DE102005027765A1 - Verfahren zur Aktualisierung von Software in einem Fahrzeuggerät eines elektronischen Mautsystem sowie Mautsystem zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktualisierung von Software in einem elektronischen Mautsystem (1), wobei zur Abwicklung der Bemautung die als Daten und/oder Datenverarbeitungsprogramme ausgebildete Software einer bestimmten Version (V¶n¶) in einem Fahrzeuggerät (4) verwendet wird, wobei eine neue Version (V¶n+1¶) der Software in einer Mautzentrale (5) bereitgestellt wird, und wobei die Mautzentrale (5) und das Fahrzeuggerät (4) über ein Mobilfunknetz (M) miteinander kommunizieren. Indem zwischen dem Fahrzeuggerät (4) und der Mautzentrale (5) Versionsinformationen der Software zur Feststellung eines Aktualisierungsbedarfs ausgetauscht werden, indem bei einem festgestellten Aktualisierungsbedarf ein für eine Aktualisierung erforderliches Kommunikationsvolumen ermittelt wird, und indem das Fahrzeuggerät (4) ein Signal (S) abgibt, wenn das ermittelte Kommunikationsvolumen einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet, wird ein Aktualisierungsverfahren der eingangs genannten Art sowie ein Mautsystem (1) zur Durchführung des Verfahrens bereitgestellt, das schnell, weniger fehleranfällig und kostengünstiger als ein obligatorischer Download-Prozess über eine Mobilfunkschnittstelle (45) ist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aktualisierung von Software in einem Fahrzeuggerät eines elektronischen Mautsystems nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf ein Mautsystem zur Durchführung des Verfahrens.
• Unter Maut wird die Gebühr verstanden, die für das Nutzen von Bauwerken, wie Straßen, Brücken, insbesondere auch von Autobahnen und Tunneln zu bezahlen ist. Straßenbenutzungsgebühren werden unter anderem zur Finanzierung der Straßeninfrastruktur und zur Begleichung der Betriebskosten für das Befahren von Autobahnen und Schnellstraßen, wie beispielsweise in der Schweiz, in Österreich und Deutschland, aber auch zur Verkehrsminderung und -beruhigung für die Einfahrt in Innenstadtbereiche, zum Beispiel in Singapur, Oslo und London, erhoben.
• Die grundsätzliche Mautpflicht und die Höhe der fälligen Gebühr kann von der Art des Fahrzeugs abhängen, also Personen- oder Lastkraftwagen, insbesondere von dessen Gewicht, sie kann aber auch durch die zurückgelegte Entfernung bestimmt oder an einen Nutzungszeitraum gebunden sein. Es ist auch bekannt, die Straßenbenutzungsgebühr von der Anzahl der Fahrzeuginsassen abhängig zu machen.
• Für die Bezahlung von Straßenbenutzungsgebühren sowie für die Kontrolle darüber gibt es verschiedene technische Systeme mit unterschiedlichem Automatisierungsgrad. So ist es bekannt, die Gebühr an festen, ggf. beschrankten Mautstellen durch Personal zu erheben, an welchen die Durchfahrt nach erfolgter Bezahlung freigegeben wird. Die Maut wird auch in Form von Vignetten verrechnet, die von außen sichtbar auf der Windschutzscheibe des Fahrzeugs anzubringen sind. Alternativ können an Ein- und Ausfahrtstationen von bemauteten Straßenstrecken Automaten vorgesehen sein. Hierbei wird an einer Einfahrtstation eine Mautkarte gezogen, die zur Entrichtung der Gebühr in den Automaten der Ausfahrtstation einzuführen ist. Die berechnete Maut kann entweder bar, mit Kreditkarte oder mit einer aufladbaren Geldkarte bezahlt werden. Vielfahrer können auch ein elektronisches, im Fahrzeug zu installierendes Gerät mitführen, welches das Passieren einer Mautstation drahtlos meldet. Der fällige Gebührenbetrag wird dann von einem Konto des Gerätebesitzers abgebucht.
• Zur Verbesserung eines wirtschaftlichen Betriebs und einer genaueren, dem tatsächlichen Benutzungsumfang entsprechenden Gebührenermittlung wird der Automatisierungsgrad von Mautsystemen durch zunehmenden Einsatz von Telekommunikations- und Informationstechnologien erhöht. Auf dem Gebiet der Verkehrstelematik sind daher elektronische Mautsysteme entstanden, die es erlauben, die Mautgebühr für individuelle Fahrzeuge bei fließendem Verkehr und ohne Benutzung spezieller Fahrspuren zu erheben.
• Ein elektronisches Mautsystem ist beispielsweise aus der internationalen Veröffentlichung WO 02/101661 A2 bekannt. Dabei handelt es sich um ein sogenanntes duales Mautsystem, bei dem die Entrichtung der Mautgebühr mittels eines im Fahrzeug installierten Fahrzeuggeräts sowohl mit als auch ohne Kommunikation mit einer fahrzeugexternen Mautzentrale möglich ist. Zur Ortung der Fahrzeugposition weist das Mautsystem ein Positionsermittlungssystem auf, beispielsweise das bekannte satellitengestützte Global Positioning System, kurz GPS ge nannt. Das Fahrzeuggerät weist hierfür eine Empfangsvorrichtung für Satellitensignale, aus welchen sich aktuelle Fahrzeugposition bestimmt wird. Im Fahrzeuggerät wird die Fahrzeugposition mit Geodaten einer digital hinterlegten Karte abgeglichen, um zu bestimmen, ob und wie weit das Fahrzeug auf einer mautpflichtigen Straße fährt. Zur fahrzeugautarken Bemautung ist eine Wertkarte vorgesehen, über die verschiedene Arten von Benutzungsberechtigung angeboten werden, von welchen eine vom Fahrer gewünschte über das Fahrzeuggerät ausgewählt werden kann. Die Benutzungsberechtigung kann als Guthaben für einen Geldbetrag, einen Zeitraum oder eine Streckenlänge ausgebildet sein.
• Zur Abwicklung der Bemautung umfasst das Fahrzeuggerät Hardware in Form von Rechen- und Speichermitteln nebst diverser Schnittstellen für externe Systeme sowie Software in Form von elektronischen Daten und Datenverarbeitungsprogrammen. Aus unterschiedlichsten Gründen ist es von Zeit zu Zeit erforderlich, die Version der auf einem Fahrzeuggerät geladenen Software zu aktualisieren. Als Software werden im Folgenden digitale Daten und/oder Programme zur elektronischen Verarbeitung von Daten und/oder Programmteile verstanden. Hierzu ist es bekannt, sich eines drahtlosen Kommunikationsnetzes, etwa eines GSM-Mobilfunknetzes, zu bedienen, über welches eine Mautzentrale des Betreibers des Mautsystems mit den Fahrzeuggeräten kommuniziert. Anhand einer in der Mautzentrale bereitgestellten neuen Software-Version wird die Software im Fahrzeuggerät über dessen Mobilfunkschnittstelle aktualisiert. Dabei werden mitunter große Datenmengen übertragen, was zu hohen Kommunikationskosten, zu Verzögerungen bis hin zum völligen Ausfall der Bemautungsbereitschaft des Fahrzeuggeräts und zur Überlastung des Mobilfunknetzes führen kann.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Aktualisierungsverfahren der eingangs genannten Art sowie ein Mautsystem zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, welches es ermöglicht, die genannten Nachteile zu vermeiden.
• Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein gattungsgemäßes Verfahren, bei dem zwischen dem Fahrzeuggerät und der Mautzentrale Versionsinformationen der Software zur Feststellung eines Aktualisierungsbedarfs ausgetauscht werden, bei dem bei einem festgestellten Aktualisierungsbedarf ein für eine Aktualisierung erforderliches Kommunikationsvolumen ermittelt wird, und bei dem das Fahrzeuggerät ein Signal abgibt, wenn das ermittelte Kommunikationsvolumen einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. Indem vor Einleitung der Übertragung von Daten und/oder Programmen der für die Aktualisierung erforderliche Kommunikationsaufwand ermittelt wird, kann eine Überlastung der Luftschnittstelle vermieden werden, wenn für die Aktualisierung in diesen Fällen ein anderer Weg beschritten wird. Bei Einhaltung eines Grenzwertes für die Datenübertragung, der Funktionsbereitschaft des Fahrzeuggeräts nicht einschränkt, könnte beispielsweise der Software-Update weiterhin über die Schnittstelle des Mobilfunknetzes erfolgen. Stattdessen könnte aber mit der Aktualisierung gewartet werden, bis sich das Kommunikationsvolumen mehrerer Versionsänderungen derart kumuliert hat, dass der Grenzwert erreicht wird. Das Signal bei Erreichen oder Überschreiten des Grenzwertes kann über das Fahrzeuggerät, welches eine Bedien- und Beobachtungsschnittstelle für den Benutzer aufweist, erfolgen. Ein optisches Signal kann durch Aufleuchten oder Blinken einer Leuchtdiode abgegeben werden. Möglich ist auch ein akustisches Signal in Form eines Piepstons. Denkbar ist auch das Erscheinen einer entsprechenden Textzeile auf einer Flüssigkristallanzeige. Insgesamt wird der Benutzer durch das Signal in die Lage versetzt, in den Software- Aktualisierungsvorgang einzugreifen, um eine Überlastung oder einen Ausfall des Fahrzeuggerätes zu vermeiden.
• In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Versionsinformationen in regelmäßigen Zeitabständen ausgetauscht. Beim Fahren durch einen zu bemautenden Bereich steht somit die Information über die momentan im Fahrzeuggerät benutzte Version der Software sowie über eine möglicherweise in der Zentrale bereitstehende neue Software-Version zeitnah sowohl zentral als auch dezentral zur Verfügung. Dies bietet die Möglichkeit kleine Update-Pakete sofort zu übertragen, ohne dass das Mautsystem überlastet wird.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Versionsinformationen an geografisch relevanten Stellen ausgetauscht. Beispielsweise können sich bei einem Grenzübertritt die Bemautungsmodalitäten wie Tarif oder Art und Weise der Abwicklung oder auch die zugrunde liegenden Geodaten ändern. Hierzu können neue Versionen von Daten oder Verarbeitungsprogrammen erforderlich sein, die dann eine Aktualisierung der Software bedingen. Der Austausch von Versionsinformationen ist aus diesen Gründen auch bei Annäherung des Fahrzeugs an einen zu bemautenden Bereich vorteilhaft.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine neue Version von Software auf einer portablen Speichereinheit bereitgestellt, die ein Benutzer zur Aktualisierung dem Fahrzeuggerät über eine der Speichereinheit zugeordneten Schnittstelle des Fahrzeuggeräts zuführt. Die Speichereinheit dient als Datenträger, der in Form einer Speicherkarte, als CD (Compact Disc) oder als DVD (Digital Versatile Disc) ausgebildet sein kann, für die Übermittlung von neuen Daten und Programmen oder Programmteilen. Sie kann in der Mautzentrale mit der neuen Software beschrieben be reitgestellt werden und beispielsweise an die Benutzer auf dem Postweg versandt oder in Servicestellen des Mautsystems zur Abholung bereitgehalten werden. Der Benutzer wird über ein Signal seines Fahrzeuggeräts über die neue Version der Software informiert und kann diese von der erhaltenen Speichereinheit auf sein Fahrzeuggerät aufspielen.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine neue Version der Software an einer Servicestelle des Mautsystems bereitgestellt, wobei die Aktualisierung der Fahrzeuggeräte-Software an der Servicestelle über eine lokale Kommunikationsverbindung erfolgt. Die lokale Kommunikationsverbindung kann beispielsweise leitungsgebunden ausgebildet sein, wobei das Fahrzeuggerät während des Aufenthaltes des Fahrzeugs in der Servicestation mit einem lokalen Rechner der Servicestelle über Kabel verbunden wird. Mittels des lokalen Rechners wird die Software des Fahrzeuggeräts aktualisiert. Alternativ kann eine kurzreichweitige Funkverbindung zwischen einem Rechner der Servicestation und dem Fahrzeuggerät aufgebaut werden, über die die Kommunikation für die Aktualisierung der Software erfolgt. Für diese drahtlose Variante könnte eine Mikrowellenkommunikation bevorzugt eingesetzt werden.
• Vorzugsweise erfolgt die Aktualisierung der Fahrzeuggeräte-Software nach Zuführen der Speichereinheit oder nach Aufbau der drahtlosen Kommunikationsverbindung automatisch. Ohne Benutzereingriff kann auf diese Weise der Software-Update schnell und fehlersicher durchgeführt werden.
• In einer bevorzugten Alternative erfolgt die Aktualisierung der Fahrzeuggeräte-Software nach Zuführen der Speichereinheit oder nach Aufbau der drahtlosen Kommunikationsverbindung durch den Benutzer gesteuert. Versions-Updates können auf diese Weise über die Bedien- und Beobachtungsschnittstelle des Fahrzeuggeräts ganz oder teilweise bestätigt werden, wenn diese optional sind oder optionale Teile enthalten.
• In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird den Mauttarif betreffende Software aktualisiert. Änderungen der Tarifdaten können durch den Wechsel eines Bemautungsgebiets, zum Beispiel bei Überschreiten einer Landesgrenze, durch Abänderung der Gruppe mautpflichtiger Fahrzeuge oder durch betreiberbedingte Preisanpassungen ergeben. Durch ein erfindungsgemäßes Aktualisierungsverfahren für die Bemautungs-Software können derartige Änderungen schnell und reibungslos in die Praxis umgesetzt werden.
• In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Geodaten betreffende Software aktualisiert. Durch eine zeitnahe Aktualisierung der das Mautsystem betreffenden Geoobjekte, die im Fahrzeuggerät digital abgelegt ermöglichen, die Fälligkeit und Höhe einer Mautgebühr zu berechnen, ist eine lückenlose und korrekte Mauterhebung möglich. Insbesondere bei baulichen Streckenänderungen oder bei einer Änderung des zu bemautenden Streckennetzes, beispielsweise durch neu hinzukommende Straßen, kann die Version der auf diese Änderungen abgestimmten Software schnell aktualisiert werden.
• Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Aktualisierungsverfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Zeichnung näher erläutert wird, in deren einziger Figur ein Mautsystem zur Durchführung des Verfahrens schematisch veranschaulicht ist.
• Ein elektronisches Mautsystem 1 zur Erhebung einer Gebühr für die Benutzung einer mautpflichtigen Straße 2 durch ein Fahr zeug 3 umfasst ein im Fahrzeug 3 installiertes Fahrzeuggerät 4 mit Speichermitteln 41, in die elektronische Daten und Datenverarbeitungsprogramme – im Folgenden kurz Software genannt – zur automatischen, auf Rechenmittel 42 gestützten Abwicklung der Bemautung abgelegt sind. In den Speichermitteln 41 sind zum Beispiel Geodaten in Form einer digitalen Karte abgelegt, auf der die zu bemautenden Geoobjekte – etwa Abschnitte eines Straßennetzes – verzeichnet sind. Ferner sind auch Tarifdaten gespeichert, die die Höhe der Mautgebühr für einezelne Straßenabschnitte angeben. Das Fahrzeuggerät 4 weist eine Empfangsvorrichtung 47 für Signale eines auf ein Satellitensystem 7 gestütztes Positionserfassungssystem P auf, um die aktuelle Position des Fahrzeugs 3 bestimmen zu können. Aus der fortwährend bestimmten Fahrzeugposition wird in Kombination mit den Geo- und Tarifdaten die Mautpflicht und gegebenenfalls die Höhe der zu erhebenden Maut automatisch berechnet.
• Wenn im Fahrzeuggerät 4 neue Tarif- oder Geodaten oder ein Update eines Programms oder eines Programmteils zur Anwendung kommen sollen, ist eine Aktualisierung der momentan benutzten Software-Version V_n erforderlich, was mitunter die Übertragung einer großen Datenmenge über eine Mobilfunkschnittstelle 45 des Fahrzeuggeräts 4 nötig macht. Um das Mobilfunknetz M nicht zu überlasten und die Funktionsbereitschaft des Fahrzeuggeräts 4 nicht zu beeinträchtigen, wird erfindungsgemäß auf einen obligatorischen Download-Prozess über die Mobilfunkschnittstelle 45, der langwierig, fehleranfällig und kostenintensiv sein kann, verzichtet. Stattdessen werden in regelmäßigen Zeitabständen oder an geografischen mautrelevanten Orten, etwa einem Grenzübertritt, zwischen dem Fahrzeuggerät 4 und einer Mautzentrale 5 Versionsinformationen über die aktuell benutzte und neu vorhandene Software ausgetauscht. Im Fahrzeuggerät 4 wird aus einem Vergleich der Versionsinforma tionen das zu erwartende Kommunikationsvolumen für eine Aktualisierung der Software berechnet. Wenn dieses einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet, wird an einen Benutzer des Fahrzeugs 3 über eine Bedien- und Beobachtungsschnittstelle 43 des Fahrzeuggeräts 4 ein Signal S abgegeben. Dies kann ein optisches oder ein akustisches Signal sein, welches ihm anzeigt, dass eine neue Software-Version V_n+1 in der Mautzentrale 5 bereitgestellt ist, deren Übertragung über das Mobilfunknetz M ein grenzwertiges Kommunikationsvolumen übersteigen würde.
• Die neue Version V_n+1 der Software für das Fahrzeuggerät 4 kann dann beispielsweise auf einer mobilen Speichereinheit 8, die als steckbare Speicherkarte ausgebildet sein kann, bereitgestellt sein. Der Betreiber des Mautsystems 1 kann diese Speichereinheiten 8 an seine Benutzer zentral per Post versenden oder sie zur Abholung in der Mautzentrale 5 oder einer Servicestelle 6 bereithalten. Der Benutzer koppelt die Speichereinheit 8 über eine dieser zugeordneten Schnittstelle 48 an das Fahrzeuggerät 4, worauf dann entweder automatisch oder benutzergeführt der Software-Update erfolgt.
• Möglich ist aber auch, die neue Version V_n+1 der Software für das Fahrzeuggerät 4 in einer straßenseitigen Servicestelle 6 des Mautsystems 1 bereitzuhalten. Während eines kurzen Aufenthalts an der Servicestelle 6 wird eine lokale Kommunikationsverbindung zwischen Fahrzeuggerät 4 und Servicestelle 6 aufgebaut, über die die Aktualisierung abgewickelt wird. Entweder wird Verbindung über eine Leitung L hergestellt, für die am Fahrzeuggerät 4 eine Schnittstelle 46L für einen Leitungsanschluss vorgesehen ist, oder über den Aufbau einer Nahbereichsfunkverbindung F etwa im Mikrowellenbereich, wofür das Fahrzeuggerät 4 eine Funkschnittstelle 46F aufweist.
• In jedem Fall wird die Übertragung zu großer Datenmengen über das Mobilfunknetz M bei der Aktualisierung der Fahrzeuggeräte-Software vermieden. Bei kleinen, also unkritischen Datenmengen kann der Update der Software über die Luftschnittstelle 45 erfolgen, ohne dass der Benutzer ein Signal S erhält.

Claims (10)

1. Verfahren zur Aktualisierung von Software in einem elektronischen Mautsystem (1), wobei zur Abwicklung der Bemautung als Daten und/oder Datenverarbeitungsprogramme ausgebildete Software einer bestimmten Version (V_n) in einem Fahrzeuggerät (4) verwendet wird, wobei eine neue Version (V_n+1) der Software in einer Mautzentrale (5) bereitgestellt wird, und wobei die Mautzentrale (5) und das Fahrzeuggerät (4) über ein Mobilfunknetz (M) miteinander kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fahrzeuggerät (4) und der Mautzentrale (5) Versionsinformationen der Software zur Feststellung eines Aktualisierungsbedarfs ausgetauscht werden, dass bei einem festgestellten Aktualisierungsbedarf ein für eine Aktualisierung erforderliches Kommunikationsvolumen ermittelt wird, und dass das Fahrzeuggerät (4) ein Signal (S) abgibt, wenn das ermittelte Kommunikationsvolumen einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet.
2. Aktualisierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versionsinformationen in regelmäßigen Zeitabständen ausgetauscht werden.
3. Aktualisierungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versionsinformationen an geografisch relevanten Stellen ausgetauscht werden.
4. Aktualisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine neue Version (V_n+1) der Software auf einer portablen Speichereinheit (8) bereitgestellt wird, die der Benutzer zur Aktualisierung dem Fahrzeuggerät (4) über eine der Speichereinheit (8) zugeordnete Schnittstelle (48) zuführt.
5. Aktualisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine neue Version (V_n+1) der Software an einer Servicestelle (6) des Mautsystems (1) bereitgestellt wird, wobei die Aktualisierung der Software des Fahrzeuggeräts (4) an der Servicestelle (6) über eine lokale Kommunikationsverbindung (L, F) erfolgt.
6. Aktualisierungsverfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktualisierung der Software nach Zuführen der Speichereinheit (8) oder nach Aufbau der Kommunikationsverbindung (L, F) automatisch erfolgt.
7. Aktualisierungsverfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktualisierung der Software nach Zuführen der Speichereinheit (8) oder nach Aufbau der Kommunikationsverbindung (L, F) vom Benutzer gesteuert erfolgt.
8. Aktualisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass den Mauttarif betreffende Daten aktualisiert werden.
9. Aktualisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass geographische Daten aktualisiert werden.
10. Mautsystem (1) zur elektronischen Bemautung eines einen gebührenpflichtigen Straßenabschnitt (2) benutzenden Fahrzeugs (3), welches zur Durchführung eines Aktualisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 eingerichtet ist.