DE102016225845A1 - Toll control device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Mautkontrolleinrichtung (12) zum Überwachen eines Mautsystems, die dazu eingerichtet ist, in einem Fahrzeug (10) eingesetzt zu werden, mit einem Modul Positioniersystem (20), das dazu eingerichtet ist, die Position des Fahrzeugs (10) zu ermitteln, einem Modul Sensorik (22), das dazu eingerichtet ist, Informationen zu anderen Fahrzeugen zu erfassen, und einem Modul Schnittstelle zur Datenbank (24), das dazu eingerichtet ist, die erfassten Daten zu sammeln und an eine zentrale Datenbank zu übermitteln.The invention relates to a toll control device (12) for monitoring a toll collection system adapted to be deployed in a vehicle (10), comprising a module positioning system (20) adapted to determine the position of the vehicle (10) a sensor module (22) adapted to capture information about other vehicles and a module interface to the database (24) arranged to collect the collected data and transmit it to a central database.
Description
Die Erfindung betrifft eine Mautkontrolleinrichtung, ein Verfahren zum Bereitstellen von Daten, eine Rechenanordnung und ein Verfahren zum Überwachen eines Mautsystems. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a toll control device, a method for providing data, a computing device and a method for monitoring a tolling system. The invention further relates to a computer program and a machine-readable storage medium for carrying out the method.
Stand der TechnikState of the art
Unter einer Maut ist eine Gebühr zu verstehen, die für die Nutzung von Verkehrsbauwerken, wie bspw. Straßen, Brücken und Tunneln, erhoben wird. Mautsysteme unterschiedlicher Art, diese unterscheiden sich insbesondere in der Art, wie die Gebühr eingezogen wird, werden in immer mehr Ländern im Straßenverkehr eingesetzt. Dabei gibt es verschiedene Ausführungen bzw. Ausprägungen. So sind bspw. Mautsysteme bekannt, die Mautstationen einsetzen, an denen die Gebühr zu entrichten ist. Dies ist jedoch ein teures und veraltetes System. Daneben gibt es Vignettensysteme, bei denen für verschiedene Zeiträume abgerechnet wird. Schließlich sind auch Systeme bekannt, bei denen die tatsächlich gefahrene Strecke abgerechnet werden. Solche Systeme werden auf Autobahnen und ausgewählten Bundesstraßen zur Erhebung einer Lkw-Maut eingesetzt.A toll is a charge levied for the use of transportation structures, such as roads, bridges and tunnels. Toll systems of various kinds, these differ in particular in the way the fee is collected, are used in more and more countries in road transport. There are different versions or characteristics. For example, toll systems are known that use toll stations where the fee is payable. However, this is an expensive and outdated system. There are also vignette systems that charge for different periods of time. Finally, systems are known in which the actually driven route are billed. Such systems are used on motorways and selected federal roads to levy a truck toll.
Es ist zu beachten, dass die Erhebung einer differenzierten individuellen Mautgebühr in Abhängigkeit verschiedener Parameter, wie bspw. Strecke, Tageszeit, Straßenart, Auslastung usw., angestrebt wird. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, diese Parameter zu erfassen. So kann eine Anmeldung und Abrechnung über das Internet einschließlich einer Nummernschilderfassung an Autobahn-Auffahrten erfolgen. Daneben ist der Einsatz versiegelter GPS-gestützter Boxen, wie bspw. bei dem Lkw-Mautsystem in der Bundesrepublik Deutschland, bekannt.It should be noted that the collection of a differentiated individual toll fee depending on various parameters, such as route, time of day, road type, utilization, etc., is sought. There are several ways to capture these parameters. Thus, a registration and billing via the Internet, including a number plate recognition at highway ramps done. In addition, the use of sealed GPS-based boxes, such as in the truck toll system in the Federal Republic of Germany known.
In allen Fällen müssen jedoch Kontrollsysteme eingesetzt werden, im folgenden als Mautkontrollsysteme bzw. Mautkontrolleinrichtungen bezeichnet, die Mautsünder erkennen und Angaben zu diesen an einen Betreiber weiterleiten, der dann geeignete Gegenmaßnahmen einleiten kann. Mautsünder können dabei jedoch ohne Mauterfassungssystem eine mautpflichtige Straße befahren oder das entsprechende Mauterfassungssystem manipulieren. Der Wunsch nach einer mehr oder weniger lückenlosen Überprüfung nicht nur aus Sicht des Betreibers ist nachvollziehbar.In all cases, however, control systems must be used, hereinafter referred to as toll control systems or toll control devices that detect toll offenders and forward information about them to an operator who can then take appropriate countermeasures. However, toll sinners can use a toll road without a toll collection system or manipulate the toll collection system. The desire for a more or less complete review not only from the perspective of the operator is understandable.
Im Rahmen der Kontrolle dürfen typischerweise folgende Daten erhoben, gespeichert, genutzt und übermittelt werden:
- - Bild des Fahrzeugs,
- - Name der Person, die das Fahrzeug führt,
- - Ort und Zeit der mautpflichtigen Benutzung mautpflichtiger Straßen,
- - Kennzeichen des Fahrzeugs oder der Fahrzeugkombination,
- - für die Mauthöhe maßgebliche Merkmale des Fahrzeugs oder der Fahrzeugkombination.
- - picture of the vehicle,
- - Name of the person who runs the vehicle,
- - the place and time of toll road use,
- - identification of the vehicle or combination of vehicles,
- - For the toll level relevant characteristics of the vehicle or the vehicle combination.
Diese Daten dürfen ausschließlich zum Zweck der Überwachung der Einhaltung der Vorschriften verarbeitet und genutzt werden. Eine Übermittlung, Nutzung oder Beschlagnahme dieser Daten nach anderen Vorschriften ist unzulässig.These data may only be processed and used for the purpose of monitoring compliance. Transmission, use or seizure of this data under other regulations is prohibited.
Für die Überprüfung gibt es verschiedene, meist in Kombination eingesetzte Möglichkeiten:
- - stationäre permanente automatische Überwachungssysteme, z. B. für Lkw-Maut in Deutschland an neuralgischen Punkten,
- - mobile Kontrollsysteme, die an verschiedenen, wechselnden Orten aufgebaut werden können, während der automatischen Überwachung aber stationär betrieben werden, z. B. Systeme für Bundesstraßen, oder eine sehr teure Lösung zur Überprüfung der Vignette,
- - mobile Kontrollen, die mit hohem Personalaufwand Stichproben auf mautpflichtigen Straßen durchführen.
- stationary permanent automatic surveillance systems, e.g. Eg for truck tolls in Germany at critical points,
- - Mobile control systems that can be built in different, changing places, but are operated stationary during the automatic monitoring, z. B. systems for federal highways, or a very expensive solution to check the vignette,
- - mobile controls that carry out a high level of human resources sampling on toll roads.
Zu beachten ist, dass in modernen Fahrzeugen bereits vorgesehen sind:
- - Kamerasysteme zum Erkennen von Fahrzeugen und Schildern, teilweise inklusive Schriftzeichenerkennung,
- - Radar- oder US-Systeme zur Geschwindigkeitserkennung von Fahrzeugen,
- - GPS zur Ermittlung einer Ortsposition,
- - Navigationsgerät mit Karteninformationen,
- - Verbindungsmöglichkeit zu einem zentralen Server, was nachfolgend als „Cloud“ bezeichnet wird, z. B. mittels einer integrierten SIM-Karte oder eines an dem Fahrzeug angemeldeten Mobiltelefon, z. B. über Bluetooth oder USB.
- - camera systems for detecting vehicles and signs, partly including character recognition,
- - radar or US vehicle speed detection systems,
- - GPS for determining a location position,
- - navigation device with map information,
- - Connectivity to a central server, which is referred to as "cloud", for. B. by means of an integrated SIM card or a registered on the vehicle mobile phone, z. Via Bluetooth or USB.
Weiterhin gibt es Systeme, die mittels einer Vielzahl von Sensorknoten eine große Menge von Daten in der Cloud erfassen, diese über intelligente Data-Mining-Methoden auswerten und Unternehmen und/oder Endanwendern in einer aufbereiteten Form zur Verfügung stellen und so einen deutlichen Mehrwert darstellen. Unter Data-Mining versteht man die systematische Anwendung statistischer Methoden auf große Datenbestände. Ein Beispiel für ein derartiges System ist eine Live-Verkehrs-Anzeige, die Mithilfe von aktuellen GPS-Positionsinformationen von Mobilfunktelefonen durch deren Zusammenführung in der Cloud die aktuelle Verkehrslage ziemlich exakt ermitteln und diese für den Endnutzer zur Verfügung stellt. Ein Begriff in diesem Zusammenhang ist das Internet der Dinge (Internet of Things: loTs)Furthermore, there are systems that use a large number of sensor nodes to capture a large amount of data in the cloud, evaluate it using intelligent data mining methods and make it available to companies and / or end users in a processed form, thus providing significant added value. Data mining is the systematic application of statistical methods to large databases. An example of one Such a system is a live traffic display that uses current GPS position information from mobile phones to merge the cloud into the cloud to determine the current traffic situation fairly accurately and make it available to the end user. A term in this context is the Internet of Things (loTs)
Die voranstehend beschriebenen Verfahren und Systeme zur Überprüfung der Mautteilnehmer haben alle den Nachteil, dass sie sehr teuer und auf wenige Standpunkte beschränkt sind. Damit ist eine flächendeckende Überprüfung unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht sinnvoll.The above-described methods and systems for checking the toll participants all have the disadvantage that they are very expensive and limited to a few points of view. Thus, a nationwide review from an economic point of view does not make sense.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden eine Mautkontrolleinrichtung nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 4, eine Rechenanordnung gemäß Anspruch 6 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 vorgestellt. Es werden weiterhin ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und ein maschinenlesbares Speichermedium nach Anspruch 10 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.Against this background, a toll control device according to claim 1, a method according to claim 4, a computing arrangement according to claim 6 and a method with the features of claim 7 are presented. Furthermore, a computer program with the features of claim 9 and a machine-readable storage medium according to
Das vorgestellte Verfahren realisiert über eine geeignete Kombination von verschiedenen Sensoren, unter anderem der Kamera und des GPS im Automobil sowie einer Aggregation der erfassten Informationen in einer Cloud, eine Überprüfung von Mautteilnehmern auf mautpflichtigen Straßen mittels einer Mautkontrolleinrichtung. Die Umsetzung kann Anforderungen hinsichtlich des Datenschutzes berücksichtigen. Eine Cloud ist ein Bereich auf einem Rechner oder einem Rechnerverbund, der Programme und Daten enthält, auf die von einem entfernten Rechner zugegriffen werden kann.The proposed method realizes a suitable combination of different sensors, including the camera and the GPS in the car and an aggregation of the collected information in a cloud, a review of toll participants on toll roads by means of a toll control device. The implementation may take into account data protection requirements. A cloud is an area on a computer or a computer network that contains programs and data that can be accessed by a remote computer.
Im Gegensatz zu bekannten Verfahren greift das beschriebene Verfahren auf eine bereits bestehende Infrastruktur anderer Verkehrsteilnehmer im Fahrzeug zurück und ist damit kostengünstig und flächendeckend nicht nur für einen Einsatz auf Hauptverkehrsstraßen möglich. Dabei erfolgt eine cloudbasierte Verwertung von Informationen zur Überprüfung von Mautteilnehmern mittels einer Mautkontrolleinrichtung, welche moderne Fahrerassistenzsysteme bereits fast vollständig erfassen:
- - vor dem eigenen Fahrzeug befindliche oder entgegenkommende Fahrzeuge inklusive Bild des Nummernschilds und Fahrzeugs mittels Kamera, was heutzutage selbst bei Nacht möglich ist,
- - mittels GPS der Ort des erfassten Fahrzeugs,
- - Geschwindigkeit des Fahrzeugs, um zwischen fahrenden und geparkten Fahrzeugen zu unterscheiden.
- - In front of your own vehicle or oncoming vehicles including image of the license plate and vehicle using a camera, which is possible even at night,
- by GPS the location of the detected vehicle,
- - Speed of the vehicle to differentiate between moving and parked vehicles.
Diese Daten können mittels einer in modernen Fahrzeugen ebenfalls vorhandenen Schnittstelle einer in der Cloud befindlichen zentralen Verwertungsstelle ggf. verschlüsselt übermittelt werden. Dazu wird die Identität des eigenen Fahrzeugs nicht zwingend benötigt. Aus diesen Daten können zumindest fast alle Informationen für eine einfache und differenzierte Mauterhebung gewonnen werden, bis auf bestimmte Fahrzeugtypinformationen, wie bspw. die Achszahl bei Lkws usw.This data can be transmitted in encrypted form by means of an interface, which is also present in modern vehicles, of a central recycling center located in the cloud. For this the identity of the own vehicle is not necessarily needed. From this data, at least almost all information for a simple and differentiated toll collection can be obtained, except for certain vehicle type information, such as the number of axles in trucks, etc.
Diese Daten können über viele Fahrzeuge in der Cloud statistisch über eine große Informationsdatenbasis ausgewertet werden, um folgenden Problemen vorzubeugen:
- - Schwächen in der Erkennungsleistung, insbesondere bei Nacht, z. B. haben die eingesetzten Systeme zur kamerabasierten Nummernschildüberwachung in London einen
Fehler von 10 %, der allerdings bei mehrfacher Datenauswertung auf unter 2% reduziert werden kann. Da bei dem hierin beschriebenen Ansatz viele Fahrzeuge Informationen der Cloud bereitstellen, kann ein sehr geringer Fehler selbst in schwierigen Situationen erwartet werden. Im einfachsten Fall wird ein Straßenteilnehmer erst dann in der Cloud zum Abgleich mit dem Mautsystem herangezogen, wenn er mehrfach identifiziert wurde, - - Manipulation des Überprüfungssystems in der Mautkontrolleinrichtung. Diesem kann vorgebeugt werden, indem in der Cloud die Informationen mehrerer unterschiedliche Verkehrsteilnehmer zur Überprüfung eines mautrelevanten vorausfahrenden oder entgegenkommenden Verkehrsteilnehmers herangezogen werden.
- - weaknesses in the recognition performance, especially at night, z. For example, the systems used for camera-based license plate monitoring in London have an error of 10%, which can however be reduced to less than 2% with multiple data analysis. Since many vehicles provide information to the cloud in the approach described herein, a very small error can be expected even in difficult situations. In the simplest case, a road user is only consulted in the cloud for comparison with the toll system if he has been identified several times,
- - Manipulation of the inspection system in the toll control device. This can be prevented by using the information of several different road users in the cloud for checking a toll-relevant preceding or oncoming road user.
Der Abgleich der gewonnen Informationen in der Cloud mit in einem Mautsystem hinterlegten Daten sowie die Erhebung der Gebühr kann dann wie in bereits bestehenden Systemen erfolgen. Mautsünder bzw. Auffälligkeiten, bspw. durch falsch angegebene Daten, ein manipuliertes Mauterfassungssystem oder ein manipuliertes Überprüfungssystem bzw. Mautkontrollsystem werden bspw. dadurch erkannt, dass die in der Cloud erfassten Daten von Mautteilnehmern nicht mit den hinterlegten Daten im Mautsystem übereinstimmen.The comparison of the information obtained in the cloud with data stored in a toll collection system and the collection of the charge can then take place as in already existing systems. Mauts sinners or abnormalities, for example, by incorrectly specified data, a manipulated toll collection system or a manipulated inspection system or toll control system are, for example, recognized that the data collected in the cloud of toll participants do not match the stored data in the toll system.
Die Daten der vorgestellten cloudbasierten Mautkontrolleinrichtung können gegen Gebühr an den Mautbetreiber verkauft werden oder es können andere Anbieter als Mautbetreiber, ggf. in Kooperation, auftreten. Teure stationäre oder mobile Mautkontrollsystem sind nicht oder nur in geringer Anzahl an kritischen Punkten notwendig. Verkehrsteilnehmern, die ihre Daten für die Mautkontrolleinrichtung zur Verfügung stellen, können z. B. einen Teil der Mautgebühren erlassen werden.The data of the presented cloud-based toll control device can be sold for a fee to the toll operator or other providers may act as toll operators, possibly in cooperation. Expensive stationary or mobile toll control systems are not or only in small numbers critical points necessary. Road users who provide their data for the toll control device can, for. For example, part of the tolls will be waived.
Das vorgestellte Verfahren hat, zumindest in einigen der Ausführungen, folgende Vorteile:
- - nahezu lückenlose Überprüfungen ohne Infrastruktur-Investitionen möglich, da selbst kleine Straßen vor anderen Verkehrsteilnehmern mit der vorgestellten Mautkontrolleinrichtung befahren werden. Bei entsprechender Verbreitung dieser Mautkontrolleinrichtung wird die „zufällige“ Stichprobe so groß, dass es fast nicht mehr möglich ist, sich der Maut zu entziehen,
- - wichtige Straßen werden automatisch häufiger geprüft, da sie öfter von Verkehrsteilnehmern mit der vorgestellten Mautkontrolleinrichtung befahren werden,
- - das System adaptiert quasi sofort auf neu gebaute Straßen oder Umleitungen,
- - durch die sehr hohe Stichprobendichte bei den Überprüfungen können auch die differenziertesten Mautmodelle, wie bspw. Ort, Tageszeit, Verkehrsdichte usw., umgesetzt werden. Für nicht erfassbare Informationen, wie bestimmte Fahrzeugtypdetails, z. B. die Achszahl, können wenige stationäre Systeme an neuralgischen Punkten bestehen bleiben, denn diese nicht erfassbaren Details ändern sich äußerst selten oder gar nie und müssen daher auch nur sehr selten mit der Datenbank des Mautbetreibers abgeglichen werden,
- - der Hardware-Aufwand ist gering, es handelt sich mehr um eine geschickte Verwertung im Fahrzeug inklusive Cloud-Zugriff sowie die Infrastruktur der Cloud an sich. Allerdings könnte diese mit anderen, ähnlichen cloudbasierten Projekten geteilt werden,
- - bis auf gesetzliche Aspekte weltweit einsetzbar, sofern genügend Fahrzeuge mit entsprechenden Assistenzsystemen und der beschriebenen Mautkontrolleinrichtung dort eingesetzt werden.
- - Nearly complete checks without infrastructure investments possible, since even small roads are used in front of other road users with the presented toll control device. With appropriate dissemination of this toll control device, the "random" sample is so large that it is almost impossible to escape the toll,
- - important roads are automatically checked more often, as they are more often used by road users with the toll control device presented,
- - The system adapts almost immediately to newly built roads or detours,
- - Due to the very high sample density in the inspections, even the most differentiated toll models, such as location, time of day, traffic density, etc., can be implemented. For non-gatherable information, such as specific vehicle type details, e.g. For example, the number of axles, few stationary systems can remain at critical points, because these undetectable details change very rarely or never and therefore need only very rarely be compared with the database of the toll operator,
- - The hardware cost is low, it is more about a clever use in the vehicle including cloud access and the infrastructure of the cloud itself. However, this could be shared with other, similar cloud-based projects,
- - applicable to legal aspects worldwide, as long as sufficient vehicles with appropriate assistance systems and the described toll control device are used there.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuterten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Figurenlistelist of figures
-
1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer Mautkontrolleinrichtung zur Durchführung des vorgestellten Verfahrens.1 shows a schematic representation of a motor vehicle with a toll control device for carrying out the presented method. -
2 zeigt in einem Flussdiagramm den Ablauf von Ausführungen der vorgestellten Verfahren.2 shows in a flow chart the flow of embodiments of the presented methods.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.
In der Mautkontrolleinrichtung
Das Modul Positioniersystem
Das Modul Sensorik
- - Bilder entgegenkommender oder vorausfahrender Fahrzeuge inklusive Nummernschild, bspw. mittels einer Kamera,
- - eine Einschätzung, ob die erfassten Fahrzeuge gerade die Straße aktiv befahren und daher für die Mautkontrolleinrichtung relevant sind, diese Informationen können auch von
dem Modul Positioniersystem 20 geliefert werden, dafür können bspw. Informationen über die Fahrspur, mittels einer Kamera, und die Geschwindigkeit, mittels Kamera, Radar, Ultraschall, herangezogen werden, diese Informationen werden typischerweise aus rechtlichen Gründen nicht übertragen, sondern nach der Einschätzung sofort verworfen, - - eine Klassifikation des Fahrzeugtyps, falls dies möglich ist, wie Pkw, Lkw usw., mittels einer Kamera oder Radar.
- - Pictures of oncoming or preceding vehicles including number plate, for example by means of a camera,
- an assessment as to whether the detected vehicles are currently driving the road actively and are therefore relevant for the toll control device, this information can also be obtained from the
positioning system module 20 can be supplied, for example, information about the lane, by means of a camera, and the speed, using camera, radar, ultrasound, are used, this information is typically not transmitted for legal reasons, but immediately discarded after the assessment, - - A classification of the vehicle type, if possible, such as cars, trucks, etc., using a camera or radar.
Informationen von Fahrzeugteilnehmern die nicht mautrelevant sind werden aus rechtlichen Gründen typischerweise sofort verworfen.Information from vehicle subscribers that are not toll-relevant are typically discarded immediately for legal reasons.
Das Modul Schnittstelle zur Datenbank
In der Mautkontrolleinrichtung
Über Statistik und geeignete Filter für Fehlmessungen bzw. Falscherkennung der ID werden dann Mautteilnehmer sowie optional Zeitraum, Strecke, Straßenart, Fahrzeugart usw. identifiziert, wobei die Informationen einzelner Fahrzeuge mit Mautkontrolleinrichtung dabei aus Sicherheits- und Robustheitsgründen nur einen Teil zur Entscheidung beitragen. Im einfachsten Fall müssen bspw. n aus m verschiedenen Fahrzeugen mit Mautkontrolleinrichtung zum selben Ergebnis kommen.Toll subscribers and optional period, route, type of road, vehicle type, etc. are then identified via statistics and suitable filters for incorrect measurements or incorrect identification of the ID, with the information of individual vehicles with toll control device contributing only a part to the decision for safety and robustness reasons. In the simplest case, for example, n have to come from m different vehicles with toll control device to the same result.
Das Modul Schnittstelle zu Mautkontrolleinrichtungen
Das Modul Datenabgleich
Alternativ oder ergänzend kann auch bereits eine Auswertung der Daten im Fahrzeug
Bei Mautsündern bzw. statistischen Auffälligkeiten stimmen die erfassten Daten der Cloud
Ein Vorteil der vorgestellten Mautkontrolleinrichtung
In
Die Daten werden in der Datenbank in einem Schritt
Claims (10)
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- 2016-12-21 DE DE102016225845.1A patent/DE102016225845A1/en not_active Withdrawn
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