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Die Erfindung betrifft Verfahren zur Gebührenerfassung für ein Fahrzeug mit einer Sensoren aufweisenden Fahrzeugeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Fahrzeugeinrichtung zur Gebührenerfassung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
Eine kontinuierliche Positionsbestimmung von Fahrzeugen ist sowohl im Strassen- als auch im Schienenverkehr von herausragender Bedeutung für verschiedene Anwendungen, insbesondere für Flottenmanagement, Navigationssysteme und zur Erfassung von Strassenbenutzungsgebühren.
Die Patentanmeldung EP 020939 A1 offenbart ein Verfahren zur Zielführung von Fahrzeugen zur Anwendung in stark vermaschten Strassennetzen, bei welchem in geeigneter Dichte aufgehängte Mikrowellensender über bestimmten Entscheidungspunkten Positionsdaten an eine Fahrzeugeinrichtung eines diesen Entscheidungspunkt passierenden Fahrzeugs senden. Die Fahrzeugeinrichtung weist ein im wesentlichen fahrzeugautonomes Navigationssystem auf, dessen zwischenzeitlich aufgetretene Positionsmessfehler durch die an diesen Entscheidungspunkten empfangenen Positionsdaten korrigiert werden.
Eine Alternative oder Ergänzung dazu stellen das bekannte GPS (Global Positioning System) dar. Die Satellitenempfänger sind jedoch nur für eine Messgenauigkeit von etwa 100 m ausgelegt. Mit 100 m Fehlertoleranz ist es jedoch nicht möglich, bei kritischen Strassenkonstellationen zwischen zwei oder auch mehreren Alternativen zu unterscheiden. Differenzielle Korrekturen erhöhen zwar die Messgenauigkeit, führen jedoch zur Abhängigkeit von einer weiteren Kommunikationsstrecke und einer entsprechenden Messapparatur. Gyrometrische und/oder tachometrische Messverfahren, die sonst die Entscheidungssicherheit wesentlich erhöhen, sind bei Parallelfahrwegen ungeeignet. Denkbar wäre die Messung eines Höhenunterschiedes beim Befahren einer Überleitung zwischen zwei Fahrwegen, wobei mit der Überleitung ein Anstieg, beispielsweise auf eine brückenartige Autobahn verbunden ist.
Der Höhenunterschied könnte mit Drucksensoren gemessen werden, welche jedoch auf die Anwendung bei Parallelfahrwegen verschiedener Höhenebenen beschränkt sind. Darüber hinaus sind Höhensensoren empfindlich, teuer und leicht manipulierbar. Da die oben beschriebenen kritischen Fahrwegkonstellationen normalerweise eher selten und nur an bekannten Fahrwegabschnitten vorkommen, ist es nicht sinnvoll, deswegen wesentlich genauere und teurere Sensoren in die Fahrzeuge einzubauen. Eine vergleichbare Problematik kann sich auch bei schienengebundenen Fahrwegabschnitten ergeben.
Systeme zur (Strassenbenutzungs-) Gebührenerfassung bestehen in der Regel aus Fahrzeugeinrichtungen und Streckeneinrichtungen. Zur Kommunikation von Fahrzeugeinrichtungen und Streckeneinrichtungen in einem solchen System offenbart die Patentanmeldung WO 99/25087 A1 ein Verfahren zur gerichteten Nahbereichskommunikation (engl: Dedicated Short Range Communication, DSRC) unter Verwendung von Trägerwellen im mittleren Mikrowellenbereich zur Kommunikation zwischen einer stationären Bake und einer als Transponder ausgebildeten fahrzeugseitigen DSRC-Kommunikationseinrichtung.
Die Patentanmeldung WO 99/33027 A1 beschreibt ein Verfahren zur automatischen Gebührenerfassung mittels einer gerichteten Nahbereichskommunikation (engl: Dedicated Short Range Communication, DSRC) zwischen einer strassenseitigen (Sende- und Empfangs-) Einrichtung (roadside unit) einer Gebührenstelle (toll station) und einer fahrzeugseitigen (Sende- und Empfangs-) Einrichtung. Die fahrzeugseitige Einrichtung weist eine Einrichtung zur Positionsbestimmung auf, welche das Einfahren in eine Gebührenstelle detektiert und eine entsprechende Information über die entsprechende strassenseitige Einrichtung an eine Zentraleinrichtung (central unit) übermittelt. Diese Zentraleinrichtung nimmt die entsprechende Vergebührung vor und sendet eine entsprechende Quittung zurück an die fahrzeugseitige Einrichtung.
Ein Nachteil des zuletzt beschriebenen Verfahrens liegt darin, dass die Vergebührung zentral vorgenommen wird. Dieses Verfahren bedeutet einen hohen Verwaltungsaufwand und einen
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hohen Aufwand an streckenseitiger Infrastruktur.
Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur bordautonomen Gebührenerfassung der oben genannten Gattung anzugeben, das sich durch einfache und preisgünstige strassenseitige Einrichtungen realisieren lässt.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Anspruch 1 beschreibt ein Verfahren bei welchem die Gebührenerfassung bordautonom vorgenommen wird. Eine Fahrzeugeinrichtung dafür umfasst eine bereits für bordseitige Einrichtungen von Systemen zur Gebührenerfassung eingeführte DSRC (Dedicated Short Range Communication) -Auswerteeinrichtung, welche eine Kommunikation mit ortsfesten DSRC-Baken ermöglicht. In der Fahrzeugeinrichtung wird die aktuelle Fahrzeugposition bestimmt und ermittelt, ob sich das Fahrzeug auf einem gebührenpflichtigen Fahrweg befindet oder nicht. Dabei kann es vorkommen, dass mit den im Fahrzeug verfügbaren Sensoren und dem Wissen, wo genau der gebührenpflichtige Fahrweg verläuft, keine eindeutige Entscheidung getroffen werden kann.
Die Fahrzeugeinrichtung wird dann durch eine Kommunikation mit DSRC-Baken, welche an bestimmten Stellen des Fahrwegs vorgesehen sind, bei der bordautonomen Gebührenerfassung unterstützt.
Anspruch 2 beschreibt die gezielte Anwendung der DSRC (Dedicated Short Range Communication) -Baken-Kommunikation ausschliesslich im Bereich kritischer Fahrwegkonstellationen. Solche kritischen Fahrwegkonstellationen sind insbesondere parallel zueinander und übereinander beziehungsweise dicht nebeneinander liegende Fahrwegabschnitte. Dabei handelt es sich vor allem um gebührenpflichtige Autobahnen, die in Ballungszentren aus Platzgründen quasi brückenartig über einer nicht gebührenpflichtigen Strasse gebaut wurden. Eine andere Konstellation, die zu Fehlern hinsichtlich der Positionsbestimmung führen kann, sind Strassen, die direkt nebeneinander verlaufen. Die Kosten für Einrichtung der DSRC-Baken an den wenigen kritischen Stellen des Fahrweges sind angesichts der erheblichen Kosten, die beim Bau von Fahrwegen anfallen, fast zu vernachlässigen.
Dieses Verhältnis würde sich nachhaltig verschlechtern, wenn die Bakenkommunikation flächendeckend für das gesamte Fahrwegenetz vorgesehen sein müsste.
Die Erfindung kann eine sehr einfache und preisgünstige Ausführungsform der Bakenkommunikation ermöglichen, wobei lediglich eine Information an das Fahrzeug derart erfolgt, ob der gerade benutzte Fahrweg gebührenpflichtig ist oder nicht. Dazu genügt ein kurzes Datentelegramm, das im Fahrzeug empfangen und weiterverarbeitet wird. Eine Rückantwort oder eine Quittung seitens des Fahrzeuges an die DSRC (Dedicated Short Range Communication)-Bake ist nicht erforderlich. Das Datentelegramm bewirkt mittels des fahrzeuginternen DSRC (Dedicated Short Range Communication) -Auswertegerätes eine Aktivierung oder auch eine Deaktivierung eines Gebührenzählers.
Wenn von zwei oder mehreren parallelen Fahrwegabschnitten nur einer gebührenpflichtig ist, genügt es nur diesen Fahrwegabschnitt im Bereich der Auffahrt mit einer DSRC (Dedicated Short Range Communication) -Bake auszustatten, wobei die Reichweite des Bakensignals der Breite dieser gebührenpflichtigen Fahrwegabschnittes entspricht.
Anspruch 3 charakterisiert ein Fahrzeuggerät zur Ausführung des Verfahrens unter Anspruch 1.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen gebührenpflichtigen und einen nicht gebührenpflichtigen Fahrwegabschnitt (1 und 2), wobei der gebührenpflichtige Abschnitt (1) parallel und oberhalb des nicht gebührenpflichtigen Abschnittes (2) verläuft. Die beiden Abschnitte (1 und 2) sind durch Überleitungen (3 und 4) miteinander verbunden. Ein Fahrzeug kann also von dem nicht gebühren-
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pflichtigen Abschnitt (2) auf den gebührenpflichtigen Abschnitt (1) beziehungsweise umgekehrt wechseln. Da die Abschnitte (1 und 2) parallel verlaufen, kann ein die Fahrzeugdrehung erfassender Kreisel einen Wechsel des Fahrwegabschnittes (1 und 2) nicht von einem Fahrspurwechsel unterscheiden.
Die Genauigkeit eines GPS (Global Positioning System)Satellitenempfängers - ca. 100 m - genügt auch nicht, um die beiden prinzipiell unterschiedlichen Fahrwegtypen, nämlich gebührenpflichtig oder nicht gebührenpflichtig, voneinander zu unterscheiden. Deshalb sind in der Nähe von Uberleitungen (3 und 4) DSRC (Dedicated Short Range Communication) -Baken (5 und 6) vorgesehen. Diese Baken (5 und 6) senden ständig Funktelegramme aus, deren Reichweite der Breite des zugeordneten Fahrwegabschnitts (1 und 2) entspricht. Die Funktelegramme werden von den quasi hindurchfahrenden Fahrzeugen empfangen und hinsichtlich ihres Informationsgehaltes, nämlich gebührenfrei (6) oder gebührenpflichtig (5) ausgewertet. Ein Gebührenzähler wird auf diese Weise aktiviert oder deaktiviert.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend angegebene Ausführungsbeispiel.
Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.
Patentansprüche: 1. Verfahren zur Gebührenerfassung für ein Fahrzeug mit einer Sensoren aufweisenden
Fahrzeugeinrichtung, welche aus Daten dieser Sensoren und aus einem fahrzeugintern gespeicherten Datensatz die aktuelle Position des Fahrzeuges ermittelt, und wobei zur Un- terstützung der Fahrzeugeinrichtung eine Nahbereichskommunikation zwischen der Fahr- zeugeinrichtung und einer ortsfesten Nahbereichskommunikations-Bake oder DSRC (Dedicated Short Range Communication) - Bake (5,6) durchgeführt wird, dadurch gekenn- zeichnet, dass durch Aktivierung bzw. Deaktivierung eines Gebührenzählers in der Fahr- zeugeinrichtung ermittelt wird, ob sich das Fahrzeug auf einem gebührenpflichtigen Fahr- weg befindet oder nicht und damit eine entsprechende Gebührenerfassung durchgeführt wird.