EP0815547B1 - Verfahren und einrichtung zur ermittlung von dynamischen verkehrsinformationen - Google Patents

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EP0815547B1
EP0815547B1 EP96909008A EP96909008A EP0815547B1 EP 0815547 B1 EP0815547 B1 EP 0815547B1 EP 96909008 A EP96909008 A EP 96909008A EP 96909008 A EP96909008 A EP 96909008A EP 0815547 B1 EP0815547 B1 EP 0815547B1
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EP
European Patent Office
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traffic
data
mobile telephone
collection
vehicle
Prior art date
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EP96909008A
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English (en)
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EP0815547A1 (de
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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Definitions

  • Traffic data acquisition and traffic regulation are due to the growing traffic has become indispensable.
  • DE-A-41 05 584 is a traffic information system became known, which is based on a Mobile communication system works. In doing so, one Central office traffic information about a Organization channel of the mobile communication system to the Vehicles transmitted, the information transmitted can then be displayed optically or acoustically in the vehicle can. It is also provided that information about the Location and / or the movement of the vehicle is detected will be forwarded to the central office. Becomes a cellular mobile communication system is used also a rough location of the vehicle based on its location in a specific radio cell possible.
  • the object of the present invention is a method and a facility for determining dynamic Propose traffic information, the above Avoids disadvantages and with moderate effort nationwide coverage the traffic data essentially directly from the Vehicle allowed out. This is supposed to be a comprehensive one Data acquisition system for traffic information created become.
  • current and historical traffic flow information such as the speed traveled, current traffic volumes, braking, etc. Acceleration behavior, traffic jam reports, accident reports, weather events etc., required on road sections.
  • This information is 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 necessary to provide a device for self-location in the corresponding vehicles.
  • predictable traffic algorithms for example vehicle-side and central-side recognition algorithms from these current traffic flow data, supplemented by historical values, to predict and determine their impact. In this way, traffic information can be updated very quickly, ie recognized or deleted.
  • the traffic flow data collected by vehicle terminals is transmitted to a regionally responsible service center.
  • traffic counts and speed determinations can be determined.
  • This "mobile traffic data generation” means that the expenses are significantly less expensive than conventional methods with fixed installations in or on the lanes.
  • the control of the traffic data acquisition on the vehicle side can be carried out by reaching virtual acquisition points, ie after the start of the journey, the process of the traffic data acquisition is only started after reaching a collection point.
  • Subsequent route-related detection processes are also controlled by reaching detection points. If a detection point that would have to be passed due to a previous route is not reached within a predetermined period of time, the system assumes the end of the journey or the leaving of the detection area (for example secondary roads) and the detection process is ended.
  • BAB federal highways
  • the position details of the accident location plus historical travel position data for determining the direction of travel are transferred to the mobile network using the fastest possible communication.
  • the data are then transmitted directly in the radio cell concerned or also in the neighboring radio cells to all accessible mobile radio subscribers without preprocessing.
  • the accident data are advantageously sent to the responsible person at the same time Service center transfer that a review / plausibility check who makes data. After review confirmation will be sent to the relevant mobile subscribers distributed or the accident report canceled. All that assumes that the respective cell phone subscribers have a Corresponding, suitable for receiving these messages Device.
  • a The vehicles are only reported back to the head office when one or more predefined events actually occurred are like Wiper actuation as a hint on the onset of rain or braking.
  • This feedback to the service center supplemented with the location and time of the occurrence of the event, the center arranges one Overview of the general traffic situation in the coverage area.
  • a memory-expandable information container of the signaling channel be used.
  • Such an information container is then in the responsible network node of the mobile network (e.g. the BSC of the GSM networks) and evaluated Broadcast functions in the relevant radio cells.
  • the end devices consist of a satellite-based navigation system, mobile radio communication functions and a module for the application function including the few required operating functions.
  • the application software and operating data can be introduced into the vehicle-side terminal via a chip card, separate mechanical interfaces or via mobile radio interfaces.
  • the necessary configuration parameters to record the dynamic Traffic information or traffic events are also sent by chip card (e.g. by post) mechanical interfaces, via individual point-to-point or distribution communication set in the terminal.
  • the application recognizes whether the vehicle 13, which is located on a traffic route 12, has passed through a defined detection area S1 and determines the transit time to the detection area S2. If the specified transit time is significantly exceeded, the route section defined by the detection areas S1, S2 and the actual transit time are coded as "floating car data" and optionally with additional vehicle-side additional information, such as the operating status of brake lights, rear fog lights, windshield wipers, ABS etc., and via mobile radio transmitted to the acquisition center 20 (see FIG. 1). The speeds of the vehicles determined by the vehicle terminals are then assigned to the road sections on the basis of this assignment. In the same way, simple counting of the vehicles or the detection of traffic flows through a certain section of the route defined by detection areas S3, S4 is possible. Braking and acceleration behavior of the vehicle is recorded as event-related information and transmitted to the control center with position and time data.
  • FIGS. 5 and 6 show, the position of the detection areas is S1, S2 are initially fixed. But you can at Occurrence of a traffic-relevant event (congestion area 14) are dynamically varied to S1 ', S2' and so to the new traffic situation be adjusted so that the best possible Data collection is guaranteed.
  • event 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 control center 20 via mobile radio.
  • Abrupt standstill of the vehicle can be an indication of an 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 position of the reporting vehicle (e.g. route intersection 18 - intersection 17).
  • the information given to the control center 20 would therefore be, for example: Event 14 occurred at intersection 17 after the travel route intersection 18 - intersection 17.
  • the control center 20 can now output to all vehicles the information that when crossing the route section 18- Junction 17 event 14 (traffic jam) will occur.
  • the route junction 18 - junction 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 are assigned to a digital road map in a dynamic database 7.
  • the geographical self-location in the vehicle can be used to draw attention to the impending end of the traffic jam, for example, just before the traffic jam (warning: danger of collision).
  • the receivers 13a, 13b, 13c with a corresponding terminal device be equipped.
  • the accident data taken as an example, e.g. Accident position, with your own vehicle position compared. Will relevance (approach to the accident site) recognized, this is done via a human-machine interface communicated. This can be done visually and / or acoustically (e.g. "Accident after 2.5 kilometers").
  • the distance information are using the on-board satellite-based navigation system updated.
  • the confirmation or cancellation the traffic report by the service center 20 accordingly acoustically / visually displayed.
  • the data is transmitted, for example, via a Signaling channel of the GSM mobile radio network available throughout Europe.
  • a digital street map of the detection area is located in the control center 20 in the granularity of the road classes (BAB, Federal highways, district roads, city and. Municipal roads) and with system-specific attributes of the individual route sections (such as average transit time, parking spaces, etc.).
  • BAB Federal highways, district roads, city and. Municipal roads
  • system-specific attributes of the individual route sections such as average transit time, parking spaces, etc.
  • FIG. 1 explains the functions that the control center 20 should preferably take over.
  • 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 run into the control center 20.
  • Communication with the end devices (EG) takes place, for example, via a GSM network, for example the D1 network.
  • the information received is recognized in a special communication server 5, processed and stored in a service server 6 for further processing, and 7 route segments are assigned in a database.
  • the plausibility check 8 and a comparison are carried out using the traffic flow information obtained via roadside infrastructure systems 4.
  • 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. It specifically issues registration orders to vehicles of selected regions, which it selects on the basis of the historical traffic data.
  • the data reported by vehicles are processed and processed and made available in a suitable form to cell phone subscribers or third parties.

Description

Verkehrsdatenerfassung und Verkehrsregelung sind aufgrund des wachsenden Verkehrsaufkommens unerläßlich geworden.
Gewöhnlich werden dabei die aktuellen dynamischen Verkehrsinformationen z. B. durch
  • feste Anbauten an Straßen, wie Induktionsschleifen, Kameras, Notrufsäulen;
  • Verkehrs zähler oder Verkehrsmelder;
  • Mobile Verkehrsmeldeeinheiten, wie Polizei, Straßendienst, Hubschrauber;
  • Wetterdaten-Erfassungsanlagen
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 Verkehrsbeeinträchtigungen. Durch den enormen Aufwand ist eine flächendeckende Verkehrsdatenerfassung auf Basis der straßenseitiger Sensoren nahezu unmöglich, so daß immer Schwerpunkte der Erfassung gesetzt werden müssen.
Weiterhin bereitet ein derartige dezentralisierte Verkehrsdatenerfassung Probleme wenn es darum geht, die Daten zentral zu erfassen, aufzubereiten und an Dritte (Polizei, Straßendienst, Verkehrsteilnehmer) weiterzugeben.
Aus der DE-A-41 05 584 ist ein Verkehrsinformationssystem bekannt geworden, welches auf Grundlage eines Mobilkommunikationssystems arbeitet. Dabei werden von einer Zentralstelle Verkehrsinformationen über einen Organisationskanal des Mobilkommunikationssystems an die Fahrzeuge übermittelt, wobei die übermittelten Informationen im Fahrzeug dann optisch bzw. akustisch dargestellt werden können. Weiterhin ist vorgesehen, daß Informationen über den Aufenthaltsort und/cder die Bewegung des Fahrzeuges erfaßt werden und an die Zentralstelle weitergeleitet werden. Wird ein zellulares Mobilkommunikationssystem eingesetzt, so ist auch eine grobe Standortbestimmung des Fahrzeuges anhand dessen Aufenthaltsortes in einer bestimmten Funkzelle möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung dynamischer Verkehrs informationen vorzuschlagen, welches oben genannte Nachteile vermeidet und mit mcderatem Aufwand eine flächendeckende Erfassung der Verkehrsdaten im wesentlichen direkt aus dem Fahrzeug heraus erlaubt. Damit soll ein umfangreiches Datenerfassungssystem für Verkehrsinformationen geschaffen werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die technische Lehre der unabhängigen Patentansprüche.
Für dynamische individuelle und kollektive Informationsdienste werden aktuelle und historischen Verkehrsflußinformationen wie z.B. gefahrene Geschwindigkeit, aktuelle Verkehrsmengen, Bremsu. Beschleunigungsverhalten, Staumeldungen, Unfallmeldungen, Wettergeschehen etc., auf Straßenabschnitten benötigt. Die gleichen Informationen sind die Basis für die qualitative und quantitative Ausbauplanung des Verkehrsnetzes.
Diese Informationen lassen sich über Mobilfunk aus den Fahrzeugen gewinnen. Um die Informationen einem bestimmten Ort zuordnen zu können ist es notwendig, in den entsprechenden Fahrzeugen eine Einrichtung zur Eigenortung vorzusehen. 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 Verkehrsinformationen sehr schnell aktualisiert, d.h. erkannt oder auch wieder gelöscht werden.
Mit diesem Konzept der "Dynamischen Verkehrsflußinformationen", basierend auf den Telematikgrundbausteinen Mobilfunknetz, satellitengestütztes Ortungs- bzw. Navigationssystem, werden flächendeckend aktuellste Verkehrsflußinformationen von allen Straßen gewonnen, beziehungsweise können gezielt abgefragt werden.
Die von Fahrzeugendgeräten gesammelten Verkehrsflußdaten werden gemäss einer Anwendungsmöglichkeit der Erfindung einer regional zuständigen Dienstezentrale übermittelt. Mit diesem Verfahren können sowohl Verkehrszählungen und Geschwindig-keitsermittlungen bestimmt werden. Durch diese "mobile Verkehrsdatengenerierung" sind die Aufwendungen deutlich kostengünstiger 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 Verkehrsdatenbank zu erstellen, auf die für Prognosen bzw. zur gezielten Steuerung von Verkehrsdatenerfassungen zurückgegriffen werden kann.
Dabei kann die Steuerung der Verkehrsdatenerfassung fahrzeugseitig über das Erreichen von virtuellen Erfassungsstellen erfolgen, d.h. nach Fahrtantritt wird erst nach Erreichen einer Erfassungsstelle der Vorgang der Verkehrdatenerfassung gestartet. Nachfolgende streckenbezogene Erfassungsvorgänge werden ebenfalls über das Erreichen von Erfassungsstellen gesteuert. Falls eine Erfassungsstelle die aufgrund eines vorangegangenen Streckenverlaufs zu passieren wäre, nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne erreicht wird, wird systemseitig das Beenden der Fahrt, bzw. das Verlassen 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. ausgehend von einem Unfallfahrzeug, eine Warnung an alle Fahrzeuge 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 historische 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 unterrichtet.
Hierbei bietet sich an, für individuelle Verkehrsteilnehmer das letzte Teilstück des zurückgelegten Fahrweges zusätzlich zu seiner aktuellen Position als historischen "Positionsschweif" vorzugsweise fahrzeugseitig gespeichert zu halten und diesen z.B. im Falle eines Staus Unfalls als "Wegbeschreibung zum Unfallort/Stauort" zu verwenden. Diese Wegbeschreibung 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 zuständige Dienstezentrale übertragen, die eine Überprüfung/Plausibilisierung der Daten vornimmt. Nach Überprüfung wird dahn eine Bestätigung an die relevanten Mobilfunkteilnehmer 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 Attribute zumindest teilweise streckenbezogen durchzuführen. Insbesondere in diesem Rahmen können durch ein Zurückgreifen auf historische Daten aus Sicht des Verkehrs flusses besonders brisante Bereiche oder Knotenpunkte des Verkehrsnetzes überwacht werden. Dazu werden Fahrzeuge durch die Dienstezentrale zur Erfassung ausgewählt, wobei die Auswahl vorzugsweise auf der Basis der historischen Verkehrsdaten erfolgt. Die Erfassung der Daten wird in und/oder zwischen definierten virtuellen Erfassungsbereichen durchgeführt, die fest vorgegeben sind bzw. in Abhängigkeit z.B. vom Eintreten eines Ereignisses wie einem Stau dynamisch variiert werden können.
Weiter ist zumindest teilweise eine ereignisbezogene Standarderfassung vorgesehen, die z.B. durch direkten Auftrag der Dienstezentrale an die Fahrzeuge oder auch automatisch erfolgen kann und möglichst flächendeckend durchgeführt wird. Eine Rückmeldung der Fahrzeuge an die Zentrale erfolgt erst, wenn ein oder mehrere vordefinierte Ereignisse tatsächlich eingetreten 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 Erfassungsgebiet.
Aus Gründen der Aktualität bzw. Dringlichkeit kann für die Kommunikation zwischen Mobilfunkteilnehmer und Mobilfunknetz ein speichererweiterbarer Informationscontainer des Signalisierungskanals verwendet werden. Ein solcher Informationscontainer ist dann im zuständigen Netzknoten des Mobilfunknetzes (z.B der BSC der GSM-Netze) auszuwerten und über Broadcastfunktionen in den relevanten Funkzellen auszusenden. Die Verwendung eines Verkehrskanals, der bei einer Überlastung evtl. nicht sofort zur Verfügung stehen würde, ist somit entbehrlich.
Im folgenden wird die Neuerung anhand von einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere 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 Verkehrsflußerfassung 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 Verkehrsbehinderungen 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 Zeitdaten 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-Kommunikationsfunktionen und einem Modul für die Anwendungsfunktion incl. der wenigen benötigten Bedienungsfunktionen.
    Die Anwendungssoftware und Betriebsdaten können über eine Chipkarte, separate mechanische Interfaces oder per Mobilfunk-Interfaces in das fahrzeugseitige Endgerät eingebracht werden.
    Die notwendigen Konfigurationsparameter zur Erfassung der dynamischen 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 Fahrzeug 13, das sich auf einem Verkehrsweg 12 befindet, einen definierten Erfassungsbereich S1 durchfahren hat, und ermittelt die Durchfahrtzeit bis zum Erfassungsbereich S2. Bei wesentlicher Überschreitung der vorgegebenen Durchfahrtzeit, wird der durch die Erfassungsbereiche S1, S2 definierte Streckenabschnitt und die tatsächliche Durchfahrtzeit als "floating car data" und optional mit weiteren fahrzeugseitigen Zusatzinformationen wie z.B. Betriebsstatus von Bremslichter, Nebelschlußleuchte, Scheibenwischer, ABS etc. codiert und per Mobilfunk an die Erfassungszentrale 20 (siehe Figur 1) übertragen.
    Auf Basis dieser Zuordnung werden dann die von den Fahrzeugendgeräten ermittelten Geschwindigkeiten der Fahrzeuge den Straßenabschnitten zugeordnet.
    Genauso ist ein einfaches Zählen der Fahrzeuge bzw. das Erkennen von Verkehrsströmen, die einen bestimmten durch Erfassungsbereiche S3, S4 definierten Streckenabschnitt durchfahren, möglich. Brems- und Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs 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 Erfassungsbereiche S1, S2 zunächst fest vorgegeben. Sie kann aber bei Eintritt eines verkehrsrelevanten Ereignisses (Staugebiet 14) dynamisch variiert werden zu S1', S2' und so an die neue Verkehrssituation 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 betroffenen Erfassungsbereichen (S1, S2 bzw. S1', S2') und es wird über Mobilfunk eine Meldung an die Zentrale 20 gegeben. Abrupter 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 gekoppelt 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 Zentrale 20 kann nun an alle Fahrzeuge die Information ausgeben, daß bei geplantem Durchlaufen des Streckenabschnittes Kreuzung 18- Kreuzung 17 das Ereignis 14 (Stau) eintreten wird. Als Ausweichmöglichkeit wird die Strecke Kreuzung 18 - Kreuzung 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 Daten werden durch die Anwendungsfunktion in der Zentrale 20 bearbeitet und die Streckendaten in einer dynamischen Datenbank 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).
    Durch Plausibilitätsprüfungen 8 bei der Ermittlung der Abweichungen (dazu werden historische Daten, Durchschnittsdaten oder Daten anderer sich auf diesen Streckenabschnitt befindlicher Teilnehmer herangezogen) sind erhöhte Durchfahrtzeiten die durch Parken, Pannen etc. entstehen zu unterdrücken. Außerdem können an den Verkehrsteilnehmer rückgemeldete Verkehrsinformationen exakt geographisch bzw. auch logisch, z.B. mit der Angabe der Straßennamen, übermittelt werden.
    Neben der vorgenannten dynamische Nachverarbeitung der Verkehrsflußinformation werden alle Verkehrsflußinformationen gesammelt bearbeitet und in einer historischen Verkehrsdatenbank 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 Verkehrswarnmeldung.
  • a) Das Endgerät des Unfallfahrzeugs 13 sendet eine Meldung (Ortskoordinaten und weitere verfügbare Daten über Fahrtrichtung usw.) an seine unmittelbar zuständige Sende- und Empfangsstation (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 Mobilfunkteilnehmer (Fahrzeuge 13a, 13b, 13c) der Ursprungs- und Nachbarfunkzellen z.B. im Rundsendeverfahren.
  • c) Der übergeordnete Netzknoten sendet die Meldung parallei zu der zuständigen Dienstezentrale 20 (Servicezentrale), z.B. über DatexP-Leitung. Die Dienstezentrale führt eine Überprüfung der Meldung durch.
  • d) Die Dienstezentrale sendet einen Bestätigungs- bzw. Stornierungsvermerk an den Netzknoten (BSC).
  • e) Der Netzknoten (BSC) veranlaßt das Aussenden des Bestätigungs- 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 Navigationssystems aktualisiert. Die Bestätigung bzw. Stornierung 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 folgenden 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 Erfassungsgebiets in der Granularität der Straßenklassen (BAB, Bundesstraßen, Kreisstraßen, Stadt- u. Gemeindestraßen) sowie mit systemspezifischen Attributen der einzelnen Streckenabschnitte (wie mittlere Durchfahrtzeit, Parkplätze, etc.) vor.
    Figur 1 erläutert die Funktionen, die die Zentrale 20 vorzugsweise übernehmen soll. Die Zentrale 20 übernimmt das Kommunikationsmanagement für die eingehenden dynamischen Verkehrsflußinformationen der verschiedenen Endgeräte (EG, 1, 2, 3), die jeweils mit oder ohne digitale Straßenkarte ausgerüstet sind. In der Zentrale 20 können ebenso die Daten vorhandener, herkömmlicher Erfassungssysteme, z.B. von Induktionsschleifen 4, einlaufen. Die Kommunikation mit den Endgeräten (EG) geschieht beispielsweise über ein GSM-Netz, z.B. das D1-Netz. Die eingegangen Informationen werden in einem speziellen Kommunikationsserver 5 erkannt, für die Weiterverarbeitung in einem Diensteserver 6 aufbereitet sowie gespeichert und in einer Datenbank 7 Streckenabschnitten zugeordnet. Dabei wir die Prüfung nach Plausibilität 8 und ein Abgleich mittels der über straßenseitige Infrastruktursysteme 4 gewonnen Verkehrsflußinformationen durchgeführt. Der Datenfluß zu den Endgeräten ist bidirektional, so daß der Netzserver 9 aktuelle aufbereitete Daten direkt an einzelne oder alle zugeordneten 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, Verkehrszählung 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 (19)

    1. Verfahren zur Ermittlung von dynamischen Verkehrsinformationen mittels Mobilfunk, wobei durch ein in einem Fahrzeug des Mobilfunkteilnehmers vorgesehenes Endgerät eine Fahrzeugselbstortung durchgeführt wird und weitere verkehrsrelevante Attribute automatisch, per Fernabfrage oder manuell erfaßt werden, wobei die gewonnenen Daten über ein Mobilfunk-Telekommunikationsnetz direkt an eine Dienstezentrale weitergeleitet werden, in welcher die Daten weiterverarbeitet werden,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß im Fahrzeug eine Langzeiterfassung von streckenbezogenen und/oder ereignisbezogenen Verkehrsdaten erfolgt, wobei die Steuerung der Verkehrsdatenerfassung fahrzeugseitig über das Erreichen von virtuellen Erfassungsstellen erfolgt, und in der Dienstezentrale aus den gewonnenen Langzeit-Verkehrsdaten und zusätzlichen, aus anderen Verkehrsdatenerfassungssystemen vorhandenen Daten, eine historische Verkehrsdatenbank erstellt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß in der Dienstezentrale eine Plausibilitätsprüfung der erfaßten Daten und ggf. eine Bestätigungsmeldung der Richtigkeit der Daten oder eine Stornierungsmeldung an ausgewählte Mobilfunkteilnehmer erfolgt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Fernabfrage zumindest teilweise streckenbezogen erfolgt, wobei stationäre und/oder dynamisch variable Erfassungsbereiche 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 Standarderfassung durchgeführt wird, wobei eine Rückmeldung an die Dienstezentrale erst nach Eintritt eines oder mehrerer vordefinierter Ereignisse erfolgt.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Erfassung verkehrsrelevanter Attribute durch Fernabfrage der Dienstzentrale 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 Verkehrsmanagement 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 zurückgelegten Teilstücken individueller Verkehrsteilnehmer erfolgt.
    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 Bremslichts, des ABS, des Nebelscheinwerfers, 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 Verkehrsdatenerfassungssystemen vorhandene Daten nutzt.
    12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 11,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die erfaßten Verkehrsdaten in der Zentrale mit einer digital gespeicherten Straßenkarte zur Deckung gebracht werden.
    13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 12,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Software für den Betrieb des Endgeräts über Chipkarte, separate mechanische Interfaces oder per Mobilfunk-Interfaces bereitgestellt wird.
    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 dynamischen Verkehrsinformationen herangezogen werden.
    16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 15,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die gewonnenen Daten über das Mobilfunk-Telekommunikationsnetz vom Fahrzeug direkt an weitere Mobilfunkteilnehmer weitergeleitet werden.
    17. Einrichtung zur Ermittlung von dynamischen Verkehrsinformationen mittels Mobilfunk, wobei in einem Fahrzeug des Mobilfunkteilnehmers eine Satelliten-Ortungseinheit zur Fahrzeugselbstortung vorgesehen ist, und durch eine Erfassungseinheit weitere fahrzeugseitige und verkehrsrelevante Attribute automatisch, per Fernabfrage oder manuell erfaßt werden, wobei eine Mobilfunk-Kommunikationseinheit vorgesehen ist, die die gewonnenen Daten über ein Mobilfunk-Telekommunikationsnetz direkt an eine Dienstezentrale zur Weiterverarbeitung weiterleitet,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß durch die Erfassungseinheit eine Langzeiterfassung von streckenbezogenen und/oder ereignisbezogenen Verkehrsdaten erfolgt, wobei die Steuerung der Verkehrsdatenerfassung fahrzeugseitig über das Erreichen von virtuellen Erfassungsstellen erfolgt, und in der Dienstezentrale eine historische Verkehrsdatenbank eingerichtet ist, die die gewonnenen Langzeit-Verkehrsdaten und zusätzliche, aus anderen Verkehrsdatenerfassungssystemen vorhandenen Daten enthält.
    18. Einrichtung nach Anspruch 17,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß eine automatische Zielführungseinrichtung vorgesehen ist.
    19. Einrichtung nach Anspruch 17 oder 18,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß ein Notrufendgerät vorgesehen ist.
    EP96909008A 1995-03-23 1996-03-12 Verfahren und einrichtung zur ermittlung von dynamischen verkehrsinformationen Expired - Lifetime EP0815547B2 (de)

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