[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von auf Straßenstrecken, insbesondere
Autobahnen, bezogene Verkehrsinformationen, wobei mittels ortsfester Detektoren lokale
Erfassungsqerschnitte gebildet, verkehrsbezogene Meßwerte erfaßt, mittels lokaler
Rechner vorverarbeitet und auf ein vorgegebenes Datenprotokoll normiert, aggregiert
und per Funk an eine übergeordnete Datenverarbeitungsanlage übertragen werden, wobei
die übertragenen Daten in wenigstens einem Berechnungsverfahren zur Ermittlung von
Verkehrsinformationen bearbeitet werden, dessen Eingangsdaten wenigstens Fahrzeuggeschwindigkeit
v und Verkehrsstärke q sind und das als Ausgangsdaten wenigstens Reisegeschwindigkeit
und Verkehrsdichte k an einem Erfassungsquerschnitt hervorbringen kann.
[0002] Im Stand der Technik ist es bekannt, an einzelnen Meßstellen Verkehrsflußinformationen
zu erfassen, um daraus direkte Störinformationen abzuleiten oder Verkehrsentwicklungsprognosen
für benachbarte Streckenabschnitte zu entwickeln. Es sind jeweils nur Einzellösungen
bekannt.
[0003] Beispielsweise ist in der EP 0 256 483 A1 ein Verkehrsleit- und Informationssystem
offenbart, welches unter Verwendung ortsfester Leitbaken und in Fahrzeugen angeordneten
Sende- bzw. Empfangseinheiten Verkehrsflußinformationen ermittelt. Aus diesen Verkehrsflußinformationen
werden insbesondere Störinformationen ermittelt, um Leitsignale zu schalten.
[0004] Aus der DE-P 44 08 547 ist ein Verfahren zur Verkehrserfassung und Verkehrssituationserkennung
auf Autostraßen, vorzugsweise Autobahnen, bekannt. Zur Bildung von sogenannten Meßquerschnitten
werden spurbezogene Meßstellen eingerichtet, die mit Verkehrssensoren, beispielsweise
Induktionsschleifen, zur Kfz.-Detektion und mit einer Verkehrsdaten-Verarbeitungs-Einrichtung
versehen sind. Es werden regelmäßig Verkehrsdaten wie Kfz.-Geschwindigkeit, Verkehrsstärke
und Verkehrsdichte ermittelt und daraus bestimmte Verkehrskenngrößen in einer Verkehrsdatenaufbereitung
gebildet. Dabei bilden jeweils zwei benachbarte Meßstellen einen Meßabschnitt mit
einer bestimmten Streckenlänge. Aus den Verkehrsdaten zweier solcher Meßstellen werden
Verkehrskenngroßen gebildet. Diese sind eine Geschwindigkeitsdichte-Differenz, berechnet
aus lokalen Verkehrsdaten mittlerer Geschwindigkeit und der Verkehrsdichte, ein Trendfaktor,
ermittelt über einen bestimmten Zeitraum aus dem Verhältnis der Verkehrsstärken beider
Meßstellen sowie ein Verkehrsstärketrend. Aus diesen Daten wird mittels einer Fuzzylogik
die Wahrscheinlichkeit für eine kritische Verkehrssituation abgeleitet. Bei Erreichen
eines Wahrscheinlichkeitsschwellwertes kann dann ein Steuersignal für ein Wechselverkehrszeichen
erzeugt werden.
[0005] Im Stand der Technik sind auch Detektoren bekannt, die das Vorhandensein und die
Geschwindigkeit eines bewegten Objektes erfassen können. Beispielsweise arbeiten derartige
Detektoren nach einem Passiv-Infrarot-Verfahren, welches ggf. auch mit anderen Verfahren
kombiniert werden kann. Im Stand der Technik ist bisher kein Verfahren bekannt, flächendeckend
Verkehrsinformationen zu erfassen und auszuwerten. Insbesondere sind keine Verfahren
bekannt, die die Verkehrsinformationsermittlung streckenabschnittsbezogen variabel,
ggf. ereignisorientiert und mit geringem Datenübertragungsaufwand ermöglichen.
[0006] Ein geringer Datenübertragungsaufwand ist einerseits zur Durchführung eines energiesparenden
Verfahrens erforderlich, andererseits um möglichst transparente und leicht pflegbare
Datenbestände zu erzeugen.
[0007] Wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die optimale Auswertung und Weiterverarbeitung
der empfangenen Daten in einer Zentraleinheit, um die unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten
erfassten und gesendeten Daten so umfassend und aussagekräftig wie möglich zu verarbeiten,
aber auch zu Ergebnissen zu gelangen, deren Aussagegehalt so eindeutig und sicher
wie möglich ist. Diesbezüglich sind nur Einzellösungen bekannt.
[0008] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine flächendeckende Verkehrsdatenerfassung der gattungsgemäßen Art, durch
welche mit Einfachsensorik und geringem Datenübertragungs- sowie Energieaufwand zuverlässige
und hinreichend aussagekräftige Datengrundlagen für unterschiedliche Verkehrsinformationsdienste
bereitgestellt werden, derart verbessert bereitzustellen, so daß die erfassten und
gesendeten Daten so umfassend und aussagekräftig sowie vom Ergebnis her so eindeutig
und sicher wie möglich analysiert und verarbeitet werden.
[0009] Zur technischen
Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen ein Verfahren zur Ermittlung
von auf Straßenstrecken, insbesondere Autobahnen, bezogene Verkehrsinformationen,
wobei mittels ortsfester Detektoren lokale Erfassungsquerschnitte gebildet, verkehrsbezogene
Meßwerte erfaßt, mittels lokaler Rechner vorverarbeitet und auf ein vorgegebenes Datenprotokoll
normiert, aggregiert und per drahtloser Übermittlung an eine übergeordnete Datenverarbeitungsanlage
übertragen werden, wobei die übertragenen Daten in wenigstens einem Berechnungsverfahren
zur Ermittlung von Verkehrsinformationen bearbeitet werden, dessen Eingangsdaten wenigstens
Fahrzeuggeschwindigkeit v und Verkehrsstarke q sind und das als Ausgangsdaten wenigstens
Reisegeschwindigkeit und Verkehrsdichte k an einem Erfassungsquerschnitt hervorbringen
kann, und wobei die Daten anschließend in wenigstens einem komplexen erweiterten Bearbeitungsverfahren
zur Ermittlung von auf Strecken bezogenen Verkehrsinformationen weiterverarbeitet
werden.
[0010] Die Erfindung ermöglicht die Realisierung eines stufenförmig organisierten Verarbeitungssystems,
wobei bereits kurzfristig Ergebnisse erzielt werden können, die durch Ausweitung in
die einzelnen Stufen konsolidiert und verfeinert werden. Durch die Auflösung in einzelne
Teilaufgaben bzw. Stufen ergibt sich ein hohes Maß an Flexibilität und an Ausfallsicherheit
durch die Bildung von Rückfallebenen. Durch die lokale Voranalyse des Verkehrs ergeben
sich Möglichkeiten zur äußerst energiesparenden, ereignisorientierten Datenübertragung
zu den übergeordneten Datenverarbeitungsanlagen bzw. -zentralen.
[0011] Vorzugsweise werden ortsfeste Detektoren an Anschlußstellen, Knotenpunkten und dergleichen
positioniert. Darüber hinaus wird die Anordnungsdichte der ortsfesten Detektoren in
Abhängigkeit von Verkehrserwartungsschätzungen bestimmt. Somit lassen sich durch die
Anordnung vieler lokaler Erfassungssysteme flächendeckende Netze aufbauen. Mit der
Erfindung ist es auch möglich, einen Gesamtnetzaufbau zu organisieren. An verkehrstechnisch
kritischen Positionen werden lokale Detektoren und Vorverarbeitungsrechner angeordnet,
die über Funk in vorzugsweise digitaler Technologie die Daten an übergeordnete Datenverarbeitungsanlagen
bzw. -zentralen weiterleiten. Dort können dann weitere Verkehrsmodelle auf die Daten
angewandt werden.
[0012] Aus der lokalen Auswertung ergibt sich die Möglichkeit der lokalen Zustandserkennung.
Durch die Verknüpfung der Daten benachbarter lokaler Erfassungsquerschnitte kann ein
sogenannter streckenbezogener Level of Service in einer übergeordneten Datenverarbeitungsanlage
oder einer dem Gesamtnetz zugeordneten Zentrale ermittelt werden.
[0013] Die Verknüpfung dieser Daten, ggf. in Kombination mit den Daten der lokalen Erfassungsquerschnitte
ermöglicht die Errechnung einer erweiterten Situationserkennung. Hier können dynamische
Zustandsschätzungen erfolgen, um eine verbesserte Zustandsschätzung in kritischen
Streckenabschnitten durch Zuschaltung eines angepaßten Systems zur erweiterten Situationserkennung
zu erlangen. Die Ergebnisse sind detaillierte streckenbezogene Daten und feiner untergliederte
Situationsklassifizierungen. Darüber hinaus lassen sich Angaben einer etwaigen Sicherheit
der jeweiligen Schätzung erzielen. Eine Korrektur hinsichtlich stark verrauschter
Daten wegen schlechter Datenübertragung, bei größeren Zeitintervallen oder nur sporadischen
Daten ist mit der Erfindung vorgesehen.
[0014] Mit besonderem Vorteil wird vorgeschlagen, daß zur lokalen Vorverarbeitung der Daten
deren Plausibilität anhand von Modellvergleichen überprüft wird, Mittelwertberechnungen
durchgeführt, aus der Veränderung der Maßwerte Trendfaktoren ermittelt, und daß aus
den ermittelten Daten taktweise Zustandscodes ermittelt werden. Als Meßwerte werden
zumindest Fahrzeuggeschwindigkeit, Verkehrsstärke und querschnittsbezogene Belegung
erfaßt.
[0015] Nachdem von einem Detektor, beispielsweise einem Passiv-Infrarot-Detektor, Meßdaten
geliefert werden, werden diese vorverarbeitet, beispielsweise indem Mittelwertberechnungen,
Plausibilitätskontrollen und Trendfaktorermittlungen durchgeführt werden. Aus den
Veränderungen der Daten oder den Daten selbst werden dann Zustandscodes ermittelt,
beispielsweise in der Form eines Zahlenwertes für Zustände wie freier Verkehrsfluß,
staugefahr, Stop and Go, Stau oder Stillstand u.s.w. Auswertungszyklen können beispielsweise
alle 1 bis 5 Minuten gewählt werden. Der Auswertungszyklus kann jedoch variabel festgelegt
werden, beispielsweise in Abhängigkeit von den Zustandscodes oder den Verkehrszuständen.
Das gleiche gilt für die Datenübertragungsrate, die beispielsweise in Abhängigkeit
von dem ermittelten Zustandscode angewandt wird, beispielsweise bei freiem Verkehrsfluß
alle 30 Minuten eine Übertragung bei Mittelwertbildung alle 5 Minuten. Je nach Störzustand
kann die Übertragungsdichte erhöht werden. Dabei werden die Datenübertragungsraten
benachbarter Erfassungsquerschnitte aufeinander abgeglichen.
[0016] Die Meßwerte können fahrspurenbezogen erfaßt werden, was aber nicht zwingend erforderlich
ist, es können auch andere Erfassungsquerschnitte definiert werden. Auch ist es grundsätzlich
möglich, Fahrzeugtypunterscheidungswerte, also beispielsweise Lkw, Pkw und dergleichen
zu erfassen.
[0017] Darüber hinaus wird weiterhin vorgeschlagen, daß Quelle-Ziel-Beziehungen durch die
Analyse der Daten aller Erfassungsquerschnitte eines Netzes ermittelt, daß die Daten
zur Routensuche, zur Ausgabe von Verkehrsleitungsinformationen ausgewertet, zur Präzisierung
statistischen Analysen unterzogen und daß die Daten zur Abgabe von Verkehrsentwicklungsprognosen
ausgewertet werden.
[0018] Mit der Erfindung werden Verfahren bereitgestellt, um unterschiedliche Arten und
Qualitäten von Verkehrsinformationsdaten zur Verfügung zu stellen. Hauptaufgabe ist
es, solche Daten für die Kraftfahrzeugführer aufzubereiten und diesen zweckmäßige
Informationen bereitzustellen. Dabei kann es sich beispielsweise um Reisezeitanzeigen,
Routenanzeigen, Verkehrsschlußprognosen, Stauanzeigen und dergleichen handeln. In
den einzelnen Fahrzeugen werden beispielsweise Informationsdisplays angeordnet, auf
welchen die Kraftfahrzeugführer ihre geplanten Routen und die Reisezeitinformationen
angezeigt bekommen. Sie können dann beispielsweise unter verschiedenen Alternativen
die jeweils schnellste Route wählen. Zusätzlich oder alternativ können Hinweise auf
Stauentwicklungen, Wahrscheinlichkeiten in Bezug auf die weitere Entwicklung auf dem
bevorstehenden Streckenabschnitt und dergleichen angezeigt werden. Die Anwendungsbreite
ist umfangreich.
[0019] Mit der Erfindung wird ein äußerst flexibles Verfahren angegeben, mit welchem unter
Verknüpfung unterschiedlichster Verkehrsmodelle ein nahezu netzumfassendes, flächendeckendes
Verkehrsinformationssystem aufbaubar ist, welches Daten für unterschiedlichste Informationszwecke
liefert. Es können herkömmliche und bereits bekannte Modelle und Verfahren eingesetzt
und kombiniert werden. Prognosen können ganglinienbasierte Prognosen an Meßstellen,
modellgestützte Prognosen für Abschnitte und Maschen und Ergänzungen nicht meßbarer
Effekte unter Verwendung künstlicher Intelligenz sein. Für die Berechnung von Mittelwerten
werden übliche Formeln eingesetzt.
[0020] Die übertragenen Daten können in zwei Berechnungsverfahren unterschiedlicher Komplexität
bearbeitet werden. Dabei ist vorgesehen, daß eines der wenigstens zwei Berechnungsverfahren
ein einfaches Interpolationsverfahren geringer Komplexität ist. Die Eingangsdaten
des Berechnungsverfahrens geringer Komplexität sind Fahrzeuggeschwindigkeit v und
Verkehrsstärke q, Ausgangsdaten sind eine Reisegeschwindigkeit und Verkehrsdichte
k. Weiterhin ist vorgesehen, daß das Berechnungsverfahren geringer Komplexität zusätzlich
eine Staustörmeldung ausgibt. Ein wie beschriebenes Verfahren benötigt nur ein Minimum
an Eingangsdaten und kann sehr schnell sehr verläßliche Aussagen über den Verkehrszustand
im Bereich eines Meßquerschnittes treffen. Bei der Interpolation wird vereinfachend
davon ausgegangen, daß sich alle Fahrzeuge gleich verhalten.
[0021] Ein anderes Berechnungsverfahren kann ein auf der Datenanalyse auf der Basis eines
Fundamentaldiagramms basierendes Verfahren hoher Komplexität sein. Ein Fundamentaldiagramm
ist eine an sich bekannte, auf einen Meßquerschnitt bezogene Kurve. Die Darstellung
ist die Kurve der Verkehrsstärke q über der Belegung k. Die Kurve entspricht in vereinfachter
und stark geglätteter Form im wesentlichen einer unsymmetrischen Gaußverteilung und
läßt Aussagen über kritische und unkritische Zustände zu. Eingangsdaten des Berechnungsverfahrens
hoher Komplexität sind Fahrzeuggeschwindigkeit v, Verkehrsstärke q und Belegung b,
Ausgangsdaten eine Reisezeit bezogen auf Reisegeschwindigkeit und Verkehrsdichte k.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß das Berechnungsverfahren hoher Komplexität zusätzlich
ein Verkehrssituationsstatussignal, wenigstens differenziert nach Frei/Kritisch/Stau
ausgibt. Auch dieses zweite Verfahren benötigt nur ein Minimum an Eingangsdaten und
kann sehr schnell sehr verläßliche Aussagen über den Verkehrszustand im Bereich eines
Meßquerschnittes treffen.
[0022] Die redundante Anwendung von wenigstens zwei Verfahren erhöht erheblich die Sicherheit
und ermöglicht eine Überprüfung der Ergebnisse hinsichtlich ihrer Qualität.
[0023] Die vorliegende Erfindung setzt an dieser Stelle ein und bezieht sich auf die Analyse
der Daten in Bezug auf größere Abschnitte des Verkehrsnetzes. Es wird vorgeschlagen,
daß die übertragenen Daten in wenigstens einem dritten, hochkomplexen Berechnungsverfahren
für eine erweiterte Situationserkennung bearbeitet werden. Dabei finden Eingang auch
die Ergebnisse der vorhergehenden Berechnungsverfahren. Die hochkomplexen Verfahren
der erweiterten Situationserkennung werden erweiterte Bearbeitungsverfahren genannt.
[0024] Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß mittels einem weiteren erweiterten
Bearbeitungsverfahren auf der Basis der an einem Erfassungsquerschnitt ermittelten
Daten die Verkehrsflußdaten bis zum nächsten Erfassungsquerschnitt unter Verwendung
eines Verkehrsmodells geschätzt, mit den am nächsten Erfassungsquerschnitt ermittelten
entsprechenden Daten verglichen und aus den Abweichungen Korrekturwerte ermittelt
und in einen nächsten Schätzzyklus eingebracht werden. Mit Vorteil wird vorgeschlagen,
daß die Strecke zwischen einem und dem nächsten Erfassungsquerschnitt segmentiert
wird. Die Segmentzahl und Segmentlänge ist nicht ohne Einfluß und sind parameterabhängig
festlegbar. Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Korrekturwerte als Parameter in
das der Schätzung zugrundeliegende Verkehrsmodell eingebracht werden. Zudem ist ein
Vorteil der Erfindung, daß die erfassten, ermittelten und geschätzten Werte um die
simulierten Werte einer fiktiven Störstelle ergänzt werden. Es ist sinnvoll, daß als
fiktive Störstelle eine Verkehrszuflußstelle und/oder eine Verkehrsabflußstelle simuliert
wird. Das Verfahren erhält also von vorherein Fehler, die iterativ auf Null gerechnet
werden müssen, es sei denn, es liegt tatsächlich eine Störung vor. Mit besonderem
Vorteil wird vorgeschlagen, daß das für das erweiterte Bearbeitungsverfahren ein Filterschätzverfahren
eingesetzt und weiterhin für das Filterschätzverfahren ein Kalmannlogarithmus verwendet
wird. Besonders brauchbar sind die Ergebnisse, wenn das Verkehrsmodell bei Abschnitten
mit Anschlußstellen zur Nutzung von Standardganglinien erweitert wird.
[0025] Mit besonderem Vorteil schlägt die Erfindung vor, daß bei einem weiteren erweiterten
Beabeitungsverfahren Fuzzylogik eingesetzt wird, um aus den vorverarbeiteten Daten
ein Interpretationssymbol des aktuellen Verkehrsablaufes und eine zugehörige Wahrscheinlichkeit
zu ermitteln. Zusätzlich wird mit Vorteil vorgeschlagen, daß die Interpretationssymbole
und Wahrscheinlichkeiten mittels einer Sperrmatrix verknüpft werden. Diese erfindungsgemäße
Datenanalyse nach der Multi-Modell-Logik hat also ganz besonders brauchbare Ergebnisse,
die neben Indikatoren für eine bestimmte Verkehrssituation in Bezug auf einen bestimmten
Streckenabschnitt auch eine zugehörige Wahrscheinlichkeit enthalten, so daß also die
Zuverlässigkeit der momentanen Situationserkennung als Ergebnis mitgeliefert wird.
Damit ergeben sich sehr brauchbare Schaltempfehlungen aus der Situationsinterpretation,
die auf verschiedene lokale und streckenbezogene Einzelverfahren aufgesetzt ist.
[0026] Mit der Erfindung wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß bei einem zusätzlichen weiteren
erweiterten Beabeitungsverfahren Fuzzylogik eingesetzt wird. Diese kann gezielt zur
Störstellenidentifikation eingesetzt sein. Dabei ist von Vorteil, daß das weitere
erweiterte Bearbeitungsverfahren, welches unter Verwendung von Fuzzylogik aus den
vorverarbeiteten Daten Störungen ermittelt, dem erweiterten Bearbeitungsverfahren
mit Verwendung der Filterschätztechnik vom Datenfluß her betrachtet vorgeschaltet
wird.
[0027] Zudem ist vorteilhaft und wichtig, daß das erweiterte Bearbeitungsverfahren, welches
unter Verwendung von Fuzzylogik aus den vorverarbeiteten Daten Interpretationssymbole
und Wahrscheinlichkeiten ermittelt, dem weiteren erweiterten Bearbeitungsverfahren
mit Verwendung der Filterschätztechnik vom Datenfluß her betrachtet nachgeschaltet
wird.
[0028] Die Erfindung schlägt vor, daß Neuro-Fuzzy-Logik eingesetzt wird.
[0029] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
einiger Beispiele.
- Figur 1
- ein Diagramm einer Verkehrssituationsdarstellung aufgrund einer externen Störungsursache;
- Figur 2
- ein Diagramm einer Verkehrssituationsdarstellung aufgrund einer internen Störungsursache
und
- Figur 3
- eine diagrammartige Darstellung einer Analyse einer Störungsserie.
[0030] Die dargestellten Diagramme zeigen einerseits im unteren Bereich den kurvenartigen
Verlauf von qd über die Zeit, darüber die Darstellung der Geschwindigkeit über die
Zeit und im oberen Bereich die Darstellung der ermittelten Situationszustände. Die
beispielhafte Filterlogik bringt eine auf den Testergebnissen der Filterreaktion basierende
konstruierte Situationsanalyse hervor. Dementsprechend führen im Dauerbetrieb des
erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmte reale Standardsituationen im Verkehrsablauf
zu typischen Sequenzen in den Zustandsfolgen.
[0031] Gemäß Figur 1 ist eine externe Störungsursache dargestellt, ein sogenannter einwandernder
Stau. Störungen mit externen stromabwärtigen Ursachen kündigen sich zuerst in der
Geschwindigkeit ab Abschnittsausgang an. Die im Vorfeld einer Störung angezeigten
lokalen Tempolimits können das anliegende Geschwindigkeitsmuster verändern. Ist im
Bereich des Abschnittsausgangs in Erwartung einer wandelnden Störung eine Geschwindigkeitsbegrenzung
geschaltet, ergibt sich im Meßquerschnitt ein Abfall des Geschwindigkeitsniveaus.
Dies ist in Figur 1 dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren reagiert auf einen
Abfall des Geschwindigkeitsniveaus mit dem Übergang in den Überwachungszustand Nr.
7

kritische Geschwindigkeit". Sie verweilt und erreicht nach etwa 15 Minuten die Alarmschwelle,
obwohl die Störung noch nicht in den Meßabschnitt eingetreten ist. Dadurch wird mit
Zustand Nr. 13

einwandernde dichte Welle" das entsprechende Störmodell deaktiviert. Erst nachdem
die Geschwindigkeit am Abschnittsausgang einen Zusammenbruch signalisiert, wird der
Zustand Nr. 31

einwandernder Stau" geschaltet. Diese Störungsphase währt etwa 1,5 Stunden, unterbrochen
durch zwei Zwischenerholungen. Dabei bleibt das Stauende stets innerhalb des Meßabschnitts.
[0032] Bei der ersten kleineren Erholung wird in den Zustand Nr. 49 gewechselt. Bei der
zweiten Erholung wird wieder der Kontrollzustand aufgenommen und kurz darauf wieder
auf

einwandernde Störung" geschaltet.
[0033] Figur 2 zeigt die verfahrensseitige Abwicklung einer internen Störung und zeigt die
hohe Sensibilität des Verfahrens auf lokal kaum detektierbare Störungen. Eine Ursache
von Engpaßwirkungen kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verfahren zwar nicht aufgefunden
werden, jedoch können Störungsfolgen abgeschätzt werden. Ist die Engpaßwirkung stärker
und länger anhaltend, äußert sich dies im Anstieg des hypothetischen Flusses im mittleren
Wertebereich. Das erfindungsgemäße Filterverfahren reagiert nach kurzer Zeit durch
einen Zustandsübergang von Nr. 10

Verdichtung" auf Nr. 14

Staugefahr". Dieser Zustand wird gewählt, wenn eine Staubildung aufgrund der zufällig
ausgeglichenen Fahrreaktionen zwar nicht zwangsläufig, dennoch wahrscheinlich ist.
Im Beispiel bildet sich ein Stau aus, der nach einiger Zeit den Eingangsquerschnitt
erreicht, Zustand Nr. 16. Der Zeitvorteil gegenüber der rein lokalen Detektion an
diesem Querschnitt beträgt hier etwa 7 Minuten. Da in diesem Zeitraum der Engpaß schon
seine Wirkung verloren hat, schaltet die Logik gleich auf Zustand Nr. 17

Anfahrvorgang". Wenige Minuten später hat sich der Stau aufgelöst.
[0034] Figur 3 schließlich zeigt die Anpassungsfähigkeit des Filterschätzverfahrens an verschiedenen,
im Tagesverlauf auftretenden Störungen. Figur 3 zeigt den Verlauf der Situationsanalyse
sowie eine topographische Darstellung der Verkehrssituation für vier verschiedene
Störungsauslenkungen in Folge. Die Informationen über Störungen im Inneren eines 3,8-km-langen
Meßabschnitts resultiert aus der gesonderten Betrachtung der Geschwindigkeiten zweier
zusätzlicher, nicht zur Schätzung verwendeter Querschnitte. Bei der Störung 1 handelt
es sich um einen einwandernden Stau. Dieser reicht bis zum ersten Referenzquerschnitt.
Ablesbar ist dies an den Zuständen 30 und 31, sowie am Absinken der Geschwindigkeit.
In dieser Phase bleibt das Störmodell inaktiv. Etwa um 10.30 Uhr kommt es aus ungeklärter
Ursache zum Verkehrszusammenbruch etwa in Abschnittsmitte. Der hypothetische Fluß
erreicht nahezu die Schwelle zur Stauprognose. Aufgrund fixer Grenzwerte wird jedoch
nur die Prognose

Staugefahr", Zustand Nr. 14, erreicht.
[0035] Kurz nach 13.00 Uhr analysiert das Verfahren bei Störung 3 eine Verdichtung, die
durch Geschwindigkeitsdaten nicht lokalisierbar ist und binnen 5 Minuten auch nicht
bestätigt wird. Dagegen kommt es nach etwa 20 Minuten am Abschnittsanfang zu einem
Verkehrszusammenbruch. Liegt die Störstelle im Abschnitt nahe dem Eingang, kann die
Engpaßwirkung aufgrund des zeitlich wenig versetzten Abfalls im Datenmuster der Verkehrsstärken
nur schwach ausgeprägt sein oder ganz ausbleiben. In diesem Falle reagiert die Situationsanalyse
auf einen Alarm mit einem Übergang nach Zustand Nr. 20. Eine Beendigung dieses Zustands
erfolgt erst bei gleichmäßigen Verkehrsfluß über Zustandsnummern 49 und 50.
[0036] Da für diese Störungen kein Meßprotokoll vorliegt, muß bei Störung 3 auf eine temporäre
Verdichtung und bei Störung 4 auf einen

Stau aus dem Nichts" wegen hohem Verkehrsaufkommens geschlossen werden.
[0037] Die beschriebenen Beispiele dienen der Erläuterung und sind nicht beschränkend.
1. Verfahren zur Ermittlung von auf Straßenstrecken, insbesondere Autobahnen, bezogene
Verkehrsinformationen, wobei mittels ortsfester Detektoren lokale Erfassungsquerschnitte
gebildet, verkehrsbezogene Meßwerte erfaßt, mittels lokaler Rechner vorverarbeitet
und auf ein vorgegebenes Datenprotokoll normiert, aggregiert und per drahtloser Übermittlung
an eine übergeordnete Datenverarbeitungsanlage übertragen werden, wobei die übertragenen
Daten in wenigstens einem Berechnungsverfahren zur Ermittlung von Verkehrsinformationen
bearbeitet werden, dessen Eingangsdaten wenigstens Fahrzeuggeschwindigkeit v und Verkehrsstärke
q sind und das als Ausgangsdaten wenigstens Reisegeschwindigkeit und Verkehrsdichte
k an einem Erfassungsguerschnitt hervorbringen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten anschließend in wenigstens einem komplexen erweiterten Bearbeitungsverfahren
zur Ermittlung von auf Strecken bezogenen Verkehrsinformationen weiterverarbeitet
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einem der erweiterten
Bearbeitungsverfahren auf der Basis der an einem Erfassungsquerschnitt ermittelten
Daten die Verkehrsflußdaten bis zum nächsten Erfassungsquerschnitt unter Verwendung
eines Verkehrsmodells geschätzt, mit den am nächsten Erfassungsquerschnitt ermittelten
entsprechenden Daten verglichen und aus den Abweichungen Korrekturwerte ermittelt
und in einen nächsten Schätzzyklus eingebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke zwischen einem und dem nächsten Erfassungsquerschnitt segmentiert
wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturwerte als Parameter in das der Schätzung zugrundeliegende Verkehrsmodell
eingebracht werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erfassten, ermittelten und geschätzten Werte um die simulierten Werte einer
fiktiven Störstelle ergänzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als fiktive Störstelle eine
Verkehrszuflußstelle und/oder eine Verkehrsabflußstelle simuliert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für das erweiterte Bearbeitungsverfahren ein Filterschätzverfahren eingesetzt
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für das Filterschätzverfahren ein Kalmannalgorithmus verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verkehrsmodell bei Abschnitten mit Anschlußstellen zur Nutzung von Standardganglinien
erweitert wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem weiteren erweiterten Beabeitungsverfahren Fuzzylogik eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere erweiterte Bearbeitungsverfahren, welches unter Verwendung von Fuzzylogik
aus den Vorverarbeiteten Daten Störungswahrscheinlichkeiten ermittelt, dem erweiterten
Bearbeitungsverfahren mit Verwendung der Filterschätztechnik vom Datenfluß her betrachtet
vorgeschaltet wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem weiteren erweiterten Beabeitungsverfahren Fuzzylogik eingesetzt wird,
um aus den vorverarbeiteten Daten ein Interpretetionssymbol des aktuellen Verkehrsablaufes
und eine zugehörige Whrscheinlichkeit zu ermitteln.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Interpretationssymbole und Wahrscheinlichkeiten mittels einer Sperrmatrix
verknüpft werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere erweiterte Bearbeitungsverfahren, welches unter Verwendung von Fuzzylogik
aus den Vorverarbeiteten Daten Interpretationssymbole und Wahrscheinlichkeiten ermittelt,
dem erweiterten Bearbeitungsverfahren mit Verwendung der Filterschätztechnik vom Datenfluß
her betrachtet nachgeschaltet wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Neuro-Fuzzy-Logik eingesetzt wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte fahrspurenbezogen erfaßt werden.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwerte Fahrzeugtypunterscheidungswerte erfaßt werden.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten zur Routensuche ausgewertet werden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten zur Ausgabe von Verkehrsleitungsinformationen ausgewertet werden.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten zur Abgabe von Verkehrsentwicklungsprognosen ausgewertet werden.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten zur Ausgabe von Reisezeitinformationen ausgewertet werden.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten zur Ausgabe von Stauinformationen ausgewertet werden.