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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 A wird
ein System zur Straßengebührenerfassung
beschrieben, bei dem zur Bezahlung der Straßehgebühr 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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In
der
US 4908500 A wird
ein System zur Straßengebührenerfassung
beschrieben, bei dem durch eine Kamera Nummernschildinformationen vom
Nummernschild eines Fahrzeuges und Daten von einem Zusatzschild
des Fahrzeuges gelesen werden. Die vom Zusatzschild des Fahrzeuges
gelesenen Daten können
zur Validation der vom Nummernschild des Fahrzeuges gelesenen Daten
dienen. Die gelesenen Nummernschildinformationen, die mit den Daten
von dem Zusatzschild verbunden sind, werden mit einer vorab im System
gespeicherten Liste verglichen, um festzustellen, ob eine Nutzungsberechtigung
vorliegt.
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In
der
DE 298 13 354
U1 wird ein System zur Straßengebührenerfassung beschrieben,
bei dem mittels eines Bar-Code-Lesers Informationen zu Fahrzeug
und Fahrzeugbesitzer von einem am Fahrzeug befestigten Bar-Code-Schild
gelesen und an einen Zentralcomputer übertragen werden. Der Zentralcomputer
ist mit der Bank des Fahrzeugführers zur
Abbuchung der Gebühr
verbunden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Straßengebührenerfassung
anzugeben, das eine sichere und zuglich 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 durch ein zur Straßengebührenerfassung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Erkennungsschild eines
Fahrzeuges mit den Merkmalen 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 sich durch das Nummernschild, die Identifikation des Zahlungsmittels,
also Kontos, z. B. Kreditkartennummer und eine 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 – wie
bei einer Urlaubsfart – 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
Lind den weiteren Angaben einen gleich breiten Teil der Codefläche. Jedem
erlaubten Zeichen an jeder Stelle dieses zu generierenden 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.