AT515959A1

AT515959A1 - Mautsystem

Info

Publication number: AT515959A1
Application number: ATA50420/2014A
Authority: AT
Inventors: Alfred Paul Dipl Ing Megner; Michael Skala
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2016-01-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mautsystem zur automatischen Gebührenentrichtung und Kontrolle von Straßenbenutzern, umfassend mehrere On-Board-Units (1), die jeweils in einem Fahrzeug (2) angeordnet sind, sowie straßenseitige Feststationen (3) zur Datenerfassung, wobei diese Feststationen (3, 31, 32) mit einem sogenannten Front-End- Server (9) verbunden sind und wobei der Front-End-Server (9) mit einer Systemzentrale verbunden ist. Dabei ist zwischen einer jeweiligen adaptierten Feststation (31, 32) und einem adaptierten Front-End-Server (91) eine Gigabit-Datenleitung (111, 112) zur vollständigen Übermittlung der von der jeweiligen adaptierten Feststation (31, 32) erfassten Daten installiert, wobei der adaptierte Front-End-Server (91) zur Auswertung dieser Daten eingerichtet ist. Die jeweilige Feststation (31, 32) ist dabei insoweit adaptiert, als Einrichtungen zur Datenreduktion und Datenspeicherung eingespart werden, wodurch auch die im Schaltschrank der Feststation (31, 32) benötigten Hilfseinrichtungen kleiner dimensionierbar oder überhaupt obsolet sind.

Description

Mautsystem

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Mautsystem zur automatischenGebührenentrichtung und Kontrolle von Straßenbenutzern,umfassend mehrere On-Board-Units, die jeweils in einemFahrzeug angeordnet sind, sowie straßenseitige Feststationenzur Datenerfassung, wobei diese Feststationen mit einemsogenannten Front-End-Server verbunden sind und wobei derFront-End-Server mit einer Systemzentrale verbunden ist.

Straßenseitige Einrichtungen eines Mautsystems bestehen inder Regel aus einem Portal (Gantry), auf dem verschiedeneSensoren über einer Fahrbahn angeordnet sind. Angeschlossensind die Sensoren an einen neben der Straße befindlichenSchaltschrank, in dem unterschiedliche Komponenten zurAnlagensteuerung und Datenverarbeitung untergebracht sind.

Solchen Feststationen eines offenen oder geschlossenenMautsystems dienen einerseits zum Datenaustausch mitFahrzeugen, die eine geeignete On-Board-Unit mitführen.Andererseits erfassen Feststationen Bilddaten vonvorbeifahrenden Fahrzeugen, um beispielsweise eineKategorisierung des Fahrzeugtyps vorzunehmen oder einKennzeichen aufzunehmen. Die Bilddaten dienen zum Einen derBestimmung von Mautgebühren, die beispielsweise von derFahrzeugkategorie abhängen. Zum Anderen werden die Bilddatenfür Kontrollzwecke genutzt, um zum Beispiel das Kennzeicheneines Fahrzeuges mit fehlender On-Board-Unit zu erfassen.

In der Regel fallen dabei große Datenmengen an. BekannteFeststationen umfassen deshalb einen Portal-Server (Gantry-Server) , welcher der Datenreduktion dient. Dabei werdenbeispielsweise Bilddaten ausgewertet und nur die als relevanterkannte Daten an den Front-End-Server übertragen. Zum Zweckder Nachverfolgbarkeit werden die nicht übertragenen Daten in der Regel vor Ort gespeichert. Einrichtungen zurDatenreduktion und Datenspeicherung benötigen neben dementsprechenden Platzbedarf auch Hilfseinrichtungen zurStromversorgung und Temperierung, wodurch solcheFeststationen zumeist mit mehreren Schaltschränkenausgebildet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Mautsystemder eingangs genannten Art eine Verbesserung gegenüber demStand der Technik anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmaledes unabhängigen Anspruchs 1. Verbesserte Ausführungen sindabhängigen Ansprüchen entnehmbar.

Dabei ist zwischen einer jeweiligen adaptierten Feststationund einem adaptierten Front-End-Server eine Gigabit-Datenleitung zur vollständigen Übermittlung der von derjeweiligen adaptierten Feststation erfassten Dateninstalliert, wobei der adaptierte Front-End-Server zurAuswertung dieser Daten eingerichtet ist. Die jeweiligeFeststation ist dabei insoweit adaptiert, als Einrichtungenzur Datenreduktion und Datenspeicherung eingespart werden,wodurch auch die im Schaltschrank der Feststation benötigtenHilfseinrichtungen kleiner dimensionierbar oder überhauptobsolet sind. Die adaptierte Feststation besteht nur mehr ausden Sensoren und deren Stromversorgungs- undSteuerungseinheit. Ein eigener Portal-Server entfällt, weildie entsprechenden Funktionen vom adaptierten Front-End-Server übernommen werden. Deshalb ist das vorliegende Systemtrotz der hohen Datenmengen, die von den adaptiertenFeststationen übertragen werden, insgesamt effizienter alsbekannte Mautsysteme. Der adaptierte Front-End-Server dientzur Verarbeitung und Abspeicherung der Daten mehrereradaptierter Feststationen. Zu diesem Zweck weisen dieDatenleitungen zwischen den adaptierten Feststationen und demadaptierten Front-End-Server ausreichende Kapazitäten auf, um alle mittels der adaptierten Feststationen erfassten Datenzum adaptierten Front-End-Server zu übertragen.

In einer vorteilhaften Ausprägung der Erfindung bestehtzwischen den mit dem adaptierten Front-End-Server verbundenenadaptierten Feststationen jeweils zumindest ein Abstand vonmehreren Kilometern. Der adaptierte Front-End-Server decktdann ein weitläufiges zu bemautendes Gebiet ab, weil dieAbstände zwischen den angeschlossenen adaptiertenFeststationen entsprechend groß sind.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest einemit dem adaptierten Front-End-Server verbundene adaptierteFeststation eine Kamera zur laufenden Erfassung von Bilddatenumfasst und dass die Bilddaten vollständig an den adaptiertenFront-End-Server übermittelt werden. Eine Bearbeitung derBilddaten mittels Einrichtungen der adaptierten Feststationentfällt somit, wodurch diese Einrichtungen einfacheraufgebaut sind als bekannte Portal-Server.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn zumindest eine mit demadaptierten Front-End-Server verbundene adaptierteFeststation eine sogenannte DSRC-Einheit zur laufendenErfassung von mautrelevanten Daten umfasst und wenn allemautrelevanten Daten vollständig an den adaptierten Front-End-Server übermittelt werden. Auch hier entfällt eineAuswertung der Daten mittels Einrichtungen der adaptiertenFeststation.

Das Mautsystem ist dabei in der Weise weitergebildet, dassdie On-Board-Units zur Kommunikation mit der DSRC-Einheiteingerichtet sind.

Zudem ist es von Vorteil, wenn zumindest eine mit demadaptierten Front-End-Server verbundene adaptierteFeststation einen sogenannte Klassifizieren zur Erfassungeines Fahrzeugtyps umfasst, wobei alle entsprechenden Daten vollständig an den adaptierten Front-End-Server übermitteltwerden.

Eine vorteilhafte Ausprägung sieht vor, dass die Verbindungzwischen der jeweiligen adaptierten Feststation und demadaptierten Front-End-Server eine Übertragungskapazität vonzumindest lGbit/s aufweist. Zweckmäßig ist die Verwendungeines sogenannten Gigabit Ethernet, wie es im IEEE Standard802.3-2008 definiert ist. Dann ist jedenfalls eineausreichende Kapazität gegeben, um Bild- und DSRC-Daten sowieKategorisierungsdaten vollständig an den zentralen Server zuübertragen.

In einer Weiterbildung umfasst jede mit dem adaptiertenFront-End-Server verbundene adaptierte Feststation eineSteuerungseinheit, die lediglich zur Ansteuerung vonFeststationskomponenten eingerichtet ist. DieSteuerungseinheit umfasst dabei keine Komponenten zurDatenreduktion oder Datenspeicherung.

In einer weiteren vorteilhaften Ausprägung umfasst jedeadaptierte Feststation eine unterbrechungsfreieStromversorgung. Durch die reduzierten Einrichtungen imSchaltkasten der adaptierten Feststation ist auch dieAuslegung einer solchen unterbrechungsfreien Stromversorgunggünstiger als bei bekannten Mautsystemen.

Von Vorteil ist es zudem, wenn jede adaptierte Feststationein Hardware-Sicherheitsmodul umfasst, um die mit demadaptierten Front-End-Server ausgetauschten Daten zuverschlüsseln oder zu entschlüsseln. Auf diese Weise sind dievollständig an den Front-End-Server übertragenen Daten vorManipulationen geschützt.

Bei einem Mautsystem für ein größeres geographisches Gebietsind mehrere adaptierte Front-End-Server mit derSystemzentrale verbunden, wobei mit jedem adaptierten Front-

End-Server mehrere adaptierte Feststationen verbunden sind.

In einem solchen System mit mehreren adaptierten Front-End-Servern ist eine Optimierung zwischen der notwendigen Anzahlder adaptierten Front-End-Server und den Leitungslängenzwischen den jeweiligen adaptierten Front-End-Server und denzugeordneten adaptierten Feststationen gegeben.

Dabei ist es günstig, wenn die adaptierten Front-End-Serverin einem Abstand zwischen 150 Kilometern und 250 Kilometernangeordnet sind. Dann ist einerseits die Anzahl dererforderlichen adaptierten Front-End-Server gering, undandererseits bleiben die Übertragungskapazitäten zwischen demjeweiligen adaptierten Front-End-Server und den zugeordnetenadaptierten Feststation ausreichend groß. Die Leitungslängensind dabei in der Regel geringer als die Leitungslängenzwischen herkömmlichen Feststationen und einem herkömmlichenFront-End-Server.

Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unterBezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigenin schematischer Darstellung:

Fig. 1 Mautsystem nach dem Stand der Technik

Fig. 2 Mautsystem mit adaptierten Feststationen undadaptiertem Front-End-Server

Bei einem bekannten Mautsystem ist üblicherweise in jedem zubemautenden Fahrzeug 2 eine On-Board-Unit 1 angeordnet. DieseOn-Board-Unit 1 kommuniziert im fließenden Verkehr mit einerFeststation 3. Dies geschieht beispielsweise mittels einerDSRC-Einheit 4, die auf einem Portal 7 der Feststation 3montiert ist. Weitere Einrichtungen der Feststation 3 sind inder Regel eine Kamera 5 und ein sogenannter Klassifizierer 6zur Kategorisierung des Fahrzeugs 2. Der Klassifizierer 6 istdabei auf einem weiteren Portal angeordnet. Die Daten derDSRC-Einheit 4, der Kamera 5 und des Klassifizierers 6 werdenzur Bearbeitung an eine Portal-Server (Gantry-Server) 8 am

Straßenrand übertragen. Die Komponenten des Portal-Servers 8und diverse Hilfseinrichtungen sind üblicherweise in mehrerenSchaltschränken untergebracht, wobei jeder Schaltschrankentsprechend klimatisiert ist.

Der eventuell gedoppelte Portal-Server 8 analysiert dieerfassten Daten, wobei nur mehr solche Daten an einen Front-End-Server 9 übermittelt werden, die für die Einhebung derMaut oder zur Ahndung von Mautprellern notwendig sind. Dazuist der Portal-Server 8 über eine Datenleitung 101 mit demFront-End-Server 9 verbunden und verfügt über geeigneteAlgorithmen zur Datenanalyse und Datenauswahl. Über weitereDatenleitungen 102 erfolgt die Anbindung weitererFeststationen. Die nicht übermittelten Daten werden imPortal-Server 8 für spätere Auswertungen und zurDokumentation abgespeichert.

Im Front-End-Server 9 erfolgt mittels der übermittelten Datendie Berechnung einer Mautgebühr oder die Ermittlung vonMautprellern. Beispielsweise wird festgestellt, ob die in derOn-Board-Unit 1 abgespeicherten Fahrzeugtypdaten mit jenenDaten übereinstimmen, die mittels des Klassifizierers 6erhoben wurden. Über eine weitere Verbindung 200 sendet der Front-End-Server9 die ermittelten Daten an eine Systemzentrale, wobeispielsweise Benutzerdaten verwaltet werden.

In Fig. 2 ist ein Mautsystem dargestellt, dass dervorliegenden Erfindung entspricht. Dabei sind mehrereadaptierte Feststationen 31, 32 mit einem adaptierten Front-End-Server 91 verbunden. Die mittels entsprechenderEinrichtungen 41, 51, 61, 71, 42, 72 der adaptiertenFeststationen 31, 32 ermittelten Daten werden dabeivollständig an den adaptierten Front-End-Server 91übertragen. Dazu umfasst jede adaptierte Feststation 31, 32eine Steuerungseinheit 81, 82, welche vorteilhafterweise ein

Sicherheitsmodul zur Datenverschlüsselung umfasst. Diejeweilige Übertragung erfolgt mittels einer Gigabit-Datenleitung 111, 112, 121. Dabei handelt es sichbeispielsweise um ein Gigabit Ethernet, wie es im IEEEStandard 802.3-2008 definiert ist. Die Übertragungsratebeträgt hier mindestens lGbit/s.

Zur Übertragung von Bilddaten wird beispielsweise ein FTP-Protokoll genutzt. Proprietäre Protokolle oder einkundenspezifisches TCP/IP Protokoll kommen zur Übertragungder Klassifikationsdaten und der DSRC-Daten zum Einsatz.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung bestehtdarin, dass die Steuerungseinheiten 81, 82 keineDatenanalysen durchführen und daher einfacher aufgebaut sindals bekannte Portal-Server 8. Zudem besteht keineNotwendigkeit, Daten zu speichern, weil ohnedies sämtlicheDaten an den Front-End-Server übertragen werden. Das senktden Stromverbrauch und vereinfacht Lösungen zurKlimatisierung und zur unterbrechungsfreien Stromversorgung.Auch notwendiges, kryptographisches Schlüsselmaterial wirdauf diese Weise zentral verwaltet. Zudem ist eine zentraleSteuerung und Überwachung der Rechenkapazitäten imadaptierten Front-End-Server 91 gegeben.

Die Datenspeicherung erfolgt für alle angebundenenadaptierten Feststationen 31, 32 zentral im adaptiertenFront-End-Server 91. Somit muss nicht wie bei bekanntenMautsystemen jede Feststation 3 über entsprechendeSpeichereinrichtungen verfügen.

Im Abstand von z.B. 200 Kilometern ist ein weitereradaptierter Front-End-Server 92 angeordnet. An diesen sindüber entsprechende Gigabit-Datenleitungen 121 weitereadaptierte Feststationen angebunden. Über weitere Verbindungen 201, 201 erfolgt ein Datenaustauschzwischen den adaptierten Front-End-Servern 91, 92 und der

Systemzentrale.

Claims

Patentansprüche 1. Mautsystem zur automatischen Gebührenentrichtung undKontrolle von Straßenbenutzern, umfassend mehrere On-Board-Units (1), die jeweils in einem Fahrzeug (2) angeordnet sind,sowie straßenseitige Feststationen (3) zur Datenerfassung,wobei diese Feststationen (3, 31, 32) mit einem sogenanntenFront-End-Server (9) verbunden sind und wobei der Front-End-Server (9) mit einer Systemzentrale verbunden ist, dadurchgekennzeichnet, dass zwischen einer jeweiligen adaptiertenFeststation (31, 32) und einem adaptierten Front-End-Server(91) eine Gigabit-Datenleitung (111, 112) zur vollständigenÜbermittlung der von der jeweiligen adaptierten Feststation(31, 32) erfassten Daten installiert ist und dass deradaptierte Front-End-Server zur Auswertung dieser Dateneingerichtet ist.
2. Mautsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass zwischen den mit dem adaptierten Front-End-Server (91)verbundenen adaptierten Feststationen (31, 32) jeweilszumindest ein Abstand von mehreren Kilometern besteht.
3. Mautsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, dass zumindest eine mit dem adaptiertenFront-End-Server (91) verbundene adaptierte Feststation (31)eine Kamera (51) zur laufenden Erfassung von Bilddatenumfasst und dass die Bilddaten vollständig an den adaptiertenFront-End-Server (91) übermittelt werden.
4. Mautsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurchgekennzeichnet, dass zumindest eine mit dem adaptiertenFront-End-Server (91) verbundene adaptierte Feststation (31)eine sogenannte DSRC-Einheit (41, 42) zur laufenden Erfassungvon mautrelevanten Daten umfasst und dass alle mautrelevantenDaten vollständig an den adaptierten Front-End-Server (91)übermittelt werden.
5. Mautsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass die On-Board-Units (1) zur Kommunikation mit der DSRC-Einheit (41, 42) eingerichtet sind.
6. Mautsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurchgekennzeichnet, dass zumindest eine mit dem adaptiertenFront-End-Server (91) verbundene adaptierte Feststation (31)einen sogenannte Klassifizierer (51) zur Erfassung einesFahrzeugtyps umfasst und dass alle entsprechenden Datenvollständig an den adaptierten Front-End-Server (91)übermittelt werden.
7. Mautsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurchgekennzeichnet, dass die Verbindung (111, 112) zwischeneiner jeweiligen adaptierten Feststation (31, 32) und demadaptierten Front-End-Server (91) eine Übertragungskapazitätvon zumindest lGbit/s aufweist.
8. Mautsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurchgekennzeichnet, dass jede mit dem adaptierten Front-End-Server (91) verbundene adaptierte Feststation (31, 32) eineSteuerungseinheit (81) umfasst, die lediglich zur Ansteuerungvon Feststationskomponenten (41, 42, 51, 61) eingerichtet ist.
9. Mautsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurchgekennzeichnet, dass jede adaptierte Feststation (31, 32)eine unterbrechungsfreie Stromversorgung umfasst.
10. Mautsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurchgekennzeichnet, dass jede adaptierte Feststation (31, 32)ein Hardware-Sicherheitsmodul umfasst, um die mit demadaptierten Front-End-Server (91) ausgetauschten Daten zuverschlüsseln oder zu entschlüsseln.
11. Mautsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurchgekennzeichnet, dass mehrere adaptierte Front-End-Server (91, 92) mit der Systemzentrale verbunden sind und dass mitjedem adaptierten Front-End-Server (91, 92) mehrereadaptierte Feststationen (31, 32) verbunden sind.
12. Mautsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die adaptierten Front-End-Server (91,92) in einem Abstand zwischen 150 Kilometern und 250Kilometern angeordnet sind.