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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prognose von Staufronten und zur Staufrontenwarnung in einem Fahrzeug, wobei die Staufronten mittels fahrzeugbezogener Verkehrsinformationen und fahrzeugbezogener Ortsinformationen sowie Geschwindigkeitsinformationen ermittelt werden, wobei eine fahrzeugbezogene Informationskette mit einer Geschwindigkeits-, Orts- und Zeitinformation ermittelt wird, wobei das Fahrzeug einen Verkehrsdienst empfängt und im Fahrzeug eine Verkehrszustandserkennung durchgeführt wird und/oder eine Verkehrszustandsinformation empfangen wird.
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Aus der
DE 10 2008 003 039 A1 ist ein Verfahren zur Verkehrszustandsbestimmung in einem Fahrzeug bekannt. Bei dem Verfahren werden die Verkehrszustände auf Basis von Messdaten, die in dem Fahrzeug gewonnen werden, und welche die Geschwindigkeit des Fahrzeuges umfassen, erkannt, wobei die Erkennung in dem Fahrzeug selbst durchgeführt wird. Auf Basis der gemessenen Geschwindigkeit kann zwischen zwei Stauzuständen unterschieden werden, wobei ein erster Stauzustand erkannt wird, wenn die gemessene Geschwindigkeit während der Zeitspanne, die länger als eine voreingestellte Zeitspanne ist, kleiner oder gleich wie eine voreingestellte Geschwindigkeit ist, und wobei ein zweiter Stauzustand erkannt wird, wenn der erste Stauzustand nicht erkannt wird, aber die gemessene Geschwindigkeit während einer Zeitspanne, die kleiner oder gleich wie eine voreingestellte Geschwindigkeit ist. Eine Rückkehr zum Zustand „freier Verkehr” findet statt, wenn die Geschwindigkeit während einer Zeitspanne, die länger als eine voreingestellte Zeitspanne ist, größer als die für den Stauzustand charakteristische Geschwindigkeit ist. Mittels des Verfahrens kann aus Messungen des einzelnen Fahrzeuges und/oder aus Messdaten des Straßenverkehrs erkannt werden, in welchem Verkehrszustand bzw. in welcher Phase sich der Verkehr auf einer Schnellstraße befindet.
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Darüber hinaus ist aus der
DE 10 2010 021 665 ein Verfahren zur Staufrontenwarnung basierend auf fahrzeugbezogenen Verkehrsinformationen bekannt. Die fahrzeugbezogenen Verkehrsinformationen werden unter Heranziehen von fahrzeugbezogenen Ortsinformationen, fahrzeugbezogenen Geschwindigkeitsinformationen gebildet. Dabei wird eine fahrzeugbezogene Informationskette mit einer Geschwindigkeits-, Orts- und Zeitinformation ermittelt, wobei Fahrzeuge einen Verkehrsinformationsdienst empfangen und zusätzlich eine Onboard-Zustandserkennung durchführen oder eine Verkehrszustandserkennungsinformation empfangen und basierend auf aktuellen Informationsketten und auf Basis einer Verkehrszustandsbestimmung in einer Rechenzentrale ermittelt wird. In der Rechenzentrale sind Staufronten im Straßennetz mit zugeordneter Position und Zeitpunkt vorhanden und es wird eine Vorhersage darüber erstellt, wie diese Staufronten in ihrer stromaufwärtigen Bewegung unter Beachtung von Latenzzeiten bei der Übertragung der Informationen in ein Fahrzeug verlaufen werden.
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Weiterhin ist aus der
DE 10 2001 045 691 ein Verfahren zur Prognose von Staufronten bekannt. Bei dem Verfahren zur Prognose von Staufronten basierend auf fahrzeugbezogenen Verkehrsinformationen werden fahrzeugbezogene Ortsinformationen, fahrzeugbezogene Geschwindigkeitsinformationen herangezogen, wobei eine fahrzeugbezogene Informationskette mit einer Geschwindigkeits-, Orts- und Zeitinformation ermittelt wird und Fahrzeuge einen Verkehrsinformationsdienst empfangen und zusätzlich eine Zustandserkennung durchführen oder eine Verkehrszustandserkennungsinformation empfangen und basierend auf aktuellen Informationsketten und auf Basis einer Verkehrszustandsbestimmung in einer Rechenzentrale oder im Fahrzeug ermittelt wird, welche Staufronten im Straßennetz mit zugeordneter Position und Zeitpunkt vorhanden sind und eine Vorhersage darüber erstellt wird, wie diese Staufronten in ihrer stromaufwärtigen Bewegung unter Beachtung von Latenzzeiten bei der Übertragung der Informationen in ein Fahrzeug verlaufen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Prognose von Staufronten und zur Staufrontenwarnung in einem Fahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Verfahren zur Prognose von Staufronten und zur Staufrontenwarnung in einem Fahrzeug sieht vor, dass die Staufronten mittels fahrzeugbezogener Verkehrsinformationen und fahrzeugbezogener Ortsinformationen sowie Geschwindigkeitsinformationen ermittelt werden, wobei eine fahrzeugbezogene Informationskette mit einer Geschwindigkeits-, Orts- und Zeitinformation ermittelt wird, wobei das Fahrzeug einen Verkehrsdienst empfängt und im Fahrzeug eine Verkehrszustandserkennung durchgeführt wird und/oder eine Verkehrszustandsinformation empfangen wird. Erfindungsgemäß wird ein räumlicher Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Staufront kontinuierlich ermittelt und eine Staufrontenwarnung derart an einen Fahrer des Fahrzeuges ausgegeben, dass eine eigene Fahrzeugbewegung und eine Staufrontenbewegung kontinuierlich und relativ zueinander angezeigt werden.
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Mittels der Anzeige der eigenen Fahrzeugbewegung und der Staufrontenbewegung ist der Fahrer des Fahrzeuges in besonders vorteilhafter Weise darüber informiert, wann und in welcher Entfernung er auf die Staufront trifft, wobei besonders vorteilhaft ein räumlich und/oder zeitlicher Abstand zu einem Staubeginn, also zu einer sich stromaufwärtigen Staufront, und zu einem Stauende, d. h. zu einer stromabwärtigen Staufront ermittelt wird. Dabei ist unter Stauende die Staufront zu verstehen, in der ein Übergang zu einem freien Verkehr stattfindet, wobei der Staubeginn der Zustand ist, in welchem das Fahrzeug auf den Stau trifft.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1A schematisch eine Anzeige zur Staufrontenwarnung in einem Fahrzeug zu einem ersten Zeitpunkt,
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1B schematisch die Anzeige zur Staufrontenwarnung zu einem zweiten Zeitpunkt,
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1C schematisch die Anzeige zur Staufrontenwarnung zu einem dritten Zeitpunkt,
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2A schematisch eine spurbezogene Staufrontenwarnung zu einem ersten Zeitpunkt,
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2B schematisch die spurbezogene Staufrontenwarnung zu einem zweiten Zeitpunkt,
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3A schematisch eine Anzeige eines Stauendes zu einem ersten Zeitpunkt und
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3B schematisch die Anzeige des Stauendes zu einem zweiten Zeitpunkt.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1A bis 1C zeigen einen Anzeigebereich 1 einer im Fahrzeug 2 angeordneten, nicht näher dargestellten Anzeigeeinheit, mittels welcher eine Staufrontenwarnung im Fahrzeug ausgegeben wird. Dabei zeigt der Anzeigebereich 1 das eigene Fahrzeug 2, welches sich auf eine stromaufwärtige Staufront 3 zu bewegt zu einem ersten Zeitpunkt t0, zu einem zweiten Zeitpunkt t1 und zu einem dritten Zeitpunkt t2.
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Das Fahrzeug 2, in welchem die Staufrontenwarnung ausgegeben wird, verfügt über eine Vorrichtung zum Aussenden einer Ortsinformation, so dass ein momentaner Ort des Fahrzeuges 2 bestimmt werden kann. Vorzugsweise handelt es sich bei der Vorrichtung um ein globales Navigationssatellitensystem zur Positionsbestimmung des Fahrzeuges 2 und zur Zeitmessung.
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Darüber hinaus verfügt das Fahrzeug 2 über eine Kommunikationsvorrichtung, mittels welcher eine Datenübertragung zwischen einer Zentrale und dem Fahrzeug 2 möglich ist, wobei die Datenübertragung beispielsweise mittels Global System for Mobile Communications, einem Standard für volldigitale Mobilfunknetze und/oder mittels Radio Data System zur Übermittlung von Zusatzinformationen beim Hörfunk erfolgt. Die Kommunikationsvorrichtung dient dem Empfang eines Verkehrsinformationsdienstes.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass das Fahrzeug 2 fortlaufend, beispielsweise in einem Abstand von einer Sekunde seine momentane Geschwindigkeit misst.
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In dem Fahrzeug 2 ist eine Recheneinheit angeordnet, die eine Speichereinheit aufweist, wobei mittels der Recheneinheit innerhalb des Fahrzeuges eine fahrzeugbezogene Informationskette mit Geschwindigkeits-, Orts- und Zeitinformationen ermittelt wird und in dem Fahrzeug 2 eine Verkehrszustandserkennung durchgeführt wird.
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Des Weiteren wird aus übermittelten fahrzeugbezogenen Informationen mit unterschiedlichen Zeitstempeln und zugeordneten Ortskoordinaten eine mittlere Fortpflanzungsgeschwindigkeit der stromaufwärtigen Staufront 3 ermittelt, wobei auf Grundlage der ermittelten Fortpflanzungsgeschwindigkeit eine Prognose der stromaufwärtigen Staufront 3 hinsichtlich ihrer örtlichen Lage für einen späteren Zeitpunkt ermittelt wird.
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In der Recheneinheit wird eine momentane Position des Fahrzeuges 1 mit der Position der stromaufwärtigen Staufront 3 verglichen, wobei bei einem vorgebbaren räumlichen und/oder zeitlichen Abstand des Fahrzeuges 2 zu der stromaufwärtigen Staufront 3 eine Staufrontenwarnung an den Fahrer des Fahrzeuges 2 ausgegeben wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass eine Bewegung des Fahrzeuges 2 und eine Bewegung der stromaufwärtigen Staufront 3 relativ zueinander grafisch auf dem Anzeigebereich 1 der Anzeigeeinheit, welche Bestandteil eines Navigationssystems sein kann, als Staufrontenwarnung ausgegeben werden.
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Das Fahrzeug 2 fährt auf einer Fahrstrecke 4, die zwei in die gleiche Richtung verlaufende Fahrspuren 4.1, 4.2 aufweist, wobei sich das Fahrzeug 2 einem Staubeginn als stromaufwärtige Staufront 3 nähert. Das Fahrzeug 2 weist zu dem ersten Zeitpunkt t0 einen räumlichen Abstand von 1500 m zu der stromaufwärtigen Staufront 3 auf, wobei der momentane räumliche Abstand auf dem Anzeigebereich 1 angezeigt wird.
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Die stromaufwärtige Staufront 3 bewegt sich durch vor dem Fahrzeug 2 fahrende nicht näher dargestellte weitere Fahrzeuge auf dieses zu. Der räumliche Abstand zwischen dem Fahrzeug 2 und der stromaufwärtigen Staufront 3 wird fortlaufend ermittelt, wobei die Staufrontenwarnung mittels der Fahrzeugbewegung und der Bewegung der stromaufwärtigen Staufront 3, die kontinuierlich und relativ zueinander in dem Anzeigebereich 1 dargestellt werden, grafisch an den Fahrer ausgegeben wird.
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In dem Anzeigebereich sind die Fahrstrecke 4 und das Fahrzeug 2 aus einer Vogelperspektive dargestellt, wobei die stromaufwärtige Staufront 3 als ein sich über beide Fahrspuren 4.1, 4.2 erstreckendes Rechteck dargestellt ist.
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Die Bewegung des Fahrzeuges 2 und der stromaufwärtigen Staufront 3 werden in Bezug auf die Zeit mittels der Staufrontenprognose und mittels der erfassten Ortsinformation des Fahrzeuges 2 fortlaufend ermittelt und aktualisiert in dem Anzeigebereich 1 ausgegeben.
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Zu dem zweiten Zeitpunkt t1 weist das Fahrzeug 2 aufgrund der Bewegung der stromaufwärtigen Staufront 3 und der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit einen Abstand von 1200 m zu der stromaufwärtigen Staufront 3 auf, wie in 1B näher dargestellt ist.
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Sofern eine Geschwindigkeit der Bewegung der stromaufwärtigen Staufront 3 bekannt ist, wird die Bewegung in dem Fahrzeug 2 selbst ermittelt, wobei die Bewegung der stromaufwärtigen Staufront 3 mittels Interpolation ermittelt werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich wird die Bewegung der stromaufwärtigen Staufront 3 zyklisch mittels der im Fahrzeug 2 angeordneten Kommunikationsvorrichtung zum Empfang von Verkehrsinformationen aktualisiert, wobei die Verkehrsinformationen verarbeitet und der Anzeigeeinheit zugeführt werden, so dass der Anzeigebereich 1 entsprechend der empfangenen Verkehrsinformationen hinsichtlich der stromaufwärtigen Staufront 3 und des Abstandes zwischen dem Fahrzeug 2 und der stromaufwärtigen Staufront 3 aktualisiert wird.
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Verfügt das Fahrzeug 2 über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, kann die Bewegung der stromaufwärtigen Staufront 3 auch mittels derartig empfangbarer Informationen aktualisiert und in dem Anzeigebereich 1 dargestellt werden.
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Beispielsweise erfolgt die Aktualisierung mittels empfangener Verkehrsinformationen und/oder mittels empfangener Informationen über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation innerhalb einer Zeitdauer von 1 Minute bis 5 Minuten.
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In den 2A und 2B ist ein Ausführungsbeispiel einer Ausgabe einer spurbezogenen Staufrontenwarnung zu einem ersten Zeitpunkt t0 und zu einem zweiten Zeitpunkt t1 dargestellt.
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Das Verfahren sieht vor, dass alle spurbezogenen Staufrontwarnungen unabhängig davon, auf welcher Fahrspur 4.1, 4.2 sich das Fahrzeug 2 befindet, angezeigt werden.
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Auf dem Anzeigebereich 1 ist die stromaufwärtige Staufront 3 grafisch abgebildet, wobei ein einer linken Fahrspur 4.1 zugeordneter erster Abschnitt 3.1 der stromaufwärtigen Staufront 3 einen geringeren Abstand zu dem Fahrzeug 2 aufweist als ein einer rechten Fahrspur 4.2 zugeordneter zweiter Abschnitt 3.2 der stromaufwärtigen Staufront 3. Dabei wird bevorzugt der geringere Abstand alphanumerisch in dem Anzeigebereich 1 der Anzeigeeinheit ausgegeben, wobei die Bewegung des Fahrzeuges 2 und die Bewegung der Abschnitte 3.1, 3.2 der stromaufwärtigen Staufront 3 in Abhängigkeit der eigenen Ermittlung, der empfangenen Verkehrsinformation und/oder der mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangenen Informationen fortlaufend aktualisiert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist es möglich, dass der Abstand zwischen dem Fahrzeug 2 und den Abschnitten 3.1, 3.2 der stromaufwärtigen Staufront 3 der jeweiligen Fahrspur 4.1, 4.2 spurbezogen in dem Anzeigebereich 1 ausgegeben wird.
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Denkbar ist auch, dass die Staufrontenwarnung für die Fahrspur 4.1, 4.2 ausgegeben wird, auf der sich das Fahrzeug 2 befindet, wobei hierzu vorausgesetzt ist, dass das Fahrzeug 2 die eigene befahrene Fahrspur 4.1, 4.2 der Fahrstrecke 4 erfassen kann.
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In den 3A und 3B ist in dem Anzeigebereich 1 der Anzeigeeinheit dargestellt, dass sich das Fahrzeug 2 innerhalb eines Staus befindet, wobei die Bewegung des Fahrzeuges 2 und eine Position eines Stauendes als stromabwärtige Staufront 5 fortlaufend mit räumlichen und zeitlichen Informationen angezeigt werden.
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Zu einem ersten Zeitpunkt t0 befindet sich das Fahrzeug 2 im Stau, wobei ein Abstand zu der stromabwärtigen Staufront 5 1500 m beträgt. Eine Zeitdauer bis zur Wiederanfahrt des Fahrzeuges 2, d. h. bis zum Stauende, beträgt 10 Minuten, wobei der Anzeigebereich 1 fortlaufend aktualisiert wird. Im Vergleich zu dem ersten Zeitpunkt t0 hat sich das Fahrzeug 2 zu einem zweiten Zeitpunkt t1 der stromabwärtigen Staufront 5 angenähert, so dass sich der Abstand zwischen dem Fahrzeug 2 und dem Stauende auf 800 m verringert hat. Eine Zeitdauer, die für das Fahrzeug 2 bis zur stromabwärtigen Staufront 5 prognostiziert wird, beträgt 7 Minuten.
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Der Abstand zu der stromabwärtigen Staufront 5 sowie die Zeitdauer bis zum Erreichen dieser wird mittels Informationen, die mittels einer Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation empfangen werden, ermittelt. Dabei wird die zeitlich-räumliche Position der stromabwärtigen Staufront 5, also die zeitlich-räumliche Position des Stauendes von mindestens einem weiteren Fahrzeug an das Fahrzeug 2 übermittelt. Dabei ist eine Infrastruktur mittels straßenseitiger Kommunikation zwischen dem Fahrzeug 2 und dem mindestens einen weiteren Fahrzeug im Nahbereich von beispielsweise 5 km gegeben.
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Die Staufrontenwarnung und die Prognose der Bewegung der stromabwärtigen Staufront 5 kann auch mittels einer Kombination von Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation und der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation übertragen werden. Diese Kombination kann in Abhängigkeit von einer Übertragungszeit der Informationen, eines zur Verfügung stehenden Übertragungskanals, einer erforderlichen Bandbreite sowie von Übertragungskosten gewählt werden. D. h., eine zu dem Fahrzeug 2 weiter entfernt liegende Staufront 3, 5 könnte mit einem kostengünstigeren und vergleichsweise langsameren Übertragungsweg kommuniziert werden.
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Eine jeweilige Ausgabe einer Staufrontenwarnung gibt vor, welche Kommunikationsanforderungen mittels welchen Kommunikationskanals zu erfüllen sind.
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Beispielsweise ändern sich die Kommunikationsanforderungen und der Kommunikationskanal, wenn der Fahrer des Fahrzeuges 2 vorgibt, dass die Staufrontenwarnung statt bei einem Abstand von 2 km zu der stromaufwärtigen Staufront 3 bei einem Abstand von 3 km ausgegeben werden soll. Hierzu wird mittels des Assistenzsystems einer Abstandsregelung der Abstand zwischen dem Fahrzeug 2 und der stromaufwärtigen Staufront 3, bei welchem die Staufrontenwarnung ausgegeben werden soll, eingestellt.
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Zur Staufrontenwarnung und zur Prognose der Bewegung der Staufronten 3, 5 kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 2 und alle weiteren Fahrzeuge auf der Fahrstrecke 4 diese Informationen durch Übertragung mittels der Zentrale empfangen. Die Zentrale kann mittels der Kommunikationsvorrichtung, über die das Fahrzeug 2 verfügt, im Rahmen einer Punkt-zu-Punkt-Kommunikation angefragt werden, wobei auch alle Staufrontenwarnungen und Prognosen der Bewegung der Staufronten 3, 5 von der Zentrale automatisch an alle Fahrzeuge auf der Fahrstrecke 4 ausgegeben werden.
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Verfügt das Fahrzeug 2 nicht über die Kommunikationsvorrichtung, mittels derer die Übertragung der Informationen der Zentrale empfangen werden kann, wird die Staufrontenwarnung und die Prognose der Bewegung der Staufronten 3, 5 ausschließlich in dem Fahrzeug 2 auf Basis von vorliegenden Daten, wie der Ortsinformation und der Geschwindigkeitsinformation des Fahrzeuges 2 ermittelt.
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Der Fahrer des Fahrzeuges 2 kann eine Nutzung der Staufrontenwarnung und der Prognose der Bewegung der Staufronten 3, 5 individuell für sein Fahrzeug 2 einstellen.
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Zur individuellen Einstellung kann einerseits zwischen einer optischen Ausgabe und einer akustischen Ausgabe gewählt werden, wobei unabhängig davon zwischen der Ausgabe eines zeitlichen oder eines räumlichen Abstandes zur Staufront 3, 5 als Staufrontenwarnung gewählt werden kann. Beispielsweise kann die Staufrontenwarnung bei einem räumlichen Abstand von 1 km oder einem zeitlichen Abstand von 30 Sekunden ausgegeben werden.
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Bei einer Ersteinstellung der Staufrontenwarnung wird diese mittels Ausgabe eines akustischen Warnsignals und/oder eines optischen Gefahrenzeichens in einer Signalfarbe, beispielsweise rot, bei einem Abstand von 1 km zwischen dem Fahrzeug 2 und der stromaufwärtigen Staufront 3 ausgegeben.
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Darüber hinaus kann der Fahrer die Ausgabe der Staufrontenwarnung bei Bedarf aktivieren und deaktivieren. Die Staufrontenwarnung und die Prognose der Bewegung der Staufronten 3, 5 können hierzu nachträglich in das Fahrzeug 2 installiert und deinstalliert werden.
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Vorzugsweise wird mittels des Anzeigebereiches 1 der Anzeigeeinheit im Fahrzeug 2 ausgegeben, welche Kommunikationskanäle in dem Gebiet, in welchem sich das Fahrzeug 2 momentan befindet, verfügbar sind und eine Staufrontenwarnung kann ausgegeben werden.
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Ist in dem Gebiet kein Kommunikationskanal verfügbar, wird der Fahrer mittels einer akustischen und/oder optisch ausgebbaren Information darüber in Kenntnis gesetzt, dass momentan keine Staufrontenwarnung verfügbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anzeigebereich
- 2
- Fahrzeug
- 3
- stromaufwärtige Staufront
- 3.1
- erster Abschnitt
- 3.2
- zweiter Abschnitt
- 4
- Fahrstrecke
- 4.1
- linke Fahrspur
- 4.2
- rechte Fahrspur
- 5
- stromabwärtige Staufront
- t0
- erster Zeitpunkt
- t1
- zweiter Zeitpunkt
- t2
- dritter Zeitpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008003039 A1 [0002]
- DE 102010021665 [0003]
- DE 102001045691 [0004]
