EP0943137A1 - Verfahren zur übertragung von ortsdaten und messdaten von einem endgerät, insbesondere telematikendgerät an eine verkehrszentrale - Google Patents

Verfahren zur übertragung von ortsdaten und messdaten von einem endgerät, insbesondere telematikendgerät an eine verkehrszentrale

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EP0943137A1
EP0943137A1 EP97952724A EP97952724A EP0943137A1 EP 0943137 A1 EP0943137 A1 EP 0943137A1 EP 97952724 A EP97952724 A EP 97952724A EP 97952724 A EP97952724 A EP 97952724A EP 0943137 A1 EP0943137 A1 EP 0943137A1
Authority
EP
European Patent Office
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data
terminal
location
time
measurement data
Prior art date
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EP97952724A
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English (en)
French (fr)
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EP0943137B1 (de
Inventor
Markus Becker
Ulrich Fastenrath
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Vodafone Holding GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP0943137B1 publication Critical patent/EP0943137B1/de
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    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/20—Monitoring the location of vehicles belonging to a group, e.g. fleet of vehicles, countable or determined number of vehicles
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/123—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams
    • G08G1/127—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams to a central station ; Indicators in a central station

Definitions

  • the invention relates to a method for transmitting location data and measurement data from a terminal, in particular a telematics terminal, to a traffic control center.
  • FCD traffic data
  • FCD floating car data
  • data that implies the location of the vehicle at several successive times may be transmitted from a vehicle (FC) to a traffic center, including data that implies one time each, as well as measurement data acquired by the vehicle, such as speeds, cruising speeds, temperatures and the like, at certain times certain places or between certain places where the terminal was at the time.
  • the object of the present invention is a simple, inexpensive and efficient reduction in the telecommunication costs for the transmission of data from a terminal to a traffic control center.
  • the object is solved by the subject matter of the independent claims.
  • the invention leads to a reduction in the telecommunications costs incurred.
  • the terminal transmits the location of the terminal in a traffic network at each point of time implicit location data and properties of the traffic network at one point and / or measurement data implicit at one point of time independently. Location data on the one hand and on the other hand
  • Measurement data prior to transmission are combined into location data records and measurement data records that contain one measurement date or location date or several measurement data or location data at different locations or times.
  • Properties of the traffic network implied by measurement data at one location and / or point in time can in particular be data that indicate a traffic jam and / or
  • the location can be specified by a specific point-like location or by a location area (for example, a partial route of the transport network) specified by several points.
  • the time e.g. properties of the traffic network implied by measurement data can be specified by a point in time or by a time range in the form of several points in time.
  • Data records with measurement data can contain a reference date of a predetermined type for assigning the measurement data in the control center to a position in, for example, a digital map of the traffic network in the traffic control center; Such referencing can relate to the location of the traffic network and / or the point in time to which the measurement data relate on the basis of their measurement.
  • a terminal according to the invention can be, in particular, a telematics terminal for a vehicle, which can be designed to acquire traffic data and / or to receive traffic data from a traffic control center.
  • the method according to the invention enables optimal utilization of cost-intensive and possibly also only limited available telecommunication times during the transmission from one terminal to one
  • Traffic control center Due to the independent compression or transmission of data records with only location data and data records with measurement data, the total amount of data to be transmitted is reduced. In addition, adaptation to local requirements is possible: For example, on a straight motorway route without branches or access roads, the transmission of location data is only possible in relatively large amounts Time intervals or local distances make sense, so that possibly more measurement data (on speeds, traffic jams, black ice, etc.) is transmitted than location data.
  • a transmission of location data at short time intervals and / or local distances may be expedient, since a vehicle has a relatively large number of turning options, which require a relatively frequent location data transmission in order to completely record the path of the vehicle in the city, so that more location data than measurement data may have to be transmitted here.
  • individual data records can contain location data and measurement data at times at which location data and measurement data arise for transmission.
  • the length of a data record with only location data and / or a data record with measurement data is expediently variable.
  • the location or time reference of data records to location data and of data records to measurement data can be different. Referencing can in particular include a location or time or a location area or time area. The transfer takes place conveniently via
  • the transmission of the data records from the terminal to the traffic center as a short message is particularly advantageous, which allows a high degree of universality and automatic further processing in the traffic center.
  • a transfer of measurement data records from the terminal to the traffic center can take place when an event of a type specified in the terminal occurs.
  • Such an event can, in particular, mean that a vehicle in which the terminal is located falls below a speed value by falling below or exceeding one of several speed values, by driving through a tight curve (with a strong steering wheel lock and / or changing the direction of travel that can be detected by GPS) Vehicle in which the terminal is located), by the expiry of a time interval (after which a transmission of measurement data must take place) or the like in order to enable automation.
  • a location data record can be transmitted after a specific time interval and / or when another event has occurred.
  • Location data can also be transmitted, for example, when a vehicle is in which a terminal is located, a predeterminable location (from a large number of predeterminable locations), for example, a certain motorway junction.
  • a specific location can be passed on the basis of a digital map in the terminal and / or on the basis of the position of the terminal detected by GPS or the like.
  • the method according to the invention can be implemented in a terminal and / or a traffic control center.
  • Fig. 1 as a single figure schematically a vehicle moving in a traffic network with a terminal, which data to a
  • Fig. 1 shows a vehicle 1 with a terminal 2 according to the invention, the location data (GPS 13), the vehicle speed v measured by the vehicle 1 and the distance s traveled, the outside temperature T (on the vehicle 1) and the time t (by a digital clock etc in the terminal or vehicle).
  • the vehicle 1 moves in a traffic network shown here in excerpts with, inter alia, an A8 motorway and federal roads B300, B17, passing through its vehicle locations x1 (t1), x2 (t2), x3 (t3), x4 (t4) in succession (t).
  • x5 (t5) at times t1 to t5.
  • the transmission 7, 8, 9 of Location data or 10 of measurement data from the terminal 2 to the control center 4 takes place by radio, here via mobile radio (antenna 18 of the terminal 2, antenna 5 of the traffic control center 4).
  • a digital data format namely a mobile radio short message format (GSM-SMS) is used for transmission 7, 8, 9, 10.
  • Data in the terminal 2 can be used for a data record with location data as well as for a data record with measurement data. This can be especially for
  • Referencing of location data and / or referencing data used can reference the time and / or the location, which relate to location data and / or measurement data.
  • a location can be specified as a location point or as a location area (x1, x2); a time can be represented as time t1 or time period t1, t5.
  • the referencing of location data and measurement data serves to enable the assignment of location data x1 to x5 and measurement data v1 .. v5, T1 (t1) etc. in the traffic control center 4.
  • data is assigned to one or both of two data containers.
  • a data container is implicit for the location of the terminal at different times
  • a second container is provided for other measurement data implied by the terminal device, in particular speeds, temperatures, travel times etc.
  • Location data and / or measurement data may possibly be in the terminal 2 before the transmission (7 to
  • data is separated into data records (or container 1) relating only to location data and data records relating to measurement data.
  • data records or container 1 relating only to location data and data records relating to measurement data.
  • Time data can possibly be assigned to both data records. Furthermore, further data such as the designation of the vehicle type etc. can also be transmitted during the transmission 7 to 10. Different criteria for initiating a transmission 7 to 10 can be defined for data records 11 to 13 relating only to location data and data records 14 relating to measurement data.
  • a location of interest specified in the terminal can be, in particular, the start y1 of an A8 motorway or the location of a branch y4 of a B300 federal highway from an A8 motorway or the like.
  • a terminal 2 is a
  • Transmission causes when the direction of travel of the terminal 2 or the vehicle 1 changes;
  • the change in the direction of travel can be due to continuous evaluations of GPS data 3 on the end device side and / or by a steering wheel lock of the extent specified at the expected speed on the A8 motorway, for which purpose a digital map in the end device 2 can possibly also be used for this purpose whether there is a curve here on the road A8 traveled by the terminal 2 of the time or / and whether there is a possibility of departure, motorway service area etc.
  • the vehicle is not caused to indicate its location position for any other reason, it is also possible to arrange for transmission after certain time and / or location intervals.
  • location data x1, x4, x5 which are transmitted from the vehicle 1 or terminal 2 to a center 4 for location determination, the path of the terminal 2 can be determined in the center 4 in a digital map 15.
  • Plausibility checks inaccuracies or gaps in the determination of the location of the terminal 2 can be supplemented with the help of the map 5.
  • the most probable path of a terminal 2 between two points x1, x5 known to the control center 4 can be determined on the basis of roads running between them.
  • a data set with measurement data can be implemented in the terminal 2 different specifications alternatively or side by side.
  • travel times can be transmitted if the actual travel time of the terminal t4-11 lies between two predetermined points y1, y4 above a predetermined value stored in the terminal 2.
  • Transmission from the terminal to the control center can be triggered when the speed of terminal 2, possibly depending on the vehicle 1 type, is below or above one of possibly a number of threshold values specified in terminal 2.
  • a transmission can also be triggered at a predetermined temperature, for example the freezing point or a temperature above the freezing point.
  • control center 4 measurement data (speeds, travel times, temperatures, etc.) acquired by terminal 2 and transmitted as data record 14 is assigned to positions in digital map 15 in control center 4. If in a data record 14 with
  • Measurement data for each measurement date that is recorded and transmitted by the terminal 2 (GPS 3) location x1 to x5, etc., can be directly assigned to positions in the map 15 in the control center 4. Furthermore, an assignment based on times transmitted to individual measurement data is possible, taking into account the route, ie locations x1, x4, x5 of the vehicle 1. This allows measurement data to be assigned to specific locations x1 to x5 on the route of the vehicle 1 on the digital map 15. If measured data in a measured data record 14 in the control center 4 for assignment or for checking the assignment to positions in the digital map 15 are compared with the path x1, x4, x5 traveled by a vehicle 1, it is expedient if 1 1 for each location data record , 12, 13 and also for measurement data records 14
  • Vehicle identification is transmitted so as to enable an assignment of the measurement data sets to location data sets in the control center 4 for a special vehicle 1; the identification can consist, for example, of a mobile number (5) of the terminal or a virtual number.
  • the starting point of the reconstruction problem is a discrete sequence
  • Track or track profile support points have the attributes specified in the following table 1 .
  • Table 1 Attributes of guideway and driving profile support points
  • Table 1 Attributes of guideway and driving profile support points
  • the two sequences PRH, SRH are indexed with respect to the time stamp attribute of their sequence elements PR j , SR j in chronologically descending order
  • the distance s of the path points from the end of the route along the route opposite to the direction of travel acts as the path parameter on the original route.
  • the route se [0, L W ]
  • the profile sections are lined up along the route without gaps, i.e. it applies
  • the individual driving profile sections characterize the driving profile using the mean throw 1 F. of the profile measured values ⁇ F (s)
  • a reconstruction that is to say a solution to the reconstruction problem, is understood to mean a sequence of route elements of the predefined representation of the road network which best map the route described by the PRH and the driving profile described by the SRH to the road network.
  • Track elements that are part of a reconstruction have values for the following attributes.
  • the static attributes come from the network description (where question); the dynamic attributes are used to establish a time reference (when question) and to assign profile data (how question) for the route elements.
  • the sequence R is sorted in time-descending order with respect to the attribute Time Stamp of its sequence elements SE k , ie it applies
  • the time interpolation map T (s) represents a continuous interpolation with respect to all discrete time information from the PRH and SRH, ie every point e [ ⁇ , Max (L w , L p )] on the original route is an approximation T (s) for the Assigned time at which the point was passed by the floating car.
  • T (s) depends on the model.
  • the simplest time interpolation mapping interpolates between two successive time stamps t ,, t (+ 1 linear (constant
  • T (s) ⁇ . + ß, -s, s, ⁇ s ⁇ s
  • + 1 , l 1 ... (N + M-1), t ⁇ s ⁇ + ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ t ⁇ + 1 b l + 1 s l
  • the Profilinterpolation F (s) represents a continuous interpolation with respect to the discrete motion profile data.
  • F (s) depends on the model; the simplest profile interpolation mapping interpolates step-by-step, i.e. is defined in sections as follows:
  • the projection relation P is a sequence of ordered pairs
  • PR 0 ' SE c which assigns the elements PR _ PRH route elements SE from the set NB of the network display elements.
  • PR e PRH PR e PRH
  • SE e NB SE e NB
  • Sequences are sorted in descending order.
  • the specification of the projection criteria and the algorithm that establishes the projection relation for a PRH and an SRH are not the subject of this document.
  • a projection relation P can assign several position reports to a route element and vice versa to assign several route elements to a position report.
  • the ZTA relation (ZTA stands for “contiguous partial route with point of origin”) is a set of partial sequences of the projection relation P.
  • the sub-sequences ZTA Z e ZTA are also indexed among themselves in chronologically descending order.
  • ZTA 1 ((PR ⁇ SE,), (PR 2 , SE 2 )),
  • ZTA 2 ((PR 3 , SE 5 ), (PR 4 , SE 5 ), (PR 4 , SE 6 ), (PR 5 , SE 7 )).
  • the route reconstruction relation FWR arises from the ZTA relation by dividing the route elements SE Z r from the ordered pairs for each partial sequence ZTA Z e ZTA
  • the route reconstruction FWR is the combination of all partial sequences FWR Z , ie
  • the route elements of the FWR route reconstruction form the reconstruction of the FCDGM route and represent the answer to the where question of the reconstruction problem (localization in the narrower sense).
  • the point reconstruction map S (t) assigns a point on the original route to each point on the route reconstruction FWR.
  • the path parameter s is used to reference the points on the original route. To reference the points on the connected sections FWR Z e FWR of
  • Track reconstruction is introduced on each section of the path parameter t, which is the distance of a point on the section FWR from the end of the section FWR Z opposite passing time indicates (see Figure 1).
  • the point reconstruction map thus falls into a family (S z (t)) 1 of point reconstruction maps with a specific one
  • the point reconstruction map S (t) is fundamentally dependent on the model.
  • the following conditions lead to a family (S z (t)) z 1 of unique, simple point reconstruction maps:
  • condition PRA2 represents an extreme value problem, the solution of which allows a determination of the intercepts ⁇ z . Solving the extreme value problem is equivalent to determining the absolute minimum of the function
  • the ⁇ z determined is actually a minimum.
  • the sizes ⁇ 1; ⁇ 5 , ⁇ 6 are defined in Table 3.
  • the spatial mean F zf of the driving profile for the route elements SE 2 f s FWR Z ⁇ FWR from the partial routes FWR Z of the route reconstruction FWR results from connecting the point reconstruction relation s z (t) and the driving profile interpolation F (s):
  • the section data item "Average speed" can be obtained by forming the quotient of the length of the route element and the travel time

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Description

Verfahren zur Übertragung von Ortsdaten und Meßdaten von einem Endgerät, insbesondere Telematikendgerät an eine Verkehrszentrale
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Ortsdaten und Meßdaten von einem Endgerät, insbesondere Telematikendgerät, an eine Verkehrszentrale.
Die Verwendung von in einem Verkehrsnetz im Verkehr mitfahrenden Fahrzeugen zur Erfassung von Verkehrsdaten (FCD = floating car data) für eine Verkehrsfassungsund -prognosezentrale erfordert die Übertragung von Daten vom Fahrzeug an die Verkehrsprognosezentrale per Mobilfunk oder dergleichen. Dabei werden von einem Fahrzeug (FC) an eine Verkehrszentrale den Ort des Fahrzeuges zu mehreren aufeinanderfolgenden Zeitpunkten implizierende Daten evtl. einschließlich jeweils einen Zeitpunkt implizierender Daten übertragen, sowie vom Fahrzeug erfaßte Meßdaten, wie beispielsweise Geschwindigkeiten, Reisegeschwindigkeiten, Temperaturen und dergleichen zu bestimmten Zeitpunkten an bestimmten Orten oder zwischen bestimmten Orten, an denen sich das Endgerät zu den Zeitpunkten befand.
Die durch die Übertragung vom Endgerät an eine Verkehrszentrale bedingten Telekommunikationskosten sind jedoch relativ hoch.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine einfache, kostengünstige und effiziente Verringerung der Telekommunikationskosten bei der Übertragung der Daten von einem Endgerät zu einer Verkehrszentrale. Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Erfindung führt zu einer Verringerung der anfallenden Telekommunikationskosten. Vom Endgerät werden den Ort des Endgerätes in einem Verkehrsnetz zu jeweils einem Zeitpunkt implizierende Ortsdaten und Eigenschaften des Verkehrsnetzes an einem Ort und/oder zu einem Zeitpunkt implizierende Meßdaten unabhängig voneinander übertragen. Dabei können einerseits Ortsdaten und andererseits
Meßdaten vor einer Übertragung jeweils zu Ortsdaten-Datensätzen und zu Meßdaten- Datensätzen zusammengefaßt werden, die ein Meßdatum bzw. Ortsdatum oder mehrere Meßdaten bzw. Ortsdaten zu unterschiedlichen Orten bzw. Zeitpunkten enthalten. Von Meßdaten implizierte Eigenschaften des Verkehrsnetzes an einem Ort und/oder Zeitpunkt können insbesondere Daten sein, die auf einen Stau und/oder eine
Reisezeit und/oder eine mögiche Fahrgeschwindigkeit und/oder eine Temperatur und/oder Niederschläge an einem Ort und/oder den Zeitpunkt eines Ortes (eines Fahrzeugs) im Verkehrsnetz hinweisen. Dabei kann der Ort durch einen bestimmten punktförmigen Ort oder durch einen beispielsweise durch mehrere Punkte angegebenen Ortsbereich (also eine Teilstrecke des Verkehrsnetzes) angegeben werden. Die Zeit, auf weiche sich z.B. durch Meßdaten implizierte Eigenschaften des Verkehrsnetzes beziehen können, kann durch einen Zeitpunkt oder durch einen Zeitbereich in Form mehrerer Zeitpunkte angegeben sein. Datensätze mit Meßdaten können ein Referenzdatum vorgegebener Art zur Zuordnung der Meßdaten in der Zentrale zu einer Position in beispielsweise einer digitalen Karte des Verkehrsnetzes in der Verkehrszentrale enthalten; eine derartige Referenzierung kann sich auf den Ort des Verkehrsnetzes und/oder auf den Zeitpunkt beziehen, welchen die Meßdaten aufgrund ihrer Messung betreffen. Ein erfindungsgemäßes Endgerät kann insbesondere ein Telematikendgerät für ein Fahrzeug sein, welches zur Erfassung von Verkehrsdaten und/oder zum Empfang von Verkehrsdaten von einer Verkehrszentrale ausgebildet sein kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine optimale Ausnutzung kostenintensiver und evtl. überdies nur begrenzt zur Verfügung stehender Telekommunikationszeiten bei der Übertragung von einem Endgerät zu einer
Verkehrszentrale. Durch die voneinander unabhängige Kompression bzw. Übertragung von Datensätzen mit nur Ortsdaten und von Datensätzen mit Meßdaten wird die zu übertragende Gesamtdatenmenge verringert. Überdies ist eine Anpassung an lokale Anforderungen möglich: Beispielsweise ist auf einer geraden Autobahnstrecke ohne Abzweigungen oder Zufahrten eine Übertragung von Ortsdaten nur in relativ großen Zeitintervallen oder örtlichen Abständen sinnvoll, so daß hier evtl. mehr Meßdaten (zu Geschwindigkeiten, Staus, Glatteis etc.) als Ortsdaten übertragen werden. Hingegen kann beispielsweise in einem Stadtbereich eine Übertragung von Ortsdaten in kleinen zeitlichen Abständen und/oder örtlichen Abständen zweckmäßig sein, da ein Fahrzeug relativ viele Abbiegemöglichkeiten hat, welche zur vollständigen Erfassung des Weges des Fahrzeuges in der Stadt eine relativ häufige Ortsdaten-Übertragung erfordern, so daß hier evtl. mehr Ortsdaten als Meßdaten übertragen werden müssen. Jedoch können einzelne Datensätze zu Zeitpunkten, zu welchen Ortsdaten und Meßdaten zur Übertragung anfallen, Ortsdaten und Meßdaten enthalten.
Zweckmäßig ist die Länge eines Datensatzes mit nur Ortsdaten und/oder eines Datensatzes mit Meßdaten variabel. Die Orts- bzw. Zeitreferenzieruπg von Datensätzen zu Ortsdaten und von Datensätzen zu Meßdaten kann unterschiedlich sein. Eine Referenzierung kann insbesondere einen Ort oder Zeitpunkt oder einen Ortsbereich oder Zeitbereich beinhalten. Die Übertragung erfolgt zweckmäßig per
Mobilfunk. Besonders vorteilhaft ist die Übertragung der Datensätze vom Endgerät zur Verkehrszentrale als Kurznachricht (z.B. GSM-SMS), was eine hohe Universalität und automatische Weiterverarbeitung in der Verkehrszentrale erlaubt.
Wann Datensä,ze mit Ortsdaten und/oder mit Meßdaten übertragen werden, kann durch unterschiedliche, vorgebbare Bedingungen im Endgerät definiert werden: Eine Übertragung von Meßdaten-Datensätzen vom Endgerät an die Verkehrszentrale kann bei Auftreten eines Ereignisses einer im Endgerät vorgegebenen Art erfolgen. Ein derartiges Ereignis kann insbesondere das Unterschreiten eines Geschwindigkeitswertes durch ein Fahrzeug, in welchem sich das Endgerät befindet, durch das Unterschreiten oder Überschreiten eines von mehreren Geschwindigkeitswerten, durch das Durchfahren einer engen Kurve (mit starkem Lenkradeinschlag und/oder Änderung der durch GPS erfaßbaren Fahrtrichtung des Fahrzeuges in welchem sich das Endgerät befindet), durch Ablauf eines Zeitintervalls (nach welchem jeweils eine Übertragung von Meßdaten zu erfolgen hat) oder dergleichen erfolgen, um eine Automatisierung zu ermöglichen.
Die Übertragung eines Ortsdaten-Datensatzes kann nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls und/oder bei Auftreten eines anderen Ereignisses erfolgen. So können auch Ortsdaten beispielsweise dann übertragen werden, wenn ein Fahrzeug, in welchem sich ein Endgerät befindet, einen vorgebbaren Ort (aus einer Vielzahl von vorgebbaren Orten) passiert, also beispielsweise ein bestimmtes Autobahnkreuz passiert. Dabei kann das Passieren eines bestimmten Ortes aufgrund einer digitalen Karte im Endgerät und/oder aufgrund der durch GPS oder dergleichen erfaßten Position des Endgerätes erfolgen. Überdies oder stattdessen ist auch eine
Übertragung von Ortsdaten vom Endgerät zur Verkehrszentrale sinnvoll, wenn das Fahrzeug, in welchem sich das Endgerät befindet, eine bestimmte Strecke durchfahren hat oder eine (durch einen Lenkradeinschlag oder/und durch eine fortgesetzte Orterfassung im Endgerät dedektierbare) Richtungsänderung erfolgte, da gerade in diesem Fall die Übermittlung eines neuen Ortsdatensatzes zur Bestimmung des Weges des Endgerätes für die Verkehrszentrale bedeutsam ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem Endgerät und/oder einer Verkehrszentrale implementiert sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:
Fig. 1 als einzige Figur schematisch ein sich in einem Verkehrsnetz bewegendes Fahrzeug mit einem Endgerät, welches Daten an eine
Zentrale übermittelt.
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einem erfindungsgemäßen Endgerät 2, welches Ortsdaten (GPS 13), die vom Fahrzeug 1 gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit v und zurückgelegte Strecke s, die Außentemperatur T (am Fahrzeug 1 ) und die Zeit t (durch eine digitale Uhr etc. im Endgerät oder Fahrzeug) erfaßt. Das Fahrzeug 1 bewegt sich in einem hier auszugsweise dargestellten Verkehrsnetz mit u.a. einer Autobahn A8 sowie Bundesstraßen B300, B17 unter zeitlich (t) aufeinanderfolgendem Durchlaufen seiner Fahrzeugorte x1 (t1 ), x2 (t2), x3 (t3), x4 (t4), x5 (t5) zu Zeitpunkten t1 bis t5. Vom Endgerät 2 sollen Orte x1 bis x5 usw. des Endgerätes zu bestimmten Zeiten t1 bis t5 betreffende Ortsdaten sowie vom Endgerät gemessene Meßdaten an die Verkehrszentrale 4 übertragen werden, wo Verkehrsdaten einer Vielzahl von Fahrzeugen und ggf. weitere Daten (beispielsweise von stationären Detektoren im Verkehrsnetz) zur Verkehrserfassung, Verkehrsprognose und/oder Einzelfahrzeugnavigation verwendet werden können. Die Übertragung 7, 8, 9 von Ortsdaten bzw. 10 von Meßdaten vom Endgerät 2 an die Zentrale 4 erfolgt per Funk, hier per Mobiifunk (Antenne 18 des Endgerätes 2, Antenne 5 der Verkehrszentrale 4). Dabei wird hier zur Übertragung 7, 8, 9, 10 ein digitales Datenformat, nämlich ein Mobilfunk-Kurznachrichtenformat (GSM-SMS) verwendet.
Zur Optimierung der anfallenden Telekommunikationskosten bei der Übertragung 7, 8, 9, 10 werden hier Ortsdaten und Meßdaten getrennt behandelt.
Dabei können Daten im Endgerät 2 sowohl für einen Datensatz mit Ortsdaten wie auch für einen Datensatz mit Meßdaten verwendet werden. Dies kann insbesondere für zur
Referenzierung von Ortsdaten und/oder Meßdaten verwendete Referenzierungsdaten gelten. Referenzierungsdaten können die Zeit und/oder den Ort, weiche Ortsdaten und/oder Meßdaten betreffen, referenzieren. Ein Ort kann dabei als Ortspunkt oder als Ortsbereich (x1 , x2) angegeben werden; eine Zeit kann als Zeitpunkt t1 oder Zeitspanne t1 , t5 dargestellt sein. Die Referenzierung von Ortsdaten und Meßdaten dient der Ermöglichung der Zuordnung von Ortsdaten x1 bis x5 und Meßdaten v1 .. v5, T1 (t1) usw. in der Verkehrszentrale 4.
Somit werden Daten einem oder beiden von zwei Datencontainern zugeordnet. Ein Datencontainer ist für den Ort des Endgerätes zu verschiedenen Zeiten implizierende
Ortsdaten vorgesehen; ein zweiter Container ist für sonstige Meßdaten des Endgerätes implizierende Meßdaten, insbesondere Geschwindigkeiten, Temperaturen, Reisezeiten usw. vorgesehen.
Im Endgerät 2 können Ortsdaten und/oder Meßdaten evtl. vor der Übertragung (7 bis
10) weiterverarbeitet werden.
Vor der Übertragung 7 bis 10 vom Endgerät 2 an die Zentrale 4 erfolgt eine Entflechtung von Daten zu nur Ortsdaten betreffenden Datensätzen (oder Container 1 ) und zu Meßdaten betreffenden Datensätzen. Insbesondere Ortsdaten und/oder
Zeitdaten können evtl. beiden Datensätzen zugeordnet sein. Ferner können bei der Übertragung 7 bis 10 evtl. noch weitere Daten wie Bezeichnung des Fahrzeugtyps etc. mit übertragen werden. Für nur Ortsdaten betreffende Datensätze 11 bis 13 und für Meßdaten betreffende Datensätze 14 können unterschiedliche Kriterien für das Veranlassen einer Übertragung 7 bis 10 definiert sein.
Zu Ortsdatensätzen kann beispielsweise definiert sein, daß eine Übertragung erfolgt, wenn der aktuelle Ort x1 einem im Endgerät 2 vorgegebenen Ort y1 mit hinreichender Genauigkeit entspricht. Ein derartiger im Endgerät vorgegebener interessierender Ort kann insbesondere der Anfang y1 einer Autobahn A8 oder der Ort einer Abzweigung y4 einer Bundesstraße B300 von einer Autobahn A8 oder dergleichen sein. Stattdessen oder zusätzlich kann vorgegeben werden, daß ein Endgerät 2 eine
Übertragung veranlaßt, wenn sich die Fahrtrichtung des Endgerätes 2 bzw. des Fahrzeuges 1 ändert; die Fahrtrichtungsänderung kann durch fortlaufende Endgeräte- seitige Auswertungen von GPS-Daten 3 und/oder durch einen Lenkradeinschlag von bei der erwarteten Geschwindigkeit auf der Autobahn A8 vorgegebenem Ausmaß sein, wobei hierzu evtl. noch eine digitale Karte im Endgerät 2 zur Überprüfung dahingehend eingesetzt werden kann, ob hier eine Kurve auf der vom Endgerät 2 der Zeit befahrenen Straße A8 vorliegt oder/und ob eine Abfahrtmöglichkeit, Autobahnraststätte etc. vorliegt. Ferner ist, wenn das Fahrzeug nicht aus anderen Gründen zur Angabe seiner Ortsposition veranlaßt wird, überdies auch eine Veranlassung zur Übertragung nach bestimmten Zeit- und/oder Ortsintervallen möglich.
Wenn Ortsdaten x1 , x4, x5, welche vom Fahrzeug 1 bzw. Endgerät 2 an eine Zentrale 4 zur Ortsbestimmung übermittelt werden, kann in der Zentrale 4 der Weg des Endgerätes 2 in einer digitalen Karte 15 bestimmt werden. Hierbei können durch
Plausibilitätsprüfungen Ungenauigkeiten oder Lücken in der Feststellung des Ortes des Endgerätes 2 mit Hilfe der Karte 5 ergänzt werden. Beispielsweise kann der wahrscheinlichste Weg eines Endgerätes 2 zwischen zwei der Zentrale 4 bekannten Punkten x1 , x5 aufgrund von hierzwischen verlaufenden Straßen bestimmt werden. Insbesondere können unterschiedliche räumliche und/oder zeitliche
Interpolationsverfahren mit den der Zentrale übermittelten Daten x1 (t1 ), x4 (t4), x5 (t5) durchgeführt werden.
Ferner werden vom Endgerät 2 unterschiedliche Meßdaten wie Geschwindigkeiten, Temperaturen, Reisezeiten zwischen zwei Punkten usw. erfaßt werden. Für die Auslösung der Übertragung eines Datensatzes mit Meßdaten können im Endgerät 2 unterschiedliche Vorgaben alternativ oder nebeneinander implementiert sein. Beispielsweise kann eine Übertragung von Reisezeiten erfolgen, wenn zwischen zwei vorgegebenen Punkten y1 , y4 die tatsächliche Reisezeit des Endgerätes t4 - 11 über einem im Endgerät 2 gespeicherten vorgegebenen Wert liegt. Ferner kann eine
Übertragung vom Endgerät an die Zentrale ausgelöst werden, wenn die Geschwindigkeit des Endgerätes 2, evtl. abhängig vom Fahrzeug-1-Typ, unterhalb oder oberhalb eines von evtl. mehreren im Endgerät 2 vorgegebenen Schwellwerten liegt. Auch kann eine Übertragung bei einer vorgegebenen Temperatur, beispielsweise des Gefrierpunktes oder einer oberhalb des Gefrierpunktes liegenden Temperatur, ausgelöst werden.
In der Zentrale 4 erfolgt eine Zuordnung von vom Endgerät 2 erfaßten, als Datensatz 14 übertragenen Meßdaten (Geschwindigkeiten, Reisezeiten, Temperaturen usw.) zu Positionen in der digitalen Karte 15 in der Zentrale 4. Wenn in einem Datensatz 14 mit
Meßdaten zu jedem Meßdatum der vom Endgerät 2 erfaßte (GPS 3) Ort x1 bis x5 etc. mit angegeben und übertragen wird, ist in der Zentrale 4 eine direkte Zuordnung zu Positionen in der Karte 15 möglich. Ferner ist eine Zuordnung aufgrund von zu einzelnen Meßdaten übermittelten Zeiten unter Berücksichtigung der Route, also Orte x1 , x4, x5 des Fahrzeuges 1 möglich. Damit können Meßdaten bestimmten Orten x1 bis x5 auf der Route des Fahrzeuges 1 der digitalen Karte 15 zugeordnet werden. Wenn Meßdaten in einem Meßdatensatz 14 in der Zentrale 4 zur Zuordnung oder zur Kontrolle der Zuordnung zu Positionen in der digitalen Karte 15 mit dem von einem Fahrzeug 1 zurückgelegten Weg x1 , x4, x5 verglichen werden, ist es zweckmäßig, wenn zu jedem Ortsdatensatz 1 1 , 12, 13 und zu Meßdatensätzen 14 auch eine
Fahrzeugidentifikation übertragen wird, um so eine Zuordnung der Meßdatensätze zu Ortsdatensätzen in der Zentrale 4 für ein spezielles Fahrzeug 1 zu ermöglichen; die Identifikation kann beispielsweise in einer Mobilfunknummer (5) des Endgerätes oder einer virtuellen Nummer bestehen.
Zur Ergänzung wird im folgenden ein Beispiel einer Rekonstruktions eines Fahrweges und Fahrverhaltens eines Fahrzeuges aufgrund übertragener Daten erläutert. 1 Problemstellung
Ausgangspunkt des Rekonstruktionsproblems ist eine diskrete Folge
PRH = (PR,) 1 = 1 >..N
von punktbezogenen Fahrwegstützstellen (Position Report History, PRH) sowie eine räumlich und zeitlich dazu passende diskrete Folge
SRH
(S R.) Jj == 11 ...M von streckenbezogenen Fahrprofilstützstellen (Section Report History, SRH). Fahrweg- bzw. Fahrprofilstütizstellen verfügen über die in der nachfolgenden Tabelle spezifizierten Attribute1.
Tabelle 1 : Attribute von Fahrweg- und Fahrprofilstützstellen
1 Es sind nur diejenigen Attribute aufgeführt, die für die hier vorgestellte Losung des Rekonstruktionsproblems relevant sind.
Tabelle 1 : Attribute von Fahrweg- und Fahrprofilstützstellen
Die beiden Folgen PRH, SRH sind bzgl. des Attributs Time Stamp ihrer Folgenglieder PRj, SRj in zeitlich absteigender Reihenfolge indiziert
T (PRi + 1) < T (PR,) ,
Die Abbildung 1 illustriert das Rekonstruktionsproblem anhand einer Beschreibung des Originalfahrwegs (λ(s), φ(s)) (geographische Länge und Breite) in Form von fünf Fahrwegstülz- stellen PR-, PR5 und einer Beschreibung des Fahrprofils F (s) = f (λ(s), φ (s)) in Form von vier Fahrprofilabschnitten SR-,, ...,SR4.
Abbildung 1: Illustration des Rekonstruktionsproblems
Als Bahnparameter auf dem Originalfahrweg fungiert der Abstand s der Bahnpunkte vom Ende des Fahrwegs entlang des Fahrwegs entgegen der Fahrrichtung. Für den Wertebereich dieses Bahnparameters gilt bzgl. des Fahrwegs s e [0,LW] ,
Lw = S(PRN) .
Und bzgl. des Fahrprofils gilt se[0,Lp],
Die Profilabschnitte reihen sich entlang des Fahrwegs lückenlos aneinander an, d.h. es gilt
S(SR ,) +ΔSCSRJ) = S(SR),j = 2...M.
Die einzelnen Fahrprofilabschnitte charakterisieren das Fahrprofil anhand des Mittelwerfe1 F. der Profilmesswerte {F(s)|se [S(SR,),S(SR) -ΔS(SR)]} .
1 Es kann sich dabei auch um mehrere Fahrprofildaten handeln, die unabhängig voneinander sind und die sich zu einem Vektorfeld F (s) zusammenfassen lassen. Unter einer Rekonstruktion, d.h. einer Lösung des Rekonstruktionsproblems, wird eine Folge von Streckenelementen der vorgegebenen Darstellung des Straßennetzes verstanden, die bestmöglich den durch die PRH beschriebenen Fahrweg und das durch die SRH beschriebene Fahrprofil auf das Straßennetz abbilden.
Streckenelemente, die Bestandteil einer Rekonstruktion sind, verfügen über Werte für die folgenden Attribute.
Die statischen Attribute entstammen der Netzbeschreibung (wo-Frage); die dynamischen Attr- bute dienen dem Herstellen eines Zeitbezugs (wann-Frage) und Zuordnung von Profildaten (wie-Frage) für die Streckenelemente. Die Folge R ist bzgl. des Attributs Time Stamp ihrer Folgenglieder SEk in zeitlich absteigender Reihenfolge sortiert, d.h. es gilt
T (SEk + 1) < T (SEk) ,k= 1 ... (A- 1) .
2 Rekonstruktionsrelationen
In diesem Abschnitt werden einige generelle Relationen definiert, die die Grundlage für die Lösung des Rekonstruktionsproblems bilden (Rekonstruktionsrelationen). Zielsetzung ist es, die dynamischen Attribute der Folgenglieder SEk e R der Rekonstruktion als Werte von geeignet hintereinandergeschalteten Rekonstruktionsrelationen auszudrücken. 2.1 Zeitinterpoiationsabbildung T
Die Zeitinterpoiationsabbildung T(s) stellt eine kontinuierliche Interpolation bzgl. aller diskreten Zeitangaben aus der PRH und SRH dar, d.h. jedem Punkts e [θ,Max(Lw,Lp)] auf dem Originalfahrweg wird eine Approximation T(s) für den Zeitpunkt zugeordnet, zu dem der Punkt vom Floating Car passiert wurde. Bezeichnet
'V| = 1...(N + M) ' t,e {T(PR,)|h* 1...N} υ {T(SR,)|j= 1... } , t| + 1 ≤tl die in zeitlich absteigender Reihenfolge indizierte Folge von Zeitstempeln derPR, e PRH sowie SR, e SRH und bezeichnet
S|)|= 1...(N + M) '
,e {S(PR,)|i= 1...N} u {S(SRj)|j= 1...M}, l + 1 ≤ Sl die Folge der zugehörigen Werte des Bahnparameters s, dann hat T(s) die Randbedingungen T(s,) = t,,l= 1...(N + M)
zu erfüllen. Darüber hinaus ist T(s) modellabhängig. Die einfachste Zeitinterpoiationsabbildung interpoliert zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeitstempeln t,,t( + 1 linear (konstante
Geschwindigkeit) und läßt sich abschnittsweise wie folgt definieren:
T(s) = α. + ß,-s,s,≤s<s| + 1,l= 1...(N + M-1) , tιsι+ι~^ιtι + 1 bl + 1 sl
bl + 1 sι
Diese Zeitinterpoiationsabbildung ist in der nachfolgenden Abbildung illustriert
Abbildung 2: Illustration der Zeitinterpoiationsabbildung T(s)
2.2 Profilinterpolationsabbildung F
Die Profilinterpolation F(s) stellt eine kontinuierliche Interpolation bzgl. der diskreten Fahrprofil daten {F (SR ) |j = 1...M} dar, d.h. jedem Punkt s e [0,LP] des Originalfahrwegs wird eine Approximation F(s) für den Wert zugeordnet, den das Originalfahrprofil an diesem Punkt besitzt.
F(s) ist wie T(s) modellabhängig; die einfachste Profilinterpolationsabbildung interpoliert stufan- funktionsartig, d.h. ist abschnittsweise wie folgt definiert:
F (s) = FJ, sJ _ 1 < s < sJ, j= 1 ...M , Fj = F (SR > .
Diese Profilinterpolationsabbildung ist in der nachfolgenden Abbildung illustriert
Abbildung 3: Illustration der Profilinterpolationsabbildung F(s)
ERSATZBUTT (REGEL 26) 2.3 Projektionsrelation P
Die Projektionsrelation P ist eine Folge geordneter Paare
(PR0' SEc) . die den Elementen PR _ PRH Streckenelemente SE aus der Menge NB der Netzdarstellungselemente zuordnet. Zwischen einem PR e PRH und einem SE e NB besteht eine Projektionsbeziehung, falls eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllt ist
P1 : Die durch PR beschriebene Geoposition erfüllt die Projektionskriterien, d.h. sie kann auf das Streckenelement SE projiziert werden (stützendes Streckenelement)
P2: Keine der Geopositionen aus den PR ε PRH erfüllt die Projektionskriterien in Bezug auf das Streckenelement SE, letzteres ist aber Bestandteil des rekonstruierten Fahrwegs. Es steht dann derjenige PR <= PRH in einer Projektionsrelation mit dem SE, der vom Anfang des SE den geringsten positiven Zeitabstand in Richtung der Durchfahrung des SE gesehen aufweist (inteF polierendes Streckenelement).
Paare (PR.SE) e p , für die die Bedingung P1 (P2) erfüllt ist (die Bedingungen P1 ,P2 schließen sich gegenseitig aus), werden durch das Attribut projiziert= true (false) gekennzeichnet und erhalten darüber hinaus (keine) eine Angabe zum Abstand, den die durch den PR beschriebenen Geoposition vom Anfang des SE (in Richtung der Durchfahrung gesehen) nach Projektion auf das Streckenelement besitzt
Die Folge P (pc)c= 1 c ist gemäß des Attributs Time Stamp der Bestandteile (PR.SE) ihrer
Folgenglieder in zeitlich absteigender Reihenfolge sortiert. Die Spezifikation der Projektionskriterien und des Algorithmus, der die Projektionsrelation für eine PRH und eine SRH etabliert, sind nicht Gegenstand dieses Dokumentes.
In der nachfolgenden Tabelle ist die Projektionsrelation für das Beispiel aus Abbildung 1 dargestellt.
Tabelle 3: Projektionsrelation für das Beispiel aus Abbildung 1
Tabelle 3: Projektionsrelation für das Beispiel aus Abbildung 1
Wie dieses Beispiel zeigt, kann eine Projektionsrelation P einem Streckenelement mehrere Position Reports und umgekehrt einem Position Report mehrere Streckenelemente zuordnen.
2.4 ZTA-Relation
Die ZTA-Relation (ZTA steht für „zusammenhängende Teilstrecke mit Aufpunkt") ist eine Menge von Teilfolgen der Projektionsrelation P
ZTA {ZTAJZ = 1...Z} ,
ZTAZ= (pz,r)r=1 Rz,
Pz,r = (PRz,r.SE2 r)ep,
die die folgenden ZTA-Kriterien erfüllt:
ZTA1: Jede Teilfolge ZTAZ e ZTA ist für sich bzgl. des Attributs Time Stamp ihrer Folgenglieder PZ,Γ = (pR z,.-SE 2,r) in zeitlich absteigender Reihenfolge indiziert, d.h. fürPRz r+1 ≠PRZ r gilt T(SEzr+1) <T(SEZ r) undfürsEzr+1≠SEzr gilt T(SEZ r+1) <T(SEzr) . Darüber hinaus sind die Teilfolgen ZTAZ e ZTA unter sich ebenfalls in zeitlich absteigender Reihenfolge indiziert.
ZTA2: Die Folge der Streckenelemente SE2 r einer Teilfolge ZTAZ e ZTA bilden eine zusammenhängende Teilstrecke der Fahrwegrekonstruktion, d.h. fürsεz r+1 ≠SEZ r gilt λa(SEz r) = λe(SEz r+1),r = 1...(RZ-1) , a(SEz,r) = Φe(SEz.r + l)'r = 1-(RZ-1) -
ZTA3: Für jede Teilfoige ZTAZ e ZTA existiert mindestens eine Projektionsrelation Pz,r = (pRz,r' SEz,r) e ZTA z deren Attribut projiziert den Wert true besitzt
Die ZTA-Kriterien bedeuten anschaulich, das die geordneten Paare pz r = (PRZ r,SEz r) e ZTAZ enthaltenen Streckenelemente SEZ r jeder Teilfolge eine zusammenhängende Teilstrecke bilden und zumindest ein PRZ r auf ein Streckenelement projiziert werden konnte. Dasjenige Paar p2 r = (PRZ Γ,SEZ r) s ZTAZ jeder Teilfolge ZTAZ e ZTA , für das die Bedingung ZTA3 im Sinne der zeitlichen Durchfahrung erstmalig erfüllt ist, wird auch alsAufpunktprojektion bezeichnet.
Die ZTA-Folge enthält diejenigen Teilfolgen der Projektionsrelation, für die Zeitbezüge hergestellt werden können. Dies wird an dem Beispiel aus Abbildung 1 deutlich: Zwischen den Strek kenelementen 2/3 und zwischen den Streckenelementen 4/5 liegen (ein oder mehrere) sogenannte Fehlsegmente, d.h. die Projektionsrelation P zerfällt in drei Teilfolgen, von denen zwei die ZTA-Kriterien erfüllen ZTA = {ZTA1 ; ZTA2} ,
ZTA1 = ( (PR^SE,) , (PR2,SE2) ) ,
ZTA2= ( (PR3,SE5) , (PR4,SE5) , (PR4,SE6) , (PR5,SE7) ) .
Auf der zusammenhängenden Teilstrecke, die aus den Streckenelementen 3 und 4 besteht, kann kein Zeitbezug hergestellt werden, da der räumliche Abstand dieser Streckenelemente von der nächsten Fahrwegstützstelle, die in einer Projektionsrelation mit dem Attribut projiziert gleich true steht (PR2), unbekannt ist.
2.5 Fahrwegrekonstruktionsrelation FWR
Die Fahrwegrekonstruktionsrelation FWR entsteht aus der ZTA-Relation, indem für jede Teilfolge ZTAZ e ZTA die Streckenelemente SEZ r aus den geordneten Paaren
Pz r = (PRz, rSEz, r) e ZTAz ZU einer Fθl9e FWRZ = (SEz f) f = 1 F∑
zusammengefaßt werden, wobei paarweise gleiche Streckenelemente nur einmal berücksichtigt werden, d.h.
SEz f + 1 ≠ SEz f,z= 1...Z,f= 1... (FZ- 1) .
Die Fahrwegrekonstruktion FWR ist die Zusammenfassung aller Teilfolgen FWRZ , d.h.
FWR= (FWR z.)/ z = Λ 1 ...Z , .
Die Streckenelemente der Fahrwegrekonstruktion FWR bilden die Rekonstruktion des Fahrwegs der FCDGM und stellen die Antwort auf die wo-Frage des Rekonstruktionsproblems dar (Lokalisierung im engeren Sinne).
Die Fahrwegrekonstruktion für das Beispiel aus Abbildung 1 lautet
FWR= (FWR,, FWR2) , FWR, = (SE^ SE.,) , FWR2 = (SE5, SE6,SE7) .
2.6 Punktrekonstruktionsabbildung S(t)
Die Punktrekonstruktionsabbildung S(t) ordnet jedem Punkt auf der Fahrwegrekonstruktion FWR einen Punkt auf dem Originalfahrweg zu.
Zum Referenzieren der Punkte auf dem Originalfahrweg wird der Bahnparameter s verwendet. Zum Referenzieren der Punkte auf den zusammenhängenden Teilstrecken FWRZ e FWR der
Fahrwegrekonstruktion wird auf jeder Teilstrecke der Bahnparameter t eingeführt, der den Abstand eines Punktes auf der Teilstrecke FWR vom Ende der Teilstrecke FWRZ entgegen der zeitlichen Durchfahrung angibt (siehe Abbildung 1 ). Die Punktrekonstruktionsabbildung zerfällt damit in eine Familie (Sz(t)) 1 von Punktrekonstruktionsabbildungen mit spezifischem
Wertebereich für den Bahnparameter t: s = Sz (t) , t e [0, 1^, ] ,
w = Σ z L (SEz f) , SEz f e FWR z.
Die Punktrekonstruktionsabbildung S(t) ist grundsätzlich modellabhängig. Die folgenden Bedingungen führen auf eine Familie (Sz (t))z= 1 von eindeutigen, einfachen Punktrekonstruktionsabbildungen:
PRA1 : Die Abbildungen (Sz(t)) 1 _ sind abstandstreu, d.h. zwei Punkte t2 v tz 2 auf dem rekonstruierten Fahrweg, die entlang des rekonstruierten Fahrwegs den Abstand Δtz, i2 = ^"tzr i voneinander aufweisen, sollen auf zwei Punkte z 1, sz 2 auf dem Originalfahrweg abgebildet werden, die entlang des Originalfahrwegs denselben Abstand ΔS12 = s2-s..= Δtz 12 voneinander aufweisen.
PRA2: Die Bahnparameter sz e = S (PRZ e), e= 1...EZ derjenigen PRZ e , die Bestandteil der speziellen geordneten Paare pz e = (PRZ Θ,SEZ θ) e ZTAZ einer Teilfolge ZTAZ 6 ZTA mit projiziert (pz e)= true sind, sollen durch die Punktrekonstruktionsabbildung (Sz(t))z_ 1 möglichst genau abgebildet werden (gemäß den ZTA-Kriterien gilt Ez> 1 ). Quantitativ bedeutet dies, daß die Abweichungen
zu minimieren sind. Die Größen tz e,e= 1...EZ bezeichnen den Wert des Bahnparameters t für die PRZ e und ergeben sich aus der Definition des Bahnparameters t sowie dem Attribut xz β= Abstand (pz e) wie folgt:
t2, e= ( {'Σg = 1 L(SEz e) } -xz
Die Summe wird über alle Projektionen pz g = (PRZ g,SEz ) e ZTAZ mit Index g < e geführt, wobei der Strich an dem Summenzeichen bedeutet, daß paarweise gleiche Streckenelemente SEZ e nur einmal berücksichtigt werden.
Die Bedingung PRA1 erzwingt einen linearen Ansatz mit Steigung 1 für die Familie (Sz (t))z= , der Punktrekonstruktionsabbildungen, d.h. :
sz (t) = γz + t, t E [θ,LWz] .
Die Bedingung PRA2 stellt ein Extremwertprobiem dar, dessen Lösung eine Bestimmung der Achsenabschnitte γz erlaubt. Die Lösung des Extremwertproblems ist äquivalent zur Bestimmung des absoluten Minimums der Funktion
ERSATZBLAπ (REGEL 26)
Die notwendige Bedingung für das Vorliegen eines Minimums ist, daß die erste Ableitung
dH
(γ7): 2∑' {Yz-(sz z,e e-t: )} dY, eine Nullstelle bzgl. besitzt. Dies ist der Fall für
∑e z =1 {s2,e-t2e}
Aufgrund der Beziehung
2 H '(γzz) = 2-Ez>0 dγ.
handelt es sich bei dem ermittelten γz tatsächlich um ein Minimum.
Das Extremwertproblem zur Bestimmung der Familie (Sz(t))z_ 1 von Punktrekonstruktionsabbildungen s (t) ist in der nachfolgenden Abbildung illustriert.
Abbildung 4: Illustration der Punktrekonstruktionsabbildungen (Sz(t))z= 1 ...
Die Punktrekonstruktionsabbildungen für das Beispiel aus Abbildung 1 lauten
S.,(t) = γ1+t,te[0,LWι],
ERSATZBLAπ (REGEL 26) mit den Parametern
LWι = L(SE1)+L(SE2), Wj= L(SE5)+L(SE6)+L(SE7),
Y1 = S(PR1)-t1 1 ?
(S(PR3)-t21) + (S(PR4)-t22) 1_- 2 ' t1f1 = L(SE1)-x1, t21 = L(SE5)-x5, t22 = L(SE5)-x6.
Die Größen χ1;χ5,χ6 sind in Tabelle 3 definiert.
3 Aufbau der Rekonstruktion aus den Rekonstruktionsrelationen
In den nachfolgenden Unterabschnitten wird gezeigt, wie die dynamischen Attribute der Strek- kenelemente SE2 f e FWR2 ε FWR , die Bestandteil der Teilstrecken FWRZ der Fahrwegrekonstruktion FWR sind, durch geeignetes Hintereinanderschalten von Rekonstruktionsrelationen ausgedrückt werden können.
3.1 Ankunftzeit
Die Ankunftzeit für die Streckenelemente SEZ . FWRZ ε FWR aus den Teilstrecken FWRZ der Fahrwegrekonstruktion FWR ergibt sich durch Hintereinanderschalten der Punktrekonstruktionsrelation sz(t) und der Zeitinterpoiationsabbildung T(s):
T(SEzf) =T(sA z,f),f = 1...Fz,z= 1...Z, sA z,f = sz(tA z,f), f = ∑g = 1L(SEzg),SEzg6FWRz.
Liegt der Wert sA Zjt außerhalb des Wertebereichs [O.Ma^.Lp)] für den Bahnparameter s, dann ist das betrachtete Streckenelement als Bestandteil der Rekonstruktion zu verwerfen.
3.2 Travel Time
Die Travel Time für die Streckenelemente SEZ f e FWRZ e FWR aus den Teilstrecken FWRZ der Fahrwegrekonstruktion FWR kann (abgesehen vom Streckenelement SEZ 1 ) wie folgt aus den Ankunftzeiten abgeleitet werden: TT(SE2 f) = T(SE2 f_1)-T(SEz f),f= 2...FZ,
TT(SEz 1) = T(γ2)-T(SEz 1) .
Die Größe T(γz) bezeichnet den Wert der Zeitinterpoiationsabbildung T(s) fürs = sz(t= 0) = γz.
3.3 Section Data Item
Der räumliche Mittelwert Fz f des Fahrprofils für die Streckenelemente SE2 f s FWRZ ε FWR aus den Teilstrecken FWRZ der Fahrwegrekonstruktion FWR ergibt sich durch Hintereinanderschalten der Punktrekonstruktionsrelation sz(t) und der Fahrprofilinterpolation F(s):
, = ∑' L .(,S-EzZ,jgg)),,SSLEZ gεFWRz g = ι z.ιg
Bemerkung: Das Section Data Item „Mittlere Geschwindigkeit" kann durch Quotientenbildung der Länge des Streckenelementes und der Travel Time gewonnen werden
ERSATZBUTT (REGEL 26)

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Übertragung von von einem Endgerät (2), insbesondere von einem Telematikendgerät für ein Fahrzeug (1 ), erfaßten, den Ort (x1 (t1), x4 (t4), x5 (t5)) des Endgerätes (2) in einem
Verkehrsnetz (A8, B17, B300) zu jeweils einem Zeitpunkt (t1, t4, t5) implizierenden Ortsdaten (x1 , x4, x5) und von weitere Eigenschaften (v, Reisezeiten, T) des Verkehrsnetzes an einem Ort (x1 , x2, x3, χ4, x5) und/oder zu einer Zeit (t1 , t2, t3, t4, t5, t1 bis t2) implizierenden Meßdaten an eine Verkehrszentrale (4), wobei zumindest einige der vom Endgerät (2) an die Verkehrszentrale (4) übertragenen Datensätze (11 , 12, 13) nur Ortsdaten (x1 (t1), x4 (t4), x5 (t5)) enthalten und wobei einige der vom Endgerät an die Verkehrszentrale übertragenen (10) Datensätze (14) Meßdaten enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß Datensätze (11 bis 13 und 14) eine unterschiedliche, insbesondere durch den Umfang der zu übertragenden Daten bestimmte Datensatzlänge aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ortsdaten-Datensätze und Meßdaten-Datensätze unterschiedliche Orts- und/oder Zeitreferenzierungen aufweisen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzierung eines Datensatzes (1 1 ) mit nur Ortsdaten (x3) durch einen Ort (x3) oder einen Ortsbereich (x1 , x5) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzierung eines Datensatzes (1 1 bis 14) durch einen Zeitpunkt (t1 ) und/oder eine Zeit (t1 bis t5) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzierung von übertragenen Datensätzen (11 bis 14) zu Positionen in einer digitalen Karte des Verkehrsnetzes in der Zentrale (4) erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung per Funk, insbesondere Mobilfunk (18, 6), erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragung von Daten, insbesondere Meßdaten, bei Auftreten eines
Ereignisses einer vorgebbaren Art ausgelöst wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung eines Datensatzes, insbesondere eines Ortsdaten- Datensatzes (11 bis 13) beim Passieren eines vorgebbaren Ortes (y1 ; y4) durch das Endgerät (x1 ; x4) erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragung von Daten, insbesondere Ortsdaten, bei einer Richtungsänderung des Endgerätes (2), insbesondere in vorgebbarem Ausmaß oder bei NichtVorhandensein einer Kurve in einer digitalen Karte im Endgerät am Ort der Richtungsänderung, erfolgt.
1 1. Verfahren zur Kompression von Ortsdaten und Meßdaten, insbesondere für die nachfolgende Übertragung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ortsdaten und Meßdaten voneinander getrennt nach unterschiedlichen
Kompressionsverfahren komprimiert werden. ■ 23 .
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kompression eine Redundanzreduktion von Daten, insbesondere auf Ganglinien für Tages-, Wochen- oder Jahresverläufe, umfaßt.
13. Endgerät mit einem Programm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Prozessor zum Abarbeiten des Programms, mit einem Speicher für das Programm, mit einem Kommunikationsmodul (5) zum Informieren (7 bis 9) einer Verkehrszentrale (4).
14. Endgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es eine GPS-Positionserfassungseinrichtung (13) aufweist.
15. Endgerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß es eine digitale Karte (3) aufweist.
16. Endgerät (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es Sensoren oder Dateneingänge von Sensoren eines Fahrzeuges (1) aufweist, von welchen Daten zur Fahrzeuggeschwindigkeit (v) und/oder vom Fahrzeug (1) zurückgelegten Strecke (s) und/oder Position (x3) und/oder Außentemperatur und/oder Zeit (t) erfaßt werden.
17. Verkehrszentrale mit einem Programm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem Speicher für das Programm, mit einem Prozessor zum Abarbeiten des Programms, mit einem Kommunikationsmodul (6) zum Empfang von Informationen (1 1 bis 14) von mindestens einem Endgerät (2) in einem Fahrzeug (1).
18. Verkehrszentrale nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine digitale Karte (5) eines Verkehrsnetzes aufweist.
19. Verkehrszentrale nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Speicher für von Fahrzeugen (1 ) übertragene Datensätze (1 1 bis 14) aufweist.
EP97952724A 1996-12-09 1997-12-08 Verfahren zur übertragung von ortsdaten und messdaten von einem endgerät, insbesondere telematikendgerät an eine verkehrszentrale Expired - Lifetime EP0943137B1 (de)

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