Title:
Verfahren und Einrichtung zur Erfassung von Verkehrsdaten von Fahrzeugen
Kind Code:
B4


Abstract:

Verfahren zur Erfassung von Verkehrsdaten von Fahrzeugen, wobei diese Fahrzeuge jeweils mit mindestens einer dezentralen Einheit ausgerüstet sind, die mindestens eine erste Funktion zur Positionsbestimmung und mindestens eine zweite Funktion zur Mobilkommunikation aufweist, wobei mehreren dezentralen Einheiten mindestens eine Zentraleinheit mit Steuerungsfunktionen und Verarbeitungsfunktionen für die erfaßten Verkehrsdaten zugeordnet ist, und daß die Zentraleinheit durch Steuersignale in der dezentralen Einheit angeordnete Prozesse aktiviert und daß die Datenbasis in der dezentralen Einheit eine Untermenge der Datenbasis der Zentraleinheit ist, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte zu erfassende Gebiet in Erfassungsstellengebiete (ESG) gegliedert wird, in denen eine Grunddatenerfassung durchgeführt wird, und für spezielle, regional und zeitlich begrenzte Erfassungsaufgaben Erfassungsumbrellas definiert werden, in denen eine Feinerfassung durchgeführt wird.




Inventors:
Günther, Bernd, Dipl.-Ing. (51107, Köln, DE)
Löhmer, Oliver, Dipl.-Phys. (51109, Köln, DE)
Caesar, Claudius, Dipl.-Inform. (53115, Bonn, DE)
Application Number:
DE19638069A
Publication Date:
05/08/2014
Filing Date:
09/18/1996
Assignee:
T-Mobile Deutschland GmbH, 53227 (DE)
Domestic Patent References:
DE19604084A1N/A1996-10-02
DE19521914A1N/A1996-05-30
DE4439708A1N/A1996-05-09
DE4410896A1N/A1995-10-05
DE69015662T2N/A1995-08-10
DE4411125A1N/A1994-10-13
DE4321437A1N/A1994-02-17
DE4105584C1N/A1992-02-20
DE2032211A1N/A1971-01-28



Foreign References:
AT54760T1990-08-15
GB2261977A1993-06-02
50252611991-06-18
EP05097771992-10-21
EP07152851996-06-05
Attorney, Agent or Firm:
Riebling, Peter, Dipl.-Ing. Dr.-Ing., 88131, Lindau, DE
Claims:
1. Verfahren zur Erfassung von Verkehrsdaten von Fahrzeugen, wobei diese Fahrzeuge jeweils mit mindestens einer dezentralen Einheit ausgerüstet sind, die mindestens eine erste Funktion zur Positionsbestimmung und mindestens eine zweite Funktion zur Mobilkommunikation aufweist, wobei mehreren dezentralen Einheiten mindestens eine Zentraleinheit mit Steuerungsfunktionen und Verarbeitungsfunktionen für die erfaßten Verkehrsdaten zugeordnet ist, und daß die Zentraleinheit durch Steuersignale in der dezentralen Einheit angeordnete Prozesse aktiviert und daß die Datenbasis in der dezentralen Einheit eine Untermenge der Datenbasis der Zentraleinheit ist, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte zu erfassende Gebiet in Erfassungsstellengebiete (ESG) gegliedert wird, in denen eine Grunddatenerfassung durchgeführt wird, und für spezielle, regional und zeitlich begrenzte Erfassungsaufgaben Erfassungsumbrellas definiert werden, in denen eine Feinerfassung durchgeführt wird.

2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wiederholte Positionsbestimmung von Fahrzeugen durchgeführt wird und daß die Datenbasis in der dezentralen Einheit Datensätze enthält, die unter anderem Positionsdaten darstellen und daß die Datensätze mit Attributen verknüpft sind, die in Kombination mit Signalen der zentralen Steuereinheit in Abhängigkeit von vorgegebenen logischen Verknüpfungen den Ablauf von Meßprogrammen auslösen.

3. Verfahren gemäß den Patentansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenbasis in der dezentralen Einheit Datensätze enthält und daß die Datensätze mindestens definierte Positionsdaten von Erfassungsstellen (Erfassungsstellenpositionsdaten) enthalten und daß mittels wiederholter Positionsbestimmung des Fahrzeuges genaue aktuelle Fahrzeugpositionsdaten mit den definierten Erfassungsstellenpositionsdaten verglichen werden.

4. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Positionsbestimmung in Abhängigkeit vom aktuell benutzten Positionsermittlungsverfahren unter Berücksichtigung der aktuell herrschenden Randbedingungen (Abschattungen, etc.) die Ungenauigkeit der jeweiligen Fahrzeugposition bei dem Vergleichsverfahren berücksichtigt wird.

5. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Erreichen einer Erfassungsstelle durch das Fahrzeug unter Berücksichtigung der Ungenauigkeit des Positionsbestimmungsverfahrens durch das Ergebnis des Vergleichverfahrens signalisiert wird und daß dann in der dezentralen Einheit der Ablauf von Meßprogrammen ausgelöst wird.

6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Datensätze in der dezentralen Einheit Datenelemente enthalten, die Attribute von Erfassungsstellen repräsentieren und eine Typisierung der Erfassungsstellen in verschiedene Klassen (Strecke, Straße, Netz, Geometrie, Richtung) ermöglichen und daß eine gezielte Steuerung der Erfassung über eine Auswahl der Datenelemente entsprechend den zugeordneten Klassen erfolgt.

7. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Verkehrsdaten mindestens eine der folgenden Größen umfassen:
– mittlere Geschwindigkeit
– Varianz der Geschwindigkeit
– Reisezeit
– Geschwindigkeitsprofil
– Beschleunigungsprofil
– umfeldbezogene Daten (Status Scheibenwischer, Regensensor, Außentemperatur, Nebelleuchten, Warnblinker, Abstandsmeßsystem, Antiblockiersystem, Antischlupfregelung).

8. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erfaßten Verkehrsdaten der Fahrzeuge an die Zentraleinheit gemeldet werden.

9. Verfahren gemäß Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Kriterien für die Steuerung des Meldeverhaltens folgende Elemente einzeln oder in logischer Verknüpfung gemäß Boole'scher Algebra wirksam werden:
– Gültigkeitsgebiete (auch teilweise oder völlig überdeckend)
– Gültigkeitsdauer
– Gültigkeitszeitmarken
– Wegenetztyp
– Fahrtrichtungstyp
– Telekommunikationsweg.

10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Erfassung von Verkehrsdaten von Fahrzeugen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–9, wobei diese Fahrzeuge jeweils mit mindestens einer dezentralen Einheit ausgerüstet sind, die mindestens eine erste Funktion zur Positionsbestimmung und mindestens eine zweite Funktion zur Mobilkommunikation aufweist, wobei mehreren dezentralen Einheiten mindestens eine Zentraleinheit mit Steuerungsfunktionen und Verarbeitungsfunktionen für die erfaßten Verkehrsdaten zugeordnet ist und daß die Zentraleinheit durch Steuersignale in der dezentralen Einheit angeordnete Prozesse aktiviert und daß die Datenbasis in der dezentralen Einheit eine Untermenge der Datenbasis der Zentraleinheit ist dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte zu erfassende Gebiet in Erfassungsstellengebiete (ESG) gegliedert wird, in denen eine Grunddatenerfassung durchgeführt wird, und für spezielle, regional und zeitlich begrenzte Erfassungsaufgaben Erfassungsumbrellas definiert werden, in denen eine Feinerfassung durchgeführt wird.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Verkehrsdaten von Fahrzeugen und Einrichtungen zur Durchführung, nach dem jeweiligen Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.

Bekannt sind Verfahren zur Verkehrsdatenerfassung, die sich stationärer Erfassungssensorik bedienen, z. B. Induktionsschleifen etc. Ferner wurden erste Ansätze zur mobilen Verkehrsdatenerfassung mit Hilfe aufwendiger fahrzeugseitiger Einrichtungen veröffentlicht, beispielsweise unter Zuhilfenahme von digitalen Karten.

Aus der EP-A-0 715 285 ist ein Verfahren zur Reduzierung einer aus den Fahrzeugen einer Fahrzeugflotte zu übertragenden Datenmenge bekannt. Die Fahrzeuge der Flotte sind mit einer dezentralen Einheit zur Positionsbestimmung und Kommunikation mit einem übergeordneten Verkehrsrechner ausgerüstet. Der Verkehrsrechner steuert entsprechende Prozesse und Programme in der dezentralen Einheit, wobei den Fahrzeugen vorgegeben wird, unter welchen Bedingungen Daten an den Verkehrsrechner zu übertragen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, den fahrzeugseitigen Aufwand zu verringern und ein nach Verkehrsgesichtspunkten optimiertes, flexibles Erfassungs- und Meldeverfahren und entsprechende Einrichtungen zu realisieren.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und des nebengeordneten Patentanspruchs 10 gelöst.

Vorteilhaft bei der Erfindung ist die Erfassungsmöglichkeit von Verkehrsstörungen an den Ort, an denen sie auftreten, unter Verzicht auf stationäre Erfassungsstrukturen.

Im folgenden wird ein ausführliches Beispiel für die Anwendung der Erfindungsidee beschrieben.

Die Mobile Verkehrsdatenerfassung dient der Gewinnung von dynamischen Verkehrsdaten aus den Fahrdaten. Das Verfahren zur mobilen Erfassung von Verkehrsdaten wird auch FCD-(Floating Car Data-)Verfahren genannt.

Die Mobile Verkehrsdatenerfassung unterscheidet zwischen der ereignisbezogenen Erfassung und der strecken- oder netzbezogenen Grunddatenerfassung. Das Erkennen eines Ereignisses wie z. B. ein Stau erfolgt autonom durch den Endgeräteseitigen Anwendungsprozeß (EA) und wird direkt an den Zentralseitigen Anwendungsprozeß (ZA) gemeldet. Demgegenüber wird die Grunddatenerfassung von dem ZA gesteuert, der die Erfassungsaufträge der Verkehrsredaktion in konkrete Steuerungsinformationen für den EA umwandelt und diesem – möglichst per Broadcast-Medium – überträgt. Die Grunddatenerfassung verläuft statisch an und zwischen virtuellen Erfassungsstellen (ES), die in einer Sicht der Digitalen Karte eingerichtet und im nichtflüchtigen Speicher des EA abgelegt sind.

Der ZA gliedert das gesamte Bundesgebiet in Erfassungsstellengebiete (ESG) und generiert für jedes ESG eine Erfassungsstellenbeschreibung (ESB), die die Makrobefehle für Erfassung und Meldeverhalten sowie eine Liste der ES enthält

Die Anwendung Mobile Verkehrsdatenerfassung setzt auf der IntraGSM-Plattform auf und nutzt insbesondere deren Subsysteme Kommunikation und Lokalisierung.

Das Schaubild 1 zeigt die Funktionen des FCD-Verfahrens auf drei Abstraktionsebenen. Auf der Ebene 1 ist die zentrale Funktion der Gewinnung von Verkehrsdaten aufgespaltet nach Datenarten. Die darunterliegende Ebene 2 beschreibt die 'Hauptschleife' des FCD-Verfahrens von Erstellung & Pflege, über Steuerung; Erfassung, FCD-Übertragung bis zur Interpretation der Daten. Die detaillierteste Ebene 3 schließlich umfaßt FCD-unabhängige Basisfunktionen von Endgerät und Zentrale wie Kommunikation, Ortung, Statistik und Allgemeine Basisfunktionen, die der Ebene 2 zur Verfügung gestellt werden.

In den folgenden Abschnitten wird das FCD-Verfahren anhand dieser Gliederung in Funktionsgruppen vorgestellt. Die folgenden Abschnitte enthalten eine Beschreibung der Abläufe der Verkehrsdatenerfassung sowie einige Beispiele für Meßalgorithmen bei der Verkehrsdatenerfassung.

1 Gewinnung von Verkehrsdaten1.1 Ereignisbezogen

Die ereignisbezogene Verkehrsdatenerfassung dient der Detektion von verkehrsrelevanten Ereignissen. Die Erkennung von Ereignissen erfolgt autonom im EA über parametrisierbare Algorithmen. Beispiele für Ereignisse sind: Einfahrt in einen Stau, Ausfahrt aus einem Stau, Einfahrt in zähfließenden Verkehr, Ausfahrt aus zähfließendem Verkehr, Streckentyp- und Netztypwechsel und Wetteränderung (geplant).

1.2 Streckenbezogen

Die streckenbezogene Sammlung von Verkehrsdaten ist Teil der Grunddatenerfassung, die vom ZA gesteuert wird und geschieht mit Hilfe des Erfassungsstellenkonzeptes. Die Verkehrsdaten werden an und zwischen den ES gemessen und nach dem ES-Attribut Streckentyp klassifiziert. Folgende Daten werden zumindest erfaßt: mittlere Geschwindigkeit Varianz der Geschwindigkeit, Reisezeit, evtl. Statuswerte wie Scheibenwischer, Nebelleuchte, ABS, ASR, Außentemperaturfühler etc.

1.3 Netzbezogen

Die netzbezogene Sammlung von Verkehrsdaten ist Teil der Grunddatenerfassung, die vom ZA gesteuert wird, und geschieht mit. Hilfe des Erfassungsstellenkonzeptes. Die Verkehrsdaten werden an und zwischen den ES gemessen und nach dem ES-Attribut Netztyp klassifiziert. Dabei können auch Quelle-Ziel-Beziehungen mit Hilfe von OD-Matrizen ausgewertet werden.

2 Funktionen des FCD-Produktionszyklus2.1 Erstellung und PflegeDefinition von Erfassungsstellen (ES):

  • Attribute der ES in der Kartensicht: ES-ID, globale Koordinaten (z. B. WGS84), Geometrieklasse (Kreis/Rechteck, Ausdehnung), Richtungsklasse (inkl. Öffnungswinkel), Steckentyp; Netztyp Attribute der ES in der ESB: ES-ID, relative Koordinaten (in Bezug zum ESG-Umbrella), Geometrieklasse (Kreis/Rechteck, Ausdehnung), Richtungsklasse (inkl. Öffnungswinkel), Steckentyp, Netztyp

Definition von Erfassungsstellengebieten (ESG):

  • Erstellung eines ESG für das BAB-Netz (BAB-ESG) Erstellung von regionalen ESG für die ”Heimatregion”.

Jedes ESG hat einen ESG-Umbrella (Rechteck, Mittelpunkt mit globalen Koordinaten, Ausdehnung) sowie evtl. Randumbrellas jedes Endgerät enthält das BAB-ESG sowie mindestens ein regionales ESG.

Größe der regionalen ESG richtet sich nach einer festen Speicherplatzvorgabe, Größe der ESG ist unabhängig von Endgeräteversionen und -kapazitäten, Endgeräte mit höherer Speicherkapazität enthalten evtl. mehrere regionale ESG über das Nachladen von ESB beim Verlassen eines regionalen ESG (angezeigt durch die Verwendung von Randumbrellas o. ä.) muß hinsichtlich der Erweiterbarkeit des Verfahrens entschieden werden.

Definition von Erfassungsstellenbeschreibungen (ESB):

Die ESB enthält die Anwendungsdaten eines ESG inkl. der ES für den Interpreter EA.

Die ESB enthält ESG-Typ (BAB, regional), ESG-Umbrella (Koordinaten, Ausdehnung), evtl. Randumbrellas, evtl. Verweis auf Nachbar-ESG, Aufschlüsselung der Geometrie- und Richtungsklassen, Makrodefinitionen (frei definierbar) ~ Liste von ES mit Attributen (siehe Def: der ES)

EA ist in der Lage, mehrere ESB zu vereinigen und gemeinsam abzuarbeiten.

Definition von Erfassungsumbrellas:

Das BAB-ESG sowie das/die regionalen ESG sind immer aktiv (siehe Steuerung).

Zusätzlich können für spezielle, regional und zeitlich begrenzte Erfassungsaufgaben sogenannte Erfassungsumbrellas definiert werden. Dabei ist ein Bezug auf bestimmte Strecken- oder Netztypen möglich.

Jeder Erfassungsumbrella hat eine Gültigkeitsdauer, einen Verweis auf BAB- oder regionales ESG, einen separaten Makrotyp, der spezifische Meßroutinen vorgibt, optional Strecken- oder Netzklassifizierung.

Der spezielle Makrotyp innerhalb eines Erfassungsumbrellas überschreibt dort den Makrotyp für die Grunddatenerfassung. Es können gleichzeitig mehrere Erfassungsumbrellas vorgegeben werden.

Das Ausblenden bestimmter Regionen für die Erfassung ist möglich durch die Definition eines Erfassungsumbrellas mit Makrotyp ”keine Erfassung”.

Synchronisation der Erfassung mit der Kartensicht.

  • Definition von Strecken sowie Strecken- und Netztypen der Kartensicht.
  • Versorgung und Pflege des Streckennetzes mit ES in der Kartensicht.

Nachladen neuer ESB:

Es ist möglich, ESB zu aktualisieren und in den EA nachzuladen. Das Nachladen von weiteren ESB ggf. mit Überschreiben ”alter” ESB kann nach unterschiedlichen ESB-Wechselstrategien erfolgen. Eine Beschreibung zum Nachladen von ESB ist in Rap. 6 zu finden.

2.2 SteuerungSteuerungsfunktionen des Erfassungs- und Meldeverhaltens:

Der ZA wandelt Erfassungsaufträge der Verkehrsredaktion in konkrete Steuerungsinfomationen für den EA um.

Die Steuerung des Erfassungs- und Meldeverhaltens erfolgt über Parametersätze, die der ZA vorgibt.

Die Parametersätze für ereignisbezogene als auch strecken- und netzbezogene Erfassung können vom ZA geändert werden.

Strecken- oder netzbezogene Erfassung:

Für jedes ESG (BAB-ESG und regionale ESG) gibt es einen vorgegebenen Parametersatz (inkl. Makrobefehle), der die Grunderfassung sowie das Meldeverhalten vorgibt. Die verschiedenen regionalen ESG können spezifische Parametersätze haben. Die Parametersätze sind nach Strecken- und Netztypen klassifiziert.

Dynamische Definition einfacher Gebiete für Erfassungs- und Meldeverhalten:

Regional begrenzte ”Feinerfassung” erfolgt durch Definition von Erfassungsumbrellas (siehe Erstellung und Pflege), die an den EA übertragen werden.

Interpretation von Steuerungsinformationen MakrointerpreterMakros

Steuerungsinformationen werden durch Makrobefehle umgesetzt. Ein Makrobefehl besteht aus beliebig vielen, logischen Verknüpfungen von Grundbefehlen. Makros sind beliebig schachtelbar; ein Makro kann andere Makrobefehle verknüpfen. Es gibt Intrinsic-Makros (im Programm-Code fest vorgegeben) und frei definierbare Makros (in der ESB festgelegt).

Es besteht die Anforderung, neue Makros in das Endgerät einspielen zu können.

2.3 ErfassungEreigniserkennung und -qualifikation:

Folgende Ereignisse werden erkannt und qualifiziert:

  • 1. Staueinfahrt
  • 2. Stauausfahrt
  • 3. Einfahrt in zähen Verkehr
  • 4. Ausfahrt aus zähem Verkehr
  • 5. Streckentypwechsel
  • 6. Netztypwechsel
  • 7. Wetteränderung (geplant)

Erkennung von Staus und zähem Verkehr erfolgt über entsprechende Algorithmen (unterschreiben von Schwellgeschwindigkeiten, Geschwindigkeitsprofile, siehe Beispiele für Makrobefehle).

Erkennung von Strecken- und Netztypwechsel durch den EA über die Attribute der ES.

Grundmeßverfahren (strecken- und netztypbezogen):

  • – Strecken- und netztypbezogene Datensammlung innerhalb des BAB-ESG und des regionalen ESG entlang der durchfahrenen ES anhand der vorgegebenen Parametersätze.
  • – „Feinerfassung” innerhalb der Erfassungsumbrellas
  • – Ausblenden der Erfassung innerhalb Erfassungsumbrellas mit Makrotyp ”Keine Erfassung”

Strecken- und Netztyperkennung:

EA erkennt Strecken- und Netztyp anhand der Attribute der erkannten ES.

Auf Streckenabschnitten ohne ES erfolgt die Strecken- und Netztyperkennung nachträglich im ZA anhand der ES-Historie

Lokalisierungsdaten aufbereiten/sammeln, Ortungshistorie:

EA legt eine Historie der durchfahrenen ES an. Historie wird mit FCD an den ZA gegeben.

2.4 FCD-Übertragung

  • Statische/dynamische Übertragung von Steuerungsinformationen CH, Individualkommunikation als Interimslösung.

Filtermechanismen für Meldeverhalten

  • Ereignistyp, Streckentyp, Netztyp, Gültigkeitsgebiet (Erfassungsumbrellas), Gültigkeitsdauer, Fahrtrichtung.

Trigger

  • out of range, out of time, out of region, Paketlänge erreicht

Anonymisierung

Im Rahmen eines umfassenden Datenschutzkonzeptes wird die Anonymisierung des Teilnehmers gewährleistet.

Verschlüsselung

Es werden entsprechende Verfahren zur Verschlüsselung der erfaßten Verkehrsdaten eingesetzt, um unbefugten Zugang zu den Daten zu verhindern.

FCD-Protokoll

Es wird ein einheitliches FCD-Protokoll angewendet.

gebietsbezogene Übertragung von Steuerungsinformationen (einfache Gebiete: Kreise, Rechtecke)

Die gebietsbezogene Übertragung von Steuerungsinformationen wird über CB realisiert.

2.5 Interpretation

  • Zuordnung von FCD zu Strecken der Kartensicht über die ES-Historie inkl. der ES-Attribute

Fahrwegidentifikation durch temporäre Fahrt-ID3 Basisfunktionen3.1 Kommunikation

Die Anwendung FCD greift auf die Basisfunktionen des IntraGSM-Subsystems Kommunikation zurück, das in der Spezifikation „Festlegung des Funktionsumfangs und der Schnittstellen eines multifunktionalen Verkehrstelematik-Endgeräts”, Version 1.2, Februar 1996, beschrieben ist.

einheitliches VT-Protokoll gefordert

Aussenden der Steuerungsinformationen über CB gefordert Authentifizierung des Absenders der Steuerungsinformationen bei CB gefordert
”Reverse Charging” für FCD gefordert

3.2 Ortung

Die Anwendung FCD greift auf die Basisfunktionen des IntraGSM-Subsystems Lokalisierung zurück, das in der Spezifikation „Festlegung des Funktionsumfangs und der Schnittstellen eines multifunktionalen Verkehrstelematik-Endgeräts”, Version 1.2, Februar 1996, beschrieben ist.

3.3 Statistik

Es wird ein Grundbestand an mathematischen Funktionen (wie z. B. zur Mittelwert- und Varianzberechnung) bereitgestellt.

3.4 Allgemein

  • Das Verfahren ermöglicht freizügige Programmierbarkeit für Meßwerterfassung
    Meldeverhalten
    Kommunikation
    Steuerung.

4 Übersicht über den Ablauf FCD

Die Verkehrsdatenerfassung wird aktiviert, sobald das Endgerät eingeschaltet ist (Zündschlüssel steckt).

Der Umbrella-Wegepunkt des BAB-ESG, sowie des/r regionalen ESG mit den Randumbrellas werden in die Basisfunktion „Wegepunkt” geladen.

Die Verkehrsdatenerfassung erfolgt einerseits über die ereignisorientierten Makrobefehle. Diese Makrobefehle werden beim Start initialisiert (z. B. Überwachung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs). Beim Eintreffen eines Ereignisses (wie z. B. Unterschreiten einer bestimmten Geschwindigkeitsschwelle als Hinweis auf einen Stau) werden die daran geknüpften Befehle ausgeführt (z. B. Meldung an den ZA).

Andererseits erfolgt die strecken- oder netzbezogene Datensammlung, die an die ES geknüpft sind.

Aus der aktuellen Position des Fahrzeugs ermittelt der EA die Abstände zu allen ES aller vorhandenen ESG und ordnet die ES in einer Erfassungsstellen-Liste (ESL) nach kleinstem Abstand. Eine bestimmte Anzahl von nächstliegenden ES (Nachbarerfassungsstellen) werden als Wegepunkte in das Subsystem Lokalisierung geladen.

Die Ordnung der ES in der ESL nach kleinstem Abstand sollte zeit- und recheneffizient erfolgen. Es bietet sich an, alle ES zunächst grob zu ordnen (mit 1-Norm-Abstand d = |Δx| + |Δy|) und anschließend die ersten 100 ES genauer zu ordnen (mit 2-Norm-Abstandsquadrat d2 = Δx2 + Δy2).

Die ESL wird nach einem bestimmten Zeitschritt immer wieder aktualisiert. „Sich entfernende” ES werden aus dem FIFO der Basisfunktion ”Wegepunkt” gezielt gelöscht, bevor neu hinzukommende Nachbarerfassungsstellen in den FIFO geladen werden.

Meldet die Basisfunktion ”Wegepunkt” das Erreichen einer Erfassungsstelle, so werden die vom ZA vorgegebenen Befehle vom Steuermodul des EA abgearbeitet. Dazu werden die entsprechenden Makros gestartet und die damit verbundenen Meß- oder Kommunikationsbefehle ausgeführt.

Der EA überträgt zum ZA anonymisiert individuelle ereignis- und ES-bezogene Daten. Durch die vom ZA vorgegebenen Steuerungsinformationen wird festgelegt, welche Daten zum ZA übertragen werden. Es werden i. a. nicht alle erfaßten Daten auch übertragen. Bei der Übertragung von Verkehrsdaten an den ZA wird die Version der ESB sowie die Nummer des ESG mitgeliefert.

Beispiele für strecken- oder netzbezogene Daten: ES-ID, mittlere Geschwindigkeit seit der letzten ES sowie Varianz, Brems- und Beschleunigungsprofile etc. Beispiele für ereignisbezogene Daten: aktuelle Position oder aktuelle ES-ID, Art des Ereignisses z. B. „Stauanfang”, „Unfall”.

Der ZA ordnet die individuellen ES-bezogenen Fahrdaten der Kartensicht zu. Aus den individuellen Fahrdaten werden durch statistische Verfahren wie Mittelwertbildung Verkehrsdaten gewonnen, welche der Verkehrsredaktion zur Verfügung gestellt werden.

Da aus Speicherplatzgründen nicht alle Streckenabschnitte mit zwei ES versehen werden können, beziehen sich die VD-Meldungen des EA häufig auf mehrere Streckenabschnitte. Daher muß aus den VD-Meldungen eines Teilnehmers zunächst ermittelt werden, welche Streckenabschnitte er durchfahren hat. Dazu vergleicht der ZA die gefahrene Weglänge zwischen den beiden ES mit den Weglängen der möglichen Wege aus der Kartensicht und bestimmt daraus den tatsächlich gefahrenen Weg (d. h. die Streckenabschnittsfolge).

Die ES-bezogenen Verkehrsdaten des Teilnehmers werden anschließend in Verkehrsdaten für diese Streckenabschnittsfolge umgewandelt. Aus den Verkehrsdaten vieler Teilnehmer, die unterschiedliche Streckenabschnittsfolgen durchfahren haben, lassen durch Aufstellung und Lösung von Gleichungssystemen die streckenbezogenen Verkehrsdaten gewinnen.

Auch für ereignisbezogene Daten kann im ZA eine statistische Aufbereitung aktiviert und parametrisiert werden.

Tritt eine Verkehrsstörung auf, so kann die Verkehrsredaktion den ZA beauftragen, die roten ES spezieller Straßenabschnitte für einen bestimmten Zeitraum zu aktivieren. Auch der ZA kann initiativ die roten ES aktivieren. Der ZA informiert alle betroffenen EA, die nun alle betroffenen roten ES aktivieren. Nach Ablauf des vorgegebenen Zeitraums bzw. bei Zurücknahme durch den ZA deaktiviert der EA alle betroffenen roten ES wieder. Die roten ES sollten über SMS-CB zugeladen werden.

Erreicht das Fahrzeug die Randregion des aktuellen regionalen ESG (was durch die Meldung eines Randumbrellas angezeigt wird), so holt der EA ggf. eine oder mehrere Nachbar-ESB aus der Mailbox des ZA ab. Die aktuelle ESB wird jedoch nicht überschrieben, sondern bleibt im EA erhalten.

Überschreitet das Fahrzeug die Grenze zu einem Nachbar-ESG, so wird dieses zum aktuellen ESG und das „alte” ESG wird zum Nachbar-ESG. Die ES in der ES-Liste bleiben grenzüberschreitend gültig. Auch wenn eine neue ESB auf „aktuell gültig” gesetzt wird. können somit ES einer anderen ESB im Wegepunkt-FIFO der Basisfunktion „Wegepunkt” „als nächstliegende ES” verbleiben.

Die aktuelle ESB zeichnet sich gegenüber den anderen im VTG gespeicherten ESB nur dadurch aus, daß dessen ESG-Umbrella sowie dessen Randumbrellas gültig und in der Basisfunktion ”Wegepunkt” geladen sind.

Beim Ausschalten des Endgerätes (Ziehen des Zündschlüssels) werden, falls vom ZA vorgegeben, noch vorhandene Erfassungsdaten an die Zentrale übermittelt. Es ist sicherzustellen, daß alle im VTG geladenen ESB nichtflüchtig gespeichert werden.

5 Beispiele für Makrobefehle5.1 ESB-orientierte Befehle

  • ESB mit spezieller ESG-Nummer aus der ESB-Mailbox abholen Alle ESBs löschen
  • Liste von n ESBs löschen

5.2 Makroorientierte Befehle

Makros werden bei Eintreten bestimmter Bedingungen durch Befehle gestartet, die über eine Referenzierung zu einem Makro verfügen.

Einrichten eines Makros mit Befehlssequenz (Makro-Kennung wird zurückgegeben). Mögliche Befehle im Makro:

  • 1. Kommunikationsbefehle, wie Abholen von ESB
  • 2. Lokalisierungsorientierte Befehle, wie Laden von Wegepunkten in die Basisfunktion, ~Wegepunkt”
  • 3. Makroaufrufe
  • 4. ...
  • Entfernen eines Makros
  • Entfernen aller Makros

5.3 Verbindende Sprachelemente

Nach Durchführung eines Befehls erfolgt i. allg. die Rückgabe eines ”Funktionswertes”. Je nach Definition des Befehls kann der Funktionswert eine Erfolgsmeldung, ein Bearbeitungsergebnis oder einen Zeiger auf das Ergebnis enthalten. Die Funktionswerte, d. h. Befehle können direkt als Parameter von Befehlen verwendet werden (Schachtelung).

5.4 Zählerorientierte Befehle

  • Einrichten eines Zählers; Startwert und Referenz zu einem Makro (Zähler-Kennung wird zurückgegeben)
  • Dekrementieren eines Zählers um einen bestimmten Wert und Rückgabe des Zählerstandes. Starten des referenzierten Makro, wenn der Wert Null erreicht bzw. unterschritten wurde.
  • Setzen eines neuen Startwertes in einem bestehenden Zähler
  • Abfrage des Zählerstandes mit Schwellwert und Referenz zu einem Makro. Starten des referenzierten Makro, wenn der Schwellwert über- oder unterschritten wurde.
  • Entfernen eines Zählers
  • Löschen aller Zähler
  • Entfernen aller Zähler

5.5 Mittelwertspeicher-orientierte Befehle

Mittelwertspeicher werden zur Bestimmung von Größen wie mittlere Geschwindigkeit, mittlere Reisezeit auf einem Streckenabschnitt etc. benötigt.

  • Einrichten eines Mittelwertspeichers, Art der Mittelung (z. B. arithmetisch oder Standardabweichung)
  • Eingabe in Mittelwertspeicher
  • Abfrage des Mittelwertspeichers mit Schwellwert und Referenz zu einem Makro. Starten des referenzierten Makro wenn der Schwellwert über (oder unterschritten wurde.
  • Entfernen eines Mittelwertspeichers
  • Löschen aller Mittelwertspeicher
  • Entfernen aller Mittelwertspeicher

5.6 Zeittrigger-orientierte Befehle

  • Einrichten eines Zeittriggers mit Wiederholfrequenz und Referenz zu einem Makro (Zeittrigger-Kennung wird zurückgegeben)
  • Rücksetzen des Zeittriggers
  • Abfrage des Zeittriggers mit Schwellwert und Referenz zu einem Makro. Starten des referenzierten Makro, wenn der Schwellwert über- oder unterschritten wurde.
  • Entfernen eines Zeittriggers
  • Rücksetzen aller Zeittrigger
  • Entfernen aller Zeittrigger

5.7 Geschwindigkeitsorientierte Befehle

Das Subsystem Lokalisierung liefert sekündlich Geschwindigkeit und Richtung des Fahrzeugs.

  • Geschwindigkeitsorientierte Befehle dienen dazu, die Geschwindigkeitswerte zu beobachten und auf Über- bzw. Unterschreiten bestimmter Schwellwerte auszuwerten.
  • Abfrage der aktuellen Geschwindigkeit und Richtung Erstellung eines Geschwindigkeitsprofils inkl. Richtungsverlauf
  • Einrichten eines Geschwindigkeits-Triggers mit Schwellwert, Ansprechrichtung (Geschwindigkeitsüberschreitung oder -unterschreitung) und Referenz zu einem Makro (Geschwindigkeits-Trigger-Kennung wird zurückgegeben)
  • Entfernen eines Geschwindigkeits-Triggers
  • Entfernen aller Geschwindigkeits-Trigger

5.8 Beschleunigungsorientierte Befehle

Aus den Geschwindigkeiten, die sekündlich vom Subsystem Lokalisierung bereitgestellt werden, bestimmt der EA bei Bedarf die Beschleunigung. Beschleunigungsorientierte Befehle dienen dazu, die Beschleunigungswerte zu beobachten und auf Über- bzw. Unterschreitung bestimmter Schwellwerte auszuwerten.

  • Berechnung der aktuellen Beschleunigung aus den Geschwindigkeitsänderungen
  • Erstellung eines Beschleunigungsprofils
  • Einrichten eines Beschleunigungs-Triggers mit Schwellwert Ansprechrichtung (Beschleunigungsüberschreitung oder -unterschreitung) und Referenz zu einem Makro (Beschleunigungs-Trigger-Kennung wird zurückgegeben)
  • Entfernen eines Beschleunigungs-Triggers
  • Entfernen aller Beschleunigungs-Trigger

5.9 Bremsprofil- und beschleunigungsprofilorientierte Befehle

Für komplexe Auswertungen können stark anwendungsorientierte Befehle entwickelt werden. Ein Beispiel dafür ist die Erstellung und Auswertung von Brems- oder Beschleunigungsprofilen, nachdem ein Beschleunigungs-Trigger angesprochen hat. Es kann dann z. B. ausgewertet werden auf ”unerwartete Gefahrenstelle/Hindernis”, ”Vollbremsung”, Unfall

5.10 Weitere ereignisorientierte Befehle

Aus Sicht der Anwendung ist die Erfassung. von Kfz-bezogenen Ereignisdaten wie Blinker (Warnblinker bei Stau), Scheibenwischer (Regen), Nebelschlußleuchte (Nebel) oder Differenz zwischen Bremskraft und Bremswirkung (Glatteis) von Interesse. Die Erfassung dieser Ereignisdaten ist ohne weiteres möglich, wenn der Aufwand für die Verschaltung mit der Kfz-Elektrik nicht gescheut wird (Evtl. ist es auch möglich, die charakteristischen Streusignale von Scheibenwischer und Blinker auf der Stromversorgung mit einer Art ”Spracherkennungsmodul” zu erfassen und so eine direkte Verschaltung zu umgehen). Da die erste Generation für den Nachrüstmarkt gedacht ist, scheidet eine aufwendige fahrzeugtypabhängige Verschaltung mit der Kfz-Elektrik vorerst aus. Was sich vielleicht mit geringem Aufwand machen läßt, wäre ein Außentemperaturfühler in der Antenne.

6 Nachladen von ESB

Im EA des AM-VD sind gleichzeitig mehrere (benachbarte) ESB gespeichert. Zusätzlich enthält jede ESB die ESG-Nummern der benachbarten Erfassungsstellengebiete. Benachbarte ESG werden versetzt angeordnet, so daß sich an den Ecken nur jeweils drei ESG berühren können. Beim Erreichen der Randregionen eines ESG sollten, wenn notwendig, eine oder mehrere Nachbar- ESB vom ZA abgeholt werden, falls sie noch nicht im EA gespeichert sind. Dazu werden in den Randregionen des ESG-Umbrellas sogenannte ESG-Randumbrellas gesetzt (siehe 2). 2 zeigt ein aktuelles Erfassungsstellengebiet (ESG 1), das von versetzten Nachbar-ESG umgeben ist. Der Rand des ESG wird von 8 Randumbrellas überdeckt. Erreicht das Fahrzeug einen solchen Randumbrella, so holt. der EA automatisch eine oder mehrere zugehörige Nachbar-ESG ab.

Der AM-VD kann z. B: so parametrisiert werden, daß nur 2 ESB im EA gespeichert werden: ein ”Fernstrecken-ESB” für das Heimatland des Benutzers und ein ”Regional-ESB”. Im Fernstrecken-ESB sind nur die wichtigsten Fernstrecken-ES, in den Regional-ESB die übrigen Fernstrecken-ES und anderen regionalen ES gespeichert. Beide ESB verbleiben semipermanent im EA. Nur wenn der Benutzer über längere Zeit seine Region verlassen hat, so daß ein Schwellwert von „Seitenfehlern” überschritten wurde, kommt es zum ESB-Wechsel. (Ohne SMS-CB oder GPRS ist eine Parametrisierung mit hoher ESB-Wechselfrequenz unwirtschaftlich.)

Alle ESB werden vom ZA des AM-VD in einer ESB-Mailbox bereitgestellt, wo sie vom EA unter der ESG-Nummer als Mailbox-Subadresse abgeholt werden können.

Das ESG sowie ihre ESB werden vom ZA des AM-VD laufend gepflegt. Werden ESG sowie ihre ESB aktualisiert (z. B. Löschen und Neueinrichtung von Erfassungsstellen, Modifikation Makrobefehle, Einrichtung neuer Meßaufträge, Verschiebung der Grenzen eines ESG), so erhält die neue ESG-Version eine neue ESG-Nummer. Der ZA des AM-VD entscheidet, zu welchem Zeitpunkt er die betroffenen EA (per Broadcast) über eine neue ESG-Version durch Angabe der neuen ESG-Nummer informiert und sie auffordert, sich die neue ESB aus der ESB Mailbox abzuholen.

Es ist sinnvoll, für alle ESB eine Default-ESB zu entwickeln, die im EA der betroffenen Fahrzeuge abgespeichert ist. Stellt die Verkehrsredaktion kurzfristig und für einen begrenzten Zeitraum einen Erfassungsauftrag (z. B. erhöhtes Verkehrsaufkommen auf dem Kölner Ring während der Rush-hour, Ferienbeginn in NRW), so überträgt der ZA des AM-VD nur die daraus resultierenden Anderungen für die ESB mit einem Start- und Stopzeitpunkt direkt über SMS-CB an die betroffenen EA. Der EA baut die Änderungen zur angegebenen Startzeit in die ESB ein und löscht sie zum Stopzeitpunkt wieder. Anschließend wird wieder die Default-ESB aktiviert.

Es wird in Kauf genommen, daß nicht alle betroffenen Erfassungsfahrzeuge mit dem SMS-CB erreicht werden. Sei längerem Gültigkeitszeitraum ist eine Wiederholung, z. B. alle 30 Minuten, sinnvoll.

Bei der Übertragung von Verkehrsdaten wird die Nummer des entsprechenden ESB mitgeliefert. Ist die ESB veraltet, so fordert der ZA, falls notwendig, seinen EA auf, eine neue ESB aus der ESB-Mailbox abzuholen.

Eine neugeladene ESB wird erst aktiviert, wenn sie vollständig empfangen wurde.

Die Erfindungsidee ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr werden ebenso alle Merkmale der Unteransprüche und nebengeordneten Patentansprüche einzeln oder in beliebiger Kombination als dem Offenbarungsumfang dieser Patentanmeldung zugeordnet beansprucht.