DE102022105869A1

DE102022105869A1 - Strassentopologien von mautankündigungsnachrichten

Info

Publication number: DE102022105869A1
Application number: DE102022105869.7A
Authority: DE
Inventors: Krishna Bandi; Sathyanarayana Chary Palakonda; Brennan HAMILTON; Samer Ibrahim; Ivan Vukovic; Syed Amaar Ahmad
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2022-03-14
Publication date: 2022-10-06
Also published as: CN115116155A; US20220301356A1; US11676426B2

Abstract

Es ist eine intelligente Mauterhebung für Fahrzeuge bereitgestellt. Eine Mautankündigungsnachricht (TAM), die von einer straßenseitigen Einheit (RSU) über V2X-Kommunikation übertragen wird, wird von einem Fahrzeug empfangen, wobei die TAM eine Vielzahl von Mautstraßentarifdatenelementen definiert und jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Satz von Mauterhebungsfaktoren spezifiziert, der durch eine eindeutige Mautkontextkennung indiziert ist. Die Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs wird bestimmt. Eine Gebühr für die Fahrbahnnutzung wird gemäß dem Satz von Mauterhebungsfaktoren der TAM bestimmt. Eine Mautnutzungsnachricht (TUM) wird über die V2X-Kommunikation gesendet, wobei die TUM der RSU den Tarif für die Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs angibt.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen im Allgemeinen das Übermitteln von Mautankündigungsnachrichten für verschiedene Straßentopologien über Fahrzeug-zu-Umgebung-Mobilfunkkommunikation (V2X-Mobilfunkkommunikation) (V2X - vehicle-to-everything).
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
V2X-Mauterhebung kann sich auf Mautgebührenerhebung mit elektronischem Gebühreneinzug (electronic fee collection - EFC) beziehen, die durch elektronische Ausrüstung an Bord eines Fahrzeugs unterstützt wird, die für V2X-Kommunikation konfiguriert ist. Diese V2X-Kommunikation kann den Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Infrastrukturelementen beinhalten.
KURZDARSTELLUNG
In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen ist ein Fahrzeug zur intelligenten Mauterhebung bereitgestellt. Das Fahrzeug beinhaltet eine Telematiksteuereinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Fahrzeug-zu-Umgebung-Kommunikation (V2X-Kommunikation) bereitzustellen, und einen Prozessor. Der Prozessor ist dazu programmiert, eine Mautankündigungsnachricht (toll advertisement message -TAM) zu empfangen, die von einer straßenseitigen Einheit (road-side unit -RSU) über die V2X-Kommunikation übertragen wird, wobei die TAM eine Vielzahl von Mautstraßentarifdatenelementen definiert und jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Satz von Mauterhebungsfaktoren spezifiziert, der durch eine eindeutige Mautkontextkennung indiziert ist, eine Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs in Bezug auf eine Fahrbahngeometrie zu bestimmen, einen Tarif für die Fahrbahnnutzung gemäß dem Satz von Mauterhebungsfaktoren der TAM zu bestimmen und eine Mautnutzungsnachricht (toll usage message - TUM) über die V2X-Kommunikation zu senden, wobei die TUM der RSU den Tarif für die Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs angibt.
In einem oder mehreren veranschaulichenden Beispielen ist ein Verfahren zur intelligenten Mauterhebung bereitgestellt. Eine Mautankündigungsnachricht (TAM), die von einer straßenseitigen Einheit (RSU) über V2X-Kommunikation übertragen wird, wird von einem Fahrzeug empfangen, wobei die TAM eine Vielzahl von Mautstraßentarifdatenelementen definiert und jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Satz von Mauterhebungsfaktoren spezifiziert, der durch eine eindeutige Mautkontextkennung indiziert ist. Die Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs wird bestimmt. Ein Tarif für die Fahrbahnnutzung wird gemäß dem Satz von Mauterhebungsfaktoren der TAM bestimmt. Eine Mautnutzungsnachricht (TUM) wird über die V2X-Kommunikation gesendet, wobei die TUM der RSU den Tarif für die Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs angibt.
Figurenliste

1 veranschaulicht ein beispielhaftes System für die Durchführung von V2X-Mauterhebungstransaktionen;
2 veranschaulicht Aspekte einer intelligenten Mautanwendung, die durch das Fahrzeug ausgeführt wird;
3 veranschaulicht ein Beispiel von Informationen, die in der Mautankündigungsnachricht enthalten sind;
4 veranschaulicht ein Beispiel für eine Mautstraßengeometrie;
5 veranschaulicht ein Beispiel für verschiedene Straßentopologien;
6 veranschaulicht ein Beispiel der Fahrbahn, die das Mauttarifkonzept mit Kordongebühr verwendet;
7 veranschaulicht ein Beispiel der Fahrbahn, die das Mauttarifkonzept mit Kordongebühr mit variablen Raten für verschiedene Spuren verwendet;
8 veranschaulicht ein Beispiel der Fahrbahn, die das Abschnittsmauttarifkonzept mit Preisgestaltung für Straßensegmente verwendet;
9 veranschaulicht ein Beispiel der Fahrbahn, die das Abschnittsmauttarifkonzept mit Preisgestaltung für Straßensegmente mit variablen Raten für verschiedene Spuren verwendet;
10 veranschaulicht ein Beispiel der Fahrbahn, die Mautzonenbegrenzungen verschiedener Formen verwendet;
11 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess zur Durchführung von V2X-Mauterhebungstransaktionen gemäß den Informationen in der Mautankündigungsnachricht und
12 veranschaulicht ein Beispiel für eine Rechenvorrichtung zur Verwendung bei der Durchführung von V2X-Mauterhebungstransaktionen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hierin sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details konkreter Komponenten zu zeigen. Deshalb sind hierin offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann zu lehren, die Ausführungsformen verschiedenartig einzusetzen. Für den Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Aspekte der Offenbarung betreffen die Nutzung von Fahrzeug-V2X-Technologie zur Verwendung mit verschiedenen Geometrien und Topologien von mautpflichtigen Straßen. Wie hierin ausführlich erläutert, können Mautankündigungsnachrichten dazu verwendet werden, komplexe Mautstraßengeometrien und -topologien sowie komplexe Mautspurentopologien darzustellen. Diese Geometrien und Topologien können dementsprechend über die Mautankündigungsnachrichten übermittelt werden, welche die V2X-Kommunikation für die Fahrzeuge nutzen. Zusätzlich können die Mautankündigungsnachrichten auch Auslöser für Mautnutzungsnachrichten, die von den Fahrzeugen übertragen werden sollen, sowie Auslösepunkte zur Durchsetzung der Maut beinhalten. Dieser Ansatz kann dazu verwendet werden, basierend auf den spezifischen eindeutigen Kombinationen aus Fahrzeugtyp, Zeitklasse, Entfernungsklasse und/oder Einfahrt-Ausfahrt-Mautpunktpaar verschiedene Mauterhebungsschemata darzustellen und zu bezeichnen.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes System 100 für die Durchführung von V2X-Mauterhebungstransaktionen. Wie gezeigt, beinhaltet das System 100 ein Fahrzeug 102 mit Drahtlosfähigkeit, das dazu konfiguriert ist, entlang einer Fahrbahn 110 zu fahren. Das Fahrzeug 102 beinhaltet eine Telematiksteuereinheit (telematic control unit - TCU) 104 und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - HMI)114. Das System 100 beinhaltet auch ein Mautportal 112 oder eine andere Mautinstallation, die eine straßenseitige Einheit (RSU) 108 beinhaltet. Die RSU 108 kommuniziert über einen sicheren Kanal (wie etwa eine drahtgebundene Verbindung) mit einem Mautberechnungsserver 116, der wiederum mit einer Mautberechnungscloud 118 kommuniziert. Die Mautberechnungscloud 118 kommuniziert auch mit einem Mautdienstanbieter 120 und einem Kundenkontosystem 122. Unter Verwendung der TCU 104 kommuniziert das Fahrzeug 102 über ein Peer-to-Peer-Übertragungsprotokoll (wie etwa PC5) mit der RSU 108 und über ein Netzwerkprotokoll mit einem Kommunikationsnetzwerk 106, das es dem Fahrzeug 102 zum Beispiel ermöglicht, mit dem Kundenkontosystem 122 zu kommunizieren. Es ist zu beachten, dass das in 1 gezeigte System 100 lediglich ein Beispiel ist und Systeme verwendet werden können, die mehr, weniger und andere Anordnungen von Elementen aufweisen. Beispielsweise können eines oder mehrere von der RSU 108, dem Mautberechnungsserver 116, der Mautberechnungscloud 118 und dem Mautdienstanbieter 120 in einer einzelnen Vorrichtung kombiniert sein. Wenngleich nur ein Fahrzeug 102 entlang einer Fahrbahn 110 gezeigt ist, wird darüber hinaus in Betracht gezogen, dass die Systeme 100 viele Fahrzeuge 102 und zu durchfahrende Fahrbahnen 110 beinhalten würden.
Die Fahrzeuge 102 können verschiedene andere Typen von Passagierfahrzeugen beinhalten, wie etwa Limousinen, Softroader (crossover utility vehicles - CUVs), Vans, Geländewagen (sport utility vehicles - SUVs), Trucks, Wohnmobile (recreational vehicles - RVs), Roller oder andere mobile Maschinen zum Transportieren von Personen oder Gütern. In vielen Fällen kann das Fahrzeug 102 durch eine Brennkraftmaschine angetrieben werden. In derartigen Fällen kann die Kraftstoffquelle Benzin oder Dieselkraftstoff sein. Als eine weitere Möglichkeit kann das Fahrzeug 102 ein Hybrid-Elektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) sein, das sowohl durch eine Brennkraftmaschine als auch durch einen oder mehrere Elektromotoren angetrieben wird, wie etwa ein Serienhybrid-Elektrofahrzeug (series hybrid electric vehicle - SHEV), ein Parallelhybrid-Elektrofahrzeug (parallel hybrid electric vehicle - PHEV) oder ein Parallel/Serienhybrid-Elektrofahrzeug (parallel/series hybrid electric vehicle - PSHEV). Als eine noch weitere Möglichkeit kann das Fahrzeug 102 ein Elektrofahrzeug (electric vehicle - EV) sein, das durch Elektromotoren ohne eine Brennkraftmaschine angetrieben wird. Da der Typ und die Konfiguration der Fahrzeuge 102 variieren können, können dementsprechend auch die Eigenschaften der Fahrzeuge 102 variieren. Als einige andere Möglichkeiten können Fahrzeuge 102 verschiedene Fähigkeiten in Bezug auf die Fahrgastkapazität, die Schleppfähigkeit und -kapazität und den Stauraum aufweisen. Zu Registrierungszwecken, Inventarzwecken und anderen Zwecken kann dem Fahrzeug 102 eine eindeutige Kennung zugeordnet sein, wie etwa eine Fahrzeugidentifizierungsnummer (FIN).
Die TCU 104 kann dazu konfiguriert sein, dem Fahrzeug 102 Telematikdienste bereitzustellen. Diese Dienste können als nicht einschränkende Möglichkeiten Navigation, Routenführung, Fahrzeugdiagnosen, lokale Unternehmenssuche, Unfallmeldung und Freisprecheinrichtungen beinhalten. Die TCU 104 kann dementsprechend dazu konfiguriert sein, über verschiedene Protokolle zu kommunizieren, wie etwa mit einem Kommunikationsnetzwerk 106 über ein Netzwerkprotokoll (wie etwa Uu). Die TCU 104 kann zusätzlich dazu konfiguriert sein, über ein Peer-to-Peer-Übertragungsprotokoll (wie etwa PC5) zu kommunizieren, um V2X-Kommunikation mit Vorrichtungen, wie etwa der RSU 108, zu ermöglichen. Es ist anzumerken, dass diese Protokolle lediglich Beispiele sind und verschiedene Peer-to-Peer- und/oder Mobilfunktechnologien verwendet werden können.
Das Kommunikationsnetzwerk 106 kann Vorrichtungen, die mit dem Kommunikationsnetzwerk 106 verbunden sind, Kommunikationsdienste bereitstellen, wie etwa paketvermittelte Netzwerkdienste (z. B. Internetzugang, Voice-over-Internet-Protocol-Kommunikationsdienste (VoIP-Kommunikationsdienste)). Ein Beispiel für ein Kommunikationsnetzwerk 106 ist ein Mobilfunktelefonnetz. Beispielsweise kann die TCU 104 über eine Verbindung mit einem oder mehreren Mobilfunktürmen auf das Mobilfunknetz zugreifen. Um die Kommunikation über das Kommunikationsnetzwerk 106 zu ermöglichen, kann die TCU 104 eindeutigen Vorrichtungskennungen (z. B. Nummern mobiler Vorrichtungen (mobile device numbers - MDNs), Internetprotokoll-Adressen (IP-Adressen) usw.) zugeordnet sein, um zu identifizieren, dass die Kommunikation der TCU 104 über das Kommunikationsnetzwerk 106 dem Fahrzeug 102 zugeordnet ist.
Die RSU 108 kann eine Vorrichtung mit Verarbeitungsfähigkeiten und Netzwerkfähigkeiten sein und kann dazu ausgelegt sein, zur Verwendung bei der Kommunikation mit Fahrzeugen 102 in der Nähe einer Fahrbahn 110 platziert zu sein. In einem Beispiel kann die RSU 108 Hardware beinhalten, die dazu konfiguriert ist, über das Peer-to-Peer-Übertragungsprotokoll (wie etwa PC5) zu kommunizieren, um V2X-Kommunikation mit den Fahrzeugen 102 zu ermöglichen. Die RSU 108 kann auch eine drahtgebundene oder drahtlose Backhaul-Fähigkeit aufweisen, um eine Kommunikation mit anderen Elementen des Kommunikationsnetzwerks 106, wie etwa dem Mautberechnungsserver 116, zu ermöglichen.
Das Mautportal 112 kann ein Gerüst sein, das über die Fahrbahn 110 installiert ist. Das Mautportal 112 kann als Ort zum Montieren von Hardware dienen, um der Hardware eine freie Sicht auf die Fahrbahn 110 zu geben. In einem Beispiel kann die RSU 108 an das Mautportal 112 montiert sein. Es ist anzumerken, dass sich die RSU 108 in anderen Beispielen entlang des Bodens benachbart zu der Fahrbahn 110 befinden kann und das Mautportal 112 weggelassen werden kann.
Die HMI 114 kann verschiedene Ausgabevorrichtungen, die dazu konfiguriert sind, Benutzern Informationen bereitzustellen, sowie Eingabevorrichtungen, die dazu konfiguriert sind, Informationen von Benutzern zu empfangen, beinhalten. Als einige Beispiele können Ausgabevorrichtungen Anzeigebildschirme, Touchscreens, Projektoren, Leuchten, Lautsprecher, Summer und Sensoren mit haptischer Rückmeldung beinhalten. Als einige Beispiele können Eingabevorrichtungen als einige Möglichkeiten Touchscreens, Tastaturen, Tasten, Knöpfe und Mikrofone beinhalten.
Eine Steuerung des globalen Satellitennavigationssystems (global navigation satellite system - GNSS) 115 kann durch das Fahrzeug 102 genutzt werden, um eine autonome raumbezogene Positionsbestimmung für das Fahrzeug 102 bereitzustellen. Als einige Beispiele kann die Steuerung des GNSS 115 dem Fahrzeug 102 ermöglichen, seine Position unter Verwendung eines oder mehrerer Satellitennavigationssysteme, wie etwa des globalen Positionsbestimmungssystems (GPS), GLONASS, Galileo, Beidou und/oder anderen, zu bestimmen.
Der Mautberechnungsserver 116 ist eine vernetzte Rechenvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, Vorgänge zur Unterstützung der Funktionalität der RSU 108 durchzuführen. In einem Beispiel kann der Mautberechnungsserver 116 mit der RSU 108 in Kommunikation stehen und dazu programmiert sein, als Gateway zwischen der RSU 108 und der Mautberechnungscloud 118 zu fungieren. Der Mautberechnungsserver 116 kann für das Verwalten von Vorgängen zwischen der Übertragungsart der Vorgänge der RSU 108 und dem Rest des Systems 100 verantwortlich sein. Diese Vorgänge können zum Beispiel Verifizierung von Nachrichten, die von Fahrzeugen 102 durch die RSU 108 empfangen werden, Verifizierung und Identifizierung von Zertifikaten und Kommunikation mit der Mautberechnungscloud 118, um weitere Vorgänge über eine sichere Leitung durchzuführen, beinhalten. In vielen Beispielen kann jede RSU 108 durch ihren eigenen entsprechenden Mautberechnungsserver 116 unterstützt werden. In anderen Beispielen kann jedoch ein einzelner Mautberechnungsserver 116 dazu konfiguriert sein, mehrere RSUs 108 zu handhaben, wie etwa einen Satz von RSUs 108, die den Betrieb der Fahrbahn 110 abdecken.
Die Mautberechnungscloud 118 ist eine vernetzte Rechenvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, Vorgänge zur Unterstützung der Funktionalität des Systems 100 durchzuführen. In einem Beispiel kann die Mautberechnungscloud 118 dazu programmiert sein, Vorgänge zur Unterstützung der Zahlungsaspekte zur Verwendung der Fahrbahn 110 durch das Fahrzeug 102 durchzuführen. In einigen Beispielen kann das System 100 verschiedene Mautzahlstellen 118 beinhalten, wobei jede Mautberechnungscloud 118 dazu konfiguriert ist, Zahlungen für jene Fahrzeuge 102 abzuwickeln, die Konten bei der Mautberechnungscloud 118 aufweisen. Als eine Möglichkeit können verschiedene Hersteller von Fahrzeugen 102 jeweils ihre eigene Mautberechnungscloud 118 unterhalten. Als eine andere Möglichkeit können sich Fahrzeuge 102 für die Verwendung verschiedener Mautzahlstellen 118 von Drittanbietern anmelden.
Der Mautdienstanbieter 120 ist eine vernetzte Rechenvorrichtung, die auch dazu konfiguriert ist, Vorgänge zur Unterstützung der Funktionalität des Systems 100 durchzuführen. Der Mautdienstanbieter 120 kann dazu konfiguriert sein, Vorgänge durchzuführen, wie etwa Bereitstellen von Kosteninformationen an die verschiedenen Mautzahlstellen 118 inBezug auf die Kosten für dieNutzung der Fahrbahn 110. Beispielsweise kann der Mautdienstanbieter 120 ein Mautplan bereitstellen, der die Kosten für das Durchfahren der Fahrbahn 110 angibt, einschließlich Kosten für die Nutzung verschiedener Spuren (z. B. Express, Fahrgemeinschaft, normal usw.), Nutzung für verschiedene Klassen von Fahrzeugen 102 (z. B. Personenkraftwagen, Sattelschlepper usw.), die Nutzung für verschiedene Tageszeiten und die Nutzung für Situationen mit hohem Verkehrsaufkommen gegenüber geringem Verkehrsaufkommen. Der Mautdienstanbieter 120 kann auch dazu konfiguriert sein, Vorgänge zum Zahlungsabgleich, Berichtsfunktionen durchzuführen und kann auch Informationen in Bezug auf Fahrzeuge 102 bereitstellen, die auf der Fahrbahn 110 beobachtet werden, die möglicherweise nicht bezahlt haben (wie z. B. gemäß drahtlosen Übertragungen von grundlegenden Sicherheitsnachrichten (basic safety messages - BSMs), Bildern von Kameras usw. identifiziert).
Das Kundenkontosystem 122 ist eine vernetzte Rechenvorrichtung, die auch dazu konfiguriert ist, Vorgänge zur Unterstützung der Funktionalität des Systems 100 durchzuführen. Unter Verwendung des Kundenkontosystems 122 kann ein Benutzer ein Zahlungskonto einrichten, durch den Mautberechnungsserver 116 für die Verwendung der Fahrbahn 110 belastet werden und Mautbelege in Bezug auf die Nutzung der Fahrbahn 110 anfordern und empfangen. Derartige Zahlungstransaktionen erfordern den Austausch von personenbezogenen Daten (personally identifiable information - PII) mit Mautstellen über Funk.
2 veranschaulicht Aspekte einer intelligenten Mautanwendung (smart toll application - STA) 202, die durch das Fahrzeug 102 ausgeführt wird. Unter Bezugnahme auf 2 und weiterer Bezugnahme auf 1 kann die intelligente Mautanwendung 202 dazu programmiert sein, dem Fahrzeug 102 zu ermöglichen, verschiedene intelligente Mauterhebungsvorgänge durchzuführen, die hierin ausführlich erörtert werden. In einem Beispiel kann die intelligente Mautanwendung 202 durch einen oder mehrere Prozessoren der TCU 104 ausgeführt werden.
Mauterhebungsvorgänge können unter Verwendung der Elemente des Systems 100 durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Mautdienstanbieter 120 einen Mautratenplan an den Mautberechnungsserver 116 senden. Diese Mautratentabelle kann Informationen beinhalten, die dazu verwendet werden können, einem Fahrzeug 102 zu ermöglichen, die Gebühren zu verstehen, die für das Durchfahren der Fahrbahn 110 anfallen können. In einem einfachen Beispiel kann der Mautratenplan angeben, dass die Kosten für das Durchfahren der Fahrbahn 110 ein fester Betrag sind. In vielen Beispielen können die Kosten für das Durchfahren der Fahrbahn 110 jedoch gemäß verschiedenen Faktoren variieren. Beispielsweise kann für das Fahren auf einer ersten Spur eine erste Gebühr anfallen, während für das Fahren auf einer anderen Spur eine zweite, andere Gebühr anfallen kann. In einem anderen Beispiel können die Kosten basierend auf der Anzahl der Insassen des Fahrzeugs 102 variieren. In einem noch weiteren Beispiel können die Kosten basierend auf dem Typ des Fahrzeugs 102 variieren (z. B. kann für einen Sattelschlepper eine höhere Gebühr anfallen als für einen Personenkraftwagen). In einem noch weiteren Beispiel können die Kosten basierend auf anderen Faktoren variieren, wie etwa Verkehrsaufkommen, Tageszeit, Wochentag und/oder Wetter.
Der Mautberechnungsserver 116 kann Ratendetails der TAM 204 aktualisieren. In einem Beispiel empfängt der Mautberechnungsserver 116 den Mautratenplan, identifiziert aktuelle Raten und aktualisiert Rateninformationen auf dem Mautberechnungsserver 116. Diese Rateninformationen können auf dem Mautberechnungsserver 116 zwischengespeichert und an die RSU 108 gesendet werden. Die RSU 108 kann die Rateninformationen sowie andere Informationen in einer TAM-Nachricht 204 übertragen. Diese Übertragung kann eine periodische Übertragung sein, wie etwa eine erneute Übertragung der TAM 204 alle 100 Millisekunden.
3 veranschaulicht ein Beispiel von Informationen, die in der TAM 204 enthalten sind. Im Allgemeinen kann die TAM 204 verschiedene Informationen beinhalten, die für Fahrzeuge 102 beim Verständnis der Nutzung der Fahrbahn 110 nützlich sein können. Dies kann Felder, wie etwa einen Zeitstempel 240, der den Zeitpunkt angibt, an dem die TAM 204 erstellt oder gesendet wurde, beinhalten. Die TAM 204 kann auch eine Kennung des Mautschemas 242 beinhalten, die angibt, welcher Mauttarifkonzepttyp verwendet wird. Beispiele für verschiedene Mauttarifkonzepte, die durch das Mautschema 242 spezifiziert werden können, werden nachstehend erörtert.
Die TAM 204 kann zusätzlich eine Mautberechnungskennung (ID) 244 beinhalten, die spezifiziert, welcher Mautberechnungsserver 116 verwendet werden soll, um den Mauterhebungsvorgang durchzuführen. Die TAM 204 kann auch eine Mautgeometriereferenz 246 beinhalten, die einen Referenzpunkt angeben kann, von dem aus Lagen des Mauterhebungsbereichs berechnet werden können (z. B. in 4 als Referenzpunkt 304 gezeigt), sowie Lagen von Mautauslöselinien 306, bei denen das Fahrzeug 102 dazu konfiguriert sein kann, die TUM 216 zu senden, um die Maut zu bezahlen. Die TAM 204 kann auch Mautkontextdaten 248 beinhalten, wie etwa Tageszeiten, Fahrgemeinschaftsspuren oder andere Einschränkungen oder anderen Kontext bezüglich der Verwendung der Fahrbahn 110.
Die TAM 204 kann auch Informationen zur Mautstraßengeometrie 250 in Bezug auf die Platzierung von Spuren in einem Mautbereich beinhalten. Dies kann beim Generieren von Spurknotenversätzen nützlich sein, wie nachstehend ausführlich erörtert. 5 veranschaulicht einige Beispiele für eine Mautstraßengeometrie. Die TAM 204 kann auch Informationen über den Mautstraßentarif 252 beinhalten, die sich auf die zu geltenden Kosten für die Verwendung der Fahrbahn 110 beziehen. Als einige Beispiele können diese Kosten nach Straßensegmenten, nach Spur, nach Zeit, nach Entfernung oder durch das Durchfahren eines Bereichs anfallen.
Eine Vielzahl von Datenelementen des Mautstraßentarifs 252 kann in der TAM 204 für einen Satz von Mauterhebungsfaktoren enthalten sein. Diese Mauterhebungsfaktoren können eines von (oder eine Kombination aus) Fahrzeugklasse (z. B. Ersthelferfahrzeuge, Limousinen, Lastwagen usw.), Zeitklasse (z. B. Wochenenden, Hauptverkehrszeiten usw.), Einfahrt-Ausfahrt-Kombination (z B. Mauterhebung für geschlossene Systeme, wie etwa Auffahren auf die 1-294 in Hindsdale und Abfahren in O'Hare), Entfernungsklasse (Kurzstrecke, Langstrecke, einzelner Ausfahrt, Passieren mehrerer Ausfahrten usw.) oder anderen Mauteinstellungen beinhalten. Dies kann die diskrete Darstellung von komplexen Mauterhebungsdaten durch die TAM 204 ermöglichen.
Die TAM 204 kann ferner eine Mautkontextkennung 254 beinhalten. Die Mautkontextkennung 254 kann ein eindeutiger Wert sein. In einer Umsetzung kann die Mautkontextkennung 254 eine ganze Zahl von N Byte sein (z. B. führt N = 4 zu 2^32 Kombinationen, führt N = 8 zu 2^64 Kombinationen usw.).
Als ein veranschaulichendes Beispiel definiert die Sequenz von Mautstraßentarifen 252 die Mautrate für jede eines Satzes von Kombinationen, wobei jede Kombination durch einen eindeutigen Wert der Mautkontextkennung 254 bezeichnet wird. Zum Beispiel, wie in Beispiel (1) gezeigt: $Kennung = 100 (16 - 19 Uhr f \ddot{u} r Limousinen)$
$\begin{array}{l} Kennung = 101 (6 - 10 Uhr f \ddot{u} r Limousinen) \\ \dots (zus \ddot{a} tzliche Kennung f \ddot{u} r andere Zeiten) \dots \\ Kennung = 40100 (Wochenende f \ddot{u} r Evs) \\ \dots (zus \ddot{a} tzliche Kennungen f \ddot{u} r andere Fahrzeugtypen) \dots \\ Kennung = 4020 (6 - 10 Uhr f \ddot{u} r EVs) \end{array}$
In einem anderen Beispiel definiert die Sequenz von Datenelementen des Mautstraßentarifs 252 in der TAM 204 für einen Mautpunkt die Mautrate für alle Ausfahrtmautpunkte. Wie in Beispiel (2) gezeigt: $\begin{array}{l} Kennung = 1 (Ausfahrtmautpunkt A 2 Meilen entfernt) \\ Kennung = 1 (Ausfahrtmautpunkt A 15 Meilen entfernt) \\ \dots (zus \ddot{a} tzliche Kennungen f \ddot{u} r andere Ausfahrten) \dots \\ Kennung = 27 (Ausfahrtmautpunkt Z 250 Meilen entfernt) \end{array}$
Dementsprechend kann ein beliebiges Mauterhebungsschema, das eine eindeutige Rate für verschiedene Kombinationen aus Fahrzeugtyp, Zeitklasse und Einfahrt-Ausfahrt-Mautpunkt definiert, durch einen eindeutigen Wert der Mautkontextkennung 254 dargestellt werden. Wenn es in einem von zwei Beispielen eine Anzahl X an Kombinationen gibt, kann eine TAM 204 eine Sequenz von X Objekten des Mautstraßentarif 252 aufnehmen, um die Mautraten für jede Kombination zu definieren.
Die TAM 204 kann auch andere Informationen beinhalten, wie etwa einen Schichttyp, eine Schichtkennung, eine Kennung des Mautberechnungsservers 116 und eine Kennung der Mautberechnungscloud 118. Der Schichttyp kann ein Datenelement sein, das dazu verwendet wird, einen Informationstyp, der in einer Schicht eines geografischen Kartenfragments, wie etwa einer Kreuzung, zu finden ist, eindeutig zu identifizieren. Die Schichtkennung kann dementsprechend eine Kennung von Karteninformationen sein. Die Kennung kann eine global eindeutige Kennung (globally-unique identifier - GUID) sein, um zu ermöglichen, dass die Mautzahlstellen 118 durch das System 100 eindeutig identifiziert werden.
Die TAM 204 kann auch Karteninformationen beinhalten, die das Layout der Fahrbahn 110 angeben, wie etwa eine Kreuzungsgeometrieliste und eine Straßensegmentliste. Die Straßensegmentliste beinhaltet verschiedene Eigenschaften der Fahrbahn, einschließlich Spurbeschreibung, eines Status mit hoher Belegung und so weiter. Diese Informationen können beispielsweise Angaben des Layouts der Spuren der Fahrbahn 110 beinhalten, die dazu verwendet werden können, den Fahrzeugen 102 zu ermöglichen, zu identifizieren, wann ein mautpflichtiger Bereich angefahren wird, sowie auf welcher Spur das Fahrzeug 102 fährt. Die TAM 204 kann auch angeben, ob ein Mautportal 112 eines Typs ist, der ein erzwungenes Anhalten für das Fahrzeug 102 (z. B. ein Anhalten und Weiterfahren) oder das Weiterfahren unterhalb einer Geschwindigkeitsbegrenzung (z. B. langsam) erfordern kann. Dies kann ermöglichen, dass sich das Fahrzeug 102 verlangsamt, den Fahrer oder Insassen des Fahrzeugs 102 auf das Anhalten aufmerksam macht oder anderweitig Maßnahmen im Vorgriff auf das Anhalten ergreift. Weitere Aspekte von Kartendaten und andere Details von hierin beschriebenen Nachrichtenelementen sind ferner im J2735-Standard Dedicated Short Range Communications (DSRC) Message Set Dictionary, veröffentlicht von SAE International, definiert, wobei der Standard durch Bezugnahme vollumfänglich hierin aufgenommen ist.
Die TAM 204 kann auch Karteninformationen beinhalten, die Lagen von Raststätten- und/oder Dienstleistungsbereichen angeben. Diese Informationen können es den Fahrzeugen 102 ermöglichen, derartige Lagen zu identifizieren. Beispielsweise können die Lagen der Raststätten- und/oder Dienstleistungsbereiche in der HMI 114 des Fahrzeugs 102 angezeigt werden. Es ist jedoch anzumerken, dass in Abhängigkeit von dem Mauterhebungsschema weiterhin Gebühren für das Fahrzeug 102 anfallen können, selbst bei Ausfahrt des Fahrzeugs 102 für einen Raststätten- und/oder Dienstleistungsbereich. Wenn beispielsweise das Mauterhebungsschema das Fahrzeug 102 für die in dem mautpflichtigen Bereich verbrachte Zeit berechnet, können diese Gebühren trotz des Anhaltens weiterhin anfallen. Es sollte jedoch angemerkt werden; dass das Fahrzeug 102 dennoch eine TUM 216 sendet, um die Nutzung durch das Fahrzeug 102 anzugeben, selbst wenn das Fahrzeug 102 bei einer Raststätte oder einen Rasthof ausgeschaltet und wieder eingeschaltet wird.
Die TAM 204 kann auch andere Informationen beinhalten, wie etwa eine Liste von Datenparametern. Diese können beispielsweise andere Informationen beinhalten, die für die Mauterhebung relevant sein können und nicht in die anderen Kategorien von Informationen passen, wie etwa spezielle Anweisungen zur Verwendung der Mautfahrbahn 110. Die TAM 204 kann auch eine Einschränkungsliste beinhalten, die Informationen hinsichtlich Beschränkungen des Zugangs zu der Fahrbahn 110 beinhalten kann, wie etwa Gewichtsbeschränkungen oder Einschränkungen gegenüber bestimmten Klassen von Fahrzeugen 102 (z. B. sind keine Sattelschlepper erlaubt).
Die TCU 104 des Fahrzeugs 102 kann die durch die RSU 108 übertragene TAM empfangen. Das Fahrzeug 102 kann Zufahrt zur Fahrbahn 110 protokollieren. Beispielsweise kann die TCU 104 als Reaktion darauf, dass die geografischen Koordinaten des Fahrzeugs 102 mit einer der Spuren der Fahrbahn 110 übereinstimmen, identifizieren, dass das Fahrzeug 102 in eine bestimmte Spur der Fahrbahn 110 einfährt. Dann kann die TCU 104 mit Kenntnis der Eintrittspur die für das Fahrzeug 102 anfallende Gebühr berechnen. Die TCU 104 kann auch eine Mautnutzungsnachricht (TUM) 216 generieren.
Die TUM 216 beinhaltet verschiedene Informationen, die den RSUs 108 durch die Fahrzeuge 102 bereitgestellt werden und die Nutzung der Fahrbahn 110 durch das Fahrzeug 102 angeben. Diese Informationen können Felder beinhalten, wie etwa einen Nachrichtenzähler, der eine eindeutige Nummer der TUM 216 für die Transaktion angibt. Der Nachrichtenzähler kann dazu verwendet werden, beim Identifizieren zu helfen, ob ein Paketverlust aufgetreten ist. Die TUM 216 kann auch eine eindeutige zufällige Kennung beinhalten, die als eine temporäre Kontokennung dazu verwendet werden kann, die Nachrichtentransaktion zwischen dem Fahrzeug 102 und der Nachrichtenübertragungsschnittstelle der RSU 108 zu verfolgen, während eine relative Anonymität des Fahrzeugs 102 gewahrt wird.
Die TUM 216 kann auch Informationen über den Eintritt des Fahrzeugs 102 in den Mautbereich beinhalten. Beispielsweise kann die TUM 216 einen Zeitstempel des Erstellungszeitpunkts der TUM 216, den Breitengrad, den Längengrad und die Höhenlage des Fahrzeugs 102, die Positionsgenauigkeit des Breitengrads, des Längengrads und der Höhenlage, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 102 und den Kurs des Fahrzeugs 102 beinhalten. Die TUM 216 kann auch andere Informationen beinhalten, wie etwa Fahrzeugtyp 102, eine Kennung des Mautberechnungsservers 116 und eine Kennung der Mautberechnungscloud 118. Die Kennungen können GUIDs sein, um zu ermöglichen, dass die Mautberechnungsserver 116 und die Mautzahlstellen 118 eindeutig identifiziert werden. Die TUM 216 kann auch eine Kreuzungskennung der Kreuzung beinhalten, über die das Fahrzeug 102 in die Fahrbahn 110 eingefahren ist, wobei die Kreuzungskennung durch das Fahrzeug 102 in der TAM 204 empfangen wurde (z. B. über die Kreuzungsgeometrieliste und/oder die Straßensegmentliste). Die TUM 216 kann auch einen Gebührenbetrag für die Fahrt in dem mautpflichtigen Bereich beinhalten, wie durch das Fahrzeug 102 unter Verwendung der Informationen in der TAM 204 bestimmt. Es können auch andere Informationen in der TUM 216 enthalten sein, wie etwa die durch das Fahrzeug 102 zurückgelegte Entfernung 830, eine Anzahl von Fahrgästen in dem Fahrzeug 102 und ein Nummernschild oder eine andere Kennung des Fahrzeugs 102.
Die TCU 104 kann die HMI 114 aktualisieren, um die HMI 114 dazu zu veranlassen, eine Nachricht anzuzeigen, die angibt, dass das Fahrzeug 102 in die Mautzone eingefahren ist. Die HMI 114 kann ferner anzeigen, dass dem Fahrzeug 102 der Betrag berechnet wird, der für die Spur angegeben ist, auf der sich das Fahrzeug 102 befindet.
Die TCU 104 kann die TUM 216 an die RSU 108 senden. In einem Beispiel kann die TUM mit einem Schlüssel kodiert und/oder unter Verwendung eines Zertifikats signiert sein, und die RSU 108 kann einen Schlüssel oder andere Informationen nutzen, um den Sender der TUM 216 als die TCU 104 zu entschlüsseln und/oder zu bestätigen. Die RSU 108 kann die TUM 216 an den Mautberechnungsserver 116 weiterleiten. Der Mautberechnungsserver 116 leitet die TUM 216 an die Mautberechnungscloud 118 weiter, die dem Fahrzeug 102 entspricht. Die Mautberechnungscloud 118 kann das Konto des Fahrzeugs 102 mit dem Kundenkontosystem 122 verifizieren und die Transaktion abschließen. Die Mautberechnungscloud 118 kann dementsprechend eine Mautbelegnachricht (toll receipt message - TRM) 212 generieren, die an das Fahrzeug 102 zurückgegeben werden soll.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 102, das die TUM 216 überträgt, einen Blockchain-Eintrag der TUM 216 erstellen, der als intelligenter Vertrag durchgesetzt wird. Die RSU 108 kann als eine Transaktionsdatenbank aus Informationen der TUM 216 betrieben werden, die durch das Fahrzeug 102 durch Austausch des intelligenten Vertrags übertragen werden. Eine Transaktionsdatenbank in der RSU 108 kann eine dezentrales Blockchain-Verzeichnis von empfangenen TUMs 216 zur Durchsetzung der Mauterhebung an der RSU 108 und dem Mautportal 112 aktualisieren.
Die TRM 212 beinhaltet verschiedene Informationen, die durch die Mautberechnungscloud 118 zur Unterstützung des Abschlusses der mit dem Fahrzeug 102 durchgeführten Mauttransaktion bestimmt werden. Diese Informationen können einen Nachrichtenzähler (um bei der Identifizierung zu helfen, ob ein Paketverlust aufgetreten ist), die Kontokennung von der TUM 216, den Zeitstempel des Erstellungszeitpunkts der TUM 216, eine Kennung des Mautberechnungsservers 116 und eine Kennung der Mautberechnungscloud 118 (z. B. eine GUID) beinhalten. Die TRM 212 kann auch eine Kreuzungskennung der Kreuzung, über die das Fahrzeug 102 in die Fahrbahn 110 einfahren ist (z. B. wie in der TUM 216 angegeben, die durch die Mautberechnungscloud 118 verarbeitet wurde), eine Spurkennung der Spur, über die das Fahrzeug 102 in die Fahrbahn 110 einfahren ist (z. B. wie in der TUM 216 angegeben, die durch die Mautberechnungscloud 118 verarbeitet wurde), eine Kreuzungskennung der Kreuzung, über die das Fahrzeug 102 die Fahrbahn 110 verlassen hat, und eine Spurkennung der Spur, über die das Fahrzeug 102 die Fahrbahn 110 verlassen hat, beinhalten. Die TRM 212 kann auch den Fahrzeugtyp und den für den Zugang zur Fahrbahn 110 erhobenen Betrag beinhalten.
Die Mautberechnungscloud 118 kann die TRM 212 an den Mautberechnungsserver 116 weiterleiten. Der Mautberechnungsserver 116 wiederum kann die TRM 212 zurück an die RSU 108 weiterleiten. Die RSU 108 kann die TRM 212, die durch die TCU 104 des Fahrzeugs 102 empfangen werden kann, übertragen. Die TCU 104 kann die HMI 114 aktualisieren, um eine Nachricht anzuzeigen, die den Abschluss des Prozesses und den endgültigen erhobenen Betrag angibt.
Die intelligente Mautanwendung 202 kann verschiedene Datenelemente als Eingabe empfangen. In einem Beispiel können diese Eingaben TAMs 204 (wie vorstehend erwähnt), Lageinformationen von der Steuerung des GNSS 115, Fahrzeugbusdaten 206 von einem Controller Area Network (CAN) des Fahrzeugs oder einem anderen Bus des Fahrzeugs 102, Informationen der Fahrzeugassistenz 208, integrierte Karten 210, um bei der Lage des Fahrzeugs 102 entlang der Fahrbahn 110 zu unterstützen, und TRMs 212 (auch wie vorstehend erwähnt) beinhalten.
Die intelligente Mautanwendung 202 kann auch verschiedene Ausgaben bereitstellen. In einem Beispiel können diese Ausgaben eine HMI-Rückmeldung 214, die der HMI 114 zur Verwendung durch Insassen des Fahrzeugs 102 bereitgestellt wird, sowie TUMs 216 zur Verwendung beim Erheben von Gebühren für das Fahrzeugs 102 über entfernte Aspekte des vorstehend erörterten Mauterhebungssystems 100 beinhalten.
Um die Verarbeitung der Eingaben zu den Ausgaben durchzuführen, kann die intelligente Mautanwendung 202 verschiedene Komponenten beinhalten. Diese können einen Mauterhebungsdatenaggregator 218 zum Verarbeiten der TAMs 204 und TRMs 212, einen Algorithmusklassifikator 220, einen Mautregionbestimmer 222 zum Bestimmen von Mauterhebungsbereichen entlang der Fahrbahn 110, einen Mautspurenabgleicher 224 zum Abgleichen des Fahrzeugs 102 mit den Mauterhebungsbereichen, einen Spurüberspannungsalgorithmus 226 zum Bestimmen, ob das Fahrzeug 102 Spuren überspannt, eine Positionskonfidenzkomponente 228 zur Handhabung von GNSS-Versätzen und anderen Konfidenzfaktoren, einen Positionsschätzer 230 zum Schätzen der Position des Fahrzeugs 102, einen Wegschätzer 232 zum Schätzen des Weges des Fahrzeugs 102 unter Verwendung der Position des Fahrzeugs 102, eine Algorithmusüberlagerung 234 zum Unterstützen des Bereitstellens der HMI-Rückmeldung 214 und eine Komponente der Algorithmusentscheidung 236 zum Bereitstellen der TUMs 216 und anderer Ausgaben beinhalten.
4 veranschaulicht ein Beispiel 400 für eine Mautstraßengeometrie. Wie gezeigt, erstreckt sich ein Mautportal 112 über Spuren einer Fahrbahn 110. Die Spuren der Fahrbahn 110 beinhalten zum Beispiel in einer ersten Fahrtrichtung einen Seitenstreifen, eine erste Spur, eine zweite Spur, eine dritte Spur und einen Seitenstreifen. Die veranschaulichte Fahrbahn 110 beinhaltet ferner einen Mittelstreifen und Spuren in einer zweiten Fahrtrichtung, und zwar eine vierte Spur, eine fünfte Spur, eine sechste Spur und einen Seitenstreifen. Es ist anzumerken, dass das konkrete Fahrbahnlayout lediglich ein Beispiel ist. Eine RSU 108 ist in Betrieb und steuert das Mautportal 112.
Spurknotenversätze 302 sind auch in der Fahrbahn 110 veranschaulicht. Diese Spurknotenversätze 302 geben geografische Lagen entlang der Fahrbahn in Bezug auf einen Referenzpunkt 304 an, der die geografische Lage des Mautportals 112 angibt. Welche Spurknotenversätze 302 zu verwenden sind, kann von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 102 abhängen. Zum Beispiel fährt das Fahrzeug 102A in der ersten Fahrtrichtung und kann daher seine Lage in Bezug auf die Spurknotenversätze 302 für die Spuren in dieser Fahrtrichtung (z. B. die Spuren eins bis drei) referenzieren. Diese Spurknotenversätze 302 können die Mautankündigungszone 308A für die erste Fahrtrichtung bilden. Die letzten Spurknotenversätze 302 für jede Spur können gemeinsam Mautauslöselinien 306 definieren, an denen das Fahrzeug 102 dazu konfiguriert sein kann, die Maut zu bezahlen. Wenn das Fahrzeug 102B in der zweiten Fahrtrichtung fährt, kann es daher seine Lage in Bezug auf die Spurknotenversätze 302 für die Spuren in dieser zweiten Fahrtrichtung (z. B. die Spuren vier bis sechs) referenzieren. Diese Spurknotenversätze 302 können die Mautankündigungszone 308B für die zweite Fahrtrichtung bilden.
5 veranschaulicht ein Beispiel 500 für verschiedene Straßentopologien. Eine Topologie einer geraden Straße ist bei (A) gezeigt, eine Topologie einer gekrümmten Straße ist bei (B) gezeigt und eine Topologie einer Polygonstraße ist bei (C) gezeigt. Die Topologien der geraden und der gekrümmten Straße können als eine Reihe von Spurknotenversätzen 302 entlang der Fahrweg dargestellt werden. Die Topologie der Polygonstraße kann als ein Satz von Spurknotenversätzen 302 dargestellt werden, die den Fahrweg begrenzen. Unabhängig davon, wie die Straßentopologie dargestellt wird, können die Informationen für die Versätze durch die RSU 108 in der TAM 204 übertragen werden.
Zusätzlich können verschiedene Mauttarifkonzepte definiert sein. Es kann ein Abschnittsmauttarifkonzept mit Preisgestaltung für Straßensegmente definiert sein, bei dem jedes Straßensegment einen Tarif für seine Durchquerung aufweist. Es kann Abschnittsmauttarifkonzept mit Preisgestaltung für geschlossene Systeme definiert sein, bei dem jede Straßenausfahrt einen Tarif von einer Einfahrt zum Verlassen an diesem Ort aufweist. Es kann ein Mauttarifkonzept mit Kordongebühr definiert sein, bei dem durch Einfahrt in den und Ausfahrt aus dem Kordon Kosten anfallen. Es kann ein Mauttarifkonzept mit Bereichsgebühr definiert sein, wobei bei einem ersten Untertyp Kosten gemäß der in dem Bereich verbrachten Zeit anfallen, und bei einem zweiten Untertyp Kosten gemäß der innerhalb des Bereichs zurückgelegten Entfernung anfallen. Das Mauttarifkonzept und die Tarifbeträge können in den Feldern der TAM 204 spezifiziert sein.
6 veranschaulicht ein Beispiel 600 der Fahrbahn 110, die das Mauttarifkonzept mit Kordongebühr verwendet. Wie gezeigt, verlässt das Fahrzeug 102A einen Mautbereich 602, während das Fahrzeug 102B den Mautbereich 602 anfährt. Das Fahrzeug 102 kann Mautzonenbegrenzungsversätze 604 der Mautspuren zusammen mit den TAM-Spurknotenversätzen 302 und dem TAM-Referenzpunkt 304 berechnen. Dies kann im Hinblick auf den Kurs des Fahrzeugs 102 erfolgen, um Punkte auf Spuren mit der gleichen Fahrtrichtung wie das Fahrzeug 102 zu adressieren und Spuren in anderen Richtungen als der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 102 (z. B. die Spuren der entgegengesetzten Richtung einer Autobahn) herauszufiltern. Beispielsweise kann diese Bestimmung der Richtung des Fahrzeugs 102 Faktoren, wie etwa den Seitenschlupfwinkel, berücksichtigen. Durch Bestimmen der Mautzonenbegrenzungsversätze 604 des Kordonmautbereichs 602 basierend auf Daten in der TAM 204 wird eine Mautzonenbegrenzung 606 erzeugt. Zusätzlich werden basierend auf Daten in der TAM 204 die Mautauslöselinien 306 durch die Bestimmung der TUM-Auslöselinienpunkte 608 bestimmt. Diese Bestimmungen können im Hinblick auf die verschiedenen wie in 5 gezeigten Straßengeometrietypen durchgeführt werden und, wie vorstehend erörtert, auf den verschiedenen Typen von Mauttarifkonzepten basieren. Das Fahrzeug 102 kann die Mautzonenbegrenzung 606 des Fahrezugs 102 nutzen, um zu berechnen, ob sich das Fahrzeug 102 in welchem der Kordonbereiche aufhält.
7 veranschaulicht ein Beispiel 700 der Fahrbahn 110, die das Mauttarifkonzept mit Kordongebühr mit variablen Raten für verschiedene Spuren verwendet. Im Vergleich zu dem Beispiel 600 werden in dem Beispiel 700 die Mautzonenbegrenzungsversätze 604 für jede Spur basierend auf Daten in der TAM 204 bestimmt. Zusätzlich beinhaltet auch jede Fahrtrichtung TUM-Auslöselinienpunkte 608 basierend auf Daten in der TAM 204. Dies ermöglicht es dem Fahrzeug 102, zu berechnen, auf welcher Spur sich das Fahrzeug 102 befindet, und nicht nur, ob sich das Fahrzeug 102 im Allgemeinen in dem Kordonbereich aufhält.
8 veranschaulicht ein Beispiel 800 der Fahrbahn 110, die das Abschnittsmauttarifkonzept mit Preisgestaltung für Straßensegmente verwendet; Ähnlich dem Beispiel 600 werden in dem Beispiel 800 Mautzonenbegrenzungsversätze 604 durch das Fahrzeug 102 berechnet, um die Mautzonenbegrenzungen 606 zu bestimmen. Jedoch werden in Übereinstimmung mit dem Abschnittsmauttarifkonzept mit Preisgestaltung für Straßensegmente in der TAM 204 verschiedene Abschnitte für jedes der Segmente spezifiziert. Dementsprechend wird eine Mautzonenbegrenzung 606 für jedes Segment durch das Fahrzeug 102 berechnet. Jedes Segment beinhaltet auch TUM-Auslöselinienpunkte 608 basierend auf Daten in der TAM 204.
9 veranschaulicht ein Beispiel 900 der Fahrbahn 110, welches das Abschnittsmauttarifkonzept mit Preisgestaltung für Straßensegmente mit variablen Raten für verschiedene Spuren verwendet. Ähnlich dem Beispiel 700 werden die virtuellen Mautzonenbegrenzungsversätze 604 für jede Spur basierend auf Daten in der TAM 204 bestimmt. Jedes Segment beinhaltet auch TUM-Auslöselinienpunkte 608 basierend auf Daten in der TAM 204. Ähnlich dem Beispiel 800 wird dies durch das Fahrzeug für jeden Abschnitt der Fahrbahn 110 durchgeführt, der in der TAM 204 spezifiziert ist. Dies ermöglicht dem Fahrzeug 102, für jedes Segment zu berechnen, auf welcher Spur sich das Fahrzeug 102 befindet.
10 veranschaulicht ein Beispiel 1000 der Fahrbahn 110, die Mautzonenbegrenzungen 606 in verschiedenen Formen verwendet. Diese verschiedenen Formen können durch die Informationen in der TAM 204 definiert sein. Wie gezeigt, können die Formen eine einzelne Fahrtrichtung oder mehrere Fahrtrichtungen abdecken. Die Formen können auch andere Verkehrsmerkmale beinhalten, wie etwa Einfahrtsrampen, Zusammenführungsspuren und/oder Ausfahrtsrampen.
11 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 1100 zur Durchführung von V2X-Mauterhebungstransaktionen in Übereinstimmung mit den Informationen in der TAM 204. In einem Beispiel kann der Prozess 1100 von dem Fahrzeug 102 in V2X-Kommunikation mit der RSU 108 durchgeführt werden.
Bei Vorgang 1102 empfängt das Fahrzeug 102 die TAM 204. Die TAM 204 kann von einer straßenseitigen Einheit (RSU) über V2X-Kommunikation übertragen worden sein und kann eine Vielzahl von Mautstraßentarifdatenelementen definieren. Jedes der Mautstraßentarifdatenelemente kann einen Satz von Mauterhebungsfaktoren spezifizieren, der durch eine eindeutige Mautkontextkennung indiziert ist.
Bei Vorgang 1104 bestimmt das Fahrzeug 102 die Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs 102. Beispielsweise kann das Fahrzeug 102 Informationen identifizieren, wie etwa die Klasse des Fahrzeugs 102, die Tageszeit, die Einfahrt zur Fahrbahn 110, die von dem Fahrzeug 102 verwendet wird, die Ausfahrt von der Fahrbahn 110, die von dem Fahrzeug 102 verwendet wird, die durch das Fahrzeug 102 in einem Kordonbereich verbrachte Zeit und/oder eine durch das Fahrzeug 102 in dem Kordonbereich zurückgelegte Entfernung.
Bei Vorgang 1106 bestimmt das Fahrzeug 102 einen Tarif für die Fahrbahnnutzung gemäß dem Satz von Mauterhebungsfaktoren der TAM 204. Beispielsweise kann das Fahrzeug 102 die Informationen mit den Mautstraßentarifdatenelementen vergleichen, um eines der Mautstraßentarifdatenelemente zu identifizieren, das am besten für die Informationen des Fahrzeugs 102 gilt. Sätze von Mautstraßentarifdatenelementen sind vorstehend als Beispiel (1) und Beispiel (2) erörtert.
Das Fahrzeug 102 kann ferner unter Verwendung des einen der Mautstraßentarifdatenelemente und der Informationen den Tarif für die Fahrbahnnutzung basierend auf den Tarifinformationen für das identifizierte der Mautstraßentarifdatenelemente bestimmen. Wenn die Mautstraßentarifdatenelemente beispielsweise einen Tarif für eines oder mehrere von einer Fahrzeugklasse, einer Zeitklasse, einer Einfahrt-Ausfahrt-Kombination und/oder einem Mauttarifkonzepttyp spezifizieren und wenn das Fahrzeug 102 die spezifizierten Anforderungen erfüllt, dann kann dieser Tarif für das Fahrzeug 102 gelten.
Als ein anderes Beispiel kann der Tarif basierend auf dem Durchqueren der angegebenen Segmente durch das Fahrzeug 102 berechnet werden, wenn die Mautstraßentarifdatenelemente ein Abschnittsmauttarifkonzept mit Tarifen für das Durchqueren pro Straßensegment spezifizieren. Als ein noch weiteres Beispiel kann der Tarif basierend auf dem Durchqueren der angegebenen Einfahrt und Ausfahrten durch das Fahrzeug 102 berechnet werden, wenn die Mautstraßentarifdatenelemente einen Konzepttyp für geschlossene Systeme spezifizieren, bei dem jede einer Vielzahl von Straßenausfahrten einen angegebenen Tarif von einer Einfahrt zum Verlassen an der jeweiligen Straßenausfahrt aufweist.
Als anderes Beispiel kann der Tarif unabhängig von der im Kordonbereich verbrachten Zeit oder der darin zurückgelegten Entfernung basierend auf der Einfahrt in und Ausfahrt aus den Kordonbereich durch das Fahrzeug 102 berechnet werden, wenn die Mautstraßentarifdatenelemente ein Mauttarifkonzept mit Kordongebühr spezifizieren, bei dem Einfahrt in einen bzw. Ausfahrt aus einem Kordonbereich angegebene Kosten aufweist. In einem weiteren Beispiel kann der Tarif basierend auf der durch das Fahrzeug 102 im Kordonbereich zurückgelegten Entfernung berechnet werden, wenn die Mautstraßentarifdatenelemente ein Mauttarifkonzept mit Bereichsgebühr spezifizieren, bei dem Kosten gemäß der Entfernung anfallen, die in einem Kordonbereich zurückgelegt wird.
Bei Vorgang 1108 sendet das Fahrzeug 102 die TUM 216 über die V2X-Kommunikation. Die TUM 216 kann der RSU 108 den Tarif für die Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs 102 angeben. Dementsprechend können die TAMs 204 dazu verwendet, komplexe Mautstraßengeometrien und -topologien sowie komplexe Mautspurentopologien darzustellen. Diese Geometrien und Topologien können dementsprechend unter Nutzung von V2X-Kommunikation für die Fahrzeuge 102 über die TAMS 204 übermittelt werden. Zusätzlich können die TAMs 204 auch TUM-Auslöselinienpunkte 608, die Mautauslöselinien 306 für TUMs 216 definieren, die von den Fahrzeugen 102 übertragen werden sollen, welche die Mautauslöselinien 306 kreuzen, sowie Auslösepunkte zur Durchsetzung der Maut beinhalten. Dieser Ansatz kann dazu verwendet werden, basierend auf den spezifischen eindeutigen Kombinationen aus Fahrzeugtyp, Zeitklasse und/oder Einfahrt-Ausfahrt-Mautpunktpaar verschiedene Mauterhebungsschemata darzustellen und zu bezeichnen.
12 veranschaulicht ein Beispiel 1200 für eine Rechenvorrichtung 1202 zur Verwendung bei der Durchführung von V2X-Mauterhebungstransaktionen. Unter Bezugnahme auf 12 und mit Bezug auf die 1-11 können die TCU 104, die RSU 108, der Mautberechnungsserver 116, die Mautberechnungscloud 118 und das Kundenkontosystem 122 Beispiele für derartige Rechenvorrichtungen 1202 sein. Wie gezeigt kann die Rechenvorrichtung 1202 einen Prozessor 1204 beinhalten, der mit einem Datenspeicher 1206, einer Netzwerkvorrichtung 1208, einer Ausgabevorrichtung 1210 und einer Eingabevorrichtung 1212 wirkverbunden ist. Es ist zu beachten, dass dies lediglich ein Beispiel ist und Rechenvorrichtungen 1202 mit mehr, weniger oder anderen Komponenten verwendet werden können.
Der Prozessor 1204 kann eine oder mehrere integrierte Schaltungen beinhalten, welche die Funktionalität einer zentralen Verarbeitungseinheit (central processing unit - CPU) und/oder Grafikverarbeitungseinheit (graphics processing unit - GPU) umsetzen. In einigen Beispielen sind die Prozessoren 1204 ein System auf einem Chip (system on a chip - SoC), in das die Funktionalität der CPU und der GPU integriert sind. Das SoC kann gegebenenfalls andere Komponenten, wie etwa zum Beispiel den Datenspeicher 1206 und die Netzwerkvorrichtung 1208 in einer einzigen integrierten Vorrichtung beinhalten. In anderen Beispielen sind die CPU und die GPU über eine Peripherie-Anschlussvorrichtung, wie etwa PCI-Express (Peripheral Component Interconnect - PCI) oder eine andere geeignete Peripherie-Datenverbindung, miteinander verbunden. In einem Beispiel handelt es sich bei der CPU um eine handelsübliche zentrale Verarbeitungsvorrichtung, die einen Anweisungssatz umsetzt, wie etwa eine von der x86-, ARM-, Power- oder MIPS-Anweisungssatzfamilie (Interlocked Pipeline Stages - MIPS).
Unabhängig von den Einzelheiten führt der Prozessor 1204 während des Betriebs gespeicherte Programmanweisungen aus, die aus dem Datenspeicher 1206 abgerufen werden. Die gespeicherten Programmanweisungen beinhalten dementsprechend Software, die den Betrieb der Prozessoren 1204 steuert, um die hierin beschriebenen Vorgänge durchzuführen. Der Datenspeicher 1206 kann sowohl flüchtige auch nicht flüchtigen Speichervorrichtungen beinhalten. Der nicht flüchtige Speicher beinhaltet Festkörperspeicher, wie etwa NAND-Flash-Speicher, magnetische und optische Datenspeichermedien oder eine beliebige andere geeignete Datenspeichervorrichtung, die Daten aufbewahrt, wenn das System abgeschaltet ist oder elektrische Leistung verliert. Der flüchtige Speicher beinhaltet einen statischen und dynamischen Direktzugriffsspeicher (random-access memory - RAM), auf dem während des Betriebs des Systems 100 Programmanweisungen und Daten gespeichert werden.
Die GPU kann Hardware und Software zur Anzeige von mindestens zweidimensionalen und gegebenenfalls dreidimensionalen Grafiken (2D- und 3D-Grafiken) auf der Ausgabevorrichtung 1210 beinhalten. Die Ausgabevorrichtung 1210 kann eine grafische oder visuelle Anzeigevorrichtung, wie etwa einen elektronischen Anzeigebildschirm, einen Projektor, einen Drucker oder eine beliebige andere geeignete Vorrichtung, die eine grafische Anzeige wiedergibt, beinhalten. Als ein anderes Beispiel kann die Ausgabevorrichtung 1210 eine Audiovorrichtung, wie etwa einen Lautsprecher oder einen Kopfhörer, beinhalten. Als noch ein weiteres Beispiel kann die Ausgabevorrichtung 1210 eine taktile Vorrichtung, wie etwa eine mechanisch erhöhbare Vorrichtung, beinhalten, die in einem Beispiel dazu konfiguriert sein kann, Blindenschrift oder eine andere physische Ausgabe anzuzeigen, die berührt werden kann, um einem Benutzer Informationen bereitzustellen.
Die Eingabevorrichtung 1212 kann eine beliebige von verschiedenen Vorrichtungen beinhalten, die es der Rechenvorrichtung 1202 ermöglichen, Steuereingaben von Benutzern zu empfangen. Beispiele für geeignete Eingabevorrichtungen, die Eingaben über eine menschliche Schnittstelle empfangen, können Tastaturen, Mäuse, Trackballs, Touchscreens, Spracheingabevorrichtungen, Grafiktabletts und dergleichen beinhalten.
Die Netzwerkvorrichtungen 1208 können jeweils eine beliebige von verschiedenen Vorrichtungen beinhalten, die es der TCU 104, der RSU 108, dem Mautberechnungsserver 116, der Mautberechnungscloud 118, dem Mautdienstanbieter 120 und dem Kundenkontosystem 122 ermöglichen, Daten von externen Vorrichtungen über Netzwerke (wie etwa das Kommunikationsnetzwerk 106) zu senden und/oder zu empfangen. Beispiele für geeignete Netzwerkvorrichtungen 1208 beinhalten eine Ethernet-Schnittstelle, einen Wi-Fi-Sendeempfänger, einen Mobilfunk-Sendeempfänger, einen BLUETOOTH- oder BLUETOOTH-Low-Energy Sendeempfänger (BLE-Sendeempfänger) oder einen anderen Netzwerkadapter oder eine andere Peripherie-Verbindungsvorrichtung, der/die Daten von einem anderen Computer oder einer externen Datenspeichervorrichtung empfängt, was zum Empfangen großer Datensätze auf effiziente Weise nützlich sein kann.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche eingeschlossen sind. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende Ausdrücke als einschränkende Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben worden sein könnten, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass bei einem/einer oder mehreren Merkmalen oder Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängen. Diese Attribute können unter anderem Folgendes beinhalten: Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verbauung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Soweit beliebige Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen aus dem Stand der Technik beschrieben werden, liegen diese Ausführungsformen daher nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeug zur intelligenten Mauterhebung offenbart, das Folgendes aufweist: eine Telematiksteuereinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Fahrzeug-zu-Umgebung-Kommunikation (V2X-Kommunikation) bereitzustellen, und einen Prozessor, der dazu programmiert ist, eine Mautankündigungsnachricht (TAM) zu empfangen, die von einer straßenseitigen Einheit (RSU) über die V2X-Kommunikation übertragen wird, wobei die TAM eine Vielzahl von Mautstraßentarifdatenelementen definiert und jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Satz von Mauterhebungsfaktoren spezifiziert, der durch eine eindeutige Mautkontextkennung indiziert ist, eine Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs in Bezug auf eine Fahrbahngeometrie zu bestimmen, einen Tarif für die Fahrbahnnutzung gemäß dem Satz von Mauterhebungsfaktoren der TAM zu bestimmen und eine Mautnutzungsnachricht (TUM) über die V2X-Kommunikation zu senden, wobei die TUM der RSU den Tarif für die Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs angibt.
Gemäß einer Ausführungsform spezifiziert jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Tarif für eine Kombination aus zwei oder mehr von einer Fahrzeugklasse, einer Zeitklasse, einer Entfernungsklasse, einer Einfahrt-Ausfahrt-Kombination und/oder einem Mauttarifkonzepttyp.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Mauttarifkonzepttyp ein Abschnittsmauttarifkonzept mit Tarifen für das Durchqueren pro Straßensegment.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Mauttarifkonzepttyp einen Konzepttyp für geschlossene Systeme, bei dem jede einer Vielzahl von Straßenausfahrten einen angegebenen Tarif von einer Einfahrt für das Ausfahren an dieser jeweiligen Straßenausfahrt aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Mauttarifkonzepttyp ein Mauttarifkonzept mit Kordongebühr, bei dem Einfahrt in einen bzw. Ausfahrt aus einem Kordonbereich angegebene Kosten aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Mauttarifkonzepttyp ein Mauttarifkonzept mit Bereichsgebühr, bei dem Kosten gemäß der Zeit anfallen, die in einem Kordonbereich verbracht wird.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Mauttarifkonzepttyp ein Mauttarifkonzept mit Bereichsgebühr, bei dem Kosten gemäß der Entfernung anfallen, die in einem Kordonbereich zurückgelegt wird.
Gemäß einer Ausführungsform spezifiziert jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Tarif für eine Kombination aus zwei oder mehr von einer Fahrzeugklasse, einer Zeitklasse, einer Entfernungsklasse, einer Einfahrt-Ausfahrt-Kombination und/oder einem Mauttarifkonzepttyp.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert: Identifizieren von Informationen, die eine Klasse des Fahrzeugs, eine Tageszeit, eine von dem Fahrzeug verwendete Einfahrt, eine von dem Fahrzeug verwendete Ausfahrt, eine in einem Kordonbereich verbrachte Zeit und eine in dem Kordonbereich zurückgelegte Entfernung beinhalten; Vergleichen der Informationen mit den Mautstraßentarifdatenelementen, um eines der Mautstraßentarifdatenelemente zu identifizieren, das für das Fahrzeug gilt, und Bestimmen des Tarifs für die Fahrbahnnutzung unter Verwendung des einen der Mautstraßentarifdatenelemente und der Informationen.
Gemäß einer Ausführungsform spezifiziert die TAM Lagen von einer/einem oder mehreren Raststätten und/oder Rasthöfen entlang der Fahrbahngeometrie, und ist der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert: Aufbewahren von Informationen in Bezug auf das Durchqueren von mindestens einem Teil der Fahrbahngeometrie während eines Ausschaltens an einem Raststätte- oder Rasthof; und Senden der Mautnutzungsnachricht (TUM), nachdem das Fahrzeug wieder eingeschaltet wurde und sich das Fahrzeug in der Nähe der RSU befindet.
Gemäß einer Ausführungsform spezifiziert die TAM, ob ein bevorstehendes Mautportal von einem Typ ist, das ein Anhalten und Weiterfahren des Fahrzeugs oder ein Durchfahren unterhalb einer Geschwindigkeitsbegrenzung erfordert, und ist der Prozessor ferner dazu programmiert, als Reaktion darauf eine Warnung in der Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs anzuzeigen, dass das bevorstehende Mautportal das Anhalten und Weiterfahren des Fahrzeugs oder das Durchfahren unterhalb der Geschwindigkeitsbegrenzung erfordert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet Verfahren zur intelligenten Mauterhebung Folgendes: Empfangen einer Mautankündigungsnachricht (TAM) durch ein Fahrzeug, die von einer straßenseitigen Einheit (RSU) über V2X-Kommunikation übertragen wird, wobei die TAM eine Vielzahl von Mautstraßentarifdatenelementen definiert und jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Satz von Mauterhebungsfaktoren spezifiziert, der durch eine eindeutige Mautkontextkennung indiziert ist, Bestimmen einer Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs, Bestimmen eines Tarifs für die Fahrbahnnutzung gemäß dem Satz von Mauterhebungsfaktoren der TAM und Senden einer Mautnutzungsnachricht (TUM) über die V2X-Kommunikation, wobei die TUM der RSU den Tarif für die Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs angibt.
In einem anderen Aspekt der Erfindung spezifiziert jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Tarif für eine Kombination aus zwei oder mehr von einer Fahrzeugklasse, einer Zeitklasse, einer Entfernungsklasse, einer Einfahrt-Ausfahrt-Kombination und/oder einem Mauttarifkonzepttyp.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet der Mauttarifkonzepttyp ein Abschnittsmauttarifkonzept mit Tarifen für das Durchqueren pro Straßensegment.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet der Mauttarifkonzepttyp einen Konzepttyp für geschlossene Systeme, bei dem jede einer Vielzahl von Straßenausfahrten einen angegebenen Tarif von einer Einfahrt für das Verlassen an dieser jeweiligen Straßenausfahrt aufweist.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet der Mauttarifkonzepttyp ein Mauttarifkonzept mit Kordongebühr, bei dem Einfahrt in einen bzw. Ausfahrt aus einem Kordonbereich angegebene Kosten aufweist.
In einem Aspekt der Erfindung der Mauttarifkonzepttyp ein Mauttarifkonzept mit Bereichsgebühr, bei dem Kosten gemäß der Zeit anfallen, die in einem Kordonbereich verbracht wird.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet der Mauttarifkonzepttyp ein Mauttarifkonzept mit Bereichsgebühr, bei dem Kosten gemäß der Entfernung anfallen, die in einem Kordonbereich zurückgelegt wird.
In einem Aspekt der Erfindung spezifiziert jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Tarif für eine Kombination aus zwei oder mehr von einer Fahrzeugklasse, einer Zeitklasse, einer Entfernungsklasse, einer Einfahrt-Ausfahrt-Kombination und/oder einem Mauttarifkonzepttyp.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Folgendes: Identifizieren von Informationen, die eine Klasse des Fahrzeugs, eine Tageszeit, eine von dem Fahrzeug verwendete Einfahrt, eine von dem Fahrzeug verwendete Ausfahrt, eine in einem Kordonbereich verbrachte Zeit und eine in dem Kordonbereich zurückgelegte Entfernung beinhalten; Vergleichen der Informationen mit den Mautstraßentarifdatenelementen, um eines der Mautstraßentarifdatenelemente zu identifizieren, das für das Fahrzeug gilt, und Bestimmen des Tarifs für die Fahrbahnnutzung unter Verwendung des einen der Mautstraßentarifdatenelemente und der Informationen.

Claims

Fahrzeug zur intelligenten Mauterhebung, das Folgendes umfasst: eine Telematiksteuereinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Fahrzeug-zu-Umgebung-Kommunikation (V2X-Kommunikation) bereitzustellen; und einen Prozessor, der dazu programmiert ist, eine Mautankündigungsnachricht (TAM) zu empfangen, die von einer straßenseitigen Einheit (RSU) über die V2X-Kommunikation übertragen wird, wobei die TAM eine Vielzahl von Mautstraßentarifdatenelementen definiert und jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Satz von Mauterhebungsfaktoren spezifiziert, der durch eine eindeutige Mautkontextkennung indiziert ist, eine Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs in Bezug auf eine Fahrbahngeometrie zu bestimmen, einen Tarif für die Fahrbahnnutzung gemäß dem Satz von Mauterhebungsfaktoren der TAM zu bestimmen und eine Mautnutzungsnachricht (TUM) über die V2X-Kommunikation zu senden, wobei die TUM der RSU den Tarif für die Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs angibt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Tarif für eine oder mehrere einer von Fahrzeugklasse, einer Zeitklasse, einer Entfernungsklasse, einer Einfahrt-Ausfahrt-Kombination und/oder eines Mauttarifkonzepttyps spezifiziert.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Mauttarifkonzepttyp ein Abschnittsmauttarifkonzept mit Tarifen für das Durchqueren pro Straßensegment beinhaltet.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Mauttarifkonzepttyp einen Konzepttyp für geschlossene Systeme beinhaltet, bei dem jede einer Vielzahl von Straßenausfahrten einen angegebenen Tarif von einer Einfahrt für das Verlassen an dieser jeweiligen Straßenausfahrt aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Mauttarifkonzepttyp ein Mauttarifkonzept mit Kordongebühr beinhaltet, bei dem Einfahrt in einen bzw. Ausfahrt aus einem Kordonbereich angegebene Kosten aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Mauttarifkonzepttyp ein Mauttarifkonzept mit Bereichsgebühr beinhaltet, bei dem Kosten gemäß der Zeit anfallen, die in einem Kordonbereich verbracht wird.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Mauttarifkonzepttyp ein Mauttarifkonzept mit Bereichsgebühr beinhaltet, bei dem Kosten gemäß der Entfernung anfallen, die in einem Kordonbereich zurückgelegt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Tarif für eine Kombination aus zwei oder mehr von einer Fahrzeugklasse, einer Zeitklasse, einer Entfernungsklasse, einer Einfahrt-Ausfahrt-Kombination und/oder einem Mauttarifkonzepttyp spezifiziert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert ist: Identifizieren von Informationen, die eine Klasse des Fahrzeugs, eine Tageszeit, eine von dem Fahrzeug verwendete Einfahrt, eine von dem Fahrzeug verwendete Ausfahrt, eine in einem Kordonbereich verbrachte Zeit und eine in dem Kordonbereich zurückgelegte Entfernung beinhalten; Vergleichen der Informationen mit den Mautstraßentarifdatenelementen, um eines der Mautstraßentarifdatenelemente zu identifizieren, das für das Fahrzeug gilt; und Bestimmen des Tarifs für die Fahrbahnnutzung unter Verwendung des einen der Mautstraßentarifdatenelemente und der Informationen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die TAM Lagen von einer/einem oder mehreren Raststätten und/oder Rasthöfen entlang der Fahrbahngeometrie spezifiziert und der Prozessor ferner zu Folgendem programmiert ist: Aufbewahren von Informationen in Bezug auf das Durchqueren von mindestens einem Teil der Fahrbahngeometrie während eines Ausschaltens an einer Raststätte oder einem Rasthof; und Senden der Mautnutzungsnachricht (TUM), nachdem das Fahrzeug wieder eingeschaltet wurde und sich das Fahrzeug in der Nähe der RSU befindet.
Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei die TAM spezifiziert, ob ein bevorstehendes Mautportal von einem Typ ist, das ein Anhalten und Weiterfahren des Fahrzeugs oder ein Durchfahren unterhalb einer Geschwindigkeitsbegrenzung erfordert, und der Prozessor ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf eine Warnung in der Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs anzuzeigen, dass das bevorstehende Mautportal das Anhalten und Weiterfahren des Fahrzeugs oder das Durchfahren unterhalb der Geschwindigkeitsbegrenzung erfordert.
Verfahren zur intelligenten Mauterhebung, das Folgendes umfasst: Empfangen einer Mautankündigungsnachricht (TAM) durch ein Fahrzeug, die von einer straßenseitigen Einheit (RSU) über V2X-Kommunikation übertragen wird, wobei die TAM eine Vielzahl von Mautstraßentarifdatenelementen definiert und jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Satz von Mauterhebungsfaktoren spezifiziert, der durch eine eindeutige Mautkontextkennung indiziert ist, Bestimmen einer Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs, Bestimmen eines Tarifs für die Fahrbahnnutzung gemäß dem Satz von Mauterhebungsfaktoren der TAM und Senden einer Mautnutzungsnachricht (TUM) über die V2X-Kommunikation, wobei die TUM der RSU den Tarif für die Fahrbahnnutzung des Fahrzeugs angibt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei jedes der Mautstraßentarifdatenelemente einen Tarif für eine oder mehrere von einer Fahrzeugklasse, einer Zeitklasse, einer Entfernungsklasse, einer Einfahrt-Ausfahrt-Kombination und/oder eines Mauttarifkonzepttyps spezifiziert.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Mauttarifkonzepttyp eines oder mehrere des Folgenden beinhaltet: ein Abschnittsmauttarifkonzept mit Tarifen für das Durchqueren pro Straßensegment; einen Konzepttyp für geschlossene Systeme, bei dem jede einer Vielzahl von Straßenausfahrten von einer Einfahrt einen angegebenen Tarif für das Verlassen an dieser jeweiligen Straßenausfahrt aufweist; ein Mauttarifkonzept mit Kordongebühr, bei dem Einfahrt in einen bzw. Ausfahrt aus einem Kordonbereich angegebene Kosten aufweist; ein Mauttarifkonzept mit Bereichsgebühr, bei dem Kosten gemäß der Zeit anfallen, die in einem Kordonbereich verbracht wird, und ein Mauttarifkonzept mit Bereichsgebühr, bei dem Kosten gemäß der Entfernung anfallen, die in einem Kordonbereich zurückgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner Folgendes umfasst: Identifizieren von Informationen, wobei die Informationen eine Klasse des Fahrzeugs, eine Tageszeit, eine von dem Fahrzeug verwendete Einfahrt, eine von dem Fahrzeug verwendete Ausfahrt, eine in einem Kordonbereich verbrachte Zeit und eine in dem Kordonbereich zurückgelegte Entfernung beinhalten; Vergleichen der Informationen mit den Mautstraßentarifdatenelementen, um eines der Mautstraßentarifdatenelemente zu identifizieren, das für das Fahrzeug gilt; und Bestimmen des Tarifs für die Fahrbahnnutzung unter Verwendung des einen der Mautstraßentarifdatenelemente und der Informationen.