DE10324572A1 - System zur Bestimmung von Mautgebühren für das Befahren von Wegstreckenabschnitten eines Wegenetzes und dazugehöriges Verfahren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung von Mautgebühren für das Befahren von Wegstreckenabschnitten eines Wegenetzes durch ein Fahrzeug, umfassend eine Verkehrszentrale mit einem Kommunikationsmittel sowie wenigstens ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung, umfassend ein Kommunikationsmittel, ein Positionsbestimmungsmittel, eine digitale Karte des Wegenetzes und eine Recheneinheit, wobei in der Recheneinheit aus Daten des Positionsbestimmungsmittels und der digitalen Karte die fällige Mautgebühr für die vom Fahrzeug befahrenen Wegstreckenabschnitte berechnet wird, und wobei vom Kommunikationsmittel mautbezogene Daten, umfassend zumindest eine auf einem mautpflichtigen Wegstreckenabschnitt zeitlich zugeordnete Fahrzeugposition, an die Verkehrszentrale gesendet werden. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind in der Verkehrszentrale zusätzlich Mittel zum Zuordnen der mautbezogenen Daten zu einzelnen Wegstreckenabschnitten sowie Mittel zur Bestimmung von dynamischen Verkehrsinformationen für einzelne Wegstreckenabschnitte aus den zugeordneten mautbezogenen Daten vorgesehen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung von Mautgebühren für das Befahren von Wegstreckenabschnitten eines Wegenetzes durch ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Ausführung auf einem solchen System gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9.
• Die fahrzeugseitige Vorrichtung eines derartigen Systems wird in der DE 43 04 838 C2 beschrieben, deren Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen wird. Zur Bestimmung der Benutzungsgebühr umfasst die separat im Fahrzeug angeordnete Vorrichtung eine digitale Karte eines Wegenetzes, z.B. in Form einer CD oder DVD, anhand derer die Benutzungsgebühr für das Wegenetz im Fahrzeug ermittelt wird. Weiterhin sind Sensoren zur Datenerhebung vorgesehen, z.B. ein Positionsbestimmungsmittel in Form eines GPS- oder Galileo-Satellitennavigationssystems. Zur Prüfung und Berechnung der Benutzungsgebühr umfasst die Vorrichtung eine Recheneinheit. Zusätzlich wird bei einer derart betriebenen fahrzeugseitigen Vorrichtung ein Kommunikationsmittel zur Versendung von Mautdaten an eine Verkehrszentrale verwendet. Ein derartiges System, umfassend eine Verkehrszentrale sowie mit einer entsprechenden Vorrichtung ausgerüstete Fahrzeuge, wird beispielsweise in der DE 100 15 069 A1 dargelegt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zur Bestimmung von Mautgebühren umfassend eine Verkehrszentrale sowie mit einer entsprechenden Vorrichtung ausgerüstete Fahrzeuge, universeller einsetzbar zu machen und die an die Verkehrszentrale versandten Mautdaten nutzbringend zu verwenden. Ebenfalls Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur universelleren Nutzung eines derartigen Systems anzugeben.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich des Systems durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen.
• Der Hauptgedanke der Erfindung besteht darin, in der Verkehrszentrale zusätzlich Mittel zum Zuordnen der mautbezogenen Daten zu einzelnen Wegstreckenabschnitten des Wegenetzes sowie Mittel zur Bestimmung von dynamischen Verkehrsinformationen für einzelne Wegstreckenabschnitte aus den zugeordneten mautbezogenen Daten vorzusehen. Anders ausgedrückt, werden die in der Verkehrszentrale ohnehin anfallenden mautbezogenen Daten durch eine geeignete Weiterverarbeitung in dynamische Verkehrsinformationen überführt. Dies wird bewirkt durch eine Zerlegung in die kleinste 'Einheit', die den mautbezogenen Daten zugrunde liegt. Diese kleinste Einheit ist der Wegstreckenabschnitt als Teil des mautpflichtigen Wegenetzes. Durch die erfindungsgemäße Zuordnung der mautbezogenen Daten verschiedener mautpflichtiger Fahrzeuge zu jeweils einzelnen Wegstreckenabschnitten werden die mautbezogenen Daten verschiedener mautpflichtiger Fahrzeuge direkt miteinander vergleichbar, indem nun gemeinsame Wegstreckenabschnitte identifizierbar sind. Es sind mithin dynamische Verkehrsinformationen in der Verkehrszentrale bestimmbar, ohne dass zusätzlicher fahrzeugseitiger Kommunikationsaufwand oder zusätzliche fahrzeugseitige Mittel benötigt werden.
• Damit wird eine für die mautpflichtigen Wegstreckenabschnitte des Wegenetzes quasi flächendeckende Form der Datenerhebung erzielt. Dies ermöglicht beispielsweise eine ortsgenaue und durch die fortlaufende Versendung mautbezogener Daten durch die mautpflichtigen Fahrzeuge auch zeitnahe Erkennung von Störungen auf mautpflichtigen Wegstreckenabschnitten, bei nur minimalem zusätzlichem Aufwand. Die mautpflichtigen Fahrzeuge sind beispielsweise Nutzfahrzeuge, die mautpflichtigen Wegstreckenabschnitte sind beispielsweise Autobahnabschnitte. Natürlich ist ein Einsatz der Erfindung in Ballungsräumen oder auf Überlandstrassen ebenfalls möglich. Die in der Verkehrszentrale bestimmten dynamischen Verkehrsinformationen sind für die verschiedensten Mobilitätsdienstleistungen verwendbar, beispielsweise Fahrerinformationssysteme, verkehrsadaptive Routenberechnung oder Fahrerassistenzsysteme.
• In vorteilhafter Weise werden die Wegstreckenabschnitte durch Einfahrten, Ausfahrten und/oder eingerichtete Mautstellen im Wegenetz begrenzt. Da an solchen Positionen die Mauterfassung beginnt oder endet, umfassen die an die Verkehrszentrale zur Kontrolle versendeten mautbezogenen Daten eine derartige Position als zeitlich zugeordnete Fahrzeugposition.
• Für eine einfache Verwendung der bestimmten dynamischen Verkehrsinformationen werden diese in einem Speichermittel in der Verkehrszentrale gespeichert. Dabei wird besonders wenig Speicherplatz in der Verkehrszentrale benötigt, wenn gleichartige dynamische Verkehrsinformationen für zusammenhängende Wegstreckenabschnitte gesammelt gespeichert werden. Damit werden aus den mautbezogenen Daten gezielt die "kritischen" Wegstreckenabschnitte ausgefiltert, beispielsweise solche mit einer Verkehrsstörung. Alternativ oder zusätzlich ist eine Speicherung von gestörten Wegstreckenabschnitten vorgesehen.
• In einer besonders bevorzugten Realisierungsform der Erfindung sind die dynamischen Verkehrsinformationen als Reisezeiten ausgebildet. Da die mautbezogenen Daten zeitlich zugeordnete Fahrzeugpositionen umfassen, sind Reisezeiten besonders einfach aus diesen mautbezogenen Daten zu bestimmen, indem die für einen oder mehrere Wegstreckenabschnitte (als Differenz zweier Fahrzeugpositionen) benötigte Zeitspanne (als Differenz zweier Zeitpunkte) bestimmt wird. Beispielsweise sind aus mautbezogenen Daten eines Fahrzeuges, das mehrere Wegstreckenabschnitte befährt, Reisezeiten für jeden einzelnen Wegstreckenabschnitt dann besonders einfach bestimmbar, wenn auf den Wegstreckenabschnitten freier (ungestörter) Verkehr herrscht. In diesem Fall wird die Gesamtzeitspanne für alle vom Fahrzeug befahrenen Wegstreckenabschnitte (als Differenz der Zeitpunkte der Ausfahrt und der Einfahrt in den mautpflichtigen Teil des Wegenetzes) einfach ins Verhältnis gesetzt zur jeweils bekannten Länge der einzelnen Wegstreckenabschnitte.
• Vorteilhaft ist es, wenn in der Verkehrszentrale ein Speichermittel zum Speichern von Reisezeitganglinien vorgesehen ist. Durch die aus den zugeordneten mautbezogenen Daten der mautpflichtigen Fahrzeuge bestimmten Reisezeiten ist durch eine statistische Auswertung des kurzzeitigen Reisezeitverlaufs eine derartige Sammlung von Reisezeitganglinien vornehmbar. Derart gespeicherte Reisezeitganglinien sind vielseitig verwendbar, beispielsweise für dynamische Routing-Anwendungen. Vorzugsweise werden die gespeicherten Reisezeitganglinien laufend aktualisiert.
• Mit Vorteil wird vorgeschlagen, dass die Kommunikationsmittel als Mobilfunk-Kommunikationsmittel ausgeführt sind. Damit ist ein fast flächendeckend verfügbares, relativ preiswertes Kom munikationsmittel zur Kommunikation zwischen fahrzeugseitiger Vorrichtung und Verkehrszentrale verfügbar.
• Vorzugsweise werden die dynamischen Verkehrsinformationen erzeugt durch einen Vergleich von wenigstens zwei Wegstreckenabschnitte betreffenden mautbezogenen Daten eines ersten Fahrzeuges mit mautbezogenen Daten eines zweiten Fahrzeuges, wobei die mautbezogenen Daten mindestens einen gemeinsamen Wegstreckenabschnitt betreffen. Die mautbezogenen Daten beider Fahrzeuge sind somit bezüglich des gemeinsamen Wegstreckenabschnittes direkt vergleichbar. Noch präziser wird dieser Vergleich, wenn die mautbezogenen Daten des ersten und des zweiten Fahrzeuges in einem vergleichbaren Zeitintervall, z.B. während des morgendlichen Berufsverkehrs, liegen.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn die dynamischen Verkehrsinformationen für den mindestens einen gemeinsamen Wegstreckenabschnitt für beide Fahrzeuge einheitlich gesetzt werden. Beispielsweise werden die bereits bekannten dynamischen Verkehrsinformationen des ersten Fahrzeuges auch für den mindestens einen gemeinsamen Wegstreckenabschnitt des zweiten Fahrzeuges angesetzt. Somit sind für die nicht gemeinsamen Wegstreckenabschnitte dynamische Verkehrsinformationen aus den wegstreckenabschnittsbezogenen Daten des zweiten Fahrzeuges bestimmbar. Durch dieses Vorgehen wird aus den bekannten dynamischen Verkehrsinformationen des ersten Fahrzeuges bezüglich des gemeinsamen Abschnittes und den bekannten dynamischen Verkehrsinformationen bezüglich der Summe der befahrenen mautpflichtigen Wegstreckenabschnitte des zweiten Fahrzeuges auf die dynamischen Verkehrsinformationen des oder der vom zweiten Fahrzeug befahrenen mautpflichtigen Wegstreckenabschnitte rückgeschlossen, die von den dynamischen Verkehrsinformationen des ersten Fahrzeuges nicht abgedeckt sind.
• Mit Vorteil wird vorgeschlagen, dass im Wegenetz lokalisierte effektive Engstellen und/oder zeitlich-räumliche Verkehrsmuster berechnet werden. Derartige effektive Engstellen bzw. zeitlich-räumliche Verkehrsmuster werden beispielsweise durch Verfahren bestimmt, wie sie in der DE 196 47 127 C2 , DE 198 35 979 A1 , DE 199 44 077 A1 oder DE 199 44 075 A1 vorgeschlagen werden. Die aus den zugeordneten mautbezogenen Daten bestimmten dynamischen Verkehrsinformationen werden dabei zur Bestimmung der Ortsposition einer effektiven Engstelle bzw. eines zeitlich-räumlichen Verkehrsmusters verwendet. Vorzugsweise ist vorgesehen, aus den fortlaufend bestimmten dynamischen Verkehrsinformationen eine fortlaufende Erkennung effektiver Engstellen und/oder zeitlich-räumlicher Verkehrsmuster und/oder eine Verkehrsprognose (Trendprognose) vorzunehmen, was eine ständig aktuelle Erzeugung von den aktuellen Verkehr kennzeichnenden Größen sichert.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich eine ereignisabhängige Kommunikation des Fahrzeuges mit der Verkehrszentrale vorgesehen. Dadurch ist eine besonders schnelle Meldung, beispielsweise eines auftretenden zeitlich-räumlichen Verkehrsmusters, vom Fahrzeug an die Verkehrszentrale möglich.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Kommunikation der Verkehrszentrale mit dem Fahrzeug vorgesehen. Dies ermöglicht eine Übertragung aktueller, in der Verkehrszentrale bestimmter dynamischer Verkehrsdaten in das Fahrzeug.
• Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
• 1 schematisch das Prinzip der Erfindung,
• 2 schematisch die Bestimmung von zugeordneten Reisezeiten für einzelne Wegstreckenabschnitte in einem ersten Fall,
• 3 schematisch die Bestimmung von zugeordneten Reisezeiten für einzelne Wegstreckenabschnitte in einem zweiten Fall,
• 4 schematisch die Bestimmung von zugeordneten Reisezeiten für einzelne Wegstreckenabschnitte in einem dritten Fall.
• In 1 wird schematisch das Prinzip der Erfindung dargelegt. Im oberen Drittel von 1 ist ein Teil eines mautpflichtigen Wegenetzes dargestellt, wobei die Fahrtrichtung von links nach rechts voranschreitet. Die einzelnen Wegstreckenabschnitte sind hier als Abschnitt bezeichnet und durch Netzknoten begrenzt, wie sie z.B. aus einer digitalen Straßenkarte gewinnbar sind. Einer der Netzknoten ist als effektive Engstelle ausgebildet. In Fahrtrichtung vor dieser effektiven Engstelle hat sich aktuell ein zeitlich-räumliches Verkehrsmuster (strichliert dargestellt) ausgebildet. Das mittlere Drittel von 1 zeigt die aus den zugeordneten mautbezogenen Daten der diesen Teil des Wegenetzes befahrenden mautpflichtigen Fahrzeugen bestimmten dynamischen Verkehrsinformationen, hier ausgebildet als Reisezeiten. Zu jedem Wegstreckenabschnitt ist aus den zugeordneten mautbezogenen Daten eine Reisezeit bestimmt worden, fortlaufend bezeichnet mit T₁ bis T₅. Die Gesamtreisezeit T_G für diesen Teil des Wegenetzes ergibt sich somit als Summe der zugeordneten Reisezeiten, also T_G = T₁ + T₂ + T₃ + T₄ + T₅. Im unteren Drittel von 1 sind beispielhaft aktuelle Reisezeiten dargestellt . Dabei entsprechen die Reisezeiten T₁, T₂, T₄, T₅ einem ungestörten Verkehrsablauf, d.h. freiem Verkehr, weisen also den Wert T_frei auf. Dabei hängt der Wert T_frei natürlich vom jeweiligen Wegstreckenabschnitt ab. Dagegen ist die Reisezeit T₃ durch das auf dem zugeordneten Wegstreckenabschnitt lokalisierte zeitlich-räumliche Verkehrsmuster um den Wert T_Verlust erhöht, womit sich T₃ = T_frei + T_Verlust ergibt. Angemerkt sei noch, dass sich die Reisezeiten T₁ bis T₅ entweder durch eine Bestimmung gemäß 2 bis 4 ergeben, oder durch nachstehend beschriebenes Vorgehen. Dabei ist zur Bestimmung beispielsweise vorgesehen, ein lineares Gleichungssystem aufzustellen und zu lösen, bei dem zu einem Zeitpunkt alle bekannten mautbezogenen Daten ausgewertet werden.
• Für den Fall, dass die effektive Engstelle bereits bekannt ist, z.B. aus Messungen mit Induktionsschleifen oder aus in der Vergangenheit erhobenen mautbezogenen Daten, sind die aktuellen Reisezeiten T₁ bis T₅ aus den mautbezogenen Daten eines einzigen Fahrzeuges ableitbar, welches den dargestellten Teil des mautpflichtigen Wegenetzes befährt, d.h. an dem am weitesten links liegenden Netzknoten einfährt und an dem am weitesten rechts liegenden Netzknoten ausfährt. Dazu wird aus den von diesem Fahrzeug an die Verkehrszentrale gesendeten mautbezogenen Daten die Gesamtreisezeit T_G für die vom Fahrzeug befahrenen Wegstreckenabschnitte als Differenz der Zeitpunkte der Ausfahrt und der Einfahrt in den mautpflichtigen Teil des Wegenetzes bestimmt. Diese aktuelle Gesamtreisezeit T_G wird derart aufgeteilt, dass auf allen Wegstreckenabschnitten außer dem Wegstreckenabschnitt, der in Fahrtrichtung "hinten" von der (bereits bekannten) effektiven Engstelle begrenzt wird, ein ungestörter Verkehrsablauf angesetzt wird. Damit weisen T₁, T₂, T₄, T₅ jeweils den Wert T_frei auf, d.h. T₁ = T_1,frei, T₂ = T_2,frei, T₃ = T_3,frei Und T₄ = T_4,frei. Die Differenz zwischen T_G und T_G,frei als der Summe von T_frei für alle Abschnitte, also T_G,frei = T_1,frei + T_2,frei + T_3,frei + T_4,frei + T_5,frei wird sodann als T_Verlust gesetzt und der Reisezeit T₃ zugeschlagen, womit T₃ = T_3,frei + T_Verlust. Anders ausgedrückt wird die gegenüber einem ungestörten Verkehrsablauf aktuell auftretende erhöhte Reisezeit vollständig auf das in Fahrtrichtung vor der effektiven Engstelle ausgebildete zeitlich-räumlichen Verkehrsmuster zurückgeführt.
• 2 bis 4 legen, für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, schematisch die Bestimmung von zugeordneten Reisezeiten für einzelne Wegstreckenabschnitte in verschiedenen Fällen in der Verkehrszentrale dar. Dabei wird jeweils eine mautpflichtige Autobahn mit den Anschlussstellen A, B, C, D betrachtet, wobei die Buchstaben der Anschlussstellen in Fahrtrichtung aufsteigend sind. Ein Wegstreckenabschnitt wird durch jeweils zwei Anschlussstellen begrenzt. Die mautpflichtigen Fahrzeuge senden beim Verlassen der Autobahn an einer Anschlussstelle mautbezogene Daten an die Verkehrszentrale. Diese mautbezogenen Daten umfassen Anschlussstelle und Zeitpunkt des "Betretens" der mautpflichtigen Autobahn sowie Anschlussstelle und Zeitpunkt des "Verlassens" der mautpflichtigen Autobahn. Die aus zugeordneten mautbezogenen Daten bestimmten Reisezeiten entlang der Autobahn werden nachfolgend mit R(p, q, t) bezeichnet, für die Fahrt von Anschlussstelle p nach Anschlussstelle q und wenn sich ein Fahrzeug zum Zeitpunkt t ("Einfahrtszeitpunkt") an der Anschlussstelle p befindet. Dabei wird für diese Reisezeiten ein Zeitraster mit Rastergröße Δt verwendet, unter Annahme einer konstanten Reisezeit innerhalb des Zeitraumes von t bis t + Δt, d.h. für alle nachfolgenden t_i gilt t ≤ t_i ≤ t + Δt, womit die Bezeichnung R(p, q, t) gleichbedeutend ist mit R(p, q, t_i).
• 2 veranschaulicht schematisch die Bestimmung von zugeordneten Reisezeiten für einzelne Wegstreckenabschnitte in einem ersten Fall. Dargestellt ist in 2 ein mehrere Wegstreckenabschnitte umfassender Teil eines mautpflichtigen Wegenetzes, hier eine Autobahn mit vier Anschlussstellen A, B, C, D. Zum Zeitpunkt t₀ fahren in Anschlussstelle A die beiden mit 1 und 2 bezeichneten Fahrzeuge auf die Autobahn. Da sie mit annähernd gleicher Geschwindigkeit fahren, kommen beide zum Zeitpunkt t₁ an Anschlussstelle B an. Zum Zeitpunkt t₁ verlässt Fahrzeug 2 die Autobahn und sendet mautbezogene Daten über den von ihm befahrenen mautpflichtigen Wegstreckenabschnitt (nämlich von Anschlussstelle A bis Anschlussstelle B) an die Verkehrszentrale. In der Verkehrszentrale werden aus diesen mautbezogenen Daten dynamische Verkehrsinformationen in Form von Reisezeiten bestimmt. Da sich die bestimmte Reisezeit nur auf einen einzelnen Wegstreckenabschnitt bezieht, ist keine weitere Zuordnung dieser mautbezogenen Daten nötig, die Reisezeit ergibt sich zu R(A, B, t₀) = t₁ – t₀. Zum Zeitpunkt t₂ verlässt auch Fahrzeug 1 an der Anschlussstelle C die Autobahn. Da sich die von ihm gesendeten mautbezogenen Daten auf zwei Wegstreckenabschnitte beziehen, ist eine entsprechende Zuordnung dieser mautbezogenen Daten zu einzelnen Wegstreckenabschnitten nötig. Die bereits von Fahrzeug 2 gesendeten mautbezogenen Daten, aus denen die Reisezeit zwischen Anschlussstelle A und Anschlussstelle B zum Zeitpunkt t₀ bestimmt wurde, wird als Reisezeit bezüglich des ersten Wegsstreckenabschnittes von Fahrzeug 1 gesetzt. Es verbleibt aus der Zuordnung der mautbezogenen Daten von Fahrzeug 1 der Wegstreckenabschnitt von Anschlussstelle B nach Anschlussstelle C. Diese Reisezeit ergibt sich damit zu R(B, C, t₁) = R(A, C, t₀) – R (A, B, t₀) = t₂ – t₁.
• Die vorstehend beschriebene Bestimmung von zugeordneten Reisezeiten für einzelne Wegstreckenabschnitte in einem ersten Fall wird nun verallgemeinert in Pseudo-Code mit nummerierten Zeilen dargestellt. Betrachtet wird eine Autobahn mit den Anschlussstellen 1 bis n, wobei die Anschlussstellen-Nummern in Fahrtrichtung aufsteigend sind. Reisezeiten entlang der Autobahn werden mit R(p, q, t) bezeichnet. Die Reisezeit gilt für die Fahrt von Anschlussstelle p nach Anschlussstelle q, wenn sich das Fahrzeug zum Zeitpunkt t in Anschlussstelle p befin det. Es gilt p < q sowie p < n und 1 < q ≤ n. Berechnet werden die Reisezeiten R(p, p + 1, t), p = 1 ... n – 1, für je zwei aufeinanderfolgende Anschlussstellen. Für die Fälle, in denen diese Reisezeiten nicht eindeutig bestimmbar sind, werden weitere Reisezeiten R(p, q, t) mit q > p + 1 bestimmt. Beim Systemstart zum Zeitpunkt t_Start, vor Verarbeitung der ersten mautbezogenen Daten, wird zur Initialisierung R(p, p + 1, t), p = 1 ... n – 1, für alle t ≤ t_Start mit der Reisezeit für freien Verkehr initialisiert. Alle anderen Reisezeiten R(p, q, t), q > p + 1 werden als nicht vorhanden gekennzeichnet. Es wird außerdem davon ausgegangen, dass in der Verkehrszentrale alle aus mautbezogenen Daten mit einem Zeitpunkt der Ausfahrt aus der Autobahn t_aus mit t_Start < t_aus < t₀ bereits früher verarbeitet wurden. Mautbezogene Daten mit Ausfahrtszeitpunkten t₀ ≤ t_aus < t₀ + Δt werden in der Verkehrszentrale gesammelt und dann sortiert nach Anschlussstellen-Nummer der Ausfahrt und dem Ausfahrtszeitpunkt als sekundärem Sortierkriterium wie folgt verarbeitet, wobei die aktuell zu verarbeitenden mautbezogenen Daten M_k die Reisezeit R_mD (p_mD, q_mD, t_mD) betreffen:

  
• In 3 ist dargestellt, wie bei der Zuordnung der mautbezogenen Daten von Fahrzeug 1 vorher von zwei verschiedenen Fahrzeugen gesendete mautbezogene Daten berücksichtigt werden. Zum Zeitpunkt t₀ fahren gleichzeitig Fahrzeug 1 und Fahrzeug 2 an Anschlussstelle A auf die Autobahn. Fahrzeug 2 verlässt zum Zeitpunkt t₁ an Anschlussstelle B die Autobahn. Während Fahrzeug 1 weiterfährt, fährt zum selben Zeitpunkt t₁ ein weiteres Fahrzeug 3 an Anschlussstelle B auf die Autobahn. Zum Zeitpunkt t₂ verlässt auch Fahrzeug 3 die Autobahn an Anschlussstelle C, während sich Fahrzeug 1 auf gleicher Höhe befindet, aber noch auf der Autobahn bleibt. Erst zur Zeit t₃ verlässt auch Fahrzeug 1 die Autobahn an Anschlussstelle D. Bei der Verarbeitung der mautbezogenen Daten von Fahrzeug 1 wird die Reisezeit R(A, D, t₀) unter Berücksichtigung der aus den mautbezogenen Daten von Fahrzeug 2 bestimmten Reisezeit R(A, B, t₀) von Fahrzeug 2 auf die Wegstreckenabschnitte von Anschlussstelle B bis Anschlussstelle D verkürzt. Unter Berücksichtigung der aus den mautbezogenen Daten von Fahrzeug 3 bestimmten Reisezeit R(B, C, t₁) wird die Reisezeit von Fahrzeug 1 auf den Wegstreckenabschnitt von Anschlussstelle C bis Anschlussstelle D weiter verkürzt. Diese Restreisezeit R(C, D, t₂) wird bestimmt.
• Falls innerhalb jedes Zeitraumes Δt an jeder Anschlussstelle mindestens ein Fahrzeug von der Autobahn abfährt, sind damit alle Reisezeiten R(p, p + 1, t) ermittelbar. Falls nicht, sind nicht alle mautbezogenen Daten vollständig verarbeitbar (d.h. Reisezeiten zwischen je zwei benachbarten Anschlussstellen bestimmbar). Es ergeben sich Reisezeiten R(p, q, t) mit q > p + 1 (d.h. mehr als einen Wegstreckenabschnitt betreffend). Solche Reisezeiten sind in einzelne Wegstreckenabschnitte zerlegbar, wenn an der entsprechenden Autobahnausfahrt mindestens zwei Fahrzeuge innerhalb des Zeitraums Δt abfahren. Dies wird in 4 dargestellt.
• 4 zeigt, wie zum Zeitpunkt t₀ ein Fahrzeug 1 auf der Anschlussstelle A auf die Autobahn fährt. Zum Zeitpunkt t₁ befindet sich das Fahrzeug 1 an der Anschlussstelle B und dort fährt ein Fahrzeug 2 auf die Autobahn auf. Zum Zeitpunkt t₂ befinden sich Fahrzeug 1 und Fahrzeug 2 bei Anschlussstelle C. An der Anschlussstelle C fährt Fahrzeug 1 ab, Fahrzeug 2 bleibt auf der Autobahn und ein weiteres Fahrzeug 3 fährt an der Anschlussstelle C auf die Autobahn auf. Zu diesem Zeitpunkt werden erste mautbezogene Daten von Fahrzeug 1 an die Verkehrszentrale gesendet. Diese mautbezogenen Daten betreffen die Reisezeit R(A, C, t₀), d. h. die Reisezeit von Anschlussstelle A bis Anschlussstelle C. Damit sind diese mautbezogenen Daten zwei Wegstreckenabschnitten zugeordnet, nämlich dem Wegstreckenabschnitt von Anschlussstelle A bis Anschlussstelle B und dem Wegstreckenabschnitt von Anschlussstelle B bis Anschlussstelle C. Eine weitere Zerlegung der beiden Wegstreckenabschnitte ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht möglich. Zum Zeitpunkt t₃ fahren dann die Fahrzeuge 2 und 3 an der Anschlussstelle D von der Autobahn ab. Zunächst werden für die mautbezogenen Daten der Fahrzeuge 2 und 3 die Reisezeiten bestimmt. Zum Zeitpunkt t₃ werden zwei mautbezogene Daten an die Verkehrszentrale gesendet. Daraus wird aus den von Fahrzeug 3 gesendeten mautbezogenen Daten eine Reisezeit R(C, D, t₂) bestimmt. Damit ist die Reisezeit von Fahrzeug 2, das ebenfalls zum Zeitpunkt t₃ an Anschlussstelle D abgefahren ist, aber an einer früheren Anschlussstelle als Fahrzeug 3 (nämlich Anschlussstelle B), eingefahren ist, zu Wegstreckenabschnitten zuordenbar. Damit ergibt sich die Reisezeit R(B, C, t₁). Unter Verwendung der bestimmten Reisezeit R(B, C, t₁) wird die Reisezeit von Fahrzeug 1 zu einzelnen Wegstreckenabschnitten zugeordnet, wobei sich die Reisezeit R(A, B, t₀) ergibt. Damit sind für alle einzelnen Wegstreckenabschnitte Reisezeiten bestimmt worden.
• Auch die vorstehend beschriebene Bestimmung von zugeordneten Reisezeiten für einzelne Wegstreckenabschnitte in einem dritten Fall wird nun verallgemeinert in Pseudo-Code mit nummerierten Zeilen dargestellt:

  
• Alternativ oder zusätzlich zur Verwendung von Anschlussstellen der Autobahn als Begrenzung für einen Wegstreckenabschnitt ist vorgesehen, fest eingerichtete elektronische Mautstellen (VDS: "Virtual Detection Sites") zur Begrenzung für Wegstreckenabschnitte zu verwenden. Weiterhin kann vorgesehen sein, Wegstreckenabschnitte unterschiedlich zu klassifizieren, beispielsweise als "störanfällig" und "nicht störanfällig". Für den Fall, dass für einen Wegstreckenabschnitt mehrere Reisezeiten bestimmt worden sind, kann eine Mittelwertbildung, auch unter Ausschluss von "Ausreißern", vorgesehen sein. Weiterhin kann die Verwendung einer individuellen mittleren Fahrzeuggeschwindigkeit für ungestörte Wegstreckenabschnitte (d.h. freien Verkehr) vorgesehen sein.

Claims (14)

1. System zur Bestimmung von Mautgebühren für das Befahren von Wegstreckenabschnitten eines Wegenetzes durch ein Fahrzeug, umfassend eine Verkehrszentrale mit einem Kommunikationsmittel sowie wenigstens ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung umfassend ein Kommunikationsmittel, ein Positionsbestimmungsmittel, eine digitale Karte des Wegenetzes und eine Recheneinheit, wobei in der Recheneinheit aus Daten des Positionsbestimmungsmittels und der digitalen Karte die fällige Mautgebühr für die vom Fahrzeug befahrenen Wegstreckenabschnitte berechnet wird, und wobei vom Kommunikationsmittel mautbezogene Daten umfassend zumindest eine auf einem mautpflichtigen Wegstreckenabschnitt zeitlich zugeordnete Fahrzeugposition an die Verkehrszentrale gesendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verkehrszentrale zusätzlich Mittel zum Zuordnen der mautbezogenen Daten zu einzelnen Wegstreckenabschnitten sowie Mittel zur Bestimmung von dynamischen Verkehrsinformationen für einzelne Wegstreckenabschnitte aus den zugeordneten mautbezogenen Daten vorgesehen sind.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegstreckenabschnitte durch Einfahrten und/oder Ausfahrten und/oder eingerichtete Mautstellen im Wegenetz begrenzt werden.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsmittel als Mobilfunkkommunikationsmittel ausgeführt sind.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamischen Verkehrsinformationen in einem Speichermittel gespeichert werden.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass gleiche dynamische Verkehrsinformationen für zusammenhängende Wegstreckenabschnitte gesammelt gespeichert werden.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamischen Verkehrsinformationen als Reisezeiten ausgebildet sind.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegenüber einem ungestörten Verkehrsablauf auftretende erhöhte Reisezeit zurückgeführt wird auf ein vor einer bereits bekannten, effektiven Engstelle ausgebildetes zeitlich-räumliches Verkehrsmuster.
8. System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verkehrszentrale ein Speichermittel zum Speichern von Reisezeitganglinien vorgesehen ist.
9. Verfahren zur Ausführung auf einem System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamischen Verkehrsinformationen erzeugt werden durch einen Vergleich von wenigstens zwei Wegstreckenabschnitte betreffenden mautbezogenen Daten eines ersten Fahrzeuges mit mautbezogenen Daten eines zweiten Fahrzeuges, wobei die mautbezogenen Daten mindestens einen gemeinsamen Wegstreckenabschnitt betreffen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamischen Verkehrsinformationen für den mindestens einen gemeinsamen Wegstreckenabschnitt für beide Fahrzeuge einheitlich gesetzt werden und so für einen nicht gemeinsamen Wegstreckenabschnitt dynamische Verkehrsinformationen aus den wegstreckenabschnittsbezogenen Daten des ersten Fahrzeuges bestimmbar sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Wegenetz lokalisierte effektive Engstellen und/oder zeitlich-räumliche Verkehrsmuster berechnet werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine fortlaufende Erkennung effektiver Engstellen und/oder zeitlich-räumlicher Verkehrsmuster und/oder eine Verkehrsprognose vorgesehen sind.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine ereignisabhängige Kommunikation des Fahrzeuges mit der Verkehrszentrale vorgesehen ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kommunikation der Verkehrszentrale mit dem Fahrzeug vorgesehen ist.