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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kommunikationssysteme und insbesondere
ein Verfahren und ein System zum Abschätzen und Ausgeben von Straßenzustandsinformationen
an Benutzer von Kommunikationsdiensten.
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Hintergrund
der Erfindung
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Neuere
Entwicklungen auf dem Gebiete der Satellitensystemtechnologie, beispielsweise
Erdsatelliten mit niedrigem Orbit (LFO) und Terminals mit sehr kleiner
Appertur (VSAT) haben den Anstoß für die Schaffung
einer großen
Vielfalt von mobilen Kommunikationsdiensten gegeben. Diese Dienste
umfassen persönliche
Satellitentelefondienste und Dienste der globalen Positionsangabe
(GPS). Unter den Diensten, die unter dem Schirm der globalen Positionsangabe
angeboten werden, sind Echtzeit-Ortungssysteme und -Navigationssysteme
für Autofahrer
und Fußgänger herausragend,
wobei Anwendungen im Sicherheitsdienst und Militärdienst nicht erwähnt zu werden
brauchen. Der Echtzeit-Ortungsdienst identifiziert die relative
Position eines Gerätes oder
Gegenstandes innerhalb weniger Fuß in den tatsächlichen
Koordinaten des betreffenden Gegenstandes oder Gerätes. Im
Gegensatz hierzu liefert das Navigationssystem Richtungen an einen
Endverbraucher (beispielsweise in Gestalt von digitalen Landkarten
oder Aufzeichnungen) auf der Basis einer Position des Benutzers
sowie Verkehrsstauungen relativ zu der betreffenden Position. Unglücklicherweise
war die Marktakzeptanz des Dienstes der globalen Positionsangabe
niedriger als von den Planern und Konstrukteuren des GPS-Dienstes
vorausgesetzt. Dies beruht in erster Linie darauf, daß die Anbieter
des Dienstes der globalen Positionsangabe die hohen Kosten für die Schaffung
und den Start der LEO-Satelliten auf eine kleine Basiszahl von Kunden verteilen
müssen.
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In
dem Bestreben, ähnliche
Dienste zu einem niedrigeren Preis anbieten zu können, haben Systemkonstrukteure
ein Oberflächentransportüberwachungssystem
entwik kelt, das „Intelligent
Vehicle Highway System" (IVHS)
genannt wird. Dieses System verwendet Detektorgeräte auf Videobasis
und Straßensensoren
zur Einsammlung von Echtzeit-Verkehrsdaten und zur Ausgabe von Warnungen und
Informationen über
alternative Routen an Benutzer, wenn ein Verkehrsstau auftritt.
Die Infrastruktur des Intelligent Vehicle Highway Systems ist möglicherweise
weniger kostenaufwendig als die Infrastruktur des globalen Positionsangabesystems (GPS),
was niedrigere Kosten für
einen Dienst auf IVHS-Basis erwarten läßt. Bedauerlicherweise haben die
Entwickler des IVHS-Systems herausgefunden, daß aufgrund der Tatsache, daß der IVHS-Dienst
auf das Detektieren und das Management von Stauungen und auf Verkehrsberichte
beschränkt
ist, die IVHS-Kundenbasis noch kleiner sein könnte als diejenige für den GPS-Dienst. Aus diesem
Grunde kann die kleinere IVHS-Kundenbasis jeden Wettbewerbsvorteil
zunichte machen, den der IVHS-Dienst gegenüber dem GPS-Dienst haben mag.
Diese Situation wird weiter durch die Tatsache kompliziert, daß die größeren Rundfunkstationen
periodisch Verkehrsberichte verbreiten, die an Fahrer auf den größeren Hauptstraßen im Großstadtgebiet
gerichtet sind. Es ist daher unwahrscheinlich, daß Radiohörer auf
der Straße
für einen
Dienst zahlen könnten,
der für
sie praktisch kostenfrei zur Verfügung steht, außer wenn die
Dienste Merkmale aufweisen, die bisher nicht erhältlich waren. Die Rundfunkstationen
empfangen typischerweise die Verkehrsberichtinformationen, welche
sie verbreiten, aus Quellen, unter denen sich beispielsweise Reporter
an Bord strategisch positionierter Hubschrauber befinden. Leider
steht der rundfunkverbreitete Verkehrsinformationsdienst in erster Linie
nur während
der Hauptverkehrszeiten oder der rush-hours zur Verfügung und
richtet sich vornehmlich an Zuhörer
auf den größeren Hauptstraßen oder Highways.
Die Sendezeit und der Blickwinkel der rundfunkverbreiteten Information
sind in der Art wirksam, daß sie
diese Information für
Fahrer wertlos machen, die entweder nicht während der Stoßzeiten
unterwegs sind oder auf einer verstopften Hauptstraße zweiter
Ordnung oder auf einer Straße
im Vorstadtbereich. Weiter bietet der rundfunkverbreitete Verkehrsinformationsdienst
nicht detaillierte Alternativwege an, die es dem angesprochenen
Fahrer oder Zuhörer
erlauben, den Staubereich zu vermeiden. Außerdem „altert" die rundfunkverbreitete Verkehrsinformation
rasch (typischerweise bedeutend schneller als die Frequenz der rundfunkver breiteten
Berichte), da neue Unfälle
passieren und alte Unfälle
nicht länger
den Straßenverkehr
behindern.
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Ein
anderes bekanntes System ist in der US-Patentschrift 5 182 555 („Sumner") beschrieben, welche
eine Technik offenbart, durch die Echtzeit-Verkehrsstaudaten an
Fahrer entsprechend ausgerüsteter
Fahrzeuge geliefert werden. Das Sumner-System enthält eine
Einrichtung zur Sammlung und Formatierung von Daten an einem zentralen
Ort, zur Übertragung
der Daten an die Fahrzeuge, zur Verarbeitung von Daten in den Fahrzeugen
und zur Darstellung der Daten für
die Fahrer. Das Sumner-System mit diesem Konzept liefert Eingänge für einen
weiten Bereich von Datenquellen an einem zentralen Ort, an welchem
durch einen Datenvereinigungsprozeß die Informationen von einem
Bereich von Quellen angesammelt und für jeden Straßenabschnitt
zu einem einzigen Staupegel-Datenwert aufgebaut werden. In den Fahrzeugen
kann ein Bereich von Optionen für
die Darstellung relevanter Staudaten für den Fahrer verfügbar sein
einschließlich
Textdarstellung, Sprachdarstellung und Kartendarstellung. Eine Datenquelle,
die als Eingang an dem zentralen Ort in dem Sumner-System verwendet
wird, können
elektronische Verfolgungsgeräte
sein, die in einer Anzahl von bestimmten einzelnen Kraftfahrzeugen
installiert sind. Die elektronischen Verfolgungsgeräte sind
spezielle Geräte,
welche in individuellen Kraftfahrzeugen installiert sind und welche
Verfolgungsdaten in Gestalt von Breitengrad, Längengrad, Abstand, Richtung
und Geschwindigkeit über
eine Funkverbindung an das Kommunikationssystem übertragen, oder alternativ
eine Telefon-Kommunikationsschnittstelle sind. Unglücklicherweise
erfordert das Sumner-System die Entwicklung einer kostenaufwendigen
Informationssammlungs-Infrastruktur, welche
die elektronischen Verfolgungsgeräte mit umfaßt. Bei Systemen nach dem Stande
der Technik ist daher das Fehlen einer „zu jeder Zeit und an jedem Ort"-Lösung ein
Problem, welche die Abgabe von Verkehrsstauinformationen an Benutzer
gestattet, ohne daß eine
neue, kostenaufwendige Informationssammlungs-Infrastruktur notwendig
ist.
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Ein
zelluläres
Telefonortungssystem mit einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk
vom allgemeinen Typ, der hierin betrachtet wird, ist aus der WO
94/27160 bekannt.
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EP 0 631 453 A2 offenbart
ein Verfahren, um Mobilstationen in einem digitalen Telefonnetzwerk
zu orten.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Das
obige Problem wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung ist somit auf ein Verfahren gerichtet, welches
Verkehrsbedingungen auf Hauptverkehrsadern abschätzt, die in einem Funkabdeckungsbereich
oder mehreren Funkabdeckungsbereichen eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerkes
gelegen sind, was auf der Basis einer Analyse einer Echtzeit-Verkehrsinformation
und einer vergangenen Verkehrsinformation geschieht, welche durch
das drahtlose Kommunikationsnetzwerk übertragen und eingesammelt
wird. Der Datensammlungsvorgang wird als Teil des Registrierungsbetriebs
und des Übergabebetriebs
durchgeführt,
der von dem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk ausgeführt wird.
Die analysierten Daten können
beispielsweise die aktuelle (gegenwärtige) Anzahl und die erwartete
(mittlere vergangene) Anzahl von a) aktiven beziehungsweise besetzten
Funk-Endverbrauchergeräten
in einer Zelle oder in mehreren Zellen in einer bestimmten Zeitdauer,
und b) von aktiven freien Funk-Endverbrauchergeräten in einem Ortungsbereich
des drahtlosen Kommunikationsnetzwerkes umfassen.
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Gemäß der Erfindung
kann ein Rückschluß auf einen
Verkehrsstau gezogen werden, wenn die Anzahl von Funk-Endverbrauchergeräten die
in einer Zelle oder in einem Ortungsbereich aktiv sind, einen bestimmten
Schwellenwert übersteigt.
Beispielsweise kann das Verhältnis
der aktuellen zur erwarteten zegistrierten Zahl von Funkgeräten, welche
in einer Zelle aktiv bzw. besetzt sind und/oder von aktiven freien
Funkgeräten
in einem Ortungsbereich eine Anzeige für einen Engpaß auf einer
der Hauptstraßen oder
mehrerer der Hauptstraßen
sein, die in der betreffenden Zelle oder in dem betreffenden Ortungsbereich
gelegen sind. Weiter liefert dasselbe Verhältnis in benachbarten Zellen
oder Ortungsbereichen eine Orientierungsinformation bezüglich Engpässen auf der
betreffenden Straße.
Wenn beispielsweise eine Zelle A und ihre nördliche Nachbarzelle B ein
Verkehrsaufkommen erfahren, das größer als das erwartete ist,
während
die Nachbarzelle C im Süden
von A ein Verkehrsaufkommen erfährt,
das gleich oder niedriger als der erwartete Pegel ist, dann ergibt
sich der Rückschluß, daß ein Verkehrsengpaß im nördlichen
Abschnitt des Highway oder der Hauptstraße in der Zelle A aufgetreten
ist. Der Rückschluß des Straßenverkehrssstaus
auf der Basis eines über
dem erwarteten Verkehrspegel liegenden Wertes in bestimmten Abdeckungsbereichen
eines Funknetzwerkes wird durch empirische Untersuchungen gestützt, welche
in Richtung auf eine unmittelbare Korrelation zwischen Verkehrsstauungen
auf einer Straße
und erhöhtem
Funkverkehr in einer Zelle hinweisen, in welcher sich der Stauabschnitt
der betreffenden Straße
befindet. Der erwartete Verkehrspegel für eine Zelle wird von vergangenen
historischen Daten abgeleitet, die von einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk
gesammelt wurden. Der erwartete Verkehrspegel zieht auch zeitabhängige Faktoren
in Betracht, beispielsweise Tageszeit, Wochentag, bestimmter Jahrestag.
Andere bei der Bestimmung des Schwellwertpegels als Faktoren in
Betracht kommende Variable umfassen Ereignisse an bestimmten Terminen,
beispielsweise Paraden und Straßenbauarbeiten.
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Auch
kann gemäß der Erfindung
ein Rückschluß auf einen
Verkehrsstau auf einer Straße
innerhalb eines Abdeckungsbereiches einer Zelle oder eines Ortungsbereiches
gezogen werden, wenn eine bedeutsame Zahl von Funkgeräten eine
längere
als die erwartete Zeit damit verbringen, die betreffende Zelle oder
den Ortungsbereich zu durchqueren. Die erwartete Zeitdauer für die Durchquerung
einer Zelle durch das Funkgerät
basiert auf vergangenen historischen Daten, die als Faktoren zeitabhängige Parameter
enthalten, beispielsweise Tageszeit, Wochentag und bestimmter Tag
des Jahres.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann ein Benutzer an einem Bedarfs-Verkehrsberichtsdienst
teilnehmen, der es ermöglicht,
den Benutzer auf mögliche
Verkehrsstauungen auf irgendeiner Straße auf einem vom Benutzer angegebenen Reiseweg
aufmerksam zu machen. Der Reiseplan kann beispielsweise verschiedene
Zellen angeben, in welchen sich der Teilnehmer auf seiner Reise
innerhalb bestimmter Zeitintervalle erwartungsgemäß aufhält.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung kann ein Teilnehmer nicht angeforderte
Verkehrsberichte über
Verkehrsstaus und andere Straßeninformationen
immer dann erhalten, wenn die gegenwärtige Zelle (der gegenwärtige Ortungsbereich),
in welcher bzw. in welchem sich der Teilnehmer aufhält und/oder
hierzu benachbarte Zellen oder Ortungsbereiche einen höheren Funkverkehr
hat bzw. haben, als der erwartete Pegel beträgt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild eines Kommunikations-Schaltungssystems entsprechend
der vorliegenden Erfindung zur Abschätzung von Verkehrsbedingungen
in den Hauptverkehrsadern, welche sich in dem Funkabdeckungsbereich
des Funksystemteils des Kommunikations-Schaltungssystems befinden;
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2 eine
Tabelle, in der bestimmte Zellen oder Ortungsbereiche in Zuordnung
zu Abschnitten eines Verkehrsnetzes eingetragen sind;
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3 ein
Flußdiagramm
zur Erläuterung
von Befehlen, die durch einen Prozessor in dem Netzwerk von 1 durchgeführt werden,
um Informationen über
Funk-Endverbrauchergeräte
zu sammeln, die sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des Funksystemteils
des Kommunikations-Schaltungssystems befinden; und
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4 und 5 Flußdiagramme
von Befehlen, welche durch verschiedene Komponenten des Netzwerks
von 1 ausgeführt
werden, um Verkehrsinformationen an einen Teilnehmer entsprechend
der vorliegenden Erfindung zu übertragen.
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Detaillierte Beschreibung
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In
dem Blockschaltbild von 1 ist ein Kommunikations-Schaltungssystem
gezeigt, welches ein drahtloses Netzwerk 20 und ein Leitungsnetzwerk 30 enthält. Das
Leitungsnetzwerk 30 umfaßt miteinander verbundene, örtliche
Verbundschalter und Gebührenschalter
(nicht dargestellt), welche bewirken, daß ein Telefonanruf zu einem
Kabel-Telefonapparat (beispielsweise dem Telefonapparat 80) durchgeschaltet
wird, oder an das drahtlose Netzwerk 20 weitergeleitet
wird. Letzteres enthält
modulare Software- und Hardware-Komponenten, die so ausgelegt sind,
daß Funkfrequenzkanäle zur Herstellung
der Verbindungen zwischen mobilen Endbenutzergeräten und anderen Geräten zur
Verfügung gestellt
werden, die an das Kommunikations-Schaltungssystem von 1 angeschlossen
sind. Das drahtlose Netzwerk 20 kann ein analoges Kommunikationssystem
sein, das beispielsweise den analogen zellularen Funkstandard des
neuen mobilen Telefonservice AMPS verwirklicht. Eine detaillierte
Beschreibung eines AMPS-Kommunikationssystems findet sich in Bell
System Technical Journal, Band 58, Nr. 1; Januar 1979, Seiten 1
bis 14. Alternativ kann das drahtlose Netzwerk 20 ein digitale
Kommunikationssystem sein, das in allgemein bekannter Weise ein
Code-Aufteilungs-Mehrfachzugriff-Verfahren (Code Division Multiple
Access CDMA) oder ein Zeitaufteilungs-Mehrfachzugriff-Verfahren
(Time-Division-Multiple-Access TDMA) verwirklicht. Zusätzliche Informationen über das
TDMA-Zugriffsverfahren und das CDMA-Zugriffsverfahren finden sich
in AT & T Technical
Journal, Band 72, Nr. 4, Juli/August 1993, Seiten 19 bis 26.
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Das
drahtlose Netzwerk 20 enthält eine Anzahl von Basisstationen 1 bis 12,
von denen jede einen Transceiver oder eine Sende-Empfangseinheit, einen
Antennenkomplex (Antenne und Antennenmast), sowie eine Steuereinrichtung
enthält,
welche so ausgebildet sind, daß sie
die drahtlose Verbindung zu mobilen Benutzer-Endgeräten 90 bis 93 herstellen,
wenn sich diese in dem Funkabdeckungsbereich einer der Basisstationen
befinden. Der genannte Funkabdeckungsbereich wird auf diesem technischen
Gebiet als eine „Zelle" für zellulare
Netzwerke, und als „Mikrozelle" für Personalkommunikationsnetzwerke
(PCN) bezeichnet. Als Punkte des Zugangs und des Ausgangs für Signale,
welche zu dem drahtlosen Netzwerk 20 gesendet werden und
von dem drahtlosen Netzwerk 20 empfangen werden, erfüllen die
Basisstationen 1 bis 12 bestimmte Anruf-Auibaufunktionen,
unter denen sich die anfängliche
Kanalzuordnung und die Überwachung
des Aufbaus der drahtlosen Verbindung befinden.
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Als
Zentrum des drahtlosen Netzwerkes 20 ist die Schaltstation 50 anzusehen,
die den Betrieb der Basisstationen 1 bis 12 überwacht
und koordiniert. Die Schaltstation 50 enthält einen
Prozessor 55 (, dessen Funktionen weiter unten angegeben
werden) und ein Mobilschaltungszentrum (MSC) 52, das übergangslose
Kommunikationswege für
Anrufe (welche das drahtlose Netzwerk 20 und das Leitungsnetzwerk 30 übergreifen)
schafft, indem eine Überbrückung zwischen
Funkkanälen
(vom drahtlosen Netzwerk 20) und Leitungskanälen oder
verdrahteten Kanälen
(von dem Leitungsnetzwerk oder verdrahteten Netzwerk 30)
geschaffen wird.
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Von
besonderer Bedeutung unter den Komponenten der Schaltstation 50 des
drahtlosen Netzwerks 20 ist der Prozessor 55,
der einige der Anrufbearbeitungsbefehle ausführt, die in den weiter unten erläuterten 3, 4 und 5 dargestellt
sind. Der Prozessor 55 enthält eine zentrale Prozessoreinheit
CPU 101 und einen Speicherbereich 100. Die CPU 101 koordiniert
einige der Anrufbearbeitungsfunktionen, die von den Basisstationen 1 bis 12 ausgeführt werden.
Der Speicherbereich 100 enthält zusätzlich zu den Verarbeitungsbefehlen,
welche in den 3 bis 5 erläutert sind
(und welche in dem allgemeinen Speicherbereich 106 enthalten
sind) Registrierungs- und Zellenzähler 104 und 105 sowie
Registrierungs- und Zellen- Zeitgeberkomplexe 102 und 103.
Die Zähler
und Zeitgeber können
beispielsweise als eine Reihe von EEPROM-Speichern verwirklicht werden, welche
die einzelnen Werte der Zähler
für jede
Zelle und die einzelnen Werte der Zeitgeber für jedes mobile Benutzer-Endgerät, das sich
in einem aktiven Besetzt-Zustand befindet, speichern. Andere von
der CPU 101 durchgeführte
Funktionen umfassen die Anmeldungs- und Abmeldungs-, Übergabe- oder
Abgabevorgänge,
welche es dem drahtlosen Netzwerk 20 ermöglichen,
den Ort von draht losen Benutzer-Endgeräten 90 bis 93 innerhalb
bestimmter Funkabdeckungsbereiche zu identifizieren, zu bestätigen und
zu verfolgen, wenn sich die betreffenden Geräte innerhalb des durch das
drahtlose Netzwerk abgedeckten geographischen Bereiches bewegen.
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Eine
allgemein bekannte Registrierungsprozedur ist das Verfahren der
Heimatposistionsregistrierung und Besucherpositionsregistrierung.
In den Verfahren der Heimatpositionsregistrierung und der Besucherpositionsregistrierung
(HLR/VLR) wird ein Positionsbereich einer Ansammlung von Zellen,
beispielsweise den Basisstationen 1 bis 12, zugeordnet. Gemäß dem HLR/VLR-Verfahren
muß sich
ein aktives, freies Mobilgerät
(d, h., ein Gerät,
das eingeschaltet ist, das jedoch keine Sprachsignale oder Datensignale
aussendet oder empfängt),
zu der Zeit registrieren lassen, zu der das Gerät eingeschaltet wird oder wenn
das Gerät
einen neuen Positionsbereich betritt. Wenn daher das drahtlose Schaltzentrum 50 einen
Anruf zu einem der mobilen Geräte 90 bis 93 durchstellen
muß, dann
sendet es ein Aufrufsignal nur an die Zellen, welche dem Positionsbereich
zugeordnet sind, in welchem das mobile Gerät registriert ist. Wenn sich
eines der mobilen Verbraucher-Endgeräte 90 bis 93 registrieren
läßt, so erhöht die CPU 101 der
drahtlosen Schaltstation 50 einen geeigneten Zählerstand
in dem Registrierungszähler 104 um „Eins" und startet einen
geeigneten Zeitgeber in dem Registrierungs-Zeitgeberkomplex 102. Wenn
umgekehrt ein mobiles Gerät
abgeschaltet wird oder einen Positionsbereich verläßt, dann
erniedrigt der Prozessor 55 der drahtlosen Schaltstation 50 den
Registrierungszähler
um „Eins" und sendet ein Signal
an den Registrierungs-Zeitgeberkomplex 102, um die Rückstellung
des diesem Gerät
zugeordneten Zeitgebers zu veranlassen.
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Die Übergabe-Operationen
werden durch die CPU 101 in Zusammenwirkung mit den Basisstationen 1 bis 12 durchgeführt. Jede
dieser Basisstationen 1 bis 12 so so ausgebildet,
daß sie
die Stärke der
von einem aktiven besetzten mobilen Gerät empfangenen Signale mißt und bewertet.
Wenn also ein mobiles Benutzer-Endgerät die Grenze von einer Basisstation 1 bis 12 überschreitet,
um in die Zelle einer anderen dieser Basisstationen einzutreten,
dann veranlaßt
die verminderte Stärke
des Signals, welches von der verlassenen Zelle empfangen wird, die
CPU 101 der drahtlosen Schaltstation 50 dazu,
die Übergabeprozedur
einzuleiten, welche einen Funkkanal von der neuen Basisstation für Kommunikationen
mit dem betreffenden mobilen Verbraucher-Endgerät zuordnet. Der Prozessor 55 ist
so ausgebildet, daß er einen
Zellenzähler
um „Eins" für eine Zelle
erhöht, wenn
eines der mobilen Benutzer-Endgeräte 90 bis 93 einen
Anruf von einem Ort innerhalb des Abdeckungsbereiches der betreffenden
Zelle einleitet. Die CPU 101 erhöht außerdem den entsprechenden Zählerstand
in dem Zellenzähler 105 um „Eins", wenn eines der
mobilen Benutzer-Endgeräte 90 bis 93 (in
einem aktiven Zustand oder Besetzt-Zustand) den Funkabdeckungsbereich
der betreffenden Zelle betritt. In diesem Falle zeichnet die CPU 101 auch
die Zellenzahl der vorausgehenden Zelle auf, um die Richtung zu
identifizieren, mit der der Benutzer des mobilen Benutzer-Endgerätes reist
oder sich bewegt. Die mobilen Benutzer-Endgeräte 90 bis 93 können zellulare
Telefonsets, Gegensprechrufanlagen, Multimedia-Funkgeräte oder
sogar tragbare Kommunikationseinrichtungen geringer Beweglichkeit
sein, wenn das drahtlose Netzwerk 20 ein Personalkommunikationsnetzwerk
(PCN) ist.
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Wie
oben erwähnt,
enthält
der Prozessor 55 auch einen Registrierungs-Zeitgeberkomplex 102 und
einen Zellenzeitgeberkomplex 103, die aus einer Reihe von
EEPROM-Speichern mit Taktgebern gebildet sind, welche bestimmten
mobilen Verbraucher-Endgeräten
in besonderen Situationen zugeordnet sind. Beispielsweise startet
die CPU 101 einen Zeitgeber für eines der mobilen Verbraucher-Endgeräte 90 bis 93,
wenn sich das betreffende Gerät
registrieren läßt. In entsprechender
Weise startet die CPU 101 dann, wenn eines der mobilen
Verbraucher-Endgeräte 90 bis 93 einen
Anruf auslöst oder
eine neue Zelle betritt, einen Zeitgeber, für das betreffende Gerät. Beide
Arten von Zeitgebern sind so ausgebildet, daß sie sich bei Empfang einer
bestimmten Art eines Signals von der CPU 101 rückstellen.
Dieses Signal wird von der CPU 101 an
- a)
einen Registrierungszeitgeber ausgesandt, wenn ein Benutzer ein
eingeschaltetes mobiles Verbraucher-Endgerät abschaltet; und
- b) an einen Zellen-Zeitgeber ausgesandt, wenn ein aktives, besetztes
mobiles Verbraucher-Endgerät
eine Zelle verläßt oder
abgeschaltet wird.
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Zwar
ist der Zellen-Zeitgeberkomplex 103 als ein Teil der drahtlosen
Schaltstation 50 gezeigt, doch versteht es sich, daß er auch
als alleinstehendes Gerät
verwirklicht werden kann oder alternativ in einem Prozessor für jede der
Basisstationen 1 bis 12 vorgesehen sein kann.
Der Zellen-Zeitgeber 103 ist so ausgebildet, daß er ein
Signal an die CPU 101 liefert, wenn ein Zäh1er oder
Zeitgeber einen bestimmten Schwellenwert überschritten hat. Der mit diesem Schwellenwert
verknüpfte
Wert basiert auf einer von einem Fahrer für die Vergangenheit durchschnittlich ermittelten
Zeitdauer, um beispielsweise unter ähnlichen Bedingungen die betreffende
Zelle zu durchqueren, beispielsweise für dieselbe Tageszeit, denselben
Wochentag und denselben Tag innerhalb des Jahres. Diese vergangene
durchschnittliche Zeitdauer, die nachfolgend als vergangenheitsbezogene, mittlere
analog-äquivalente
Zeitdauer bezeichnet wird, wird periodisch von der CPU 101 an
den Zellen-Zeitgeberkomplex 103 geliefert.
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Mit
der Funk-Schaltstation 50 ist ein Sprachinformationssystem
VIS 53 verbunden, das so ausgebildet ist, daß es
- a) Anrufe an mobile Verbraucher-Endgeräte 90 bis 93 auslöst, wenn
ein bestimmtes Ereignis aufgetreten ist;
- b) Anrufe empfängt
und Anrufer zu der Abgabe spezifischer Informationen veranlaßt, indem
Fragen auf der Basis einer Gruppe von Modulen in einem Unterhaltungskatalog
gestellt werden;
- c) Informationen von einem Anrufer in Gestalt eines Spracheinganges
oder eines Dualton-Mehrfrequenzeinganges einsammelt; und
- d) eingesammelte Informationen an den Prozessor 55 gibt.
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Zusätzlich zu
den Anmeldungs- bzw. Registrierungs- und Zell- Zählerständen speichert der Prozessor 55 auch
die Tabelle von 2, welche bestimmte Zellen (in
der Tabelle in der Spalte ganz links gezeigt) mit Abschnitten eines
Verkehrsnetzes in Beziehung setzt (in der zweiten Spalte von links
eingezeichnet). Während
die Tabelle von 2 nur eine Hauptverkehrsader
je Zelle bezeichnet, versteht es sich, daß mehr als eine Hauptverkehrsader
durch eine Zelle abgedeckt sein kann. Im letztgeannten Falle kann
die Stärke
des Signals, das von einer der Basisstationen 1 bis 12 empfangen
wird, dazu verwendet werden, zu unterscheiden, welche mobilen Verbraucher-Endgeräte sich
auf welcher Verkehrsader bewegen. Wenn eine Zeile mehr als eine
Hauptverkehrsader abdeckt, hat jede dieser Hauptverkehrsadern ihre
eigenen Bezugspunkte, alternative Umleitungsinformation und Information über benachbarte Zellen
gemäß Tabelle
von 2.
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Die
Tabelle von 2 enthält auch Bezugspunkte (in der
mittleren Spalte von 2 eingetragen), welche die allgemeinen
Grenzen eines Abschnitts einer Verkehrsader identifizieren, die
von einer bestimmten Zelle abgedeckt wird. Die Bezugspunkte können allgemein
bekannte Straßen,
oder Nummern von Ausfahrten eines Highway oder einer Autobahn sein.
In der am weitesten rechts gelegenen Spalte von 2 sind
benachbarte Zellen eingetragen, deren Funktion bei der Identifizierung
eines Straßenengpasses
und bei dem Abschätzungsprozeß weiter
unten im einzelnen erläutert
wird. Es genügt
hier festzustellen, daß diese
benachbarten Zellen auf dieselbe Richtung ausgerichtet sind, wie
die Zelle, die einen bestimmten Abschnitt der Verkehrsader abdeckt.
Wenn beispielsweise Highway Nr. 1 (eingetragen in der obersten Zeile
von 2) in Nord-Süd-Richtung
orientiert ist, dann sind die benachbarten Zellen 2 und 1 diejenigen
Zellen, die mit Bezug auf Zelle 3 im Norden bzw, im Süden gelegen sind.
Die Tabelle von 2 enthält auch alternative Umgehungsinformationen,
die andere Verkehrsadern bezeichnen, die in derselben Richtung wie
der Abschnitt einer Verkehrsader orientiert sind, der von einer
bestimmten Zelle bedient wird. Falls gewünscht können die alternativen Straßeninformationen
beispielsweise als Zeiger für
gespeicherte digitale Karten vorgesehen sein, die dem geographischen
Bereich entsprechen, der von einer bestimmten Zelle bedient wird.
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3 ist
ein Flußdiagramm
von beispielsweisen Instruktionen oder Befehlen, die durch einige der
Komponenten des Kommunikations-Schaltungssystem von 1 ausgeführt werden,
um Informationen über
Funk-Verbraucherendgeräte
zu sammeln, die sich innerhalb des Funkabdeckungsbereiches des Funknetzwerkes
von 1 befinden.
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Der
erfindungsgemäß in Betracht
gezogene Informations-Sammlungs-Vorgang wird in dem Schritt 301 eingeleitet,
wenn ein Benutzer eines der mobilen Benutzer-Endgeräte 90 bis 93 einschaltet. Dies
löst in
dem Schritt 302 den Anmeldungsvorgang oder Registrierungsvorgang
aus, der die CPU 101 dazu veranlaßt, den entsprechenden Zählerstand
in dem Registrierungszähler 104 für den Positionsbereich
des betreffenden Gerätes
um „Eins" zu erhöhen. Wenn
der Benutzer einen Anruf macht, wie in dem Schritt 303 festgestellt
wird, so setzt die CPU 101 in dem Schritt 306 ihre
Arbeit fort, indem ein Zählerstand
in dem Zellenzähler 105 um „Eins" inkrementiert wird
und ein Zeitgeber in dem Zellen-Zeitgeberkomplex 103 im
Verfahrensschritt 307 in Lauf gesetzt wird. Wenn der Benutzer
keinen Anruf macht, dann wird in dem Schritt 304 die Feststellung
getroffen, ob das eingeschaltete Gerät wieder ausgeschaltet worden
ist. Ist dies der Fall, dann wird der Registrierungszähler um „Eins" erniedrigt, um den
Informa tionseinsammlungsvorgang zu beenden.
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Nachdem
ein Anruf ausgelöst
worden ist (, wie in dem Schritt 303 festgestellt wird),
nachdem ferner der entsprechende Zählerstand in dem Zellen-Zähler inkrementiert
worden ist (, wie im Schritt 306 angedeutet ist), und nachdem
der Zeitgeber gestartet ist (, wie in dem Schritt 307 deutlich
gemacht), wird der Anruf durch die CPU 101 überwacht,
um in dem Schritt 308 festzustellen, ob das betreffende
Gerät die
Zelle verlassen hat.
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Trifft
dies zu, so sendet die CPU 101 in dem Schritt 312 ein
Signal zu dem Zellen-Zeitgeberkomplex 103,
um die Zeitzählung
für das
Gerät zu
beenden, und den Zähler
für die
Zelle, welche von dem Gerät
verlassen worden ist, um „Eins" zu dekrementieren.
Danach wird in dem Schritt 313 die Feststellung getroffen,
ob das Gerät
eine neue Zelle betreten hat. Trifft dies zu, so werden die Schritte 306 bis 308 wiederholt.
Andernfalls werden die Schritte 304 und 305 (nach
Bedarf) durchgeführt.
Wenn in dem Schritt 308 festgestellt wird, daß das Gerät die Zelle
nicht verlassen hat, dann führt
die CPU 101 in dem Schritt 309 einen Test durch,
um festzustellen, ob die Dauer der Zeit, die von dem Zeitgeber angezeigt
wird, einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, der durch die vergangene
mittlere analog-äquivalente
Zeitdauer für
Geräte
in der betreffenden Zelle repräsentiert wird.
Ist das Ergebnis dieses Tests negativ, so werden der Schritt 308 und
andere nachfolgende Schritt bei Bedarf ausgeführt. Ist das Ergebnis des Tests
positiv, so führt
die CPU 101 einen zweiten Test durch, um festzustellen,
ob der Ausnahmezähler
für das
betreffende Gerät
bereits inklementiert worden ist. Ist dies der Fall, so werden nach
Bedarf der Schritt 308 und weitere nachfolgende Schritte
durchgeführt.
Andernfalls wird in dem Schritt 310 der Ausnahmezähler um „Eins" inkrementiert und
der Schritt 308 wird wiederholt.
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Einer
der Straßenverkehrs-Abschätzungsprozesse
und -Ausgabeprozesse nach der Erfindung wird in dem Schritt 401 eingeleitet,
wenn die CPU 101 den durch den Zellenzähler für eine bestimmte Zelle (genannt
Zellenzählung
A) angezeigten Wert mit der erwarteten durchschnittlichen Anzahl
von aktiven belegten Geräten
(B) in der betreffenden Zelle unter analog-äquivalenten Bedingungen vergleicht, beispielsweise
für dieselbe
Tageszeit, denselben Wochentag und denselben Tag im Jahr. Die CPU 101 bestimmt
in dem Schritt 402, ob der Wert des Zellenzählers A
den erwarteten Durchschnittswert B um mehr als 25 Prozent übersteigt.
Es sei bemerkt, daß dieser
Prozentwert nur beispielsweise und zu Erläuterungszwecken angegeben ist
und daher den Umfang der Erfindung nicht beschränkt. Wenn der Wert des Zellenzählers A
den erwarteten mittleren Wert B um mehr als 25 Prozent übersteigt,
dann sucht die CPU 101 das Zellenprofil in dem Schritt 403 auf
und identifiziert die Richtung eines möglichen Verkehrsstaus im Schritt 404.
Dies geschieht durch Vergleichen des Wertes des Zellenzählers in
jeder der benachbarten Zellen (bezeichnet durch das Zellenprofil)
mit dem jeweiligen erwarteten analog-äquivalenten Mittelwert jeder
benachbarten Zelle. Die in Rede stehenden benachbarten Zellen liegen
in derselben allgemeinen Richtung, in der der Verkehr auf der Verkehrsader
fließt.
Wenn daher der Verkehr auf einer Straße in Nord-Süd-Richtung
fließt
und die benachbarte Zelle im Norden der interessierenden Zelle einen
höheren
als den analog-äquivalenten
mittleren Verkehrspegel aufweist, während die benachbarte Zelle
im Süden
der interessierenden Zelle einen Funkverkehrspegel aufweist, der
niedriger oder gleich dem analog-äquivalenten mittleren Funkverkehrspegel
ist, dann kommt man zu dem Schluß, das der mögliche Verkehrsstau
auf diesem Abschnitt der Straße
in der nördlichen
Richtung liegt.
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Wenn
in dem Schritt 405 festgestellt wird, daß der Wert
des Zellenzählers
den erwarteten Mittelwert um mehr als den beispielsweisen Wert von
50 Prozent übersteigt,
so wird in dem Schritt 406 eine Nachricht, welche das Vorhandensein
eines Engpasses in dem Abschnitt der Verkehrsader (in Entsprechung
mit dem Zellenprofil) an Teilnehmer in der betreffenden Zelle und
anderen mitbetroffenen benachbarten Zellen ausgegeben. Wenn jedoch
in dem Schritt 405 festgestellt wird, daß die Zählung in
der Zelle weniger als 50 Prozent beträgt, dann wird in dem Schritt 407 eine
Warnung an Teilnehmer in der betreffenden Zelle und einer in Mitleidenschaft
gezogenen benachbarten Zelle oder mehreren solchen Zellen ausgegeben,
welche auf die mögliche
Gegenwart eines Engpasses in dem betreffenden Abschnitt der Verkehrsader
(in Entsprechung mit dem Zellenprofil) hinweist. Die Form, in welcher
diese Nachrichten ausgegeben werden können, wird weiter unten beschrieben.
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Es
sei darauf hingewiesen, daß in
bestimmten Fällen
der Registrierungszähler
ebenfalls dazu verwendet werden kann, die Straßenverkehrsbedingungen abzuschätzen. Wenn
beispielsweise ein Ortsbereich einen geographischen Bereich überdeckt,
der einem Abschnitt einer Verkehrsader zugeordnet werden kann, so
kann die Anzahl der aktiven freien mobilen Geräte, die in dem betreffenden
Ortsbereich registriert sind, dazu dienen, die Straßenverkehrsbedingungen
in diesem Abschnitt der Verkehrsader abzuschätzen. Wenn ein Funknetzwerk
ein Anmeldungsschema verwirklicht, bei dem sich mobile Geräte im Zellenniveau
im Gegensatz zu dem Niveau des örtlichen
Bereiches registrieren lassen müssen, so
kann alternativ auch das Verfahren verwendet werden, wie es in Verbindung
mit 4 beschrieben ist.
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Ein
zweiter Straßenverkehrs-Abschätzungs- und
-Ausgabeprozeß nach
der Erfindung wird in dem Schritt 501 eingeleitet, wenn
die CPU 101 den Wert des Ausnahmezählers C mit der Zellenzählung A
vergleicht. Wenn der Ausnahmezähler
einen Wert zeigt, der größer als
25 Prozent des Wertes des Zellenzählers ist, was in dem Schritt 502 festgestellt
wird, so sucht die CPU 101 im Schritt 503 das
Zellenprofil entsprechend der Tabelle von 2 auf. Danach
identifiziert die CPU 101 in dem Schritt 504 die
Rich tung eines möglichen
Verkehrsstaus unter Einsatz der oben beschriebenen Verfahrensweise.
Wenn der Wert des Ausnahmezählers über der
Hälfte
des Wertes des Zellenzählers
ist, was in dem Schritt 505 festgestellt wird, dann wird
eine Nachricht, welche das Vorhandensein von Engpässen in
dem Abschnitt der Verkehrsader (in Entsprechung mit dem Zellenprofil)
an Teilnehmer in der betreffenden Zelle und eine andere benachbarte,
mitbetroffene Zelle oder mehrere andere benachbarte, mitbetroffene
Zellen ausgegeben. Wenn jedoch in dem Schritt 505 festgestellt
wird, daß der
Wert weniger als 50 Prozent der Zellenzählung ist, dann wird in dem
Schritt 507 eine Warnung an Teilnehmer in der betreffenden
Zelle und eine oder mehrere mitbetroffene, benachbarte Zellen ausgegeben,
welche das Vorhandensein eines möglichen Engpasses
in dem Abschnitt der Verkehrsader (in Entsprechung mit dem Zellenprofil)
anzeigt.
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Die
vorgenannten Nachrichten können
in akustisch wahrnehmbarer Form mittels eines Anrufs an einen Teilnehmer
ausgegeben werden, wobei der Anruf durch ein Sprachinformationssystem 53 ausgelöst wird.
Die Nachricht kann auch alternative Umgehungsinformationen enthalten
(auf die Zelle bezogen), um es dem Teilnehmer zu ermöglichen,
den Staubereich auf der Verkehrsader zu vermeiden. Wenn das mobile
Verbraucher-Endgerät
ein Funk-Datenterminal ist, dann kann die Nachricht in graphischer
Form in Gestalt einer digitalen Karte ausgegeben werden, welche
den Ort des Engpasses und die Richtungen zu anderen, weniger verstopften Straßen anzeigt.
Wenn an den mobilen Verbraucher-Endgeräten 90 bis 93 eine
Anrufwartefunktion zur Verfügung
steht, dann kann eine geeignete Straßenzustandsnachricht an einen
Teilnehmer ausgegeben werden, selbst wenn sich das mobile Verbraucher-Endgerät des Teilnehmers
in einem aktiven, besetzten Zustand befindet. In gleicher Weise
kann, wenn das mobile Verbraucher-Endgerät gleichzeitig Sprachwiedergabefunktion
und Datenwiedergabefunktion hat, eine digitale Karte auf einem Monitor, der
mit dem mobilen Verbraucher-Endgerät verbunden ist, ausgegeben
werden, selbst wenn sich das Gerät
in dem aktiven besetzten Zustand befindet.
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Es
sei bemerkt, daß die
Werte des Ausnahmezählers,
welche den Vorgang der Straßenverkehrsabschätzung und
der Nachrichtenausgabe auslösen,
beispielsweise an- gegeben
worden sind und zur Erläuterung
dienen und daher den Umfang der Erfindung nicht einschränken, welche
auch mit anderen Werten verwirklicht werden kann.
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Außerdem sei
betont, daß eine
Kombination der Techniken zum Einsatz kommen kann, wie sie in Verbindung
mit den 4 und 5 beschrieben wurden,
um die grundsätzlichen
Gedanken der Erfindung zu verwirklichen. Beispielsweise kann eine Nachricht,
welche das Vorhandensein eines Engpasses in einem Abschnitt einer
Verkehrsader (in Entsprechung mit einem Zellenprofil) an Teilnehmer
in der betreffenden Zelle ausgegeben werden, wenn beide Bedingungen
eines Doppeltests erfüllt
sind. Die erste Bedingung kann beispielsweise sein, daß eine bestimmte
Anzahl von aktiven besetzten Geräten
in einer Zelle die vergangene durchschnittliche analoge Verweildauer
in der betreffenden Zelle überschreitet,
während
die zweite Bedingung vorgeben kann, daß die Anzahl von aktiven besetzten
Geräten in
einer Zelle die erwartete mittlere analogäquivalente Zahl von aktiven
besetzten Geräten
um einen vorbestimmten Prozentwert überschreitet.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung können Benutzer
durch Vorbestellung des betreffenden Dienstes den Straßenverkehrs-Beurteilungsdienst und
den Meldedienst gemäß der Erfindung
bestellen. Wenn daher ein Verkehrsengpaß auf einer Straße auftritt,
die zu einer Zelle gehört,
in welcher das mobile Verbraucher-Endgerät des betreffenden Teilnehmen
aktiv ist, dann liefert das Sprachinformationssystem 53 an
den Teilnehmer eine der oben beschriebenen Nachrichten. Alternativ
kann der Benutzer an das Sprachinformationssystem 53 eine
Reiseroute durch Spracheingabe oder durch DTMS-Signale eingeben
und das System 53 liefert dann entsprechende Nachrichten
(von der CPU 101 empfangen) an den Teilnehmer, sobald in
Abschnitten von Straßen,
die in der Reiseroute enthalten sind, Stauungen auftreten.
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Vorstehende
Verwirklichungsformen sind nur als beispielsweise Ausführungsformen
der Erfindung zu verstehen. Der Fachmann kann leicht alternative Anordnungen
schaffen, die funktionell diesen Ausführungsformen ähnlich sind,
ohne daß hierdurch
die grundsätzlichen
Gedanken oder das Konzept der Erfindung verlassen wird.