Das Projekt

Ziel des Projektes ist die Erhebung von lokalen und streckenbezogenen Daten zur Ansteuerung von Verkehrsbeeinflussungsanlagen. Dabei adressiert VESUV sowohl Linienbeeinflussungsanlagen als auch die Netzbeeinflussungsanlagen. Durch das Konzept zur streckenbezogenen Verkehrsdatenerfassung kann eine automatisierte Steuerung von Wechselwegweisungen ermöglicht werden.

Kontaktadresse

Christoph Busch
Email: christoph.buschh-da.de

VESUV

Ein VerkehrsErfassungsSystem Unter Videoeinsatz zur lokalen und streckenbezogenen Erhebung von Verkehrsdaten.

Problemstellung

Wachsender Verkehr auf europäischen Fernstraßen führt zu zunehmenden verkehrstechnischen Problemen. Verkehrspolitische Maßnahmen zielen daher auf die interdisziplinäre Entwicklung von Informationstechnologie mit der Zielsetzung einer effizienteren Nutzung von vorhandener Verkehrsinfrastruktur und letztlich der umweltverträglichen Bewältigung des Verkehrswachstums. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die Erfassung der aktuellen Verkehrslage, die derzeit nur aufwendig (z.B. mit Hilfe von Induktionsschleifen) und auch lediglich lokal durchgeführt werden kann.

Systemarchitektur

Aus der genannten Aufgabenstellung ergeben sich zwei Teilsysteme des VESUV-Systems. Zum einen ein lokales Erfassungssystem auf der Ebene einer Streckenstation zur Auswertung von Bildsequenzen, die von Videokameras eines Meßpunktes stammen. Zum anderen ein Zentralsystem auf der Ebene einer Unterzentrale, das eine Wiedererkennung von Fahrzeugen realisiert und somit streckenbezogene Informationen liefert.

System-Architektur: Lokalsystem und Zentralsystem

Ein wesentlicher Aspekt beim Entwurf des Lokalsystems bestand darin, die Funktionalität von verschiedenen Sensoren wie etwa Induktionsschleife, Radardetektor oder Streulichtmesser unter Verwendung einer Videokamera in einem Sensor zu integrieren. Der Einsatz von Videokameras bietet zudem ein leicht installierbares und zudem portables System.

• Videobasierte Verkehrsdatenerfassung
• Portable Installation (Videokameras ersetzen Induktionsschleifen)
• Bewegtbildanalyse
• Erfassung von lokalen Verkehrsdaten (Geschwindigkeit, Klassifikation)
• Verkehrsstatistik
• Informationsgewinnung zur Steuerung von Vehrkehrsbeeinflussungsanlagen
• Wiedererkennung von Fahrzeugen zur Erfassung von Verkehrsstr÷men

Bewegtbildanalyse

Das VESUV System löst die Aufgabe der Querschnittzählung an einer Streckenstation durch die vollautomatische Auswertung der Videodaten. Dabei wird auf Algorithmen der Bewegtbildanalyse zurückgegriffen. Beispielsweise erfolgte die Realisierung der Objektverfolgung innerhalb einer Reihe von Folgeframes mittels eines Kalman-Filters. Zur Anpassung des Systems an wechselnde Umweltbedingeungen (Regen, Dunkelheit, etc.) sind Adaptionskonzepte berücksichtigt.

Datenerfassung

Ergebnisse der Auswertung eines Lokalsystems werden als fahrzeugbezogene Informationsvektoren an das Zentralsystem propagiert. In diesen Vektoren sind alle relevanten Informationen enthalten, die das eine Streckenstation passierende Fahrzeug beschreiben. Darunter fallen beispielsweise Geschwindigkeit, Fahrzeugklasse und die Uhrzeit, zu der das Fahrzeug erfaüt wurde. Daraus lassen sich mit den Methoden der Verkehrstechnik direkt Steuerparameter für Linienbeeinflussungsanlagen gewinnen und somit Stau- und Unfallmindernde Maßnahmen umsetzen.

Das Bild zeigt die Segmentierung von Fahrzeugen aus einem Videoframe. Die waagerechten Balken kennzeichnen den virtuellen Detektionsbereich.

Wiedererkennung

An der lokalen Streckenstation werden Informationen erfaßt, die zur Wiedererkennung eines passierenden Fahrzeuges an einer anderen Streckenstation benötigt werden. Dies sind neben der Farbe eines Fahrzeugs vor allem signifikante Merkmale, die aus der Kennzeichenmatrix eines Fahrzeuges abgeleitet werden.

Streckenbezogene Verkehrsdatenerfassung

Im Zentralsystem laufen die Ergebnisse, die an verschiedenen Streckenstationen durch ein Lokalsystem erzeugt wurden, zusammen. Durch eine geeignete Auswertung der Informationsvektoren können Routen einzelner Fahrzeuge in einem Netz von Streckenstationen verfolgt werden. Durch damit ermöglichte streckenbezogene Verkehrsdatenerfassung kann der Verlauf von Verkehrsströmen ermittelt und statistisch quantifiziert werden. Damit werden vollautomatisch Daten zur Steuerung von Wechselwegweisern gewonnen. Durch die Echtzeitfähigkeit des Systems bleibt die Auswertung nicht auf statistische Erhebung zur Kennlinienermittlung beschränkt. Vielmehr kann durch VESUV ein Beitrag zur Informationsgewinnung über jeweils aktuelle Verkehrslagen geleistet werden.

VESUV in der Praxis

Das System VESUV wurde in einem Praxistest in der Anwendung der im Bereich der Autobahndirektion Nordbayern getestet. Dazu wurden im Verlauf der Bundesautobahn A9 an der Strecke Hienberg Testmessungen durchgeführt und die Leistungsfähigkeit der videobasierten Verkehrsdatenerfassung mit den dort installierten Radarsensoren und Induktionsschleifen verglichen. Die Auswertungen liegen vor und zeigen, daß im Kontext der lokalen Verkehrsdatenerfassung die Genauigkeit eines videobasierten Meßsystems mit den genannten Radar- und Induktionssensoren gleichwertig sind. In bezug auf die streckenbezogene Verkehrsdatenerfassung konnten sehr vielversprechende Ergebnisse erzielt werden. Fahrzeuge wurden an verschiedenen Streckenstationen wiedererkannt. Die Statistiken zur Erhebung der Verkehrströme weisen einen minimalen statistischen Fehler auf.

Idee

• Christoph Busch

Mitarbeiter

• Christoph Busch
• Eric Debes
• Ralf Doerner
• Christian Freytag
• Heike Ziegler