Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Straßenverkehrstechnik.
Im Speziellen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Ermittlung
von Verkehrsinformationen und zur Verkehrsüberwachung. Dabei sind entlang eines zu
überwachenden Verkehrsbereichs wie z.B. Autobahn, Fernstraßen, etc. straßenseitig
Messpunkte angeordnet und diese Messpunkten Messeinheiten versehen.
Stand der Technik
[0002] In den letzten Jahren haben eine Anzahl an Fahrzeugen (Personen- und Lastkraftwagen)
im Straßenverkehr und damit eine Verkehrsdichte stark zugenommen. Daher ist der Verkehr
insbesondere auf Fernstraßen wie z.B. Autobahnen, Schnellstraßen, etc. stark verdichtet.
Für eine Optimierung bzw. optimale Steuerung eines Verkehrsflusses ist es notwendig,
möglichst flächendeckend Informationen über eine aktuellen Verkehrslage sowie einen
Straßenzustand (z.B. Vereisung, Schneefahrbahn, Regen, etc.) im Rahmen der Verkehrsinformationen
verfügbar zu haben bzw. zu machen. Die Verkehrslage ist dabei ein Ist-Zustand eines
oder mehrerer Verkehrsbereiche, bei welchem eine Fahrzeugdichte oder Verkehrsdichte,
Verkehrsbehinderungen, aber auch eine Wetterlage von den entsprechenden Verkehrswegen
und Verkehrsträgern berücksichtigt wird.
[0003] Eine jeweils aktuelle Verkehrslage wird auf Basis von Verkehrsdaten und Informationen
z.B. in einer Verkehrszentrale ermittelt, welche üblicherweise von straßenseitig angeordneten
Messquerschnitten oder Messpunkten gewonnen werden. Ein Messquerschnitt wird beispielsweise
durch einen meist stationären Verkehrsdetektor wie z.B. durch Induktionsschleifen,
Infrarotsensoren, Radarsensoren und/oder optische Sensoren (z.B. Videokamera), gebildet.
Von derartigen Verkehrsdetektoren werden dann üblicherweise zeitbezogene Zählwerte,
Belegungsgrade, Verkehrsstärke, Geschwindigkeiten und dergleichen von den Messquerschnitt
bzw. Messpunkt passierenden Fahrzeugen ermittelt, gesammelt und z.B. an die Verkehrszentrale
geliefert. Allerdings erfordert dieser Ansatz vor allem für eine flächendeckende Ermittlung
von Verkehrsinformationen einen hohen infrastrukturellen Aufwand für Installation,
Betrieb und Wartung insbesondere der Messquerschnitte bzw. Messpunkte. Weiterhin werden
bei diesem Ansatz nur bedingt Informationen über einen die jeweilige Verkehrssituation
beeinflussende Straßenzustand (z.B. Eis, Schnee, etc.) ermittelt.
[0004] Aus der Schrift
DE 10 2009 049 382 A1 ist beispielweise ein System zur Bestimmung von Verkehrsdichte und -dynamik bekannt,
bei welchem durch den Straßenverkehr existierende Emissionen, insbesondere longitudinale
Druckwellen und Erschütterungen, sowie Wetterwerte (z.B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit,
etc.) von jeweils entsprechenden Sensoren aufgefangen werden. Diese Messdaten werden
dann mittels teilweiser komplexer mathematischer Verfahren analysiert und daraus eine
aktueller Zustand des Straßenverkehrs abgeleitet wird. Ein Problem bei dem in der
Schrift
DE 10 2009 049 382 A1 besteht darin, dass für eine umfassende Ermittlung von aktuellen Verkehrsinformationen
inklusiven einem Straßenzustand an den jeweiligen Messpunkten eine Vielzahl verschiedener
Sensoren zu installieren ist. Die Daten der Sensoren müssen nur mittels komplexer
und aufwendiger Rechenprozesse entweder lokal in den jeweiligen Messpunkten oder zentral
in einer Verkehrzentrale ausgewertet werden. Daher ist diese Lösung ebenfalls - insbesondere
für eine flächendeckende Überwachung eines Verkehrsbereichs - mit hohem infrastrukturellen
Aufwand für Installation von Messpunkten sowie die Auswertung der Messdaten verbunden.
[0005] Des Weiteren ist auch bekannt, als Verkehrsdaten so genannte "Floating Car Data"
zu erfassen, welche beispielsweise auf einem Informationsaustausch zwischen im fließenden
Verkehr mitfahrenden Fahrzeugen und einer Verkehrsrechenzentrale basieren. Die Daten
werden dabei aus einem Fahrzeug heraus generiert, welches am aktuellen Verkehrsgeschehen
teilnimmt. Die Daten können dabei sowohl einen Zustand des Fahrens als auch Zustandsdaten
eines Ortes beim Stehen (z.B. im Stau, an einer Ampelanlage, etc.) umfassen. Ein Datensatz
beinhaltet dabei zumindest einen Zeitstempel sowie aktuelle Ortskoordinaten des Fahrzeugs,
welches bei Einsatz des Floating Car Data-Verfahrens selbst zum Messpunkt bzw. Messsensor
wird. Das teilnehmende Fahrzeug umfasst dabei Einrichtungen zur fortwährenden Bestimmung
seiner Position, Geschwindigkeit, etc. sowie zur Übertragung dieser Daten an die Verkehrsrechnerzentrale.
Verkehrsinformationssysteme welche auf diesem Ansatz beruhen, sind z.B. aus den Schriften
EP 1 209 647 A1 und
US 2003/0009277 A1 bekannt. Dieser Ansatz erfordert allerdings eine umfassende Ausstattung von Fahrzeugen
mit Positionsbestimmungsmodulen sowie einen ausreichende Anzahl an Fahrzeugen im zu
überwachenden Verkehrsbereich, um eine qualitativ hochwertige und flächendeckende
Verkehrsinformation zu erhalten. Weiterhin müssen bei diesem Ansatz der Verkehrsinformation
Daten und Informationen über einen Straßenzustand zusätzlich z.B. über andere Messeinheiten
(z.B. Wetterstationen, etc.) oder direkte Nachfrage bei den jeweiligen Nutzer der
Fahrzeuge ermittelt werden. Außerdem werden beim Floating Car Data relativ hohe Kommunikationskosten
durch eine häufige Datenübertragung zur Verkehrsrechenzentrale verursacht.
[0006] Es ist ferner bekannt, Bewegungsdaten aus Funksignalen von Mobilfunkgeräten in einem
zellulären Funknetz zu ermitteln und diese zu Verkehrsinformationen zu verarbeiten.
Derartige Verfahren sind beispielsweise in den Schriften
EP 1 437 013 B1 und
DE 10 2009 031 321 A1 offenbart. Dabei wird ein den zu überwachenden Verkehrsbereich abdeckendes Funknetz
genutzt und aus Funksignalen der in Fahrzeugen mitgeführten Mobilfunkgeräten Bewegungsdaten,
insbesondere einen Geschwindigkeit, der Fahrzeuge ermittelt. Derartige Verfahren weisen
allerdings den Nachteil auf, dass Bewegungsdaten von Fahrzeugen nur in bestimmten
Abschnitten gewonnen werden können. Zusätzlich müssen genügend Fahrzeuge für ein Sammeln
der Bewegungsdaten verfügbar bzw. registriert sein, um qualitativ hochwertige und
flächendeckende Verkehrsinformationen zu erhalten. Zusätzlich muss auch bei auf Basis
eines zellulären Funknetzes ermittelten Verkehrsinformationen ein Straßenzustand über
andere Messeinheiten (z.B. Wetterstation, etc.) oder mittels direkter Nachfrage bei
den jeweiligen Nutzer der Fahrzeuge abgefragt werden.
Darstellung der Erfindung
[0007] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung von
Verkehrsinformationen anzugeben, durch welches auf einfache und kostengünstige Weise
flächendeckende aktuelle Verkehrsinformationen sowie ein aktueller Straßenzustand
ermittelt werden.
[0008] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt, durch ein Verfahren der eingangs angegebenen Art,
bei welchem von jeder Messeinheit über einen Messzeitraum Fahrzeuggeräusche - d.h.
das auditive Umfeld der jeweiligen Messeinheit - erfasst wird. Diese erfassten Fahrzeuggeräusche,
insbesondere Roll-, Fahr- und/oder Motorgeräusche von Fahrzeugen, werden dann anhand
von Vergleichsdaten analysiert und ausgewertet und dann auf Basis dieser Analyse von
den Fahrzeuggeräuschen Parameter für einen Verkehrsfluss bzw. für einen Verkehrsdichte
und/oder einen witterungsbedingten Zustand einer Fahrbahn des zu überwachenden Verkehrsbereich
abgeleitet.
[0009] Der Hauptaspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass an jedem Messpunkt
des zu überwachenden Verkehrsbereichs von einer Messeinheit das auditive Umfeld -
d.h. Roll-, Fahr- oder Motorgeräusche - dieses Messpunktes beispielsweise zyklisch
oder während eines bestimmten Messzeitraumes aufgenommen werden. Durch die Auswertung
der Fahrzeuggeräusche über den Messzeitraum anhand von Vergleichsdaten kann dann eine
Geschwindigkeit der Fahrzeuge - Personen- und Lastkraftwagen - abgeschätzt werden
und daraus eine Information über Verkehrsfluss und/oder Verkehrsdichte abgeleitet
werden. Auf Basis der Vergleichsdaten (z.B. Roll- oder Fahrgeräusche auf einer trockenen
Fahrbahn) können auch Aussagen über einen witterungsbedingten Zustand von Fahrbahnen
getroffen werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine Überwachung eines
Verkehrsbereichs flächendeckend ohne großen Kostenaufwand möglich, da als Messpunkte
bzw. Messeinrichtungen eine bereits vorhandene Infrastruktur eines Straßenbetreibers
genutzt werden kann. Insbesondere ist durch das erfindungsgemäße Verfahren auch eine
flächendeckende Ermittlung von Informationen über einen Auswirkung der jeweiligen
Witterung auf den Verkehr möglich. Auch Verkehrsstörungen (z.B. Staus, etc.) können
sehr einfach lokalisiert werden.
[0010] Idealer Weise wird die Analyse der erfassten Fahrzeuggeräusche vor allem im Bezug
auf Frequenzspektrum, Energie je Frequenz und/oder Veränderung der Fahrzeuggeräusche
über den Messzeitraum durchgeführt. Das Frequenzspektrum gibt eine Zusammensetzung
eines Geräusches oder Signals aus seinen von einer Frequenz abhängigen Geräusch- bzw.
Signalbestandteilen an. Basierend auf den Vergleichsdaten werden einzelne Fahrzeuge
in den erfassten Fahrzeuggeräuschen detektiert und daraus z.B. mittels Dopplereffekt
eine Fahrzeuggeschwindigkeit abgeleitet. Zusätzlich kann aus einer Energiedichte je
Frequenz bzw. je Vergleichsspektrum eine Zahl von Personen- und/oder Lastkraftwagen
interpoliert und damit sehr einfach auf eine aktuelle Verkehrsdichte geschlossen werden.
Aus einer Veränderung der Fahrzeuggeräusche gegenüber den Vergleichdaten kann beispielsweise
ein witterungsbedingter Zustand der Fahrbahn sehr einfach abgeleitet werden.
[0011] Als Basis für eine Analyse der erfassten Fahrzeuggeräusche werden Vergleichsdaten
herangezogen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn für die Analyse als Vergleichsdaten durch
Audio- und/oder Videoanalyse gewonnene Frequenzmuster von Roll-, Fahr- und/oder Motorgeräuschen
von Fahrzeugen sowie Fahrzeuggeräuschänderungen in Abhängigkeit von einem jeweiligen
Zustand der Fahrbahn des überwachenden Verkehrsbereichs herangezogen werden. Bei den
Vergleichsdaten werden beispielsweise Frequenzmuster von Fahrzeuggeräuschen unterschiedlicher
Fahrzeuge (z.B. PKW, LKW, etc.) zugeordnet, welche mittels einer kombinierten Audio-
und/oder Videoanalyse erzeugt worden sind. Damit sind Fahrzeuggeräusche sowie z.B.
deren Frequenzspektren von bestimmten Fahrzeugtypen bekannt und können sehr einfach
bei der Analyse und Auswertung der erfassten Fahrzeuggeräusche detektiert und für
die Ermittlung der Verkehrsinformationen verwendet werden.
[0012] Weiterhin können weitere Vergleichsdaten ermittelt werden, indem bei bekannten Wetterverhältnissen
Fahrzeuggeräuschänderungen z.B. bei Feuchtigkeit, Regen, Eisglätte, Schnee, etc. von
Fahrzeuggeräuschen bei trockener Fahrbahn abgeleitet werden. Mittels dieser Vergleichsdaten
kann dann sehr einfach ein witterungsbedingter Zustand einer Fahrbahn im überwachten
Verkehrsbereich durch die Analyse ermittelt werden.
[0013] Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jede Messeinheit
mit einer Recheneinheit und einer Vergleichsdatenbank verbunden. Die Fahrgeräusche
werden dabei von einer Messeinheit im Messpunkt erfasst und können dann beispielsweise
über eine Schnittstelleneinheit an eine Recheneinheit weitergeleitet werden. An die
Recheneinheit ist eine Vergleichsdatenbank angebunden, in welcher die Vergleichsdaten
für die Analyse hinterlegt sind. Von der Recheneinheit wird dann anhand der in der
Vergleichsdatenbank abgelegten Vergleichsdaten die Analyse und Auswertung der erfassten
Fahrzeuggeräusche vorgenommen werden.
[0014] Die Ergebnisse der Analyse können dann zweckmäßiger Weise für eine Kumulierung an
eine Zentraleinheit weitergeleitet werden. In der Zentraleinheit können dann die Ergebnisse
der jeweiligen Messeinheiten bzw. Messpunkten mit Ergebnissen von benachbarten Messeinheiten
bzw. Messpunkten abgeglichen werden. Auf diese Weise kann sehr einfach durch Kumulierung
und/oder Mittelwertbildung eine Verbesserung der Datenqualität erzielt werden. Insbesondere
bei Verkehrbereichen wie z.B. Autobahnen, Schnellstraßen, etc. ist im Regelfall der
Verkehr in Straßenabschnitten zwischen Ausfahrten gleich, so dass die Datenqualität
dadurch verbessert werden kann. Abweichungen werden insbesondere bei Störungen im
Verkehrsfluss z.B. durch Baustellen, Unfälle, etc. oder bei Veränderungen der Wetterverhältnisse
(z.B. lokale Regenschauer, Schnee- bzw. Vereisungsgrenze) festgestellt. Somit kann
sehr einfach eine flächendeckende und qualitativ hochwertige Verkehrsinformation ermittelt
werden.
[0015] Eine Anbindung der Messeinheiten an die Recheneinheit und die Vergleichsdatenbank
kann beispielsweise lokal erfolgen. Das bedeutet, dass jeder Messpunkt eine Recheneinheit
sowie eine Vergleichsdatenbank aufweist, an welche die Messeinheit z.B. über einen
Analog-/Digitalwandler als Schnittstelleneinheit angebunden ist. Die Berechnungen
für eine Analyse und Auswertung der erfassten Fahrzeuggeräusche können dabei lokal
im jeweiligen Messpunkt durchgeführt werden und die Ergebnisse für eine spätere Auswertung
beispielsweise lokal gespeichert und/oder für eine Kumulierung an die Zentraleinheit
gesendet werden. Da bei dieser dezentralen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
nur die Ergebnisse der Analyse an die Zentraleinheit übertragen werden, ist dafür
nur eine geringe Bandbreite im Übertragungsnetzwerk (z.B. Funknetz, Datennetz, etc.)
notwendig. Es kann aber idealer Weise der gesamte Frequenzraum, welcher von der Messeinheit
und von z.B. verwendeten Analog-/Digitalwandler abgedeckt wird, für das Erfassen von
Fahrzeuggeräuschen genutzt werden.
[0016] Alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren auch zentral ausgestaltet werden.
Das bedeutet, dass sowohl die Recheneinheit als auch die Vergleichsdatenbank auf einem
zentralen Server gelegen sind. Von diesem Server werden dann entsprechende Verbindungen
z.B. über ein Telekommunikationsnetz zu den jeweiligen Messpunkten und damit zu den
Messeinheiten aufgebaut. Die Fahrgeräusche werden von den Messeinheiten an die Recheneinheit
weitergeleitet und zentral ausgewertet. Der zentrale Server kann dann die Ergebnisse
der Messpunkte bzw. Messeinheiten an die Zentraleinheit für eine Kumulierung weiterleiten.
Diese zentrale Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens weist den Vorteil auf, dass
nicht jeder Messpunkt eine Recheneinheit und eine Vergleichsdatenbank aufweisen muss.
[0017] Die zentrale Variante weist allerdings gegenüber der dezentralen Variante eine Einschränkung
beim Erfassen der Fahrzeuggeräusche und beim Frequenzbereich auf. Durch eine Übertragung
der erfassten Fahrzeuggeräusche von den Messeinheiten über ein Telekommunikationsnetz,
insbesondere Sprachnetz, können aufgrund der in diesem Netz zur Verfügung stehenden
Bandbreite bei bestehender Anzahl von Messpunkten bzw. Messeinheiten die Fahrzeuggeräusche
von verschiedenen Messpunkten nur sequentiell aufgenommen werden. Bei der dezentralen
Variante kann im Gegensatz dazu kontinuierlich gemessen werden. Zusätzlich ist bei
der zentralen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens der Frequenzbereich durch
das verwendete Übertragungsnetz bzw. Telekommunikationsnetz beschränkt - beispielsweise
auf 300Hz bis 3400Hz bei Sprachtelefonie und 300Hz bis 7000Hz bei Breitbandtelefonie.
[0018] Es ist vorteilhaft, wenn als Messpunkte entlang des zu überwachenden Verkehrsbereichs
angebrachte Notrufeinrichtungen verwendet werden. In diese Notrufeinrichtungen können
die Messeinheiten integriert sein. Idealerweise können auch in den Messpunkten bzw.
in den Notrufeinrichtungen vorhandene Schallwandler, insbesondere Mikrophone, als
Messeinheiten genutzt werden. Damit kann sehr einfach bereits vorhandene Infrastruktur
eines Straßenbetreibers für eine Ermittlung von Verkehrsinformationen verwendet und
eine flächendeckende Verkehrsüberwachung erreicht werden. Zusätzlich bietet die Verwendung
der Notfallseinrichtungen bzw. der darin vorhandenen Schallwandler den Vorteil, dass
bei einer dezentralen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens - mit Ausnahme
von Notrufen - eine kontinuierliche Messung der Fahrzeuggeräusche möglich ist, wobei
der gesamte von Schallwandler abgedeckte Frequenzbereich (z.B. 20Hz bis 16000Hz) genutzt
werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
[0019] Die Erfindung wird nachfolgend schematisch in beispielhafter Weise anhand der beigefügten
Figuren erläutert.
[0020] Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft einen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Ermittlung von Verkehrsinformation.
[0021] In Figur 2 ist beispielhaft und schematisch ein Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Ermittlung von Verkehrsinformationen bei dezentraler Ausgestaltung eines Analyseschrittes
dargestellt.
[0022] Figur 3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Ermittlung von Verkehrsinformationen bei zentraler Ausgestaltung eines Analyseschrittes.
Ausführung der Erfindung
[0023] Figur 1 zeigt in schematischer Weise einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Ermittlung von Verkehrsinformationen. Dabei ist in Figur 1 ein beispielhafter
zu überwachender Verkehrsbereich VB wie z.B. eine Richtungsfahrbahn einer Autobahn
oder Schnellstraße dargestellt, auf welcher sich Fahrzeug in eine Fahrtrichtung FR
bewegen. Der zu überwachende Verkehrsbereich VB weist an einer Stelle eine Störung
S auf.
[0024] Entlang des zu überwachenden Verkehrsbereichs VB sind Messpunkte MP1, MP2, MP3 angeordnet.
Als Messpunkte MP1, MP2, MP3 werden z.B. entlang des Verkehrsbereichs VB angebrachte
Notrufeinrichtungen verwendet. Die Messpunkte MP1, MP2, MP3 sind jeweils mit zugehörigen
Messeinheiten ME1, ME2, ME3 versehen. Als Messeinheiten ME1, ME2, ME3 können beispielsweise
in den Messpunkten MP1, MP2, MP3 bzw. Notrufeinrichtungen integrierte oder vorhandenen
Schallwandler bzw. Mikrophone eingesetzt werden.
[0025] In einem ersten Verfahrensschritt 1 werden an den jeweiligen Messpunkten MP1, MP2,
MP3 von den jeweiligen Messeinheiten ME1, ME2, ME3 Fahrzeuggeräusche FG - d.h. ein
auditives Umfeld des jeweiligen Messpunktes MP1, MP2, MP3 - zyklisch oder während
eines bestimmten Messzeitraumes erfasst. Die Fahrzeuggeräusche können beispielsweise
aus Roll-, Fahr- und Motorgeräuschen von Fahrzeugen zusammengesetzt sein. Durch die
Störung S weisen die unterschiedlichen Messpunkte MP1, MP2, MP3 ein unterschiedliches
auditives Umfeld auf. An einem ersten Messpunkt MP1 sind die Fahrzeuge z.B. mit entsprechender
Fahrgeschwindigkeit in Bewegung. An einem zweiten Messpunkt MP2 liegt aufgrund der
Störung S z.B. stehender oder nur langsam rollender Verkehr vor. Ein dritter Messpunkt
MP3 wird z.B. wegen der davor liegenden Störung S von keinen bzw. nur sehr wenigen
Fahrzeugen passiert. Damit weisen die Messpunkte MP1, MP2, MP3 ein unterschiedliches
auditives Umfeld auf und es werden von den Messeinheiten ME1, ME2, ME3 unterschiedliche
Fahrzeuggeräusche FG erfasst.
[0026] In einem zweiten Verfahrensschritt 2 werden die erfassten Fahrzeuggeräusche der jeweiligen
Messeinheit ME1, ME2, ME3 anhand von Vergleichsdaten analysiert und ausgewertet. Dieser
zweite Verfahrensschritt 2 kann je nach Ausgestaltung lokal in den jeweiligen Messpunkten
MP1, MP2, MP3 - wie beispielhaft in Figur 2 dargestellt - oder zentral - wie beispielhaft
in Figur 3 dargestellt - erfolgen. Auf Basis der Analyse und Auswertung der erfassten
Fahrzeuggeräusche FG werden dann für die jeweiligen Messpunkte MP1, MP2, MP3 Parameter
oder Informationen für einen Verkehrsfluss, eine Verkehrsdichte, etc. sowie für witterungsbedingter
Zustand einer Fahrbahn des zu überwachenden Verkehrsbereichs VB abgeleitet.
[0027] Als Basis für die Analyse und Auswertung der Fahrzeuggeräusch FG im zweiten Verfahrensschritt
2 werden beispielsweise Frequenzmuster von Roll-, Fahr- und Motorgeräuschen unterschiedlicher
Fahrzeuge (z.B. PKW, LKW, etc.), welche durch eine kombinierte Audio-/Videoanalyse
gewonnen werden, verwendet. Als weitere Vergleichsdaten können beispielsweise bei
bekannten Wetterverhältnissen Fahrzeuggeräuschänderungen bei Feuchtigkeit, Regen,
Eisglätte, offener oder geschlossener Schneedecke, etc. von Fahrzeuggeräuschen FG
bei trockener Fahrbahn abgeleitet werden.
[0028] Basierend auf diesen Vergleichsdaten, welche in einer Datenbank hinterlegt sind,
können dann z.B. einzelne Fahrzeuge in den erfassten Fahrzeuggeräuschen FG detektiert
werden und mittels Dopplereffekt einen Fahrzeuggeschwindigkeit als Parameter für eine
Verkehrsinformation bzw. einen Verkehrsfluss ermittelt werden. Weiterhin lassen sich
weitere Parameter (z.B. Zahl der Fahrzeuge, etc.) aus einer Energiedichte je Vergleichsspektrum
bzw. je Frequenz gewinnen. Für einen Information über Verkehrsfluss und/oder Verkehrsdichte
werden die erfassten Fahrzeuggeräusche FG z.B. im Bezug auf Frequenzspektrum und Energie
je Frequenz unter Verwendung der Vergleichsdaten analysiert. Aus einer Auswertung
insbesondere von Rollgeräuschen kann mittels der Vergleichsdaten z.B. auf einen Zustand
der Fahrbahn des zu überwachenden Verkehrsbereichs VB im Bezug auf trockene Fahrbahn,
feuchte Fahrbahn, Regen, Eis oder Schnee geschlossen werden.
[0029] In einem dritten Verfahrensschritt 3 wird dann ein Analyse- und Auswertungsergebnis
jedes Messpunkts MP1, MP2, MP3 über ein Kommunikationsnetz NW an eine Zentraleinheit
ZE weitergeleitet. Bei dieser Zentraleinheit ZE kann beispielsweise eine Topologie-Datenbank
DB angebracht sein, in welcher eine Topologie des zu überwachenden Verkehrsbereichs
VB wie z.B. Anzahl und Position der Messpunkte MP1, MP2, MP3, Struktur, Verlauf des
Verkehrsbereichs VB, etc. hinterlegt sind. Die Zentraleinheit ZE stellt dabei eine
Kumulierungsebene dar, in welcher bei einem vierten Verfahrensschritt 4 die Ergebnisse
der Messpunkte MP1, MP2, MP3 und vor allem die Ergebnisse von benachbarten Messpunkten
MP1, MP2, MP3 abgeglichen werden.
[0030] Im Regelfall ist dabei der Verkehr bzw. eine Anzahl an Fahrzeugen z.B. in einem Verkehrsbereich
ohne Zu- und Abfahrten zwischen diesen Zu- und Abfahrten gleich - d.h. von allen Messpunkten
MP1, MP2, MP3 werden annähernd dieselben bzw. sehr ähnliche Ergebnisse geliefert.
Dadurch kann durch Kumulierung und/oder Mittelwertbildung der Ergebnisse in der Zentraleinheit
ZE eine Verbesserung der Qualität der aus den Fahrzeuggeräuschen gewonnenen Verkehrsinformationen
gewonnen werden.
[0031] Abweichungen bei den Ergebnissen der Messpunkte MP1, MP2, MP3 ergeben sich bei Störungen
S des Verkehrsflusses z.B. aufgrund von Baustellen, Unfällen, etc. oder wegen eines
Wechsels der Witterungsverhältnisse wie z.B. lokaler Regenschauer, Schnee- oder Vereisungsgrenze,
etc. Durch einen Abgleich der Ergebnisse der Messpunkte MP1, MP2, MP3 auf der Kumulierungsebene
im vierten Verfahrensschritt 4 können dann derartige Störungen S, welche aus den Ergebnissen
des jeweiligen Messpunkts MP1, MP2, MP3 ableitbar sind, sehr einfach lokalisiert werden.
[0032] So kann z.B. die Störung S durch die Analyse der Fahrzeuggeräusche, welche im zweiten
Messpunkt MP2 aufgenommen werden, festgestellt werden (die Analyse ergibt, dass z.B.
beim zweiten Messpunkt MP2 die Fahrzeuge stehen oder sich sehr langsam bewegen). Durch
den Abgleich mit den benachbarten Messpunkten MP1, MP3 kann die Störung auch lokalisiert
werden und beispielsweise in einem fünften Verfahrensschritt 5 über eine Ausgabeeinheit
(z.B. Bildschirm, elektronische Karte, etc.) angezeigt werden. Es ist aber auch denkbar,
dass die Informationen über die Störung S von der Zentraleinheit ZE über das Kommunikationsnetz
NW (z.B. Funknetzwerk, etc.) an Ausgabeeinheiten AE der Verkehrsteilnehmer (z.B. Navigationseinheiten
und/oder -dienste) weitergeleitet und diesen dann angezeigt werden.
[0033] Wie bereits ausgeführt, kann das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere der zweite
Verfahrensschritt 2 - d.h. die Analyse und Auswertung der erfassten Fahrzeuggeräusche
FG - lokal bzw. dezentral ausgestaltet sein. Figur 2 zeigt schematisch und beispielhaft
einen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei dezentraler Ausgestaltung der Analyse
bzw. Auswertung der Fahrzeuggeräusche.
[0034] In Figur 2 ist dabei ein beispielhafter Messpunkt MP4 dargestellt, welcher entlang
eines zu überwachenden Verkehrsbereichs VB angebracht ist. Dieser Messpunkt MP4 umfasst
eine Messeinheit ME4. Als Messpunkt MP4 kann eine Notrufeinrichtung und als Messeinheit
ME4 der in der Notrufeinrichtung integrierte Schallwandler eingesetzt werden. Weiterhin
sind im Messpunkt MP4 eine Recheneinheit RE1 sowie eine Vergleichsdatenbank V1 untergebracht,
in welche die Vergleichsdaten für die Analyse und Auswertung abgelegt sind. Die Messeinheit
ME4 ist über eine Schnittstelleneinheit AD wie z.B. einen Analog-/Digitalwandler AD
an die Recheneinheit RE1 und die Vergleichsdatenbank V1 angebunden.
[0035] Im ersten Verfahrensschritt 1 werden von der Messeinheit ME4 die Fahrzeuggeräusche
FG im Umfeld des Messpunktes MP4 erfasst. Diese Fahrzeuggeräusche FG werden im zweiten
Verfahrensschritt 2 an die Recheneinheit RE1 weitergeleitet und von dieser mit Hilfe
der Vergleichsdaten aus der Vergleichsdatenbank V1 analysiert und ausgewertet. Dann
können die Ergebnisse der Analyse für eine spätere weitere Auswertung gespeichert
werden oder im dritten Verfahrensschritt 3 über ein Kommunikationsnetz NW an die Zentraleinheit
ZE gesendet werden. Da nur die Ergebnisse der Analyse übertragen werden, ist nur eine
geringe Bandbreite im Kommunikationsnetz NW notwendig. Für eine Erfassung der Fahrzeuggeräusche
durch die Messeinheit ME1 steht damit ein gesamter Frequenzraum zur Verfügung, welcher
von der Messeinheit ME1 und der Schnittstelleneinheit AD abgedeckt werden. Bei einer
Verwendung von einer Notrufeinrichtung als Messpunkt MP4 und dem darin verfügbaren
Schallwandler bzw. Mikrophon als Messeinheit ME4 ist dies beispielsweise ein Frequenzbereich
von 20Hz bis 16000Hz. Zusätzlich können dabei - mit Ausnahme von Notrufen - kontinuierlich
von der Messeinheit ME4 Fahrzeuggeräusche erfasst werden.
[0036] Im vierten Verfahrensschritt 4 werden dann die Ergebnisse des Messpunktes MP4 von
der Zentraleinheit ZE mit Ergebnissen benachbarter Messpunkte abgeglichen bzw. kumuliert
werden. Bei der Zentraleinheit ZE kann wieder eine Topologie-Datenbank DB vorgesehen
sein, in welcher eine Topologie des zu überwachenden Verkehrsbereich VB hinterlegt
ist. Im fünften Verfahrensschritt 5 werden dann Kumulierungsergebnisse wie z.B. ermittelte
Störungen im Verkehr bzw. festgestellte witterungsbedingte Straßenzustände einer Ausgabeeinheit
AE für eine Anzeige zur Verfügung gestellt.
[0037] Alternativ kann die Analyse und Auswertung der erfassten Fahrzeuggeräusche FG allerdings
auch - wie beispielhaft in Figur 3 dargestellt - zentral erfolgen. Figur 3 zeigt beispielhaft
und schematisch eine Messpunkt MP5, welcher entlang eines zu überwachenden Verkehrsbereich
VB angebracht ist. Dieser Messpunkt MP5 - beispielsweise eine Notrufeinrichtung -
umfasst wieder eine Messeinheit ME5 (z.B. einen Schallwandler bzw. ein Mikrophon)
sowie eine Schnittstelleneinheit IF1. Eine Recheneinheit RE2 sowie eine zugehörige
Vergleichsdatenbank V2 sind dabei zentral auf einem Server untergebracht. Zwischen
dem Messpunkt MP5 und der Recheneinheit RE2 kann über ein erstes Kommunikationsnetz
NW1 und eine zweite Schnittstelleneinheit IF2 (z.B. ein Telefoninterface) eine Verbindung
aufgebaut werden, um erfasste Fahrzeuggeräusche FG an die Recheneinheit RE2 zu übertragen.
[0038] Im ersten Verfahrensschritt 1 werden von der Messeinheit ME5 die Fahrzeuggeräusche
FG des Umfelds des Messpunktes MP5 erfasst. Im zweiten Verfahrensschritt 2 wird zuerst
eine Verbindung über das erste Kommunikationsnetz NW1 zur Recheneinheit RE2 aufgebaut
- z.B. in Form einer Telefonverbindung. Als erstes Kommunikationsnetz NW1 kann beispielweise
ein analoges, ein IP- oder ISDN-Telefonsystem vorgesehen sein. Die erfassten Fahrzeuggeräusche
FG werden dann vom Messpunkt MP5 zur Recheneinheit RE2 übertragen und von dieser mit
Hilfe der in der Vergleichsdatenbank V2 abgelegten Vergleichsdaten analysiert und
ausgewertet. Von der Recheneinheit RE2 können auf diese Weise die von mehreren Messpunkten
MP5 erfassten Fahrzeuggeräusche FG zentral analysiert und ausgewertet werden.
[0039] Entsprechend der im ersten Kommunikationsnetz NW1 zur Verfügung stehenden Bandbreite
ist allerdings bei einer bestehenden Anzahl an Messpunkten MP5 nur eine sequentielle
Aufnahme von Fahrzeuggeräusche von den unterschiedlichen Messpunkten MP5 möglich.
Weiterhin ergibt sich bei einer zentralen Analyse eine Einschränkung des Frequenzbereichs
durch das verwendete erste Kommunikationsnetz NW1. So ist beispielsweise beim Einsatz
eines Telefonsystems der Frequenzbereich auf 300Hz bis 3400Hz, beim Einsatz eines
Breitbandtelefonsystems auf einen Frequenzbereich von 300Hz bis 7000Hz eingeschränkt.
[0040] Nach der Analyse und Auswertung der Fahrzeuggeräusche FG durch die Recheneinheit
RE2 im zweiten Verfahrensschritt 2 werden die Ergebnisse der Analyse der einzelnen
Messpunkte MP5 im dritten Verfahrensschritt 3 über ein zweites Kommunikationsnetz
NW2 wieder an eine Zentraleinheit ZE für eine Kumulierung bzw. einen Abgleich von
benachbarten Messpunkten MP5 weitergeleitet. Im vierten Verfahrensschritt 4 können
dann die Ergebnisse in der Zentraleinheit ZE entsprechend abgeglichen werden und Störungen
z.B. mit Hilfe der Topologie-Datenbank DB lokalisiert werden. Im fünften Verfahrensschritt
5 werden dann Kumulierungsergebnisse wie z.B. ermittelte Störungen im Verkehr bzw.
festgestellte witterungsbedingte Straßenzustände einer Ausgabeeinheit AE für eine
Anzeige zur Verfügung gestellt.
1. Verfahren zur Ermittlung von Verkehrsinformationen, wobei entlang eines zu überwachenden
Verkehrsbereichs (VB) straßenseitig Messpunkte (MP1, MP2, MP3) angeordnet und diesen
Messpunkte (MP1, MP2, MP3) Messeinheiten (ME1, ME2, ME3) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass von jeder Messeinheit (ME1, ME2, ME3) über einen Messzeitraum Fahrzeuggeräusche (FG)
erfasst werden (1), dass dann anhand von Vergleichsdaten die erfassten Fahrzeuggeräusche
(FG) analysiert und ausgewertet werden (2), und dass dann auf Basis einer Analyse
der erfassten Fahrzeuggeräusche (FG) Parameter für einen Verkehrsfluss und/oder ein
witterungsbedingter Zustand einer Fahrbahn des zu überwachenden Verkehrsbereichs (VB)
abgeleitet werden (2, 4).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse der erfassten Fahrzeuggeräusche (FG) insbesondere im Bezug auf Frequenzspektrum,
Energie je Frequenz und/oder Veränderung der Fahrzeuggeräusche (FG) über den Messzeitraum
durchgeführt wird (2).
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Vergleichsdaten durch Audio- und/oder Videoanalyse gewonnene Frequenzmuster von
Roll-, Fahr- und/oder Motorgeräuschen von Fahrzeugen herangezogen werden (2).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Vergleichsdaten Fahrzeuggeräuschänderungen in Abhängigkeit von einem jeweiligen
Zustand der Fahrbahn des überwachenden Verkehrsbereichs herangezogen werden (2).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Messeinheit (ME1, ME2, ME3) mit einer Recheneinheit (RE1, RE2) und einer Vergleichsdatenbank
(V1, V2) verbunden wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Ergebnisse der Analyse für eine Kumulierung an eine Zentraleinheit (ZE) weitergeleitet
werden (3), und dass dabei Ergebnisse benachbarter Messeinheiten (ME1, ME2, ME3) abgeglichen
werden (4).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Messpunkte (MP1, MP2, MP3) entlang des zu überwachenden Verkehrsbereichs (VB)
angebrachte Notrufeinrichtungen verwendet werden, in welche die Messeinheiten (ME1,
ME2, ME3) integriert sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Messeinheiten (ME1, ME2, ME3) in den Messpunkten (MP1, MP2, MP3) vorhandene Schallwandler,
insbesondere Mikrophone, genutzt werden.