AT502156A1 - Universales verkehrsgebühren-, maut-, warn- und informationssystem - Google Patents

Description

  Universales Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystem
Die Erfindung betrifft ein universales Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystem, umfassend ein Rechenzentrum zur Verarbeitung von Daten, insbesondere Massendaten eines Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystems, ein personen- bzw. fahrzeugseitiges Endgerät und ein Positionsermittlungssystem für die Ermittlung von aktuellen Positionskoordinaten des personen- bzw. fahrzeugseitigen Endgeräts.
Die Erfindung betrifft weiters ein Mobiltelefon.
Mautsysteme dienen der Festlegung und Abrechnung von Nutzungsgebühren für die Benutzung von wichtigen öffentlichen Verkehrswegen wie Autobahnen und Schnellstrassen.

   Aufgrund der dramatisch steigenden Verkehrs- und Umweltprobleme wird von modernen Mautsystemen ein gerechtes und umfassendes System nach dem Verursacherprinzip gefordert, also eine flächendeckende Erfassung und Abrechnung jedes gefahrenen Kilometers (z.B. auch auf Berg- oder Landstrassen, auf Brücken oder in Tunneln), jedes Fahrzeuges (z.B. auch PKW und Bus); zusätzlich sollten auch andere Gebührenarten, beispielsweise für Parkzonen oder für Tickets für den Schienenverkehr (Bahn, U-Bahn und Strassenbahn) eingebunden werden.
Einfachste Verfahren in diesem Zusammenhang sind die Erhebung von Pauschalgebühren mittels Vignetten oder die Erhebung von Gebühren für bestimmte Verkehrsstrecken mittels Tickets, die man bei der Auffahrt auf eine gebührenpflichtige Strecke erhält und bei der Abfahrt bezahlt.

   Fortschrittlichere Lösungen sind streckenbezogene, kilometergenaue Nutzungsgebühren, bei denen die aktuelle Position eines Fahrzeuges mittels eines geeigneten, meist satellitengestützten Positionsermittlungssystems, wie beispielweise dem US System GPS (Global Positioning System) oder dem kommenden EU System GNSS (Global Navigation Satelliten System), ermittelt wird.

   Diese Positionskoordinaten werden dann vom Gerät mit den Ortskoordinaten einer digitalen Karte, in der die geographischen Bereiche mit den zugehörigen Verkehrsstrecken verzeichnet sind, abgeglichen und kilometergenaue streckenbezogene Nutzungsgebühren berechnet.
Das zur Zeit wohl fortschrittlichste und leistungsfähigste Mautsystem (ein System zur Abrechnung der Mautgebühren für LKW über 12 Tonnen auf Autobahnen) wurde in
Deutschland von Toll Collect, einem Konsortium von Siemens, Deutsche Telekom,
DaimlerChrysler und Cofiroute, am 01.01.2005 eingeführt. Bei diesem dualen Mautsystem, beschrieben beispielsweise in WO 02/101665 A2 oder WO 03/038763 AI, werden die mautpflichtigen Fahrzeuge mit einer speziellen On-Board-Unit OBU als zentrale Bemautungsvorrichtung ausgestattet.

   Diese OBU verfugt über ein satellitengestütztes Global Positioning System GPS zur Ermittlung der Position des Fahrzeuges, eine Funkeinrichtung zur Datenkommunikation mit einem externen Rechenzentrum und eine digitale Karte über das Netzwerk der mautpflichtigen Autobahnen. Unter Verwendung der Positionsdaten bzw. Ortskoordinaten und einem Map Matching mit der digitalen Karte berechnet die OBU automatisch den Mautbetrag auf Basis der gespeicherten Fahrzeugdaten und der aktuell zurückgelegten Kilometer. Weiters kommuniziert die zentrale Bemautungsvorrichtung OBU mit einem externen Rechenzentrum für die Abrechnung der Mautgebühren. Ist das Fahrzeug mit der OBU ausgestattet, erfolgt die Mautabrechnung weitestgehend automatisch, anderenfalls muss händisch ein Ticket an den zahlreichen Ticketautomaten an Tankstellen, Autobahnauffahrten und Rastplätzen gelöst werden.

   Systeme, die auf der beschriebenen OnBoard-Unit OBU basieren, benötigen ein Minimum an zusätzlichen baulichen Massnahmen seitens der Verkehrswege.
Trotz aller Fortschrittlichkeit und Innovation der beschriebenen Lösung ergeben sich doch unter anderem folgende Nachteile bzw. Einschränkungen:

  
> Eine automatische Mautabrechnung ist nur für jene Fahrzeuge möglich, für die als technisches Endgerät eine spezielle On-Board-Unit OBU mit umfangreicher
Software installiert wurde.
> Es werden daher aus wirtschaftlichen Gründen meist nur Fahrzeuge, die öfter dieses Mautsystem benutzen, mit einer On-Board-Unit OBU ausgestattet.
> Dieses System ist nur für spezielle Anwendungen (LKW-Maut) geeignet, bei denen die Installation einer On-Board-Unit OBU in jedem teilnehmenden Fahrzeug wirtschaftlich gerechtfertigt ist.
> Ein universales, benutzergesteuertes Verkehrsgebühren- und Mautsystem (CityMaut, PKW-Maut) ist auf Basis dieser Technologie und mit diesen technischen Endgeräten nicht möglich.

   > Fahrer von Fahrzeugen ohne On-Board-Unit OBU (= manuelle Variante) müssen händisch an einem Automaten ein Ticket lösen und unter anderem eingeben, wo die Autobahnroute beginnt, über welche Strecke sie führt und wo sie endet; auch die Abfahrtszeit sowie Fahrer- und Fahrzeugdaten müssen festgelegt werden
> Ein Unterbrechen oder ein Ändern einer gebuchten Route ist ebenfalls mit einem Verlassen des Fahrzeuges und mit umfangreichen manuellen Eingaben am
Ticketautomaten verbunden Enormer Aufwand für den Aufbau und Wartung der notwendigen Infrastruktur für die manuelle Variante.
> Nur eingeschränkte Kommunikation zwischen System und Benutzer vorgesehen, wodurch der Benutzer keine Möglichkeit hat, das System zu steuern oder gezielt Verkehrsinformationen abzurufen.
> Kein integriertes Informations- und Warnsystem,

   mit dem aktuelle Verkehrsinformationen / Warnungen erkannt/generiert oder von anderen technischen Systemen übernommen und an die gefährdeten/betroffenen Personen versendet werden. Die beschriebenen Nachteile haben ihre Ursache natürlich auch in der speziellen Anwendung als reine LKW-Maut.
Die Parkraumbewirtschaftung stellt eine mögliche Alternative zu den Mautsystemen (z.B. City-Maut, PKW-Maut) dar, bei der die öffentlichen/städtischen Verkehrszonen (einzelne Strassenabschnitte oder auch ganze flächendeckende Bezirke) in gebührenpflichtige Kurzparkzonen mit/ohne einer maximalen Abstelldauer eingeteilt werden.
Das zur Zeit leistungsfähigste System für die Parkraumbewirtschaftung (Parkgebühren für Kurzparkzonen) mittels Mobiltelefon wird in Österreich von der Stadt Wien in Kooperation mit Siemens Business Services Österreich und der mobilkom austria eingesetzt.

   Dabei muss nach einmaliger/erstmaliger Anmeldung eine SMS mit der gewünschten Parkdauer an eine vorgegebene Telefonnummer (Rechenzentrum, in dem die Anwendung abläuft) gesendet werden; eine Verlängerung der Parkzeit muss ebenfalls zusätzlich per SMS händisch eingegeben werden.
Nachteile bzw. Einschränkungen dieser Lösung sind unter anderem:
> Die Anwendung läuft nicht direkt im Mobiltelefon ab, wodurch sich ein starres System ergibt, da nur die Standardfunktionen des Mobiltelefons verwendet werden können (SMS). > Umständliche händische Eingabe über die Tastatur des Mobiltelefons.

   Der Benutzer hat nur die Möglichkeit, eine SMS mit der gewünschten Parkdauer zu versenden.
> Für j eden Parkschein und j ede Verlängerung muss eine SMS eingeben werden.
> Der Benutzer hat keine Möglichkeiten, mit dem System zu kommunizieren (keine Eingaben über Display, keine Vorschlagswerte, etc.) Die Kommunikation zwischen Mobiltelefon/Benutzer und System erfolgt ausschliesslich mittels SMS.

   Das System bietet keine Alternativen (verschiedene Parkzeiten, Parkdauer, Gebühren, etc. je Parkzone).
Die Warn- und Informationsdienste erfolgen derzeit primär über den Rundfunk wie beispielsweise Meldungen über Geisterfahrer, Unfall, Stau, Baustellen, etc.
Nachteil dabei ist, dass die Meldung an alle (auch die nicht betroffenen) Zuhörer geht und dass die Meldung zu spät erfolgt (nicht in Echtzeit, nicht zum Zeitpunkt des Geschehens).
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, sowohl die beschriebenen Nachteile als auch die Nachteile anderer bestehender Lösungen zu überwinden und ein von Verkehrs- und Umweltexperten schon lange gefordertes universales, durch den Benutzer steuerbares und wirtschaftlich kostengünstiges Abrechnungs- und Mautsystem zu entwickeln,

   mit dem eine flächendeckende und kilometergenaue Erfassung und Abrechnung aller Verkehrs- und Mautgebühren aller Personen bzw. Fahrzeuge, beispielsweise auch PKW und Bus, möglich ist und wofür keine aufwändige technische Zusatzeinrichtung wie beispielsweise On-BoardUnits seitens der teilnehmenden Personen bzw. Fahrzeuge notwendig ist und mit dem es auch möglich ist, aktuelle Verkehrsinformationen zu erkennen/generieren und automatisch weiterzuleiten.

   Auch die beschriebenen Nachteile der Parkraumbewirtschaftung (Parkgebühren für Kurzparkzonen) können im gegenständlichem System behoben werden, da die Anwendung direkt im Mobiltelefon abläuft wodurch unter anderem keine Eingaben notwendig sind, auch keine Verlängerung, da das System den Parkraum und dessen Gebühren und Zeiten automatisch erkennt.
Diese Aufgabe wird durch ein universales Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Diese Aufgabe wird weiters durch ein Mobiltelefon mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Im erfindungsgemässen Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystem ist das personen- bzw.

   fahrzeugseitiges Endgerät erstmalig ausschliesslich durch ein allgemein verfügbares Standard Mobiltelefon (Mobile Information Device MID) implementiert und da die Anwendersoftware zur Ermittlung von Verkehrsgebühren, Mauten, Warnungen und sonstigen (positionsbezogenen) Informationen direkt im Mobiltelefon abläuft, sind neue, bisher im Mobiltelefon nicht vorhandene Funktionen möglich, beispielsweise die folgenden technischen Funktionen automatisch durchfuhrbar und werden folgende aktuelle Verkehrsgebühren, Mauten, Warnungen und sonstige (positionsbezogene) Informationen automatisch erkannt bzw. generiert und versendet:
> Die vom Benutzer definierten Verkehrs- und Mautgebühren (inkl.

   Parkgebühren, Tickets für den Schienenverkehr, etc.) einer Person bzw. eines Fahrzeuges (Strasse, Schiene, etc.) werden vom Mobiltelefon flächendeckend und kilometergenau anhand der vom Positionsermittlungssystem (PES) gelieferten Positionskoordinaten und anhand der benutzten Verkehrszonen (VZ), vorzugsweise unter Verknüpfung mit digitalen Landkarten, automatisch gemessen und berechnet und über die Datenkommunikation (Mobilfunk Internet) zur Weiterverarbeitung/ Abrechnung an das externe Rechenzentrum (RZ) übertragen.

   Die errechneten Verkehrsgebühren und Mauten können auf einfache Weise entsprechenden Verrechnungskonten (lt.
Stammdaten) für das Mobiltelefon zugeordnet werden.
> Die Kommunikation zwischen Mobiltelefon und Benutzer erfolgt je nach vorhandener Hardwareschnittstelle (Tastatur, Display, Touchscreen, Sprache, Video, etc.) möglichst effektiv und vorzugsweise 'Hands-free' (Cursorsteuerung, erweiterte Spracherkennung, virtueller Gesprächspartner z.B. zur Menüfuhrung /
Programmsteuerung, Erkennen einmal festgelegter Gestik/Mimik, etc.), um das System benutzerindividuell einzustellen, laufend zu steuern und die benötigten Daten zu erfassen bzw. zu ergänzen.

   Für die Hands-free-Bedienung des Mobiltelefons sind folgende bevorzugte Varianten an User-Interfaces des erfindungsgemässen Mobiltelefons vorgesehen: Userinterface, z.B. mit einem Sensor, das Bewegungen des Mobiltelefons, wie z.B. Schwenken, erfasst, wobei das Userinterface die erfassten Bewegungen des
Mobiltelefons in Mobiltelefon-Steuerbefehle umrechnet. Userinterface, z.B. mit einer Kamera, das Bewegungen des Benutzers, wie z.B. Gestik/Mimik, erfasst, wobei das Userinterface die erfassten Bewegungen des
Benutzers in Mobiltelefon-Steuerbefehle umrechnet.
S Userinterface, das Steuerbefehle durch erweiterte Spracherkennung und/oder einen implementierten virtuellen Gesprächspartner generiert. Vorzugsweise ist das Mobiltelefon durch Auswertung der Benutzerinteraktion als 'lernfahiges' System ausgebildet, dessen Automatisierungsgrad iterativ verbessert wird.

   Die aktuellen Verkehrs- und Gefahrenmeldungen (Geisterfahrer, Nebel/Glatteis,
Unfall/Stau, etc.) werden vom System bzw. direkt im Mobiltelefon automatisch erkannt/generiert oder von anderen technischen Systemen oder Verkehrsleitzentralen übernommen und (nur) an die gefährdeten/betroffenen Personen über die Datenkommunikation (Mobilfunk/Internet) versendet (integriertes Informations- und
Warnsystem).

   Die Implementierung der Geisterfahrerwarnung erfolgt in einer
Ausgestaltung der Erfindung dadurch, dass die Veränderung der Positionsdaten des
Mobiltelefons mit einer digitalen Landkarte abgeglichen wird, die Information über
Richtungsfahrbahnen und die vorgeschriebene Fahrtrichtung enthält, wobei ermittelt wird, ob das Mobiltelefon auf einer Richtungsfahrbahn in anderer als der vorgeschriebenen Fahrtrichtung bewegt wird und gegebenenfalls an dem
Mobiltelefon ein Alarm ausgelöst wird und vorzugsweise der Alarm auch bei allen
Mobiltelefonen ausgelöst wird, die sich innerhalb eines bestimmten Umkreises des entgegen der vorgeschriebenen Fahrtrichtung bewegten Mobiltelefons befinden.

   Weiters kann das Alarmsignal ein Gerät im Fahrzeug ansteuern, wie z.B. ein
Fahrzeug- oder Motormanagementsystem, das eine Verlangsamung und/oder ein
Anhalten des Fahrzeuges einleitet und/oder andere Aktionen bewirkt, die zur
Erhöhung der Sicherheit/Aufmerksamkeit beitragen (z.B. Warnblinkanlage,
Hupsignal, etc.).
Um die Belastung des Systems und die Beanspruchung von Resourcen und Rechenleistung im Mobiltelefon möglichst gering zu halten, sind in einer Ausgestaltung der Erfindung Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationsdienste über das Mobiltelefon selektiv aktivierbar und deaktivierbar.

   Das erfindungsgemässe Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystem kann zweckmässig als ein verteiltes Mehrschichten-System ausgeführt sein, bei dem vom Rechenzentrum über das Datenkommunikationsnetz Softwarekomponenten und/oder Daten zur Ausfuhrung aktivierter Dienste in das Mobiltelefon ladbar sind und dort lokal ausgeführt werden.
Aufgrund topographischer Gegebenheiten sind nicht immer alle möglichen Positionsermittlungssysteme zuverlässig verwendbar. Aus diesem Grund sieht die Erfindung auch vor, das Positionsermittlungssystem redundant auszuführen, um zwischen verschiedenen Systemen wie beispielsweise GPS, GNSS und EOTD umschalten zu können.

   Die Positionsermittlungssysteme sind meist direkt in das Mobiltelefon eingebaut, wobei das Mobiltelefon die Positionsdaten für geräteintem ausgeführte Berechnungen verwendet, sie aber auch an das Rechenzentrum überträgt. Sollte vorübergehend keines der Positionsermittlungssysteme verwendbar sein, so sieht die Erfindung vor, die betroffenen Positionen/Wegstrecken durch Näherungswerte laut digitaler Karte zu ersetzen.
Kurz zusammengefasst, bietet die Erfindung gegenüber den bekannten Systemen unter anderem die folgenden Vorteile:

   Das erfindungsgemässe System kompensiert die limitierten Möglichkeiten eines Standard Mobiltelefons (Mobile Information Device MID) durch eine spezielle Systemarchitektur (verteiltes Komponenten- und Mehrschichten-Modell) und die Verwendung neuester Softwaretechnologie, sodass die allgemein verfügbaren Mobiltelefone als personen- bzw. fahrzeugbezogene interaktive Endgeräte verwendet werden können; die datenintensive Speicherung und Verarbeitung der gesamten Buchungs- und Zahlungsabwicklung (inkl. Rechnungsdruck) mit den dahinterliegenden Prozessen in der Verwaltung sowie umfangreiche Auswertungen und (Verkehrs)Statistiken werden im Rechenzentrum durchgeführt. Die Positionserfassung des Mobiltelefons wird meist direkt im Mobiltelefon vorgenommen oder über ein externes Positionserfassungssystem, das mit dem Mobiltelefon kommuniziert.

   Generell ist das System auf mehrere Schichten aufgeteilt, wobei auf Grund der limitierten Rechen- und Speicherkapazität der Endgeräte zweckmässig der Hauptteil der Daten (Massendaten) auf den zentralen Serversystemen im Rechenzentrum abgelegt sind; vorzugsweise werden lediglich die vom Benutzer aktivierten Funktionen/Softwarekomponenten auf das Mobiltelefon geladen (Off-Board, d.h. die Daten werden extern gespeichert und aktualisiert, nur die benötigten, aktuellen Daten werden geladen). Das erfindungsgemässe System ist für den Benutzer erstaunlich einfach und sofort einsetzbar, da keine Zusatzeinrichtungen notwendig sind und die vorhandene technische Infrastruktur der Mobiltelefonsysteme ausreichend ist.

   Das erfindungsgemässe System ist erweiterbar, da es aus einer Vielzahl von einstellbaren Diensten und Funktionen besteht, sodass die gesetzlichen Massnahmen sowie nachträgliche Änderungen/Erweiterungen seitens der zuständigen Behörden leicht abgebildet werden können.
> Das erfindungsgemässe System bietet dem Benutzer die Möglichkeit, die Dienste je nach Bedarf zu aktivieren und Berechnungsarten, Defaultwerte, etc. einzustellen, wodurch das System den persönlichen Bedürfhissen angepasst und schrittweise eingeführt werden kann.

   > Das erfindungsgemässe System stellt zahlreiche Möglichkeiten bereit, technische
Einschränkungen und Probleme durch softwaremässige Alternativen zu umgehen (das System implementiert bestimmte Funktionalitäten hardware- und/oder softwaremässig), wodurch eine Vereinfachung der Systemarchitektur erzielt werden kann.
Die Erfindung wird nun anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figur 1 näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch ein universales Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystem, bei dem gemäss der Erfindung ein Mobiltelefon (Mobile Information Device MID) als personen- bzw. fahrzeugbezogenes, interaktives Endgerät zum Einsatz kommt.

   Das universale Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystem umfasst ein Rechenzentrum RZ zur Speicherung und Verarbeitung von Daten, insbesondere Massendaten von Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationsdiensten, ein als Mobiltelefon MID ausgebildetes personen- bzw. fahrzeugseitiges Endgerät und zumindest ein Positionsermittlungssystem PES für die Ermittlung von aktuellen Positionskoordinaten des Mobiltelefons MID. Das Positionsermittlungssystem PES kommuniziert mit dem Mobiltelefon und/oder dem Rechenzentrum RZ, um die Positionsdaten zu übermitteln, aus denen dann im Mobiltelefon MID und/oder im Rechenzentrum RZ Verkehrsgebühren, Mauten, Warnungen und sonstige (positionsbezogene) Informationen errechnet werden. Zur Erfüllung dieser Aufgaben kommuniziert das Mobiltelefon MID über ein Datenkommunikationsnetz COM mit dem Rechenzentrum RZ.

   Zur Generierung von bestimmten Warnmeldungen (z.B. Nebel/Glatteis, Rauch/Temperatur) ist das Rechenzentrum RZ an externe technische Systeme TS und/oder an eine Verkehrsleitzentrale LZ angeschlossen, die Basisdaten für Warnmeldungen liefern. Das Mobiltelefon MID befindet sich in der schematischen Darstellung von Fig. 1 in einer als Strasse mit Richtungsfahrbahnen ausgebildeten Verkehrszone VZ, die in digitalen Landkarten abgebildet ist, auf die sich das erfindungsgemässe Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystem bei seinen Berechnungen stützt.

   Diesen Berechnungen liegt die Präsenz oder die Bewegung des Mobiltelefons MID innerhalb der Verkehrszone VZ zugrunde.
Unter 'universalem ' Verkehrsgebühren- und Mautsystem wird in diesem Dokument ein erweiterbares, vom Benutzer definierbares/einstellbares Gesamtsystem verstanden, mit dem zusätzlich zur LKW-Maut auf Autobahnen eine flächendeckende und kilometergenaue Erfassung und Abrechnung aller Verkehrs- und Mautgebühren, beispielsweise auch für Schnellstrassen, Landstrassen, Parkzonen und Stadtzentren (City-Maut), aller Personen bzw. Fahrzeuge, beispielsweise auch PKW (PKW-Maut), Bus und Fahrräder in Stadtzentren (City-Bike), möglich ist, und seitens der teilnehmenden Personen bzw.

   Fahrzeuge keine aufwändige technische Zusatzeinrichtung notwendig ist, nämlich nur ein Mobiltelefon (Mobile Information Device MID).
Es sei erwähnt, dass das Mobiltelefon MID nicht nur als klassisches "Handy", als Smartphone, als Personal Digital Assistant (PDA), etc. ausgeführt sein kann, sondern auch in andere Geräte integriert sein kann wie z.B. in ein Notebook oder eine Kommunikationsbox für spezielle Anwendungen. Ein wesentliches Merkmal jedes Mobiltelefons ist, dass es eine eindeutige ID Nummer hat, die beim Aktivieren im Mobiltelefonnetz registriert wird, sodass die Position eines eingeschalteten Mobiltelefons überprüft werden kann. Zur Verhinderung von Gebührenbetrug kann wie bei den derzeitigen Systemen von berechtigten ÜberprüfungsOrganen eine Überwachung vor Ort durchgeführt werden.

   Es kann aber auch unter Berücksichtigung des Datenschutzes eine fortlaufende Überwachung der Position des Mobiltelefons im Rechenzentrum durchgeführt werden, wobei zusätzlich Sicherheits/Plausibilitäts-Checks anwendbar sind.
Es sei weiters erwähnt, dass in der Praxis natürlich eine Vielzahl von Mobiltelefonen MID mit dem Rechenzentrum RZ verbindbar ist.

   Für bessere Übersichtlichkeit ist in Fig. 1 jedoch nur ein Mobiltelefon dargestellt.
Nachfolgend werden beispielhaft Ausführungsvarianten und Betriebsarten des erfindungsgemässen Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystems beschrieben:
(A) Das vorliegende Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystem ist ein 'intelligentes System', da:
> der Benutzer das System aktiv auf seine Bedürfhisse einstellen kann (Dienste je nach Bedarf aktivieren und Berechnungsarten, Defaultwerte, etc. festlegen),
> dem Benutzer für bestimmte Einstellungen entsprechende Begünstigungen zugewiesen werden können, um so durch eine positive Motivation der
Verkehrsteilnehmer Einfluss auf das Verkehrsgeschehen (Verkehrsberuhigung / Reduktion der Fahrzeuge, Umweltschutz, Parkplatznot, etc.) zu nehmen;

   beispielsweise höhere Gebühren in Abhängigkeit von Verkehrsspitzen Tageszeiten, Verkehrsstrecken, Fahrzeugtypen, Benzinverbrauch, Schadstoffausstoss/Katalysator, etc. bzw. geringere Gebühren bei geringerer Fahrleistung, beim Bereitstellen einer
Mitfahrgelegenheit (Car Sharing), für zweispurige Fahrzeuge im Stadtbereich / Ballungszentren, etc., > bei technischen Einschränkungen und Problemen softwaremässige Alternativen zur Verfügung stehen (bestimmte Funktionalitäten sind sowohl hardware- als auch softwaremässig implementiert), wobei der Benutzer bestimmen kann, welche Ersatzvariante anzuwenden ist, das System aus einer Vielzahl von einstellbaren Diensten und Funktionen besteht, können alle gesetzlichen Massnahmen sowie nachträgliche Änderungen / Erweiterungen seitens der zuständigen Behörden leicht abgebildet werden.
(B)

   Systembetrieb und Einstellungen Die Art und Weise des Betriebes bzw. die Einführung des Systems kann durch den Benutzer bestimmt werden und reicht von:
> Gesamt- Automatik - es werden alle Funktionen des Systems auf 'Automatik' gesetzt, sodass die notwendigen Eingaben des Benutzers auf ein Minimum reduziert werden; es kommen die standardmässig eingestellten Defaultwerte entsprechend den gesetzlichen Bestimmungen zur Anwendung;

   Teilweise Automatik - es werden nur einzelne Funktionen auf 'Automatik' gesetzt, die anderen Funktionen müssen händisch aktiviert und die notwendigen Daten eingegeben bestätigt werden;
> Keine Automatik / manuell
(C Aktivierung von Diensten und Svstemeinstellung/Systemeinführung
Da das System nicht fix vorgegeben ist, sondern auf Grund der gesetzlichen Bestimmungen sowie eventueller nachträglicher Änderungen/Erweiterungen, aus einer Vielzahl von einstellbaren Diensten und Funktionen besteht, hat der Benutzer die Möglichkeit, die Dienste je nach Bedarf zu aktivieren und Berechnungsarten, Defaultwerte, etc. einzustellen, wodurch das System schrittweise eingeführt werden kann, wie beispielsweise die folgende Vorgangsweise für einen mit dem System unerfahrenen Benutzer zeigt:

  
> Aktivierung des Geisterfahrer- Warndienstes
Dieser Dienst sollte bei jedem erstmaligen Anmelden des Mobiltelefons aktiviert werden, damit möglichst viele Personen/Fahrzeuge in das System eingebunden werden, um einerseits andere Verkehrsteilnehmer zu warnen und andererseits sich selbst zu schützen
> Aktivierung anderer Informations- oder Warndienste Beispielsweise Nebel/Glatteis und Stau/Unfall > Aktivierung Parkraumbewirtschaftung
Beispielsweise Parkgebühren / Automatik
> Aktivierung Verkehrs- bzw.

   Mautgebühren Beispielsweise PKW-Maut auf allen Strassen eines Bundeslandes
(D) Softwaremässige Alternativen bei technischen Einschränkungen/Problemen
Da die Erfindung zahlreiche Möglichkeiten bereitstellt, technische Einschränkungen und Probleme durch softwaremässige Alternativen zu umgehen (das System implementiert bestimmte Funktionalitäten sowohl hardware- als auch softwaremässig), wird eine Vereinfachung der Systemarchitektur erzielt. Beispielsweise können bei Ausfall oder bei zu grossen Ungenauigkeiten der GPS-Ortung (meist in Stadt/Ballungszentren) die fehlenden Wegstrecken durch die kürzest möglichen Wegstrecken (lt. digitaler Karte) mit den geringst möglichen Gebühren bewertet werden (Niedrigstwertprinzip im Sinne des Benutzers).

   Diese Art der Berechnung/Festsetzung von Gebühren ist noch immer genauer/gerechter als ein gesamtes Pauschalsystem (Vignette).
TE) Zusätzliche Hardware-Benutzerschnittstellen für spezielle Anwendungen Für spezielle Anwendungsfalle sieht das System entsprechende zusätzliche HardwareBenutzerschnittstellen vor, die automatisch eine Verbindung zum Mobiltelefon z.B. über Bluetooth herstellen, um technische Beschränkungen (Tastatur, Display, etc.) aufzuheben und die Kommunikation mit dem System noch weiter zu verbessern;

   so kann beispielsweise eine solche Schnittstelle in Form eines Displays mit entsprechender technischer Ausstattung (z.B. mit einer Zusatzantenne für das Auto) und Funktionalität in ein Fahrzeug eingebaut werden, die dann automatisch beim Einsteigen eine Verbindung mit dem Mobiltelefon über Bluetooth herstellt, ohne dass das Mobiltelefon zur Hand genommen werden muss und unabhängig davon, wo es sich befindet.

   Weiters ist es auch möglich, bestehende technische Geräte, die über Bluetooth verfügen, als Benutzerschnittstelle zu verwenden; so kann beispielsweise im Auto das Display auf dem Armaturenbrett in Verbindung mit dem Soundsystem des Autos für das Freisprechen (bis zur Spracherkennung), für das Abspielen von Multimedia Files (Musik, Video, etc.), die auf dem Mobiltelefon gespeichert sind oder mittels Mobiltelefon übertragen werden, verwendet werden.
([Epsilon]) Positionsbestimmung
Zur Bestimmung der jeweils aktuellen Position einer Person bzw. eines Fahrzeuges wird ein Positionsermittlungssystem PES verwendet, wobei die Erfindung nicht auf bestimmte Verfahren zur Positionsbestimmung beschränkt ist.

   Beispielweise ist es möglich, die Positionsdaten mittels satellitengestützter Positionsermittlungssysteme wie das US System GPS (Global Positioning System) oder das kommende EU System GNSS (Global Navigation Satelliten System) zu ermitteln. Bei Ausfall eines der satellitengestützten Systeme bzw. auch zur Ergänzung/Korrektur der aktuellen Koordinaten kann zur Ortsbestimmung auch auf andere bekannte Verfahren und Systeme zur Ortung mobiler Endgeräte in Mobilfunksystemen zurückgegriffen werden.

   Die Ortung eines Mobiltelefones (Mobile Information Device MID) kann beispielsweise auch nach dem EOTD- Verfahren (Enhanced Observed Time Difference) erfolgen, bei welchem die Laufzeitunterschiede der Funksignale zu mehreren Sendern gemessen werden, um daraus dann die aktuelle Position zu ermitteln.
(G Benutzerschnittstelle / Kommunikation Die Kommunikation zwischen Mobiltelefon MID und Benutzer erfolgt je nach vorhandener Hardwareschnittstelle :

  
Generell wurde die Benutzerschnittstelle völlig neu konzipiert und verstärkt auf 'Hands-free' (d.h. möglichst wenig Tastatureingabe) ausgelegt, wie beispielsweise Cursorsteuerung durch Bewegen/Schwenken des gesamtem Mobiltelefons, erweiterte Spracherkennung, virtueller Gesprächspartner (über das Display) sowohl für die allgemeine Programmsteuerung als auch für die Steuerung der einzelnen Funktionsbereiche, Erkennen von einmal festgelegten Bewegungen (Gestik/Mimik) des Benutzers (über Video) für sonstige Informationselemente, etc.
(H) Parkraumbewirtschaftung
Die Parkraumbewirtschaftung stellt eine mögliche Alternative zur City-Maut oder PKWMaut dar und dient als Massnahme zur Verkehrsberuhigung / Reduktion der Fahrzeuge, zum Umweltschutz, Förderung des öffentlichen Verkehrs und zur Verringerung der Parkplatznot;

   die städtischen Verkehrszonen (einzelne Strassenabschnitte oder auch ganze flächendeckende Bezirke) werden in gebührenpflichtige Kurzparkzonen mit/ohne einer maximalen Abstelldauer eingeteilt. Automatik
Das System registriert automatisch alle Zeiten auf gebührenpflichtigen Parkzonen und bringt diese z.B. monatlich zur Abrechnung - keine manuelle Eingabe notwendig Keine Automatik / manuell
Auswahl der Parkzone lt. Vorschlag und Auswahl der Dauer lt. Vorschlag (bei Pauschale) oder Eingabe der Zeit von/bis (bei Zeit/Ort abhängig)
> Pauschale Parkgebühren (für bestimmte Zeitabschnitte) Beispielsweise Kurzparkgebühr pro 30 Minuten EUR 0,40 maximal 1,5 Stunden Beispielsweise Pauschale für ein ganzes Jahr (für die Bewohner eines Bezirkes)
> Zeit/Ort abhängige Parkgebühren Beispielsweise für bestimmte Strasse/Bezirk: Kurzparkgebühr pro Minute EUR 0,01 für die 1.

   Stunde Kurzparkgebühr pro Minute EUR 0,02 für die 2. Stunde, usw.
(I) Das integrierte Informations- und Wamsystem ist auch deshalb ein 'intelligentes System'. da:
> das System bestimmte Informationen/Warnungen selbständig und automatisch erkennt/generiert (auf Grund automatisch durchgeführter Berechnungen),
> die Informationen/Warnungen in Echtzeit (zum Zeitpunkt der Entstehung) und (nur) an die betroffenen/gefährdeten Personen versendet werden, > der Benutzer die Alarm-Klingeltöne selbst einstellen kann,
> auf Grund der Informationen/Wamungen in Echtzeit können begleitende/zusätzliche Vorkehrungen getroffen werden (Ansteuern von Signal/ Ampelanlagen, Steuern / Sperren von Zu/ Abfahrten, etc.).
( ) Erkennen/Generieren der Informationen/Warnungen
Bei den aktuellen Verkehrs- und Gefahrenmeldungen gibt es mehrere Varianten:

  
> die Information wird vom Mobiltelefon automatisch erkannt/generiert, wie beispielsweise bei der Geisterfahrer- Warnung, bei der auf Grund der aktuellen Position, Wegstrecke, Geschwindigkeit, etc. auf die Fahrtrichtung geschlossen werden kann, wobei eine allfallige Meldung (nach diversen Quer- und
Plausibilitätsprüfungen) nicht nur an die gefährdeten entgegenkommenden Personen/Fahrzeuge eine Gefahrenmeldung (mit einem vom Benutzer einstellbarem Alarm-Klingelton) gesendet wird sondern auch an den Verursacher selbst,
> die Information wird vom Mobiltelefon von anderen technischen Systemen TS übernommen, wie beispielsweise bei der Nebel/Glatteis- Warnung, bei der auf Grund der aktuellen Position, Wegstrecke, Geschwindigkeit, etc.

   und der Daten spezieller technischer Wetterinformationssysteme auf bestimmte Witterungseinflüsse geschlossen werden kann, wobei eine allfällige Meldung an die gefährdeten Personen Fahrzeuge in einem entsprechenden Umkreis gesendet wird,
> die Information wird vom Mobiltelefon von einer Verkehrsleitzentrale LZ übernommen, wie beispielsweise bei Stau/Unfall-Warnungen (diese können grossteils auch automatisch erkannt/generiert werden, müssen aber vor dem Versenden manuell bestätigt werden) oder sonstige Verkehrsinformationen, wie Baustellen,
Gegenverkehr, etc. (Kl Geisterfahrer- Warndienst
Dieser Dienst sollte bei jedem erstmaligen Anmelden des Mobiltelefons aktiviert werden, damit möglichst viele Personen Fahrzeuge in das System eingebunden werden, um einerseits andere Verkehrsteilnehmer zu warnen und andererseits sich selbst zu schützen.

   Diese Meldung in Form eines Anrufes wird vom Mobiltelefon automatisch generiert, da auf Grund der aktuellen Position, Wegstrecke, Geschwindigkeit, etc. auf die Fahrtrichtung geschlossen werden kann. Eine allfällige Meldung wird nicht nur an die gefährdeten entgegenkommenden Personen/Fahrzeuge gesendet sondern auch an den Verursacher selbst - mit einem vom ihm einstellbaren Alarm-Klingelton. Weiters kann das Alarmsignal ein Gerät im Fahrzeug ansteuern, wie z.B. ein Fahrzeug- oder Motormanagementsystem, das eine Verlangsamung und/oder ein Anhalten des Fahrzeuges einleitet und/oder andere Aktionen bewirkt, die zur Erhöhung der Sicherheit/ Aufmerksamkeit beitragen (z.B.

   Warnblinkanlage, Hupsignal, etc.).
Die technische Ausstattung der Standard Mobiltelefone MID im Sinne des vorliegenden Systems umfasst bevorzugt:
> 3G Multimode für UMTS- und EDGE-Netze, d.h. globale/flächendeckende 3G (dritte Mobilfunkgeneration) über UMTS (Universal Mobile Telecommunikation System) und/oder EDGE (Enhanced Datarate for Global Evolution) mit
Datentransferraten von mindestens 1 MBit/s; globale/flächendeckende 3G Verfügbarkeit wird vorausgesetzt, das Zurückschalten auf 2G (zweite Mobilfunkgeneration) GSM (Global System for Mobile communication) / GPRS (General Packet Radio Service) sollte vermieden werden (da zu langsam) und wird vom System softwaremässig mittels
Durchschnitts-/Pauschalwerten (lt.

   Einstellung) überbrückt
> Java / J2ME Java 2 Micro Edition Programmierumgebung auf Basis
MIDP 2.0 Mobile Information Device Profile ab Version 2.0 CLDC 1.1 Connected Limited Device Configuration ab Version 1.1 > interner Arbeitsspeicher (für Daten und Programme)
> integriertes GPS Global Positioning System (satellitengestütztes Positionierungssystem); auf Grund gesetzlicher Bestimmungen müssen zukünftig in verschiedenen Ländern alle Mobiltelefone mit GPS ausgestattet sein (beispielsweise für Notrufsysteme); das europäische Satellitensystem GNSS/Galileo wird ebenfalls dazu beitragen, dass GPS künftig meist schon standardmässig eingebaut ist Bluetooth
Standard für Kurzstreckenfunk (ersetzt Infrarot) zum Anschluss / Zusammenschluss externer Geräte wie Tastatur, Dracker, Multimedia Systeme, exteme GPS-Module, etc.

Claims (23)

Ansprüche:

1. Universales Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystem, umfassend ein Rechenzentrum (RZ) zur Verarbeitung von Daten, insbesondere Massendaten des Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystems, ein personen- bzw. fahrzeugseitiges Endgerät und ein Positionsermittlungssystem (PES) für die Ermittlung von aktuellen Positionskoordinaten des personen- bzw. fahrzeugseitigen Endgeräts, dadurch gekennzeichnet, dass das personen- bzw.

fahrzeugseitige Endgerät ein Mobiltelefon (MID) ist, in dem die Anwendersoftware eines Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystems abläuft, wodurch unter Beibehaltung der Standardfunktionen eines Mobiltelefons die Funktionen eines Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystems hinzugefügt werden und das Mobiltelefon (MID) über ein Datenkommunikationsnetz (COM) mit dem Rechenzentrum (RZ) zur Verarbeitung von Daten, insbesondere Massendaten des Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystems kommuniziert.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über das Mobiltelefon (MID) Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationsdienste selektiv aktivierbar und deaktivierbar sind.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vom Rechenzentrum (RZ) über das Datenkommunikationsnetz (COM) Softwarekomponenten und/oder Daten zur Ausführung aktivierter Dienste in das Mobiltelefon (MID) ladbar sind.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Positionsermittlungssystem (PES) ermittelten Positionsdaten des Mobiltelefons (MID) mit einer digitalen Landkarte verknüpft werden, um daraus Verkehrsgebühren und/oder Mauten und/oder Warnungen und/oder sonstige Informationen zu errechnen.

5. System nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, dass errechnete Verkehrsgebühren und oder Mauten Verrechnungskonten für das Mobiltelefon (MID) zugeordnet werden.

6. System nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Positionsdaten und der digitalen Landkarte ermittelt wird, ob das Mobiltelefon (MID) auf einer Richtungsfahrbahn eines Verkehrsweges in anderer als einer vorgeschriebenen Fahrtrichtung bewegt wird und gegebenenfalls an dem Mobiltelefon (MID) ein Alarm ausgelöst wird.

7. System nach Ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Alarmsignal ein Gerät im Fahrzeug ansteuert, wie z.B. ein Fahrzeug- oder Motormanagementsystem, das eine Verlangsamung und/oder ein Anhalten des Fahrzeuges bewirkt.

8. System nach Ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Alarm bei allen Mobiltelefonen ausgelöst wird, die sich innerhalb eines bestimmten Umkreises des entgegen der vorgeschriebenen Fahrtrichtung bewegten Mobiltelefons (MID) befinden und/oder die in den Stammdaten definiert sind.

9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rechenzentrum (RZ) dazu ausgebildet ist, Warnmeldungeiynsbesondere positionsbezogene Warnmeldungen und/oder sonstige Informationen von einer Datenquelle, wie einem externen technischen System oder einer Verkehrsleitzentrale, zu erhalten und diese Warnmeldungen und/oder Informationen an Mobiltelefone weiterzuleiten, die sich innerhalb eines bestimmten Umkreises von den Positionen befinden, auf die sich die Warnmeldungen und/oder Informationen beziehen und/oder die in den Stammdaten definiert sind.

10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsermittlungssystem (PES) redundant ausgeführt ist und zwischen verschiedenen Systemen, beispielsweise GPS, GNSS und EOTD umgeschaltet werden kann.

11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Position des Mobiltelefons (MID) nicht oder nur mit unzureichender Genauigkeit ermittelbar ist, die betroffenen Positionen und/oder Wegstrecken durch Näherungswerte laut digitaler Karte ersetzt werden.

12. Mobiltelefon, dadurch gekennzeichnet, dass es als personen- bzw. fahrzeugseitiges Endgerät ausgebildet ist, in dem die Anwendersoftware eines Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystems abläuft, wodurch unter Beibehaltung der Standardfunktionen eines Mobiltelefons die Funktionen eines Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystems hinzugefügt werden, dass es über ein Datenkommunikationsnetz (COM) mit dem Rechenzentrum (RZ) zur Verarbeitung von Daten, insbesondere Massendaten des Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationssystems kommuniziert und dass es dazu ausgebildet ist, mit einem Positionsermittlungssystem (PES) für die Ermittlung seiner aktuellen Positionskoordinaten zu kommunizieren.

13. Mobiltelefon nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu ausgebildet ist, Verkehrsgebühren-, Maut-, Warn- und Informationsdienste selektiv zu aktivieren und deaktivieren.

14. Mobiltelefon nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu ausgebildet ist- über das Datenkommunikationsnetz (COM) vom Rechenzentrum (RZ) Softwarekomponenten und/oder Daten zur Ausführung aktivierter Dienste zu laden.

15. Mobiltelefon nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest ein Positionsermittlungssystem (PES), z.B. GPS und/oder GNSS, integriert hat.

16. Mobiltelefon nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass digitale Landkarten mit den vom Positionsermittlungssystem (PES) ermittelten Positionskoordinaten verknüpfbar sind, um daraus Verkehrsgebühren und/oder Mauten und/oder Warnungen und/oder sonstige Informationen zu errechnen.

17. Mobiltelefon nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Positionsdaten und der digitalen Landkarte ermittelt wird, ob das Mobiltelefon (MID) auf einer Richtungsfahrbahn eines Verkehrsweges in anderer als einer vorgeschriebenen Fahrtrichtung bewegt wird und gegebenenfalls an dem Mobiltelefon (MID) ein Alarm ausgelöst wird.

18. Mobiltelefon nach Ansprach 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Alarmsignal ein Gerät im Fahrzeug ansteuert, wie z.B. ein Fahrzeug- oder Motormanagementsystem, das eine Verlangsamung und/oder ein Anhalten des Fahrzeuges bewirkt.

19. Mobiltelefon nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Alarm an das Rechenzentrum (RZ) übertragen wird.

20. Mobiltelefon nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Userinterface, z.B. mit einem Sensor, aufweist, das Bewegungen des Mobiltelefons, wie z.B.

Schwenken, erfasst, wobei das Userinterface dazu ausgebildet ist, die erfassten Bewegungen des Mobiltelefons in Mobiltelefon-Steuerbefehle umzurechnen.

21. Mobiltelefon nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Userinterface, z.B. mit einer Kamera, aufweist, das Bewegungen des Benutzers, wie z.B.

Gestik/Mimik, erfasst, wobei das Userinterface dazu ausgebildet ist, die erfassten Bewegungen des Benutzers in Mobiltelefon- Steuerbefehle umzurechnen.

22. Mobiltelefon nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Userinterface aufweist, das Steuerbefehle durch erweiterte Spracherkennung und/oder einen implementierten virtuellen Gesprächspartner generiert.

23. Mobiltelefon nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass es durch Auswertung der Benutzerinteraktion als 'lemfahiges' System ausgebildet ist, dessen Automatisierungsgrad iterativ verbessert wird.