EP0815547A1 - Verfahren und einrichtung zur ermittlung von dynamischen verkehrsinformationen - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur ermittlung von dynamischen verkehrsinformationen

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EP0815547A1
EP0815547A1 EP96909008A EP96909008A EP0815547A1 EP 0815547 A1 EP0815547 A1 EP 0815547A1 EP 96909008 A EP96909008 A EP 96909008A EP 96909008 A EP96909008 A EP 96909008A EP 0815547 A1 EP0815547 A1 EP 0815547A1
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EP
European Patent Office
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traffic
data
vehicle
mobile
service center
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EP96909008A
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French (fr)
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EP0815547B2 (de
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Gerhard Fleck
Reinhold Mertens
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Telekom Deutschland GmbH
Original Assignee
Deutsche Telekom AG
DeTeMobil Deutsche Telekom Mobilnet GmbH
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Publication date
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Publication of EP0815547B1 publication Critical patent/EP0815547B1/de
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Definitions

  • Traffic data acquisition and traffic control have become indispensable due to the growing volume of traffic.
  • the current dynamic traffic information is e.g. through - fixed attachments on roads, such as induction loops, cameras, emergency call pillars;
  • the object of the present invention is therefore to propose a method and a device for determining dynamic traffic information, which avoids the above-mentioned disadvantages and with a moderate effort a comprehensive coverage. recording of traffic data essentially allowed directly from the vehicle.
  • current and historical traffic flow information such as driven speed, current traffic volumes, braking and acceleration behavior, traffic jam reports, accident reports, weather events, etc. are required on road sections.
  • the same information forms the basis for the qualitative and quantitative expansion planning of the transport network.
  • This information can be obtained from the vehicles via mobile radio.
  • it is also necessary to provide a device for self-location in the corresponding vehicles.
  • Vehicle-side and central-side detection algorithms from these current traffic flow data, supplemented by historical values, to predict traffic disruptions and to predict their impact. In this way, traffic information can be updated very quickly, i.e. recognized or deleted.
  • dynamic traffic flow information based on the basic telematics components of the mobile radio network, satellite-based positioning and navigation system, the most up-to-date traffic flow information is obtained from all roads, or can be specifically queried.
  • the traffic flow data collected by vehicle terminals are transmitted to a regionally responsible service center.
  • This Methods can be used to determine both traffic counts and speed determinations.
  • This "mobile traffic data generation” means that the expenditure is significantly less expensive than conventional methods with fixed installations in or on the carriageways.
  • the control of the traffic data acquisition on the vehicle side can take place by reaching virtual acquisition points, i.e. after the start of the journey, the traffic data acquisition process is started only after reaching an acquisition point. Subsequent route-related detection processes are also controlled by reaching detection points. If a detection point, which would have to be passed on the basis of a previous route, is not reached within a predetermined period of time, the end of the journey or the leaving of the detection area (for example secondary roads) is assumed by the system and the detection process is ended .
  • the accident data are advantageously simultaneously transmitted to the responsible service center, which checks / plausibility checks the data. After checking, a confirmation is then distributed to the relevant mobile radio subscribers or the accident report is canceled. All of this presupposes that the respective mobile radio subscribers have an appropriate terminal that is suitable for receiving these messages.
  • the remote interrogation of the traffic-relevant attributes at least in part in relation to the route is carried out.
  • particularly sensitive areas or nodes of the traffic network can be monitored by using historical data from the point of view of the traffic flow.
  • vehicles are selected by the service center for recording, the selection preferably being made on the basis of the historical traffic data.
  • the acquisition of the data is carried out in and / or between defined virtual acquisition areas, which are predefined are or can be varied dynamically depending on, for example, the occurrence of an event such as a traffic jam.
  • an event-related and standard recording is provided at least in part, e.g. by direct order from the service center to the vehicles or also automatically and is carried out as widely as possible.
  • the vehicles are not reported back to the control center until one or more predefined events have actually occurred, e.g. Windscreen wiper actuation as an indication of the onset of rain or braking.
  • This feedback to the service center supplemented by the location and time of the occurrence of the event, gives the center an overview of the general traffic situation in the detection area.
  • a memory-expandable information container of the signaling channel can be used for the communication between the mobile radio subscriber and the mobile radio network. Such an information container is then to be evaluated in the responsible network node of the mobile radio network (for example the BSC of the GSM networks) and to be sent out in the relevant radio cells via Eroadcast functions.
  • the use of a traffic channel which might not be immediately available in the event of an overload, is therefore unnecessary.
  • the end devices consist of a satellite-based navigation system, mobile radio communication functions and a module for the application function incl. of the few needed
  • the application software and operating data can be accessed via a
  • Chip card separate mechanical interfaces or via mobile radio interfaces can be inserted into the on-board device.
  • the necessary configuration parameters for recording the dynamic traffic information or traffic events are also set by chip card (e.g. sending by post), by mechanical interfaces, by individual point-to-point or distribution communication in the terminal.
  • the dynamic data for the geographical description of the section of the route on which traffic-relevant events are to be collected can be collected.
  • the application recognizes whether the vehicle 13, which is located on a traffic route 12, has passed a defined detection area S1 and determines the transit time to the detection area S2. If the specified transit time is significantly exceeded, the section of the route defined by the detection areas S1, S2 and the actual transit time is recorded as "floating car data" and optionally with additional vehicle-side additional information such as e.g. The operating status of the brake lights, rear fog lights, windshield wipers, ABS etc. is coded and transmitted to the detection center 20 (see FIG. 1) by mobile radio. On the basis of this assignment, the speeds of the vehicles determined by the vehicle end devices are then assigned to the road sections.
  • FIGS. 5 and 6 show, the position of the detection areas S1, S2 is initially fixed. However, when a traffic-relevant event (traffic jam area 14) occurs, it can be varied dynamically to S1 ', S2' and adapted to the new traffic situation in such a way that the best possible data collection is guaranteed.
  • a traffic-relevant event traffic jam area 14
  • the terminal recognizes this from the vehicle behavior (braking) of the vehicle in the affected detection areas (S1, S2 or S1 ', S2') and a message is sent to the central station 20 via mobile radio.
  • Abrupt standstill of the vehicle can indicate an Be impact or accident. Braking the vehicle hard on the freeway often means that traffic jams begin. Slow travel gives an indication of heavy traffic, etc.
  • This message is coupled with the information about where the event occurred (eg intersection 17) and the positional tail of the reporting vehicle (eg route intersection 18 - intersection 17).
  • the information given to the control center 20 would accordingly e.g. read: Event 14 has occurred. at intersection 17 after covering the route intersection 18 - intersection 17.
  • the control center 20 can now output to all vehicles the information that event 14 when crossing the route section 17, is planned (Traffic jam) will occur.
  • the route intersection 18 - intersection 19 is named as a possible alternative. If the alternative route is removed from the vehicle, the central unit 20 receives feedback. From the vehicle feedback, the central unit 20 can recognize whether the diversion recommendation is accepted.
  • the received data are processed by the application function in the control center 20 and the route data in a dynamic database 7 are assigned to a digital road map.
  • the geographical self-location in the vehicle can e.g. be warned of the impending end of the traffic jam just before the traffic jam (warning: danger of collision)
  • plausibility checks 8 when determining the deviations (historical data, average data or data from other participants located on this section of the route are used), increased transit times caused by parking, breakdowns, etc. are to be suppressed.
  • traffic information reported back to the road user can be geographically or logically, e.g. with the indication of the street name.
  • FIG. 4 explains, using steps a - e, a possible communication sequence for such a direct traffic warning message.
  • the terminal of the accident vehicle 13 sends a message (location coordinates and other available data on the direction of travel, etc.) to its directly responsible transmitting and receiving station (base station BTS) of the mobile radio network.
  • a message location coordinates and other available data on the direction of travel, etc.
  • the higher-level network node 15 of the mobile radio network evaluates the message and immediately sends a warning message to other mobile radio subscribers (vehicles 13a, 13b, 13c) of the source and neighboring radio cells, e.g. in broadcasting.
  • the higher-level network node sends the message in parallel to the responsible service center 20 (service center), e.g. via DatexP line.
  • the service center carries out a check of the message.
  • the service center sends a confirmation or cancellation notice to the network node (BSC).
  • BSC network node
  • the network node (BSC) causes the confirmation or cancellation note to be sent out in the source and neighboring cells.
  • the receivers 13a, 13b, 13c must have a corresponding terminal device according to the invention be equipped.
  • the accident data taken as an example, eg accident position, are compared with your own vehicle position. If a relevance (approach to the accident site) is recognized, this is communicated via a human-machine interface. This can be done visually and / or acoustically (eg “accident after 2.5 kilometers”).
  • the distance information is updated using the on-board satellite-based navigation system.
  • the confirmation or cancellation of the traffic report by the service center 20 is correspondingly acoustically visually displayed.
  • the data is transmitted, for example, via a signaling channel of the GSM mobile radio network available throughout Europe.
  • the traffic telematics terminals preferably consist of the following • function units:
  • SMS MO and MT short messages
  • SMS CB distribution messages
  • a digital road map of the ER is replaced by the region in the granularity of the road classes (BAB, highways, district roads, urban u. Municipal roads), as well as system-specific attributes of the individual Streckenab ⁇ sections (such as mean transit time, parking lots, etc.) before .
  • BAB highways, district roads, urban u. Municipal roads
  • system-specific attributes of the individual Streckenab ⁇ sections such as mean transit time, parking lots, etc.
  • FIG. 1 illustrates the functions that will take over the center 20 before ⁇ preferably.
  • the control center 20 takes over the communication management for the incoming dynamic traffic flow information of the various terminals (EG, 1, 2, 3), which are each equipped with or without a digital road map.
  • the data of existing, conventional detection systems, for example of induction loops 4 can likewise arrive at the control center 20.
  • Communication with the end devices (EG) takes place, for example, via a GSM network, for example the DI network.
  • the information received is recognized in a special communication server 5 for which further processing device prepared and stored in a service server 6 and assigned 7 route sections in a database.
  • the data flow to the terminals is bidirectional, so that the network server 9 can return current, processed data directly to individual terminals or to all assigned terminals.
  • the service center 20 dynamically controls the route sections to be recorded and the attributes to be recorded such as speed, reporting threshold, traffic count, etc. selects.
  • the data reported by vehicles are processed and processed and made available in a suitable form to cell phone subscribers or third parties.

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung von dynamischen Verkehrsinformationen bzw. Verkehrsereignissen. Dabei werden verkehrsrelevante Daten von Endgeräten im Fahrzeug automatisch, per Fernabfrage oder manuell aufgenommen und zusammen mit einer Ortsinformation über ein verbreitetes, mobiles Telekommunikationsnetz, z.B. GSM, direkt an weitere Mobilfunkteilnehmer und/oder eine übergeordnete Dienstezentrale übermittelt. In der Dienstezentrale werden die eingehenden Daten weiterverarbeitet und an ausgewählte Endgeräte und/oder Dritte weitergegeben. Zum anderen können von einer Verkehrsleitzentrale auch Abfrageereignisse vordefiniert werden, z.B. Bremsverhalten, und per Broadcast über Mobilfunk in regional beschränkte Bereiche an Verkehrsteilnehmer bzw. deren Endgeräte übermittelt werden, die dann unmittelbar den Verkehrsfluß 'beobachten' und eintretende Abfrageereignisse sofort wieder per Mobilfunk an die Dienstezentrale zurückmelden.

Description

Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung von Dynamischen Verkehrsinformationen
Verkehrsdatenerfassung und Verkehrsregelung sind aufgrund des wachsenden Verkehrsauf ommens unerläßlich geworden.
Gewöhnlich werden dabei die aktuellen dynamischen Verkehrsin¬ formationen z.B. durch - feste Anbauten an Straßen, wie Induktionsschleifen, Kameras, Notrufsäulen;
- Verkehrszähler oder Verkehrsmelder;
- Mobile Verkehrsmeldeeinheiten, wie Polizei, Straßen¬ dienst, Hubschrauber; - Wetterdaten-Erf ssungsanlagen und einer Vielzahl hier nicht genannter Informationsquellen beschafft.
Nachteil der bisherigen Verkehrsdatenerfassung ist der hohe Aufwand' an Personal und Material, die damit verbundenen hohen Kosten, sowie die teilweise sehr langen "Reaktionszeiten" bei Ereignissen wie Unfall, Stau oder wetterbedingten Verkehrsbe¬ einträchtigungen. Durch den enormen Aufwand ist eine flächen¬ deckende Verkehrsdatenerfassung auf Basis straßenseitiger Sensoren nahezu unmöglich, so daß immer Schwerpunkte der Er¬ fassung gesetzt werden müssen.
Weiterhin bereitet eine derartige dezentralisierte Verkehrs- datenerfassung Probleme wenn es darum geht, die Daten zentral zu erfassen, aufzubereiten und an Dritte (Polizei, Straßen- dienst, Verkehrsteilnehmer) weiterzugeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung dynamischer Verkehrsin¬ formationen vorzuschlagen, welches oben genannte Nachteile vermeidet und mit moderatem Aufwand eine flächendeckende Er- fassung der Verkehrsdaten im wesentlichen direkt aus dem Fahrzeug heraus erlaubt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die technische Lehre der Pa- tentansprüche 1 und 16.
Für dynamische individuelle und kollektive Informationsdien¬ ste werden aktuelle und historische Verkehrsflußinformationen wie gefahrene Geschwindigkeit, aktuelle Verkehrsmengen, Brems- und Beschleunigungsverhalten, Staumeldungen, Unfall¬ meldungen, Wettergeschehen etc. , auf Straßenabschnitten benö¬ tigt. Die gleichen Informationen sind die Basis für die qua¬ litative und quantitative Ausbauplanung des Verkehrsnetzes. Diese Informationen lassen sich über Mobilfunk aus den Fahr- zeugen gewinnen. Um die Informationen einem bestimmten Ort zuordnen zu können ist es außerdem notwendig, in den entspre¬ chenden Fahrzeugen eine Einrichtung zur Eigenortung vorzuse¬ hen. Dabei ist von besonderem Interesse durch geschickte z.B. fahrzeugseitige und zentraleseitige Erkennungsalgorithmen aus diesen aktuellen Verkehrsflußdaten, ergänzt durch historische Werte, Verkehrsbehinderungen zu prognostizieren und in ihrer Auswirkung vorauszubestimmen. Auf diese Weise können Ver¬ kehrsinformationen sehr schnell aktualisiert, d.h. erkannt oder auch wieder gelöscht werden.
Mit diesem Konzept der "Dynamischen Verkehrsflu߬ informationen" , basierend auf den Telematikgrundbausteinen Mobilfunknetz, satellitengestütztes Ortungs- bzw. Navigationssystem, werden flächendeckend aktuellste Ver- kehrsflußinformationen von allen Straßen gewonnen, bezie¬ hungsweise können gezielt abgefragt werden.
Die von Fahrzeugendgeräten gesammelten Verkehrsflußdaten wer- den gemäß einer Anwendungsmöglichkeit der Erfindung an eine regional zuständige Dienstezentrale übermittelt. Mit diesem Verfahren können sowohl Verkehrszählungen und Geschwindig¬ keitsermittlungen bestimmt werden. Durch diese "mobile Ver- kehrsdatengenerierung" sind die Aufwendungen deutlich kosten¬ günstiger als herkömmliche Methoden mit festen Einbauten in oder an den Fahrbahnen.
Insbesondere ist vorgesehen, eine Langzeiterfassung von streckenbezogenen und/oder ereignisbezogenen Verkehrsdaten durchzuführen und aus diesen eine historische Verkehrsdaten¬ bank zu erstellen, auf die für Prognosen bzw. zur gezielten Steuerung von Verkehrsdatenerfassungen zurückgegriffen werden kan .
Dabei kann die Steuerung der Verkehrsdatenerfassung fahrzeugseitig über das Erreichen von virtuellen Erfassungs¬ stellen erfolgen, d.h. nach Fahrtantritt wird erst nach Er- reichen einer Erf ssungsstelle der Vorgang der Verkehrdaten¬ erfassung gestartet. Nachfolgende streckenbezogene Erfas¬ sungsvorgänge werden ebenfalls über das Erreichen von Erfas¬ sungsstellen gesteuert. Falls eine Erfassungsstelle, die auf¬ grund eines vorangegangenen Streckenverlaufs zu passieren wä- re, nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne erreicht wird, wird systemseitig das Beenden der Fahrt, bzw. das Ver¬ lassen des Erfassungsbereichs (z.B. Nebenstraßen) angenommen, und der Erfassungsvorgang beendet.
Gemäß einer anderen Anwendungsmöglichkeit, insbesondere in Verbindung mit Unfällen oder Staus, ist vorgesehen, z.B. aus¬ gehend von einem Unfallfahrzeug, eine Warnung an alle Fahr¬ zeuge zu geben, die sich in der Nähe des Unfallorts befinden bzw. sich auf den Unfallort zubewegen. Aufgrund der hohen Reisegeschwindigkeiten auf Bundesautobahnen (BAB) werden zu diesem Zweck die Positionsangaben des Unfallortes plus histo¬ rische Reisepositionsdaten zur Bestimmung der Fahrtrichtung unter Nutzung der schnellsten Kommunikationsmöglichkeit dem Mobilfunknetz übergeben. Die Daten werden dann direkt in der betroffenen Funkzelle bzw. auch den benachbarten Funkzellen an alle erreichbaren Mobilfunkteilnehmer ohne Vorverarbeitung übertragen. Jedoch werden bevorzugt nur die Mobilfunkteilnehmer, die sich in Richtung Unfallort bewegen, über die bestehende Gefahr unter¬ richtet. Hierbei bietet sich an, für individuelle Verkehrsteilnehmer das letzte Teilstück des zurückgelegten Fahrweges zusätzlich zu seiner aktuellen Position als historischen „Positions¬ schweif" vorzugsweise fahrzeugseitig gespeichert zu halten und diesen z.B. im Falle eines Staus Unfalls als „Wegbe- Schreibung zum Unfallort/Stauort" zu verwenden. Diese Wegbe¬ schreibung kann dann an eine entsprechenden Warnmeldung für andere Verkehrsteilnehmer angehängt werden. Die Warnmeldung ist somit nicht nur nach der Position spezifiziert, an der das Ereignis eingetreten ist, sondern auch nach Fahrtrichtung bzw. Fahrtroute.
Vorteilhaft werden die Unfalldaten gleichzeitig an die zu¬ ständige Dienstezentrale übertragen, die eine Überprü- fung/Plausibilisierung der Daten vornimmt. Nach Überprüfung wird dann eine Bestätigung an die relevanten Mobilfunkteil¬ nehmer verteilt bzw. die Unfallmeldung storniert. Das alles setzt voraus, daß die jeweiligen Mobilfunkteilnehmer über ein entsprechendes, zum Empfang dieser Nachrichten taugliches Endgerät verfügen.
Es bietet sich an, die Fernabfrage der verkehrsrelevanten At¬ tribute zumindest teilweise streckenbezogen durchzuführen. Insbesondere in diesem Rahmen können durch ein Zurückgreifen auf historische Daten aus Sicht des Verkehrsflusses besonders brisante Bereiche oder Knotenpunkte des Verkehrsnetzes über¬ wacht werden. Dazu werden Fahrzeuge durch die Dienstezentrale zur Erfassung ausgewählt, wobei die Auswahl vorzugsweise auf der Basis der historischen Verkehrsdaten erfolgt. Die Erfas¬ sung der Daten wird in und/oder zwischen definierten virtuel- len Erfassungsbereichen durchgeführt, die fest vorgegeben sind bzw. in Abhängigkeit z.B. vom Eintreten eines Ereignis¬ ses wie einem Stau dynamisch variiert werden können.
Weiter ist zumindest teilweise eine ereignisbezogene Ξtandar- derfassung vorgesehen, die z.B. durch direkten Auftrag der Dienstezentrale an die Fahrzeuge oder auch automatisch erfol¬ gen kann und möglichst flächendeckend durchgeführt wird. Eine Rückmeldung der Fahrzeuge an die Zentrale erfolgt erst, wenn ein oder mehrere vordefinierte Ereignisse tatsächlich einge- treten sind wie z.B. Scheibenwischerbetätigung als Hinweis auf einsetzenden Regen oder Bremsvorgänge. Diese Rückmeldung an die Dienstezentrale, ergänzt mit der Orts- und Zeitangabe des Eintritts des Ereignisses, vermittelt der Zentrale einen Überblick über die allgemeine Verkehrssituation im Er- fassungsgebiet.
Aus Gründen der Aktualität bzw. Dringlichkeit kann für die Kommunikation zwischen Mobilfunkteilnehmer und Mobilfunknetz ein speichererweiterbarer Informationscontainer des Signa- lisierungskanals verwendet werden. Ein solcher Information¬ scontainer ist dann im zuständigen Netzknoten des Mobilfun¬ knetzes (z.B der BSC der GSM-Netze) auszuwerten und über Eroadcastfunktionen in den relevanten Funkzellen auszusenden. Die Verwendung eines Verkehrskanals, der bei einer Überla¬ stung evtl. nicht sofort zur Verfügung stehen würde, ist so¬ mit entbehrlich.
Im folgenden wird die Neuerung anhand von einer lediglich ei- nen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weite¬ re erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Neuerung hervor. Dabei zeigt:
Figur 1 Beispiel für Funktionseinheiten der zentralen Erfassungsstelle
Fig. 2 u. 3 Anwendungsbeispiel der Verkehrsdatenerfassung
Fig. 4 Kommunikationsablauf einer direkten
VerkehrsWarnmeldung
Fig. 5 u. 6 dynamische Variation der Erfassungsbereiche im Bedarfsfall
Für eine dynamische Verkehrsflußerf ssung werden bevorzugt folgende grundlegende Systemfunktionen benötigt:
1. Einbringen der Anwendungs-Software in standardisierte Endgeräte.
2. Definition der zu erfassenden Streckenabschnitte durch den Straßen- und / oder Dienstebetreiber (Auftraggeber) .
3. Umsetzung dieser Streckenabschnitte in geographische Beschreibung (Satellitenortungs-Koordinaten) . 4. Definition der auf diesem Streckenabschnitt zu erfassenden Attribute wie
- Bestätigung der Durchfahrt auf diesem Streckenabschnitt zum Zwecke der Verkehrszählung,
- Zeitdaten, tatsächliche Durchfahrzeit bzw. Geschwindigkeit zur Ermittlung von Verkehrs- behinderungen und zum Aufbau von historischen Verkehrsdatenbanken,
- weitere relevante, fahrzeugseitig vorhandene Attribute (Bremslichter, ABS-Info, Nebelschlußleuchte, Scheibenwischer, Temperaturfühler) .
5. Übertragung der definierten Anforderungen von der Dienstezentrale an das Endgerät.
6. Funktionen des Endgeräts :
- Ermittlung daß dieser Streckenabschnitt tatsächlich durchfahren wurde, - Ermittlung von Zeitdäten zur Bestimmung der tatsächlichen Durchfahrzeit bzw. Ermittlung der Geschwindigkeit,
- Ermittlung von weiteren relevanten Attributen, die fahrzeugseitig vorhandenen sind (Bremslichter, ABS-
Info, Nebelschlußleuchte, Scheibenwischer, Temperaturfühler) . 7. Übertragung der Verkehrsflußinformtionen vom Endgerät zur Dienstezentrale. 8. Auswertung der Verkehrsflußinformationen in
Dienstezentralen und Aufbereitung für die Weitergabe an andere Endgeräte und/oder Dritte.
Die Endgeräte bestehen aus satellitengestützten Navigations- System, Mobilfunk-Kommunikationsf nktionen und einem Modul für die Anwendungsfunktion incl . der wenigen benötigten
Bedienungsfunktionen.
Die Anwendungssoftware und Betriebsdaten können über eine
Chipkarte, separate mechanische Interfaces oder per Mobil- funk-Interfaces in das fahrzeugseitige Ξndgerät eingebracht werden.
Die notwendigen Konfigurationsparameter zur Erfassung der dy¬ namischen Verkehrsinformationen bzw. Verkehrserereignisse werden ebenfalls per Chipkarte (z.B. Zusendung per Post), per mechanische Interfaces, per individueller Punkt-zu-Punkt- oder Verteilkommunikation im Endgerät eingestellt.
Die dynamischen Daten zur geographische Beschreibung des Streckenabschnitts, auf dem verkehrsrelevante Ereignisse zu erheben sind, können
- über ein separates Interface am Endgerät,
- durch eine Chipkarte,
- durch eine Prozedur via Mobile Datenkommunikation und/oder durch
- Daten-Verteildienste im Mobilfunk gleichfalls von der Zentrale zum Endgerät übertragen werden.
Im Beispiel nach Figur 2 erkennt die Anwendung, ob das Fahr¬ zeug 13, das sich auf einem Verkehrsweg 12 befindet, einen definierten Erfassungsbereich Sl durchfahren hat, und ermit¬ telt die Durchfahrtzeit bis zum Erfassungsbereich S2. Bei we¬ sentlicher Überschreitung der vorgegebenen Durchfahrtzeit, wird der durch die Erfassungsbereiche, Sl, S2 definierte Streckenabschnitt und die tatsächliche Durchfahrtzeit als "floating car data" und optional mit weiteren fahrzeugseiti- gen Zusatzinformationen wie z.B. Betriebsstatus von Brems¬ lichter, Nebelschlußleuchte, Scheibenwischer, ABS etc. co¬ diert und per Mobilfunk an die Erfassungszentrale 20 (siehe Figur 1) übertragen. Auf Basis dieser Zuordnung werden dann die von den Fahrzeu¬ gendgeräten ermittelten Geschwindigkeiten der Fahrzeuge den Straßenabschnitten zugeordnet.
Genauso ist ein einfaches Zählen der Fahrzeuge bzw. das Er¬ kennen von Verkehrsströmen, die einen bestimmten durch Erfas- sungsbereiche S3, S4 definierten Streckenabschnitt durchfah¬ ren, möglich. Brems- und Beschleunigungsverhalten des Fahr¬ zeugs werden als ereignisbezogene Informationen erfaßt und mit Positions- und Zeitdaten an die Zentrale übertragen.
Wie die Figuren 5 und 6 zeigen, ist die Lage der Erfassungs¬ bereiche Sl, S2 zunächst fest vorgegeben. Sie kann aber bei Eintritt eines verkehrsrelevanten Ereignisses (Staugebiet 14) dynamisch variiert werden zu Sl', S2' und so an die neue Ver¬ kehrssituation angepaßt werden, daß eine bestmögliche Datenerhebung gewährleistet ist.
Tritt das Ereignis 14 ein, so erkennt das Endgerät dies durch das Fahrzeugverhalten (Bremsen) des Fahrzeugs in den betrof¬ fenen Erfassungsbereichen (Sl, S2 bzw. Sl', S2') und es wird über Mobilfunk eine Meldung an die Zentrale 20 gegeben. Ab¬ rupter Stillstand des Fahrzeugs kann ein Hinweis auf einen Aufprall oder Unfall sein. Starkes Abbremsen des Fahrzeugs auf der Autobahn bedeutet oft Staubeginn. Langsame Fahrt gibt einen Hinweis auf dichten Verkehr etc. Diese Meldung ist ge¬ koppelt mit der Information, wo das Ereignis eintrat (z.B. Kreuzung 17) und dem Positionsschweif des meldenden Fahrzeugs (z.B. Fahrweg Kreuzung 18 - Kreuzung 17).
Die an die Zentrale 20 gegebene Information würde demnach z.B. lauten: Ereignis 14 ist eingetreten.bei Kreuzung 17 nach zurücklegen des Fahrweges Kreuzung 18 - Kreuzung 17. Die Zen- trale 20 kann nun an alle Fahrzeuge die Information ausgeben, daß bei geplantem Durchlaufen des Streckenabschnittes Kreu¬ zung 18- Kreuzung 17 das Ereignis 14 (Stau) eintreten wird. Als Ausweichmöglichkeit wird die Strecke Kreuzung 18 - Kreu¬ zung 19 benannt. Wird der Ausweichweg vom Fahrzeug genommen, dann erfolgt eine Rückmeldung an die Zentrale 20. Aus der Rückmeldung der Fahrzeuge kann die Zentrale 20 erkennen, ob die Umleitungsempfehlung angenommen wird. Die empfangenen Da¬ ten werden durch die Anwendungsfunktion in der Zentrale 20 bearbeitet und die Streckendaten in einer dynamischen Daten- bank 7 einer digitalen Straßenkarte zugeordnet. Außerdem kann durch die geographische Selbstortung im Fahrzeug dieses z.B. kurz vor dem Stau auf das bevorstehende Stauende aufmerksam gemacht werden (Warnung: Auffahrgefahr) .
'Jurch Plausibilitätsprüfungen 8 bei der Ermittlung der Abwei¬ chungen (dazu werden historische Daten, Durchschnittsdaten oder Daten anderer sich auf diesen Streckenabschnitt befind¬ licher Teilnehmer herangezogen) sind erhöhte Durchfahrtzeiten die durch Parken, Pannen etc. entstehen zu unterdrücken. Au- ßerdem können an den Verkehrsteilnehmer rückgemeldete Ver¬ kehrsinformationen exakt geographisch bzw. auch logisch, z.B. mit der Angabe der Straßennamen, übermittelt werden.
Neben der vorgenannten dynamische Nachverarbeitung der Ver- kehrsflußinformation werden alle Verkehrsflußinfor ationen gesammelt bearbeitet und in einer historischen Verkehrsdaten¬ bank eingestellt.
Gerade bei einem Unfall oder Stau ist es wichtig, sofort eine Verkehrswarnmeldung an alle Verkehrsteilnehmer zu geben, die sich in der Nähe des Unfalls oder Staus aufhalten, bzw. die sich auf das Ereignis zubewegen.
Figur 4 erläutert, anhand der Schritte a- - e, einen möglichen Kommunikationsablauf für eine solche direkte Verkehrs- Warnmeldung.
a) Das Endgerät des Unfallfahrzeugs 13 sendet eine Meldung (Ortskoordinaten und weitere verfügbare Daten über Fahrtrich¬ tung usw. ) an seine unmittelbar zuständige Sende- und Emp- fangsstation (Basisstation BTS) des Mobilfunknetzes.
b) Der übergeordnete Netzknoten 15 des Mobilfunknetzes (z.B. die BSC der GSM-Netze) wertet die Meldung aus und veranlaßt sofort das Aussenden einer Warnmeldung an andere Mobilfunk- teilnehmer (Fahrzeuge 13a, 13b, 13c) der Ursprungs- und Nach¬ barfunkzellen z.B. im Rundsendeverfahren.
c) Der übergeordnete Netzknoten sendet die Meldung parallel zu der zuständigen Dienstezentrale 20 (Servicezentrale), z.B. über DatexP-Leitung. Die Dienstezentrale führt eine Überprü¬ fung der Meldung durch.
d) Die Dienstezentrale sendet einen Bestätigungs- bzw. Stor¬ nierungsvermerk an den Netzknoten (BSC) .
e) Der Netzknoten (BSC) veranlaßt das Aussenden des Bestäti¬ gungs- bzw. Stornierungsvermerks in der Ursprungs- und den Nachbarzellen.
Zur Auswertung der Warnmeldungen müssen die Empfänger 13a, 13b, 13c mit einem entsprechenden, erfindungsgemäßen Endgerät ausgestattet sein. Die als Beispiel genommenen Unfalldaten, z.B. Unfallposition, werden mit der eigenen Fahrzeugposition verglichen. Wird eine Relevanz (Annäherung an den Unfallort) erkannt, so wird dies über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle mitgeteilt. Dies kann visuell und/oder akustisch erfolgen (z.B. „Unfall nach 2,5 Kilometern"). Die Entfernungsangaben werden dabei mittels des bordeigenen satellitengestützten Na¬ vigationssystems aktualisiert. Die Bestätigung bzw. Stornie¬ rung der Verkehrsmeldung durch die Dienstezentrale 20 wird entsprechend akustisch/visuell angezeigt.
Die Übertragung der Daten erfolgt beispielsweise über einen Signalisierungskanal des europaweit verfügbaren GSM- Mobilfunknetzes.
Benötigte Basisfunktionen des Endgeräts:
Die Verkehrstelematik-Endgeräte bestehen bevorzugt aus fol- genden •-Funktionseinheiten:
1. Eigenortung über die bekannten GPS-Verfahren und verbesserte Algorithmen.
2. Funktionen der Anwendungssoftware - automatischer Betrieb,
- Empfang von Grunddaten
- ermitteln der Durchfahrt durch vorgegebenen Streckenabschnitt
- ermitteln der aktuellen Durchfahrtzeit zwischen zwei Positionen bzw. Geschwindigkeit
- Erkennen von eingestellten Ereignissen (Bremsen, Beschleunigen)
- Plausibilitätsprüfung bzw. Aufbereitung der optionalen Zusatzinformationen (Lichter, ABS, Scheibenwischer) - Generierung der Verkehrsflußmeldung
- Generierung der optionalen Zusatzinformationen (Licht, ABS, Scheibenwischer)
- Generierung des Zeitpunktes
- Kommunikationsmanagement für den automatischen Betrieb des GSM-Endgeräts 3. GSM-Kommunikation
- Interface für Mobilfunk-Datenübertragung und optional Kurznachrichten (SMS MO u. MT) und Verteilnachrichten (SMS CB)
- optional erweiterbar auf Telefonie (Sprache) 4. Mensch-Maschine-Schnittstelle (Bedienterminal), nur Grundelemente sind erforderlich. (5. ) Optional
Aufrüstung auf ein Notrufendgerät und / oder auf ein vollfunktionsfähiges dynamisches Zielführungssystem
Funktionen der Zentrale
In der Zentrale 20 liegt eine digitale Straßenkarte des Er- fassungsgebiets in der Granularität der Straßenklassen (BAB, Bundesstraßen, Kreisstraßen, Stadt- u. Gemeindestraßen) sowie mit systemspezifischen Attributen der einzelnen Streckenab¬ schnitte (wie mittlere Durchfahrtzeit, Parkplätze, etc. ) vor.
Figur 1 erläutert die Funktionen, die die Zentrale 20 vor¬ zugsweise übernehmen soll. Die Zentrale 20 übernimmt das Kom¬ munikationsmanagement für die eingehenden dynamischen Ver¬ kehrsflußinformationen der verschiedenen Endgeräte (EG, 1, 2, 3), die jeweils mit oder ohne digitale Straßenkarte ausgerü¬ stet sind. In der Zentrale 20 können ebenso die Daten vorhan¬ dener, herkömmlicher Erfassungssysteme, z.B. von Induktions- schleifen 4, einlaufen. Die Kommunikation mit den Endgeräten (EG) geschieht beispielsweise über ein GSM-Netz, z.B. das Dl- Netz. Die eingegangen Informationen werden in einem speziel¬ len Kommunikationsserver 5 erkannt, für die Weiterverarbei- tung in einem Diensteserver 6 aufbereitet sowie gespeichert und in einer Datenbank 7 Streckenabschnitten zugeordnet. Da¬ bei wir die Prüfung nach Plausibilität 8 und ein Abgleich mittels der über straßenseitige Infrastruktursysteme 4 gewon- nen Verkehrsflußinformationen durchgeführt. Der Datenfluß zu den Endgeräten ist bidirektional, so daß der Netzserver 9 ak¬ tuelle aufbereitete Daten direkt an einzelne oder alle zuge¬ ordneten Endgeräte zurückgeben kann. Es sind außerdem Schnittstellen 10, 11 zu Drittstellen, seien sie öffentlich oder privat, vorgesehen, über welche die Daten weitergegeben werden können.
Durch die Kenntnisse der historischen Verkehrsdaten und der aktuellen Verkehrssituation steuert die Dienstezentrale 20 dynamisch die zu erfassenden Streckenabschnitte und die zu erhebenden Attribute wie Geschwindigkeit, Meldeschwelle, Ver¬ kehrszählung etc. Sie vergibt gezielt Erfassungsaufträge an Fahrzeuge ausgewählter Regionen, die sie auf Basis der historischen Verkehrsdaten auswählt. Die von Fahrzeugen zurückgemeldeten Daten werden verarbeitet und aufbereitet und in geeigneter Form an Mobilfunkteilnehmer bzw. Dritte zur Verfügung gestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung von dynamischen Verkehrsinforma¬ tionen mittels Mobilfunk, wobei ein in einem Fahrzeug des Mo¬ bilfunkteilnehmers vorgesehenes Endgerät eine Fahrzeug¬ selbstortung durchführt und weitere verkehrsrelevante Attri- bute automatisch, per Fernabfrage oder manuell erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die gewonnenen Daten über ein Mobilfunk- Telekommunikationsnetz direkt an weitere Mobilf nkteilnehmer und/oder an eine Dienstzentrale weitergeleitet werden, in welcher die Daten weiterverarbeitet und zusätzlich histori¬ sche Verkehrsdaten erfaßt und aufbereitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in "der Dienstezentrale eine Plausibilitätsprüfung der er¬ faßten Daten und ggf. eine Bestätigungsmeldung der Richtig¬ keit der Daten oder eine Stornierungsmeldung an ausgewählte Mobilfunkteilnehmer erfolgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernabfrage zumindest teilweise streckenbezogen er¬ folgt, wobei stationäre und/oder dynamisch variable Erfas¬ sungsbereiche definiert werden, in und/oder zwischen denen die Erfassung stattfindet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest teilweise eine ereignisbezogene Standarderfas- sung durchgeführt wird, wobei eine Rückmeldung an die Dien- stezentrale erst nach Eintritt eines oder mehrerer vordefi¬ nierter Ereignisse erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung verkehrsrelevanter Attribute durch Fernab¬ frage der Dienstezentrale an ausgewählte Fahrzeuge erfolgt, wobei die Auswahl vorzugsweise auf historischen Verkehrsdaten beruht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dienstezentrale aufbereitete Daten und für ein Ver¬ kehrsmanagement abfragerelevante Ereignisse und Informationen an die Endgeräte ein oder mehrerer Mobilfunkteilnehmer und/oder Dritte übermittelt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorübergehende Speicherung von Attributen von zu¬ rückgelegten Teilstücken individueller Verkehrsteilnehmer er¬ folgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenkommunikation, zwischen Mobilfunkteilnehmer und Mobilfunknetz und umgekehrt, auf einem Signalisierungskanal erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die verkehrsrelevanten Attribute mindestens Position und Geschwindigkeit des Fahrzeugs sowie Zeitdaten umfassen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß weiter fahrzeugseitige Attribute wie Funktion des Brems¬ lichts, des ABS, des Nebelscheinwefers, des Scheibenwischers, des Brems-, Beschleunigungs- und Fahrtrichtungsverhaltens, des Befolgens von Verkehrsempfehlungen und Wetterdaten erfaßt werden .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dienstezentrale zusätzlich aus anderen Verkehrsdaten¬ erfassungssystemen vorhandene Daten nutzt .
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßten Verkehrsdaten in der Zentrale mit einer di¬ gital gespeicherten Straßenkarte zur Deckung gebracht werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß Software und Betriebsdaten für den Betrieb des Endgeräts über Chipkarte, separate mechanische Interfaces oder per Mobilfunk-Interfaces bereitgestellt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrale eine Optimierung des Erfassungsverfahrens und der Verkehrsflußregelung durch Datenverteilkommunikation mit den Endgeräten erlaubt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß über mobilfunktechnische Netzfunktionen Ansammlungen von
Mobilfunkteilnehmern zur Steuerung und zur Ermittlung von dy- namischen Verkehrsinformationen herangezogen werden.
16. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den An¬ sprüchen 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Vorhandensein eines Mobilfunknetzes mindestens folgende Systemkomponenten vorhanden sind:
a) fahrzeugintern
- satellitengestützte Ortungseinheit
- Mobilfunk-Kommunikationseinheit
- Einheit zur automatischen und/oder manuellen Erfassung fahrzeugseitiger und verkehrsrelvanter Attribute
- Mensch-Maschine-Schnittstelle
b) fahrzeugextern
- Dienstezentrale
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eir.e automatische Zielführungseinrichtung vorgesehen ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Notrufendgerät vorgesehen ist.
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