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Die Erfindung betrifft ein System
zur Straßengebührenerfassung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, sowie ein Erkennungsschild eines Fahrzeuges gemäß dem Anspruch
5 zur Verwendung mit einem solchen System zur Straßengebührenerfassung.
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Bei einem Straßengebührenerfassungssystem ist es
notwendig, aus einem fahrenden Fahrzeug heraus ein Zahlungsmittel
zu identifizieren. Diese Identifikation darf auf der anderen Seite
nicht von anderen benutzt werden können, um es für sich zu
nutzen und so auf Kosten des ursprünglichen Besitzers zu zahlen.
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Bisher gibt es nur elektronische
Mittel für
diese Absicherung. Es sind Abrechnungssysteme bekannt und im Einsatz,
die eine reine Identifikation ohne Sicherung übertragen. Diese schützen eine Nutzung
durch Kopie nur durch die technische Schwierigkeit des Auslesens.
Beispiele dafür
sind die Straßengebührensysteme
in Portugal und Spanien.
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Es sind auch elektronische Mittel
bekannt und im Einsatz, die durch kryptographische Mittel jede Identifikation
abhängig
von der Abfrage unterschiedlich kodieren und so eine Kopie verhindern. Beispiele
dafür sind
die Straßengebührensysteme
in Frankreich und in Norwegen.
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In der
US
5204675 wird ein System zur Straßengebührenerfassung beschrieben,
bei dem zur Bezahlung der Straßengebühr von einer
Speicherkarte im Fahrzeug über
Funk Identifikationsdaten des Fahrzeuges an das System zur Straßengebührenerfassung übermittelt
werden. Das System nimmt ein Bild des Nummernschildes des Fahrzeuges
auf und vergleicht die Nummernschildinformation mit den über Funk
empfangenen Identifikationsdaten des Fahrzeuges.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
System zur Straßengebührenerfassung
anzugeben, das eine sichere und zugleich einfache und preisgünstige Erfassung
der Straßengebühr ermöglicht.
Außerdem
soll eine einfache und preisgünstige Realisierung
eines Erkennungsschildes eines Fahrzeuges zur Verwendung in Verbindung
mit einem solchen System zur Straßengebührenerfassung angegeben werden.
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Diese Aufgabe wird für System
zur Straßengebührenerfassung
durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für Erkennungsschild eines Fahrzeuges
durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen
vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung, löst die Aufgabe
ohne elektronische Mittel im Fahrzeug. Trotzdem ist sichergestellt,
dass eine Kopie des Erkennungsschildes nicht in einem anderen Fahrzeug
nutzbar ist.
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Die hier vorgeschlagene Lösung nutzt
die Eindeutigkeit des Nummernschildes der Fahrzeuge, um dieses in
die Identifikation eines Zahlungsmittels einzubauen. Damit kann
das richtige Fahrzeug eine stets gleiche Identifikation an eine
Abfragestation senden und eine Kopie ist ungültig, da sie nicht zu dem anderen
Nummernschild passt. Es ist somit an der Abfragestation notwendig,
die in der Meldung des Fahrzeuges enthaltene Nummernschildinformation mit
dem tatsächlichen
Nummernschild zu vergleichen. Um den Inhalt der Meldung nicht frei lesbar
zu haben, z.B. die Kreditkartennummer, wird die Information für jedes
Fahrzeug individuell verschlüsselt.
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Das Problem der Übermittlung einer Information
an eine Abfragestation reduziert sich auf einen festen Wert, der
durch das Nummernschild, die Identifikation des Zahlungsmittels,
also Kontos, z.B. Kreditkartennummer und einer Schlüsselidentifikation ergibt.
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Dadurch kann diese Übermittlung
mit verschieden simplen Methoden erfolgen. Beispiele sind neben
einer elektronischen Übermittlung
optisch lesbare Zeichen, wie Bar-Codes oder geschriebene Zeichenfolgen,
die von einer Kamera an einer Abfragestation im fließenden Verkehr
gelesen werden können.
Hilfsmittel beim Kauf einer Identifikationsvorlage können die
Kodierung ermöglichen
ohne dass der Nutzer eine zentrale Registrierung benötigt. Auch prepaid
Varianten sind möglich.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung
besteht darin, dass die Kontoinformation getrennt von der Nummernschildinformation
angegeben ist. Es ist also durchaus denkbar, für ein Fahrzeug, das durch das Nummernschild
eineindeutig bestimmt ist, mehrere verschiedene Konten anzugeben.
Für jedes
Konto würde
dann ein anderes Erkennungsschild am Fahrzeug mitgeführt. Dies
ist besonders vorteilhaft beim Einsatz Fahrzeugen, die von mehreren
verschiedenen Personen benutzt werden, z.B. Mietwagen oder ähnlichem.
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Es gibt z.Z. Straßennetze, die für einen
Teil der Fahrzeuge oder auch für
alle frei von Straßengebühren sind,
die aber in Zukunft ergänzt
werden, um Teilstücke,
die privat finanziert werden und deshalb mit Straßenbenutzungsgebühren refinanziert
werden müssen.
Diese Straßen
bzw. Ergänzungen
sind so konzipiert, dass die früher üblichen
Mauthäuschen nicht
anwendbar sind. Das bedeutet, dass im Prinzip alle Fahrzeuge, auch
wenn sie nur extrem selten – Urlaubsfahrt – über so ein
Teilstück
fahren wollen, in irgend einer Form vorbereitet sein müssen.
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Diese Vorbereitung muss es erlauben,
eine Zahlungsmittelidentifikation fälschungssicher aus dem Fahrzeug
zu lesen. Und das bei fließendem
Verkehr in allen Wetterbedingungen.
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Fälschungssicher
bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Betreiber dieses Straßenstückes sein
Recht auf die Zahlung bei der Bank des Kunden belegen kann oder
bei vorbezahlten Karten, dass er das dahinter liegende Konto pflegen
kann. Es bedeutet auch, dass niemand diese von außen lesbare
Information verwenden kann, um weder seine eigene Maut noch andere
Zahlungen zu Lasten des Kontos des ursprünglichen Eigentümers leisten kann.
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Die hier beschriebene Erfindung löst dieses Problem
auf besonders einfache Weise, die jedem Fahrzeugeigentümer, der
eine Kreditkarte hat bzw. ein vorbezahltes Konto eingerichtet hat
es ermöglicht,
die Zahlung durch sein Kreditkarteninstitut bzw. über sein
vorbezahltes Konto ohne sein Zutun während der Fahrt abzuwickeln.
Dazu ist es nicht notwendig, dass sich der Autofahrer bei der Betreibergesellschaft
registrieren muss. Die einzige einmalige Vorbereitung ist die Konfiguration
einer schilderähnlichen
Anzeige, die er dann im Fahrzeug sichtbar mitführt.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird anhand der zugehörigen Zeichnungen nachfolgend
beschrieben. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung,
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1 ein
konfigurierbares Erkennungsschild,
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2 das
System mit Leseeinrichtung,
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3 den
Einbau des Erkennungsschildes im Fahrzeug.
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel
dieses konfigurierbaren Schildes 1 dargestellt. Es besteht vor
dem Kauf aus einer Papierseite bzw. Folie, die eine Reihe von Konfigurationsstreifen 2 eingeschnitten
vorbereitet hat. Diese Konfigurations streifen dienen zur Einstellung
von jeweils einem Zeichen des Nummernschildes des Fahrzeuges 8 sowie
einer Ziffer einer Kreditkartennummer. Weitere Identifikationen
wie die Fahrzeugklasse und das Kreditkarteninstitut benötigen jeweils
einen weiteren Konfigurationsstreifen. Diese Streifen sind auf einer
Seite mit Ziffern und Buchstaben bedruckt und auf der anderen Seite
mit mehreren Ausschnitten z.B. eines Bar-Codes 3. Der Zusammenhang
zwischen den Zeichen auf der einen Seite und dem Teil des Bar-Codes 3 auf der
anderen Seite ist durch kryptographische Methoden einzigartig gestaltet.
Somit ist jedes Schild in seiner Herstellung anders codiert. Damit
eine Lesestation 9 an der Straße die Gültigkeit dieser Konfiguration überprüfen kann,
ist der verwendete Schlüssel
auf der später
von außen
sichtbaren Seite verschlüsselt angegeben.
Zur Darstellung kann z.B. ein weiterer, unverstellbarer, Bar-Code verwendet werden.
Die so vorbereiteten Konfigurationsschilder werden z.B. an Tankstellen
verkauft. Der Preis dürfte
den einer Parkscheibe nur unwesentlich übersteigen.
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Wenn ein Fahrzeughalter bzw. ein
Fahrer sein Fahrzeug 8 für die Nutzung solcher Straßensegmente
vorbereiten will, dann muss er einmalig so ein Konfigurationsschild 1 erwerben
und auf ein bestimmtes Fahrzeug bzw. Nummernschild und z.B. seine
Kreditkartennummer einstellen. Danach kann er dieses Schild 1 im
Fahrzeug 8 von außen
sichtbar befestigen und so lange verwenden, wie sein Zahlungsmittel,
z.B. eine Kreditkarte, gültig
ist. Bei vorbezahlten Karten kann er Nachladeeinheiten in Form von „Rubbelkarten" an einer Tankstelle
kaufen und telefonisch einbuchen. Für das Einbuchungsverfahren
mittels der „Rubbelkarte" muss der Nutzer
in der Zentrale der Betreibergesellschaft anrufen und die freigerubbelte
Codenummer angeben. Die Betreibergesellschaft aktiviert daraufhin
das Konto, so dass der Nutzer das Erkennungsschild benutzen kann. Das
Geld für
das Konto fließt über die
Tankstelle, wo die Rubbelkarte gekauft wurde, an die Betreibergesellschaft.
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Zur Konfiguration muss der Fahrer
bzw. bei Hilfebedürftigen
der Tankwart jeden einzelnen Konfigurationsstreifen zurückklappen
und durch die Führungsschlitze 4 ziehen
und soweit hindurchziehen, bis das einzustellende Zeichen an der
Referenzkante 5 sichtbar ist. Wenn das für das Nummernschild
und die Kreditkartennummer sowie den Einstellungen für den Kartenemittenten
und die Fahrzeugklasse gemacht wurde, ist an der Referenzkante 5 die
gesamte Einstellung zusammenhängend
lesbar. So werden die Streifen z.B. an einer vorbereiteten Klebefläche 6 fixiert.
Auf der Gegenseite zwischen den Führungsschlitzen 4 ist
jetzt der von außen
lesbare Bar-Code 3 für
die Lesestation 9 an der Straße sichtbar eingestellt. Daneben
bzw. darüber
ist der fest aufgedruckte Bar-Code für den von dieser Karte verwendeten Schlüssel sichtbar.
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Damit wäre das Konfigurationsschild 1 anwendbar.
Aus praktischen Gründen
sollten die Reste der Schleifen und die überstehenden Konfigurationsstreifen
z.B. mit einer Schere abgeschnitten werden. Wenn damit auch der
im Klartext lesbare Teil der Konfiguration mit abgeschnitten wird,
was empfohlen wird, dann kann durch einen Diebstahl des Schildes auch
von innen die verwendete Kreditkartennummer nicht ausgelesen und
für ein
neues Schild verwendet werden.
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Das jetzt einsatzfähige konfigurierte
Schild 1 kann, wie beispielhaft in 2 und 3 dargestellt, in
einer durchsichtigen Tasche 7 an der Windschutzscheibe
mitgeführt
werden. Wenn das Fahrzeug 8 eine Lesestation 9 an
einer mautpflichtigen Straßen passiert,
dann werden die Bar-Codes 3 von außen in voller Fahrt und nicht
spurgebunden gelesen. Der Schlüssel
dieses Schildes 1 wird in der Lesestation rekonstruiert
und damit das durch den konfigurierten Bar-Code 3 angegebenen
Nummernschild des Fahrzeuges, die Kreditkartennummer und die anderen Angaben
entschlüsselt.
Weiter wird das tatsächliche Nummernschild
mit dem verschlüsselt
angegebenen verglichen. Stimmt das Nummernschild, wird von. der Lesestation
ein Clearing Prozess mit dem Kreditkarteninstitut einge leitet. Wird
die Zahlung bestätigt, dann
wird das Photo des aufgenommenen Nummernschildes in der Lesestation
gelöscht.
Wenn nicht, dann dient das Photo zur weiteren Verfolgung der Zahlung.
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Es können zur Kontrolle, ob die
Konfiguration stimmt und ob das Zahlungsmittel akzeptiert wird z.B. an
den Verkaufsstellen der Schildervorlagen optional Testmöglichkeiten
in Form von „Bar-Code-Lesern" mit Anschluss an
die Mautzentrale aufgestellt werden.
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Die Farben des von außen lesbaren
Codes sind optimal auf die verwendete Kamera, den verwendeten Blitz
und die berücksichtigten
Wetter bzw. Beleuchtungsvarianten abgestimmt.
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Der Algorithmus zur Festlegung eines
sichtbaren mit einer Kamera bzw. Scanner lesbaren Codes z.B. eines
Bar-Codes 3 in Abhängigkeit
von einem einzigartigen Schlüssel,
dem Nummerschild und Klasse des Fahrzeuges und der Identifikation
des Zahlungsmittels, z.B. Kreditkartennummer kann vorteilhaft folgendermaßen definiert
werden: Um einen Bar-Code 3 für ein Fahrzeug zu erzeugen
und um an einer Lesestelle diesen kontrollieren und interpretieren
zu können
muss bei der Erzeugung und beim Lesen ein gleicher bzw. ein aufeinander
abgestimmter Algorithmus verwendet werden. Die klassischen Methoden
der dynamisierten Verschlüsselung
scheiden wegen der fehlenden Änderbarkeit
des gedruckten Codes aus. Stattdessen kann der Schlüsselidentifikationscode 3 verwendet
werden um bei der Erzeugung und beim Lesen einen in beiden Prozessen
bekannten für
jedes Schild individuellen Schlüssel
festzulegen. Das kann z.B. dadurch gemacht werden, dass eine Zufallszahl
als Schlüsselidentifikation
verwendet wird. Bei der Erzeugung des Bar-Codes 3 bzw.
bei der Herstellung der Druckvorlage des konfigurierbaren Schildes 1 wird
diese Zufallszahl mit einem z.B. Systemschlüssel verschlüsselt um
das Ergebnis als den Arbeitsschlüssel
bzw. Arbeitscode zu verwen den. Das kann bei der Kontrolle später genau so
auch gemacht werden, wenn dort der Systemschlüssel vorliegt.
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Dieser Arbeitscode wird jetzt insgesamt
oder in einem genügend
langen Teil davon in einen Bar-Code umgewandelt. Teile dieses ggf.
sehr langen Bar-Codes bilden die Teilstücke des später sichtbaren fahrzeug- und
zahlungsmittelspezifischen Code. Die Auswahl welches Teilstück für welches
Zeichen des späteren
Ergebnis verwendet wird, entscheidet ein auf Seiten der Erzeugung
und der Kontrolle an der Straße
bekannten Algorithmus. Dieser könnte
vorteilhaft folgendermaßen
aussehen: Der konfigurierte Bar-Code 3 verwendet für jedes
Zeichen des Nummernschildes und für jedes Zeichen der Zahlungsmittelidentifikation
und den weiteren Angaben einen gleich breiten Teil der Codefläche. Jedem
erlaubten Zeichen an jeder Stelle dieses zu generierende bzw. zu
prüfenden
Bar-Codes 3 wird ein pro Zeichen eindeutiger Teil des oben
beschriebenen Gesamt-Bar-Codes
aus der verschlüsselten
Zufallszahl zugewiesen. Die zu verwendende Stelle wird z.B. jeweils
mit einer festen Anfangsposition fortlaufend ausgesucht und alle
Codeteile, die die richtige Breite haben und die noch nicht in der
verwendeten Zeichenposition vorkommen, werden ausgewählt. Das
Ergebnis ist unabhängig
vom Code eindeutig und deshalb auf der Seite des Generators sowie
auf der Seite der Lesestation identisch. Damit kann auf der Seite
der Lesestation 9 jeder Zeichenposition der eindeutige
Inhalt zugewiesen werden.
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Die hier beschriebene Lösung erzeugt
durch den normalen Ablauf keine Spuren der Fahrzeuge 8. Diese
werden auch nicht identifiziert. Es wird lediglich das angegebene
mit dem tatsächlichen
Nummernschild verglichen. Dabei wird nicht der Bezug auf den Halter überprüft. Somit
stellt dieses System in Bezug auf den Datenschutz eine sehr gute
Lösung
dar. Bei Verwendung von vorbezahlten Karten wird auch in der Zahlungsabwicklung
kein Bezug auf einen Kundennahmen verwendet.
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Eine andere Herstellungsvariante
dieses Leseschildes 1 ist mit einem normalen Drucker über einen
Diensteanbieter im Internet. Von außen und damit für die Lesestation 9 sehen
beide Schilder gleich aus.
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Um eine europäische Interoperabilität mit anderen
Zahlungseinrichtungen zu erreichen, ist es vorteilhaft zusätzlich zu
der Leseeinrichtung 9 auch andere z.B. elektronische Zahlungseinrichtungen
zu akzeptieren und entsprechende Leseeinrichtungen parallel zu der
beschriebenen aufzubauen