DE10200497A1 - Verfahren zum Erfassen von Kraftfahrzeug-Bewegungsdaten mittels Mobilfunk - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Erfassung der Bewegungsdaten von Fahrzeugen. Vorzugsweise soll das Verfahren zur Unterstützung der Gebührenerhebung bei der Benutzung gebührenpflichtiger Straßen dienen. DOLLAR A Aufgabe des Verfahrens ist es, eine Möglichkeit zu eröffnen, die Daten ständig mit hoher Genauigkeit zu erfassen. Im Kontext der Gebührenerhebung für die Straßenbenutzung soll das Verfahren Daten für eine möglichst genaue pay-per-use-Abrechnung, also eine Abrechnung entsprechend dem tatsächlichen Nutzungsumfang der Straßen liefern. DOLLAR A Zur Lösung der Aufgabe wird für ein jeweiliges Kraftfahrzeug ein Bewegungsprofil erstellt, indem für ein dem Kraftfahrzeug zugeordnetes sowie in ein Mobilfunknetz einbezogenes Positionsmeldegerät mit einem Identifikationsmodul, vorzugsweise einem SIM, auf einem Datenbankserver des Mobilfunknetzbetreibers ein Logfile geführt wird. In dem Logfile wird unter Zuordnung zu einem beim Einbuchen in eine Funkzelle des Mobilfunknetzes vom Identifikationsmodul des Positionsmeldegerätes übertragenen primären Identitätsmerkmal protokolliert, innerhalb welcher Funkzellen sich das Kraftfahrzeug jeweils bewegt, wobei die jeweilige Funkzelle durch einen Indikator bezeichnet wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Erfassung der Bewegungsdaten von Fahrzeugen im Hinblick auf deren Aufenthaltsorte bzw. die von ihnen befahrenen Wegstrecken. Vorzugsweise soll das Verfahren dabei zur Unterstützung der Gebührenerhebung bei der Benutzung gebührenpflichtiger Straßen dienen.
• Zur Erhebung von Gebühren für die Straßenbenutzung sind derzeit in der Praxis im Wesentlichen zwei Verfahrensweisen im Einsatz. Danach werden die Benutzungsgebühren entsprechend einer Möglichkeit durch die Erhebung von Pauschalgebühren eingezogen, indem beispielsweise durch den Kraftfahrer eine das Befahren bestimmter Straßen gestattende Vignette käuflich erworben wird. Eine weitere, häufig praktizierte Methode ist die Erhebung und Entrichtung einer Mautgebühr eingangs oder ausgangs gebührenpflichtiger Strecken. Beide Verfahrensweisen sind mit dem Nachteil behaftet, dass der Inhaber bzw. Fahrer eines Kraftfahrzeugs Straßengebühren bezahlt, welche nicht dem tatsächlichen Nutzungsumfang der Straßen durch ihn entsprechen. Dabei erfolgt die Berechnung der Gebühren auch gemäß der zweitgenannten Möglichkeit nur grob entfernungsabhängig. Ein weiterer Nachteil dieser Variante besteht zudem in dem nicht unerheblichen, mit ihrer Umsetzung verbundenen Aufwand. Dieser ergibt sich daraus, dass die so genannten Mautstellen im Allgemeinen personell besetzt sind, so dass neben den Kosten für ihre Einrichtung nicht unbeträchtliche Kosten für die Entlohnung des Personals anfallen. Teilweise werden die Gebühren an den Mautstellen auch durch spezielle Gebührenautomaten erhoben. Hierdurch verringert sich zwar der Kostenaufwand für das Personal jedoch ergeben sich dabei für den Straßenbenutzer gleichzeitig Nachteile hinsichtlich des Komforts bei der Gebührenzahlung. Neben dem unter Umständen bestehenden Problem die jeweilige Währung verfügbar haben zu müssen, muss der betreffende Automat, der so genannte POS (Point of Sale), auch in manchen Fällen, insbesondere von ortsunkundigen Fahrern, zunächst gesucht werden. Letzteres trifft zwar für den kommerziellen Kraftverkehr seltener zu, jedoch kann hier, aufgrund des Bestehens eines hohen Zeit- und Kostendrucks, bereits eine etwas dezentrale Anordnung der entsprechenden Automaten als nachteilig angesehen werden. Bei einem hohen Fahrzeugaufkommen ergibt sich bei einem Mautsystem, unabhängig davon, ob dieses mit Personal an der Mautstrecke oder unter Einsatz von Automaten umgesetzt wird, zudem vielfach das Problem, dass in der Nähe der Mautstellen größere Fahrzeugstaus entstehen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches eine ständige sowie möglichst genaue automatische Erfassung der Bewegungsdaten von Fahrzeugen im Hinblick auf deren Aufenthaltsorte bzw. die von ihnen befahrenen Wegstrecken ermöglicht. Im Hinblick auf eine Nutzung des Verfahrens zur Erhebung von Gebühren für die Straßenbenutzung soll das Verfahren dabei die vorstehend geschilderten Nachteile vermeiden. Das Verfahren soll in diesem Kontext die Daten für eine möglichst genaue pay-per-use-Abrechnung, also eine Abrechnung entsprechend dem tatsächlichen Nutzungsumfang der Straßen, liefern. Zudem soll das Verfahren möglichst bereits bestehende Infrastrukturen nutzen.
• Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind durch die Unteransprüche gegeben.
• Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird zur Erfassung der Bewegungsdaten von Kraftfahrzeugen hinsichtlich der von ihnen befahrenen Wegstrecken unter Nutzung eines Mobilfunknetzes für ein jeweiliges Kraftfahrzeug ein Bewegungsprofil erstellt. Dies geschieht, indem für ein dem Kraftfahrzeug zugeordnetes sowie in ein Mobilfunknetz einbezogenes Gerät (Positionsmeldegerät) mit einem Identifikationsmodul, vorzugsweise einem SIM (Subscriber Identification Module), auf einem Datenbankserver des Mobilfunknetzbetreibers ein Logfile geführt wird. In diesem Logfile wird unter Zuordnung zu der beim Einbuchen in eine Funkzelle des Mobilfunknetzes vom Identifikationsmodul des Positionsmeldegerätes übertragenen primären Identitätsmerkmal, vorzugsweise der IMSI (International Mobile Subscriber Identity), bzw. zu anderen aus diesem primären Identitätsmerkmal abgeleiteten eindeutigen Identitätswerten ein Protokoll geführt. Darin wird festgehalten, innerhalb welcher Funkzellen sich das Kraftfahrzeug mit dem Positionsmeldegerät jeweils bewegt. Dabei wird die jeweilige Funkzelle durch einen Indikator, vorzugsweise ihren LAI (Location Area Indicator), bezeichnet. Entsprechend einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Protokollierung der von dem jeweiligen Fahrzeug durchfahrenen Funkzellen in Zuordnung zu einem aus dem primären Identitätsmerkmal ableitbaren temporär gültigen Identitätswert, vorzugsweise der TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity), oder zu der mit dem primären Identitätsmerkmal korrespondierenden Mobilfunknummer des Positionsmeldegerätes, vorzugsweise der MSISDN (Mobile Station ISDN-Number). Die vorzugsweise Nennung der Bezeichner SIM, IMSI, LAI, TMSI und MSISDN bezieht sich dabei auf die entsprechenden im Zusammenhang mit dem GSM-Standard verwendeten Begrifflichkeiten. Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung aber nicht auf die Verwendung der Infrastruktur der gegenwärtig weit verbreiteten GSM-Netze. Vielmehr bezieht sie sich ebenso auf die Verwendung künftiger Mobilfunkstandards, wie beispielsweise UMTS. Insoweit dient die vorzugsweise Nennung der GSM-Bezeichnungen lediglich der Verdeutlichung allgemeiner Begriffe, wie Identifikationsmodul, Identitätskennzeichen oder Identitätswert, um die Nachvollziehbarkeit der erfindungsgemäßen Lehre zu erleichtern. Vereinfachend sollen dennoch - wie betont, ohne die Lehre auf die Verwendung des GSM-Funks zu beschränken - im Weiteren zumeist diese Begriffe verwendet werden.
• Für die physische Zuordnung des Positionsmeldegerätes zu einem bestimmten Kraftfahrzeug sind unterschiedliche Möglichkeiten denkbar. Eine besteht darin, das entsprechende Gerät fest mit dem Kraftfahrzeug zu verbinden. Selbstverständlich muss gewährleistet sein, dass das Gerät zumindest immer dann, wenn sich das Fahrzeug bewegt, aktiviert ist. Grundsätzlich könnte dieser Forderung entsprochen werden, indem das Positionsmeldegerät permanent aktiviert ist. Praxisgerechter ist es jedoch, das Gerät jeweils mit dem Starten des Kraftfahrzeuges zu aktivieren und es umgekehrt beim Unterbrechen des Zündkreises zu deaktivieren. Soweit auf diese Weise die zumindest im Fahrbetrieb ständige Aktivierung des Gerätes sichergestellt ist, besteht ein möglicher interessanter Nebeneffekt des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, dass es sich im Grunde auch zur Verfolgung eines eventuellen Fahrzeugdiebstahls einsetzen lässt. Anhand der Protokolldaten im Logfile ließe sich dabei die Fahrtroute eines eventuellen Fahrzeugdiebes verfolgen. Selbstverständlich sind, nicht nur in diesem Zusammenhang, möglichst auch Vorkehrungen zu treffen, um eine Manipulation an dem Positionsmeldegerät zu verhindern. Dazu sind unterschiedliche Maßnahmen, wie beispielsweise eine Verplombung oder Verkapselung des Gerätes, denkbar, die jedoch nicht Gegenstand der hier dargestellten Erfindung sind.
• Gemäß einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens wird das Positionsmeldegerät lösbar mit dem Fahrzeug verbunden. Um jedoch zu bewerkstelligen, dass die Protokollierung dennoch lückenlos erfolgen kann, ist hierbei das Verfahren so gestaltet, dass bei vom Kraftfahrzeug getrenntem Positionsmeldegerät der Zündkreis oder die Kraftstoffzufuhr für den Motor des Fahrzeugs gesperrt ist. Dieses Verfahrensregime lässt sich vorteilhaft dahingehend weiter ausgestalten, dass beim Verbinden des Positionsmeldegerätes mit dem Kraftfahrzeug zwischen diesem und einer im Kraftfahrzeug vorzusehenden Kontrolleinheit ein Datenaustausch erfolgt, mit welchem sich das Positionsmeldegerät gegenüber besagter Kontrolleinheit identifiziert. Auf diese Weise fungiert das Positionsmeldegerät im Zusammenspiel mit der Kontrolleinheit gleichzeitig als eine Art elektronische Wegfahrsperre, welche ein motorgetriebenes Bewegen des Fahrzeugs nur dann zulässt, wenn eine ordnungsgemäße Identifizierung eines zur Verwendung mit dem Fahrzeug zugelassenen Positionsmeldegerätes erfolgt ist.
• Da es sich bei dem Positionsmeldegerät um ein in ein Mobilfunknetz eingebundenes Gerät handelt, kann dieses gemäß einer möglichen Verfahrensgestaltung gleichzeitig die Funktion eines Funktelefons erfüllen. Oder anders ausgedrückt, müssen Mobiltelefone bekannten Aufbaus zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Grunde lediglich um eine Funktionalität erweitert werden, die es gestattet, sie mit dem Kraftfahrzeug in Verbindung zu bringen und sich gegenüber einer entsprechenden Einheit im Fahrzeug zu identifizieren. Ähnliches wird bei sogenannten Freisprecheinrichtungen teilweise bereits heute realisiert. Fahrzeugseitig müsste lediglich die Möglichkeit geschaffen werden, in Abhängigkeit des Ergebnisses des Identifikationsvorgangs gegebenenfalls in das Motor- oder Kraftstoffmanagement einzugreifen. Da eigentlich auch dies bei modernen Fahrzeugen mit Wegfahrsperren bereits realisiert ist, kann also an dieser Stelle ebenfalls auf bekannte Strukturen zurückgegriffen werden.
• Unabhängig von der Ausgestaltung des Verfahrens hinsichtlich bestimmter Details, beispielsweise der Art und des Funktionalitätsumfangs des Positionsmeldegerätes, sollte jedoch bei einer praxisgerechten Verfahrensumsetzung sichergestellt werden, dass eine möglichst flächendeckende Erfassung der erforderlichen Daten gewährleistet ist. Zwar decken die meisten Mobilfunknetze zumindest das Territorium im Inland weitestgehend ab, jedoch muss zur Gewährleistung der heute geforderten Mobilität möglichst auch eine grenzüberschreitende Verwendung des Verfahrens sichergestellt werden. Dies kann entsprechend einer möglichen Gestaltung des Verfahrens unter Nutzung so genannter Roaming-Abkommen der Mobilfunknetzbetreiber erfolgen. Bewegt sich ein Kraftfahrzeug in einem Gebiet, welches durch das Netz des Mobilfunknetzbetreibers, bei dem das im Fahrzeug installierte Positionsmeldegerät zugelassen ist, nicht abgedeckt wird, so erfolgt gemäß dieser Ausgestaltung eine temporäre mobilfunktechnische Übergabe des Positionsmeldegerätes in das Netz eines anderen Netzbetreibers. Im Zuge dessen wird das Logfile für das Positionsmeldegerät in einer entsprechenden Datenbank dieses anderen Netzbetreibers fortgeschrieben und die hierbei protokollierten Daten werden bei der Rückkehr in das Netz des ursprünglichen Netzbetreibers wieder an dessen Datenbankserver übergeben. Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird von den Mobilfunknetzbetreibern, welche den zur Durchführung des Verfahrens und die damit verbundene Protokollierung der Bewegungsdaten erforderlichen Dienst anbieten, für die Positionsmeldegeräte ein eigener Nummernbereich reserviert. Hierdurch wird die Auswertung der Log-Dateien vereinfacht.
• Nachfolgend soll die Erfindung ohne Bezugnahme auf eine Zeichnung in der Art eines Ausführungsbeispiels nochmals näher erläutert werden.
• Das dargestellte Beispiel geht in Bezug auf eine mögliche schrittweise Einführung des Verfahrens und die heute bereits sehr starke Verbreitung von Mobiltelefonen, so genannter Handys, sowie die weitreichenden technischen Möglichkeiten bezüglich der Integration einer Vielzahl von Funktionen in diese Geräte von der Benutzung eines lösbar mit dem Kraftfahrzeug verbindbaren, also tragbaren Positionsmeldegerätes aus. Dabei führt ein Kraftfahrer, welcher eine Autofahrt antritt, in eventuell gewohnter Weise ein Handy bei sich. Dieses Handy ist jedoch in seiner Funktionalität für den Einsatz des vorgestellten Verfahrens erweitert. Hierbei muss der Kraftfahrer, bevor er das Fahrzeug starten kann, sein Handy über eine Schnittstelle mit einer Kontrolleinheit des Fahrzeugs verbinden. Die entsprechende Verbindungsmöglichkeit kann dabei beispielsweise auch durch eine ohnehin im Fahrzeug vorhandene Freisprecheinrichtung bereitgestellt werden. Nach dem Anschließen des Handys an die besagte Schnittstelle erfolgt zwischen diesem und der vermittels der Schnittstelle verbunden Kontrolleinheit ein Datenaustausch, welcher eine Identifizierungsroutine beinhaltet. Erst wenn das Mobilfunkgerät, im Hinblick auf die Durchführung des Verfahrens, als für die Verwendung in dem betreffenden Fahrzeug zugelassen erkannt wird, lässt sich das Kraftfahrzeug starten. Bei der Fahrt bewegt sich der Fahrer auf seinem Weg nun mit dem Kraftfahrzeug durch unterschiedliche Funkzellen des Funknetzes, bei dem das Positionsmeldegerät (sein Handy) zugelassen ist. Unter Verwendung des entsprechenden Übertragungsprotokolls für den jeweiligen Mobilfunkstandard (beispielsweise GMS, GPRS oder UMTS) bucht sich das Handy bei jedem Eintritt in eine neue Funkzelle in diese betreffende Zelle ein. Zu diesem Zweck wird von dem Handy, in der Regel im Zuge der Durchführung eines Challenge-and-Response Verfahrens, jeweils seine auf dem SIM-Modul gespeicherte IMSI an ein MSC (Mobile Switching Center - Mobilvermittlungseinrichtung) des Mobilfunknetzbetreibers übermittelt. Dieser Vorgang wird auf einem dem MSC zugeordneten Datenbankserver in einem Logfile protokolliert. Verlässt das Fahrzeug nun den Bereich des betreffenden Funknetzes so wird das Positionsmeldegerät gemäß eines mit einem weiteren Funknetzbetreiber geschlossenen Roaming-Abkommens mobilfunktechnisch in dessen Netz übergeben. Dabei wird auch das zu dem betreffenden Gerät geführte Logfile mit übergeben, so dass es in dem Mobilfunknetz des anderen Betreibers (welcher selbstverständlich den betreffenden Dienst ebenfalls bereitstellen muss) in gleicher Weise fortgeschrieben werden kann. Entsprechend erfolgt bei einer Rückkehr in den Netzbereich des ursprünglichen Mobilfunknetzbetreibers eine Rückgabe der erforderlichen Daten in Form des Logfiles. Je nach den Vertragsverhältnissen zwischen dem Mobilfunknetzbetreiber und der die Straßengebühren erhebenden Stelle, werden die Logfiles oder daraus sich ergebende Daten, welche ein Bewegungsprofil des entsprechenden Fahrzeugs darstellen, durch den Mobilfunknetzbetreiber an die jeweilige Gebührenstelle zyklisch übermittelt oder von dieser abgefragt. Die zu zahlenden Gebühren können dabei grundsätzlich sogar mit der Telefonrechnung für das zur Durchführung des Verfahrens eingesetzte Handy eingezogen werden, wobei hier aus rein geschäftlicher Sicht auch ganz andere Modelle denkbar sind. Dabei ist es, ohne dass hierdurch das erfindungsgemäße Verfahren berührt wird, auch denkbar, dass der betreffende Datenbankserver zwar dem Mobilfunkbetreiber im Hinblick auf dessen Netzinfrastruktur zugeordnet ist, aber von der die Straßengebühren erhebenden Stelle selbst unterhalten wird. Auch eine geschäftliche Dreiteilung (Gebühren einziehende Stelle - Mobilfunknetzbetreiber - davon unabhängiger Betreiber des Datenbankservers) ist selbstverständlich möglich.

Claims (9)

1. Verfahren zum Erfassen von Kraftfahrzeug-Bewegungsdaten mittels Mobilfunk im Hinblick auf die von ihnen befahrenen Wegstrecken, vorzugsweise bei der Benutzung von gebührenpflichtigen Straßen zum Zweck der Gebührenerhebung, bei welchem unter Nutzung eines Mobilfunknetzes für ein jeweiliges Kraftfahrzeug ein Bewegungsprofil erstellt wird, indem für ein dem Kraftfahrzeug zugeordnetes sowie in ein Mobilfunknetz einbezogenes Gerät (im weiteren Positionsmeldegerät) mit einem Identifikationsmodul, vorzugsweise einem SIM (Subscriber Identification Module), auf einem Datenbankserver des Mobilfunknetzbetreibers ein Logfile geführt wird, in welchem unter Zuordnung zu einem beim Einbuchen in eine Funkzelle des Mobilfunknetzes vom Identifikationsmodul des Positionsmeldegerätes übertragenen primären Identitätsmerkmal, vorzugsweise der IMSI (International Mobile Subscriber Identity), oder aus diesem primären Identitätsmerkmal abgeleiteten eindeutigen Identitätswerten protokolliert wird, innerhalb welcher Funkzellen sich das Kraftfahrzeug mit dem Positionsmeldegerät jeweils bewegt, wobei die jeweilige Funkzelle durch einen Indikator, vorzugsweise ihren LAI (Location Area Indicator), bezeichnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Protokollierung durchfahrener Funkzellen in Zuordnung zu einem aus dem primären Identitätsmerkmal abgeleiteten temporär gültigen Identitätswert, vorzugsweise der TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity), oder zu der mit dem primären Identitätsmerkmal korrespondierenden Mobilfunknummer des Positionsmeldegerätes, vorzugsweise der MSISDN (Mobile Station ISDN Number), erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsmeldegerät fest mit dem Kraftfahrzeug verbunden wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsmeldegerät beim Starten des Kraftfahrzeugs aktiviert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsmeldegerät lösbar mit dem Fahrzeug verbunden wird, wobei bei vom Kraftfahrzeug getrennten Positionsmeldegerät der Zündkreis oder die Kraftstoffzufuhr für den Motor gesperrt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verbinden des Positionsmeldegerätes mit dem Kraftfahrzeug zwischen diesem und einer im Fahrzeug vorzusehenden Kontrolleinheit ein Datenaustausch erfolgt, mit welchem sich das Positionsmeldegerät gegenüber der Kontrolleinheit identifiziert, so dass das Positionsgerät gleichzeitig als eine elektronische Wegfahrsperre fungiert.

7. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsmeldegerät auch die Funktion eines Funktelefons erfüllt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Bewegungsdaten in Gebieten, welche durch das Netz des Mobilfunknetzbetreibers, bei dem das Positionsmeldegerät zugelassen ist, nicht abgedeckt werden, durch eine temporäre mobilfunktechnische Übergabe des Positionsmeldegerätes in das Netz eines anderen Netzbetreibers (Roaming) erfolgt, wobei im Zuge dieses Roaming das Logfile in einer Datenbank dieses Netzbetreibers fortgeschrieben wird und die entsprechenden Daten bei der Rückkehr in das Netz des ursprünglichen Mobilfunknetzbetreibers an dessen Datenbankserver übergeben werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Positionsmeldegeräte von dem jeweiligen, den entsprechenden Dienst anbietenden Mobilfunknetzbetreiber ein eigener Nummernbereich reserviert wird.