DE4446663A1

DE4446663A1 - Anordnung zur automatischen Erhebung von Gebühren für die Benutzung eines Verkehrsraumes

Info

Publication number: DE4446663A1
Application number: DE19944446663
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Skrobotz
Original assignee: TELEDRIVE TELEMATIK IM VERKEHR
Current assignee: TELEDRIVE TELEMATIK IM VERKEHR
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 1996-06-20

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Elektronische Systeme zur Erhebung von Gebühren für die Benutzung von Verkehrsräumen sind, insbesondere in der Anwendung als elektronische Maut- und Parkgebührensyste me, in den letzten Jahren in verschiedenen Ausführungen bekannt geworden.

So ist etwa aus DE 37 15 314 A1 ein computergestütztes Abfertigungssystem für Parkhäuser oder Parkplätze bekannt, bei dem eine das Kennzeichen eines einfahrenden Fahrzeuges erfassende erste Videoeinheit und ein Zeitgeber Daten zur computergestützten Parkgebührenermittlung und Zuordnung einer an einem Kassierautomaten (unter Eingabe des Kenn zeichens) entrichteten Parkgebühr zu einem ausfahrenden Fahrzeug bereitstellen, dessen Kennzeichen von einer an der Ausfahrt angeordneten zweiten Videoeinheit nochmals erfaßt wird, woraufhin im Falle der Übereinstimmung der erfaßten Kennzeichen die Ausfahrtschranke geöffnet wird. In der Druckschrift werden auch Mittel zur getrennten Ab fertigung von Fahrzeugen mit und solchen ohne Parkbe rechtigung an der Einfahrt offenbart.

Beim hier beschriebenen System muß der Fahrer nach wie vor am Kassierautomaten manuell die errechnete Gebühr entrich ten und zusätzlich sein Fahrzeugkennzeichen eingeben. Das System ist daher noch wenig komfortabel und zudem - auf grund der Stör- und Manipulationsanfälligkeit einer aus schließlich videotechnischen Fahrzeugerkennung - nicht in befriedigendem Maße betriebssicher.

Dieser Nachteil haftet auch dem aus DE 43 04 911 bekannten Parkgebührenerhebungssystem an, bei dem eine Chipkarte als Guthabenträger dient und in einem Abbuchungsautomaten in Höhe der fälligen Parkgebühr entwertet wird.

Das Prinzip der manuellen Gebührenentrichtung, dessen Nachteile bei Parkgebührenerhebungssystemen noch hinnehm bar sein mögen, das aber auch den in praktischem Betrieb befindlichen (nichtelektronischen) Systemen zur Erhebung von Straßenbenutzungsgebühren (Mautsystemen) zugrunde liegt, ist bei einem zeitgemäßen Mautsystem wegen des ho hen Infrastruktur- und ggfs. auch Personalaufwandes und der in der Praxis unvermeidlichen Verkehrsbehinderungen nicht mehr anwendbar.

Bei dem in DE 43 07 214 A1 - in verschiedenen Ausgestal tungen - beschriebenen System wird daher eine vollelektro nische Gebührenerhebung vorgeschlagen. Diese kann mit Hil fe einer Gebührenzählimpulse aus dem Fahrzeug an straßen seitige Gebührenstationen abgebenden Chipkarte realisiert werden, deren Zählimpulse Abbuchungen von einem innerhalb oder außerhalb des Systems geführten, vom System aus aber jedenfalls zugänglichen, Konto veranlassen.

Ein entscheidender Nachteil dieses Systems besteht darin, daß notwendigerweise den Fahrtweg betreffende Informatio nen nach außerhalb des Fahrzeuges übermittelt und dort verarbeitet werden. Damit ergeben sich Datenschutzproble me, die zu Schwierigkeiten bei der Realisierung eines sol chen Systems führen. Zudem sind bereits in der Minimalkon figuration Telefonverbindungen von allen Gebührenstationen zur kontoführende Stelle erforderlich, was mit erhebli chen Gestehungskosten verbunden ist. Schließlich umfaßt das System keine wirkungsvollen Kontrollkomponenten.

Aus DE 43 10 099 A1 ist ein Nutzungsabrechnungssystem für Verkehrsräume bekannt, bei dem als Haupt-Funktionsblöcke ein (nicht systeminternes, in der Druckschrift als vorhan den vorausgesetztes) Navigations- oder Funkpeilsystem, ein fahrzeuginternes Positionserfassungssystem, ein ebenfalls fahrzeuginternes Abrechnungssystem und ein mobiles Spei chermedium als Abrechnungsdatenträger vorgesehen sind.

Es ist vorgesehen, zur Kontrolle eines korrekten Benutzer verhaltens die Fahrzeuge zusätzlich mit geeigneten Sende mitteln auszurüsten und deren Signale straßenseitig zu er fassen und daraufhin auszuwerten, ob eine korrekte Gebüh renspeicherung bzw. -abbuchung erfolgte.

Dieses System erfordert hohen fahrzeugseitigen Geräteauf wand und setzt - da ein Navigationssystem funktionswesent lich ist - im Grunde auch sehr hohe Infrastrukturaufwen dungen zumindest voraus. Es ist zudem nur mit erheblichem Organisationsaufwand für Benutzer, für die der fahrzeug seitige Aufwand nicht zumutbar ist (Ausländer, Wenigfah rer), paßfähig zu machen. Seine praktische Realisierung erscheint damit als kaum durchsetzbar.

Ein sehr ähnliches System - mit denselben Nachteilen - ist auch in DE 43 04 838 A1 beschrieben.

In DE 43 10 579 A1 und DE 43 10 580 A1 ist ein automati sches Gebührenerfassungssystem mit zugehörigem, aber rela tiv selbständigem Kontrollsystem beschrieben, das als Haupt-Funktionseinheiten ein von außen über Infrarotlicht oder Mikrowellenstrahlung ansprechbares Fahrzeuggerät mit Prozessorkarte, straßenseitige Entwerter-Sendestationen und spezielle Kontrolleinrichtungen umfaßt. Der Datenver kehr zwischen den straßenseitigen Komponenten und einem Fahrzeug erfolgt hier in sogenannten Kommunikationsberei chen, die durch die Richtkeulen gerichteter Sendestrahlung der straßenseitigen Komponenten gebildet sind.

Dieses Prinzip führt zu Problemen bei der Realisierung der Gebührenerhebung bei sehr dichtem Fahrzeugverkehr und in Staus. Funktionswesentliche technische Merkmale des Kon trollvorganges werden in den Druckschriften zudem offenge lassen. Die im Kontrollsystem vorgesehene Positionserfas sung aller passierenden Fahrzeuge - zunächst unabhängig davon, ob die Gebühr entrichtet wurde oder nicht - bringt schließlich einen hohen Datenverarbeitungsaufwand mit sich und stellt entsprechend hohe Anforderungen an die Verar beitungsleistung der Komponenten des Kontrollsystems.

In EP 0 425 961 A2 wird ein integriertes Gebührenerhebungs- und Verkehrsinformationssystem vorgeschlagen, dessen Hauptkomponenten wiederum ein Fahrzeuggerät mit einsetzba rer (bei diesem System personengebundener) Chipkarte und eine straßenseitige Kommunikationseinheit sind. Letztere führt nicht nur in einem ersten Betriebsmodus der gerich teten Kommunikation mit einem Fahrzeug Gebührenabbuchungen von dessen Chipkarte aus, sondern übermittelt in einem zweiten (Rundruf-)Betriebsmodus auch Verkehrs- und ggfs. sonstige Informationen an alle Fahrzeuge im Sendebereich.

Die erste, funktionsentscheidende Betriebsart umfaßt bei diesem System eine aufwendige, mehrschrittige Kommunika tions- und Verarbeitungsprozedur, in deren Ablauf kenn zeichnende Daten jedes passierenden Fahrzeuges straßensei tig erfaßt werden und die zudem das Vorhandensein beson ders ausgebildeter Zugangsbereiche zum jeweiligen Ver kehrsraum, also hohe Infrastrukturaufwendungen, voraus setzt. Einzelheiten zum Verkehrsinformations-Modus werden in der Druckschrift nicht mitgeteilt.

Die Frage einer Information der Verkehrsteilnehmer über eine dem aktuellen Verkehrsgeschehen angepaßte Gebühren struktur wird in keiner der Druckschriften ausführlicher behandelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die eine eine flexible Verkehrssteuerung bzw. -verlagerung ermöglichende Gestaltung der Gebührenstruktur mit aktueller Information der Verkehrsteilnehmer über diese für gebührenpflichtige Verkehrsräume - insbesondere Autobahnen, Straßen, Parkflä chen bzw. -häusern, Brücken, Tunneln, Ladungsumschlagplät ze und Innenstadtbereiche, aber etwa auch für Wasserstra ßen - ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt den Gedanken ein, eine Anordnung zur Gebührenerhebung für die Benutzung von Verkehrsräumen mit einer Zentralstelle zu schaffen, über die - etwa in Abhängigkeit vom territorialen oder zeitlichen Verkehrs aufkommen - eine Gesamt-Gebührenstruktur für den Verkehrs raum festgelegt und Informationen hierüber on-line den Verkehrsteilnehmern zur Verfügung gestellt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zu sammen mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1A eine Schematische Darstellung einer Ausführungs form eines elektronischen Mautsystems, in dem die Erfin dung realisiert ist,

Fig. 1B eine schematische Darstellung einer Ausführungs form einer Anordnung zur Handhabung von Ladungen, in der die Erfindung realisiert ist,

Fig. 1C eine schematische Darstellung einer Ausführungs form eines elektronischen Parksystems, in dem die Erfin dung realisiert ist,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Fahrzeuggerätes zum Einsatz in einem elektronischen Maut system, Parksystem, Ladungsverteilsystem etc.,

Fig. 3 und 4 Außenansichten (in perspektivischer Darstel lung) des Fahrzeuggerätes nach Fig. 2,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Beispieles für die Anordnung eines Fahrzeuggerätes nach Fig. 2 bis 4 im Inneren eines Personenkraftwagens

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines Fahrzeuggerätes,

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines mit zusätzlichen Möglichkeiten zur Verkehrsinforma tionsverarbeitung ausgestatteten Fahrzeuggerätes,

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer elektronischen Fahrzeugvignette zum Einsatz in einem elek tronischen Mautsystem, Parksystem. Ladungsverteilsystem etc.,

Fig. 9 eine Außenansicht der Vignette nach Fig. 8,

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungs form einer elektronischen Fahrzeugvignette,

Fig. 11 und 12 Außenansichten der Vignette nach Fig. 10,

Fig. 13 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktion einer Ausführungsform einer elektronischen La dungsvignette,

Fig. 14 eine perspektivische Prinzipdarstellung der An bringung einer Ausführungsform einer elektronischen La dungsvignette zur Versiegelung eines Ladungsbehälters,

Fig. 15 eine Darstellung der Haupt-Funktionsblöcke einer Kontrolleinheit zum Einsatz in einem elektronischen Maut system, Parksystem, Ladungsverteilsystem etc.,

Fig. 16 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Stromversorgung und des eigentlichen Kontrollgerätes einer Kontrolleinheit nach Fig. 15,

Fig. 17A und 17B jeweils eine Außenansicht einer als Kontrollbake ausgebildeten Kontrolleinheit in zwei unter schiedlichen konstruktiven Ausführungen,

Fig. 18 ein Blockschaltbild eines Kontrollgerätes in ei ner weiteren Ausführungsform,

Fig. 19 eine Darstellung einer Kontrollbake nach Fig. 17 zusammen mit einem zu kontrollierenden Fahrzeug in einer Ausführungsform des Videosystems,

Fig. 20 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Vi deosystems einer Kontrolleinheit nach Fig. 15 und 19,

Fig. 21 eine Darstellung einer Kontrollbake nach Fig. 17 zusammen mit einem zu kontrollierenden Fahrzeug in einer weiteren Ausführung des Videosystems,

Fig. 22 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Vi deosystems einer Kontrolleinheit nach Fig. 15 und 21,

Fig. 23 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Gebührensignalsenders zum Einsatz in einem elektronischen Mautsystem, Parksystem, Ladungsverteilsystem etc.,

Fig. 24 eine Außenansicht eines als Gebührenbake ausge bildeten Gebührensignalsenders,

Fig. 25 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungs form eines Gebührensignalsenders, der zusätzlich verkehrs relevante Informationen übermitteln kann,

Fig. 26 ein Beispiel für den Aufbau eines von einem Gebüh rensignalsender abgesetzten Gebührentelegramms,

Fig. 27 ein weiteres Beispiel für ein Gebührentelegramm,

Fig. 28 ein Beispiel für den Aufbau eines von einem Fahr zeuggerät bei einem Kontrollvorgang abgesetzten Antwortte legramms und

Fig. 29 ein Beispiel für den Aufbau eines von einer Fahr zeugvignette bei einem Kontrollvorgang abgesetzten Ant worttelegramms.

Fig. 1A zeigt in einer schematischen, nicht maßstabgerech ten, Darstellung eine Ausführungsform eines elektronischen Mautsystems, in dem die Erfindung realisiert ist.

Auf einer mautpflichtigen Straße R (etwa einer Autobahn- Fahrspur) befinden sich zwei Fahrzeuge 1A und 1B in norma ler Fahrt. Das Fahrzeug 1A ist mit einem Fahrzeuggerät 10 zur elektronischen Mautverbuchung ausgerüstet, und das Fahrzeug 1B führt eine elektronische Vignette 20 mit sich, mit deren Erwerb die Berechtigung zum Befahren der maut pflichtigen Straße R erworben wurde.

Auf einem Mittelstreifen sind an vorbestimmten Punkten Gebührensignalsender bzw. Gebührenbaken fest installiert, wobei die beiden in der Figur mit durchgezogenen Linien gezeichneten Gebührenbaken 30A und 30B - wie weiter unten genauer erläutert wird - zusammen eine Mautstation bil den. Alle Gebührenbaken sind mit einem Gebühren-Zentral rechner 50 des Mautsystems verbunden. Die Gebührenbaken 30.1 und 30.2 strahlen ungerichtet permanent je ein Gebüh rensignal S30.1 bzw. S30.2 ab.

Auf dem rechten Seitenstreifen der Straße R ist eine mo bile Kontrolleinheit bzw. Kontrollbake 40 mit dem eigent lichen Kontrollgerät und einer diesem zugeordneten Video einheit 45 zur Kontrolle der Benutzungsberechtigung der die Straße R befahrenden Fahrzeuge und zur Registrierung von keine Benutzungsberechtigung aufweisenden Fahrzeugen plaziert, die ein Kontroll- bzw. Abfragesignal S40 aussen det. Die Kontrollbake 40 steht mit einem Kontroll-Zentral rechner 60 des Mautsystems in Verbindung. Auch zwischen dem Gebühren-Zentralrechner 50 und dem Kontroll-Zentral rechner 60 kann, wie in der Figur gezeigt, eine Datenver bindung bestehen.

Das Zusammenwirken der Systemkomponenten gestaltet sich bei der abgebildeten Ausführungsform grundsätzlich wie folgt:
Das Mautsystem ist derart konfiguriert, daß die Benutzung der mautpflichtigen Straße R sowohl durch mit einem sy stemkonformen, betriebsfertigen Fahrzeuggerät 10 zur be nutzungsabhängigen Mauterhebung ausgerüstete Fahrzeuge als auch durch solche erfolgen kann, die mit einer gültigen Fahrzeugvignette 20 zur pauschalierten Mauterhebung ausge stattet sind. In beiden Fällen verfügt das Fahrzeug über eine gültige Benutzungsberechtigung.

Diese wird durch die Kontrolleinheit 40 von den sie pas sierenden Fahrzeugen 1A und - später, in der Figur nicht dargestellt - 1B abgefragt wird, indem bei Annäherung ei nes Fahrzeugs (oder auch permanent) das Kontrollsignal S40 ausgesandt wird. Dieses wird bei vorhandener Berechtigung durch das Fahrzeuggerät 10 - oder die Vignette, was aber in Fig. 1A nicht dargestellt ist - mit einem vorbestimmte Merkmale aufweisenden Antwortsignal S10 beantwortet. Das Antwortsignal wird von der Kontrollbake 40 empfangen und auf das Vorhandensein der Gültigkeitsmerkmale hin ausge wertet. Zumindest gültige Antwortsignale werden in keiner Weise gespeichert oder weiterübertragen.

Zeitgleich mit der Kontrollabfrage oder auch erst nach de ren Auswertung wird das Fahrzeug mit der Videokamera 45 aufgenommen, wobei die Aufnahme entweder nur dann vorge nommen oder nur dann ausgewertet und/oder gespeichert wird, wenn das Fahrzeug kein gültiges Antwortsignal abge setzt hat. (Eine ggfs. zeitgleich mit der Aussendung des Kontrollsignals vorgenommenen Aufnahme wird demnach an Ort und Stelle wieder gelöscht, sobald ein gültiges Antwortsi gnal vorliegt.) Gespeicherte und/oder ausgewertete Aufnah men derjenigen Fahrzeuge, die die Straße R ohne Abgabe ei nes gültigen Antwortsignals befahren haben, werden dem Kontroll-Zentralrechner 60 übermittelt, wo ggfs. noch be stimmte Verifizierungen oder sonstige Verarbeitungsvorgän ge ausgeführt werden können und die übermittelten Aufnah men zur Beweissicherung permanent gespeichert werden.

Die Fahrzeugvignette 20 ist gegen eine Pauschalgebühr er werbbar und signalisiert eine - je nach konkreter Gebüh renstruktur des Mautsystems ggfs. fahrzeug- oder fahrzeug artgebundene und in der Regel zeitlich befristete - Benut zungsberechtigung, ohne daß mit ihr eine benutzungsabhän gige Mauterhebung erfolgt.

Das Fahrzeuggerät 10 hingegen weist - wie weiter unten ge nauer beschrieben werden wird - einen nachladbaren Ge bührenspeicher, von dem bei Passieren der Mautstationen vorbestimmte Gebührenbeträge abgebucht werden, und einen Ereignisspeicher auf, in dem jede vorgenommene Abbuchung registriert wird. Dazu wird von der Mautstation (in der Figur gemeinsam durch die Gebührensignalsender 30A und 30B) ein abbuchungswirksames Signal (in der Figur gebildet von den Signalen S30A und S30B) generiert und permanent ungerichtet ausgesandt, d. h. an alle passierenden Fahrzeu ge übermittelt. Dieses löst dort, falls das Fahrzeug ein Fahrzeuggerät hat, den Abbuchungsvorgang als partielle Entwertung des internen Gebührenspeichers aus, der - so fern er korrekt erfolgt ist - zugleich registriert wird. Dadurch wird eine benutzungsgabhängige Mauterhebung mit ausschließlich fahrzeuginterner Registrierung realisiert - ohne jegliche Registrierung von Fahrzeug- und/oder Fahr troutendaten außerhalb des Fahrzeuges.

Zur Vereinfachung des Aufbaus der Fahrzeuggeräte und der Gebühren- und Kontrollbaken erfolgt die Übermittlung von Kontroll- und Gebührensignalen mit im wesentlichen identi schen Sendeparametern, beispielsweise im UHF-Bereich.

Die aktuelle Gebührenhöhe kann, über eine (in Fig. 1A durch die Sendeantenne symbolisierte) UKW-Verbindung des Zentralrechners 50 mit den Gebührenbaken unspezifisch oder über die Telefonverbindungen T baken-spezifisch durch den Gebühren-Zentralrechner 50 eingestellt werden. Hierbei kön nen auch über die Gebührenbaken aufgenommene und über die Telefonverbindung T weitergeleitete verkehrs- bzw. umwelt relevante Informationen (lokale Verkehrsdichte und/oder Schadstoffbelastung etc.) bei der Bestimmung der Mautbe träge on-line berücksichtigt werden. Die Ermittlung und Übertragung dieser Daten kann natürlich auch für statisti sche Erhebungen von Wert sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Systems ist eine Ausstrahlung der gültigen Gebührentabelle und wahlweise weiterer Verkehrsinformationen über UKW, etwa unter Nut zung des RDS-Systems, und/oder eine Zusatz-Nutzung der Ge bührenbaken als Verkehrsinformationsstellen vorgesehen.

Bei Empfang eines von der Kontrollbake 40 ausgesandten Kontrollsignals S40 wird ein die letzte erfolgte Abbuchung kennzeichnendes Signal als Antwortsignal generiert, das somit ausdrückt, ob das Gerät 10 an der letzten Mautsta tion vor der mobilen Kontrollstelle aktuell systemkonform funktioniert hat oder nicht. Nur wenn dies - sei es wegen Abschaltung, nicht geladenem Gebührenspeicher etc. - nicht der Fall ist, wird das Fahrzeug - wie oben ausgeführt - an der Kontrollstelle registriert und weitergemeldet.

Es versteht sich von selbst, daß Fahrzeuge, die überhaupt kein Antwortsignal aussenden, weil sie weder über ein be triebsbereites Fahrzeuggerät noch über eine funktionsfähi ge Vignette verfügen, an der Kontrollbake 40 in jedem Fall registriert werden.

Die Weiterverarbeitung der von den Kontrollstellen erfaß ten Fahrzeugdaten wird primär durch die rechtlichen und betriebsorganisatorischen Betriebsbedingungen des Mautsy stems bestimmt und ist nicht Gegenstand der Erfindung. Technisch ist es beispielsweise möglich, durch den Kontroll-Zentralrechner automatisch Bescheide zu einer Gebühren-Nacherhebung oder Telegramme an Grenzübergangs stellen o. ä. zu erstellen, den Eingang von nacherhobenen Gebühren zu überwachen und/oder bestimmte Sanktionen aus zulösen usw.

Der nachladbare Gebührenspeicher des Fahrzeuggerätes 10 - das im übrigen, wie alle weiteren Systemkomponenten, wei ter unten genauer beschrieben wird - ist als herausnehmba re Speicher- bzw. Chipkarte, die an dem Mautsystem ange schlossenen Geräten, etwa an geeigneten Automaten, an Tankstellen, Kiosken etc., nachgeladen werden kann, oder alternativ auch als fest installierter Speicher ausgebil det, der von außerhalb des Fahrzeuges über einen zum Sy stem gehörenden Nachladesender geladen wird.

Umgekehrt kann in einer Ausgestaltung des Systems auch ei ne Entwertung eines Gebührenwertspeichers in einem Fahr zeuggerät durch Übermittlung eines entsprechenden Löschsi gnals an ein von einer Kontrolleinheit als gestohlenes Fahrzeug identifiziertes Fahrzeug - etwa nach einem Dieb stahl - erfolgen.

Hierzu sind den Kontrolleinheiten des Systems über den Kontroll-Zentralrechner jeweils die Kenndaten (insbeson dere Kennzeichen) als gestohlen gemeldeter Fahrzeuge zu übermitteln, und die Kontrolleinheiten sind für diese Aus gestaltung so auszuführen, daß bei jedem Kontrollvorgang (unabhängig vom Empfang eines gültigen Antwortsignals aus dem Fahrzeug) zunächst eine Kennzeichenermittlung des pas sierenden Fahrzeuges und ein Vergleich mit registrierten Kennzeichen ausgeführt wird. Wird bei diesem Vergleich Identität festgestellt, wird das Löschsignal - beispiels weise als Abbuchungssignal mit hohem Gebührenwert - ausge sandt. Besteht keine Identität mit einem registrierten Kennzeichen, wird - wenn ein gültiges Antwortsignal emp fangen wurde - das erfaßte Kennzeichen wieder gelöscht.

Diese Ausgestaltung des Systems bietet natürlich auch die Möglichkeit, über das Kontrollbakennetz den aktuellen Auf enthaltsort gestohlener Fahrzeuge zu ermitteln, was beson ders zur Bekämpfung des Carjacking - bei dem Wegfahrsper ren in der Regel nicht wirksam werden können, weil sie zum Zeitpunkt des Raubes des Fahrzeuges nicht geschärft sind - von erheblicher Bedeutung ist. Für diese Ausgestaltung ist eine on-line-Datenverbindung aller eingesetzten Kon trollbaken zum Kontroll-Zentralrechner praktisch unver zichtbar.

Fig. 1B zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform einer Anordnung zur Handhabung von Ladun gen (speziell eine Mülldeponie), in der die Erfindung rea lisiert ist.

An der Einfahrt zu einer Mülldeponie WD ist eine mit einer ersten Wägevorrichtung 48.1 verbundene erste Kontrollein heit 40.1 aufgestellt, die ihrerseits mit einem Deponie- Rechner 70 in Verbindung steht. Im Gelände der Deponie verzweigt sich die Zufahrtstraße R in drei Betriebsstraßen R1 bis R3, die jeweils mit einer Schranke B1 bis B3 verse hen sind. Die Schranken sind über Steuerleitungen mit dem Rechner 70 verbunden. Im Gelände befinden sich verschie dene Abladeplätze, von denen in der Figur beispielhaft der Platz S2 dargestellt ist. Dort befindet sich - wie an je dem Abladeplatz - eine mit dem Rechner 70 verbundene Regi striereinheit 30.1/40.2 ("Stempelbake"). An der Ausfahrt der Deponie WD vereinigen sich die Betriebsstraßen R1 bis R3 wieder zur öffentlichen Straße R. An der Ausfahrt ist eine Gebührenabbuchungs- und zweite Kontrolleinheit 30.2/40.3 plaziert, der eine zweite Wägevorrichtung 48.1 zugeordnet ist. Auch die Einheit 30.2/40.3 ist mit dem Deponie-Rechner 70 verbunden.

Auf der Zufahrtsstraße R vor der Einfahrt befindet sich ein (mit durchgezogenen Linien gezeichnetes) Müllfahrzeug 1C, das mit einem Fahrzeuggerät (OBU) 10 ausgerüstet ist und an dessen Ladung W eine elektronische Vignette 20 an gebracht ist, mit der die Art des geladenen Mülls (etwa nach Hausmüll, Bauschutt, Sondermüll etc.) gekennzeichnet ist. Das Fahrzeuggerät entspricht in der Funktion dem oben unter Bezugnahme auf Fig. 1A erwähnten Gerät; darin ist im übrigen die Kennung des Fahrzeugbetreibers gespeichert.

Die Kontrolleinheit 40.1 ist als Kontrollgerät ähnlich wie die oben erwähnte und weiter unten ausführlich beschriebe ne Kontrolleinheit 40, jedoch mit zwei Empfangskanälen, aufgebaut. Damit wird ein Abfragesignal an das Fahrzeug 1C gerichtet, und es werden getrennt die Antwortsignale der OBU 10 und der Vignette 20 erfaßt und ausgewertet. Das Er gebnis der Auswertung, bei der der Betreiber, die Achslast des Fahrzeuges bei Ankunft und die Müllart festgestellt worden sind, wird im Zentralrechner 70 gespeichert und ein Steuersignal an eine der Schranken, in der Figur die Schranke B2, ausgegeben, die dem Fahrzeug die Durchfahrt auf der Straße R2 zum Abladeplatz S2 ermöglicht.

Am Abladeplatz S2 (wo das Fahrzeug 1C nochmals gestrichelt dargestellt ist) lädt das Fahrzeug den geladenen Müll W ab, wobei die wie ein (weiter unten genauer beschriebener) Gebührensignalsender 30 aufgebaute "Stempelbake" 30.1/40.2 ein Signal aussendet, das die Abbuchungseinheit der OBU des Fahrzuges 1C in Bereitschaft versetzt und im Ereignis speicher einen Eintrag erzeugt, mit dem die Abladung des Mülls am Abladeplatz S2 (und nicht etwa einem anderen Platz) nachgewiesen werden kann.

Nach der Abladung fährt das Fahrzeug zur Ausfahrt der De ponie und passiert die Einheit 30.2/40.3 und die zweite Wägevorrichtung 48.2, wo seine Identität und seine Ausfahrt-Achslast festgestellt wird. Beides wird an den Zentralrechner 70 übermittelt, wo aus der Ankunfts- und der Ausfahrt-Achslast das Gewicht des abgeladenen Mülls und zusätzlich aus der bei der Einfahrt ermittelten Art des Mülls ein Deponiegebührenbetrag bestimmt und an die Ein heit 30.2/40.3 übermittelt wird.

Diese Einheit, die im Vorgang der Feststellung der Identi tät des heranfahrenden Fahrzeuges wie ein Kontrollgerät gearbeitet hat, wirkt nunmehr als Gebührensignalsender und sendet an das Fahrzeug ein Abbuchungssignal aus, das in der vorab durch die Einheit 30.1/40.2 in Bereitschaft ver setzten Abbuchungseinheit der OBU eine Abbuchung bewirkt, deren Höhe von der Art des abgeladenen Mülls und dessen Menge abhängt. Sollte der Guthabenbetrag im Gebührenwert speicher der OBU nicht ausreichen, wird automatisch der Restbetrag in einem intern im Rechner 70 geführten Saldo speicher ("Kreditkonto") des Betreibers gespeichert. Sol che Fehlbeträge können ggfs. später vom Gebührenspeicher eines anderen Fahrzeugs desselben Betreibers abgebucht werden; es sind aber auch herkömmliche Rechnungslegungs vorgänge (außerhalb des beschriebenen Systems) möglich.

Als Zentralrechner kann ein herkömmlicher Industrie-PC eingesetzt werden, der mit den erforderlichen Ein- und Ausgangs-Schnittstellen versehen ist.

Die Kontrolleinheiten können (was in der Figur mit gestri chelten Linien symbolisiert ist) mit Videokameras und Bildverarbeitungseinheiten ausgestattet sein, um Fahrzeuge bildlich zu erfassen und zu identifizieren, bei denen über das beschriebene Zusammenwirken der Systemkomponenten Ord nungswidrigkeiten festgestellt wurden. (Einzelheiten hierzu werden an anderer Stelle beschrieben.)

Das oben beschriebene System, speziell die Einheit 30.1/40.2, ist eine von zahlreichen Anwendungen - wozu allgemein die Handhabung und Verteilung von Ladungen oder Kontrollsysteme gehören -, wo der Gebührensignalsender bzw. die Mautstation auch Signale erzeugen und aussenden
kann, mit denen keine Gebührenabbuchung, sondern nur ein Eintrag im Ereignisspeicher vorgenommen wird.

Die Einheit 30.2/40.3 ist ein Beispiel für eine modular aus weitgehend baugleichen Komponenten aufgebaute kombi nierte Kontroll- und Abbuchungseinheit, wie sie beim wei ter oben skizzierten Mautsystem aus Datenschutzgründen be wußt nicht eingesetzt werden soll, die aber für andere An wendungsfelder vorteilhafte Lösungen ermöglicht.

Das System nach Fig. 1B kann unter Beibehaltung seiner Grundgedanken vielfältig abgewandelt werden. Eine prak tisch wichtige Ausführung ist ein Kontrollsystem für Abhol- (beispielsweise Müllabfuhr-) und Anliefertouren, das an vorgegebenen Punkten einer im Streckenverlauf ein mal festgelegten Abhol- der Anlieferstrecke "Stempelbaken" in Art der oben beschriebenen Bake 30.1/40.2 aufweist und in dem jedes Lastfahrzeug mit einem Fahrzeuggerät ausgerü stet ist, in dem beim Anfahren des Bakenstandortes ein Anwesenheits-Eintrag in den internen Speicher erfolgt.

Nach Beendigung der Tour kann der interne Speicher - der hier etwa als aus dem Gerät entnehmbare Speicherkarte ("Stempelkarte") ausgebildet sein kann - ausgelesen und so für die betriebliche Auswertung die Liste der angefahrenen Abhol- bzw. Lieferorte erstellt werden.

Für spezielle Anwendungen kann das Fahrzeug zusätzlich ei nen Meßaufnehmer für eine Größe aufweisen, mit dem eine Zu- oder Abladung erfaßt werden kann, etwa einen empfind lichen Kraftaufnehmer (Dehnungsmeßstreifen o. ä.), einen Kontakt an einem Laderaumverschluß o. ä.

Fig. 1C zeigt in einer weiteren skizzenhaften Darstellung eine Ausführungsform eines einem elektronischen Mautsystem gemäß Fig. 1A nebengeordneten elektronischen Parksystems, in dem die Erfindung realisiert ist.

Dargestellt sind eine mautpflichtige Straße RX, an der zwei eine Mautstation bildende, mit dem Gebührenrechner 60X eines Straßenmautsystems x verbundene Gebührenbaken 30X.1, 30X.2 angeordnet sind und von der eine Zufahrts straße RY zu einem gebührenpflichtigen Parkplatz (bzw. Parkhaus) P abgeht. Dieser gehört zu einem Parkgebührensy stem Y eines anderen Betreibers und weist an der Einfahrt eine Kontrollbake ("Stempelbake") 40Y.1 mit einer ersten Videoeinheit 45Y.1 und an der Ausfahrt eine kombinierte Kontroll- und Gebührenbake 30Y/40Y.2 mit einer zweiten Videoeinheit 45Y.2 auf, die mit einen Zentralrechner 50/60Y des Systems verbunden sind. An der Ausfahrt sind weiter eine Schranke BY sowie ein kombinierter Chipkarten- und Parkscheinautomat 80Y angeordnet, die ebenfalls mit dem Rechner 50/60Y verbunden sind. Dem Rechner 50/60Y ist ein Berechtigungsspeicher 50/60Y. 1 zugeordnet.

Auf der mautpflichtigen Straße RX befindet sich ein Fahr zeug 1D in normaler Fahrt, ein zweites Fahrzeug 1E ist be reits auf die Zufahrtsstraße RY zum Parkplatz P eingebo gen, und ein drittes Fahrzeug 1F verläßt gerade den Parkplatz.

Das Fahrzeug 1D ist mit einem Fahrzeuggerät 10 zur elek tronischen Maut- und Parkgebührenverbuchung ausgerüstet, das Fahrzeug 1E führt eine elektronische Vignette 20 mit sich, mit deren Erwerb die Berechtigung zum Befahren der mautpflichtigen Straße R und gleichzeitig zum Parken auf dem Parkplatz P erworben wurde, und das Fahrzeug 1F führt weder eine OBU noch eine Vignette mit sich.

Das Zusammenwirken der Systemkomponenten ist bei der abge bildeten Ausführungsform hinsichtlich des Straßengebühren systems X wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 1A beschrie ben, so daß nachfolgend nur das Parksystem Y sowie Beson derheiten beschrieben werden, die sich aus dem Vorhanden sein zweier Betreiber für die Komponenten ergeben.

Zunächst ist die OBU 10X/Y - wie schon das Bezugszeichen verdeutlicht - mehrkanalig ausgeführt, d. h. sie verfügt über eine Abbuchungseinheit, die mehrere Chipkarten oder eine Mehr-Betreiber-Chipkarte mit getrennten Gebührenspei chervorräten aufnehmen und je nach Spezifikation eines empfangenen Abbuchungssignals jeweils von einer eine Ab buchung vornehmen kann. Die Vignette 20X/Y ist eine von den Betreibern der Systeme X und Y gemeinsam herausgegebe ne Vignette.

Bei der (im Bild gezeigten) Einfahrt des Fahrzeuges 1E in das Parkareal P wird an dieses das Kontrollsignal der Bake 40Y.1 ausgesandt und löst dort eine Antwort aus, die wie derum von der Bake empfangen und ausgewertet wird. Ein durch gültige Antwort ausgewiesenes Fahrzeug kann ohne weiteres passieren. Bei Einfahrt des Fahrzeuges 1F hatte dieses hingegen in Ermangelung einer Vignette oder OBU kein Antwortsignal abgegeben und war daraufhin von der Video einheit 45Y.1 aufgenommen und das Kennzeichen ermittelt und zusammen mit dem Einfahrt-Zeitpunkt an den Rechner 50/60Y übergeben worden. Bei Einfahrt des Fahrzeuges 1D führt das ausgesandte Kontrollsignal zu einer Registrie rung des Einfahrtzeitpunktes im Ereignisspeicher des Y- Kanals der OBU 10X/Y, es wird eine gültige Antwort gene riert, und das Fahrzeug kann passieren, ohne aufgenommen und identifiziert zu werden.

Bei Verlassen des Parkplatzes ergeben sich folgende mögli che Situationen:
Das Fahrzeug 1D gibt auf das Kontrollsignal der Ausfahrt- Kontrollstelle 40Y.2 natürlich wiederum kein Antwortsignal ab und wird daraufhin wieder aufgenommen und das Kennzei chen ausgewertet. Ist das Kennzeichen in einer im Speicher 60Y.1 gespeicherten Liste von Fahrzeugen mit einer Sonder berechtigung enthalten, wird durch den Rechner 50/60Y die Schranke BY geöffnet bzw. offengehalten, und das Fahrzeug kann ohne weiteres passieren.

Ist dies nicht der Fall, wird oder bleibt die Schranke BY zunächst geschlossen. In einer Vergleichereinheit des Rechners wird aufgrund eines Kennzeichenvergleiches auch ein Vergleich des Ausfahrt-Zeitpunktes mit dem Einfahrt- Zeitpunkt desselben Fahrzeugs vorgenommen und die Verweil dauer auf dem Parkplatz errechnet. Diese wird mit der Parkgebühr pro Zeiteinheit multipliziert und auf einer An zeigeeinheit des Automaten 80Y angezeigt. Hat der Fahrer am Automaten den fälligen Betrag entrichtet, wird die Schranke BY geöffnet, und das Fahrzeug 1F kann das Areal verlassen.

Das Fahrzeug 1E mit der gültigen Vignette beantwortet an der Ausfahrt das Kontrollsignal der Bake 40Y.2 wieder mit einem gültigen Antwortsignal und kann das Areal ohne wei teres verlassen. (Der Fall, daß die Vignette nicht gültig ist, entspricht voll und ganz dem des Fahrzeuges 1F.)

Das Fahrzeug 1D beantwortet an der Ausfahrt das empfangene Kontrollsignal mit einem Antwortsignal, in dem die im Ereignisspeicher seiner OBU gespeicherten Daten der Einfahrt-Kontrolle (insbesonderer der Einfahrt-Zeitpunkt) enthalten sind. Der Rechner 50/60Y ermittelt daraus und aus dem Ausfahrt-Zeitpunkt den fälligen Gebührenbetrag und übergibt diesen an den Gebührensignalsender 30Y der Bake 30Y/40Y.2, von wo er an das Fahrzeug übermittelt wird und dort eine Abbuchung in entsprechender Höhe sowie die Abga be eine Bestätigungssignales auslöst. Dieses wird vom Kon trollsignalempfänger der Bake empfangen und die Schranke geöffnet bzw. offengehalten. War in der OBU 10X/Y kein ausreichender Gebührenbetrag gespeichert, wird dies durch das Fehlen oder den Inhalt des Bestätigungstelegramms deutlich, die Schranke BY bleibt geschlossen und am Auto maten 80Y wird der Fehlbetrag angezeigt. Er kann durch Aufladung der Chipkarte am Automaten oder in bar entrich tet werden. Anschließend wird die Schranke geöffnet.

Bei dem oben beschriebenen Parksystem können Parkberechti gungen durch Zuordnung an vorbestirnte Fahrzeuge oder durch Erwerb einer gültigen Vignette oder durch Erwerb ei ner Speicherkarte bzw. deren Nachladen (ggfs. auch über Funk an entsprechenden Sendern) erworben werden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 7 eine Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise von Aus führungsformen eines Fahrzeuggerätes (einer sogenannten On-Board-Unit = OBU) gegeben, die eines der grundlegenden Elemente des beschriebenen System bildet.

Ein solches Fahrzeuggerät ist sowohl zur vollautomatischen Realisierung bzw. zum Nachweis einer Zugangsberechtigung eines mit ihm ausgerüsteten Fahrzeuges zu einem abgegrenz ten Verkehrs-oder Parkraum, einer Autobahn oder Straße oder auch einem Ladungsverteilzentrum im weitesten Sinne als auch - gleichzeitig oder auch getrennt von der Frage der Zugangsberechtigung - zur Realisierung einer leistungs- bzw. verbrauchsbezogenen Gebührenerhebung ge eignet, wobei auch die anzustrebende Kompatibilität mit einer pauschalierten Gebührenerhebung im gleichen System erreicht werden kann. Das Gerät ist weiterhin in vorteil hafter Ausbildung als Baustein eines Systems der Verkehrs leitung und -steuerung geeignet. Eine ausführliche Erläu terung zu einigen Anwendungsfeldern findet sich an anderer Stelle dieser Beschreibung.

Die in Fig. 2 in einem Funktions-Blockschaltbild darge stellte Ausführungsform eines Fahrzeuggerätes 10 ist zum Einsatz in einem elektronischen Mautsystem, Parksystem, Ladungsverteilsystem und für ähnliche Anwendungen geeig net.

An Funktionseinheiten weist das Fahrzeuggerät 10 - was ei nen wesentlichen Unterschied zu einer diesbezüglich autar ken elektronischen Vignette ausmacht - einen Stromversor gungsanschluß 101 auf, über den eine Verbindung mit der (nicht gezeigten) Fahrzeugbatterie zur Stromversorgung al ler Komponenten hergestellt wird. (Die einzelnen internen Stromversorgungsleitungen sind in der Figur der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt).

Weiterhin ist ein Empfangsteil 10.1 mit einer UHF-Kurz stab-Empfangsantenne 102 und einer mit deren Ausgang 102a verbundenen UHF-Empfangs- und Demodulatoreinheit 103 vor gesehen.

Die UHF-Antenne 102 ist bei der in Fig. 3 und 4 in der Au ßenansicht gezeigten Ausführung eine an der Unterseite des Geräte-Grundkörpers angebrachte, etwa 20 mm lange Staban tenne; sie kann aber ggfs. auch auf einfache Weise durch einen Leiterstreifen am Gehäuse gebildet sein. Da die für die Systemfunktion wichtige Festlegung des Empfangsberei ches eine geeignete Vorgabe der Antennen-Empfangseigen schaften erfordert, ist der Einsatz einer Antenne mit ver änderbarer Empfangsleistung (etwa über variable Länge) von Vorteil. In extremen Anwendungen kann das Fahrzeuggerät ganz ohne eigentliche Antenne auskommen oder sogar eine gewisse Abschirmung notwendig werden.

Die UHF-Empfangs- und Demodulatoreinheit 103 ist in ei ner einfachen Ausführung als integrierte Filter- und Ver stärkerschaltung in Art eines aus der Funktechnik an sich bekannten Doppelsuperhet-Empfängers mit nachgeschaltetem Pulscode-Demodulator ausgeführt. Die Einheit ist auf eine im System festgelegte Kontrollsenderfrequenz (beispiels weise 433 MHz) abgestimmt und in der Eingangsempfindlich keit 50 eingestellt, daß sie den Empfang eines gerichtet abgestrahlten Sendesignals mit einer Sendeleistung von ca. 10 mW in einer Entfernung vom Kontrollsender von 60 bis 80 m ermöglicht.

Das Fahrzeuggerät 10 umfaßt als weitere Haupt-Funktions blöcke einen Block 10.2, der eine Antwort auf einen exter nen (Funk-)Anruf hin realisiert, und einen Block 10.3, der eine Gebührenabbuchung von einer Chipkarte auf einen ande ren externen (Funk-)Anruf hin realisiert.

Der erstgenannte Funktionsblock 10.2 umfaßt im wesentli chen eine eingangsseitig mit dem Ausgang der UHF-Empfangs- und Demodulatoreinheit 103 verbundene Antwortsteuereinheit 104, einen über einen Steuereingang 105a mit deren Ausgang verbundenen Datenspeicher 105 mit einem Programmieran schluß 105b und einem Datenausgang 105c, einen eingangs seitig mit dem Datenausgang 105c verbundenen Pulscode- Modulator 106, der ausgangsseitig mit einem Eingang 107a eines weiterhin über einen Schalteingang 107b verfügenden Sendetreibers 107 für eine Infrarot-Sende-LED 108 verbun den ist.

Die Antwortsteuereinheit 104 ist im Grunde eine über ein bestimmtes empfangenes Datenbit betätigte, selbsttätig zeitgesteuert zurückschaltende Schalteinheit mit einem RC- Verzögerungsglied. (An dessen Stelle kann aber auch eine Verbindung zu einer - weiter unten beschriebenen - inter nen Zeitbasis des dritten Funktionsblockes 10.3 vorgesehen sein.)

Sie gibt bei Zuführung eines durch die Demodulatoreinheit gewonnenen Datentelegramms, das durch eine entsprechende Kennung (ein Betriebsart-Bit bzw. eine Bitfolge) als Kon trolltelegramm spezifiziert ist, ein Aktivierungs("wake up")-Signal an die Steuer-bzw. Schalteingänge 105a, 106a und 107b der Baugruppen 105, 106 und 107 aus. Dieses wird für die durch das RC-Verzögerungsglied vorbestimmte Zeit dauer (zweckmäßigerweise ca. 60 bis 90s) aufrechterhalten und bewirkt während dieser Zeitdauer ein zyklisch wieder holtes Auslesen des Speichers 105 sowie - wie weiter unten genauer beschrieben wird - von Daten aus dem Funktions block 10.3. Sie veranlaßt weiterhin einen (kurzzeitigen) Dauerbetrieb des Modulators 106 und des Sendetreibers 107 und damit der IR-LED 108. Bei Ausbleiben des UHF-Signals und nach Abfall des RC-Verzögerungsgliedes stellen diese Baugruppen ihren Betrieb wieder ein, und der Funktions block 10.1 kehrt in den inaktiven Ruhe("sleep")-Zustand zurück.

Das Fahrzeuggerät arbeitet in dieser Hinsicht als extern über ein Funksignal aktivierbarer IR-Sender zur Übermitt lung eines unter Zugriff auf den Speicherinhalt interner Datenspeicher gebildeten Antwortsignals an eine entspre chend ausgebildete IR-Empfangsstation. (Diese wird an an derer Stelle genauer beschrieben.)

Der Datenspeicher 105 ist als elektrisch lösch- und pro grammierbarer 2 kByte-Nur-Lese-Speicher (EEPROM) ausge führt. Konfiguration und Speicherinhalte sind durch den konkreten Einsatzzweck bestimmt; der Speicherinhalt umfaßt insbesondere fahrzeug- und ggfs. auch ladungsbezogene Da ten, etwa das Fahrzeugkennzeichen, Abgasdaten, die Achs last o.ä.

Die Modulatorstufe 106 moduliert den vom Sendetreiber 107 gelieferten Betriebsstrom für das Sendeelement 108 in an sich bekannter Art der Pulscodemodulation mit einer aus Daten aus dem Speicher 105 sowie zusätzlichen, aus dem Funktionsblock 10.2 gelieferten Daten zusammengestellten Datenbitfolge (nachfolgend auch als Antworttelegramm be zeichnet).

Die Modulation kann vorteilhafterweise eine Verschlüsse lung umfassen. Es kann aber auch bereits die Programmie rung des Speichers 105 in verschlüsselter Form erfolgt sein, womit eine Codierung bei der Sender-Modulation nicht erforderlich wäre, und für spezielle Einsatzfälle kann auch völlig auf eine Codierung des Antworttelegramms ver zichtet werden.

Als kostengünstiges Sendebauelement kann eine im Bereich um 900 nm bis 950 nm emittierende LED, beispielsweise eine GaAs- oder InP-LED, eingesetzt werden. Die Sendeleistung liegt in der Größenordnung von 1W bei einem Testverhältnis <1%.

Es können auch Laserdioden mit systemkonformer Emissions wellenlänge verwendet werden, wobei in vorteilhafter Weise durch geeignete Wahl der Dotierungselemente und -anteile die Emissionswellenlänge vorgegeben werden kann. Damit ist es möglich, diese gezielt außerhalb der Absorptionsmaxima von bei Fahrzeugscheiben verwendetem Wärmedämmglas zu le gen. Bei Laserdioden ist die Kapselung in einem speziellen Gehäuse mit guter Wärmeableitung (etwa aus Aluminium) und im Betrieb ein niedriges Tastverhältnis von Vorteil.

Der dritte Funktionsblock 10.3 des Fahrzeuggerätes 10 um faßt als wichtigste Baugruppe einen eingangsseitig mit der UHF-Empfangs-und Antwortsteuereinheit 103 sowie dem Daten speicher 105 verbundenen 8-Bit-Mikroprozessor (Controller) 111 mit einer Taktfrequenz von 20 MHz, dem in üblicher Weise ein Programmspeicher 112 (hier ein 16 kByte-ROM) und ein Arbeitsspeicher 113 (256 kByte-RAM) sowie ein für eine Übertragungsrate von 9600 Baud ausgelegtes V24-Interface 114 zur Verbindung mit einem externen Programmiergerät bzw. Rechner, eine Bedientastatur 115 sowie eine alpha numerische Anzeige 116 zugeordnet sind.

Eine weitere funktionsbestimmende Komponente ist eine eingangsseitig mit einem Ausgang des Controllers 111 ver bundene Chipkartenaufnahme- und -entwertungseinheit 117 zur Aufnahme und schrittweisen Entwertung einer als Gutha benträger - insbesondere für Maut- oder Parkgebühren - dienenden Chipkarte 15 mit ISO 7816-1/-2-kompatiblem 256×8-Bit-EPROM mit Langzeit-Datenerhalt. Die Einheit 117 und die im System verwendete Chipkarte 15 sind als solche bekannt; ihr Aufbau wird daher nachfolgend nicht genauer beschrieben.

Als Chipkarte kann in ein und derselben Einheit 115 sowohl eine nur einmalig mit einem bestimmten Gebührenbetrag pro grammierbare Karte als auch - bevorzugt - eine an geeigne ten Einrichtungen ("Zahlstellen") im System mehrfach pro grammierbare, d. h. nachladbare, Karte eingesetzt werden. Wie weiter oben bereits erwähnt, kann statt der in den Figuren gezeigten herausnehmbaren Chipkarte 15 im Fahrzeug gerät auch ein fest installierter, beispielsweise von au ßen über Funk nachladbarer, Gebührenspeicher vorgesehen sein.

Die Abbuchung von der Chipkarte bzw. deren Entwertung er folgt, wie weiter unten genauer beschrieben wird, in Reak tion auf externe Abbuchungs- bzw. Entwertungssteuersigna le.

Die dritte funktionsbestimmende Komponente des Funktions blockes 10.3 ist ein als sogenannter Ereignisspeicher die nender 32 kByte-EEPROM 118 mit Langzeit-Datenerhalt. Dieser ist mit dem Controller 111 und über diesen mittelbar ein gangsseitig mit der UHF-Empfangseinheit 103 und ausgangs seitig mit der Modulatorstufe 106 des Sende-Blockes 10.2 sowie auch mit der Schnittstelle 114 sowie der Bedienta statur 115 verbunden. Die konkrete Speicherorganisation wird entsprechend dem Anwendungsfeld und dem davon abhän gigen Aufbau eines Datentelegramms im System gewählt; in der Regel wird ein serieller Speicheraufbau vom LIFO(last in-first-out)-Typ zweckmäßig sein.

Der Ereignisspeicher kann in einer modifizierten Ausfüh rung auch in Form eines aus der OBU 10 entnehmbaren Spei chers, etwa auch als separate Datenkarte oder insbesondere auch auf der Chipkarte 15 selbst, realisiert sein. Damit wird die Nutzung des Speicherinhaltes zur Beweisführung bei juristischen Streitigkeiten etc. erleichtert.

Über den Controller 111 werden - nach einer Vorverarbei tung zur Datenkomprimierung und Vermeidung von Mehrfach- Abspeicherungen - von außen empfangene Datentelegramme, die jeweils ein Abbuchungs- und/oder Kontrollereignis spe zifizieren, ggfs. zusammen mit einer intern erstellten Zu satzinformation, im Ereignisspeicher 118 abgelegt. Die Zu satzinformation bezieht sich z. B. im Anwendungsfall eines Mautsystems darauf, ob nach Empfang eines Datentelegramms eine Abbuchung von der Chipkarte vorgenommen wurde oder nicht - etwa, weil diese kein Guthaben mehr enthielt oder gar keine Chipkarte in das Gerät eingesetzt war. In diesem Anwendungsfall realisiert der Controller 111 auch eine Verbindung der Chipkartenaufnahme- und -entwertungseinheit 117 mit dem Ereignisspeicher 118, über die entweder die Einspeicherung eines Abbuchungs-Telegramms veranlaßt oder inhibiert oder (alternativ) dessen Bitfolge noch ein die erfolgte Abbuchung kennzeichnendes Kontrollbit hinzugefügt werden kann.

Bei Empfang eines Kontrollsignals in einem Mautsystem wird an den Controller 111 ein Signal zum Auslesen des zuletzt in den Ereignisspeicher 118 übertragenen Datenblockes übertragen und dieser Datenblock der Modulatorstufe 106 zugeführt, um zusammen mit einem Datenblock aus dem Spei cher 105 ausgesandt zu werden. (Einzelheiten dieses spe ziellen Anfrage-Antwort-Vorganges sind an anderer Stelle der Beschreibung erläutert.)

Über die Schnittstelle 114 kann ein Auslesen des Speicher inhaltes nach außerhalb des Fahrzeuggerätes und über die Bedieneinheit 115 eine Löschung von gespeicherten Daten erfolgen.

Neben den oben genannten Hauptkomponenten sind weitere Speicher und Verarbeitungseinheiten vorgesehen, die einer zweckmäßigen Organisation der Arbeitsabläufe im System und speziell im Fahrzeuggerät dienen.

So sind zur Realisierung eines weitgehend manipulations sicheren und den Datenschutzerfordernissen genügenden Sy stembetriebs im Fahrzeuggerät empfangs- und sendeseitig Einrichtungen zur Dekodierung bzw. Kodierung der mit ande ren Systemkomponenten ausgetauschten Daten vorgesehen:
Dem Ausgang der UHF-Empfangseinheit 103 ist ein Dekoder 109 nachgeschaltet, und dem Eingang des Sende-Modulators 106 ist eine Verschlüsselungsstufe (Koder) 110 zugeordnet. Der Betrieb der Ent- und Verschlüsselungseinheit 109 bzw. 110 wird über den Controller 111 gesteuert, wobei die Be rücksichtigung einer im Datenspeicher 105 gespeicherten fahrzeugbezogenen Kennung vorgesehen ist und auch eine personenbezogenen Kennung ("PIN") berücksichtigt werden kann, die über eine hierzu geeignet ausgebildete Bedien einheit (in Art des Tastenfeldes 115′′ in Fig. 7) eingege ben wird.

Dem Ereignisspeicher 118 kann (was in den Figuren nicht dargestellt ist) zusätzlich eine Verschlüsselungsstufe (beispielsweise ein spezifisch programmierter ASIC) vorge schaltet sein, in der der Inhalt des Kontrolltelegramms unter Verknüpfung einzelner Datenblöcke, wie etwa eines Datum/Uhrzeit-Blockes mit einem Streckenabschnittsblock, oder unter Verknüpfung der Telegrammdaten mit einer lau fenden Nummer o. ä. vor der Abspeicherung zusätzlich gegen interne Manipulationen geschützt wird.

Der Dekoder 109 dient beim Einsatz des Gerätes in einem elektronischen Mautsystem auch zur Unterscheidung von Abbuchungs- und Kontrolltelegrammen und zur Steuerung der Weiterleitung des Telegramms entweder an die Antwort steuereinheit 104 des Blockes 10.2 (Kontrolltelegramm) oder den Controller 111 des Blockes 10.3 (Gebührentele gramm).

Weiterhin ist ein interner Zeitgeber 111a vorgesehen. Der Zeitgeber 111a kann etwa als Quarz- oder Funkuhrmodul rea lisiert sein. (Ist im System die Übertragung eines Zeitsi gnals mit dem Datentelegramm oder eine zeitabhängige Ge staltung des Datentelegramms vorgesehen, kann ein fahr zeuginterner Zeitgeber auch entfallen.)

Zwischen dem Ausgang des Dekoders 109 und dem Eingang des Controllers 111 ist weiterhin ein Schieberegister 119 vor gesehen, in das empfangene und dekodierte Gebührendatente legramme zunächst geladen werden und in dem sie solange verfügbar sind, bis ein anderes Datentelegramm empfangen wird. (Statt des Schieberegister kann in einer modifizier ten OBU auch ein separater Bereich des Arbeitsspeichers 113 diesem Zweck dienen.)

Über eine Vergleicherschaltung 120, deren einer Eingang direkt mit dem Ausgang des Dekoders 109 und deren anderer Eingang mit dem Ausgang des Schieberegisters 119 verbunden ist, wird jedes neu empfangene Datentelegramm in als re levant vorbestimmten Datenblöcken auf Übereinstimmung mit einem bereits vorliegenden Telegramm geprüft. Das Schiebe register 119 wird nur neu geladen und eine im Programm speicher abgelegte Routine zur weitergehenden Verarbeitung
des Datentelegramms durch den Controller 111 wird durch ein entsprechendes Steuersignal von der Vergleichereinheit 120 nur ausgelöst, wenn der Empfang eines Telegramms mit in den relevanten Datenblöcken neuem Inhalt festgestellt wird.

Dadurch wird beispielsweise im Einsatz des Fahrzeuggerä tes 10 als Bestandteil eines Mautsystems gesichert, daß bei Empfang mehrerer Gebührentelegramme beim langsamen Passieren einer elektronischen Mautstation, insbesondere etwa in einem Stau oder beim Wenden in deren Sendebereich, nicht mehrfach Abbuchungen auf der Chipkarte erfolgen.

Je nach Systemorganisation kann eine als zusammenhängendes Telegramm gehandhabte Datenbitfolge auch aus mehreren, z. B. zwei, getrennt gesendeten und empfangenen - durch entsprechende Kodierung als solche kenntlich gemachten - Teil-Telegrammen synthetisiert werden.

In Abhängigkeit von der implementierten Software, die die konkrete Gestaltung des Systems reflektiert, steuert der Controller 111 unter Rückgriff auf im ROM 112 verfügbare Verarbeitungsprogramme, auf im RAM 113 und ggfs. auch auf im separaten Datenspeicher 105 verfügbare Fahrzeug-, Ladungs- und andere Daten sowie ggfs. auf intern durch den Zeitgeber 111a oder extern bereitgestellte Zeitsignale die Verarbeitung eines empfangenen, dekodierten und aus dem Register 119 übernommenen Datentelegramms zur Erzeugung eines Abbuchungs- oder Entwertungssignals, das der Chipkartenaufnahme- und -entwertungseinheit 117 zugeführt wird und dort die Abbuchung eines bestimmten Betrages aus löst. Die Berechnung des aufgrund der von extern übermit telten sowie intern gespeichert vorliegender Daten be stimmten Abbuchungsbetrages erfolgt in einer Gebührenbe rechnungseinheit 121, die eingangsseitig mit dem Control ler 111 und über diesen mit den Speichern 105, 113 und 119 und ausgangsseitig mit der Entwertungseinheit 117 verbun den ist.

Dadurch kann beispielsweise in einem Fahrzeug mit hohem Abgasausstoß - der im Speicher 105 festgehalten ist - beim Durchfahren bestimmter abgassensibler Verkehrsräume (Innenstadtbereich, Erholungsgebiet) eine Gebührenabbu chung in einer Höhe realisiert werden, die sich aus der Multiplikation des normalen, mit dem Gebührentelegramm übermittelten, Gebührensatzes mit einem vorbestimmten Fak tor ergibt. Dieser kann permanent gespeichert sein oder mit dem durch eine in diesem Verkehrsraum aufgestellte Mautstation ausgesandten Datentelegramm aktuell vorgegeben werden. Ähnlich können auch zeitabhängige Multiplikatoren gehandhabt werden, um beispielsweise das ruhestörende nächtliche Durchfahren von Wohngebieten durch Fahrzeuge mit hoher Achslast (Lkw) zu verteuern.

Insgesamt kann somit eine fahrzeugtyp-, -zustands- oder auch ladungsbezogene oder von anderen Daten des Benutzers abhängigen und/oder datums- und uhrzeitabhängige Mauterhe bung realisiert werden.

Ist auf der Chipkarte kein den Abbuchungsbetrag deckendes Guthaben mehr vorhanden, wird der ggfs. noch vorhandene Restbetrag entwertet und auf der Anzeigeeinheit 116 ein Fehler- bzw. Warnsignal ausgegeben. Erfolgt eine korrekte Abbuchung, kann auf der Anzeigeeinheit der Abbuchungsbe trag angezeigt werden.

Wie oben bereits erwähnt, wird ein die erfolgte (oder eine nicht erfolgte) Abbuchung kennzeichnendes Signal (Bit) von der Einheit 117 auch zum Ereignisspeicher 118 übermittelt und dort mit dem zugehörigen Abbuchungstelegramm einge speichert. Alternativ kann der Betrieb des Ereignisspei chers auch so organisiert sein, daß dieser auf ein Steuer signal von der Einheit 117 bzw. dem Controller 111 an spricht, so daß nur bei Übermittlung eines Abbuchungs- Bestätigungsbits überhaupt eine Einspeicherung des Daten telegramms erfolgt, so daß nur der letzte korrekte Abbu chungsvorgang im Ereignisspeicher dokumentiert ist.

In einer gegenüber der oben beschriebenen Ausführung mo difizierten (nicht in einer gesonderten Figur dargestell ten) Ausführung des Fahrzeuggerätes sind die Komponenten des zweiten Funktionsblockes 10.2, insbesondere der Ar beitsspeicher 113, das Schieberegister 119 und die Ver gleichereinheit 120, derart ausgebildet, daß unter Steue rung durch den Controller 111 eine komplexere Vorverarbei tung mehrerer in zeitlicher Folge empfangener Datentele gramme realisiert wird. Damit können z. B. - wie an anderer Stelle im Rahmen der Beschreibung einer Ausführungsform eines Mautsystems genauer erläutert - die von aufeinander folgenden Mautstationen übermittelten Abbuchungstelegramme zunächst "gesammelt" und daraus ein fahrstreckenabhängiger Abbuchungs- bzw. Entwertungs-Summenbetrag errechnet wer den, bevor eine Abbuchung von der Chipkarte 15 vorgenommen wird. Damit können etwa im Mautsystem vorgesehene Bonusre gelungen technisch realisiert werden; vgl. hierzu die Aus führungen zum Gebührentelegramm weiter unten.

In einer weiteren (ebenfalls nicht abgebildeten) Abwand lung kann parallel zur Chipkartenaufnahme- und -entwertungseinheit ein separater, fest im Fahrzeuggerät installierter Pufferspeicher für die Chipkarte ("Kreditspeicher") vorgesehen sein, in dem alle auf einer bereits entwerteten Chipkarte nicht mehr ausführbaren Ab buchungen gespeichert werden. Bei dieser Ausbildung führt der Controller jeweils beim Einsetzen einer geladenen Kre ditkarte in die Aufnahmeeinheit selbsttätig eine Prüfung aus, ob im Pufferspeicher ein Gebührenbetrag gespeichert ist. Ist dies der Fall, wird zunächst dieser Betrag auf der neuen Chipkarte abgebucht und der Inhalt des Puffer speichers (im Umfang des erfolgten Übertrages) gelöscht.

Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der Gebührenspei cher der Chipkarte in mehrere separate Gebührenspeicherbe reiche unterteilt sein, von denen mindestens einer als Re servespeicher fungiert, der erst nach einer speziellen Handhabung an der Bedieneinheit 115 der OBU 10 zugreifbar wird. Dadurch wird der Fahrer nachdrücklich auf die bevor stehende Erschöpfung des Gebührenvorrates und die Notwen digkeit einer Nachladung hingewiesen.

Der mechanische Aufbau des Fahrzeuggerätes in der beschrie benen Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 dargestellt. Das Gehäuse 100 des Gerätes 10 besteht aus einem Metall-Grundkörper 100a und einem die Anzeigeeinheit aufnehmenden Kunststoff-Formteil 100b, das drehbar seitlich an den Grundkörper 100a angeflanscht ist.

Der Grundkörper hat Abmessungen von 102×70×102 mm (Breite/Höhe/Tiefe), das angeflanschte Formteil hat Abmes sungen von 100×44×29 mm (Breite/Höhe/Tiefe).

Mittig auf der Unterseite des Grundkörpers 100a befestigt ist die UHF-Stabantenne 102. An der dem angeflanschten Formteil 100b gegenüberliegenden (in der Figur linken) Seite des Grundkörpers befindet sich ein Schlitz 100c zur Einführung der Chipkarte 11. (In alternativen - nicht dar gestellten - Gehäuseausführungen ist dieser Schlitz an der Unterseite bzw. der Oberseite des Grundkörpers vorge sehen.) Weiterhin trägt die Unterseite des Grundkörpers zwei Druckpunkttaster 100d, 100e für Bedien-Eingaben.

Auf der Oberseite des Grundkörpers sind eine 6,3 mm-Stereo- Klinkenbuchse, die das V24-Interface 114 zu einem Program miergerät bzw. einem externen Rechner realisiert, und eine 1,3 mm-Leistungsbuchse zur Verbindung mit dem Kfz-Bordnetz angeordnet, die den Stromversorgungsanschluß 101 der OBU 10 bildet.

Die Anzeigeeinheit 116 ist eine handelsübliche beleuchtete alphanumerische LCD-Anzeige mit der Zeichengröße 15×5,5 mm, die eine schnelle und sichere Ablesung durch den Fah rer auch mit einem Leseabstand von ca. 1 bis 1,5 m ermög licht. Ihre Drehbarkeit gewährleistet eine gleich sichere Ablesung durch kleinere wie durch großgewachsene Fahrer.

Auf der Rückseite des Grundkörpers 100a ist die Sende-LED 107 angeordnet.

Bei der in Fig. 4 und 5 genauer gezeigten (bevorzugten) Ausbildung der OBU 10 zu einer Befestigung an der Innen seite der Frontscheibe 1.1 eines Fahrzeuges 1 hinter des sen Innenrückspiegel 1.2 ist die Sende-LED 108 derart in die Gehäusewandung des Grundkörpers 100a eingesetzt, daß eine annähernd horizontale Lage ihrer Haupt-Abstrahlrich tung ("optischen Achse") 108/OA erreicht wird. Der Grund körper 100a ist in der abgebildeten Ausführung über eine Klebverbindung 100f mit der Frontscheibe 1.2 verbunden. Der Anbringungsort ist so gewählt, daß die LED hinter der Frontscheibe in einem Abschnitt sitzt, der von den Schei benwischern bestrichen wird, um eine übermäßige verschmut zungsbedingte Transmissionsverringerung im Alltags- Fahrbetrieb zu vermeiden.

Bei künftigen, in neuartiger Weise integrierten Kommunika tionsgeräten für Kraftfahrzeuge ist die OBU 10 baulich selbstverständlich in ein Gesamtgerät zu integrieren. Als Zwischenstufe kann eine bauliche - und (insbesondere in der zuletzt beschriebenen Ausführungsform) über die Mitbe nutzung von Komponenten des Autoradios auch teilweise funktionale - Integration mit einem Autoradio oder zumin dest ein "Andocken" an ein solches vorgenommen werden. In dieser Ausführung wird für das Autoradio und die OBU ein gemeinsames Gehäuse, ein gemeinsam genutztes Display und eine Bedientastatur vorgesehen sein und die Montage an den für ein Autoradio üblichen Stellen erfolgen; IR-Empfangs- oder Sendeelemente müssen aber auch hier hinter der Front scheibe oder ggfs. außen am Fahrzeug angebracht sein.

Unter dem Begriff "Fahrzeuggerät" bzw. "On-Board-Unit" (OBU) sollen auch Geräte der beschriebenen Art verstanden werden, die in Schiffen oder Booten - etwa als Bestandtei le eines Mautsystems für Wasserstraßen - etc. eingesetzt werden. Hier werden der Aufbau, speziell des Gehäuses, und die Anordnung ggfs. an den veränderten äußeren Gegebenhei ten orientiert sein, ohne daß damit der Bereich der vor liegenden Erfindung verlassen wird.

Gegenüber der oben beschriebenen Ausführungsform sind vielgestaltige Abwandlungen, sowohl in den grundsätzlichen Funktionen als auch den technischen Merkmalen der einzel nen Funktionseinheiten, möglich.

Der Antwort-Funktionsblock des Fahrzeuggerätes (in Fig. 2 der Block 10.2) kann sowohl empfänger- als auch sendersei tig für lang- oder kurzwellige elektromagnetische Strah lung (LW-, UHF- oder mm-Wellen) oder Infrarotstrahlung oder auch mit induktiv wirkendem Empfänger und/oder Sender ausgelegt sein, wobei der für das Ansprech- bzw. Kontroll signal und der für das ausgesandte Antwortsignal genutzte Wellenlängenbereich voneinander verschieden sein können. Infolge der systembedingt relativ geringen Anforderungen an die Empfindlichkeit bzw. Reichweite und die Empfangs qualität können als Empfangs- und Sende-Bauelemente je weils an sich bekannte und kostengünstig verfügbare Standard-Bauelemente eingesetzt werden.

Eine zweite Ausgestaltung der OBU wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.

Die modifizierten Funktionsblöcke 10.1′ und 10.2′ unter scheiden sich in folgenden wesentlichen Funktionseinheiten von obigen Blöcken 10.1 und 10.2: Als Empfangselement für ein externes Aktivierungssignal ist hier eine IR-Fotodiode 102′ mit integriertem optischem Filter 102a′ und anstelle eines einzelnen Sendeelementes ist eine IR-LED-Matrixan ordnung 108′ vorgesehen. Die Ausbildung und Funktion der Empfangs- und Demodulatoreinheit 103′ wie auch der (dem Block 10.2′ zugehörigen) Sender-Ansteuereinheit 107′ sind dem anderen Empfangselement und der anderen Ausbildung des Senders angepaßt. Für die Infrarot-Bauelemente gelten hin sichtlich Arbeitswellenlänge und Material die obigen Fest stellungen.

Die Empfangs- und Demodulatoreinheit 103′ ist bei dieser Ausführungsform durch eine einfache, integrierte IR- Empfangseinheit 103a′ - wie sie etwa bei herkömmlichen Fernbedienungen eingesetzt wird - sowie eine Schnittstelle 103b′ zum Controller 111′ gebildet. Dessen Möglichkeiten werden damit für die Programmierung und den Betrieb des Antwort-Funktionsblockes 10.1′ genutzt.

Dies bietet eine Möglichkeit zur Erhöhung der Manipula tionssicherheit des Systems dahingehend, daß ein von außen gesendetes Kontrollsignal einen Sicherheitscode umfaßt, der beim Empfang registriert, anschließend im Mikrorechner einer durch die intern gespeicherte Programmstruktur vor gegebenen Verarbeitung - etwa einer sogenannten Spiegelung - unterzogen und schließlich zusammen mit den abgefragten Daten an die Kontrollstation zurückgesendet wird.

In der gezeigten Ausführung ist die Sendeanordnung ein 3×8-LED-Array 108′, das lediglich an ausgewählten Knoten punkten mit LEDs bestückt ist, während andere Knotenpunkte unbelegt bleiben. Damit ist bereits bei der Herstellung des Gerätes eine bestimmte Information bzw. Codierung vorgebbar, wobei eine differenzierte Ansteuerung der vor handenen LEDs entsprechend der aus dem Speicher 104 ausge lesenen Information natürlich die eigentliche Informa tionsübertragung bewirkt. Alternativ ist es aber auch mög lich, das Array grundsätzlich vollständig auszubilden und die Darstellung der auszugebenden Information allein über die Ansteuerung ausgewählter LEDs des Arrays zu realisie ren.

Das Zusammenwirken des Modulators 106′ und der Sender- Ansteuereinheit 107′ entspricht dabei der Funktionsweise herkömmlicher Matrix-Display-Ansteuerungen.

Über die Eingabetastatur 115 hat der Fahrer die Möglich keit, in den durch das Fahrzeuggerät gelieferten Response aktiv einzugreifen - etwa durch Eingabe eines persönlichen Codes (einer PIN) in speziellen Anwendungsfällen.

In Fig. 7 ist als Blockschaltbild eine weitere Ausfüh rungsform eines Fahrzeuggerätes dargestellt, das als Bau stein eines entsprechend erweiterten Gesamtsystems Mög lichkeiten der interaktiven Informationsverarbeitung zur Verkehrsleitung bietet. Das hier - im Sinne eines Bei spiels - vorausgesetzte System ist an anderer Stelle der Beschreibung beschrieben. Für Aufbau und Funktion des Fahrzeuggerätes wesentlich ist, daß im System auf der Grundlage des bekannten RDS-Systems über UKW Daten ausge-
strahlt werden, die die aktuelle territoriale Mautgebüh rensituation ("Gebührentabelle") und sonstige Besonderhei ten des Verkehrsgeschehens in einem Verkehrsraum (etwa ei nem Ballungsgebiet, der Bundesrepublik oder auch länder übergreifend) reflektieren, wie etwa Streckensperrungen, Staus etc.

Dieses Fahrzeuggerät 10′′ unterscheidet sich vom in Fig. 2 gezeigten und oben beschriebenen Gerät 10 hardwaresei tig hauptsächlich durch das Vorhandensein eines HF-RDS- Empfangs- und Dekoderblockes 10.4′′, eines Mikroprozes sors 111′′ mit erweitertem Programm- und Arbeitsspeicher 112′′, 113′′, einer vollwertigen alphanumerischen Tastatur 115′′ und eines grafikfähigen Matrix-Displays 116′′. Weiter hin ist eine Gebührendaten-Verarbeitungseinheit 10.5′′ vor gesehen, deren wesentliche Bausteine ein wahlfrei zugreif barer Gebührendatenspeicher 130′′, eine austauschbare Atlas-Speicherkarte 131′′, ein Strecken-Zwischenspeicher 132′′ und eine Streckengebühren-Berechnungseinheit 133′′ sind. (Die Einheit 10.5′′ kann in der Praxis softwaremäßig im Mikrorechner realisiert sein, ist aber im weiteren als eigenständige Funktionseinheit zu beschreiben.)

Der Ausgang des als solchen bekannten und daher hier nicht genauer beschriebenen RDS-Empfangs- und Dekoderblockes 10.4′′ ist mit einem Eingang des Gebührendatenspeichers 130′′ verbunden. Im Verlaufe der zyklisch wiederholten Übertragung der aktuellen Gebührentabelle und der Zusatz informationen durch einen regionalen RDS-Sender wird in Reaktion auf den Empfang eines Datenblock-Anfangscodes der Gebührendatenspeicher 130′′ mit der aktuellen Gebührenta belle und den Zusatzinformationen geladen.

Die Atlas-Speicherkarte 131′′ enthält eine Verkehrskarte, auf der die Verkehrswege mit der auch in der Gebührenta belle und zur Adressierung der Zusatzinformationen benutz ten Adresse individuell gekennzeichnet sind.

Im mit den Ausgängen beider Speicher 130′′ und 131′′ verbun denen Mikrorechner ist eine (als solche aus Verkehrsleitsy stemen bekannte) Software implementiert, mit der auf die Eingabe eines Start- und eines Zielortes über die Eingabe tastatur 115′′ hin unter Zugriff auf die Atlas-Speicherkar te 131′′ eine Anzahl von Streckenführungen zwischen dem Start- und dem Zielort mit der Folge der jeweils zugehöri gen Streckenabschnittsadressen ermittelt und in den Strecken- Zwischenspeicher 132′′ eingespeichert wird. Die einzelnen Streckenführungen können auf dem Display 116′′ grafisch oder alphanumerisch dargestellt werden.

Unter Zugriff auf den Strecken-Zwischenspeicher 132′′, den Gebührendatenspeicher 130′′ sowie den Datenspeicher 105′′ für fahrzeug- und/oder ladungsbezogene Daten, die Gebührenmul tiplikatoren ergeben, wird in der Streckengebühren- Berechnungseinheit 133′′ für jede der Streckenführungen die Summe der bei Befahren dieser Strecke anfallenden Mautge bühren errechnet und - zusammen mit ggfs. unter den ent sprechenden Adressen im Zwischenspeicher 132′′ abgespei cherten Zusatzinformationen - in Zuordnung zur jeweiligen Strecke auf dem Display 116′′ dargestellt.

Der Fahrer kann somit durch das beschriebene Gerät sowohl vor Antritt einer Fahrt als auch in deren Verlauf eine In formation über die ihn auf verschiedenen Fahrtstrecken er wartende Mautgebührenbelastung und sonstige Besonderheiten des Verkehrsgeschehens einholen und seine Fahrtroute ent sprechend wählen. Von besonderem Vorteil ist hierbei, daß auf einfache und für den Fahrer bequeme Weise zeitlich ge staffelte oder aktuell nach Verkehrs aufkommen und/oder fahrzeugspezifisch gestaltete Mautgebühren bei der Wahl der Fahrtroute berücksichtigt werden können - vorausge setzt, die Abfrage erfolgt in nicht zu großem zeitlichem Abstand zur eigentlichen Fahrt. Die beschriebene Anord nung, bei der die Zwischenspeicherung der jeweils zuletzt übermittelten Gebühren- und/oder Verkehrsinformationsdaten im Fahrzeuggerät vorgesehen ist, ermöglicht dem Fahrer die Auswertung und Optimierung seiner Fahrtroute in Fahrtpau sen und erlaubt es ihm, während des Fahrens seine volle Aufmerksamkeit dem Verkehrsgeschehen zu widmen.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 bis 14 ei ne Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise von Ausführungsformen einer durch eine Kontrollsignal akti vierbaren Fahrzeug- bzw. Ladungsdatenkarte ("elektroni schen Fahrzeugvignette") gegeben, die ein (optionales) Hauptelement der beschriebenen Anordnung bildet.

Eine solche aktive Datenkarte bzw. elektronische Fahrzeug vignette ist insbesondere zur vollautomatischen Realisie rung bzw. zum Nachweis einer Zugangsberechtigung eines mit ihr ausgestatteten Fahrzeuges zu einem Verkehrs- oder Parkraum, einer Autobahn, Straße oder Wasserstraße etc. oder auch einem Ladungsverteilzentrum im weitesten Sinne (als solches soll hier etwa auch eine Mülldeponie verstan den werden) geeignet. Mit ihr kann dabei gleichzeitig auch eine pauschalierte Gebührenerhebung bewerkstelligt werden, wobei die anzustrebende Kompatibilität mit einer streng leistungs-bzw. verbrauchsbezogenen Gebührenerhebung im entsprechenden System ohne weiteres erreicht werden kann. Eine weitere wichtige Anwendung liegt auf dem Gebiet der Verkehrsleitung und -steuerung. Eine ausführliche Erläute rung zu einigen Anwendungsfeldern findet sich an anderer Stelle dieser Beschreibung.

Die in Fig. 8 zunächst in einem Blockschaltbild darge stellte einfache Vignette 20 weist in einem in Form, Län ge, Breite und Material einer herkömmlichen Kreditkarte entsprechenden - in der Figur mit einer gestrichelten Um rißlinie angedeuteten - Kunststoffkörper 200 als wesentli che Funktionseinheiten auf: ein Primärelement 201 zur Stromversorgung aller Komponenten (deren Verbindungen mit dem Primärelement sind in der Figur der besseren Über sichtlichkeit halber nicht dargestellt), eine UHF- Empfangsantenne 202, eine eingangsseitig mit der UHF- Antenne 202 verbundene UHF-Empfangs- und Vignettensteuer einheit 203, einen über einen Steuereingang 204a mit de ren Ausgang verbundenen Datenspeicher 204 mit Programmier anschluß 204b und Datenausgang 204c, einen eingangsseitig mit dem Datenausgang 204c verbundenen Pulscode-Modulator 205, der ausgangsseitig mit einem Steuereingang 206a eines weiterhin über einen Schalteingang 206b verfügenden Sende treibers 206 für eine Infrarot-Sende-LED 207 verbunden ist.

Das Primärelement 201 ist als in den Vignettenkörper ein gegossene, als solche bekannte, Lithium-Folienbatterie oder alternativ als eingegossene Knopfzelle zur Stromver sorgung der Baugruppen während der gesamten vorgesehenen Nutzungsdauer der Vignette - je nach konkretem Einsatz zweck einige Monate bis einige Jahre - ausgeführt. Ein Bat terieaustausch ist nicht vorgesehen; die Verbindung mit den Funktionseinheiten ist mithin durch eine Festverdrah tung hergestellt. Die Anpassung der Batteriekapazität an die vorgesehene maximale Gebrauchsdauer einer konkreten Vignette erfolgt zweckmäßigerweise durch geeignete Wahl der Größe (Fläche) des Elements.

Die UHF-Antenne 202 ist auf einfache Weise durch einen in die Vignette 20 eingegossenen Leiterstreifen gebildet. Die UHF-Empfangs- und Vignettensteuereinheit 203 ist in einer einfachen Ausführung als integrierte Filter- und Verstär kerschaltung mit einem RC-Verzögerungsglied ausgeführt. Sie ist auf eine im System festgelegte Kontrollsenderfre quenz (beispielsweise 433 MHz) abgestimmt und in der Ein gangsempfindlichkeit so eingestellt, daß sie den Empfang eines gerichteten Sendesignals mit einer Sendeleistung von ca. 10 mW in einer Entfernung vom Kontrollsender von 60 bis 80 m ermöglicht.

Sie gibt bei Empfang eines Signals in diesem Frequenzbe reich ein Aktivierungs("wake-up")-Signal an die Steuer- bzw. Schalteingänge 204a, 205a und 206b der Baugruppen 204, 205 und 206 aus, das für die durch das eingebaute RC- Verzögerungsglied vorbestimmte Zeitdauer (zweckmäßigerwei se ca. 60 bis 90 s) aufrechterhalten wird und während die ser Zeitdauer ein zyklisch wiederholtes Auslesen des Spei chers 204 und einen (kurzzeitigen) Dauerbetrieb des Modu lators 205 und des Sendetreibers 206 und damit der IR-LED 207 bewirkt. Bei Ausbleiben des UHF-Signals und nach Ab fall des RC-Verzögerungsgliedes stellen diese Baugruppen ihren Betrieb wieder ein und die Vignette kehrt in den in aktiven Ruhe("sleep")-Zustand zurück.

Auf diese Weise fungiert die Vignette als extern über ein Funksignal aktivierbarer und dadurch über einen längeren Zeitraum mit autarker (Batterie-)Stromversorgung betreib barer IR-Sender zur Übermittlung eines Kennsignals an ei ne entsprechend ausgebildete IR-Empfangsstation. (Diese wird an anderer Stelle genauer beschrieben.) Das übermit telte Kennsignal wird bei der beschriebenen Vignette unter Zugriff auf den Speicherinhalt des Datenspeichers 204 gebildet.

Der Datenspeicher 204 ist in einfacher Ausführung als ein malig programmierbarer 2 kByte-Nur-Lese-Halbleiterspeicher (PROM) ausgeführt. Konfiguration und Speicherinhalte sind durch den konkreten Einsatzzweck bestimmt; den Speicherin halt bilden etwa die Daten eines Gültigkeitszeitraumes oder -bereiches und/oder fahrzeug- oder ladungsbezogene Daten - vgl. dazu die entsprechenden Ausführungen an anderer Stelle der Beschreibung. In einer speziellen Ausbildung wird der Programmieranschluß 204b nach der Programmierung - zweckmäßigerweise bei der die Vignette ausgebenden Stel le - unbrauchbar gemacht oder versiegelt, um Manipulatio nen am Speicherinhalt vorzubeugen.

Die Modulatorstufe 205 moduliert den vom Sendetreiber 206 gelieferten Betriebsstrom für das Sendeelement 207 in an sich bekannter Weise durch Pulscodemodulation mit der aus dem Speicher 204 ausgegebenen Datenbitfolge. Die Modula tion kann eine Verschlüsselung umfassen, es kann aber auch bereits die Programmierung des Speichers 204 in verschlüs selter Form erfolgt sein, womit eine Codierung bei der Sender-Modulation nicht erforderlich ist, und es kann für spezielle Einsatzfälle der Vignette auch völlig auf eine Codierung der Daten verzichtet werden.

Als Sendeelement 207 wird bevorzugt eine handelsübliche Infrarot-LED mit einer Sendewellenlänge eingesetzt, die außerhalb der Haupt-Absorptionsbereiche von in Kraftfahr zeugen verwendeten Wärmeschutzgläsern liegt. Kostengünstig ist etwa der Einsatz einer im Bereich um 900 nm emittie renden LED, beispielsweise einer GaAs- oder InP-LED. Es können - wie an anderer Stelle für das Fahrzeuggerät 10 ausgeführt - auch Laserdioden mit geeigneter Abstrahl- Wellenlänge verwendet werden. Die Sendeleistung sollte in der Größenordnung von 1W bei einem Tastverhältnis <1% lie gen.

Fig. 9 zeigt eine Außenansicht der Vignette 20 von der Vorderseite, die in der Anbringung im Fahrzeug - bevorzugt an der Innenseite der Frontscheibe im Bereich des Rück spiegels - nach außerhalb des Fahrzeuges zeigt.

Neben der Empfangsantenne 201 und der Sende-LED 207 sind auf der der Fahrzeugscheibe zugewandten Oberfläche der Vi gnette visuell wahrnehmbare Kennzeichnungen 210 und zwei (im Zustand der Auslieferung etwa mit einer Schutzfolie bedeckte) Klebstreifen 220a, 220b zur Anbringung von innen an der Scheibe vorgesehen. Die gegenüberliegende Oberflä che der Vignette trägt keine Funktionselemente und kann frei werblich oder informativ gestaltet sein.

So kann die Vignette sowohl empfänger- als auch sendersei tig für lang- oder kurzwellige elektromagnetische Strah lung (LW-, UHF- oder mm-Wellen-Vignette) oder Infrarot strahlung (IR-Vignette) oder auch mit induktiv wirkendem Empfänger und/oder Sender ausgelegt sein, wobei der für das Ansprech- bzw. Kontrollsignal und der für das von der Vignette ausgesandte Antwortsignal genutzte Bereich von einander verschieden sein können. Infolge der systembe dingt relativ geringen Anforderungen an die Empfindlich keit bzw. Reichweite und die Empfangsqualität können als Empfangs- und Sende-Bauelemente jeweils an sich bekannte und kostengünstig verfügbare Standard-Bauelemente einge setzt werden.

Funktionserheblich für die in Fig. 9 gezeigte Front scheiben-Ausführung ist, daß alle Bauelemente bei den an der Frontscheibe im Inneren eines Fahrzeuges auftretenden Temperaturen funktionsfähig sind und eine hinreichende Le bensdauer aufweisen.

Bei Ausführungen, die für eine Befestigung außen am Fahr zeug - etwa im Gehäuse des Rückspiegels - vorgesehen sind, können Wetterfestigkeit - je nach konkreter Anwendung und entsprechendem Datengehalt - ein diebstahlsicherer Aufbau und/oder entsprechende Befestigungselemente von erhebli cher Bedeutung sein.

Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vignette wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 beschrieben.

Diese Vignette 20′, deren Grundkörper 200′ im wesentlichen mit dem Kunstsoffkörper 200 der oben beschriebenen Vignet te 20 identisch ist, umfaßt gemäß dem Blockschaltbild der Fig. 10 als wesentliche Funktionseinheiten: eine Folien batterie 201′ zur Stromversorgung, eine IR-Fotodiode 202′ mit integriertem optischem Filter 202a′, eine eingangssei tig mit der IR-Fotodiode 202′ verbundene Empfangs- und Vi gnettensteuereinheit 203′ mit einem Steuerausgang 203a′ und einem Datenausgang 203b′, einer über einen Steuerein gang 204a′ mit dem Steuerausgang 203a′ sowie über einen Dateneingang 204b′ mit dem Datenausgang 203b′ der Empfangs- und Steuereinheit 203′ verbundene multivalente Datenspeichereinheit 204′ mit einem Datenausgang 204c′, einen eingangsseitig mit dem Datenausgang 204c′ verbunde nen Pulscode-Modulator 205′, der ausgangsseitig mit einem Steuereingang 206a′ einer weiterhin über einen Schaltein gang 206b′ verfügenden Ansteuereinheit 206′ für ein Infrarot-LED-Array 207′ verbunden ist.

Als wesentliche zusätzliche Funktionseinheiten enthält die Vignette 20′ weiterhin eine mit dem Steuer- sowie dem Da tenausgang 203a′ bzw. 203b′ der Empfangs- und Vignetten steuereinheit 203′ verbundene alphanumerische Flüssigkri stallanzeige 208′ und eine Eingabetastatur 209′, die mit einem zweiten Eingang 203b′ der Vignettensteuereinheit 203′ verbunden ist und einen gesonderten Ein-/Ausschalter 209a′ umfaßt.

Die Funktionseinheiten sind wieder grundsätzlich durch als solche bekannte Bauelemente bzw. -gruppen realisiert, so daß hier nur zur Empfangs- und Vignettensteuereinheit 203′, zur Datenspeichereinheit 204′ sowie zur Ansteuereinheit 206′ eine Erläuterung gegeben wird. Für die Infrarot- Bauelemente gelten hinsichtlich Arbeitswellenlänge und Ma terial die obigen Feststellungen zur Vignette 20.

Die Empfangs- und Steuereinheit 203′ ist in dieser Ausfüh rungsform als einfacher Mikrorechner ausgebildet, der ei nen internen (nicht gesondert gezeigten) Programmspeicher und eine (ebenfalls nicht dargestellte) Schnittstelle zur Programmierung der Vignette 20′ umfaßt. Diese tritt an die Stelle des herkömmlichen Chipkarten-Programmieranschlusses 204a′ bei der weiter oben beschriebenen Vignette 20. Sie ermöglicht neben der primären Programmierung über die IR- Empfangsstufe vor Auslieferung der Vignette prinzipiell auch eine Umprogrammierung durch extern ausgesandte Pro grammiersignale während des Gebrauchs - ob diese Möglich keit realisiert wird, hängt jedoch vom Einsatzfall ab.

Die Ausbildung der Empfangs- und Steuereinheit als Mikro rechner bietet eine Möglichkeit zur Erhöhung der Manipula tionssicherheit des unter Nutzung der Vignette betriebe nen Systems dadurch, daß ein von außen gesendetes Kon trollsignal einen Sicherheitscode umfaßt, der beim Empfang registriert, anschließend einer durch die intern gespei cherte Programmstruktur vorgegebenen Verarbeitung - etwa einer sogenannten Spiegelung - unterzogen und schließlich zusammen mit den abgefragten Daten an die Kontrollstation zurückgesendet wird.

Weiterhin kann die Vignette 20′ auch als Guthabenträger, etwa in einem Mautsystem, dienen. Hierzu umfaßt der Spei cher 204′ einen (in der Figur nicht gesondert dargestell ten) Guthaben-Speicherbereich. Von außen gesendete Abbu chungs- bzw. Entwertungssignale werden von der Empfangs- und Steuereinheit 203′ als solche identifiziert, adressie ren diesen Speicherbereich und führen dort zu einer Abbu chung. (Hinsichtlich der im System zu realisierenden Entwertungs- bzw. Abbuchungsfunktionen wird im übrigen auf die ausführlichere Erläuterung an anderer Stelle der Be schreibung hingewiesen.)

In der gezeigten Ausführung umfaßt die Vignette 20′ ein 3×8-LED-Array 207′, das lediglich an ausgewählten Knoten punkten mit LEDs bestückt ist, während andere Knotenpunkte unbelegt bleiben. Damit ist bereits bei der Herstellung der Vignette eine bestimmte Information bzw. Codierung vorgebbar, wobei eine differenzierte Ansteuerung der vor handenen LEDs entsprechend der aus dem Speicher 204′ ausge lesenen Information natürlich die eigentliche Informa tionsübertragung bewirkt. Alternativ ist es aber auch mög lich, das Array grundsätzlich vollständig auszubilden und die Darstellung der auszugebenden Information allein über die Ansteuerung ausgewählter LEDs des Arrays zu realisie ren.

Das Zusammenwirken des Modulators 205′ und der Ansteuerein heit 206′ entspricht dabei der Funktionsweise herkömmlicher Matrixdisplay-Ansteuerungen.

Ein wesentlicher Unterschied zur Vignette 20 besteht dar in, daß die Anzeigeeinrichtung 208′ und die Eingabetasta tur 209′ die Möglichkeit eröffnen, mit dem von außen ge sendeten Signal Informationen für den Fahrer zu übertra gen, und andererseits diesem die Möglichkeit geben, in den durch die Vignette gelieferten Response aktiv einzugreifen - etwa durch Eingabe persönlichen Code (einer PIN) in spe ziellen Anwendungsfällen.

Sie ermöglichen es dem Fahrer außerdem, von außen übermit telte Daten in einem bestimmten (durch die konkrete Kon figuration des Mikrorechners 203′ sowie der Eingabe- und der Anzeigeeinheit 208′ bzw. 209′ vorgegebenen) Rahmen ei ner individuell zu bestimmenden Verarbeitung zu unterzie hen - etwa um zusätzliche Informationen daraus zu extra hieren - und das Ergebnis wahrzunehmen. (Auch zu diesem Möglichkeiten des Systems als solchen ist an anderer Stel le eine genauere Erläuterung gegeben.)

Die beispielsweise aus "Scheckkartenrechnern" bekannten, sehr kostengünstig verfügbaren LCD-Displays und Tastaturen erlauben die Realisierung dieser Zusatzfunktionen ohne inakzeptable Erhöhung der Gestehungskosten.

Die oben gegebene Beschreibung der aktivierbaren Vignetten 20 und 20′ ist lediglich beispielhaft zu verstehen; insbe sondere können einzelne Merkmale beider auch verschieden kombiniert werden. Von Vorteil für die Realisierung unter schiedlicher Systemlösungen ist ein modularer Aufbau aus einer Basis-Komponente (Batterie, Antwortsteuereinheit und Kenndatenspeicher) und variabel anschließbaren, verschie denen Empfangs- und Sendeeinheiten etc. Damit ist ein Aus bau der Funktionen, praktisch bis hin zum Funktionsumfang eines (an anderer Stelle beschriebenen) Fahrzeuggerätes bzw. einer OBU, möglich.

Als Sende- und/oder Empfangseinheit kann vorteilhaft auch ein Ein-Chip-Sender und/oder -Empfänger oder ein Ein-Chip-Sender/Empfänger eingesetzt werden, der bei spielsweise im 70 cm-Band arbeitet.

Die äußere Gestalt der Vignette ist natürlich nicht auf die Scheckkartenform beschränkt, sondern sie kann in der Draufsicht etwa auch Kreis- oder eine andere einfache geo metrische Form haben.

Wie weiter oben bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Vignette neben der Kennzeichnung von Fahrzeugen zur Kenn zeichnung von Ladungen verwendet werden - auch unabhängig von einem konkreten Transportfahrzeug, etwa an Containern. Sie bietet aber zudem die Möglichkeit einer einfachen Inhalts- und Unversehrtheitskontrolle von Ladungen im fließenden Verkehr, beispielsweise an Grenzübergangsstel len.

Fig. 13 zeigt in schematischer Darstellung ein solches Beispiel, bei dem eine modifizierte Ausführung 20′′ der Vi gnette zur Kennzeichnung einer in einem Container L auf einem Lastkraftwagen 1′ transportierten Ladung dient. Das Fahrzeug 1′, d. h. in diesem Fall speziell dessen La dung L, kann während der Fahrt von außen ein einer Kon trollstelle 40 mit einer Videoeinheit 45 kontrolliert wer den, indem ein Abfragesignal S40 an das Fahrzeug ausge sandt wird, das durch eine funktionsfähige Vignette auf die weiter oben erläuterte Weise durch ein Antwortsignal S20′′ beantwortet wird.

Fig. 14 zeigt in einer Detaildarstellung die am Container L befestigte Vignette 20′′, die zur Aufnahme eines leiten den Siegeldrahtes 21 mit einer ebenfalls leitfähigen Plom be 21a ausgebildet ist. Mit dem Siegeldraht 21 ist ein Öffnungsbereich La eines Containers L versiegelt.

Die Ladungs-Vignette 20′′ umfaßt neben allen Funktionsein heiten der weiter oben beschriebenen Vignette 20 - die da her nicht nochmals erläutert werden - ein (in der Außenan sicht nicht dargestelltes) Flipflop-Schaltelement, das durch oder nach Anbringung der Plombe 21a aktiviert wird und eine Verbindung der Batterie mit den aktiven Funktions einheiten der Vignette herstellt. Bei einer - auch nur sehr kurzzeitigen - Unterbrechung des Siegeldrahtes 21 bzw. einem Lösen der Plombe 21a fällt das Schaltelement infolge der kapazitiv oder resistiv wahrgenommenen Unter brechung irreversibel in den inaktiven Zustand zurück, so daß die Vignette danach nicht mehr aktivierbar ist, d. h. auf das Kontroll- bzw. Abfragesignal S40 hin kein Ant wortsignal aussendet.

Damit kann eine Unregelmäßigkeit, die auf eine Verletzung des Containerverschlusses hindeutet, ohne dessen gegen ständliche Prüfung bereits durch die räumlich entfernte Kontrollstelle 40 bei in normaler Fahrt befindlichem Transportfahrzeug 1′ erkannt und eine genauere Prüfung veranlaßt werden. Dazu kann insbesondere bei Ausbleiben eines Antwortsignals von der Vignette 20′′ eine Videoauf nahme des Fahrzeuges vorgenommen und anhand dieser das Fahrzeug identifiziert werden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 15 bis 22 ei ne Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise von Ausführungsformen einer Kontrollstelle bzw. -einheit (entsprechend einer zweckmäßigen Bauform auch als Kon trollbake bezeichnet) gegeben, die eines der grundlegenden Elemente des beschriebenen Systems bildet.

Eine solche Kontrolleinheit ist insbesondere zur vollautoma tischen Realisierung bzw. zur Überprüfung einer Zugangsbe rechtigung eines Fahrzeuges zu einem abgegrenzten Verkehrs- oder Parkraum, einer Autobahn oder Straße oder auch einem Ladungsverteilzentrum im weitesten Sinne (als solches soll hier etwa auch eine Mülldeponie verstanden werden) geeignet. Mit ihr kann auch in einem elektroni schen System der Gebührenerhebung für die Benutzung der o.g. Verkehrsräume (speziell einem "Mautsystem") eine Kon trolle der Gebührenzahlung bewerkstelligt werden. Die Einheit ist derart ausgebildet und wird so eingesetzt, daß die anzustrebende Kompatibilität einer streng leistungs bzw. verbrauchsbezogenen mit einer pauschalierten Gebühre nerhebung im entsprechenden System ohne weiteres erreicht werden kann. Weiterhin kann die Einheit so ausgebildet werden, daß sie Aufgaben in einem Verkehrsleitsystem über nimmt.

Die in Fig. 15 zunächst in einem Blockschaltbild der Haupt-Funktionseinheiten dargestellte Ausführungsform ei ner Kontrolleinheit 40 ist zum Einsatz in einem elektroni schen Maut- oder Parksystem vorgesehen und umfaßt eine Stromversorgungseinheit 41, ein Kontrollgerät 42 und ein Bildaufnahme- und -auswertungssystem (Videosystem) 45.

Die Stromversorgungseinheit 41 umfaßt, wie Fig. 16 zeigt, Solarzellenpaneele 411a und 411b, einen Puffer-Akku 412, einen Fremdanschluß 413 mit (nicht dargestelltem) Netzteil und eine Schalt-und Regel 70988 00070 552 001000280000000200012000285917087700040 0002004446663 00004 70869einheit 414, über die eine autar ke und zuverlässige Stromversorgung aller Funktionseinhei ten gesichert wird. Die Belegung des Fremdanschlusses 413 erfolgt wahlweise in Abhängigkeit von den konkreten Ein satzbedingungen; es kann etwa eine Verbindung mit dem Bordnetz eines Einsatzfahrzeuges oder mit einem vorhande nen 220 V-Netz hergestellt werden.

Die einzelnen internen Stromversorgungsleitungen des Gerä tes sind in den Figuren der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

Nachfolgend wird zunächst das das Kernstück der Kontroll einheit 40 bildende eigentliche Kontrollgerät 42 beschrieben. (Es ist zu bemerken, daß dessen Anschlüsse bzw. Antennen z. T. auch der Datenübertragung von der relativ selbständi gen Videoeinheit 45 zu einer Systemzentrale dienen.)

Das Kontrollgerät 42 weist einen Telefonanschluß 421, eine UKW-Sende- und Empfangsantenne 422, eine UHF-Sendeantenne 423 und ein IR-Empfangselement 424 zur Realisierung von Verbindungen zu verschiedenen anderen Systemkomponenten auf.

Wahlweise über den Telefonanschluß 421 oder die UKW- Sendeantenne 422 kann die Übermittlung von im Kontrollge rät 42 gewonnenen Daten an weitere Kontrolleinheiten und/oder Gebührensignalsender und/oder die Systemzentrale erfolgen. Über die UKW-Antenne 422 können weiterhin Daten von der Systemzentrale und/oder anderen Einheiten empfan gen werden. Über die UHF-Sendeantenne 422 werden Abfrage signale ausgesandt, die von die Kontrolleinheit passieren den, mit einem entsprechenden (an anderer Stelle beschrie benen) Fahrzeuggerät oder einer systemgerechten elektroni schen Vignette ausgerüsteten, Fahrzeugen empfangen werden können, und mittels des IR-Empfangselementes 424 wird de ren Antwort auf die Kontrollabfrage empfangen.

Als UKW-Sende- und -Empfangsantenne 422 wird eine Kurz stabantenne mit einer Stablänge von 300 mm, als UHF- Sendeantenne 307 eine 5λ/8-Sperrtopfantenne für das 70 cm-Band (den Frequenzbereich 425 . . . 440 MHz) und als IR-Empfangselement eine IR-Fotodiode 424 mit integriertem optischem Bandfilter 424a eingesetzt.

Mit dem Ausgang der UKW-Antenne 422 ist ein herkömmlicher integrierter FM-Empfänger 425 mit nachgeschaltetem RDS- Dekoder 426 verbunden, über die mittels des an sich be kannten RDS-Systems ggfs. von der Systemzentrale ausge sandte Daten empfangen und entschlüsselt werden. Die ge nannten Baugruppen 422 (in der Funktion als Empfangsanten ne), 425 und 426 bilden zusammen eine Empfangseinheit 42.1 des Abfragegerätes.

Die empfangenen Daten gelangen zu einer internen Schnitt stelle 427, über die der Ausgang der Empfangseinheit 42.1 mit dem Kernstück des Kontrollgerätes, einer Steuereinheit 42.2, verbunden ist.

Die als Mikrorechner ausgeführte Steuereinheit 42.2 umfaßt in an sich bekannter Weise als funktionswesentliche Bau gruppen einen 8-Bit-Mikroprozessor (Controller) 428 mit einer Taktfrequenz von 20 MHz, einen Programmspeicher (PROM) 429 und einen Arbeitsspeicher (RAM) 430, zwei wei tere Schnittstellen 431 (mit externem Anschluß 431a) und 432 zur Verbindung mit einem externen Programmiergerät oder Rechner bzw. mit der - nachfolgend beschriebenen - Sendeeinheit 42.3 und einen Zeit- und Taktgeber (ein Quarz- oder Funkuhrmodul) 433.

Zusätzlich sind ein eingangsseitig mit der Schnittstelle 427 und ausgangsseitig mit dem Controller 428 verbundener Eingangs-Zwischenspeicher 434 für den jeweils zuletzt emp fangenen RDS-Datenblock und ein eingangsseitig mit einem Ausgang des Controllers 428 und ausgangsseitig mit der Sender-Schnittstelle 432 verbundener Ausgangs-Zwischen speicher 435 für das jeweils gültige Sende-(Abfrage-)Te legramm sowie ein ein- und ausgangsseitig mit dem Control ler 428 verbundener Kenndatenspeicher (PROM) 436 vorgese hen, in dem - vorprogrammiert - Kenndaten eines speziellen (an einem bestimmten Ort befindlichen) Kontrollgerätes 40 gespeichert sind.

Die Arbeitsweise des Geräts wird natürlich durch die im plementierte Software bestimmt, die die konkrete Gestal tung des jeweiligen Systems reflektiert. Grundsätzlich steuert der Controller 428 unter Rückgriff auf im PROM 429 verfügbare Verarbeitungsprogramme, auf im RAM 430, im Eingangs-Zwischenspeicher 434 und im Kenndatenspeicher 436 vorliegende Daten sowie auf durch den Zeitgeber 433 be reitgestellte Zeitsignale die Bildung eines Kontrolldaten telegramms, das an der Schnittstelle 432 bereitgestellt wird. Diese Verarbeitung umfaßt auch die Extraktion von für ein bestimmtes Kontrollgerät spezifischer Information aus dem RDS-Datenblock unter Nutzung der im Kenndatenspei cher 436 vorliegenden Kennung des betreffenden Moduls.

Das ausgesandte Telegramm enthält mindestens die Kennung des speziellen Kontrollgerätes 40 und in der Regel auch eine Zeit-(einschließlich Datums-)Information, kann aber auch wesentlich komplexer aufgebaut sein. Einzelheiten finden sich weiter unten sowie in der Beschreibung einer Ausführungsform eines Mautsystems an anderer Stelle.

Die UHF-Sendeeinheit 42.3 umfaßt neben der oben beschrie benen UHF-Sendeantenne 423 eine als solche bekannte, inte grierte FM-Modulator- und -Sendestufe 437 mit einer wahl weise auf eine Frequenz im 70 cm-Band, beispielsweise auf 433 oder 450 MHz, einstellbaren Sendefrequenz, einem Ka nalraster von 25 kHz, einem Modulationshub von 1.75 kHz und einer Sendeleistung von 10 mW (an 50 Ω).

Die von einem über die UHF-Sendeeinheit 42.3 abgefragten Fahrzeug - wie an anderer Stelle genauer beschrieben - über ein trägermoduliertes IR-Signal ausgesandte Kontroll antwort (IR-Response) gelangt in eine IR-Empfangseinheit 42.4, die neben dem bereits erwähnten IR-Empfangselement 424 eine mit dessen Ausgang verbundene Filter- und Ver stärkerstufe 438 und einen mit deren Ausgang verbundenen Dekoder 439 aufweist, dessen Betrieb über den Controller 428 gesteuert wird und an dessen Ausgang die entschlüssel te Abfrage-Antwort des angerufenen Fahrzeuges zur Auswer tung bereitsteht.

Diese Auswertung erfolgt in der Steuereinheit 42.2, die zu diesem Zwecke eine durch den Controller 428 gesteuerte lo gische Verarbeitungseinheit 440 aufweist, die etwa spe ziell als Vergleichereinheit zum Vergleich der Antwort- Daten mit in einem (oder mehreren) der dem Controller 428 zugeordneten Speicher gespeicherten Vergleichsdaten ausge bildet ist. Die Art des Verarbeitungsvorganges ist durch die Systemeigenschaften vorgegeben und wird an der ent sprechenden Stelle der Beschreibung näher erläutert. Im Ergebnis wird an einem Steuerausgang 441 nach extern ein Steuersignal bereitgestellt.

Dieses Steuersignal kann - je nach Systemkonfiguration - etwa die Öffnung eines Zuganges zu einem Verkehrsraum, die Aufnahme eines Bildes durch die Videoeinheit 45 bzw. die Auswertung oder Übermittlung eines aufgenommenen Bildes und/oder des Kennzeichens des Fahrzeuges an die Systemzen trale, die Absetzung einer bestimmten Information an das Fahrzeug oder ähnliche Vorgänge steuern. Es kann, falls es nach außerhalb der Kontrolleinheit übertragen werden soll, dem Telefonanschluß 421 oder einer (in der Figur nicht dargestellten) ausgangsseitig mit der UKW-Antenne 422 ver bundenen FM-Modulator- und -Sendestufe zugeführt werden.

Der mechanische Aufbau der Kontrolleinheit 40 in zwei un terschiedlichen Ausführungsformen als mobile Kontrollbake wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 17A und 17B dargestellt.

Hauptteile des mechanischen Aufbaus gemäß Fig. 17A sind ein Aluminium- oder Stahlmast 400 mit einem Aufstellfuß 400a, ein (mit Ausnahme der Solarzellenpaneele) die Strom versorgung 41 enthaltendes, am Fuß des Mastes 400 angeord netes erstes Gerätegehäuse 410, ein im oberen Teil am Mast angebrachtes, die Kontrollvorrichtung 42 aufnehmendes zweites Gerätegehäuse 420 aus Kunststoff und die - weiter unten beschriebenen - Komponenten des Videosystems 45. An der Mastspitze - ca. 3,5 m über dem Erdboden - sind die UHF-Sendeantenne 423, etwas unterhalb die Solarzellenpa neele 411a und 411b und darunter die UKW-Sende- und -Empfangsantenne 422 angebracht. Das Gerät steht im Bei spiel - bei Einsatz an einer Autobahn - auf dem Mittel streifen neben einer Fahrbahn R. (Die in der Figur gezeig ten Teile des Videosystems der Kontrollbake sind weiter unten genauer beschrieben.)

In der Ausführung nach Fig. 17B sind teilweise dieselben Komponenten wie bei Fig. 17A eingesetzt, die auch mit ent sprechenden Bezugsziffern bezeichnet sind. Der wesent lichste Unterschied besteht darin, daß hier ein einziges Gehäuse 420′/460′ für die Verarbeitungseinheiten der Sende-/Empfangselektronik und des Videosystems anstelle zweier Gehäuse vorgesehen ist und die optischen bzw. op toelektronischen Komponenten des Videosystems in einem zweiten Gehäuse 450′ untergebracht statt einzeln am Mast befestigt sind.

In ähnlicher baulicher Ausführung kann die Kontrollstelle in einem Fundament verankert oder an einer Leitplanke ver schraubt sein. Entsprechend modifizierte Konstruktionen sind in einem Kontrollfahrzeug einsetzbar.

In Fig. 18 ist als Blockschaltbild einer weiteren Ausfüh rungsform ein kombiniertes Abfrage- und Informationsgerät 42′ dargestellt, das als Baustein eines funktionsmäßig er weiterten Gesamtsystems zusätzlich Informationen für pas sierende Fahrzeuge bereitstellt. Das hierbei - im Sinne eines Beispiels - vorausgesetzte System ist an anderer Stelle der Beschreibung genauer beschrieben. Für Aufbau und Funktion des modifizierten Kontrollgerätes wesentlich ist, daß es einen zusätzlichen (lokalen) Meßaufnehmer so wie erweiterte Datenverarbeitungsmöglichkeiten aufweist.

Die oben unter Bezugnahme auf Fig. 16 beschriebenen Bau gruppen der reinen Kontrollgerätes 42 sind im wesentlichen auch beim modifizierten Gerät 42′ vorhanden; diese sind in Fig. 18 mit entsprechenden Bezugsziffern bezeichnet und werden nachfolgend nicht nochmals erläutert.

Das modifizierte Gerät 42′ weist zusätzliche eine Achslast- Erfassungseinheit 481′ mit einer - in der baulichen Ausfüh rung in einiger Entfernung vom Gerät angeordneten - Achs last-Meßplatte 481a′ zur Erfassung passierender Fahrzeuge und von deren Achslast auf. Der Ausgang der Achslast- Erfassungseinheit 481′ ist mit einem Eingang einer mehr stufigen Vergleichereinheit 482′ verbunden, die weitere, mit einem Vergleichswertspeicher 483′ verbundene, Eingän ge aufweist.

Sobald ein Fahrzeug die Meßplatte 481a′ überfährt, wird der erfaßte Meßwert seiner Achslast der Vergleichereinheit 482′ zugeführt, in der er einem Vergleich mit fest vorge gebenen, im Speicher 483′ abgespeicherten Achslastwerten unterzogen wird. Nach Beendigung des Vergleichsvorganges gibt die Vergleichereinheit 482′ ein die Achslastklasse des passierenden Fahrzeuges kennzeichnendes Signal aus.

Der Ausgang der Vergleichereinheit 482′ ist über eine Modu latorstufe 484′ mit dem Telefonanschluß 421 verbunden, über den somit das Vergleichsergebnis nach außerhalb des Kon trollgerätes 42′ übertragen werden kann.

Gleichzeitig mit dem soeben beschriebenen Erfassungsvor gang wird gemäß der weiter oben gegebenen Beschreibung ei ne die Zugangsberechtigung zum betreffenden Verkehrsraum betreffende Anfrage an das Fahrzeug gerichtet und die Ant wort registriert, ausgewertet und ebenfalls am Telefonan schluß 421′ bereitgestellt.

Über das Telefonnetz wird die Meldung, daß ein Fahrzeug einer bestimmten Achslastklasse mit/ohne spezifische(r) Berechtigung die Kontrollstelle passiert hat, an die Sy stemzentrale übertragen und dort zusammen mit den Signalen der übrigen Module des Systems einer - an anderer Stelle genauer beschriebenen - Verarbeitung unterzogen.

Im Ergebnis dieser Verarbeitung wird eine für das eintref fende Fahrzeug bestimmte Mitteilung - etwa mit verkehrs leitendem oder zu entrichtende Gebühren betreffendem In halt - generiert und über das Telefonnetz und den entspre chenden Anschluß 421′ zurück an die betreffende Kontroll stelle übermittelt.

Der übermittelte Informationsdatenblock kann über die Schnittstelle 427′ dem Controller 428′ zugeführt und unter Steuerung durch diesen damit ein zweites Telegramm er zeugt werden, das über die Sendeeinheit 42.4′ an das pas sierende Fahrzeug abgesetzt, über dessen systemgerechtes Fahrzeuggerät empfangen, dekodiert und für den Fahrer an gezeigt werden kann.

Alternativ zur Übermittlung an das Fahrzeug und zur Anzei ge auf dem Fahrzeuggerät kann auch eine Anzeige über eine (in der Figur nicht dargestellte) Anzeigeeinheit an der Kontrollstelle selbst erfolgen.

Die Steuer- und die Sendeeinheit 42.2′ und 42.3′ des Kon trollgerätes bedürfen im Hinblick auf die erweiterte Funk tion grundsätzlich keiner hardwaremäßigen Veränderung, ih re Ausbildung muß aber die Verarbeitung eines Informa tionsdatenblockes und die Erzeugung und Aussendung eines Informationstelegramms zusätzlich zum Abfragetelegramm er lauben.

Auch die beschriebene modifizierte Ausführungsform ist im Rahmen der Erfindung ihrerseits wieder vielgestaltig ab wandelbar; so können andere oder zusätzliche Meßwertauf nehmer vorgesehen sein und im Verbund Kontrollstellen- Zentrale andere oder zusätzliche Daten verarbeitet und übertragen werden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 19 bis 22 eine Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise von Aus führungsformen des Bildaufnahme- und -auswertungssystems (Videosystems) 45 der Kontrolleinheit 40 gegeben, dessen übrige Baugruppen weiter oben beschrieben sind.

Das Videosystem 450 umfaßt als Baugruppen ein Laser- Entfernungsmeßgerät 451, ein Infrarot-Blitzgerät 452, eine erste Videokamera 453, die im sichtbaren Wellenlängenbe reich arbeitet, eine zweite Videokamera 454, die im Infra roten arbeitet, und eine Steuer- und Auswertungseinheit 460. Diese ist in der Figur als getrennte Einheit darge stellt, kann aber in der Praxis als Teil bzw. Funktions einheit der Steuer-und Auswertungseinheit 42.2 des Kon trollgerätes 42 oder auch - gänzlich oder partiell - als Teil des zentralen Kontrollrechners 60 mit Bildverarbei tungsrechner, ausgeführt sein.

Die Baugruppen sind am Träger 400 des Kontrollmoduls 40 derart angebracht, daß die optischen Achsen der den Bau gruppen 451 bis 454 jeweils zugehörigen (in der Figur nur bei der Kamera 453 mit 453a und der Kamera 454 mit 454a gesondert bezeichneten) Optiken unter einem spitzen Winkel auf eine zu überwachende Fahrbahn bzw. -spur ausgerichtet sind, und zwar für alle Baugruppen im wesentlichen auf denselben Punkt in einer Ebene oberhalb dieser Fahrbahn bzw. -spur. Die in Fig. 17 gezeigte, vertikal gereihte Anordnung der Baugruppen ist dabei nicht die einzig mögli che - je nach der für den Anwendungsfall gewählten mecha nischen Auslegung der Kontrollstelle 40 kommt auch eine Nebeneinander-Anordnung oder konstruktive Integration zu mindest einiger der Komponenten in Frage, vgl. Fig. 21.

Das Laser-Entfernungsmeßgerät 451 von an sich bekannter Bauart, das zweckmäßigerweise im Infrarot-Bereich arbei tet, ist die über den ausgesandten Laserstrahl L451 die optische Ausrichtung des gesamten Videosystems 450 bestim mende und auch dessen Zeitsteuerung bewirkende Baugruppe.

Der Auftreffpunkt des Laserstrahls L451 auf eine Vorder fläche (speziell die Fläche des Kennzeichenschildes) ei nes sich der Kontrollstelle 40 nähernden Fahrzeuges 1 be stimmt eine senkrecht auf der Fahrbahn stehende virtuelle Kontrollebene P451 bzw. einen räumlichen Kontrollab schnitt, in dem eine videotechnische Erfassung des Fahr zeuges vorgenommen wird.

Auf die Kontrollebene P451 sind daher die Optiken beider Videokameras 453 und 454 fokussiert. Die Optiken weisen eine lange Brennweite und damit geringe Tiefenschärfe auf, so daß die Konturen der einem aufzunehmenden Fahrzeug vor ausfahrenden oder nachfolgenden Fahrzeuge (bzw. von im Bildfeld liegenden Teilen dieser) unscharf sind und die u. U. von Regentropfen, Schneeflocken o.ö. ausgehenden Stö rungen minimiert werden.

Wenn ein Fahrzeug die Kontrollebene P451 passiert, emp fängt der Empfänger des Laserstrahl-Entfernungsmeßgerätes 451 ein Reflexionssignal und gibt daraufhin ein Steuersi gnal S451 ab, das (unter anderem) von der Steuer- und Aus wertungseinheit 460 des Videosystems 45 aufgenommen wird. Diese zündet daraufhin das Infrarot-Blitzgerät 452, das einen Infrarotblitz L452 abgibt, und löst gleichzeitig die Videokameras 453a und 453b aus, die das Fahrzeug 1 im sicht baren Licht sowie zusätzlich im Infraroten aufnehmen. Die Infrarot-CCD-Kamera 453a wird dabei derart ausgerichtet und mit einem geeigneten IR-Bandfilter sowie stark abge blendet betrieben, daß sie praktisch nur das sich im In fraroten stark reflektierende Kennzeichenschild scharf ab bildet.

(Zur Verringerung des videotechnischen Aufwandes ist es auch möglich, mit nur einer Videokamera zu arbeiten, die hier beschriebene Ausführung mit zwei Kameras ist aber im Hinblick auf witterungsbedingte Störungen und die Informa tionsgewinnung zur sicheren Identifikation passierender Fahrzeuge - etwa bei verschmutzungsbedingt schlecht er kennbarem Kennzeichen - überlegen, vgl. dazu die Ausfüh rungen weiter unten.)

Die aufgenommenen, am Ausgang der Kameras 453 und 454 be reits in digitaler Form vorliegenden, Videobilder I453 und I454 werden der Steuer- und Auswertungseinheit 460 zuge führt und dort auf weiter unten beschriebene Weise vorver arbeitet, gespeichert und ausgewertet.

Nach Abschluß der Übertragung ist das Videosystem in Se kundenbruchteilen für eine neue Aufnahme bereit, so daß auch mit hoher Geschwindigkeit relativ nahe hintereinander fahrende Fahrzeuge getrennt erfaßt werden können.

Die Videokameras 453 und 454 weisen im optischen Teil 453a bzw. 454a jeweils ein (in der Figur nicht gezeigtes) opti sches Bandfilter zur Störunterdrückung auf, wobei das der IR-Kamera 453b zugeordnete Filter zusammen mit der Auswahl geeigneter IR-empfindlicher CCD-Elemente eine schmalbandi ge Empfindlichkeitscharakteristik realisiert, durch die insbesondere ein großer Teil der Wärmeabstrahlung der Fahrzeugmotoren sowie des Strahlungsspektrums des IR- Blitzgerätes ausgefiltert wird.

In Fig. 20 ist in schematischer Darstellung eine Ausfüh rungsform einer Steuer- und Auswertungseinheit des Video systems 45 gezeigt, in der wesentliche Funktionsgruppen dezentral in der Kontrolleinheit 40, und zwar als Baugrup pen des Videosystems 45, vorgesehen sind.

Wie in der Figur zu erkennen, weist die Steuer- und Aus wertungseinheit 460 einen mit der Laserstrahl-Entfer nungsmeßeinrichtung 451 verbundenen Steuersignaleingang 460a, zwei mit den Kameras 453 bzw. 454 verbundene Bildsi gnaleingänge 460b und 460c, einen mit dem Blitzgerät 452 sowie den Kameras 453 und 454 verbundenen Steuersignalaus gang 460d, einen Bildsignalausgang 460e und einen Kenn zeichen-Signalausgang 460f auf, der mit einem (in der Figur nicht gezeigten) Zentralrechner und/oder zentralen Bildspeicher verbunden sein kann.

Eine Steuersignal-Aufbereitungsstufe 461, in der das von der Laserstrahl-Entfernungsmeßeinrichtung 451 zugeführte Signal als Steuersignal für das Blitzgerät 452 und die Vi deokameras 453 und 454 konditioniert wird, ist zwischen dem Steuersignaleingang 460a und dem Steuersignalausgang 460d vorgesehen.

Die dargestellte Anordnung bietet die Möglichkeit der al ternativen wie auch der sequentiellen, prinzipiell gleich artigen, Auswertung eines Bildes I453a von der im sichtba ren Bereich arbeitenden, das gesamte Fahrzeug abbildenden Videokamera 453 und eines im wesentlichen nur das Kennzei chenschild zeigenden Bildes I453b von der im Infraroten arbeitenden CCD-Kamera 453b. Bei Aufnahme und Verarbeitung beider Bilder besteht über den Vergleich der aus jedem der Bilder ermittelten Kennzeichen eine Möglichkeit zur zu sätzlichen Verifizierung des Bildinhaltes.

Den Bildsignaleingängen 460b und 460c ist jeweils eine Bild-Vorverarbeitungseinheit 462.1 bzw. 462.2 zugeordnet, in der eine Störbefreiung des am jeweiligen Eingang anlie genden primären Videobildes I453a bzw. I453b durchgeführt wird, womit ein vorverarbeitetes, weitgehend störbefreites Bild I453a′ bzw. I453b′ erhalten wird.

Die Ausgänge der Bild-Vorverarbeitungseinheiten 462.1 und 462.2 sind jeweils mit einem Bildspeicher 463.1 bzw. 463.2 verbunden. Die Bilder I453a′ und I453b′ werden bei Überga be der Bildsignale (wie bei den nachfolgend beschriebenen Speichern auch, unter Löschung des vorhandenen Speicherin halts) in den jeweiligen Speicher eingelesen und verblei ben dort, bis einem Steuereingang 463.1a bzw. 463.2a der Speichers intern oder von außen - wie an anderer Stelle ausgeführt - ein Übergabesignal zur Übergabe des gespei cherten Bildes bzw. der gespeicherten Bilder nach außen (etwa an den Zentralrechner) über den Bildsignalausgang 460e zugeführt oder bis das nächste Bild eingespeichert wird.

Aus dem Vollbildspeicher 463 werden die Bilder unmittelbar nach der Abspeicherung (also unter Auto-Triggerung durch den Speicher) zur internen Weiterverarbeitung über eine Schaltstufe 464.1 zeitsequentiell an eine Bildverarbei tungseinheit 465 ausgegeben.

Diese umfaßt eine erste Mustererkennungsstufe 465.1, in der aufgrund einer Ermittlung der Bereiches höchster Hel ligkeit im Bild und/oder eines Konturenvergleiches mit in einem Muster-ROM 465.2 gespeicherten Kennzeichenschild- Merkmalen (etwa der rechteckigen Umrißlinie und optional der Lage und/oder ungefähren Größe eines Kennzeichenschil des in der vorgegebenen Aufnahmeposition) im vorverarbei teten Fahrzeug-Bild 453.a′ das Kennzeichenschild 1/K des aufgenommenen Fahrzeuges 1 aufgefunden und aus dem Voll bild des Fahrzeuges 1 extrahiert wird. Dabei kann in vor teilhafter Weise von den Tatsachen Gebrauch gemacht wer den, daß speziell Kennzeichenschilder mit Reflexionsbe schichtung in einem Fahrzeug-Vollbild auch im sichtbaren Licht eine hohe Helligkeit aufweisen und daß ein Kennzei chenschild praktisch die einzige nahezu exakt rechteckige Fläche an einem Kraftfahrzeug darstellt.

Mit dem Ausgang der ersten Mustererkennungsstufe 465.1 ist ein Teilbildspeicher 465.3 verbunden, in dem das extra hierte Teilbild I453a′/K des in der Stufe extrahierten Kennzeichenschildes 1/K zur weiteren, vom übrigen Bild ge trennten, Verarbeitung zwischengespeichert wird.

Mit dem Ausgang des Teilbildspeichers 465.3 sowie dem Aus gang des Bildspeichers 453.2 ist über eine zweite Schalt einheit 464.2 eine Bildsignalpegel-Justierstufe 465.4 ver bunden, in der im Hinblick auf optimalen Kontrast der beiden Kennzeichenschild-Bilder I453a′/K bzw. I453b und damit bestmögliche Erkennbarkeit des Kennzeichens K ein Weißpegelabgleich durchgeführt wird. Dies geschieht in Form einer - als solche bekannten - Signalpegelverschie bung anhand eines vorbestimmten Vergleichspegels.

Mit dem Ausgang der Bildsignalpegel-Justierstufe 465.4 ist eine zweite Mustererkennungsstufe (Kennzeichenerkennungs stufe) 465.5 verbunden, der hinsichtlich des Weißpegels abgeglichene Kennzeichen-Bilder I453a′/K bzw. I453b/K zu geführt werden und in der - auf grundsätzlich bekannte Weise über eine elektronische Abrasterung (Scan) des be reits in digitaler Form vorliegenden Teilbildes - eine au tomatische Kennzeichenidentifizierung unter Nutzung eines OCR-Programms ausgeführt wird.

Der Kennzeichenerkennungsstufe sind ein Bedingungsspeicher 465.6 und eine Verifizierungsstufe 465.7 zugeordnet, mit deren Hilfe ein ermitteltes Kennzeichen unter Anwendung von im Bedingungsspeicher 465.6 fest gespeicherten Schlüs sigkeitskriterien (z. B. erlaubte Zeichen-Gesamtzahl, er laubte Buchstaben-Ziffern-Abfolgen, erlaubte Lage eines Bindestriches im Kennzeichen) noch einer Plausibilitäts prüfung unterzogen wird.

Erweist sich in deren Ergebnis das jeweils gelesene Kenn zeichen als plausibel, so liegt in alphanumerischer Form das Kennzeichen des aufgenommenen Fahrzeuges vor. Dieses wird dann auf ein (bestätigendes) Steuersignal S465.7(A) von der Verifizierungsstufe 465.7 an einen Steuereingang 465.8c des Kennzeichenregisters hin an ein dem Ausgang der Kennzeichenerkennungsstufe 463.5 nachgeordnetes Kennzei chenregister 465.8 übergeben und dort abgelegt. Bei der dargestellten, die unabhängige Auswertung der Bilder I453a und I453b ermöglichenden, Ausführungsform weist auch das Kennzeichenregister 465.8 zwei getrennte Speicherbereiche 465.8a für das aus dem im sichtbaren Bereich aufgenommenen Bild ermittelte Kennzeichen IKa und 465.8b für das aus dem IR-Bild I453b ermittelte Kennzeichen IKb auf.

Ergibt die Prüfung hingegen, daß das automatisch ermit telte Kennzeichen den vorgegebenen und gespeicherten Plau sibilitätskriterien nicht gerecht wird, so wird durch die Verifizierungsstufe 463.7 ein fehlende Plausibilität aus drückendes Signal S463.7(B) ausgegeben. Dieses wird einem Steuereingang 464.2a der zweiten Schaltstufe 464.2 zuge führt, über die das noch im Bildspeicher 463.2 vorlie gende (IR-)Bild des Kennzeichenschildes und/oder das noch im Teilbildspeicher 465.1 vorliegende, aus dem Vollbild extrahierte, Kennzeichenschild-Teilbild zur visuellen Dar stellung und weiteren Verarbeitung dem Bildsignalausgang 460e zugeführt wird. Über diesen wird es - ggfs. zusammen mit weiteren, bei dem Kontrollvorgang gewonnenen, Daten - an den Kontroll-Zentralrechner 60 (vgl. Fig. 1A) ausgege ben wird.

Diese Übermittlung kann auch bedingt, d. h. nur bei Vorlie gen zusätzlicher, aus dem Videosystem abgeleiteter oder von außen zugeführter Steuersignale, erfolgen. So kann ei ne Ausgabe an den Zentralrechner etwa unterbunden werden, wenn die Auswertung eines der Bilder I453a und I453b ein plausibles Kennzeichen liefert, die Auswertung des anderen jedoch nicht.

Bei fehlender Plausibilität des ermittelten Kennzeichens kann bei Vorhandensein einer (in der Figur nicht gezeig ten) Steuersignalverbindung zwischen der Verifizierungs stufe 465.7 und dem Bildspeicher 463.1 sowie der ersten Schaltstufe 464.1 neben dem Kennzeichenschild-Teilbild auch das zugehörige Fahrzeug-Vollbild an den Zentralrech ner übertragen werden. (Bei einer zur oben beschriebenen Ausführungsform alternativen Ausbildung, bei der keine zweifache Kennzeichenermittlung durchgeführt wird, wird das Vollbild überhaupt nur zu diesem Zweck aufgenommen.)

Die Bildverarbeitungseinheit 465 umfaßt weiter eine ein gangsseitig mit den Datenausgängen beider Kennzeichenspei cherbereiche 465.8a und 465.8b verbundene Vergleicherein heit 465.9, deren Ausgang mit den Steuereingängen 463.1a bzw. 463.2a der Bildspeicher 463.1 und 463.2 sowie den Steuereingang 464.1a der ersten Schaltstufe 464.1 verbun den ist. In der Vergleichereinheit 465.9 wird nach Vorlie gen beider Kennzeichen IKa und Ikb im Register (d. h. durch dieses getriggert, was jedoch in der Figur nicht bildlich dargestellt ist) ein Kennzeichenvergleich durchgeführt.

Bei Nichtübereinstimmung der ermittelten Kennzeichen liegt am Ausgang der Vergleichereinheit 465.9 ein Fehlersignal S465.9 an, das den Bildspeichern 463.1 und 463.2 sowie der ersten Schaltstufe 464.1 zugeführt und durch das eine se quentielle Ausgabe des im sichtbaren Bereich aufgenommenen Fahrzeug-Gesamtbildes I453a′ und des IR-Bildes I453b′ über den Bildsignalausgang 460e an den Zentralrechner zur wei teren (unter anderem visuellen) Auswertung gesteuert wird. Diese Ausgabe kann von der Erfüllung weiterer Bedingungen, d. h. dem Anliegen weiterer Steuersignale an der Schaltstu fe 464. 1, abhängig sein, die insbesondere aus dem eigent lichen Kontrollgerät 42 abgeleitet sein können.

Der Ausgang des Kennzeichenspeichers 465.8 ist - über den gesonderten Kennzeichensignalausgang 460f - mit dem Kontroll-Zentralrechner des Systems verbunden, so daß nach Empfang eines (externen) Übergabesteuersignals an dem Steuersignaleingang 465.8a des Kennzeichenregisters das gespeicherte Kennzeichen auch dann an den Zentralrechner übergeben werden kann, wenn es plausibel ist und - im Fal le der getrennten Ermittlung aus den Bildern I453a′ und I453b′ - Übereinstimmung zwischen den ermittelten Kennzei chen besteht. Dies wird etwa geschehen, wenn bei einer Kontrolle eine normwidriges Verhalten festgestellt wurde und anhand des Kennzeichens der Fahrzeughalter ermittelt werden soll.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform des Videosystems gemäß den Fig. 21 und 22 ist als Einrichtung zur Auf nahme des aktiven Fahrzeug-Response zusätzlich eine Kame ra 454′ vorgesehen, die so ausgebildet und installiert ist, daß sie speziell zur Aufnahme eines vorgegebenen Bereiches der passierenden Fahrzeuge - gemäß Fig. 21 des Bereiches, in dem der Rückspiegel des Fahrzeuges 1′ hinter der Front scheibe angeordnet ist - dient. (Diese tritt funktionell an die Stelle des weiter oben unter Bezugnahme auf Fig. 16 beschriebenen Empfangselementes 424.)

Im genannten Bereich ist eine Vignette Vig′ angebracht, die auf optischem Wege eine bestimmte Information über das Fahrzeug 1′ nach außen übermittelt. Diese Information kann etwa eine das Fahrzeug oder dessen Verwendung bzw. Ladung betreffende oder eine Berechtigung zum Zugang zu einem be stimmten Bereich (Straße, Parkareal o. ä.) ausdrückende In formation sein.

Das Aufnahmeobjektiv 454a′ und die Ausbildung des (nicht gesondert dargestellten) Bildwandlers der CCD-Kamera 454′ sind dem speziellen Zweck angepaßt, wobei (je nach Art des Fahrzeugmoduls bzw. der Vignette) eine kostengünstige CCD- Anordnung mit nur wenigen Zeilen eingesetzt werden kann.

Die Steuer- und Auswertungseinheit 460′ ist gegenüber der in Fig. 20 dargestellten Ausführung ebenfalls modifi ziert, wobei mit Fig. 20 übereinstimmende Baugruppen mit denselben Bezugsziffern wie dort bezeichnet sind und im folgenden nicht nochmals erläutert werden. Der Entfer nungsmesser 451′, die IR-Blitzlampe 452′ und die Kamera 453′ sind hier in einem gemeinsamen Gehäuse 450′ aufgenom men, das am Mast 400′ befestigt ist, und der Response- Empfänger 454′ ist auf diesem Gehäuse angebracht.

Die Baugruppen zur Vorverarbeitung und Auswertung des Fahrzeug-Gesamtbildes und zur Ermittlung des Fahrzeugkenn zeichens entsprechen teilweise denen gemäß Fig. 20, wer den hier jedoch allein von der Kamera 453′ gespeist, was zu Änderungen bezüglich der Speicher führt und wodurch die Baugruppen zum Vergleich der separat aus zwei Fahrzeug- Gesamtbildern ermittelten Kennzeichen entfallen.

Im weiteren wird eine solche Ausbildung und Anbringung des Fahrzeuggerätes bzw. der Vignette vorausgesetzt, daß diese(s) ein im IR-Bereich wahrnehmbares, der Kamera 454′ zugewandtes Muster zeigt. Dieses Muster kann durch eine in hinreichender Größe ausgeführte Beschriftung, einen Strichcode o.a. oder etwa auch durch eine Infrarot-LED- Zeile oder ein LED-Array mit spezifischer, die zu übermit telnde Information (ggfs. verschlüsselt) repräsentieren der, Ansteuerung der einzelnen Elemente gebildet sein. (Einzelheiten hierzu sind an anderer Stelle ausgeführt.)

Das von der Kamera 454′ gelieferte Bild I454 wird analog zur oben beschriebenen Anordnung über den Steuersignalein gang 460a′ in die Steuer- und Auswertungseinheit 460′ übernommen und dort in der Bild-Vorverarbeitungseinheit 462b′ einer Vorverarbeitung einschließlich Störunterdrüc kung unterzogen.

Danach gelangt das resultierende Bild I454′ zu einer hier von der Kennzeichenbildverarbeitungseinheit 465′ getrenn ten, unabhängig arbeitenden zweiten Bildverarbeitungsein heit 466′ mit einer Mustererkennungsstufe 466.1′ und die ser zugeordnetem Muster-ROM 466.2′ sowie einem Datenspei cher 466.3′ für die empfangenen Fahrzeugdaten. Im Muster- ROM sind vorab für das System festgelegte optische Merkma le der Vignette Vig′ gespeichert, die zum einen deren Auf findung im Bild I454′ und zugleich die Erkennung der (ggfs. verschlüsselt) über die Vignette übermittelten In formation ermöglichen. Auch die Mustererkennungsstufe 466.1′ ist in Art eines - als solcher bekannten - Scanners aufgebaut, wobei die erforderliche Auflösung sich nach der Art des beim Fahrzeugmodul bzw. der Vignette verwendeten Kennzeichnungsmusters richtet.

Am Ausgang der separaten Mustererkennungsstufe 466.1′ steht dann unmittelbar eine die zu übermittelnde Information re präsentierende Datenmenge DVig′ zur Weiterverarbeitung be reit, die in Zuordnung zu dem identifizierten Muster aus dem Musterspeicher 466.2′ ausgelesen wurde. Diese Daten DVig′ werden in einem Vignettendatenspeicher 466.3′ gespei chert. Ggfs. kann die Datenmenge DVig′ - zusammen mit wei teren beim Kontrollvorgang gewonnenen Daten (etwa auch dem Bild I453′ und/oder dem ermittelten Kennzeichen K des Fahrzeugs 1) - auf ein an einen Steuereingang 466.3a′ des Speichers 466.3′ übermitteltes externes Übergabesignal hin über einen separaten Vignettendatensignalausgang 460g′ an den Zentralrechner 60 übertragen werden.

Bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform kann auch für die Auswertung der Vignetten-Information in ähnlicher Weise wie für die Identifikation des Kennzeichens ein Weißabgleich vorgesehen sein, womit für im Fahrzeuginnern angeordnete Vignetten Vig oder Fahrzeugmodule insbesondere auch ein Abgleich im Hinblick auf die unterschiedlichen Absorptionseigenschaften verschiedener Frontscheibenglä ser, unterschiedliche Neigungen der Frontscheibe usw. er folgen kann.

Der Aufbau des Videosystems und die Verarbeitung der Bil der bzw. Signale sind analog, wenn das Fahrzeug statt ei ner Vignette Vig′ mit einem Fahrzeuggerät (OBU) ausgerü stet ist, durch das analog wie mit der Vignette eine über die CCD-Kamera 454′ aufnehmbare Information an die Kon trolleinheit ausgesandt wird.

Bei einer weiteren abgewandelten Ausführungsform kann zur Aufnahme des Fahrzeuges auch eine Kamera mit elektrisch umschaltbarer Blende vorgesehen sein, mit der sequentiell ein Gesamtbild des Fahrzeuges und ein Kennzeichenschild- Bild gewonnen werden können. Die Verarbeitung der Bilder kann dann ähnlich sein wie weiter oben beschrieben.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 23 bis 25 ei ne Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise von Ausführungsformen eines Gebührensignalsenders (einer soge nannten Gebührenbake) gegeben, der eines der grundlegenden Elemente des beschriebenen System bildet.

Ein solcher Gebührensignalsender ist zur vollautomatischen Realisierung einer leistungs- bzw. verbrauchsbezogenen Ge bührenerhebung für die Benutzung eines Verkehrsraumes (Straße, Parkraum, Innenstadtbereich etc.) geeignet, wobei auch die anzustrebende Kompatibilität mit einer pauscha lierten Gebührenerhebung im gleichen System erreicht wer den kann. Das Gerät ist in einer vorteilhafter Ausbildung weiterhin als Baustein eines Systems der Verkehrsleitung und -steuerung geeignet. Eine ausführliche Erläuterung zu einigen Anwendungsfeldern findet sich an anderer Stelle dieser Beschreibung.

Die in Fig. 23 in einem Funktions-Blockschaltbild darge stellte Ausführungsform eines Gebührensignalsenders 30 ist zum Einsatz in einem elektronischen Fernwirk-Gebührenerhe bungssystem (Mautsystem) vorgesehen.

An Funktionseinheiten weist das Gerät 30 zunächst eine Stromversorgungseinheit 30.1 auf, die Solarzellenpaneele 301a und 301b, einen Puffer-Akku 302, einen 220 V-Netz anschluß 303 und eine Schalt- und Regeleinheit 304 umfaßt und über die eine autarke und zuverlässige Stromversorgung aller Funktionseinheiten gesichert wird. Die Belegung des Netzanschlusses 303 erfolgt wahlweise in Abhängigkeit von der Höhe des unter den konkreten Bedingungen erforderli chen Installationsaufwandes.

Die einzelnen internen Stromversorgungsleitungen des Gerä tes sind in der Figur der besseren Übersichtlichkeit hal ber nicht dargestellt.

Weiterhin sind ein Telefonanschluß 305, eine UKW-Empfangs antenne 306 und eine UHF-Sendeantenne 307 zur Realisierung von Verbindungen zu verschiedenen anderen Modulen eines Gesamtsystems vorgesehen. Über den Telefonanschluß 305 kann die Übermittlung von im Gerät 30 gewonnenen Daten an weitere Gebührensignalmodule und/oder eine Systemzentrale erfolgen, u. U. kann dieser aber auch unbelegt bleiben.

Über die UKW-Antenne 306 können Daten von der Systemzen trale empfangen werden, und über die UHF-Sendeantenne 304 werden ungerichtet Gebühren- und ggfs. weitere Signale ausgesandt, die von das Gerät passierenden, mit einem ent sprechenden (an anderer Stelle beschriebenen) Fahrzeugge rät ausgerüsteten Fahrzeugen empfangen werden können.

Als UKW-Empfangsantenne 306 wird eine Kurzstabantenne mit einer Stablänge von 300 mm eingesetzt, als UHF- Sendean tenne 307 eine 5λ/8- Sperrtopfantenne für das 70 cm-Band (den Frequenzbereich 425 . . . 440 MHz).

Mit dem Ausgang der UKW-Empfangsantenne 306 ist ein her kömmlicher integrierter FM-Empfänger 308 mit nachgeschal tetem RDS-Dekoder 309 verbunden, über die mittels des an sich bekannten RDS-Systems an den Gebührensignalmodul 30 übermittelte Daten - etwa zur aktuellen Gebührenhöhe, zur Zeitkorrektur o. ä. - empfangen und entschlüsselt werden. Die genannten Baugruppen 306, 308 und 309 bilden zusammen eine Empfangseinheit 30.2 des Gerätes.

Die empfangenen Daten gelangen zu einer internen Schnitt stelle 310, über die der Ausgang der Empfangseinheit 30.2 mit dem Kernstück des Gerätes, einer Steuereinheit 30.3, verbunden ist.

Die als Mikrorechner ausgeführte Steuereinheit 30.3 umfaßt in an sich bekannter Weise als funktionswesentliche Bau gruppen einen 8-Bit-Mikroprozessor (Controller) 311 mit einer Taktfrequenz von 20 MHz, einen Programmspeicher (PROM) 312 und einen Arbeitsspeicher (RAM) 313, zwei wei tere Schnittstellen 314, 315 zur Verbindung mit einem ex ternen Programmiergerät oder Rechner bzw. mit der - nach folgend beschriebenen - Sendeeinheit 30.4 und einen Zeit- und Taktgeber (ein Quarz- oder Funkuhrmodul) 316.

Zusätzlich sind ein eingangsseitig mit der Schnittstelle 310 und ausgangsseitig mit dem Controller 311 verbundener Eingangs-Zwischenspeicher 317 für den jeweils zuletzt emp fangenen RDS-Datenblock und ein eingangsseitig mit einem Ausgang des Controllers 311 und ausgangsseitig mit der Sender-Schnittstelle 315 verbundener Ausgangs-Zwischen speicher 318 für das jeweils gültige Sende-(Gebühren-)Te legramm sowie ein ein- und ausgangsseitig mit dem Control ler 311 verbundener Kenndatenspeicher (PROM) 319 vorgese hen, in dem - vorprogrammiert - Kenndaten eines speziellen (an einem bestimmten Ort befindlichen) Moduls 30 gespei chert sind.

Die Arbeitsweise des Gerätes wird natürlich durch die im plementierte Software bestimmt, die die konkrete Gestal tung des jeweiligen Systems reflektiert. Grundsätzlich steuert der Controller 311 unter Rückgriff auf im ROM 312 verfügbare Verarbeitungsprogramme, auf im RAM 313, im Eingangs-Zwischenspeicher 317 und im Kenndatenspeicher 319 vorliegende Daten sowie auf durch den Zeitgeber 316 be reitgestellte Zeitsignale die Bildung eines Gebührendaten telegramms, das an der Schnittstelle 315 bereitgestellt wird. Diese Verarbeitung umfaßt auch die Extraktion von für ein bestimmtes Gerät spezifischer Information aus dem RDS-Datenblock unter Nutzung der im Kenndatenspeicher vorliegenden Kennung des betreffenden Gerätes.

Das ausgesandte Telegramm enthält mindestens die Kennung (Nummer) des speziellen Gerätes 30 und eine Gebührenhöhen information, kann aber auch wesentlich komplexer aufgebaut sein. Einzelheiten finden sich weiter unten sowie in der Beschreibung einer Ausführungsform eines Mautsystems an anderer Stelle.

Die Sendeeinheit 30.4 umfaßt neben der oben beschriebenen UHF-Sendeantenne 307 eine als solche bekannte, integrierte FM-Modulator- und -Sendestufe 308 mit einer wahlweise auf 433 oder 450 MHz einstellbaren Sendefrequenz, einem Kanal raster von 25 kHz, einem Modulationshub von 1.75 kHz und einer Sendeleistung von 10 mW (an 50 Ω).

Der mechanische Aufbau des Gebührensignalsenders 30 in der Ausführungsform als stationäre Gebührenbake wird nachfol gend unter Bezugnahme auf Fig. 24 dargestellt. Hauptteile des mechanischen Aufbaus sind ein Aluminium- oder Stahlmast 300a, ein (mit Ausnahme der Solarzellenpaneele) die Strom versorgung 30.1 enthaltendes, am Fuß des Mastes 300a ange ordnetes erstes Gerätegehäuse 300b und ein im oberen Teil am Mast angebrachtes, die Empfangs- und Sendestufe 30.2 und 30.4 sowie die Steuereinheit 30.3 aufnehmendes zweites Gerätegehäuse 300c aus Kunststoff. An der Mastspitze - ca. 3,5 m über dem Erdboden - sind die UHF-Sendeantenne 307, etwas unterhalb die Solarzellenpaneele 301a und 301b und darunter die UKW-Empfangsantenne 306 angebracht. Der Mast 300a ist bei der dargestellten Ausführung - bei Einsatz an einer Autobahn bevorzugt auf dem Mittelstreifen M neben einer Fahrbahn R - mit einer Leitplankenkonstruktion B verschraubt.

In alternativen Bauausführungen kann das Gerät in einem separaten Fundament verankert oder - insbesondere für mo bilen Einsatz - auch an einem Aufsteller befestigt sein.

In Fig. 25 ist als Blockschaltbild eine weitere Ausfüh rungsform eines Gebührensignalsenders dargestellt, das als Baustein eines entsprechend erweiterten Gesamtsystems zu sätzliche Informationen für passierende Fahrzeuge bereit stellt. Das hierbei - im Sinne eines Beispiels - vorausge setzte System ist an anderer Stelle der Beschreibung ge nauer beschrieben. Für Aufbau und Funktion des weiterent wickelten Moduls wesentlich ist, daß es zusätzliche (lokale) Meßaufnehmer und eine bidirektionale Verbindung zur Systemzentrale sowie erweiterte Datenverarbeitungsmög lichkeiten aufweist.

Die oben unter Bezugnahme auf Fig. 23 beschriebenen Bau gruppen des Gebührensignalsenders 30 sind im wesentlichen auch beim modifizierten Gerät 30′ vorhanden; diese sind in Fig. 25 mit entsprechenden Bezugsziffern bezeichnet und werden nachfolgend nicht nochmals erläutert.

Zusätzlich zu diesen Baugruppen sind zunächst ein bodennah angeordneter Temperaturmeßfühler 320′ und eine (als solche bekannte) Reflexions-Lichtschrankeneinheit 321′ zur Erfas sung vorbeifahrender Fahrzeuge vorgesehen. Die Ausgänge des Temperaturmeßfühlers 320′ und der Lichtschrankeneinheit 321′ sind mit der (für den Anschluß dieser Aufnehmer modi fizierten) Schnittstelle 310′ verbunden.

Die Meßwerte des Temperaturmeßfühlers 320′ werden durch den Controller 311′ zyklisch abgefragt und einer Verglei chereinheit 322 zugeführt, in der sie einem Vergleich mit einem fest vorgegebenen Grenzwert (etwa +2°C) unterzogen werden. Bei Unterschreitung dieses Wertes gibt die Ver gleichereinheit ein Signal an den Controller 311′ aus, das von diesem bei der Bildung des aktuellen Datentelegramms an einer dafür vorgesehenen Bitposition berücksichtigt wird. Auf diese Weise wird in das ungerichtet ausgestrahl te Datentelegramm eine Glatteiswarnung aufgenommen, die von allen mit einem systemkonformen Fahrzeuggerät (einer OBU) mit Anzeigeeinheit ausgerüsteten, sich im Sendebe reich des Gerätes 30′ bewegenden Fahrzeugen empfangen wer den kann.

Die Registrierungen der Lichtschrankeneinheit 321′ werden einem ersten Eingang eines, über einen zweiten Eingang mit dem Zeitgeber 316′ verbundenen und von diesem getakteten, Zählers 323′ zugeführt, dessen Ausgang über eine Modula torstufe 324′ mit dem Telefonanschluß 305′ verbunden ist. Die in einer vorgegebenen Zeiteinheit aufgelaufene Anzahl von Registrierungen wird über das Telefonnetz periodisch an die Systemzentrale übertragen und dort zusammen mit den Signalen der übrigen Module des Systems einer - an anderer Stelle genauer beschriebenen - Verarbeitung unterzogen.

Im Ergebnis dieser Verarbeitung kann etwa eine Staumeldung generiert oder eine Änderung der territorialen und/oder zeitlichen Gebührenstruktur im System festgelegt und über die UKW-RDS-Strecke an alle Gebührensignalsender ausge strahlt werden, wo die für ein spezielles Gerät bestimmte, eine entsprechenden Adressaten-Code aufweisende, Informa tion extrahiert und per Datentelegramm über die UHF- Strecke an die passierenden Fahrzeuge weitergegeben wird. (Parallel hierzu ist - das Vorhandensein von mit RDS- Dekodern ausgerüsteten Fahrzeuggeräten vorausgesetzt - die direkte Übermittlung dieser Informationen an die Ver kehrsteilnehmer im gesamten Verkehrsgebiet über UKW mög lich und für eine effiziente Verkehrsleitung auch nötig. Dies betrifft aber nicht die Funktion des Gebührensignal senders und wird an anderer Stelle genauer ausgeführt.)

Die Empfangs-, die Steuer- und die Sendeeinheit 30.2′, 30.3′ und 30.4′ des Gebührensignalsenders bedürfen im Hin blick auf die erweiterte Funktion grundsätzlich keiner hardwaremäßigen Veränderung, ihre Ausbildung muß aber den Empfang und die Verarbeitung eines umfangsmäßig erweiter ten RDS-Datenblockes und die Erzeugung und Aussendung ei nes erweiterten (Gebühren- und Informations-)Telegramms mit den zugehörigen Codierungsbits für die Datenart (Gebühren- oder Informationsdaten) erlauben.

Auch die beschriebene modifizierte Ausführungsform ist im Rahmen der Erfindung ihrerseits wieder vielgestaltig ab wandelbar; so können andere oder zusätzliche Meßwertauf nehmer vorgesehen sein und im Verbund Module-Zentrale an dere oder zusätzliche Daten verarbeitet und übertragen werden.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 26 bis 29 ei ne Erläuterung des Datenverkehrs und damit im Zusammenhang der Nutzung der verschiedenen Datenspeicher der Systemkom ponenten bei dem oben beschriebenen Mautsystem gegeben.

Als Ausgangspunkt wird eine bei Passieren einer (aus zwei Gebührensignalsendern 30A, 30B aufgebauten) Mautstation ausgelöste Abbuchung von einer in ein Fahrzeuggerät 10 eingesetzten, für die befahrene Strecke gültigen Chipkarte 15 gewählt.

Die Chipkarte 15 weist einen Herausgeber- oder Betreiber code auf und ist mit einem bestimmten Gebührenbetrag in vorbestimmten Abbuchungs-Stückelungen geladen. Der Heraus gebercode sichert, daß Abbuchungen nur beim Befahren von Strecken erfolgen, für die der Mautgebühreneinzug mit der Chipkarte von deren Herausgeber autorisiert ist. Im fol genden wird der Einfachheit halber zunächst angenommen, daß das gesamte Mautsystem einem einzigen Betreiber zu zu ordnen und die Chipkarte nur hierfür gültig sei.

Die Gebührensignalsender senden permanent und ungerichtet Gebührendatentelegramme aus, die jeweils nach einer Pau senzeit zur Empfänger-Synchronisation wiederholt werden.

Ein Beispiel für den Aufbau eines einfachen Gebührendaten telegramms ist in Fig. 26 gezeigt: Das Gebührendatentele gramm TT umfaßt eine Betriebsart- und Längenkennung MLB von einem Byte (2 oder 3 Bit Betriebsart- plus 6 bzw. 5 Bit Telegrammlängen-Angabe) Umfang, einen Datenblock DB von n (in der Fig. 12) Byte Umfang und einen Prüfblock CHB von ein bis zwei (in der Figur zwei) Byte Umfang. Ein Byte umfaßt dabei jeweils ein Startbit, 8 Datenbits und ein Stopbit. Mit der Betriebsartkennung erfolgt die Unter scheidung zwischen Gebührensignalsendern 30 und Kontroll einheiten 40; sie bietet aber - je nach Bitzahl - auch weitere Unterscheidungsmöglichkeiten, etwa zwischen Sta tionen, an denen eine Zusatzinformation für den Fahrer abrufbar ist, und solchen ohne derartige Ausrüstung.

Der Datenblock DB umfaßt gemäß der Figur die Unterblöcke Straßenabschnitt RNB von 3 Byte Länge, Gebührenhöhe TAB von ebenfalls 3 Byte Länge, Betreibercode ECB von 2 Byte Länge (im hier zunächst vorausgesetzten Ein-Betreiber- System als Reserveblock) und Zeit/Datum TDB von 4 Byte Länge. Der Unterblock RNB (Straßenabschnitt) beginnt mit einem Richtungsbit DBi, worauf 23 Bit Straßenabschnitts nummer gemäß einer Straßenkartei folgen, die für die Mautstation spezifisch sind. Der Gebührenhöhe-Unterblock TAB umfaßt - was in der Figur nicht näher gezeigt ist - 10 Bit Angabe des gültigen Gebührensatzes, zwei Bit für die Gebührenart (strecken- oder zeitbezogen), 12 Bit für die an der Mautstation abzubuchende Gebührensumme und ein Re servebit. Der Zeit-Datums-Unterblock umfaßt 16 Bit für das Datum (Jahr/Monat/Tag), 2 Reservebit und 14 Uhrzeit-Bits (Stunde/Minute/10 Sekunden).

Der Inhalt des Telegramms TT wird durch den Controller 311 des Gebührensignalsenders 30 aus intern im Kenndatenspei cher 319 gespeicherten Daten (MLB, RNB, ECB) und von außen an den Sender übermittelten Daten (TAB, ggfs. auch TDB) und/oder intern aktuell erfaßten Daten (ggfs. TDB) zusam mengestellt und steht jeweils im Ausgangs-Zwischenspeicher 318 bereit. Die zu einer Mautstation gehörenden zwei Ge bührensignalsender strahlen Telegramme aus, die sich nur im Richtungsbit DBi und allenfalls - speziell bei Stop and-go-Verkehr oder Stau - in einem oder mehreren Uhrzeit- Bits unterscheiden. Der gesamte Telegramminhalt kann zur Abwehr von Manipulationen auf an sich bekante Weise, die hier nicht näher erläutert wird, kryptographisch ver schlüsselt sein.

Im den ersten Gebührensignalsender 30A einer Mautstation passierenden Fahrzeug 1, in dem das weiter oben beschrie bene Fahrzeuggerät 10 (OBU) installiert ist, wird das aus gestrahlte Gebührentelegramm TT empfangen, im Dekoder 109 entschlüsselt und der Inhalt - da er sich vom vorhandenen Inhalt des Schieberegisters 119 im relevanten Abschnitt RNB unterscheidet, anstelle des bisherigen Inhalts in die ses übernommen.

Die Übernahme des neuen Datentelegramms in das Eingangs- Schieberegister 119 der OBU 10 des den ersten Gebührensi gnalsender 30A passierenden Fahrzeuges verläuft parallel zu einer Vor-Aktivierung der Chipkartenaufnahme- und -entwertungseinheit 117 durch den Controller 111 auf ein von der (Telegramm-)Vergleichereinheit 120 abgegebenes Steuersignal hin. Die Einheit 117 wird damit in einen Be reitschaftszustand versetzt.

Passiert das Fahrzeug 1 nunmehr den zweiten Gebührensi gnalsender 30B der Mautstation, stellt die Vergleicherein heit 120 Übereinstimmung des im Schieberegister 119 ge speicherten Telegramminhalts bezüglich der relevanten Un terblöcke MLB und RNB mit Ausnahme des Richtungsbits DBi fest und gibt ein das veränderte Richtungsbit reflektie rendes Signal an den Controller 111 aus. Dieser weist dar aufhin das Auslesen des gespeicherten Telegramms in den Arbeitsspeicher, die Prüfung der Übereinstimmung des Un terblockes ECB mit der Chipkartenkennung und - bei Bestä tigung der Übereinstimmung - die Vornahme einer Abbuchung in Höhe der im Telegramm-Unterblock TAB übermittelten Ge bührensumme, in der Gebührenberechnungseinheit 121 multi pliziert mit einem vom Inhalt des Fahrzeugdatenspeichers 105 abhängigen Koeffizienten, von der Chipkarte 15 durch die Entwertungseinheit 117 an. Zugleich mit dem Auslesen des Telegramms des Senders 30A aus dem Schieberegister wird das Telegramm des Senders 30B in dieses eingelesen und verbleibt dort bis zum Empfang eines neuen Telegramms.

Bei erfolgter Vornahme einer Abbuchung wird der Datenblock DB des im Arbeitsspeicher 113 befindlichen (zuerst empfan genen) Telegramms in Reaktion auf ein Abbuchungs-Bestäti gungssignal von der Entwertungseinheit 117 in den Ereig nisspeicher 118 der OBU 10 geladen, womit der Abbuchungs vorgang dokumentiert ist. Gleichzeitig wird der Daten block oder - je nach Anzeigekapazität der Anzeigeeinheit - der für den Fahrer relevantere Teil hiervon auf der An zeigeeinheit 116 der OBU so lange angezeigt, bis eine neue Abbuchung erfolgt. Zugleich wird vorteilhafterweise der auf der Chipkarte noch vorhandene Restbetrag angezeigt.

Passiert das Fahrzeug - etwa wegen eines Abbiegens, Un falls oder aus welchen Gründen auch immer - den zweiten Sender der Mautstation nicht, so kann die OBU 10 kein Te legramm empfangen, das sich im Unterblock RNB nur im Rich tungsbit DBi vom im Schieberegister 119 vorliegenden Tele gramm unterscheidet, und es erfolgt keine Abbuchung (und keine Registrierung im Ereignisspeicher). Wird später eine andere Mautstation passiert, laufen die oben beschriebenen Vorgänge von neuem ab.

Ist die OBU 10 nicht in Betrieb bzw. nicht voll funktions fähig oder die Chipkarte 15 nicht in die OBU 10 eingesetzt oder nicht geladen oder stimmt der Chipkartencode nicht mit dem Betreibercode des Mautsystems überein, so erfolgt ebenfalls keine Abbuchung. Dementsprechend wird kein Abbuchungs-Bestätigungssignal ausgegeben und das von der betreffenden Mautstation übermittelte Telegramm nicht oder nicht mit einem Bestätigungsvermerk versehen in den Ereig nisspeicher geladen. Natürlich veranlaßt auch der Empfang eines Kontrolltelegramms, das sich im Block MLB vom Gebüh rentelegramm unterscheidet, keine Abbuchung. (Dieses kann jedoch unmittelbar in den Ereignisspeicher übernommen wer den, um auch das Passieren einer Kontrollstelle zu doku mentieren.)

Gegenüber dem in Fig. 26 gezeigten und oben erläuterten Beispiel eines Gebührentelegramms sind vielfältige Abwand lungen in der Reihenfolge, im Umfang und im Inhalt der Da tenblöcke möglich. So umfaßt das Gebührentelegramm in ei ner modifizierten Ausführungsform, die bei kombinierten Maut- und Informationsstationen in Art der in Fig. 25 ge zeigten zur Anwendung kommt, neben den oben genannten Da tenblöcken noch einen Fahrerinformations-Datenblock, der eine nach der Dekodierung des Telegramms auf der Anzeige einheit des Fahrzeuggeräts in Klartext darzustellende In formation für den Fahrer - etwa eine Glatteis- oder Stau warnung o. ä. - enthält.

Wird im Fahrzeuggerät eine hinreichend leistungsfähige Verarbeitungseinheit mit entsprechendem Arbeitsspeicher eingesetzt, ist insbesondere die Verwendung eines tabel lenartigen Gebührentelegramms möglich, das eine hinsicht lich der Gebührenhöhe schnell und leicht aktualisierbare fahrtroutenabhängige Gebührenerhebung erlaubt. Eine sche matische Darstellung eines solchen Gebührendatentelegramms TT′ ist in Fig. 27 gegeben. Ein Teil der Datenblöcke entspricht den oben unter Bezugnahme auf Fig. 26 be schriebenen Blöcken, ist mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet und wird hier nicht nochmals erläutert.

Hierbei umfaßt eine erste Zeile L1′ einen Betriebsart-/ Format-Block MFB′, den Betreibercode-Block ECB′ und den Straßenabschnitt-Block RNB(act)′ der Mautstelle, die das Telegramm aussendet. Die weiteren Zeilen L2′ bis L(n-1)′ umfassen jeweils eine Folge von Straßenabschnitt-Blöcken RNB(ai)′ bis RNB(ni)′ (i = 1 . . . [n-2]) von der passierten Mautstation in einem bestimmten Umkreis benachbarten Streckenabschnitten - die wegen der im Block RNB(act)′ ge gebenen territorialen Zuordnung ggfs. in einer reduzierten Form und damit Blocklänge gekennzeichnet sein können - und einen jeweils zugehörigen Gebührenhöhe-Block TAB(i)′. Die letzte Zeile Ln′ umfaßt einen Fahrerinformations-Block INB′, den Datum-/Uhrzeit-Block TDB′ und den Prüfblock CHB′ Die Zeilen 2 bis (n-1) repräsentieren hier bedingte, je weils einer bestimmten "Vorgeschichte" in der Fahrt des Fahrzeuges, d. h. vor Passieren der aktuellen Mautstelle möglicherweise passierten Streckenabschnitten, zugeordne te Gebührensätze.

In einem Fahrzeuggerät mit entsprechend programmiertem Controller wird zunächst anhand der im Ereignisspeicher abgelegten - aus diesem zu diesem Zweck wieder abgerufenen - Daten über einen Vergleich der Streckenabschnittsnummern geprüft, welche der in den Zeilen 2 bis (n-1) des Gebüh rentelegramms (hypothetisch) angegebenen Strecken vom Fahrzeug tatsächlich befahren wurde, und dann wird der in der entsprechenden Zeile angegebene streckenspezifische Gebührenbetrag in den Gebührenrechner geladen und auf die in der Beschreibung des Fahrzeuggerätes erläuterte Weise verarbeitet.

In einer weiter abgewandelten Ausbildung können auch zu nächst alle im Rahmen einer Fahrt passierten Gebührensta tionen und die zugehörigen, von der jeweiligen Station übermittelten Gebührenwerte im Ereignisspeicher vermerkt werden, ohne daß bei Passieren der Stationen sofort die Abbuchungseinheit aktiviert wird. Statt dessen wird hierbei nach Beendigung einer Fahrt bzw. in einer längeren Be triebspause des Fahrzeugs oder auf ein von speziell aus gebildeten Gebührenbaken ausgesandtes "Abrechnungssignal" eine Verrechnung der aufgelaufenen Gebührenwerte vorgenom men und der Gesamt-Gebührenbetrag abgebucht. Auf diese Weise können z. B: Rabattregelungen für das Befolgen be stimmter Fahrtrouten technisch vorteilhaft umgesetzt werden.

Ein als Gebührentelegramm spezifiziertes Telegramm muß nicht notwendigerweise einen Gebührenhöhe-Block umfassen bzw. dieser kann den Gebührenwert Null repräsentieren. Mit solchen Telegrammen, die keine Abbuchung auslösen, läßt sich die Anwesenheit eines Fahrzeuges in der Umgebung eines Senders im Ereignisspeicher registrieren - was für Anwendungen wie die oben unter Bezugnahme auf Fig. 1B und 1C beschriebenen von Bedeutung ist.

Das von einer Kontrollstelle 40 an ein passierendes Fahr zeug ausgestrahlte Telegramm kann grundsätzlich ähnlich wie das in Fig. 26 gezeigte Gebührentelegramm TT aufge baut sein, was die Dokumentation der Kontrollvorgänge und deren rechtserhebliche Verwertung erleichtert. Die Betriebsart-Bits im Block MLB spezifizieren in diesem Fall eine Kontrolle, und der Unterblock TAB kann unbelegt blei ben.

Die andere Betriebsartkennung führt jedoch in der OBU 10 zu einer völlig anderen Verarbeitung des empfangenen und entschlüsselten Telegramms im Funktionsblock 10.2 statt im Block 10.3.

Wie in der Beschreibung der OBU 10 an anderer Stelle ge nauer ausgeführt, initiiert der Empfang des Kontrolltele gramms die Einschaltung der Antwortsteuereinheit 104 und die Aktivierung des Antwortsenders. Über diesen wird ein aus dem Speicherinhalt des Fahrzeugdatenspeichers 105 und der zuletzt eingegebenen Zeile des Ereignisspeichers 118 zusammengestelltes Antworttelegramm AT ausgesandt, dessen Aufbau an einem Beispiel in Fig. 28 gezeigt ist. Gemäß der Figur umfaßt es einen Betriebsart-/Längen-Block MLB(A) von einem Byte Umfang, den gespeicherten Datenblock DB des letzten mit einer Abbuchung quittierten Gebührentelegramms (siehe oben), einen Fahrzeugkennzeichenblock IDB mit vier Byte Umfang und einen Fahrzeugtechnik-Block TCB von zwei Byte Länge (in dem etwa die Achslastklasse, eine Abga sklasse des Fahrzeuges etc. übermittelt werden) sowie ei nen Prüfblock CHB(A).

Beim Empfang des Antworttelegramms AT wird im Kontrollge rät 42 in hierarchischer Ordnung zuerst der Betriebsart-/ Längen-Block MLB(A) ausgewertet, um festzustellen, ob es sich bei dem Antworttelegramm um ein von einem Fahrzeugge rät oder von einer elektronischen Fahrzeugvignette ausge sandtes Telegramm handelt. Im ersteren Falle wird an schließend der Datenblock DB ausgewertet.

Stimmt dieser mit dem Datenblock der letzten vor der Kon trollstelle gelegenen Mautstation überein (wobei vorbe stimmte Abweichungen in den Uhrzeit-Bytes zulässig sind), so wird das Antworttelegramm im Eingangsspeicher des Kon trollgerätes wieder gelöscht, ohne daß die Fahrzeug- Datenblöcke IDB, TCB überhaupt ausgewertet wurden. (Dies geschieht im übrigen auch im Falle eines - weiter unten erläuterten - gültigen Vignetten-Antworttelegramms.)

Die Auswertung des Datenblockes DB des Antworttelegramms AT stellt einen Vergleichsvorgang dar, der in der logi schen Verarbeitungseinheit 440 des Kontrollgerätes auf grund der im Arbeitsspeicher 430 gespeicherten Daten- Unterblöcke RNB, TAB und ECB der letzten Mautstation vor der Kontrollstelle und zumindest der Datums- und Stunden angabe des Zeitgebers 433 ausgeführt wird.

Wird hingegen Nichtübereinstimmung in den Datenblöcken DB festgestellt - was bedeutet, daß in der OBU nicht die Da ten der zuletzt passierten Mautstation gespeichert sind, daß mithin an der letzten Mautstation keine ordnungsgemäße Abbuchung erfolgte - , so werden die Datenblöcke IDB, TCB und zugleich die im Vollbildspeicher der Videoeinheit 45 vorliegende Videoaufnahme des Fahrzeuges der Auswertung zugeführt, wodurch das Fahrzeug identifiziert wird. Die Auswertung der Videoaufnahme wird natürlich auch veran laßt, wenn das Fahrzeug überhaupt kein Antworttelegramm ausgesandt hat.

Im beschriebenen Beispiel-Mautsystem ist die Nutzung einer elektronischen Fahrzeugvignette zum Nachweis der Benutzungsberechtigung alternativ zum Gebrauch eines Fahr zeuggerätes zugelassen, womit die Kontrollstellen des Sy stems auch zur Auswertung der Vignetten-Antwort in der La ge sein müssen. Ein Beispiel für ein Vignetten-Antwort telegramm AT(V) einer für alle Strecken eines Betreibers in einem bestimmten Zeitraum gültigen Vignette ist in Fig. 29 gezeigt.

Neben einem Betriebsart/Längen-Block MLB(V) umfaßt das Vignetten-Telegramm AT(V) im Datenblock DB(V) einen Betreibercode-Block ECB - und einen Gültigkeitszeitraum- Block VDB sowie schließlich wieder einen Prüfblock CHB(V).

In der logischen Verarbeitungseinheit 440 des Kontrollge rätes 42 gemäß Fig. 16 wird - nachdem über die Betriebs artkennung erkannt wurde, daß das empfangene Antworttele gramm ein Vignetten-Telegramm AT(V) ist - der übermittelte Betreibercode ECB mit dem im Arbeitsspeicher 430 gespei cherten Code verglichen, und danach wird ein Vergleich der Daten des Gültigkeitszeitraum-Blocks VDB mit der vom Zeit geber 433 übermittelten aktuellen Zeit (insbes. Datum) vorgenommen. Ergibt sich bei beiden Prüfungen Übereinstim mung, werden die Daten und das aufgenommene Bild des Fahr zeuges gelöscht; ergibt sich hingegen keine Übereinstim mung, werden die Daten an den zentralen Kontrollrechner übermittelt, die Aufnahme ausgewertet und das Ergebnis ebenfalls zur Zentrale übermittelt.

Soll eine Vignette nicht für alle Strecken eines Betrei bers gültig sein, können weiterhin Gebiets- bzw. Strecken kennungen im Telegramm vorgesehen sein, die im Kontrollge rät über einen Vergleich mit der im Arbeitsspeicher ge speicherten Streckenkennung der Strecke, an der das Kon trollgerät aufgestellt ist, ausgewertet werden.

Optional kann das Vignetten-Telegramm zusätzlich einen Fahrzeugmerkmals-Block umfassen, in dem für den Fall, daß die Vignetten zu nach Fahrzeugklassen gestaffelten Preisen ausgegeben werden, Fahrzeugklassen-Merkmale der Fahrzeug klasse, für die die Vignette gilt, übermittelt werden. Dieser Fall erfordert allerdings eine aufwendigere Video einheit und/oder das Vorsehen zusätzlicher Aufnehmer an der Kontrollstelle, die zur Erkennung der entsprechenden Merkmale ausgebildet sind. (Eine solche, zur Erfassung der Achslast passierender Fahrzeuge ausgebildete, Kontrollein heit ist an anderer Stelle unter Bezugnahme auf Fig. 18 beschrieben.)

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

So können der Empfänger und/oder Sender des Fahrzeuggerä tes bzw. der Fahrzeugvignette und entsprechend der Gebüh ren- bzw. Kontrollsignalsender und/oder der Antwortsignal empfänger der Kontrolleinheit auch in einem anderen Wel lenbereich, etwa dem Langwellenbereich, oder aufgrund in duktiver Kopplung betrieben werden, und es ist auch mög lich, denselben Wellenlängenbereich bzw. dasselbe physika lische Wirkprinzip für Empfänger und Sender zur Anwendung zu bringen.

Die in den Beispielen erläuterten Verarbeitungs- und Spei cherbaugruppen können auch auf anderer Weise, insbesondere mit größerer Speicherkapazität, anderer Speicherorganisa tion, als speziell konfigurierte Kundenwunschschaltkreise usw., realisiert sein.

Claims

1. Anordnung zur automatischen Erhebung von Gebühren für die Benutzung eines Verkehrsraumes in sich bewegenden Fahrzeugen, die jeweils ein einen Gebührensignalempfänger sowie eine zum Einsetzen eines elektronischen Gebühren wertträgers und zur Vornahme einer Abbuchung von diesem wie Empfang eines Gebührensignales ausgebildete Gebühren abbuchungseinheit aufweisendes Fahrzeuggerät mit sich füh ren, mit mehreren, jeweils an vorbestimmten Punkten des Verkehrsraumes angeordneten, Gebührensignalsendern zur Aussendung von Gebührensignalen, dadurch gekennzeichnet, daß eine eine Datenverbindung zu allen Gebührensignalsendern aufweisende Zentraleinheit vorgesehen ist, durch die eine zeitlich und/oder lokal differenzierte Einstellung der Ge bührenhöhe im Verkehrsraum durch Übermittlung von Gebüh reneinstellsignalen an die einzelnen Gebührensignalsender erfolgt, und
der Zentraleinheit ein Sender zur Rundum-Aussendung einer aktuellen Gebührenhöhetabelle zugeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß

- bei mindestens einem Teil der Gebührensignalsender Mittel zur lokalen Erfassung von Verkehrsdaten und/oder mindestens eines verkehrsrelevanten Umgebungsparametern sowie Mittel zur Vorverarbeitung und Übermittlung der er faßten Daten an die Zentraleinheit vorgesehen sind und
- die Zentraleinheit derart ausgebildet ist, daß sie Daten von den Erfassungsmitteln empfängt und verarbeitet, um in Abhängigkeit von diesen Daten die zeitlich und/oder lokal differenzierte Einstellung der Gebührenhöhe vor zu nehmen und/oder Verkehrsleitinformationen zu gewinnen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Verbindung zwischen der Zentraleinheit und den Gebührensignalsendern vorgese hen ist, über die diesen die aktuelle Gebührenhöhe kenn zeichnende Gebührenstellsignale übermittelt werden.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die zur Übermittlung der Gebührenstellsignale dienende Verbindung zwischen der Zentraleinheit und den Gebührensignalsendern über den Sen der zur Rundum-Aussendung der Gebührenhöhetabelle und eine entsprechende Empfangseinrichtung bei jedem Gebührensi gnalsender hergestellt wird.

5. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der der Zentraleinheit zugeordnete Sender zur Rundum-Aussendung in einem Wellenbereich und nach einer Norm ausgebildet ist, die den Empfang mit herkömmlichen Fahrzeug-Rund funkempfängern in den Fahrzeugen ermöglicht.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundum-Sender ein UKW-RDS-Sender ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß zwischen den Gebührensignalsendern und der Zentraleinheit eine Telefon verbindung mindestens zur Übermittlung von Daten von den Gebührensignalsendern zur Zentraleinheit hin vorgesehen ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Gebüh rensignalsender und die Verbindung zwischen diesen und der Zentraleinheit so ausgebildet sind, daß sie die Übertra gung bzw. den Empfang von Verkehrsleitinformationen neben den Gebührenstellsignalen ermöglichen.

9. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übermittlung der Gebührenhöhetabelle und wahlweise von Verkehrsleitinformationen über die Gebührensignalsender an die Fahrzeuggeräte erfolgt.