SE521694C2 - System för styrning av fordonsrörelser - Google Patents

Description

25 30 35 521 694 2 0 Optimering efter billigaste väg eller minsta accelerationen. 0 IBM ThinkPad i fordonet. 0 Floating-car-data.

I Dynamisk guidning endast om större förändring sker i vägnätet.

WO 99/09374 A2 innefattar ett system för sändning av information om destina- tion, position och hastighet från fordonet ifråga till en central. Centralen överför en till fordonet individuellt beräknad färdväg utgående från lagrade vägnätsdata och trafik- flödesdata som dynamiskt uppdaterats med hjälp av insamlade positionsdata från några/alla fordonen.

Någon information som erhålles från ett ID finnes ej utan de begränsningar som uppkommit vid tidigare system är desamma. Endast information om hastigheten från fordonen överföres. För att göra något vettigt beslut måste man ha kunskap om exempelvis trafikljusen. Om hastigheten är O på en länk med medelhastighet = 30 km/h kan det bero på att man väntar på rött ljus i den fil som skall svänga höger, samtidigt som en bil i en annan fil har grönt ljus och håller på att accelerera genom korsningen.

EP-O 345 818 - OKI Electric Industry Company 0 ID baserat på fordonsorienterad kod, systemkod, landstationskod, mobilstationskod, destinationskod, körområdeskod. 0 ”Ram”: Inledande fält, fordons ID-fält, mångfördelarfält, fordonskommunikationsfält, slutkommunikationsfält. 10 15 20 25 30 35 521 694 De ovan angivna patenten är i huvudsak fixerade vid guidning av fordon i ett vägnät baserat på ett antal länkar med angiven hastighetsinformation. Via trafikinformations- centraler styr man trafiken "optimalt".

I dessa patent finns inget angivet om ytterligare information vid identifiering av fordonet: Fordonstyp, storlek, miljödata etc. Det betyder att tung trafik guidas på samma sätt som personbilar, höga fordon kan dirigeras att köra under för låga broar, tunga fordon dirigeras ut på broar de ej får köra på och att miljöhänsyn ej tas vid guidning etc.

Det finns inget i patenten som fokuserar på att fordonen skall vara ”inloggade” i systemet och därvid kända och hela tiden identifierade med positionsangivelse. Detta är en förutsättning för en mer detaljerad styrning av bl.a. signaler men är även bra för att erhålla hög kvalite på ”floating-car- data” samt för att bl.a. kunna debitera väg- och/eller miljöavgifter.

Patenten innehåller inte heller något om att vägnätet skall ha exempelvis miljö-, fordonstypsklassning för att guida rätt. Eller att guidning sker för att optimera hela trafikarbetet i systemet. Inte heller nämns något om styrning av signaler och annan kringutrustning som påverkar flödet i hela systemet.

Huvudändämålet med den föreliggande uppfin- ningen är därför i första hand att lösa sagda problem genom att utgå från informationen om fordonsrörelser i trafiksystemet som finns tillgängligt och att genomföra de beräkningar som krävs för att optimera flödet utifrån detta. Inga investeringar i fast infrastruktur krävs därvid. 10 15 20 25 30 35 521 694 o unnnas medelst ett 'stem enl LL Qx +- vlt, c Sagda ändamål lg den föreliggande uppfinningen, som i huvudsak kännetecknas där- av, att vägnätet är anordnat att inmatas i systemet så att det betraktas som ett datanät, att varje fordon som avses nyttja vägnätet loggas in för färd på vägnätet, att varje fordon identifierar sig vid inloggningen, varvid sagda identitet är antingen dynamisk eller statisk, att vid inloggningen erhålles ett dynamiskt eller statiskt ID, som är anordnat att användas för att guida fordonet under färden, att information om respektive fordon såsom typ, årsmodell, innehav av katalysator, uppgift om miljövänligt drivmedel etc är anordnad att överföras i samband med inloggningen, att från varje fordon insändes information till sagda trafikinformationscentral om önskad destination i samband med inloggningen eller senare under resans gång vid ny önskad destination, och att även information om fordonets position samt hastighet inrapporteras regelbundet till sagda trafikinformationscentral, varigenom på grundval av inrapporterad information till trafikinformationscentralen en överordnad styrning av trafiken åstadkommes och att information om resp fordons därigenom valda föreslagna färdväg överföres från trafikinformationscentralen till ifrågavarande fordon och därigenom åstadkommer dynamisk guidning av trafiken och att tack vare att samtliga fordons rörelser är kända åstadkommes ett överordnat trafiksystem som uppvisar en exakt bild av aktuell trafiksituation varigenom styrning av densamma möjlig- göres att åstadkommas centralt.

Därigenom åstadkommer man dynamisk guidning av trafiken och tack vare att samtliga fordons rörelser är kända åstadkommes ett överordnat trafiksystem som uppvisar en exakt bild av aktuell trafiksituation miljömässigt och effektivt.

Den största skillnaden mellan US-5 610 821 A och föreliggande uppfinning är att grunden för föreliggande uppfinning är styrning av fordon och i att planera en optimal 5 lO 15 20 25 30 35 521 694 rutt. För att styra fordon måste gygtgmet ha till mycket större mängd data. 1. Optimerar utifrån hela systemet. Nätverksoptimering. (Claim l: System for control of vehicle movements) Dynamisk ID för anonymitet Statiskt ID för tilläggstjänster och betaltjänster Har hela tiden kontakt med fordonet inloggad UlßbdN) Optimering baserad på en stor kunskap om trafikanterna.

Detta erhålles via ett avancerat ID Trafikal data: (Användarprofil) Miljözon etc., samåkningsfält mm Möjlighet att beställa tjänster i systemet Använder hastighet och inte restid på ett vägsegment (Sid. 6,7) \DCO\10\ Samverkan med vägsidesutrustning (fig. 4) och signaler Det genom US-5 610 821 A kända systemet baseras på att sagda system erhåller information om tiden att passera ett vägsegment eller det att segmentet passeras. Föreliggande lösning baseras på en kontinuerlig kommunikation med fordonet.

En medelhastighet på vägsegmentet ger en väsentligt sämre bild av trafiksituationen, än ett momentanvärde. Medelhastigheten på ett vägsegment beror bl.a. på om man körde på vägsegmentet från en korsande väg eller körde rakt fram och om stor acceleration/retardation förekommit.

För att styra trafik krävs väsentligt mer information om såväl trafikanter som vägnät än vad som framgår av befintligt patent. Styrning av trafik baseras på att man skall optimera flödet i systemet till skillnad från system som avser guidning/optimering av rutt för enskilt fordon. Data måste finnas om exempelvis vägdata om miljözoner etc. samt kopplingar till signaler och annan utrustning som påverkar trafiken. Detta är speciellt viktigt för storstadstrafik. 10 15 20 25 30 35 521 694 Identifiering av trafikanten är mycket viktig.

För att guida ”optimalt” krävs en ID som beskriver användarprofilen och innehåller information om såväl fordonsparametrar, last som vilken kommunikationsutrustning som fordonet har. För att skydda den personliga integriteten är det i vissa fall viktigt att ID allokeras dynamiskt och gör det möjligt att hantera fordonets anonymitet utan att övriga delar av användarprofilen behöver utelämnas.

Uppfinningen beskrives nedan såsom ett föredra- get utföringsexempel varvid hänvisas till de bifogade ritning- arna på vilka Fig 1-6 visar blockscheman för olika delar av systemet, varvid Fig 1 visar inloggningen av fordonen, Fig 2 visar validering av inloggningen, Fig 3 visar dynamisk trafikdata, Fig 4 visar dynamisk styrning, Fig 5 visar datalagring, Fig 6 visar mera datalagring, och Fig 7 visar schematiskt systemet med ingående delar.

Ett system för att effektivt åstadkomma styr- ning av fordonsrörelser i tätorter och på andra platser där det råder stor trafik, och innefattande ett vägnät 1 där resp for- don 2 uppvisar medel 3 för identifiering och medel 4 för Vägin- formation samt medel 5 för överföring av information mellan ifrågavarande fordon 2 och en trafikinformationscentral 6 är enligt föreliggande uppfinning så beskaffat att vägnätet 1 är anordnat att inmatas i systemet så att det betraktas som ett datanät. Varje fordon 2 som avses nyttja vägnätet loggas in för färd på vägnätet 1. Vidare enligt uppfinningen identifierar sig varje fordon 2 vid inloggningen, varvid sagda identitet är antingen dynamisk eller statisk, d v.s. såsom en dators IP- som är en adress i ett datanät. Den dynamiska identiteten, fejkad ID, användes vid de fall som uppfinningen användes för 10 15 20 25 30 35 521 694 tillämpningar som ej kräver unik identifiering. Från varje fordon 2 insändes information till företrädesvis den närmast belägna trafikinformationscentralen 6 om önskad destination antingen i samband med inloggningen eller senare under resans gång vid ny önskad destination. Även information om fordonets position samt hastighet inrapporteras regelbundet till sagda trafikinformationscentral. På grundval av inrapporterad infor- mation till trafikinformationscentralen 6 åstadkommes en över- ordnad styrning av trafiken och att information om resp fordons därigenom förslag på valda bästa färdväg överföres från aktuell trafikinformationscentral 6 till ifrågavarande fordon 2 och att därigenom dynamisk guidning av trafiken åstadkommes. Resp fordon 2 kan erhålla nytt förslag på färdväg under resans gång om trafiksituationen har förändrats. Tack vare att samtliga fordons rörelser är kända åstadkommes ett överordnat trafik- system som uppvisar en exakt bild av aktuell trafiksituation, varigenom styrning av densamma möjliggöres att åstadkommas centralt. Föraren av ett fordon 2 anger önskad destination och utifrån detta och med vetskap om övrig trafik- och vägsituation tar trafikinformationscentralen 6 fram förslag på färdvägen.

Föraren kan ändå välja att köra annan väg. Om något inträffar vad gäller trafik- eller vägförhållandena och som gör att den redan föreslagna färdvägen inte längre är så bra tar trafik- informationscentralen 6 fram ett nytt förslag under resans gång.

Ett flertal trafikinformationscentraler 6, 6A, 6B, 6C, 6D finnes därvid anordnade på inbördes avstånd från varandra och från nätverket är anordnat att ske unik adresse- ring till desamma för att tillåta roaming mellan centralerna 6, 6A, 6B, 6C, 6D _..

Från resp fordon 2 är anordnat att regelbundet informera till sagda trafikinformationscentral 6 om fordonets befintliga position samt information om fordonets hastighet. lO 15 20 25 30 35 521 694 Q>° Dynamisk uppdatering av semistationär data s som karta, adressinformation etc. är anordnat att åstadkommas medelst ett uppdateringsprotokoll. Även information om resp fordon såsom typ, års- modell, innehav av katalysator, uppgift om miljövänligt drivme- del etc är anordnad att överföras till trafikinformationscent- ralen 6 i samband med inloggningen. Vid inloggningen är anord- nat att erhållas antingen ett ID, som är anordnat att användas för att guida fordonet 2 under färden för tillämpningar som ej kräver unik identifiering av fordonet 2 under färd, eller ett statiskt ID, som är anordnat att nyttjas för tjänster i samband med färden och/eller vid dess slut eller uppehåll som kräver unik identifiering. Vidare kan uppdatering av fordonets posi- tion till systemets centrala trafikinformationscentral 6 vara anordnad att ske via en separat anläggning som är anordnad i fordonet 2 och som innehåller fordonets 2 sagda ID samt övrig information för systemet.

En dynamisk uppgradering av färdvägen är även anordnad att kunna åstadkommas, exempelvis vid förändrad trafiksituation, vid trafikolyckor eller när önskemål förelig- ger om att minska trafiken temporärt eller för vissa områden, som t.ex. vid skolor.

Systemet lämpar sig även att nyttjas vid betal- ning, t.ex. för nyttjande av viss väg etc som är anordnad att registreras och faktureras från sagda trafikinformationscen- tral, tack vare fordonets resp identitet ID.

Mer detaljerat och utförligare beskrives upp- finningen nedan.

Uppfinningen Det som utmärker uppfinningen är tanken på: 0 Att vägnätet betraktas som ett datanät, där man ”loggar in” när man kör ut på vägen. 0 Att varje fordon identifierar sig vid inloggning, identiteten är internationell och innehåller information om fordonet årsmodell, (typ, katalysator, miljödrivmedel etc) Det är 5 viktigt att påpeka att idenrifieringen kan vara dynamiskt (vid inloggning erhålls ett ID som primärt används för att guida fordonet under resan) eller statisk (ett unikt ID som utöver guidning även kan användas för andra tjänster).

I Att varje förare måste ange önskad destination, åtminstone 10 vid inlogging, men även senare om destinationen ändras under färd.

I Att fordonet regelbundet informerar om nuvarande position med information om hastighet etc.

Utöver detta tillkommer: 15 0 Att nätverket är internationellt med unik adressering till alla övervakningsstationer. Trafikinformationscentraler (TIC), vilket tillåter roaming (fordonet kan erhålla guidning från en central och när man kommer in i en annan centrals område tar den vid). Alla fordon har tillgång till dessa 20 koder vilket medför att guidning kan ske för internationella transporter. 0 Att dynamisk uppdatering av semistationär data såsom karta, adresseringsinformation etc hanteras via ett uppdateringspro- tokoll. Ett stort problem med guidning är just problem att 25 hålla en uppdaterad karta. Fordonet beskriver vilken revision av geografisk data och annan relevant guidningsinformation som fordonet har lokalt lagrad. Detta för att uppdatering skall kunna ske "online".

Primär funktion 30 Uppfinningen gör det möjligt: 0 Att genomföra dynamisk guidning. Dynamisk guidning av fordon är något som EU's forskningsprogram lagt massor av resurser på att lösa. Grundproblemet är att man utgår från en statisk trafikmodell som baseras på historisk information. Till detta 35 försöker man lägga dynamisk information som samlats in från olika mätpunkter. Tillförlitlig trafikmätningsutrustning är dyr varför få mätpunkter har nyttjats. Detta reducerar ytter- ligare precisionen i den framräknade informationen. Denna 10 15 20 25 30 35 521 694 10 uppfinning utgår från att finformitionen om fordonsrörclscr i trafiksystemet finns tillgängligt och genomför de beräkningar som krävs för att optimera flödet utifrån detta. Inga inves- teringar i fast infrastruktur krävs.

I Att via dynamisk guidning även nyttja ytterligare parametrar vid vägval. Detta kan för samhället omfatta: Miljöguidning - där vissa fordon ej får köra på vissa vägavsnitt. Farligt gods - skapa säkra korridorer. Utryckning - skapa utryck- ningsväg etc. För bilisten kan det innefatta: Snabbaste väg - snabbaste vägval utan hänsyn till kostnaden. Billigaste väg- val - varvid tagits hänsyn till bensinkostnaden, väg- och miljöavgifter etc. Miljövänligaste - prioritera miljöaspek- terna. Inga köer - jag vill inte stå i kö etc. 0 Att dynamiskt styra trafiksignaler, kollektivtrafiken, övriga system som påverkar trafikflödet.

I Att guidning ej behöver ske i områden där trafikproblemen är begränsade. Här kan det endast användas i samband med olyckor. 0 Att guidning kan ske vid olyckor etc där varje fordon kan erhålla specialguidning då målet för resan är känt. Vid vägarbete och planerade inskränkningar eller förändringar i trafiken kan information ges redan vid "inloggningen". 0 Att selektiv trafikinformation kan distribueras då fordonets körväg är känd.

Till detta kommer även andra funktioner: 0 Att fast utrustning i vägnätet identifierar sig, i de fall de kan kommunicera med fordon och/eller TIC 6. Detta kan gälla utrustning som identifierar närvaro av exempelvis gångtrafi- kanter eller signalstyrningssystem. 0 Att funktioner för fordon till fordon kommunikation finns som ger möjlighet att införa olika former av Varningssystem. 0 Att hastighetsövervakning kan ske via TIC 6. Utrustning i bilen kommer i framtiden att automatiskt kunna sänka hastig- heten via information som finns i fordonets dator och som 10 15 20 25 30 35 521 694 ll uppdateras dynamiskt via T P Ä eller 'Faci- afrncí-n-ínm o., s.-lo.._,._,.i.,\j, exempelvis från trafikljus vid t.ex. övergångsställen. 0 Att det blir möjligt att införa virtuella gupp. Det är en kortare hastighetssänkning exempelvis vid ett övergångs- ställe. Genom metodens dynamik kan man exempelvis införa dynamiska gupp under skoltid eller i samband med vägarbeten. 0 Att trafikplaneringen kan erhålla information om exakta flöden i trafiksystemet för sin planering. Detta sker idag bl.a. i Göteborg via nummerförskrivning endast vart fjärde år, på grund av kostnaden, 0 Att kunna ”spela” upp förlopp vid olyckor, evenemang, ning etc för att få kunskap om förloppet vid olika plötsliga förändringar i trafikflödet. 0 Att debitering av vägavgifter etc kan ske utan unik identi- fiering om utrustning i fordonet kompletteras med enhet för avläsning av cashkort eller liknande utrustning där föraren i förväg erlagt betalning, samt att systemet innefattar medel som ger möjlighet att debitera cashkortet eller liknande utrustning.

Funktioner som kräver unik identifiering Att unikt identifiera sig är inte en populär idé. Det kommer att finnas ett genuint motstånd mot system som kräver detta. Det är därför viktigt att uppfinningen artikule- rar att detta endast krävs för en begränsad mängd funktioner, som redovisas nedan.

Systemet har även funktion för: 0 Att exempelvis vägavgifter kan registreras på ett visst for- dons identitet. Avgiften kan registreras ned på enskild väg- länk eller/och tidsenhet.

I Att det är möjligt att införa miljöavgifter på samma sätt som vägavgifter. Detta kan ske på begränsade områden och vid vissa tidpunkter. Med hjälp av den dynamiska informationen kan förändringar införas mycket snabbt. köbild- (Il 10 15 20 25 30 521 694 12 fillfiv -\»~.--\.-. \,_|_J_ -lw-FAV- _~ CL (Ållllflll 1 l_ e Att c-mail o mation kal skickas till ett unikt fordon, då det besitter en egen identitet i nätverket. 0 Att det är möjligt att beställa tjänster via TICen såsom par- keringsplats etc. 0 Att stöldskydd kan implementeras vid TICen. Man sätter på unik ID när man parkerar! Således uppnås en mängd fördelar med den före- liggande uppfinningen och hl,a. är d-t ej tal om att fordonet och/eller informationsplats frågar om resväg utan att i stället dessa meddelar sin destination.

Ingen extra utrustning i fordonen krävs för att bevaka och fakturera t.ex. vägavgifter till trafikanterna om statisk adressering användes, och i samband med inloggningen verifieras om betalning skett för tidigare fakturerad resa.

Zonindelning sker nu mjukvarumässigt och kräver ingen ändring av program i fordon 2 eller investeringar i infrastrukturen och indelningen kan ske ända ner på enskilda vägsegment.

Val av färdväg till resp förare kommer nu enligt uppfinningen från systemets centrala trafikinformations- central 6 medan uppdatering av fordonets nuvarande position skickas till sagda centrala trafikinformationscentral 6 enligt ovan.

Medel för att lösa ovan sagda tekniska överför- ingar kan ske med i och för sig förut kända lösningar härför.

Det nya och säregna med uppfinningen är dess uppbyggnad, funk- tion och samverkan och uppfinningen är ej begränsad till ovan beskrivna och på ritningar visade lösningar härför utan kan varieras inom ramen för patentkraven utan att uppfinningstanken frångås.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 521 694 13 P a t e n t k r a v

1. System för styrning av fordonsrörelser, före- trädesvis i tätort innefattande ett vägnät (1) och att resp fordon (2) uppvisar medel (3) för identifiering, medel (4) för Väginformation samt medel (5) för överföring av information mellan ifrågavarande fordon (2) och en trafikinformationscen- tral (6), kännetecknat därav, att vägnätet (1) är anordnat att inmatas i systemet så att det betraktas som ett datanät, att varje fordon (2) som avses nyttja vägnätet loggas in för färd (1), inloggningen, varvid sagda identitet är antingen dynamisk eller på vägnätet att varje fordon (2) identifierar sig vid statisk, att vid inloggningen erhålles ett dynamiskt eller statiskt ID, som är anordnat att användas för att guida fordo- net under färden, att information om respektive fordon såsom årsmodell, innehav av katalysator, uppgift om miljövänligt typ, drivmedel etc är anordnad att överföras i samband med inlogg- ningen, att från varje fordon insändes information till sagda trafikinformationscentral (6) om önskad destination i samband med inloggningen eller senare under resans gång vid ny önskad destination, och att även information om fordonets position samt hastighet inrapporteras regelbundet till sagda trafik- informationscentral, varigenom på grundval av inrapporterad information till trafikinformationscentralen (6) en överordnad styrning av trafiken àstadkommes och att information om resp fordons därigenom valda föreslagna färdväg överföres från trafikinformationscentralen (6) till ifrågavarande fordon (2) och därigenom åstadkommer dynamisk guidning av trafiken och att tack vare att samtliga fordons rörelser är kända åstadkommes ett överordnat trafiksystem som uppvisar en exakt bild av aktuell trafiksituation varigenom styrning av densamma möjlig- göres att åstadkommas centralt. 10 l5 20 25 30 35 521 694 14

2. System enligt patentkrav 1, kännctccknat därav, att ett flertal trafikinformationscentraler (6, 6A, 6B, 6C, 6D ...) finnes anordnade på inbördes avstånd från varandra, exempelvis fördelade utmed aktuellt land eller aktuella länder, och att från nätverket är anordnat att ske unik adressering till desamma för att tillåta roaming mellan sagda centraler (6, 6A, 6B, 6C, 6D ...).

3. System enligt något av ovan angivna patentkrav, kännetecknat därav, att från resp fordon (2) är anordnat att regelbundet informera till sagda trafikinformationscentral (6) om befintlig position samt information om hastighet.

4. System enligt något av patentkraven 1-3, känne- tecknat därav, att dynamisk uppdatering av semistationär data såsom karta, adressinformation etc. är anordnat att åstadkommas medelst ett uppdateringsprotokoll.

5. System enligt något av patentkraven l-4, känne- tecknat därav, att vid inloggningen är anordnat att angivas ett dynamiskt eller statiskt ID, som är anordnat att nyttjas för tjänster i samband med färden och/eller vid dess slut eller uppehåll.

6. System enligt något av patentkraven 1-5, känne- tecknat därav, att uppdatering av fordonets position till systemets centrala trafikinformationscentral (6) är anordnad att ske via en separat anläggning i fordonet, och som innehål- ler fordonets sagda ID samt övrig information för systemet.

7. System enligt något av ovan angivna patentkrav, kännetecknat därav, att dynamisk uppdatering av färdvägen är anordnad att åstadkommas från trafikinformationscentralen (6) som lämnar nytt förslag på färdväg, exempelvis vid förändrad trafiksituation, vid trafikolycka, eller vid önskemål om minskad trafik såsom vid skolor.

8. System enligt något av patentkraven l-7, känne- tecknat därav, att betalning för nyttjande av viss väg etc är 10 521 694 15 anordnad att registerag Oflh mationscentral tack vare fordonens resp identitet.

9. System enligt något av patentkraven 1-7, känne- tecknat därav, att utrustningen i fordonet (2) innefattar en enhet for avläsning av cashkort eller liknande utrustning där man i förväg har erlagt betalning, varvid medel finnes som är anordnat att debitera cashkortet etc vid önskemål.