CN101095167B - 自动检测用于客运的运输工具的使用的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于自动检测用于客运的需付费的运输工具(10；16)的使用的方法，其中发射器发送信号，接收器接收由所述发射器发送的信号，所述运输工具的位置和/或运动信息被确定，以及基于相继的由所述接收器接收到的信号的强度改变以及所述位置和/或运动信息的分析来检测所述运输工具的使用。

Description

自动检测用于客运的运输工具的使用的方法
本发明涉及一种用于自动检测用于客运的运输工具的使用的方法。
迄今为止，需付费的运输工具的使用，尤其是公共旅客运输工具的使用，主要是以打印在纸上的票的形式来进行。然而，这些票在处理中比较麻烦而且比较容易伪造。
现有技术中数年来就存在不同的解决方案，在这些方案中用电子票代替纸质票。在使用需付费的运输工具时自动地检测电子票，接着能自动确定和扣除费用。
在现有技术中，公开了各种方法，这些方法应能够实现自动检测和便利的结算。
莱茵-美茵运输集团公司(Rhein-Main-Verkehrsverbund)在Hanau试验性地运行一种所谓“登记/结帐(Check-In/Check-Out)”系统，在该系统中乘客借助芯片卡在上车和下车时在车辆的终端上标识自己。接着，后台系统计算乘客实际乘坐了多长路径并且将所确定的费用记入与芯片卡关联的账户上。
这种“登记/结帐”系统设置在运输工具中具有这样的缺点，即它们通常不适合大批量应用：设想高峰时满载的地铁，其中每个乘客在到达目的停靠站时或者之前必须首先接近地铁中的终端以进行结帐。实际上只有在每个停靠站都具有转动栅(Drehgitter)的封闭的系统中才可以实现，例如伦敦地铁。对于如在德国常用的开放系统，这不切实际。对月票等等的持有者，已经证明用于登记和结帐的额外开销比纸质票差。
在PCT申请NL01/00215中公开了一种方法，其中乘客使用具有分配给他的号码的移动设备(例如移动电话或者应答器)，以便当其在公共短途运输的车辆中停留时被自动地识别。车辆自动地登记乘客在何地进入该车辆，并且他在何地又离开该车辆。通常，该数据被传送给后台系统，该后台系统基于该数据确定所经过路程的费用。这种系统经常被称作“进入/离开(Be-In/Be-Out)”系统。
在DE 199 57 660中公开了另一种用于在使用公共交通工具时扣除费用的方法，其中同样涉及“进入/离开”系统。在该方法中，用户随身携带的类似支票卡的存储器备有帐款。在使用公共交通工具时，由交通工具发送计数脉冲，并且在每次接收到计数脉冲时从存储在存储器单元上的帐款中扣除预先确定的金额。缺点是，使用运输工具的费率不能足够灵活地拟定。
在瑞士公开了试验项目“easyride”，其中客户随身携带应答器卡，当使用车辆时，应答器卡登记在车辆中并且该登记有规律地重复。在此，应答器卡的识别通过设置在车辆门上的天线来实现，天线激活应答器卡并且同时将车辆标志发送给应答器卡。通过另一无线电发射器进行应答器卡在车辆中的登记。在该方法中的问题是，天线和车辆中的发射器的安装费用高并且易出故障。此外，在天线故障时不能保证该方法的正常功能。
上述“进入/离开”系统具有这样的缺点，即它们很昂贵并且迄今为止技术上易出问题。另一缺点在于，在所谓的“进入/离开”系统中不能准确地检测带有相应电子票的客户是处于停止的运输工具内还是紧靠运输工具站在运输工具外。因此，不能排除，停留运输工具附近的、并未使用该运输工具的乘客随身携带的用户终端设备接收到设置在运输工具内的发射器的信号。为了避免在这种情况下对没有进行的旅程扣除费用，检测到的路程数据必须事后被校验。这是很麻烦且昂贵的。
本发明的任务是实现一种替换的和改进的方法，用于自动检测需付费的客运交通工具的使用。
根据本发明，该任务通过根据权利要求1的方法来解决。从属权利要求涉及本发明的各扩展方案。
在根据本发明的方法中，发射器发送信号，这些信号由接收器接收。此外，运输工具的位置信息和/或运动信息被确定，根据这些信息可确定经过的行驶路程或者运输工具的速度。为了检测运输工具的使用，分析相继的由接收器接收到的信号的强度变化以及所确定的位置和/或运动信号，这在以下将参照根据本发明的方法的两个变形方案予以更详细地阐述。
在根据本发明方法的第一变形方案中，为了自动检测需付费的客运运输工具的使用，设置在运输工具的区域中的发射器发送至少包含运输工具标志和显示运输工具的运动的运动和/或位置信息的信号，这些信息事先用合适的装置来检测。由发射器所发送的、被集成进用户的用户终端设备中的接收器接收的信号在用户终端设备中根据运动信息和相继信号的强度变化来分析，以便确定用户终端设备是否处于运输工具中。
发射器与接收器之间的通信可以仅仅单向地进行。这意味着，发射器仅仅将信号发送给处于发射器的有效距离中的用户终端设备，然而该用户终端设备并不对接收到的发射器的信号应答。通过这种也被称作广播方法的仅单向的通信，避免当多个用户终端设备同时发送数据时会出现的冲突。在这样的情况下，必需预留更大的频率范围，以便大量的用户终端设备能够无干扰地发送。尤其是在大的交通交汇点，这不能实现。另一种变形方案是使用一种协议，利用该协议来协调用户终端设备的发送。然而，这种实现是昂贵的并且极易出现故障。此外，设置在运输工具区域中的发射器需要与中央计算机单元的通信连接，以便转发接收到的数据，这同样带来了开销和成本。
如前面已经提及的那样，按照根据本发明的方法的第一变形方案，由发射器发送的、由用户终端设备接收的信号被基于位置信息和/或运动信息以及相继的信号(即时间上错移地接收的信号)的强度变化来分析，以确定是否用户终端设备处于运输工具中。这如下进行：
如果位置信息和/或运动信息以及相继的信号的强度显示：运输工具运动或者运输工具经过确定的路程，并且相继的信号的强度基本上保持相等，则推断出用户终端设备处于运输工具内，使得相应地确定并且扣除费用。
如果确定运输工具运动，而相继的信号的强度明显地增加或者减小时，则推断出用户终端设备处于运输工具外，其中运输工具正好朝用户终端设备运动或者离开用户终端设备。相应地，不允许进行费用的确定和扣除。
如果分析得到，运输工具停止并且相继的信号的强度是恒定的，则这可意味着，用户终端设备处于静止的运输工具内或者处于静止的运输工具外，其中用户终端设备本身同样不运动。在这样的情况下，费用的确定和扣除同样不开始，因为在此不确认用户终端设备实际上处于运输工具中。
最后，在分析时可确定，运输工具并未运动，然而相继的信号的强度明显减小。这显示用户终端设备从静止的运输工具离开，即用户终端设备处于运输工具之外。在此，也不允许确定并且扣除费用。
通过分析从发射器传送到用户终端设备的接收器的运动信息和相继的信号的强度改变，避免了向并不处于运输工具内的用户终端设备收取费用。
有利地，这样地限制发射器的发射有效范围，使得由发射器发送的信号基本上只能被处于运输工具内的用户终端设备接收。以这样的方式要实现：处于运输工具外且远离该运输工具的、例如距离数米远的用户终端设备未接收发射器的信号。无意被发射器访问的用户终端设备的数量相应地被减小。
优选地，发射器以有规律的时间间隔发送信号，该时间间隔例如为数秒。通过终端设备侧的对多个接收到的信号的分析，提高了根据本发明的方法的第一变形方案的可靠性。
有利地，在运输工具区域中设置有接收和检验设备，接收和检验设备接收由发射器所发送的信号，并且借助接收到的信号来检验发射器的功能。由于接收和检验设备和发射器彼此具有限定的距离，所以由此得到，由接收和检验设备接收到的发射器的信号具有恒定的强度。如果情况不是这样，则明显有错误，于是第一发射器例如自动地变换发射器以其发送的频率。替换地，也可以设置有备用发射器，一旦接收和检验设备检测到发射器的功能故障，该备用发射器就承担发射器的任务。
根据本发明的一种改进方案，除了设置在运输工具内的发射器之外，在运输工具外部上还设置有比较发射器，其中比较发射器发送比较信号，比较信号同样被处于发射有效范围内的用户终端设备接收。发射器和比较发射器优选发送同样强度的信号。如果通过用户终端设备分析得到，从发射器接收到的信号的强度强于从比较发射器接收到的信号，则推断出，用户终端设备处于运输工具内。相反，如果由比较发射器发射的信号的强度(在预先确定的持续时间上)强于由发射器发射的信号的强度，则可推断出，用户终端设备处于运输工具外。以这样的方式，例如可确定随身携带用户终端设备的人是否紧靠在运输工具附近或者在运输工具附近的车辆中。在这样的情况下相应地也可保证按规定地检测需付费的运输工具的使用。替换地，发射器和比较发射器也可以发送具有预先确定的强度差的信号。相应地可以确定，哪个强度被减弱和哪个强度未减弱。
优选地，发射器以窄的带宽发送，使得可以更好地区分由其它发射器所发送的信号，由此出现更少的干扰。
对于用户终端设备接收多个设置在不同运输工具区域中的发射器和/或比较发射器的信号的情况(这例如是当两个运输工具平排紧靠或者平排行驶时的情况)，接收到的信号的数量通过使用排除准则这样地减小，使得保留最大一个信号和/或一个比较信号。排除准则例如可以是，检测确定信号有没有强度改变和/或运输工具有没有运动或者位置改变，如前面已描述过的那样。
优选地，发射器中的一个还发送基准信号，接收基准信号的用户终端设备自动地被激活。相应地，可以保证接通所有处于运输工具内的用户终端设备。在此，基准信号优选以比其它信号更大的发射有效范围来发送，以便保证激活每个处于运输工具内的用户终端设备。
按照根据本发明的用于自动检测运输工具的使用的方法的一种变形方案，发射器被集成进用户终端设备中并且接收器设置在运输工具中。由发射器发送的信号包括唯一标识用户终端设备或者用户的标志，该标志在分析中被考虑，以便确定哪些用户终端设备处于运输工具中。在此，在单独的分析单元中进行分析，分析单元同样可以设置在运输工具中。如果借助分析单元检测到用户终端设备在运输工具中，则费用被确定并且被扣除。为了结算的目的，每个标志可以分配有由方法提供者所建立的帐款账户或者结算账户，通过该账户可以扣除所确定的费用。
类似于在第一变形方案中那样，发射器的发送作用距离这样地被限制，使得接收器基本上只有当发射器处于运输工具内时才接收发射器发送的信号，以便以这样的方式将由处于运输工具外的发射器所发送的信号的数量尽可能减小到零。
有利地，发射器以有规律的时间间隔发送信号，其中这些时间间隔优选为数秒。
优选地，接收器设置在运输工具内而比较接收器在外部设置在运输工具上。如果集成在用户终端设备中的发射器位于运输工具内，则由比较接收器接收的信号弱于由设置在运输工具内的接收器接收的信号。相反，如果发射器处于运输工具外，则由比较接收器接收到的信号的强度强于由接收器接收到的信号的强度。相应地，可以推断出，用户终端设备和由此随身携带它的人处于运输工具内还是处于其外。
在第二变形方案中，在运输工具的区域中也有利地设置有发射器，其发送基准信号，接收该基准信号的用户终端设备自动被激活。
以下，参照附图更为准确地描述根据本发明的变形方案。其中：
图1是透视视图，借助其描述了根据本发明的方法的第一变形方案，以及图2是透视视图，借助其描述了根据本发明的方法的第二变形方案。
以下，相同的参考数字涉及类似的对象或者人员。
图1示出了停在停靠站的公共汽车10的透视视图，该停靠站标有停靠站标志12。人员14在停靠站等候，其随身携带未示出的用户终端设备，该用户终端设备适于实施根据本发明的方法。该附图示出了另一公共汽车16，其从远处接近该停靠站。
在每个公共汽车10和16的内部空间中都设置有未示出的发射器，发射器发送信号，这些信号至少包含用于识别相应公共汽车10、16的运输工具标志和显示相应公共汽车10、16的运动的运动信息。该发射器的发送有效距离这样地被限制，使得由发射器发送的信号基本上只能被位于运输工具内的用户终端设备接收。然而，出于技术的原因，通常并不能排除在公共汽车10或者16中的一个外的、十分靠近它的人员的用户终端设备接收到相应的发射器的信号。发射器以有规律的时间间隔发送它们的信号，例如每五秒。
在每个公共汽车10，16中，此外还设置有未示出的接收和检验设备，该接收和检验设备接收由相应的发射器发送的信号并且借助接收到的信号校验发射器的功能。由于在车辆内并且位置固定地设置有接收和检验设备以及发射器，所以根据接收和检验设备与发射器之间不变的距离由此得出，由发射器发送的、由接收器和检验设备接收到的信号的强度在时间上保持恒定。如果在检验接收到的信号时，接收和检验设备确定接收到的信号的强度变化，则推断出，发射器有故障。在这样的情况下，接收和检验设备促使发射器变换以其或者在其上发送的频率或者信道。同时，接收和检验设备也变换到相应频率或者相应信道，使得接收和检验设备可以继续接收发射器的信号。以这样的方式可以消除基于频率干扰或者信道干扰的错误。如果一个或者多个频率或者信道变换并未如所希望地获得成功，则该发射器停止工作，而通过同样设置在公共汽车10和16中的、未示出的备用发射器替代，备用发射器随后承担发射器的功能。相应地，可以消除由于发射器的功能故障而引起的错误。
除了发射器之外，每个公共汽车10、16还包括比较发射器18，该比较发射器在本情况下设置在相应的公共汽车10和16的顶上并且因此设置在公共汽车外。该比较发射器18发送比较信号，该比较信号优选以与发射器的信号相等的强度被发送。如果人停留在公共汽车10或者16的内部，则由发射器发送的且由被人随身携带的用户终端设备接收到的信号的强度强于用户终端设备从比较发射器18接收的比较信号的强度，因为比较发射器18设置在每个公共汽车10、16之外而发射器设置在每个公共汽车10、16之内。于是当由发射器接收到的信号强于由比较发射器18接收到的比较信号时，则用户终端设备推断出人处于公共汽车内。相反，如果由用户终端设备接收到的比较发射器18的比较信号强于发射器的信号，则人处于公共汽车之外。
比较发射器18与设置在每个公共汽车10、16内的接收和检验设备有效相连，使得比较器18的功能也被接收和检验设备监控。
最后，比较发射器18发送基准信号，接收该基准信号的用户终端设备自动地被激活，以便保证每个进入公共汽车10、16的人的用户终端设备被接通。
以下更为准确地阐述按照根据本发明的方法的第一变形方案的一种实施形式。
在停靠站等待的人14的用户终端设备接收停在停靠站的公共汽车10的比较发射器18的基准信号和接近的公共汽车16的比较发射器18的基准信号，由此用户终端设备被自动地激活。
由于人14紧靠在公共汽车10附近，所以用户终端设备还接收设置在公共汽车10内部的发射器的信号以及设置在公共汽车10顶上的比较发射器18的信号。借助由发射器接收到的运动信息，用户终端设备确定公共汽车10目前停止。所需要的公共汽车10的运动数据例如可以以速度指示器信息、轴编码器信息等的形式传送给发射器。除了分析从发射器接收到的运动信息之外，从发射器和从比较发射器接收到的信号的强度被相互比较。因为与发射器的信号传输相反，从比较发射器18到用户终端设备的信号传输不受公共汽车车身影响，所以由用户终端设备接收到的比较发射器18的比较信号的强度强于由发射器传送的信号的强度，由此推断出，人14目前还处于公共汽车10之外。
存在这样的可能性，即人14的用户终端设备也接收由接近的公共汽车16的比较发射器18的信号。然而，因为从公共汽车16的比较发射器18接收到的信号的强度显著地弱于公共汽车10的发射器和比较发射器18的信号的强度，所以由公共汽车16的比较发射器18发送的信号被用户终端设备忽略。即，由公共汽车16的比较发射器18发送的信号的弱强度当前用作排除准则。
如果人14随后登上公共汽车10，则公共汽车10的比较发射器18的信号传输现在受到公共汽车10的车身妨碍，而设置在公共汽车10的内部的发射器可以不受影响地发送。相应地，由人14的用户终端设备接收到的发射器的信号的强度强于比较发射器18的接收到的信号的强度。据此，用户终端设备可推断出人14现在处于公共汽车10内。
如果公共汽车10随后开动，则对从发射器接收到的运动信息的分析得到公共汽车10处于运动中。现在检验，从发射器接收到的信号的强度是否基本保持不变。如果情况是这样，则由此得到，人14还处于公共汽车10中。相应地现在可以开始费用的确定。费用确定和计算可以基于开始所描述的“进入/离开”系统或者基于替换的方式和方法来进行。优选地，“广播”方法被用于费用的确定和结算，该方法以单向通信为基础。然而，由于费用的确定和计算不是本发明的直接主题，所以以下并未更进一步地对其进行阐述。
如果人14离开公共汽车10，则首先由用户终端设备接收到的比较发射器18的信号又强于由发射器传输的信号。由此，用户终端设备推断出，人14不再停留在公共汽车10中。如果公共汽车10接着远离人14和相应地远离用户终端设备，则用户终端设备在信号强度越来越弱的情况下接收运动信息。现在确认人14实际上离开了公共汽车。
本发明具有显著优点，即实际上只有当人14实际上在公共汽车10中被运送时才确定和扣除费用。
应该指出，原则上可以省去第二发射器18。单独通过分析由发射器发送的运动信息以及由用户终端设备接收到的、由发射器传送的信号的强度改变，已能识别人14处于公共汽车10内还是之外。运动的公共汽车10在接收到的信号的强度恒定时通常足以表明，人14始终处于公共汽车10内。当然如果应排除乘坐平行紧靠该公共汽车的其它车辆的人的用户终端设备接收行驶的公共汽车10的强度不变的信号，由此可能会进行不合理地确定和扣除费用，则比较发射器是必需的，所以在该实施例中设置有比较发射器18。
参照图2，以下描述了根据本发明的、用于自动检测用于客运的交通工具的使用的方法的第二变形方案。类似图1，图2示出了公共汽车10的透视视图，该公共汽车停在标有停靠标志12的停靠站。人14等候在停靠站，人随身携带有未示出的用户终端设备，该用户终端设备适于实施根据本发明的方法。发射器被集成进用户终端设备中，利用该发射器可以发送信号，这些信号包括至少一个唯一标识用户终端设备或者用户的、诸如代码等等的标志。该附图示出了另一公共汽车16，该公共汽车由距离停靠站不远处接近。在公共汽车10和16内部分别设置有未示出的接收器，该接收器被这样地设置，使得其可以接收由用户终端设备发送的信号。此外，公共汽车10和16的每一个都包括分析单元，利用该分析单元，由用户终端设备发送的由接收器接收的信号可以与运输工具的位置和/或运动信息结合，以合适的方式进行分析，以下对此还将更为详细地描述。
除了接收器之外，公共汽车10和16的每一个还包括比较接收器22，该比较接收器在本情况下设置在相应公共汽车10和16的顶上并设置在公共汽车之外。
由于人14站在公共汽车10的附近，所以不仅设置在公共汽车10内的接收器而且设置在公共汽车10的顶上的比较接收器22都接收由发射器发送的信号，其中接收到的信号被传送给分析单元。此外，以合适的方式检测到的位置和运动信息被传送给分析单元。随后，在分析单元中基于接收到的信号以及公共汽车10的位置和运动信息来进行分析。分析单元借助位置和运动信息确定公共汽车10目前停止。此外，还确定由比较接收器22接收到的信号的强度强于由设置在公共汽车10内的接收器接收到的信号的强度，因为与从用户终端设备的发射器到比较发射器22的信号传输相反，信号从用户终端设备的发射器到设置在公共汽车10内的接收器的传输受到公共汽车10的车身干扰。据此可推断出人14目前还停留在公共汽车10外。
现在如果人14进入公共汽车10，则用户终端设备的发射器与比较接收器22之间的传输受公共汽车10的车身干扰，而从发射器到设置在公共汽车内的接收器的信号传输不受干扰地进行。由设置在公共汽车10内的接收器接收到的信号的强度相应地强于由比较发射器22接收到的信号的强度。相应地，可以推断出，人14现在处于公共汽车10中。
随后，如果公共汽车10处于运动中，则分析单元借助位置和运动信息检测到公共汽车开动。现在如果由设置在公共汽车10内的接收器接收到的信号和由比较发射器接收到的信号的强度恒定，则确认人14使用运输工具，使得可以进行费用的相应的确定和扣除。相反，如果在行驶的车辆的情况下，由接收器和比较接收器22接收到的信号的强度减小，则可以可靠地推断出人14并不处于公共汽车10中，使得相应地不进行费用的确定和扣除。
根据本发明的方法的参照图1所描述的变形方案和参照图2所描述的变形方案之间的不同主要在于，在第一变形方案中信号被发送给用户终端设备，并且也在用户终端设备中结合运输工具的位置和运动信息来分析，而在第二变形方案中，用户终端设备将信号发送给设置在运输工具上的接收器，接着使用单独的分析单元结合运输工具的位置和运动信息来分析信号。
应该清楚的是，前面所描述的根据本发明的方法的实施例并不是限制性的。更准确地说，一些修改和变化是可能的，而未离开本发明的由所附权利要求所限定的保护范围。
参考标记表
10公共汽车
12停靠站标志
14人
16公共汽车
18比较发射器
22比较接收器

Claims (13)

1.一种用于自动检测用于客运的、需付费的运输工具的使用的方法，该方法包括：
根据第一可替选方式将至少一个发射器设置在所述运输工具的区域中，或者根据第二可替选方式将至少一个发射器集成在用户的用户终端中；
所述至少一个发射器发送信号，
根据所述第二可替选方式将至少一个接收器设置在所述运输工具的区域中，或者根据所述第一可替选方式将至少一个接收器集成在所述用户的用户终端中；
所述至少一个接收器接收由所述发射器发送的信号；
确定所述运输工具的位置和/或运动信息；以及
基于相继的、由所述接收器接收到的信号的强度变化以及所述位置和/或运动信息的分析来检测所述运输工具的使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其中根据第一可替选方式由所述用户终端进行所述分析。
3.根据权利要求2所述的方法，其中设置在所述运输工具处的接收和检验设备被用于通过接收由所述发射器发送的信号来检验所述发射器的功能。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述发射器在功能受影响时自动变换所述发射器发送所使用的频率。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的方法，其中将所述发射器设置在所述运输工具内部，而将比较发射器设置在所述运输工具外部，其中所述比较发射器发送比较信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述发射器和所述比较发射器发送相同强度的信号或者发送具有预先确定的强度差的信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其中当所述接收器接收到多个设置在不同运输工具的区域中的发射器和/或比较发射器的信号时，所述用户终端使用排除准则减少接收的信号的数量，以使得最多保留一个信号和/或一个比较信号。
8.根据权利要求1所述的方法，其中根据第二可替选方式，由所述发射器发送具有唯一标识所述用户终端或者用户的标志的信号，并且在考虑到该标志的情况下，在单独的分析单元中进行分析。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述接收器设置在所述运输工具内而比较接收器设置在所述运输工具外部。
10.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中所述发射器以有规律的时间间隔发送信号。
11.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述发射器以有规律的时间间隔发送信号。
12.根据权利要求6所述的方法，其中当所述接收器接收到多个设置在不同运输工具的区域中的发射器和/或比较发射器的信号时，所述用户终端使用排除准则减少接收的信号的数量，以使得最多保留一个信号和/或一个比较信号。
13.根据权利要求2至4中的任一项所述的方法，其中当所述接收器接收到多个设置在不同运输工具的区域中的发射器的信号时，所述用户终端使用排除准则减少接收的信号的数量，以使得最多保留一个信号。
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