Dipl.-Ing. Frank Gössel

Informationsentropische, spektrale und statistische Untersuchungen fahrzeuggenerierter Verkehrsdaten unter besonderer Berücksichtigung der Auswertung und Dimensionierung von FCD-Systemen

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http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1116572388287-50504

Kurzfassung in Deutsch

Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Schnittstelle zwischen Verkehrsprozess und Informationsprozess in Systemen für die fahrzeuggenerierte Verkehrsdatengewinnung. Dabei konzentrieren sich die Untersuchungen auf die originäre Größe Geschwindigkeit. Das wesentliche Ziel der theoretischen und praktischen Untersuchungen bildet die qualifizierte Bestimmung makroskopischer Kenngrößen des Verkehrsflusses aus mikroskopischen Einzelfahrzeugdaten. Einen Schwerpunkt der Arbeit bildet die Analyse von mikroskopischen Einzelfahrzeugdaten mit Hilfe von informationsentropischen und spektralen Betrachtungen. Diese Untersuchungen erfolgen mit dem Ziel, eine optimale Nutzung der limitierten Übertragungs- und Verarbeitungskapazität in realen FCD-Systemen zu ermöglichen, theoretische Grenzerte abzuleiten und in der Praxis verwendete Parameter von FCD-Systemen theoretisch zu begründen. Ausgehend von empirischen und theoretischen Untersuchungen wird die Entropie der Informationsquelle "Geschwindigkeitsganglinie" bestimmt. Es wird gezeigt, dass Geschwindigkeitsganglinien als Markov-Quellen modelliert werden können. Aus der Entropiedynamik von Geschwindigeitsganglinien wird eine optimale Größe für den Erfassungstakt abgeleitet. Eine Analyse der spektralen Eigenschaften von Geschwindigkeitsverläufen zeigt, dass zwischen den Spektren von Geschwindigkeitsganglinien und dem Verkehrszustand Zusammenhänge bestehen. Geschwindigkeitsganglinien besitzen Tiefpasscharakter. Für die Berechnung der Tiefpassgrenzfrequenzen von empirischen Geschwindigkeitsganglinien wird ein Leistungskriterium eingeführt. Ausgehend von den derart bestimmten empirischen Tiefpassgrenzfrequenzen kann ein optimaler Erfassungstakt ermittelt werden, dessen Größe näherungsweise mit dem aus der Entropiedynamik abgeleiteten Erfassungstakt übereinstimmt. Ein einfacher Indikator für die Dynamik von Geschwindigkeitsverläufen ist der Variationskoeffizient der Einzelfahrzeuggeschwindigkeit. Es wird gezeigt, dass die Gewinnung und Übertragung von Variationskoeffizienten der Einzelfahrzeuggeschwindigkeiten in FCD-Systemen sinnvoll ist. In der Arbeit erfolgt eine theoretische Begründung des erforderlichen Ausrüstungsgrades in FCD-Systemen. Die Beurteilung der Leistungsfähigkeit von FCD-Systemen erfolgt dabei auf der Grundlage einer Konfidenzschätzung für die Zufallsgröße Reisegeschwindigkeit. Das verwendete Verfahren ist geeignet, die Leistungsfähigkeit von FCD-Systemen in unterschiedlichen Szenarien (Stadt-, Landstraßen-, Autobahnverkehr) zu vergleichen. Es wird gezeigt, dass FC-Daten in bestimmten Szenarien (insbesondere Stadtverkehr) zwingend einer Fusion mit anderen Verkehrsdaten bedürfen. Für die statistische Dimensionierung und Auswertung eines FCD-Systems ist der Variationskoeffizient der mittleren Reisegeschwindigkeiten der Fahrzeuge eines Fahrzeugkollektivs (kollektiver Variationskoeffizient) ein wesentlicher Parameter. Es wird gezeigt, dass der kollektive Variationskoeffizient in der Regel nicht nur vom Verkehrszustand, sondern auch von der räumlichen und zeitlichen Strukturierung des Beobachtungsgebietes abhängig ist. Für die näherungsweise Bestimmung des kollektiven Variationskoeffizienten werden Modelle abgeleitet und verifiziert.

weitere Metadaten

übersetzter Titel
(Englisch)
Entropical, Spectral and Statistical Analysis of Vehicle Generated Traffic Data with Special Consideration of the Evaluation and Dimension of FCD-Systems
Schlagwörter
(Deutsch)
FCD, Fahrzeuggenerierte Verkehrsdaten, Floating Car Data, Verkehrsdatengewinnung, Verkehrsmonitoring
Schlagwörter
(Englisch)
FCD, Floating Car Data, ITS, traffic data generation, traffic monitoring, vehicle generated traffic data
SWD SchlagworteStraßenverkehr, Verkehrsablauf, Verkehrsinformation
DDC Klassifikation620
RVK KlassifikationZO 4600
Institution(en) 
InstitutionTechnische Universität Dresden
AbteilungVerkehrswissenschaften
BetreuerProf. Dr.-Ing. habil. Ernst Michler
GutachterProf. Dr.-Ing. habil. Ernst Michler
Prof. Dr. rer. nat. Reinhart D. Kühne
Dr. Ulrich Fastenrath
DokumententypDissertation
SpracheDeutsch
Tag d. Einreichung (bei der Fakultät)31.03.2004
Tag d. Verteidigung / Kolloquiums / Prüfung15.04.2005
Veröffentlichungsdatum (online)18.04.2005
persistente URNurn:nbn:de:swb:14-1116572388287-50504

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