-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mauterfassungseinrichtung zum Erfassen einer Maut eines Kraftfahrzuges, ein Mautsystem und ein Verfahren zum Erfassen einer Maut eines Kraftfahrzeuges.
-
Ein Mautgerät ist aus der
DE 10 2007 058163 A1 bekannt. Das dort beschriebene Mautsystem umfasst einen Tachographen und eine Maut-On-Board-Unit als Kommunikationspartner, die jeweils eine Datenschnittstelle für eine Datenkommunikation über einen Fahrzeugdatenbus umfassen, mit dem die Kommunikationspartner koppelbar sind.
-
Der Tachograph und/oder die Maut-On-Board-Unit sind als ein Sender von Daten ausgebildet zum Ermitteln eines kryptographischen Prüfwerts abhängig von Nutzdaten, die an den Kommunikationspartner übertragen werden sollen, und zum Senden des kryptographischen Prüfwerts zusätzlich zu den Nutzdaten an den Kommunikationspartner.
-
Die Maut-On-Board-Unit beziehungsweise der Tachograph als ein jeweiliger Empfänger von Daten ist ausgebildet zum Empfangen von Nutzdaten und des den Nutzdaten zugehörigen kryptographischen Prüfwerts von dem Kommunikationspartner und zum Überprüfen der empfangenen Nutzdaten auf Verfälschungen abhängig von dem empfangenen kryptographischen Prüfwert.
-
Bekannte Mautsysteme werden entweder basierend auf einer sogenannten „Thin-Client-Lösung“ oder auf einer „Thick-Client-Lösung“ realisiert.
-
Bei der Thin-Client-Lösung werden hauptsächlich GNSS-Daten von den On-Board-Units gesammelt und an das Backoffice gesendet, wobei das Backoffice die Straße- und Tarifzonenidentifikation zur Berechnung der Maut vornimmt.
-
In der Thick-Client-Lösung werden Straße- und Tarifzonenidentifikation sowie gegebenenfalls eine Fahrtstreckenmessung und gegebenenfalls die Mautgebührenberechnung von den On-Board-Units errechnet und die berechnete Fahrtstrecke, Straße- und Tarifzonenidentifikation an das Backoffice übermittelt, wobei die On-Board-Units dadurch komplex im Aufbau und folglich teuer werden.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mautsystem mit verbessertem Aufbau bereitzustellen.
-
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
-
Demgemäß ist nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Mauterfassungseinrichtung zum Erfassen einer Maut eines Kraftfahrzuges vorgesehen, umfassend: eine Ortungseinheit, welche dazu ausgelegt ist, Fahrdaten über mindestens eine von dem Kraftfahrzeug zurückgelegte Fahrtstrecke zu erfassen, eine Rechnereinheit, welche dazu ausgelegt ist, anhand der erfassten Fahrdaten eine vorläufige Fahrdatenberechnung zu berechnen; und eine Schnittstelleneinheit, welche dazu ausgelegt ist, die berechnete vorläufige Fahrdatenberechnung an eine Datenzentrale zu übermitteln.
-
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erfassen einer Maut eines Kraftfahrzuges vorgesehen, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: Erfassen von Fahrdaten über mindestens eine von dem Kraftfahrzeug zurückgelegte Fahrtstrecke; Berechnen einer vorläufigen Fahrdatenberechnung anhand der erfassten Fahrdaten; und Übermitteln der berechneten vorläufigen Fahrdatenberechnung an eine Datenzentrale.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
-
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein kombiniertes Verfahren angewandt wird, bei dem eine vorläufige Mautgebührenabrechnung in Form einer vorläufigen Fahrdatenberechnung von der Maut-On-Board-Unit (OBU) vorgenommen wird und eine endgültige Berechnung in der Back Office (BO), basierend auf den von der On-Board-Unit übermittelten Daten, welche vorläufige Berechnungen oder erfasste Roh- oder Primärdaten, wie etwa GNSS-Daten, umfassen können.
-
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung führt zu einem hochgenauen, robusten und zuverlässigen Registrierungsverfahren mit optimierten Kommunikationskosten für die Mautberechnung des Mautsystems und kann bei der Mautberechnung für Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommen.
-
Die Zuverlässigkeit wird dadurch gewährleistet, dass auch in den Fällen, wenn das Back-Office aus bestimmten Gründen überlastet wird, die Maut-On-Board-Unit weiter eine Erfassung und Registrierung der Tarifzonen und der gefahrenen Kilometer autonom durchführt.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rechnereinheit dazu ausgelegt ist, ein Befahren eines mautpflichtigen Straßenabschnitts zu erfassen und ein Berechnungsverfahren zum Berechnen der vorläufigen Mautgebührenabrechnung zu starten.
-
Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass Rechnerleistung eingespart wird und nur im Falle eines Befahrens eines mautpflichtigen Straßenabschnitts oder Tarifzone eine Mautberechnung gestartet wird.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rechnereinheit dazu ausgelegt ist, die erfassten Fahrdaten zu speichern und die Schnittstelleneinheit dazu ausgelegt ist, die Fahrdaten an die Datenzentrale zu übermitteln.
-
Dies erlaubt auf einfache Weise, eine endgültige Mautberechnung in der Datenzentrale mit den übermittelten Fahrdaten zu erleichtern bzw. die vorläufige Mautberechnung anhand der übermittelten Fahrdaten zu verifizieren.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Ortungseinheit dazu ausgelegt ist, von einem Navigationssatellitensystem ausgesendete Positionsdaten zu erfassen und die Fahrdaten anhand der Positionsdaten zu ermitteln.
-
Durch das Ermitteln der Fahrdaten anhand der Positionsdaten kann vorteilhaft die Positionsgenauigkeit der Positionsbestimmung, wie von der Ortungseinheit vorgenommen, verbessert werden.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Ortungseinheit dazu ausgelegt ist, die Fahrdaten anhand von tachographischen Daten zu ermitteln.
-
Dadurch kann vorteilhaft die Positionsbestimmung auch bei einem kurzeitigen Ausfall des Navigationssatellitensystems weitergeführt werden.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rechnereinheit dazu ausgelegt ist, als die vorläufige Fahrdatenberechnung eine vorläufige Streckenmessung und/oder eine vorläufige Straßenidentifikation und/oder eine vorläufige Tarifzonenidentifikation und/oder eine vorläufige Mautgebührenabrechnung zu berechnen.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ferner ein Übermitteln von GNSS-Daten an die Datenzentrale zur Überprüfung der vorläufigen Fahrdatenberechnung erfolgt.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Umfang der zu übermittelnden GNSS-Daten vorgegeben wird oder dynamisch verändert wird in Abhängigkeit von einer Fahrtdynamik und/oder von einem Fahrprofil und/oder von einer Streckeneigenschaft und/oder von einer Zoneneigenschaft und/oder von weiteren Bedingungen.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Übermitteln der berechneten vorläufigen Fahrdatenberechnung an die Datenzentrale durch ein Triggerereignis gestartet wird.
-
Dadurch kann vorteilhaft das Datenübertragungsvolumen reduziert werden.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass als das Triggerereignis eine vom Kraftfahrzeug zurückgelegte Streckenlänge oder eine vom Kraftfahrzeug zurückgelegte Fahrtdauer oder ein Verlassen einer Tarifzone verwendet wird.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die übermittelte vorläufige Fahrdatenberechnung von der Datenzentrale überprüft wird.
-
Dadurch kann die Fehlersicherheit und Zuverlässigkeit des Mautsystems gesteigert werden.
-
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
-
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
-
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der Erfindung.
-
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Mautsystems mit einer Mauterfassungseinrichtung zum Erfassen einer Maut eines Kraftfahrzuges gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
-
2 eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Erfassen einer Maut eines Kraftfahrzeuges gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
-
3 eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Erfassen einer Maut eines Kraftfahrzeuges gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung.
-
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
-
Die Maut-On-Board-Unit 10 oder On-Board-Unit (OBU) ist ein Gerät, das in Kraftfahrzeugen, wie etwa Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen oder sonstige durch einen Motor angetriebene Fahrzeuge, eingebaut wird, um die automatische Abrechnung in einem Gebührenerhebungs- oder Mautsystem zu ermöglichen.
-
Das Back Office (BO) kann beispielsweise als eine Datenzentrale ausgebildet werden und als Abrechnungsserver verwendet werden und dazu ausgebildet sein, eine endgültige Mautberechnung durchzuführen.
-
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Mautsystems mit einer Mauterfassungseinrichtung zum Erfassen einer Maut eines Kraftfahrzuges gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
Eine Mauterfassungseinrichtung 10 zum Erfassen einer Maut eines Kraftfahrzuges 1 umfasst beispielsweise eine Ortungseinheit 11, eine Rechnereinheit 12 und eine Schnittstelleneinheit 13.
-
Die Ortungseinheit 11 kann dazu ausgelegt sein, Fahrdaten über mindestens eine von dem Kraftfahrzeug 1 zurückgelegte Fahrtstrecke zu erfassen.
-
Die Rechnereinheit 12 ist beispielsweise dazu ausgelegt, anhand der erfassten Fahrdaten eine vorläufige Fahrdatenberechnung zu berechnen.
-
Die Schnittstelleneinheit 13 kann dazu ausgelegt sein, die berechnete vorläufige Fahrdatenberechnung an eine Datenzentrale 100 zu übermitteln.
-
Ein Mautsystem 200 umfasst beispielsweise mindestens eine Mauterfassungseinrichtung 10 eines Kraftfahrzeuges 1 und eine Datenzentrale 100.
-
Die Ortungseinheit 11 kann dazu ausgelegt sein, von einem Navigationssatelliten 1000 ausgesendete Positionsdaten zu erfassen und die Fahrdaten anhand der Positionsdaten zu ermitteln.
-
Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Erfassen einer Maut eines Kraftfahrzeuges gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
-
Ein Verfahren zum Erfassen einer Maut eines Kraftfahrzuges 1, umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
-
Als ein erster Verfahrensschritt wird ein Erfassen S1 von Fahrdaten über mindestens eine von dem Kraftfahrzeug 1 zurückgelegte Fahrtstrecke durchgeführt.
-
Als ein zweiter Verfahrensschritt erfolgt ein Berechnen S2 einer vorläufigen Fahrdatenberechnung anhand der erfassten Fahrdaten.
-
Als ein dritter Verfahrensschritt wird ein Übermitteln S3 der berechneten vorläufigen Fahrdatenberechnung an eine Datenzentrale 100 vorgenommen.
-
Die 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Erfassen einer Maut eines Kraftfahrzeuges gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung.
-
Abweichend von dem in der 2 dargestellten Verfahren ist bei dem in der 3 dargestellten Verfahren die räumliche bzw. organisatorische Aufteilung des Verfahrens abgebildet.
-
In anderen Worten, es wird in der 3 dargestellt, welche Funktionseinheit die einzelnen Verfahrensschritte ausführt. Eine vorläufige Fahrdatenberechnung erfolgt in einem ersten Teil S10 des Verfahrens, während ein zweiter Teil S100 des Verfahrens eine finale Fahrdatenberechnung oder Mautgebührenabrechnung, beispielsweise mit einer Verifikation der vorläufigen Fahrdatenberechnung darstellt.
-
Ferner kann das Verfahren auch einen oder mehrere der folgenden Verfahrensschritte aufweisen:
-
Im Verfahrensschritt S10-1 wird Folgendes durchgeführt: Die Mauterfassungseinrichtung 10 bzw. die Maut-On-Board-Unit 10 erkennt das Einfahren oder Befahren in eine oder einer Tarifzone. Ein Land -oder ein Mautbereich kann eine oder mehrere Tarifzonen haben.
-
Im Verfahrensschritt S10-2 erfolgt eine Abfrage, ob ein Einfahren in eine Tarifzone erfasst wurde, falls ja erfolgt eine Abarbeitung von Verfahrensschritt S10-3, falls nein wird weiter Verfahrensschritt S10-1 wiederholt.
-
Im Verfahrensschritt S10-3 wird Folgendes durchgeführt: Die Maut-On-Board-Unit 10 führt eine vorläufige Registrierung von abgefahrenen Kilometern innerhalb der derzeit befahrenen Tarifzone mit der verfügbaren GNSS ermöglichten Genauigkeit durch.
-
Im Verfahrensschritt S10-4 erfolgt ein Zwischenspeichern aller GNSS-Daten für eine begrenzte Zeit von der Maut-On-Board-Unit.
-
Im Verfahrensschritt S10-5 erfolgt eine Abfrage, ob ein Verlassen der derzeit befahrenen Tarifzone erfasst wurde, falls ja erfolgt eine Abarbeitung von Verfahrensschritt S10-6, falls nein werden weiter die Verfahrensschritte S10-3 und S10-4 wiederholt.
-
Im Verfahrensschritt S10-6 wird Folgendes durchgeführt: Beim Verlassen der Tarifzone speichert die Maut-On-Board-Unit 10 die Aufzeichnung in Form eines Datensatzes, data record, über die innerhalb der Tarifzone erhaltenen GNSS-Daten und über die vorläufige registrierten, abgefahrenen Kilometern innerhalb der Tarifzone.
-
Der gespeicherte Datensatz kann ferner ein oder mehrere Elemente der folgenden Liste aufweisen:
- a. eine ID der Tarifzone
- b. Einfahrt- oder Eingangszeit in UTC
- c. Ausfahrt- oder Ausgangszeit in UTC
- d. gefahrene Strecke
- e. Zeit und/oder Stecke der Bewegung ohne GNSS fix
- f. Angepasste Anzahl von GNSS-Daten
-
UTC steht hierbei für die koordinierte Weltzeit, von englisch „Coordinated Universal Time“ u. französisch „Temps universel coordonné“ abgeleitet, die heute gültige Weltzeit.
-
ID steht hierbei für einen Identifikator (auch Kennung oder kurz ID). Ein Identifikator ist ein künstlich zugewiesenes Merkmal zur eindeutigen Identifizierung eines Objektes, vorliegend der Tarifzone.
-
Die Anzahl der GNSS-Daten die zur Überprüfung der vorläufigen Streckenmessung mit übertragen werden, kann automatisch angepasst werden in Abhängigkeit von der Fahrtdynamik, von dem Fahrprofil, von Strecken- und Zoneneigenschaften oder von weiteren Bedingungen.
-
Im Verfahrensschritt S10-7 erfolgt eine Abfrage, ob ein Triggerereignis für eine Datenübertragung erfasst wurde, falls ja erfolgt eine Abarbeitung von Verfahrensschritt S10-8, falls nein wird weiter der Verfahrensschritte S10-1 abgearbeitet.
-
Im Verfahrensschritt S10-8 erfolgt ein Übersenden des Datensatzes von der Maut-On-Board-Unit 10 an die Datenzentrale.
-
Die Verfahrensschritte S10-1 bis S10-8 werden von der Maut-On-Board-Unit 10 abgearbeitet und eine oder mehrere der Verfahrensschritte S10-1 bis S10-8 können beispielsweise eine vorläufige Fahrdatenberechnung darstellen.
-
Die folgenden Verfahrensschritte S100-1 bis S100-6 werden von der Datenzentrale abgearbeitet.
-
Im Verfahrensschritt S100-1 wird Folgendes durchgeführt: Die Datenzentrale 100 überprüft den von der Maut-On-Board-Unit 10 übersendeten Datensatz, beispielsweise mittels Map Matching.
-
Mit Kartenabgleich, Karteneinpassung oder auch Map Matching wird ein Verfahren bezeichnet, welches die durch eine Ortung gemessene Position eines Objektes mit den Ortsinformationen einer digitalen Karte abgleicht.
-
Wenn die mit einem Ortungsverfahren gemessene geographische Koordinate direkt in das Koordinatensystem einer digitalen Karte abgebildet wird, so kann die wahre Position des Objektes in der Karte von der abgebildeten Position des Objektes in der Karte abweichen.
-
Im Verfahrensschritt S100-2 erfolgt eine Abfrage, ob zusätzliche Daten erforderlich sind, falls ja erfolgt eine Abarbeitung von Verfahrensschritt S100-3, falls nein wird weiter der Verfahrensschritte S100-4 abgearbeitet.
-
Im Verfahrensschritt S100-3 erfolgt ein Anfragen weiterer Datensätze.
-
Im Verfahrensschritt S100-4 erfolgt ein Bestätigen des übermittelten Datensatzes.
-
Im Verfahrensschritt S100-5 erfolgt eine endgültige Mautberechnung anhand der weiteren Datensätze.
-
Im Verfahrensschritt S100-6 erfolgt gegebenenfalls ein Übersenden der endgültigen Mautberechnung an die Maut-On-Board-Unit 10.
-
Um Map-Matching und/oder eine Doppelprüfung im Proxy oder in der Datenzentrale 100 durchführen zu können, werden folgenden Daten erfasst:
- – Geographische Breite des Kraftfahrzeuges 1,
- – Geographische Länge des Kraftfahrzeuges 1,
- – Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges 1,
- – Richtung der Bewegung des Kraftfahrzeuges,
- – relative Zeitinformation, d. h. eine Abweichung zum vorher gehenden Datensatz, oder
- – absolute Zeitinformation
-
Dabei ist mit dem Begriff Proxy die im Kontext von Mautsystemen übliche Bezeichnung für eine dem Backoffice vorgelagerten Instanz gemeint, die die Kommunikation mit den im Feld befindlichen Maut-On-Board-Units 10 organisiert.
-
Wenn für Map-Matching und/oder eine Doppelprüfungen zusätzliche Daten und Zeitstempel erforderlich sind, können beispielsweise gesendet werden:
VDOP, Vertical DOP, Vertikalrichtung 1D,
HDOP, Horizontal DOP, Horizontalrichtung 2D,
EHPE, Expected Horizontal Position Error,
PDOP, Positional DOP, Positionsgenauigkeit 3D.
-
Dilution of Precision (DOP), zu Deutsch etwa Verringerung der Genauigkeit, ist bei Satellitennavigationssystemen ein Maß für die Streubreite der Messwerte.
-
Da DOP von der relativen Position der Satelliten zueinander und zum Beobachter abhängt, spricht man auch von geometric dilution of precision (GDOP), in Abhängigkeit der Anzahl der zur Positionsbestimmung verwendeten Satelliten und der UTC-Zeit.
-
Die GNSS-Daten können unter Verwendung eines Kompressionsalgorithmus übermittelt werden, um die Größe der an die Datenzentrale 100 gesendeten Daten zu minimieren.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
-
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007058163 A1 [0002]
