WO1998024080A1 - Verfahren zur ermittlung von fahrtroutendaten - Google Patents

Verfahren zur ermittlung von fahrtroutendaten

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WO1998024080A1
WO1998024080A1 PCT/DE1997/002819 DE9702819W WO9824080A1 WO 1998024080 A1 WO1998024080 A1 WO 1998024080A1 DE 9702819 W DE9702819 W DE 9702819W WO 9824080 A1 WO9824080 A1 WO 9824080A1
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WO
WIPO (PCT)
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traffic
route
dynamic parameters
routes
parameters
Prior art date
Application number
PCT/DE1997/002819
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English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Schulz
Christel Sievers
Uwe Albrecht
Karlheinz Schlottbom
Original Assignee
Mannesmann Ag
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Publication date
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Priority to AT97953607T priority patent/ATE203613T1/de
Priority to DE59704147T priority patent/DE59704147D1/de
Publication of WO1998024080A1 publication Critical patent/WO1998024080A1/de

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    • G08G1/096811—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where the transmitted instructions are used to compute a route where the route is computed offboard
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    • G08G1/096844—Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where different aspects are considered when computing the route where the complete route is dynamically recomputed based on new data

Definitions

  • the invention relates to a method for determining travel route data according to the preamble of patent claim 1.
  • traffic routes are managed in segments in a central control center in a digital map, in particular a digital road map, each segment representing a traffic route between two nodes, which can be intersections, junctions or the like, and is described by static or dynamic parameters.
  • Parameters essentially include structural features of the traffic route, such as the type of road, the condition of the road, the number of lanes, permissible speed and attributes such as winding, steep inclines or descents.
  • stationary sensors such as the number of vehicles passing a segment per unit of time and their speed, are recorded.
  • the dynamic parameters can be supplemented by weather information and temporary restrictions, such as construction sites.
  • weather information and temporary restrictions such as construction sites.
  • predictions of the upcoming traffic situation in each segment can be derived in a known manner via fundamental diagrams, which form the basis for the route guidance of vehicles.
  • the prognosis obtained in this way is due to the lack that a determined travel time along a plurality of segments can be used to determine a required travel time based on the actual and forecast traffic data available in the control center, but the targeted vehicle remains at the specified route even with unforeseeable, disabling Events.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method of the generic type which can take into account current dynamic parameters and is nevertheless controllable with simple computational means. It should not only be suitable for planning travel routes and for guiding vehicles along planned travel routes, but also for forecasting activities such as planning traffic routes or evaluating planned travel routes (determining the expected travel time).
  • Section of the route currently possible or average speed preferably obtained by measurements which are recorded by means of measuring devices arranged in vehicles, the vehicles floating in traffic (floating cars).
  • data from measuring devices installed on the roadside can also be used.
  • this ensures that the traffic data is up to date, and the route guidance of vehicles based thereon can be adapted more quickly to the actual traffic data. This means that the response time from the occurrence of a traffic-restricting event through its detection to the distribution of route guidance information to vehicles that are moving towards the traffic restrictions is minimal.
  • Realistic assessments of planned travel routes can be carried out, in particular making relatively reliable statements about the expected travel time, extrapolated data based on current traffic data and / or data taken from an experience database can be used as input data.
  • the method according to the invention can be used very well in the sense of a simulation model, for example in order to create traffic forecasts for traffic route planning.
  • the invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments.
  • the invention is based on a digital map held in a central control center and containing static and dynamic maps for the traffic routes detected
  • the static parameters include at least structural features of the individual traffic routes, such as the number of lanes, inclines / slopes and road type. It is characteristic of the invention that the route data are determined on the basis of the relevant dynamic parameters, the dynamic parameters being used only once for specifying start values are derived from the structural features and from then on are continuously adapted to the real conditions of the respective route sections of the traffic routes with reliable availability of dynamic data regardless of static parameters.
  • the dynamic parameters include at least a guide value and a load function of the associated traffic route (i.e. of the specific section of road under consideration).
  • the guide value represents a measure of the possible speed in the selected traffic route and is preferably formed from the average speed of the vehicles in the respective route section.
  • Alternative forms of presentation such as the average time traveled, time per km or the like, are of course within the scope of the disclosure.
  • the load for example the number of vehicles, on the section of a traffic route under consideration will influence the possible speed.
  • the dependence of the conductance on the load is shown by a
  • the load function is the essential classification feature of a traffic route, for example in the context of the route guidance of vehicles according to the invention, since it determines the characteristic value of the current load, which is relevant to the decision, for a particular traffic route.
  • the load data can come from current information as well as from extrapolated or simulated data or from an experience database, so that in particular forecasts about future traffic developments are possible. Future guideline values can also be determined, e.g. To forecast travel times for a specific planned route.
  • the use of a load function always provides a dynamic description of the traffic characteristics.
  • the load function is appropriately described as an approximation function.
  • the route sections in the digital map in a computer in the central control center assigned the parameters of the proximity function. All relevant interpolation methods such as straight line or polynomial representation, spline method and others can be used to parameterize the load function.
  • the main advantage of the method according to the invention is that the load function is not due to formal structural features such.
  • the load function is defined in a first approach by standard specifications, for example for highways, country roads, etc.
  • the load function is individually refined dynamic parameters to the relevant conditions of the respective section of the route.In addition to other formal information such as speed limits, downhill gradients, etc., it is primarily intended to learn the actual load function, preferably by itself.After a corresponding learning phase, each traffic route therefore receives an individual load function “to the best of our experience ".
  • the high benefit of the invention is the example of a three-lane
  • the load function is described by a set of parameters of a relevant interpolation method. Due to the structural features (three lanes, no speed limit), a standard parameter set is specified, which can already contain a certain amount of pre-differentiation. On the basis of measurement data both on the number of vehicles and on the speed, these parameters may be fine-tuned after a sufficient static check.
  • the load function allows conclusions to be drawn about the traffic situation in this section of the route using a few measurement data. If this section of the route is reduced by a construction site to a two-lane roadway with a speed limit, the measured values very quickly contradict the assumed load function. If the construction site in the central office is known, the parameters of the load function can be implemented manually. However, the permanent plausibility check with the measured values leads to
  • the decision or recommendation as to which traffic routes each vehicle is to be taken to is made exclusively on the basis of the current dynamic parameters.
  • the dynamic parameters in predeterminable closed geographical areas are scaled manually or automatically.
  • This scaling can be used particularly advantageously in the case of prematurely known events, such as, for example, when construction sites are being built on individual traffic routes and when traffic-relevant weather changes for areas of traffic routes occur. Otherwise the scaling e.g. be differentiated according to the day of the week, time of day and weather.
  • this feature of the invention can advantageously be used in traffic simulation and traffic planning.
  • the effect of increasing the speed of the vehicle can advantageously be used in traffic simulation and traffic planning.
  • Number of lanes for a definable traffic route can be directly simulated.
  • the alternative parameter expediently comprises in the sense of a parameter list at least the number of alternative traffic routes as well as their quality and length (possibly detour length).
  • Alternative necessary detour set The further the detour via an alternative route, the greater the alternative parameter. This measure can be further refined by other influencing variables, such as the number of alternative routes or the capacity of the alternative routes.
  • the alternative parameter ultimately evaluates the traffic route according to whether it is worth looking for an alternative route. The higher the alternative parameter, the less it is worth looking for an alternative.
  • the alternative parameter can represent an average over many possible routes. These can be generated, for example, by experience or by suitable simulations.
  • the advantage of using this classification feature lies in the drastic reduction in the computational effort required to determine alternative routes.
  • Another way of generating this parameter is to evaluate the topology of the underlying traffic network map. Relevant procedures are used to identify coherent, well-connected large areas. The borders of these large areas are only crossed by a few traffic connections. These access roads form the sensitive routes, which are characterized by a high alternative parameter. Examples of this are large cities, but also regional agglomerations.
  • successive traffic routes of a route with a low degree of branching are combined to traffic route complexes and for route guidance as a single one Traffic route to take into account and depending on the degree of branching of the flow of traffic at nodes of successive traffic routes to assign a complexity parameter to each of the successive traffic routes.
  • This classification feature can advantageously be used in particular when controlling the internal computing effort, when controlling the information collection, in particular the traffic situation recording, but also when the relevant information is displayed.
  • a recommended route is determined as the route data in which from a control center, wherein the decision as to which traffic routes the vehicle is in the context of the route recommendation is performed to 'primarily or exclusively on the basis of relevant dynamic parameters is taken.
  • the corresponding route guidance information can be transmitted to the vehicle, for example, using cellular mobile radio.
  • the method can also be used advantageously in an onboard route guidance system in which the route planning and the output of the route guidance information are autonomous in the

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Fahrtroutendaten, insbesondere im Rahmen der Zielführung eines Fahrzeuges, unter Verwendung einer in einer zentralen Leistelle vorgehaltenen digitalen Karte, in der für die erfaßten Verkehrswege streckenabschnittsweise statische und dynamische Parameter hinterlegt werden, wobei die statischen Parameter zumindest bauliche Merkmale des jeweiligen Verkehrsweges umfassen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die dynamischen Parameter zumindest einen Leitwert und eine Lastfunktion des jeweiligen Streckenabschnitts des Verkehrsweges umfassen, daß die dynamischen Parameter einmalig zur Vorgabe von Startwerten aus den baulichen Merkmalen abgeleitet werden und fortan bei sicherer Verfügbarkeit dynamischer Daten unabhängig von statischen Parametern kontinuierlich an die realen Verhältnisse der jeweiligen Streckenabschnitte der Verkehrswege angepaßt werden und daß die Fahrtroutendaten auf der Basis der relevanten dynamischen Parameter ermittelt werden.

Description

Verfahren zur Ermittlung von Fahrtroutendaten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Fahrtroutendaten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Verfahren zur Ermittlung von Fahrtroutendaten, insbesondere im Rahmen der Zielführung eines Fahrzeugs, sind grundsätzlich bekannt und beispielsweise in der
WO 89/02142 ausführlich beschrieben. Im einzelnen werden dabei in einer zentralen Leitstelle Verkehrswege segmentweise in einer digitalen Karte, insbesondere einer digitalen Straßenkarte verwaltet, wobei jedes Segment einen Verkehrsweg zwischen zwei Knoten, die Kreuzungen, Einmündungen oder dergleichen sein können, darstellt und durch statische oder dynamische Parameter beschrieben wird. Die statischen
Parameter umfassen dabei im wesentlichen bauliche Merkmale des Verkehrsweges, wie Straßentyp, Straßenzustand, Anzahl der Spuren, zulässige Geschwindigkeit und Attribute wie kurvenreich, starke Steigungen oder Gefälle. Darüber hinaus ist es bekannt, jedem Segment ortsfeste Sensoren zuzuordnen, mit denen dynamische Parameter, wie die Anzahl der ein Segment pro Zeiteinheit passierenden Fahrzeuge sowie deren Geschwindigkeit, erfaßt werden.
Außerdem ist aus der DE 195 25 291 bekannt, durch mit entsprechenden Mitteln ausgestattete Probefahrzeuge dynamische Verkehrsdaten aufzunehmen und an eine zentrale Leitstelle zu übertragen.
Darüber hinaus sind die dynamischen Parameter um Wetterinformationen und temporäre Einschränkungen, wie Baustellen, ergänzbar. Aus den in der Leitstelle gesammelten statischen und dynamischen Daten lassen sich in bekannter Weise über Fundamentaldiagramme Prognosen über die kommende Verkehrssituation in jedem Segment herleiten, die die Grundlage für die Zielführung von Fahrzeugen bilden.
Derartig gewonnenen Prognosen haftet jedoch der Mangel an, daß zwar durch eine ermittelte Zielführung entlang einer Mehrzahl von Segmenten anhand der in der Leitstelle verfügbaren tatsächlichen und prognostizierten Verkehrsdaten eine benötigte Reisezeit ermittelbar ist, jedoch bleibt das zielgeführte Fahrzeug an die vorgegebene Streckenführung auch bei unvorhersehbaren, behindernden Ereignissen gebunden.
Darüber hinaus bleibt jede Prognose auf der Basis von Fundamentaldaten ungenau, da prinzipbedingte aktuelle dynamische Parameter unberücksichtigt bleiben. Dieser Effekt wird dadurch verstärkt, daß analytisch geschlossene mathematische Zusammenhänge zwischen den Fundamentaldaten sehr komplex und damit sehr aufwendig in der rechentechnischen Verarbeitung sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, das zeitaktuelle dynamische Parameter berücksichtigen kann und trotzdem mit einfachen rechentechnischen Mitteln beherrschbar ist. Es soll nicht nur zur Planung von Fahrtrouten und zur Zielführung von Fahrzeugen entlang geplanter Fahrtrouten geeignet sein, sondern auch für Prognosetätigkeiten etwa zur Verkehrswegeplanung oder zur Bewertung geplanter Fahrtrouten (Ermittlung der voraussichtlichen Fahrtzeit) eingesetzt werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüche 2 bis 15 beschrieben.
Dabei werden zeitaktuelle dynamische Daten (insbesondere die in einem
Streckenabschnitt aktuell mögliche oder durchschnittliche Geschwindigkeit) vorzugsweise durch Messungen gewonnen, die mittels in Fahrzeugen angeordneten Meßeinrichtungen aufgenommen werden, wobei die Fahrzeuge im Verkehr mitschwimmen (Floating Cars). Es können zusätzlich auch Daten von straßenseitig installierten Meßeinrichtungen verwendet werden. Vorteilhafterweise wird dadurch eine hohe Aktualität der Verkehrsdaten erreicht, und die darauf aufbauende Zielführung von Fahrzeugen ist schneller den tatsächlichen Verkehrsdaten anpaßbar. Das heißt, die Reaktionszeit vom Eintreten eines verkehrsbeschränkenden Ereignisses über dessen Erkennung bis hin zur Verteilung von Zielführungsinformationen an Fahrzeuge, die sich auf die Verkehrsbeschränkungen zubewegen, wird minimal.
Darüber hinaus entfällt die Abarbeitung hochkomplexer mathematischer Simulationsrechnungen mit vorgebbaren Modellen auf der Basis der sogenannten Fundamentaldaten, die im wesentlichen auf Annahmen bezüglich baulicher, also statischer Parameter beruhen, die die Reaktionszeit nachhaltig verlängern. Vielmehr ist durch die bevorzugte Messung am fahrenden Objekt nicht nur der konkrete Ort des verkehrsbeschränkenden Ereignisses bekannt, sondern durch Mehrfachmessungen mit verschiedenen mit Meßeinrichtungen ausgestatteten Fahrzeugen ist innerhalb desselben Verkehrsweges auch eine naheliegende Ursache der Verkehrsbeschränkung ableitbar. Aus beiden Tatbeständen ist beispielsweise eine sofortige Reaktion auf das verkehrsbeschränkende Ereignis durch eine die Verkehrsbeschränkung berücksichtigende Zielführung von Fahrzeugen möglich. Es lassen sich realistische Bewertungen geplanter Fahrtrouten durchführen, also insbesondere relativ zuverlässige Aussagen über die zu erwartende Fahrtzeit machen, wobei anhand aktueller Verkehrsdaten extrapolierte Daten und/oder aus einer Erfahrungsdatenbank entnommene Daten als Eingangsdaten eingesetzt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich sehr gut im Sinne eines Simulationsmodells einsetzen, um beispielsweise Verkehrsprognosen zur Verkehrswegeplanung zu erstellen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Erfindung geht dabei aus von einer in einer zentralen Leitstelle vorgehaltenen digitalen Karte, in der für die erfaßten Verkehrswege statische und dynamische
Parameter hinterlegt werden. Dabei umfassen die statischen Parameter zumindest bauliche Merkmale der einzelnen Verkehrswege, wie Anzahl der Fahrspuren, Steigungen/Gefälle und Straßentyp. Kennzeichnend für die Erfindung ist es, daß die Fahrtroutendaten auf der Basis der relevanten dynamischen Parameter ermittelt werden, wobei die dynamischen Parameter einmalig zur Vorgabe von Startwerten aus den baulichen Merkmalen abgeleitet werden und fortan bei sicherer Verfügbarkeit dynamischer Daten unabhängig von statischen Parametern kontinuierlich an die realen Verhältnisse der jeweiligen Streckenabschnitte der Verkehrswege angepaßt werden.
Die dynamischen Parameter umfassen zumindest einen Leitwert und eine Lastfunktion des zugehörigen Verkehrsweges (d.h. des jeweils betrachteten spezifischen Straßenabschnitts). Der Leitwert repräsentiert ein Maß für die mögliche Geschwindigkeit in dem gewählten Verkehrsweg und wird vorzugsweise aus der mittleren Geschwindigkeit der Fahrzeuge im jeweiligen Streckenabschnitt gebildet. Alternative Darstellungsformen, wie mittlere gefahrene Zeit, Zeit pro km o. ä. liegen selbstverständlich im Rahmen der Offenbarung.
Die Last, beispielsweise die Zahl der Fahrzeuge, auf dem betrachteten Streckenabschnitt eines Verkehrswegs wird die mögliche Geschwindigkeit beeinflussen. Die Abhängigkeit des Leitwertes von der Last wird durch eine
Lastfunktion dargestellt. In der Regel wird der Leitwert mit steigender Last abfallen. Sowohl der Leitwert als auch die Last haben Obergrenzen, die durch die maximal mögliche bzw. erlaubte Geschwindigkeit und durch die Kapazitätsobergrenze, die beispielsweise durch die Zahl der Fahrspuren begrenzt ist, bestimmt sind. Die Lastfunktion ist das wesentliche Klassifizierungsmerkmal eines Verkehrsweges beispielsweise im Rahmen der erfindungsgemäßen Zielführung von Fahrzeugen, da sie für einen bestimmten Verkehrsweg aus der aktuellen Last das entscheidungsrelevante Merkmal Leitwert ermittelt. Die Lastdaten können dabei sowohl aus aktuellen Informationen als auch aus extrapolierten oder simulierten Daten oder aus einer Erfahrungsdatenbank stammen, so daß insbesondere Prognosen über zukünftige Verkehrsentwicklungen möglich sind. Es lassen sich auch zukünftige Leitwerte ermitteln, um z.B. Reisezeiten für eine bestimmte geplante Fahrtroute zu prognostizieren. Im Gegensatz zu konventionellen Fahrtroutenermittlungsverfahren, in denen rein deskriptive Parameter zur Charakterisierung von Streckenabschnitten eingesetzt werden, die innerhalb eines zeitlichen Aktualisierungsintervalls unverändert bleiben, erreicht man durch die Verwendung einer Lastfunktion eine stets dynamisch bleibende Beschreibung der verkehrlichen Eigenschaften.
In der praktischen Ausführung wird die Lastfunktion zweckmäßig als Näherungsfunktion beschrieben. Hierzu werden den Streckenabschnitten in der digitalen Karte in einem Rechner in der zentralen Leitstelle die Parameter der Näherungsfunktion zugeordnet. Zur Parametrisierung der Lastfunktion können alle einschlägigen Interpolationsverfahren wie Geraden- oder Polynomdarstellung, Spline- Verfahren u. a. verwendet werden.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Lastfunktion nicht durch formale bauliche Merkmale wie z. B. das Merkmal „Autobahn" bestimmt ist. Die Lastfunktion zwar wird in einem ersten Ansatz einmal durch Standardvorgaben beispielsweise für Autobahnen, Landstraßen usw. definiert. Abhängig von der Verfügbarkeit von qualifizierten Informationen wird die Lastfunktion jedoch individuell verfeinert. Es erfolgt also eine Anpassung der dynamischen Parameter an die relevanten Verhältnisse des jeweiligen Streckenabschnitts. Neben weiteren formalen Informationen wie beispielsweise Geschwindigkeitsbeschränkungen, Gefällestrecken o. ä. ist vor allem vorgesehen, die tatsächliche Lastfunktion vorzugsweise selbsttätig zu lernen. Jeder Verkehrsweg erhält also nach entsprechender Lernphase eine individuelle Lastfunktion „nach bester Erfahrung".
Dieses Erlernen der Lastfunktion er olgt beispielsweise durch die mit Meßeinrichtungen ausgestatteten Fahrzeuge, die sich entlang des jeweiligen
Verkehrsweges bewegen, Daten aufnehmen und an die zentrale Leitstelle zur Verarbeitung senden, sowie gegebenenfalls durch zusätzliche ortsfeste Meßeinrichtungen.
Der hohe Nutzen der Erfindung soll am Beispiel eines dreispurigen
Autobahnabschnitts erläutert werden. Die Lastfunktion sei durch einen Satz Parameter eines einschlägigen Interpolationsverfahrens beschrieben. Aufgrund der baulichen Merkmale (dreispurig, keine Geschwindigkeitsbeschränkung) wird ein Standard- Parametersatz vorgegeben, der bereits eine gewisse Vordifferenzierung enthalten kann. Anhand von Meßdaten sowohl zur Anzahl der Fahrzeuge wie auch zur Geschwindigkeit wird ggf. nach hinreichender statischer Überprüfung eine Feinabstimmung dieser Parameter durchgeführt. Bei jeder Verkehrslage erlaubt die Lastfunktion anhand einiger weniger Meßdaten Rückschlüsse auf die Verkehrslage in diesem Streckenabschnitt. Wird dieser Streckenabschnitt durch eine Baustelle auf eine zweispurige Fahrbahn mit Geschwindigkeitsbeschränkung reduziert, so stehen die Meßwerte sehr schnell in Widerspruch zu der unterstellten Lastfunktion. Ist die Baustelle in der Zentrale bekannt, so können die Parameter der Lastfunktion entsprechend manuell umgesetzt werden. Die permanente Plausibilitätskontrolle mit den Meßwerten führt allerdings im
Sinne eines selbstlernenden Systems bei hinreichend starken Abweichungen auch ohne manuelle Eingabe schnell zu einer Korrektur der Lastfunktion, so daß die aktuellen Eigenschaften des Straßenabschnitts korrekt wiedergegeben werden, ohne daß zusätzliche Attribute wie "Baustelle" o.a. manuell gepflegt werden müßten, weil die Verträglichkeitsprüfung der aktuellen Verkehrsdaten mit den aktuellen dynamischen
Parametern bei hinreichend starken Abweichungen zu entsprechenden Anpassungen führen würde.
Zur Zielführung von Fahrzeugen ist weiterhin vorgesehen, daß die Entscheidung oder Empfehlung, über welche Verkehrswege jedes Fahrzeug zum Ziel geführt wird, ausschließlich auf der Basis der aktuellen dynamischen Parameter getroffen wird.
Wenn beispielsweise auf einem Verkehrsweg, der ein Autobahnabschnitt ist, entgegen allen Erwartungen alle mit Meßeinrichtungen ausgestatteten Fahrzeuge in einem Abschnitt ohne Parkmöglichkeit in ihrer Geschwindigkeit deutlich reduziert werden, ist es wahrscheinlich, daß sich ein Stau gebildet hat oder in Bildung begriffen ist. Dies kann mit hoher Sicherheit vermutet werden, wenn darüber hinaus auch fest installierte Meßeinrichtungen im jeweiligen Streckenabschnitt eine sehr niedrige oder sogar Null betragende Durchschnittsgeschwindigkeit bestätigen. Nachfolgende zielgeführte Fahrzeuge, die noch nicht in diesen Verkehrsweg eingefahren sind, können auf dieses Ereignis hin bereits zum Umfahren dieses Abschnitts veranlaßt werden. Vorteilhafterweise liegt der Zeitpunkt der Wahrnehmung des Ereignisses synchron zum Eintreten des Ereignisses.
In Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die dynamischen Parameter in vorgebbaren geschlossenen geographischen Bereichen manuell oder auch automatisch skaliert werden.
Vorteilhafterweise wird damit erreicht, daß deutliche Veränderungen der Lastfunktion bereits vor Eintreten oder synchron zum Eintreten eines Ereignisses pauschal an zu erwartende Werte anpaßbar sind und somit bei der Zielführung von Fahrzeugen über die Gesamtstrecke berücksichtigt werden können, ohne daß der Lernprozeß abgewartet werden muß.
Diese Skalierung ist besonders vorteilhaft anwendbar bei vorzeitig bekannten Ereignissen wie etwa bei Errichtung von Baustellen auf einzelnen Verkehrswegen und bei hereinbrechenden verkehrsrelevanten Wetteränderungen für Bereiche von Verkehrswegen. Im übrigen kann die Skalierung z.B. nach Wochentag, Tageszeit und Witterung vordifferenziert sein.
Dabei kann es vorteilhaft sein, die während eines andauernden Ereignisses gelernten dynamischen Parameter als Szenario in einer ereignisbezogenen Datenbasis von Erfahrungsdaten in der zentralen Leitstelle zu speichern und beim Eintreten eines vergleichbaren Ereignisses für dieselben betroffenen Verkehrswege als aktuelle dynamische Parameter (Standardvorgaben) zu laden. Als derartige Ereignisse gelten insbesondere Großveranstaltungen wie Messen, Beginn oder Ende der Schulferien oder regional typische Wettereinflüsse.
Darüber hinaus ist dieses Merkmal der Erfindung vorteilhaft in der Verkehrssimulation und Verkehrsplanung anwendbar. So ist beispielsweise der Effekt der Erhöhung der
Anzahl der Fahrspuren für einen vorgebbaren Verkehrsweg direkt simulierbar.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorgesehen, generell oder zumindest bei wiederholt temporär beschränktem Verkehrsfluß auf einem Verkehrsweg alternative Verkehrswege zur Umgehung des jeweiligen Verkehrsweges zu ermitteln und in einen Alternativenparameter einzubeziehen, der dem jeweiligen, also insbesondere dem in seinem Verkehrsfluß beschränkten Verkehrsweg in der digitalen Karte zugeordnet wird. Dabei umfaßt der Alternativenparameter zweckmäßig im Sinne einer Parameterliste zumindest die Anzahl der alternativen Verkehrswege sowie deren Güte und Länge (ggf. Umweglänge).
Für die Zielführung von Fahrzeugen ist die Anzahl bzw. das Bestehen möglicher Alternativrouten ein vielfach entscheidendes Bewertungsmerkmal für einen Verkehrsweg. Für viele Routen bestehen nur wenige sinnvolle Alternativen, die vielfach über immer die gleichen Verkehrswege führen. Diese neuralgischen Punkte können beispielsweise Flußbrücken oder Tunnels sein. Da beispielsweise der gesamte einen Fluß überquerende Verkehr einer betrachteten Region über nur wenige Brücken führt, ist die Verkehrssituation auf diesen Brücken entscheidend für die Bewertung sehr vieler
Routen. Die Bewertung der möglichen und sinnvollen Alternativen zu einem Verkehrsweg wird durch den Alternativenparameter ausgedrückt. Die Bedeutung dieses Alternativenparameters soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.
In einer einfachen Anwendung wird der Alternativenparameter gleich dem für eine
Alternative notwendigen Umweg gesetzt. Je weiter also der Umweg über eine Alternativroute ist, um so größer wird der Alternativenparameter. Dieses Maß kann durch weitere Einflußgrößen, wie Anzahl der Alternativrouten oder auch Kapazität der Alternativrouten weiter verfeinert werden. Der Alternativenparameter bewertet letztlich den Verkehrsweg danach, ob es sich lohnt, nach einer Alternativroute zu suchen. Je höher der Alternativenparameter, um so weniger lohnt der Aufwand für die Suche nach einer Alternative.
Der Alternativenparameter kann dabei einen Mittelwert über viele mögliche Routen darstellen. Diese können beispielsweise durch Erfahrung oder auch durch geeignete Simulationen erzeugt werden. Der Vorteil in der Nutzung dieses Klassifizierungsmerkmals liegt in der drastischen Reduzierung des notwendigen Rechenaufwandes zur Ermittlung von Alternativrouten.
Eine andere Möglichkeit der Generierung dieses Parameters bietet eine Auswertung der Topologie der zugrundeliegenden Verkehrsnetzkarte. Mit Hilfe einschlägiger Verfahren werden zusammenhängende, gut vernetzte Großräume identifiziert. Die Umrandung dieser Großräume wird nur durch wenige Verkehrsverbindungen durchquert. Diese Zufahrten bilden die neuralgischen Strecken, die sich durch einen hohen Alternativenparameter auszeichnen. Beispiele hierfür sind Großstädte, aber auch regionale Ballungsgebiete.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, aufeinanderfolgende Verkehrswege einer Route mit geringem Verzweigungsgrad zu Verkehrswegkomplexen zusammenzufassen und zur Zielführung als einen einzigen Verkehrsweg zu berücksichtigen sowie in Abhängigkeit vom Verzweigungsgrad des Verkehrsflusses an Knotenpunkten aufeinanderfolgender Verkehrswege jedem der aufeinanderfolgenden Verkehrswege einen Komplexitätsparameter zuzuordnen.
So wird ein langes Autobahnstück über das „flache Land" mit wenigen, normalerweise wenig Verkehr führenden Auf- und Abfahrten beispielsweise durch einen niedrigen Komplexitätsparameter beschrieben. Streckenabschnitte mit gleichbleibend niedrigem Komplexitätsparameter können daher zu einem übergeordneten Streckenabschnitt zusammengefaßt werden: Es geht im wesentlichen „geradeaus", und fast alles, was an einem Ende hineinfährt, muß am anderen Ende wieder herauskommen.
Dieses Klassifizierungsmerkmal kann vorteilhaft insbesondere bei Steuerung des internen Rechenaufwandes, bei der Steuerung der Informationserhebung, insbesondere der Verkehrslageerfassung, aber auch bei der Darstellung der relevanten Information, eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft im Rahmen eines offboard- Zielführungssystems angewendet, bei dem von einer Zentrale eine Routenempfehlung als Fahrtroutendaten ermittelt wird, wobei die Entscheidung, über welche Verkehrswege das Fahrzeug im Rahmen der Routenempfehlung geführt werden' soll, vorrangig oder ausschließlich auf der Basis der relevanten dynamischen Parameter getroffen wird. Die entsprechenden Zielführungsinformationen können beispielsweise mittels zellularem Mobilfunk an das Fahrzeug übermittelt werden. Das Verfahren kann aber auch vorteilhafte Verwendung bei einem onboard-Zielführungssystem finden, bei dem die Routenplanung und die Ausgabe der Zielführungsinformationen autark im
Fahrzeug erfolgen. Bei einem solchen System kann es empfehlenswert sein, vor oder während einer Fahrt die geplante Route an die Zentrale zu übermitteln, nach den aktuell vorliegenden relevanten dynamischen Parametern bewerten und ggf. ändern zu lassen und das Ergebnis an das Fahrzeug zurückzuübertragen, um dann die Zielführung autark durchzuführen. Bei einer Routenplanung kann die Bewertung alternativer Routenvorschläge zweckmäßig anhand des Komplexitätsparameters und gegebenenfalls weiterer Kriterien, insbesondere Fahrzeit und Fahrtstrecke, erfolgen.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Ermittlung von Fahrtroutendaten, insbesondere im Rahmen der Zielführung eines Fahrzeuges, unter Verwendung einer in einer zentralen
Leitstelle vorgehaltenen digitalen Karte, in der für die erfaßten Verkehrswege streckenabschnittsweise statische und dynamische Parameter hinterlegt werden, wobei die statischen Parameter zumindest bauliche Merkmale des jeweiligen Verkehrsweges umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamischen Parameter zumindest einen Leitwert und eine Lastfunktion des jeweiligen Streckenabschnitts des Verkehrsweges umfassen, daß die dynamischen Parameter einmalig zur Vorgabe von Startwerten aus den baulichen Merkmalen abgeleitet werden und fortan bei sicherer Verfügbarkeit dynamischer Daten unabhängig von statischen Parametern kontinuierlich an die realen Verhältnisse der jeweiligen Streckenabschnitte der Verkehrswege angepaßt werden und daß die Fahrtroutendaten auf der Basis der relevanten dynamischen Parameter ermittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Leitwert aus der mittleren Geschwindigkeit der Fahrzeuge im jeweiligen Streckenabschnitt der Verkehrswege gebildet wird und daß die Lastfunktion die Abhängigkeit des Leitwerts von der Anzahl der Fahrzeuge auf den jeweiligen
Streckenabschnitt beschreibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastfunktion als Näherungsfunktion, insbesondere in
Polynominaldarstellung, beschrieben wird und jedem Streckenabschnitt die Parameter der Näherungsfunktion zugeordnet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Fahrtroutendaten eine Routenempfehlung beinhalten und daß die Entscheidung, über welche Verkehrswege das Fahrzeug im Rahmen der Routenempfehlung zum Ziel geführt wird, vorrangig oder ausschließlich auf der
Basis der relevanten dynamischen Parameter getroffen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als relevante dynamische Parameter die jeweils aktuellen dynamischen
Parameter herangezogen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamischen Parameter in vorgebbaren geschlossenen geographischen
Bereichen ereignisbezogen manuell oder automatisch skaliert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalierung, die insbesondere nach Wochentag, Tageszeit und/oder
Witterung vordiffenziert sein kann, bei verkehrsrelevanten Wetteränderungen und vorzeitig bekannten Ereignissen, insbesondere bei Ferienbeginn, bei Einrichtung von Baustellen und bei Großveranstaltungen, anhand von Standardvorgaben aus einer Erfahrungsdatenbank erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß alternative Verkehrswege zur Umgehung des jeweiligen Verkehrsweges ermittelt werden und Eingang in einen Alternativenparameter finden, der dem jeweiligen Verkehrsweg in der digitalen Karte zugeordnet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Alternativenparameter im Sinne einer Parameterliste zumindest die Anzahl der alternativen Verkehrswege sowie deren Güte und Länge umfaßt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Alternativenparameter zumindest für Verkehrswege ermittelt wird, deren Verkehrsfluß wiederholt temporären Beschränkungen unterlegen hat.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgende Verkehrswege mit geringem Verzweigungsgrad zu Verkehrswegkomplexen zusammengefaßt und zur Zielführung als ein
Verkehrsweg berücksichtigt werden und daß in Abhängigkeit vom Verkehrsweg und vom Verzweigungsgrad des Verkehrsflusses an Knotenpunkten aufeinanderfolgender Verkehrswege jedem der aufeinanderfolgenden Verkehrswege ein Komplexitätsparameter zugeordnet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß bei der Routenplanung alternative Routenvorschläge anhand des Komplexitätsparameters und gegebenenfalls weiterer Kriterien, insbesondere
Fahrtzeit und Fahrtstrecke, bewertet werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der dynamischen Parameter im Sinne eines selbstlernenden
Systems erfolgt, wobei aktuelle Verkehrsdaten erhoben werden, die Verträglichkeit dieser Daten mit den aktuellen dynamischen Parametern überprüft wird und bei hinreichend starken Abweichungen die dynamischen Parameter angepaßt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung zumindest eines Teils der Verkehrsdaten, insbesondere der in einem Streckenabschnitt aktuellen Durchschnittsgeschwindigkeit, durch im Verkehrsstrom mitschwimmende Fahrzeuge erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß anhand der dynamischen Parameter Verkehrsprognosen zur Verkehrswegeplanung abgeleitet oder Fahrtzeiten für geplante Fahrtrouten prognostiziert werden, wobei aus Lastdaten, die extrapoliert sind oder aus einer Erfahrungsdatenbank entnommen werden, über die jeweilige Lastfunktion zukünftige Leitwerte ermittelt werden.
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