CN1541375A - 双重通行费系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于双重通行费系统的车辆(FAR)的交费装置(BEV)，该交费装置设置用来，从一个位置确定系统(PES)接收关于车辆(FAR)当前位置的位置数据，并计算车辆(FAR)的位置坐标(OKO)，其中，所述交费装置(BEV)还设置用来，根据车辆(FAR)的位置坐标(OKO)计算标志车辆(FAR)所行驶路段(STR)的署名(SIG)并传送至车辆外部的结算中心(ABZ)。

Description

双重通行费系统

技术领域

本发明涉及一种通行费系统，该通行费系统具有一个用于确定带有车载交费装置的车辆位置的位置确定系统，该交费装置具有一个接收单元，设置用来从位置确定系统接收位置数据并将传送至交费装置的控制器，该控制器设置用来根据位置数据确定车辆的当前位置坐标，交费装置还具有一个发送单元，设置用来将数据传输到车辆外部的结算中心，该结算中心具有一个接收单元，设置用来从交费装置接收数据并传递至结算中心的控制器。

此外，本发明还涉及一种通行费系统的车载交费装置，该交费装置具有一个接收单元，设置用来从位置确定系统接收位置数据并传送至控制器，该控制器设置用来根据位置数据确定车辆的当前位置坐标，交费装置还具有一个发送单元，设置用来将数据传输到所述结算中心。

本发明还涉及一种通行费系统的车辆外部的结算中心，该结算中心具有一个用于确定车辆位置的位置确定系统和一个车载交费装置，其中，该结算中心具有一个接收单元，设置用来从交费装置接收数据。

背景技术

DE 4344433 A1公开了上述类型的一种交费装置以及一种通行费系统，其中，由一台GPS接收机采集车载交费装置的当前位置坐标，并持续地与在一个电子短文内部存储的高速公路驶入和驶出坐标进行比较，在坐标吻合时，借助一个数字移动网络将其传送至车辆外部的结算中心，其中，在结算中心从所传送的数据中计算出经过的高速公路里程以及由此相关的高速公路费用。

WO 95/20801描述了一种用于确定通行费用的交费装置，其中，将当前确定的车辆位置与虚拟收费站的多个位置进行比较。

公知的交费装置的缺点是，在与位置测量系统的通信短时间断开时，不能进行交费。此外，另一个缺点是，在使用公知的交费装置的通行费系统中的数据积累，因为持续地将当前位置坐标与虚拟收费站的坐标进行比较而极其高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种实现简单和廉价的通行费系统，利用该系统在与位置测量系统的通信短时间断开时也能进行正确的交费。

上述技术问题是通过一种本文开始提到的类型的通行费系统这样解决的，即，交费装置的控制器和/或结算中心的控制器设置用来，根据位置坐标计算一个标志行驶的路段的署名，其中，结算中心的控制器设置用来，根据该署名确定该路段是否应该交费，该控制器还设置用来，如果该行驶的路段是应该交费的，则根据在一个存储器中存放的使用权限进行检验，看该车辆是否有权使用该路段。

本发明使得可以通过计算明确标志行驶路段的署名显著减少在通行费系统中的数据积累，因为与公知的按是/否判断形式的方法和系统相反，可以确定是否驶过了一段应该交费的路段，因此不需要为了确定通行费用而持续地传送位置数据。

为了实现本发明的系统本文开始提到的交费装置特别适合，其中该交费装置的控制器设置用来，根据位置坐标计算一个标志行驶路段的署名并传送至发送单元。

在本发明一个优选的实施方式中，该交费装置的控制器设置用来在一个可以预定的时间间隔内计算该署名。

在本发明一个优选的实施方式中，该位置确定系统是一个卫星导航系统。

其它的优点这样实现，即，将车载交费装置设置用来，将署名通过一个无线网络传送至结算中心。

此外，可以将车载交费装置设置用来，通过该无线网络接收用于确定位置坐标的位置校正数据。

为了实现本发明的系统本文开始提到类型的结算中心特别适合，该结算中心具有一个控制器，设置用来根据标志车辆行驶路段的署名确定该路段是否应该交费，该控制器还设置用来，如果该行驶的路段应该交费，则根据在一个存储器中存放的使用权限进行检验，看该车辆是否有权使用该路段。

优选地将结算中心的接收单元设置用来，从交费装置接收车辆的位置坐标并传送到控制器，该控制器设置用来，根据位置坐标计算标志车辆行驶路段的署名。

在本发明一个优选的实施方式中，使用权限是配置给车辆的帐户，而控制器可以被设置用来，将积累的通行费用从该帐户中扣除。

附图说明

对照附图所示的、不是用来限制的实施方式对本发明的所有其它优点作进一步的说明。图中，

图1表示一个具有按照本发明的交费装置的双重通行费系统，

图1a为一个用于对车辆进行收费的充值卡，

图2表示一个用于确定一段行驶路段是否应该交费的示意性流程，

图3表示根据位置坐标确定的行驶路段的署名，

图4表示在图3的署名和一个应该交费路段的参考署名之间的比较，

图5表示图1a中充值卡的进一步细节和一个用于在充值卡上扣除使用权限的读取装置，

图6表示一个具有用于在充值卡上扣除使用权限的编码的移动数据载体，

图7表示图5中的充值卡为了对使用权限进行充值而与一个数据网络连接，

图8表示一个具有结算中心的双重通行费系统，该结算中心设置用来与一个本发明的交费装置进行通信，

图9按进一步的细节表示了图8中的结算中心和按照本发明的交费装置，

图10表示一个监视系统，用于监视在图8的双重通行费系统中交费装置的运行状态，

图11表示一个在车辆上设置的显示器，用于显示表示交费装置运行状态的检查模式。

具体实施方式

按照图1，按照本发明的通行费系统SYS优选地是一个双重通行费系统，为了测定车辆FAR位置包括一个位置采集系统PES，例如公知的“全球定位系统”或者简称为GPS系统。

如上面已经提到的，在本文件中双重通行费系统理解为这样一种通行费系统，其既可以在不经与车辆外部的结算中心ABZ通信的条件下直接在专门为此设置的车辆FAR的交费装置BE1上收取通行费用，又可以通过一个结算中心ABZ付通行费用，其中，在第二种情况下车辆必须具有一个交费装置BE2，该装置设置用来与该结算中心ABZ进行通信。

为了确定其当前位置坐标OKO，车辆FA1，FA2分别包括一个各具有接收单元EMP的交费装置BE1，BE2，该接收单元设置用来利用定位系统PES(优选为一个卫星导航系统)接收位置数据。根据该位置数据由每个交费装置BE1，BE2的控制器ST1，ST2计算出当前位置坐标。如果定位系统PES是GPS通行费系统，则交费装置BE1，BE2为了确定位置数据或者位置坐标可以各具有一个GPS模块。关于借助于GPS确定路段或者位置，参看例如“Umgebungserfassung auf Basis lernender digitaler Karten zurvorausschauenden Konditionierung von Fahrerassistenzsystemen”；MichaelSchraut，慕尼黑工业大学电子技术和信息技术系博士论文。

根据由本发明的交费装置BE1确定的位置坐标OKO，按下列描述方式确定行驶的路段STR是否应该交费。

根据图2，可以在车载交费装置BE1，BE2的控制器ST1，ST2中根据得到的位置坐标OKO在一个可以预定的间隔内计算出标志每个行驶路段STR的署名SIG，例如以所确定的位置坐标OKO位于其上的折线形式，并通过与例如同样是按折线形式出现的参考地图RKA或者参考署名REF比较相似度或重合度，确定该路段是否是应该交费的。该在其中计算署名SIG的间隔可以由通行费系统运营商预先给定。由本发明的交费装置BE2确定的位置坐标OKO可以通过一个发送单元SEN传送到一个车辆外部的结算中心ABZ的接收单元EM3，该中心可以具有一个控制器ST3，设置用来从接收单元EM3接收位置坐标并计算行驶路段STR的署名SIG，并确定该路段STR是否应该交费。

按照图3，如果署名SIG按折线的形式构成，则位置坐标OKO相互间的相对位置，即通过两个前后跟随的位置坐标OK1-OKN定义的方向矢量可以是署名SIG构成形状的特征。当然，署名SIG也可以通过路段STR的其它参数确定，例如通过高度差或者高度特性、通过路段STR的曲率半径或曲率半径的变化。重要的只是，署名SIG标志车辆行驶的路段，并允许验证是否是应该交费的路段。其中，不象公知的交费方法那样在一个地图中确定所获位置坐标OKO的位置，而是从多个位置坐标中计算标志车辆行驶路段的署名SIG。

按照图4参考署名REF和署名SIG都是以数字形式出现，其中参考署名REF可以比署名SIG包含更多的数据值，因为每个整段应该交费的参考路段可以一个参考署名REF的形式出现，而在可以预定的时间间隔中可以计算署名SIG，因此，当前计算的署名SIG可以仅仅对应着整个行驶路段的一段。

如果署名SIG和参考署名REF是按折线的形式出现的，则为了对署名SIG和参考署名REF进行比较，可以例如将署名SIG的起始点和终止点分别与参考署名REF的一个点重合。这种措施是基于这样的假设，即，署名SIG只有与参考署名REF的某些段相同或者相似，参考署名REF的起始点和终止点才可以与署名SIG的起始点和终止点重合。为此，署名SIG可以一直沿通过参考署名REF预定的曲线运动。如果确定了参考署名REF的一段，其中署名SIG的起始点A和终止点E与参考署名REF的点可以重合，则可以计算由署名SIG和参考署名REF限定面积FLA的大小。如果署名SIG与应该交费的参考路段的一段相同，则由参考署名REF和署名SIG包围的面积FLA接近于零。为了在可能出现的测量误差之下仍然可以在署名SIG和参考署名REF之间进行可靠的比较，可以为由参考署名REF和署名SIG包围的面积FLA的大小和为一个最大允许的偏差定义界限。如果包围的面积FLA的大小和最大的偏差低于这些界限，则可以将署名SIG视为与参考署名REF以及参考署名REF的有关段一致，并将行驶的路段归类为应该交费的。为了确定行驶路段是否应该交费，将署名SIG与所有通行费系统已知的、应该交费路段的参考署名REF比较，如果行驶的路段涉及多条应该交费的路段，则将行驶的路段视为这样的路段，即其参考署名与署名SIG具有最高的符合程度。上述方法措施只是表示了多种构成署名SIG和与应该交费路段的参考署名REF进行比较的其中一种可能性。对于专业人员来说，有很多其它用于比较模式和对象相似性或者用于定位的方法或者装置。

这样可以例如将得到的位置坐标OKO看作一个复杂的随机变量的实现，其轨迹的移动对应于随机过程，该随机过程具有通常的关于遍历性等的假设。该由于在离散时刻进行的位置测量造成的离散过程，可以例如借助于卡尔曼滤波针对由于不充分的位置数据接收造成的测量值缺少，变得更稳固。

此外，如果缺少位置数据，可以将上述过程基于一个动态模型，该模型将由于位置确定造成的与未知的“额定轨迹”的偏差视为可相加的、高斯白噪声。由参考地图KAR导出的参考过程也同样如此，其中将参考地图KAR的不确定性也视为噪声。

对这两个过程可以采用在数字信号处理中公知的方法进行频谱或者时序处理。也可以采用假设检验，例如可以根据两个过程协方差矩阵的特征值分布或者根据特别突出的频谱，得出行驶的路段与应该交费的参考路段的一致性。

也可以将上述举例提到的方法作为对统计误差处理的变换方法，其中，将行驶的路段和参考路段的加密的特征量、署名SIG以及参考署名REF相互比较。在此，根据行驶的路径轨迹的特征，即署名SIG，对与通行费系统已知的路段或参考署名REF的符合程度进行检验，其中，可以为每个通行费系统已知的参考路段或者每个参考署名REF设置一个可以预定的通行费用。

这种系统的、基于统计方法的方法步骤的一个优点是，在缺少位置数据或者位置坐标OKO时还可以估计剩余误差，或者考虑可能的测量误差。如果当前位置测量和地图参考不存在缺陷，也就是未加噪声的，则可以采用一种任意的双向变换对信息进行加密。

署名计算的一个优点是，不需要为了确定车辆是否处于应该交费的路段上而持续地对车辆FAR进行定位。为了确定车辆FAR是否处于应该交费的路段上，原则上对于行驶的路段STR(例如根据一个5分钟的时间间隔测量的位置坐标OKO)计算一次署名SIG就足够了。因此，为了确定行驶的路段不需要达到公知定位方法所要求的精度。因为不需要精确的位置确定，而仅仅应该对于车辆在确定的时刻或者时间间隔内是否位于一个应该交费的路段上做出是/否的判断。

如已经提到的，通行费系统运营商可以根据希望的定位精度预先给定在其中应该计算署名SIG的间隔。

在按图1的双重通行费系统中，可以将参考路段或者参考地图RKA存放在一个第二类型交费装置BE2的存储器中，该交费装置在下面将作为充值卡进一步说明，或者存放在车辆外部的结算中心ABZ，该结算中心ABZ设置用来，与按照本发明的交费装置BE1建立一种通信连接，该交费装置BE1将被称为计算单元OBU而进一步提及，其中可以为每个参考路段和参考署名REF设置一个可以预定的通行费用GEB。

为了确定一个路段STR是否是应该交费，可以在双重通行费系统的范围内或者在交费装置BE1(充值卡)或者在结算中心ABZ中，对所行驶的路段和通过参考地图KAR预定的路段之间进行相似性的比较，如果其中如上面所述超出了一个判断门限，则将行驶的路段视为和其具有最高一致性的应该交费的参考路段REF。

通过署名SIG与通行费系统SYS已知的参考路段或参考署名REF的比较，不仅明确确定了应该交费的路段STR，而且明确确定了车辆FAR在应该交费的路段上实际经过的距离DIS的长度。

如果所确定的路段STR应该交费，则根据一个在交费装置BE2，即充值卡(图1a)的存储器SPR中或在结算中心ABZ中存放的使用权限BER进行检验，看该车辆FAR是否有权使用该路段STR。

如已经说明的，在双重通行费系统中原则上可以区分两类交费装置。第一类交费装置在于将使用权限BER存放在交费装置BE1的一个存储器SPR中。其中，署名SIG的计算和与应该交费的路段的参考署名REF的比较在车辆FAR上由交费装置BE1进行。在这种实施方式中，在下面称为充值卡WEK的对应交费装置BE1不需要与车辆外部的结算中心ABZ建立通信连接，因为已经拥有或者从位置采集系统PES得到所有计算和结算通行费用所需的信息。

充值卡WEK的使用权限BER可以按照图1a实现为存款GUT，并被存放在充值卡WEK的一个存储器SPR中，其中，设置一个控制器STE，用于从存款GUT中扣除积累的通行费用GEB。如果存款GUT用尽，则不允许车辆FAR再使用应该交费的路段STR。

充值卡WEK的使用权限BER不必仅仅是存款GUT。使用权限BER例如也可以实现为一个在充值卡WEK的存储器SPR中存放的时间卡ZEI，该时间卡ZEI在一定的时间间隔中有权使用可以预定的、应该交费的路段STR。

如果使用权限BER在于允许在应该交费的路段STR上行驶可以预定的公里数，则可以将已经驶过的公里数从在充值卡WEK的存储器SPR中存放的路段存款中扣除。

时间上受限制的使用权限BER例如可以在充值卡WEK上这样实现，即为署名SIG附加一个时间印记STE。这样，根据该署名SIG和时间印记STE既可以明确确定所使用的应该交费的路段，又可以明确确定使用的时刻，其中，可以根据时间印记STE进行验证，看是否允许车辆FAR在该时刻在通过署名SIG确定的路段STR上行驶。

按照这种方式，尽管不存在与通行费引导站之间的通信，也保证了按照规定地收取通行费用GEB。

由车辆所有者所希望的和/或由通行费系统运营商规定的使用权限BER(存款，时间卡，路段存款，终端连接等)的类型可以例如作为编码COD传送到充值卡WEK上或者在充值卡WEK上激活。这里，使用权限BER的每种类型可以在充值卡中指明一个可以预定的编码CO1，CO2，CO3(图5)。于是，例如可以将第一编码CO1设置给一个用于一个预定区域中所有应该交费路段STR的时间卡ZEI，而将另一个编码CO2设置为给存款GUT增加一个可以预定的份额，或者将第三个编码CO3设置为路段存款SGH增加一个可以预定的份额，等等。

当然也可以同时将不同类型的使用权限BER存放在充值卡上并根据需要激活。例如对于一个按时间卡ZEI形式的路段使用权限BER，该时间卡ZEI在一定的时间间隔中有权使用应该交费的路段STR，则可以并行地设置一个存款GUT。如果车辆FAR使用路段STR，对于该路段存在一个有效的时间卡ZEI，则驾驶员可以通过停用存款GUT付费而电子地“出示”时间卡ZEI。这种时间卡ZEI的出示基本上对应于充值卡的结算模式的改变，并可以通过操作充值卡WEK的输入单元例如一个按键进行。

在得到编码COD之后，充值卡WEK的控制器STE可以通过将用户获得的编码COD与在存储器单元SP1中存放的编码CO1、CO2、CO3比较，识别和释放或者激活对应的使用权限BER。

如果在充值卡WEK中激活了一个用于特定路段的时间卡ZEI和一个存款GUT，则只要驾驶员在时间卡中存在的路段上行驶，就可以通过停用存款GUT而电子地“出示”时间卡ZEI进行付费。

这种时间卡ZEI的出示基本上对应于充值卡WEK中结算模式的改变，并可以通过操作交费装置BEV的输入单元例如一个按键进行。原则上使用权限BER的每种组合都是可能的。

按存款GUT形式的使用权限BER可以设置为对应于不同金额的多种编码CO1，CO1′，CO1＂。在支付了对应的金额之后可以将对应于该金额的编码CO1，CO1′，CO1＂传送至充值卡并将存款GUT增加该金额。

类似于已经提到的，也可以为充值卡WEK获得其它形式的使用权限BER。也就是说，车辆使用者凭着向通行费运营商支付使用权限BER所属的金额，可获得这种形式的使用权限BER的“释放代码”并传送至充值卡WEK中。

将编码COD传送至充值卡WEK例如可以借助于一个与充值卡WEK功率相连或者功率不相连地连接的输入装置EIV实现。输入装置EIV和充值卡WEK之间功率相连的连接例如是铜线、玻璃纤维等，功率不相连的连接例如是无线电、红外传送、激光等。

为了避免在计算单元BEE中非法对使用权限BER充值，可以将编码CO1、CO2、CO3加密并按一个不为用户所知的形式传送到充值卡WEK中。

可以将编码COD存储在一个移动数据载体中，例如磁卡等。其中，为了将使用权限BER或编码COD传送至充值卡WEK，将输入装置EIV作为移动数据载体的读取装置LES。为了避免移动数据载体被非法地再次使用，可以将读取装置LES设置成，以该移动数据载体的注销结束编码COD至充值卡WEK的传送。这种注销例如可以在于，将在移动数据载体上包含的信息通过读取装置删除，或者将指示卡有效性的一个值WER从“有效”设为“无效”(图6)。

将编码COD传送至充值卡WEK中的另一种可能在于，在该代码所属的金额支付之后，由一个通行费运营商授权的人通过一个计算单元BEE的输入装置，例如键盘或触摸屏手动输入到计算单元BEE中。

此外，编码COD还可以通过一个无线网络，优选为GSM网络传送至充值卡中。为此充值卡可以具有一个无线模块，例如一个GSM模块，或者与一个这类模块连接，通过该模块按照例如通过激活充值卡键盘上一个可以预定的键或按键组合的请求，可以建立与通行费站运营商的结算中心ABZ的一个连接。在成功地连接之后，可以由车辆使用者选择所希望的使用权限BER，例如通过一个如在充值卡移动无线设备中常见的声音菜单进行支持。使用权限BER或者编码COD的支付可以由车辆使用者例如通过信用卡或通过向通行费运营商设置的帐户转帐实现。

在选择了所希望的使用权限BER并付费之后，可以将编码COD从结算中心ABZ传送至充值卡中。

使用权限BER的付费可以如GMS充值卡移动无线电话中公知的那样，通过获得一个通行费充值卡实现，在该充值卡上打印有各种使用权限BER的至少一个所属的信用代码KRE，KR1，KR2。在通过GSM网络与结算中心ABZ建立连接之后，可以按照在交费装置BEV中的输入，例如通过充值卡的一个按键，将这些信用代码KRE，KR1，KR2从充值卡传送至结算中心ABZ中。在得到该信用代码KRE之后，按照上面的描述结算中心ABZ例如按编码COD的形式传送信用代码KRE，KR1，KR2所属的使用权限BER。

用于传送信用代码KRE，KR1，KR2和使用权限BER的连接结构也可以在输入装置EIV和结算中心ABZ之间建立。输入装置EIV例如可以是一个移动无线电话TEL，通过该电话将信用代码KRE，KR1，KR2传送至结算中心ABZ，其中，在收到信用代码KRE，KR1，KR2之后将以编码COD形式的对应使用权限BER从结算中心ABZ传送至移动无线电话。然后，通过例如为红外接口的接口SS1，可以将使用权限BER按照移动无线电话TEL的请求传送至充值卡中。

根据图7，也可以通过一台与数据网络WWW(优选与因特网)连接的计算机PC将使用权限BER和编码CO1、CO2、CO3传送至充值卡中。这里，可以按照通行费站运营商的结算中心ABZ的要求将编码CO1、CO2、CO3通过因特网传送至计算机PC中，该计算机设置用来，例如通过一个UBS接口将编码CO1、CO2、CO3传送至充值卡中，。使用权限BER付费可以如通过无线电网络传送编码COD一样借助于信用卡等进行。

为了能够在尽管不存在充值卡WEK与通行费引导站之间通信的条件下进行独立于位置的存款GUT扣除，可以将当前确定的GPS位置与在充值卡WEK的一个存储器中存放的虚拟通行费站的地图进行比较，并在驶过一个虚拟的通行费站时从存款GUT中扣除积累的、借助于GPS测量确定的通行费欠款。但是在这种情况下优选的也是先进行路段署名的计算。

在某些情况下，在应用充值卡WEK的条件下借助于GPS通行费系统对车辆FAR的当前位置坐标OKO采集的精度不够。如果例如一条应该交费的道路和一条免费的道路在较大范围内相邻，则可能得到对通行费用GEB的错误计算。因此，可以由车辆FAR的导杆通过操作一个为此设置的输入装置(例如在充值卡上的按键)输入驶入或者驶离一段应该交费的路段STR。由此，可以类似于电车车票的注销，车辆的导杆起到辅助作用。此外，可以由此将位置确定的精度要求限制在通过GPS通行费系统可以得到的精度要求，而不必传送一个校正数据。

充值卡可以优选地做成可以插入到汽车收音机中的芯片卡，其中可以通过汽车收音机实现操作，即激活或停止充值卡。

在利用双重通行费系统中可以实现的第二交费类型中，根据图8将使用权限BER存放在结算中心ABZ中。这里，优选的是车辆FAR所属的帐户KON。在这种交费类型中，与充值卡相反，在车辆FAR、按照本发明的、用于确定车辆FAR当前位置坐标的交费装置BE2和一个结算中心ABZ之间存在一种通信连接。下面将按照本发明的、可以通信的交费装置BE2称为计算单元OBU。

按照图9，可以在可预定的间隔中在按照本发明的计算单元OBU中计算署名SIG，SI1，并通过无线电网络FUN，例如GSM或UMTS网络等传送至结算中心ABZ。如上面提到的，在该结算中心ABZ中可以通过将所行驶路段的署名SIG与应该交费路段的参考署名REF进行比较，确定应收取的通行费用GEB，GE1。如果车辆FAR行驶的路段应该交费，则可以由此根据署名SIG，SI1和一同传送的车辆或者计算单元识别FID，FI1立刻“在线”从车辆FAR或计算单元OBU所属的帐户KON，KO1中进行扣除。

另一种可能性在于，在一个可以预定的时间段(例如一个月)上收集确定的通行费用GEB，并在一个较晚的时刻在结算中心ABZ从帐户KON，KO1中扣除积累的通行费欠款。自然可以将存放在结算中心ABZ的使用权限BER类似充值卡地以时间卡ZEI的形式实现。

署名SIG的计算也可以在结算中心ABZ中进行，为此可以将位置坐标OKO传送到结算中心ABZ。因为署名SIG的计算可以如上面提到的那样在可以预定的间隔中进行，在这种情况中也不需要持续地将位置数据传送到结算中心ABZ。因此，在按照本发明的通行费系统中可以极大地减少由于署名SIG计算引起的数据积累。

如果实现从帐户KON中在线扣除通行费用GEB，并如同在充值卡中一样，在驶离应该交费的交通区域时由驾驶员以激活计算单元OBU的形式施加辅助作用，则如果所采用的位置采集系统PES是一个GPS通行费系统，就有必要传送位置校正数据，以便排除对通行费用的错误计算。因为，如上面提到的那样，在相互平行的道路中可能对通行费用GEB进行错误的计算。位置校正数据可以根据dGPS方法确定，并通过无线电网络，例如GSM网络等传送至计算单元OBU。这种用于传送校正数据的方法例如由WO94/12892公开。关于dGPS的概念参见上面引用的慕尼黑工业大学电子技术和信息技术系博士论文以及“Geolocator ein GPS-basiertesFahrzeugortungsystem”；Bernhard Liedl；Linz大学信息处理和微处理器技术研究所硕士论文。

为了证据可靠，可以将车辆变化的位置以及路段STR的署名SIG和关于使用时刻的可能信息，例如按一个附在当前确定的署名SIG上的时间印记ZST的形式存放在充值卡或结算中心ABZ的一个存储器中，并在需要时供使用。在署名SIG上附加一个时间印记ZST提供了这样的优点，即在作为时间卡ZEI实现的使用权限中非常容易检验该时间卡是否还有效。通过署名SIG和时间印记ZST可以实现对使用应该交费路段的明确证明。

按照图10可以设置一个用于监视通行费系统或充值卡和计算单元OBU按规定运行的监视系统UES。该监视系统可以具有一个控制器ST1以及一个与其连接的显示器DIP，该显示器用来显示可以预定的光学模式MUS(图11)。该光学模式MUS可以取决于位于车辆FAR上的交费装置BEV(即，充值卡或计算单元OBU)当前的运行状态。监视系统UES的控制器ST1可以监控，是否在充值卡或结算中心上具有有效的使用权限BER，或者车辆上的交费装置BEV是否接通。

为了根据充值卡的运行状态显示模式MUS，控制器ST1可以对充值卡中使用权限BER的状态进行检验，以及验证充值卡是否接通或者断开。

如果是在车辆上的交费装置BEV是一个计算单元OBU，则监视系统UES的控制器ST1可以与结算中心ABZ交换数据，以便确定是否存在一个有效的使用权限BER。

控制器ST1根据交费装置BEV(充值卡或者计算单元OBU)的当前运行状态以及一个使用权限的存在操纵显示器DIP，在其上显示一个与运行状态对应的模式MUS。为了显示该模式MUS，显示器DIP可以具有发光二极管LED或红外发光二极管或者其它光学信号表示的可能性。

如果在充值卡或者结算中心上不存在有效的使用权限BER，则将一个为此目的设置的光学模式MUS表示在车辆前部FRO。

控制器ST1也可以识别驾驶员在充值卡或者计算单元OBU上未经许可的篡改。

为此，可以将监视系统的控制器ST1设置成，在多次在充值卡WER中错误输入用于使用权限BER的代码COD的情况下，在显示器上显示一个为此目的设置的模式MUS，例如一个点燃的发光二极管LED。

为了防止驾驶员方的篡改，将/可以在一个存储在交费装置BEV，即充值卡WER或者计算单元OBU中的周期之后变换模式MUS。在计算单元OBU可以通信的情况下，也可以从外部例如通过GSM广播请求变换该模式。

可以由车辆FAR的导杆通过操作一个为此设置的输入装置(例如用于充值卡的输入单元上的按键)输入关于驶入或者驶离一段应该交费的路段STR(即充值卡的激活)。

由此，可以类似于电车车票的注销，车辆的导杆起到辅助作用。

如果车辆使用者接通了充值卡，且在卡的存储器SPR中存在一个有效的使用权限BER，则控制器ST1在显示器DIP上产生一个与此对应的光学模式MUS，例如两个点燃的发光二极管LED，而在充值卡WER的断开状态下则产生一种表征该状态的模式MUS，例如没有发光二极管LED发光。

对于将其使用权限BER存放在结算中心ABZ中的计算单元OBU，自然是同样的。例如，在车辆FAR的结算中心ABZ中的帐户透支了一个可以预定的额度，或者帐户持有者延缓了其通行费用的偿还，则可以将该帐户的状态从“有效”改为“无效”。其中，在这种情况下控制器ST1在显示器上显示一个为此设定的模式MUS。

因此，根据模式MUS可以识别出，车辆FAR的驾驶员是否是一个可能的或实际的通行费赖帐者。

在通过一个固定的检查站KST时可以对显示的模式进行评估，并作为触发信号用于车牌OCR。这里，ORC表示“光学字符识别”，表示用于光学模式识别的公知方法。这种方案的优点在于除了很小的费用外，不必对每个车辆进行车牌OCR。(在LED对应的较高的光功率下，红外模式可以通过红外摄像机KAM上的廉价的滤光片，根据比在利用单纯被动的车牌OCR的车牌高出更多的信号噪声比加以识别。几个简单模式的识别同样具有高出许多的可靠性。)

因此，本发明的监视系统UES不仅如本文开始提到的WO99/66455一样用于通信，而且用来降低昂贵且在预期环境条件下明显不可靠的车牌OCR进行的频率。由此，在由中心实施的OCR情况中明显地减少了在固定位置的实施站和OCR中心之间的数据形成。

移动监视同样可以通过一个红外摄像机实现。为此也可以补充地通过在可视区域中附加LED源实现一种预选。但是，也可以在可视区域中实现一般的信号化。

在定制的区域内部可以遇到三种类型的车辆FAR：

1.没有或有无效(篡改了的)IR/LED署名的车辆FAR，他们要么是通行费赖帐者，如同在每个任意的自动通行费方法中原则上可能的一样；要么他们是通行费的用户，但具有损坏的交费装置BEV或者有错误和无效的使用权限BER，例如冻结的帐户KON或者用尽的存款GUT。所有这些用户可以在一个对应(固定或者移动)的检查站被识别，并按照固定的规则对其进行处理。

2.具有有效IR/LED署名的车辆，其中，识别离开一个国家区域，并例如取消交费装置BEV与结算中心ABZ的通信以及所有交费过程并仅仅进行位置确定，或者切换到一个基本技术兼容的相临国家的通行费系统。

3.由于车辆的当前位置在一同运行的计算单元BEE中是已知的，并可以由其识别边界的一侧或另一侧在哪个坐标点上，所以可以在一段应该交费的路段上跨越边界之前就及时地激活当前的模式。优选地在边界附近设置一个误差地带，在该地带中不一定要求激活计算单元。如果在应该交费的交通面积上的国家区域继续行驶，则进行对应于本发明方法的交费。

如已经提到的，另一个检查元件也表示了所行驶路段STR的署名SIG。为此，这些署名在实时比较之后不被丢弃，而可以为了证据可靠存储在例如交费装置BEV或结算中心ABZ中。其中，该存储的数据可以按照环形存储的原则保留超过一个可以预定的时间段，例如两个月。

也可以在运行中计算署名SIG，并连同交费装置BEV或者使用权限的时间印记STE和状态进行存储。这些数据可以要么在对充值卡下一次充值时扣除，要么在能够通信的计算单元OBU持续或者按可以预定的间隔传送到交费中心，并由该中心按照合适的方法(例如，公知的利用不可能的统计运动特征比较等而公知)进行处理，以便获得黑名单或者其它对于整个通行费系统的运行有意义的特征。

另外，本发明还实现了这样的可能，即可以放弃使用具有车辆外部的通行费引导站的在线通信系统，例如GSM网络。由此，可以在保留虚拟交费的条件下非常廉价地实现按照本发明的方法或者通行费系统。本发明的另一个优点在于，可以在同一基本设施中实现由规则制定者所要求的在线(通过计算单元OBU和结算中心ABZ)和离线(通过充值卡WEK)交费的车辆运行商的同等地位，并由此可以按简单的方式实现了一种“双重”的通行费系统。

Claims (9)

1.一种通行费系统(SYS)，该通行费系统具有一个用于确定带有车载交费装置(BE2)的车辆(FAR)位置的位置确定系统(PES)，该交费装置具有一个接收单元(EM2)，设置用来从位置确定系统(PES)接收位置数据并传送至交费装置的一个控制器(ST2)，该控制器设置用来根据位置数据确定车辆(FAR)的当前位置坐标(OKO)，交费装置(BE2)还具有一个发送单元(SEN)，设置用来将数据传输到车辆外部的一个结算中心(ABZ)，该结算中心具有一个接收单元(EM3)，设置用来从交费装置接收数据并传送至结算中心(ABZ)的一个控制器(ST3)，其特征在于，所述交费装置(BE2)的控制器(ST2)和/或结算中心(ABZ)的控制器(ST3)设置用来，根据所述位置坐标计算一个标志行驶路段(STR)的署名(SIG)，其中，所述结算中心(ABZ)的控制器设置用来，根据该署名确定该路段(STR)是否应该交费，该控制器(STE)还设置用来，如果该行驶的路段(STR)是应该交费的，则根据在一个存储器(SPR)中存放的使用权限(BER)进行检验，看该车辆(FAR)是否有权使用该路段(STR)。

2.一种通行费系统(SYS)的车载交费装置(BE2)，该交费装置具有一个接收单元(EM2)，设置用来从一个位置确定系统(PES)接收位置数据并传送至交费装置的控制器(ST2)，该控制器设置用来根据位置数据确定车辆(FAR)的当前位置坐标(OKO)，交费装置(BE2)还具有一个发送单元(SEN)，设置用来将数据传输到所述结算中心(ABZ)，其特征在于，所述交费装置的控制器(ST2)设置用来，根据位置坐标(OKO)计算一个标志行驶路段(STR)的署名(SIG)并传送至所述发送单元(SEN)。

3.根据权利要求2所述的交费装置，其特征在于，所述控制器(ST2)设置用来在一个可以预定的时间间隔(INT)中计算所述署名(SIG)。

4.根据权利要求2或3所述的交费装置，其特征在于，所述位置确定系统(PES)是一个卫星导航系统。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的交费装置，其特征在于，所述交费装置设置用来，将所述署名(SIG)通过一个无线网络(FUN)传送至所述结算中心(ABZ)。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的交费装置，其特征在于，所述交费装置设置用来，通过所述无线网络(FUN)接收用于确定位置坐标(OKO)的位置校正数据(KOR)。

7.一种通行费系统(SYS)的车辆外部的结算中心(ABZ)，该结算中心具有一个用于确定车辆位置的位置确定系统(PES)和一个车载交费装置(BE2)，其中，该结算中心(ABZ)具有一个接收单元(EM3)，设置用来从交费装置(BE2)接收数据，其特征在于，所述结算中心(ABZ)具有一个控制器(ST3)，设置用来根据标志由车辆(FAR)行驶的路段(STR)的署名(SIG)确定该路段(STR)是否应该交费，该控制器(STE)还设置用来，如果该行驶的路段(STR)是应该交费的，则根据在一个存储器(SPR)中存放的使用权限(BER)进行检验，看该车辆(FAR)是否有权使用该路段(STR)。

8.根据权利要求7所述的结算中心，其特征在于，所述接收单元(EM3)设置用来从交费装置(BE2)接收车辆(FAR)的位置坐标并传送到所述控制器(ST3)，该控制器设置用来，根据位置坐标(OKO)计算标志车辆(FAR)行驶路段(STR)的署名(SIG)。

9.根据权利要求7或8所述的结算中心，其特征在于，所述使用权限(BER)是配置给车辆(FAR)的一个帐户(KON)，而控制器(ST3)可以被设置用来，将积累的通行费用从该帐户(KON)中扣除。

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