DE4427392A1

DE4427392A1 - Einrichtung zum Erheben von Straßennutzungsgebühren

Info

Publication number: DE4427392A1
Application number: DE4427392A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Neifer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-03
Filing date: 1994-08-03
Publication date: 1996-02-08

Description

Es ist bekannt, Straßennutzungsgebühren durch personalbesetzte Mautstationen oder durch über die Straße ragende Brücken zu erheben. Bei letzteren werden die Gebühren automatisch durch an den Brücken befindlichen Sensoren oder Sender erfaßt. In beiden Fällen ist ein erheblicher technischer und personeller Aufwand auf den Straßen, insbesondere an den Autobahnen erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Erheben von Straßennutzungsgebühren zu schaffen, die selbständig arbeitet und keine Stationen oder technischen Konstruktionen an den Straßen erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch

- ein Ortungssystem, das insbesondere über Satellit in kurzen zeitlichen Abständen die jeweilige genaue Position eines Fahrzeugs ermittelt, wobei das Fahrzeug hierfür einen Empfänger besitzt,
- eine im Fahrzeug angeordnete Schreib- und Leseeinrichtung für Kreditkarten,
- eine über Funk von Kreditinstituten nachladbare Kreditkarte,
- einen im Fahrzeug angeordneten Sender und Empfänger, der die Kreditkarten-, Schreib- und Leseeinrichtung mit Stationen eines Mobilfunknetzes verbindet und
- einen stationären Rechner (Computer), der mit dem Ortungssystem und mit dem Mobilfunknetz verbunden ist und entsprechend den vom Fahrzeug auf gebührenpflichtigen Straßen zurückgelegten, vom Ortungssystem ermittelten Strecken, die Gebühren in regelmäßig zeitlichen Abständen berechnet.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn der Rechner die Gebühren über das Mobilfunknetz von der im Fahrzeug befindlichen Kreditkarte abbucht. Auch ist es von Vorteil, wenn das im Fahrzeug befindliche Ortungssystem die jeweilige Position des Fahrzeugs dem Fahrzeugführer angibt.

Die Einrichtung und das Verfahren zur Erhebung von Straßenbenutzungsgebühren mittels Mobilfunk- und Satellitenfunknetz wird durch die Kombination von insgesamt fünf Systemkomponenten zu einem Gesamtsystem ermöglicht:

1) Die stationäre Infrastruktur eines Mobilfunknetzes (PLMN, Public Land Mobile Network).
2) Die globale, quasistationäre Infrastruktur des GPS (Global Positioning System).
3) Das mobile System mit Sende- und Empfangseinrichtung für die Infrastrukturen und einem Navigationsrechner (Board-Computer) unter Anwendung von "Delta-GPS" (höher auflösendes GPS, geeignet für zivile Anwendungen).
4) Die steckbare, mobile Smart Card Schreib- und Leseeinrichtung für Electronic Banking (PCMCIA Smart Card Reader) mit PIN PAD (Eingabefeld für die persönliche Geheimnummer) und Fahrtenschreiber für "offline"-Gebührenermittlung.
5) Die Teilnehmerkarte, eine mulitfunktionale Chip-Karte (Smart Card) mit nachladbarer Börse.

Erläuterungen Zu 1. Mobilfunknetz

Die stationäre Infrastruktur bildet ein Mobilfunknetz, welches für ein Fahrzeug (Teilnehmer) die Kommunikationsinfrastruktur mit den verteilten Sende- und Empfangseinrichtungen bereitstellt. Die Kommunikation der Transaktionen zum Gebührencenter (Straßenbenutzungsgebühren) erfolgt in der Regel aktiv vom Mobilsystem des Teilnehmers. Sie erfolgt zwangsläufig, wenn der Teilnehmer unautorisiert eine gebührenpflichtige Fahrspur benutzt oder wenn der Teilnehmer eine Nachladefunktion seiner elektronischen Geldbörse (Smart Card) auslöst. Ein Kontrollruf vom Netzwerk zum Teilnehmer zur Überprüfung der Teilnehmeridentität und den GPS-Positionsdaten erfolgt nur in Ausnahmefällen (ggf. den Regelungen für die elektronische Gebührenerhebung unterworfen).

Zu 2. Global Positioning System GPS

Das weltweite GPS liefert die Daten zur Positionsbestimmung in der heute üblichen Form für Anwendungen in privaten oder öffentlichen Navigationssystemen. Der Navigationsrechner mit seiner Empfangseinrichtung für Mobile Systeme nutzt die GPS- Informationen und bestimmt die Position des Teilnehmers.

Zu 3. Navigations- und Board Computer

Der zur Teilnahme im System zugelassene Navigations- und Board-Computer liefert fortlaufend über die GPS-Daten die Position des mobilen Teilnehmers. Das bekannte Delta-GPS Verfahren ermittelt genügend genaue Angaben seiner Position zur Anwendung im Gesamtsystem. Mittels den im Board-Computer gespeicherten Karten (Dateien) für die gebührenpflichtigen Streckenführungen wird die tatsächliche Route des Teilnehmers verglichen. Es ist auf diese Weise immer erkennbar, ob ein Teilnehmer eine gebührenpflichtige Route in Anspruch genommen hat, wie der Verlauf dieser Route war, und wann er sie verlassen hat. Die Gebührenermittlung erfolgt entweder im Board-Computer und/oder im steckbaren Smart Card Reader mit geschützten, nicht manipulierbaren Programmen und Dateien zur Gebührenermittlung. Diese Gebührenermittlungsprogramme haben Plausibilitätsfunktionen für die Feststellung des Routenverlaufs, so daß auch bei schwankenden Empfangsbedingungen im GPS-Teil (z. B. in Tunneln) eine Route "plausibel" und mit ausreichender Zuverlässigkeit ermittelt werden kann. Die Abbuchung der Gebühren erfolgt mittels der Lese-/Schreibeinrichtung des Smart Card Readers, der im Boardrechner gesteckt ist und eine Teilnehmerkarte mit geladener Börse enthält, von der abgebucht werden kann.

Wird eine gebührenpflichtige Route ohne (eine mit Mindestbetrag) "geladene" Teilnehmerkarte benutzt, werden durch den eingetretenen Status "unautorisierte Benutzung" Zwangsmeldungen mit Positionsangaben über das Mobilfunknetz an das Gebührencenter abgesetzt.

Im Falle von Fehlfunktionen diagnostizieren das Gesamtsystem und das lokale Boardsystem den jeweiligen Status und geben Warnungen bei unautorisierter Benutzung einer gebührenpflichtigen Strecke.

Zu 4. Smart Card Reader

Die steckbare Smart Card Lese- und Schreibeinrichtung (Smart Card Reader) beinhaltet alle Funktionen zur Identifikation und Autorisierung zwecks Zugang zum Gesamtsystem. Gebühren werden auf der Basis GPS-Daten ermittelt und nach Plausibilitätskontrolle von der Teilnehmer Debit-Karte abgebucht. Ist ein Debit nicht ausreichend (Minimum), so wird die Nachricht zum Nach füllen der Börse der Teilnehmerkarte automatisch generiert. Nach Eingabe der PIN wird über die Kommunikation mit dem Service Provider ein "Nachfüllen" der Börse ermöglicht. Der Smart Card Reader verfügt über ein Eingabefeld, PINPAD, zur Eingabe der PIN.

Die abgelaufenen Buchungsdaten werden im steckbaren smart Card Reader in der Art eines Gebührenkontos gespeichert. Die Buchungsdaten können nach Identifikation durch die Teilnehmerkarte und PIN angezeigt werden, oder auch durch die Entnahme des Kartenlesers einschließlich der Teilnehmerkarte und durch Stecken in einem beliebigen Computer nach PIN-Eingabe und Prüfung der Autorisierung ausgelesen und weiterverarbeitet werden.

Zu 5. Teilnehmerkarte

Die Teilnehmerkarte ist eine Chip-Karte (Debit-Karte) mit multifunktionalem Chip, wie er als nachladbare "Elektronische Börse" für den Bereich Handel und Banken eingeführt werden wird.

Neu an dem Verfahren zur Gebührenerhebung

Mit Ausnahme des Mobilfunknetzes kommt das beschriebene Verfahren völlig ohne stationäre Einrichtungen oder Infrastrukturen längs der gebührenpflichtigen Streckenführung aus. Neu an dem Verfahren ist, daß die Erhebung von gebührenrelevanten Daten ausschließlich in der mobilen, "intelligenten" und zugelassenen Teilnehmereinrichtung erfolgen kann und daß eine multifunktionale Chipkarte als Teilnehmerkarte in der Art einer über Mobilfunk nachladbaren elektronischen Börse zur Abrechnung und Bezahlung von Straßenbenutzungsgebühren herangezogen wird.

Neu ist ebenfalls auch, daß die Aufzeichnung aller abrechnungsrelevanten Daten, wie gefahrene Kilometer, Benutzungsgebühr, Routenverlauf, Abbuchung und Datum zur persönlichen Kontrolle in dem steckbaren Kartenleser mit Speichereinrichtung erfolgt. Die aufgelaufenen Daten können jeweils vor dem Aufladen einer Geldbörse zwecks Kontrolle und Erstellen von Abrechnungsbelegen für die Teilnehmer durch den Service Provider an das Netz übertragen werden und im Zwischenspeicher des Teilnehmers gelöscht werden, je nachdem wie es gesetzliche Regelungen erforderlich machen können.

Durch die Art und Weise der dezentralen Buchung von Gebühren auf der dezentralen Debit-Karte wird die Belastung des Mobilfunknetzes auf ein Minimum reduziert und das vorgeschlagene Verfahren durch ein beherrschbares Verkehrsaufkommen erst technisch möglich, und von den Betriebskosten durch die Airtime für den Teilnehmer rechenbar.

Lediglich beim Nachladen, bei unautorisierter Benutzung oder bei Störung werden Verbindungen mit dem Netz erforderlich.

Gleichzeitig kann die Teilnehmereinrichtung für zusätzliche Anwendungen als Navigationshilfe eingesetzt werden. Verkehrsinformationen des Service Provider bieten dann Dienstleistungen wie zum Beispiel begleitende Verkehrslenkung durch individuelle Routenempfehlungen über das Mobilfunknetz.

Claims

1. Einrichtung zum Erheben von Straßennutzungsgebühren gekennzeichnet durch

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner die Gebühren über das Mobilfunknetz von der im Fahrzeug befindlichen Kreditkarte abbucht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das im Fahrzeug befindliche Ortungssystem die jeweilige Position des Fahrzeugs dem Fahrzeugführer angibt.

4. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über das Mobilfunknetz Verkehrsinformationen und Routenempfehlungen an den Fahrzeugführer gebbar sind.

5. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Fahrzeug angeordnete Schreib- und Leseeinrichtung für Kreditkarten lösbar steckbar befestigt ist.