschnitt stromabwärts des brei
ten Staus von derjenigen stromaufwärts desselben. Ein sich be
wegender breiter Stau läuft ohne signifikante Geschwindigkeits
änderung seiner stromabwärtigen Flanke durch Bereiche freien
Verkehrs oder synchronisierten Verkehrs oder gestauchten syn
chronisierten Verkehrs hindurch und über effektive Engstellen
hinweg. Diese typischen Eigenschaften breiter Staus sind eine
Ursache dafür, dass die breiten Staus als eigenständige ver
kehrliche Objekte für Verkehrsprognosen geeignet sind und hier
zu herangezogen werden können.
Dadurch ist es auch verständlich, dass zwischen den beiden oben
geschilderten Grenzfällen, nämlich einzelne, getrennte, nicht
übergreifende Muster dichten Verkehrs einerseits sowie über
greifende Muster dichten Verkehrs andererseits, alle möglichen
Zwischensituationen auftreten können, z. B. dadurch, dass ein
übergreifendes Muster entsteht, wenn sich bewegende breite
Staus, die relativ weit entfernt stromabwärts entstanden sind,
ein nicht übergreifendes Muster dichten Verkehrs gemäß den Fig.
2 bis 4 oder ein übergreifendes Muster dichten Verkehrs errei
chen und durchlaufen. Es zeigt sich, dass diese Muster dichten
Verkehrs und ihre verschiedenen Zustandsphasen individualisier
bare verkehrliche Objekte darstellen, die sich im Verkehr dyna
misch überlagern können und individuell beobachtbar bleiben.
Durch Erkennung solcher Verkehrsmuster und Verkehrszustandspha
sen sowie Phasenübergängen zwischen denselben lässt sich die
Bestimmung und Prognose des Verkehrszustands deutlich erleich
tern und verbessern. Denn anhand der aktuell aufgenommenen Ver
kehrszustandsdaten können solche aktuell vorhandenen individu
ellen verkehrlichen Objekte erkannt werden, die dann anhand ih
rer bekannten Dynamik in ihrem zeitlich-örtlichen Verlauf recht
zuverlässig prognostiziert werden können, was in einer entspre
chend zuverlässigen Prognose des Verkehrszustands insgesamt re
sultiert.
Vorliegend werden dazu empirische Daten solcher Muster und Zu
standsphasen ebenso wie bei Bedarf weitere Verkehrszustandsda
ten vorab empirisch ermittelt und zu sogenannten historischen
Ganglinien verarbeitet, die Zeit- und ortsabhängig für einen
jeweiligen Streckenabschnitt den dort zum jeweiligen Zeitpunkt
zu erwartenden Verkehrszustand widerspiegeln, und zwar sowohl
in Form herkömmlicher zeitabhängiger Profile der berücksichtig
ten Verkehrsparameter als auch in Form von typischen zeitabhän
gigen Verkehrsmustern im Ortsraum. Hinsichtlich der Zeitabhän
gigkeit ist es dabei zweckmäßig, sowohl hinsichtlich Uhr- d. h.
Tageszeit als auch Wochentag zu unterscheiden, da der Verkehr
meistens von beiden Zeitparametern signifikant abhängt. Hin
sichtlich der Ortskomponente ist neben dem aktuellen Fahrzeug
ort vor allem das Fahrzeugziel und/oder die Fahrtrichtung von
Interesse, um den örtlichen Prognosebereich darauf abgestimmt
zu begrenzen. Bei dieser Ganglinien-Anwendung können selbstver
ständlich je nach Bedarf herkömmliche Ganglinien-Methoden ver
wendet werden, z. B. ein sogenanntes Ganglinien-"Clustering",
bei dem ähnliche Ganglinien zusammengefasst werden, z. B. sol
che, die sich um weniger als ein vorgebbares und abgespeicher
tes Maß unterscheiden. Des weiteren können die Ganglinien bzw.
Verkehrsmuster mit einer zugehörigen Wahrscheinlichkeit ihres
Auftretens abgespeichert sein, die dann bei der Auswertung ent
sprechend berücksichtigt wird.
Ein solcher herkömmlich gewonnener Gangliniensatz wird, nunmehr
wieder auf Fig. 1 bezugnehmend, in einer entsprechenden Spei
chereinheit 3 im Fahrzeug abgelegt. Die Speichereinheit 3 kann
von einem beliebigen herkömmlichen Typ sein, z. B. in Form einer
CD-ROM, auf der die Daten fest abgespeichert sind, aber auch in
Form einer sogenannten lernenden digital Wegenetzkarte, wie sie
in der älteren deutschen Patentanmeldung 199 16 967.5 der An
melderin beschrieben ist. In letzterem Fall können die histori
schen Ganglinien anhand früherer Fahrten derselben Strecke mit
demselben oder einem anderen Fahrzeug gelernt und bei einer er
neuten Fahrt auf dieser Strecke aktualisiert werden. Dies kann
sich z. B. besonders für Fahrzeuge anbieten, die häufig dieselbe
Strecke befahren.
In einer Prognoseganglinien-Auswahleinheit 4 werden dann die
laufend gemessenen aktuellen Verkehrszustandsdaten mit dem ab
gespeicherten Satz historischer Ganglinien einschließlich zeit
lich-räumlicher Verkehrsmuster zu dem Zweck verglichen, unter
den abgespeicherten Ganglinien diejenige herauszufinden, die am
besten zu den aktuell aufgenommenen Verkehrsdaten, d. h. zur ak
tuellen Verkehrssituation passt. Diese Ganglinienauswahl er
folgt nach Art eines herkömmlichen "Matching"-Verfahrens.
Die ausgewählte, am besten zum erfassten, aktuellen zeitlich
örtlichen Verlauf des oder der verwendeten Verkehrszustandspa
rameter passende Ganglinie wird dann als Prognoseganglinie für
die dynamische Prognose des Verkehrszustands herangezogen, d. h.
der Verkehrszustand wird für den entsprechenden Wegenetz-
Umgebungsbereich in Fahrtrichtung des Fahrzeugs anhand der aus
gewählten Prognoseganglinie prognostiziert, welche die Informa
tionen darüber enthält, wie sich im betrachteten Bereich im
Prognosezeitraum der Verkehrszustand am wahrscheinlichsten ent
wickeln wird. Hierbei wird der Verkehrszustand wiederum anhand
des oder der für ihn indikativen Parameter für das Einzelfahr
zeug prognostiziert, d. h. in Form einer Prognose über die im
betreffenden Streckenbereich und im betreffenden Zeitraum zu
erwartenden Geschwindigkeits-, Dichte- und/oder Verkehrsfluss
profile sowie über das Vorliegen von Staus und anderen indivi
dualisierbaren verkehrlichen Objekten, wie synchronisierter
Verkehr und Muster dichten Verkehrs an effektiven Engstellen
bzw. Warteschlangen an verkehrsgeregelten Netzknoten.
Die solchermaßen fahrzeugautonom für das jeweilige Einzelfahr
zeug durchgeführte dynamische Verkehrsprognose kann dann je
nach Anwendungsfall für verschiedene fahrzeugseitige Systeme 5
genutzt werden, z. B. zur Zielführung, zur Fahrerassistenz, zur
Komfort- und/oder Sicherheitsverbesserung und/oder zur Kraft
stoffverbrauchsreduzierung.
Wie aus der obigen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
deutlich wird, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren somit
eine zuverlässige fahrzeugindividuelle dynamische Verkehrsprog
nose fahrzeugautonom ohne Notwendigkeit einer Verkehrszentrale.
Claims (3)
1. Verfahren zur dynamischen Prognose des Verkehrszustands
wenigstens für einen Wegenetz-Umgebungsbereich eines jeweiligen
Fahrzeugs,
dadurch gekennzeichnet, dass
fahrzeugautonom durch das jeweilige Fahrzeug wenigstens ein
Verkehrszustandsparameter kontinuierlich zeitlich-örtlich er
fasst und durch Vergleich des erfassten aktuellen zeitlich
örtlichen Verlaufs des wenigstens einen Verkehrszustandsparame
ters oder wenigstens einer daraus abgeleiteten verkehrszu
standsindikativen Größe mit zugehörigen abgespeicherten histo
rischen Ganglinien aus letzteren eine jeweils bestpassende
Ganglinie ermittelt wird und der von dieser repräsentierte Ver
kehrszustand in Fahrtrichtung des Fahrzeugs als zu erwartender
Verkehrszustand prognostiziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter
dadurch gekennzeichnet, dass
als der oder die Verkehrszustandsparameter die mittlere Fahr
zeuggeschwindigkeit, die Verkehrsdichte, der Verkehrsfluss
und/oder individualisierbare Verkehrsstörungsobjekte berück
sichtigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, weiter
dadurch gekennzeichnet, dass
Muster dichten Verkehrs an effektiven Engstellen eines Schnell
straßennetzes und/oder Warteschlangen-Verkehrsmuster eines Bal
lungsraum-Verkehrsstraßennetzes als individualisierbare Ver
kehrsstörungsobjekte für die Prognose berücksichtigt werden.
Priority Applications (1)
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DE2000151777 DE10051777A1 (de) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | Verfahren zur dynamischen Verkehrszustandsprognose |
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---|---|---|---|
DE2000151777 DE10051777A1 (de) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | Verfahren zur dynamischen Verkehrszustandsprognose |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE10051777A1 true DE10051777A1 (de) | 2002-04-25 |
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DE2000151777 Withdrawn DE10051777A1 (de) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | Verfahren zur dynamischen Verkehrszustandsprognose |
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DE (1) | DE10051777A1 (de) |
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