DE69831096T2

DE69831096T2 - Verfahren zum automatischen abbuchen von mautgebühren für fahrzeuge

Info

Publication number: DE69831096T2
Application number: DE69831096T
Authority: DE
Inventors: Kent Eriksson
Original assignee: Combitech Traffic Systems AB
Current assignee: Kapsch Trafficcom Joenkoeping Se AB
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2018-12-10
Also published as: NO321129B1; CN1146831C; KR100581114B1; SE510080C2; KR20010024706A; TW365671B; AU1988399A; EP1042738A1; SE9704853D0; SE9704853L; BR9813812A; DE69831096D1; AU748551B2; WO1999033027A1; ATE301312T1; ES2251792T3; NO20003227D0; NO20003227L; BR9813812B1; EP1042738B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Abbuchen einer Mautgebühr für ein Fahrzeug, das eine oder mehrere Zonen befährt, bei denen beim Eintritt in diese Zonen eine Mautgebühr erhoben wird. Bei dieser Erfindung wird unterschieden zwischen virtuellen Mautstationen und körperlich vorhandenen Mautstationen, wobei eine Mautgebühren-Abbuchung an der virtuellen Station erfolgt, und zwar mithilfe eines globalen Satellitennavigationssystems, mithilfe eines in das Fahrzeug eingebauten Kommunikationsgeräts, das über ein digitales mobiles Übertragungsnetzwerk mit dem Zentralsystem des Mautgebühren-Abbuchungssystems kommuniziert und mit dem Zentralsystem Informationen austauscht. In der körperlich vorhandenen Mautstation werden diese Informationen anschließend überprüft, um zu ermitteln, ob eine korrekte Abbuchung der Mautgebühr für das Fahrzeug erfolgte oder ob die Abbuchung im nachhinein erfolgen muss.
STAND DER TECHNIK
Automatische Stationen zum Abbuchen von Mautgebühren sind bereits in einer Reihe von Konstruktionsprinzipien bekannt. Das Dokument PCT/DE95/00107 (WO-A-9520801) beschreibt ein Beispiel eines Mautgebühren-Abbuchungssystems des in der Einleitung beschriebenen Typs. Das besagte Dokument beschreibt ein System zum Abbuchen von Mautgebühren, das wenigstens eine virtuelle Mautstation auf dem Verkehrsweg umfasst sowie im Zusammenhang mit der Mautstation eine Überwachungsstation, die körperlich vorhanden ist. Eine körperlich vorhandene Mautstation ist mit Hardware ausgerüstet, z. B. mit Kommunikationseinheiten und Bildgebungsgeräten wie bspw. Videokameras. Ein Fahrzeug, das sich an der virtuellen Mautstation aufhält, ist in der Lage, Daten über ein digitales mobiles Übertragungsnetzwerk an eine Zentraleinheit zu übermitteln. Die virtuellen Mautstationen sind an vorgegebenen geografischen Positionen definiert. Mithilfe eines GPS-Systems (Global Positioning System) wird die Position des Fahrzeugs kontinuierlich festgestellt und mit den Positionen der virtuellen Mautstationen verglichen. Wenn die Position des Fahrzeugs mit der Position einer der vorgegebenen virtuellen Mautstationen übereinstimmt, wird das durch die Ausrüstung im Fahrzeug angezeigt, woraufhin das Fahrzeug die Kommunikation mit dem digitalen mobilen Übertragungsnetzwerk herstellt. Vom Fahrzeug werden dabei Daten, einschließlich Daten zu Mautgebühren und Verrechnungskonto, zur Zentraleinheit übermittelt. Dann wird von der Zentraleinheit ein Zahlungsnachweis für den erforderlichen Betrag zur körperlich vorhandenen Station gesendet. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass bereits vorhandene Infrastruktur verwendet werden kann, d. h. sowohl das GPS-System als auch die GSM-Technologie für das digitale mobile Übertragungsnetzwerk. Allerdings sind dazu Investitionen in die straßenseitige Ausrüstung erforderlich. Ein weiterer sehr wichtiger Vorteil besteht darin, dass eine ausreichend große Zeit zugelassen werden kann für den Datenaustausch zwischen der Fahrzeugausrüstung und der Zentraleinheit, so dass die gesamte Transaktion ohne Kapazitätsprobleme bei der Computerleistung oder bei der Kommunikation realisiert werden kann. Dies stellt normalerweise Probleme dar, wenn sämtliche Informationen in vorhandenen Systemen innerhalb eines Gebietes übertragen werden, das aus der Kommunikationszone einer körperlich vorhandenen Mautstation besteht. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz dieses Verfahrens die sowohl zeitliche als auch räumliche Trennung der Abbuchung von Mautgebühren von der Überwachung der korrekten Bezahlung der Gebühren durch die Fahrzeuge.
Ein Nachteil des in PCT/DE95/00107 (WO-A-9520801) beschriebenen Geräts besteht darin, dass der Zahlungsnachweis von der Zentraleinheit zur körperlich vorhandenen Mautstation gesendet wird, was bedeutet, dass eine große Datenmenge gesendet werden muss und in jeder körperlich vorhandenen Mautstation innerhalb eines bestimmten Gebiets verfügbar sein muss, da zum Zeitpunkt der Bezahlung nicht klar ist, welche körperlich vorhandene Mautstation anschließend passiert wird. Darüber hinaus sind für die Computer in der körperlich vorhandenen Mautstation große Speicher- und Suchkapazitäten erforderlich. Es gibt keine direkte Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der körperlich vorhandenen Mautstation, was bedeutet, dass die Zuordnung zwischen der Fahrzeugidentität und dem Nachweis fehlt.
Das Dokument PCT/GB95/00198 (WO-A-9521424) beschreibt ein weiteres Beispiel eines Gerätes zum automatischen Abbuchen von Mautgebühren für Fahrzeuge unter Verwendung der GSM-Technologie. Im besagten Dokument liegt der Schwerpunkt auf der Abbuchung von Mautgebühren bei Beibehaltung der Anonymität des Fahrzeugs. Dies wird mithilfe einer auf die Mautabbuchungsstation zugeschnittenen Fahrzeugkennung erreicht, welche ein im Fahrzeug vorhandenes Kommunikationsgerät identifiziert oder ein mit einem elektronischen Guthabenspeicher zum Abbuchen von Mautgebühren ausgestattetes Fahrzeug identifiziert.
Dieses System ist auch mit Geräten ausgestattet, die für die Zuordnung der Fahrzeugkennung zu einer Kennung für den elektronischen Guthabenspeicher sorgt. Außerdem ist das System so aufgebaut, dass die Fahrzeugkennung nicht verwendet wird, wenn die Mautgebühren-Abbuchung korrekt erfolgt ist, oder dass die Guthabenspeicher-Kennung nicht verwendet wird, wenn die Mautgebühren-Abbuchung nicht zufrieden stellend erfolgt ist. Aus dem Dokument geht auch hervor, dass es sich bei dem Kommunikationsgerät um einen GSM-Sender/Empfänger handeln kann. Es enthält jedoch keine Beschreibung eines Typs eines virtuellen Abbuchungssystems. Das bedeutet, dass es bei diesem Verfahren nicht möglich ist, eine Mautgebühren-Abbuchung im Voraus durchzuführen oder den jeweiligen Fahrzeugen einen Nachweis über die erfolgte Zahlung zuzuweisen, bevor die körperlich vorhandene Mautstation passiert wird. Daher gilt die Anforderung, dass sämtliche Kommunikations- und Identifizierungsaktivitäten der verschiedenen Geräte im verfügbaren Zeitraum erfolgen muss, also in der Zeit, in der sich das Fahrzeug im Gebiet der körperlich vorhandenen Mautstation befindet. Infolge des Zeitmangels kommt es zu einem Problem, das konkret darin besteht, in der verfügbaren kurzen Zeitdauer die Identifizierung der Fahrzeuge, die Durchführung der Abbuchung und außerdem die Verfolgung der Fahrzeuge durchzuführen, für die eine korrekte Abbuchung nicht durchgeführt werden konnte, so dass die Abbuchung für diese Fahrzeuge später erfolgen kann.
Dokument WO 95/20801 beschreibt die Ermittlung von Mautgebühren für Verkehrswege und Verkehrsgebiete, wobei die Mautgebühren mithilfe eines in einem Fahrzeug installierten Geräts und auf der Grundlage von Positions- und Tarifdaten erfolgt. Die Daten werden dann über ein Datenübertragungssystem zu einem zentralen Punkt übertragen, wobei die Möglichkeit der Verifizierung der jeweiligen Gebühr besteht. Ein Nachteil bei dieser Herangehensweise besteht in der Schwierigkeit, eine Zuordnung zwischen den übertragenen Daten und den Fahrzeugen im System herzustellen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum automatischen Abbuchen von Mautgebühren für Fahrzeuge bereitgestellt, wie es in Anspruch 1 beschrieben ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber dem bekannten Verfahren besteht darin, dass das digitale mobile Übertragungsnetzwerk nicht im selben Ausmaß belastet wird wie beim nächstliegenden bekannten Stand der Technik. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass nicht die gleichen Speicher- und Suchkapazitäten in den Speichergeräten der körperlich vorhandenen Mautstation wie beim in der Einleitung beschriebenen Stand der Technik benötigt werden.
BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
1 veranschaulicht schematisch das Prinzip der Abbuchung von Mautgebühren entsprechend dem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration aus Geräten in Fahrzeugen, der körperlich vorhandenen Mautstation und der Zentraleinheit des Mautabbuchungssystems.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Reihe von unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben.
Die automatische Abbuchung von Mautgebühren, um einem Fahrzeug die Benutzung eines bestimmten Verkehrsweges oder einer Verkehrszone zu gestatten, erfordert ein Überwachungssystem. Entsprechend einer Ausführungsform des Verfahrens und des Geräts zum automatischen Abbuchen von Mautgebühren für Fahrzeuge umfasst das Überwachungssystem Fahrzeugausrüstung und eine straßenseitige Einheit. Die Fahrzeugausrüstung umfasst:

– ein erstes Kommunikationsgerät (1) im Fahrzeug V1–V4 zur lokalen Kommunikation (2) mit einer straßenseitigen Einheit (3) in einer körperlich vorhandenen Mautstation (4). Das erste Kommunikationsgerät (1) kann einen Transponder für die lokale Kommunikation (2) mithilfe von Mikrowellen aufweisen bzw. analoge Geräte, die andere Übertragungsmedien als Mikrowellen verwenden, wie z. B. Ultraschall, lichtinduktive Übertragung usw. Bei Verwendung von Mikrowellen als Übertragungsmedium wird DSRC (Dedicated Short Range Communication) bevorzugt. Andere Quellen, die als Übertragungsmedium für die lokale Kommunikationsverbindung (2) zwischen den Fahrzeugen V1–V4 und der straßenseitigen Einheit (3) verwendet werden können, sind UWB-Wellen (Ultra Wide Band – Ultrabreitband), Ultraschall, Infrarot-Licht, Laser-Licht oder normales (sichtbares) Licht,
– einen ersten Prozessor (5) zum Berechnen und/oder Abziehen von Mautgebühren und zum Steuern der Kommunikation zwischen den inneren Einheiten des Fahrzeugs und der Außenwelt,
– eine Speichereinheit (6) zum Speichern von Daten wie z. B. Benutzeridentität, Positionen der virtuellen Mautstationen (7), Tarifen usw. zum Berechnen der besagten Mautgebühren. Die Benutzeridentität kann aus der Fahrzeug-Identität, der Guthabenspeicher-Identität oder der Transponder-Identität bestehen,
– einen GNSS-Empfänger (Global Navigation Satellite System – Globales Satellitennavigationssystem), der aus einem GPS-Empfänger (8) zum Empfangen (9) der Signale von Navigationssatelliten (10) besteht,
– einem Sender/Empfänger in einem zellularen mobilen Übertragungsnetzwerk (CN – Cellular Network), üblicherweise in Form eines GSM-Telefons (11) für eine zentrale Kommunikation (12) mit einer Zentraleinheit (C) im Mautabbuchungssystem und darüber hinaus vorzugsweise
– eine Leseeinrichtung (13) zum Lesen und Abbuchen von Chipkarten mit Mikroprozessor (so genannten Smart Cards) verwendet wird, wobei eine geeignete CN-Einheit und eine Leseeinrichtung (13) in ein Mobiltelefon (15) integriert sind und
– die Kommunikation dieser besagten Einheiten im Fahrzeug untereinander über ein vorhandenes Fahrzeug-LAN erfolgt, wobei die Kommunikation über einen CAN-Datenbus oder über einen ITS-Bus oder über geeignete Schnittstellen (oder Kabel) abläuft.

Die körperlich vorhandene Mautstation (4) umfasst

– eine straßenseitige Einheit (3), die über ein zweites Kommunikationsgerät (16) für die lokale Kommunikation (2) mit einem ersten Kommunikationsgerät (1) in einem der zuvor erwähnten Fahrzeuge V1–V4. Bei Verwendung von Mikrowellen als Übertragungsmedium wird DSRC (Dedicated Short Range Communication) bevorzugt. Andere Quellen, die als Übertragungsmedium für die lokale Kommunikationsverbindung (2) zwischen den Fahrzeugen V1–V4 und der straßenseitigen Einheit (3) verwendet werden können, sind UWB-Wellen (Ultra Wide Band – Ultrabreitband), Ultraschall, Infrarot-Licht, Laser-Licht oder normales Licht,
– Videoausrüstung (17a–17c) sowie geeignete Beleuchtungsausrüstung zur Wiedergabe charakteristischer Merkmale des Fahrzeugs V1–V4, wie z. B. des Nummernschilds, und zur Erkennung der physischen Fahrzeugform, einschließlich der erforderlichen Bildverarbeitungsausrüstung (18) mit OCR-Funktion (Optical Character Recognition – optische Zeichenerkennung) zur Identifizierung der Registrierungsnummer oder gleichwertiger Merkmale,
– einen zweiten Prozessor (19) in der straßenseitigen Einheit (3) zur Ermittlung der Position der Fahrzeuge V3 und V4 innerhalb der körperlich vorhandenen Mautstation auf der Grundlage der Informationen aus den Messungen mithilfe
a) der lokalen Kommunikation (2) zwischen dem ersten Kommunikationsgerät (1) im Fahrzeug V3, V4 und dem zweiten Kommunikationsgerät (16) in der straßenseitigen Einheit (3),
b) der Informationen von der Bildverarbeitungsausrüstung (18) sowie mithilfe
c) der Zuordnung der Positionen, die sich aus den Messungen, welche mithilfe beider Kommunikationsgeräte (1, 16) durchgeführt wurden, und aus den Informationen von der Bildverarbeitungsausrüstung (18) ergeben,
– eine Speichereinheit (20) in der straßenseitigen Einheit (3) zum Speichern von Daten im Zusammenhang mit den Positionen, die sich aus der lokalen Kommunikation (2) zwischen dem ersten (1) und dem zweiten (16) Kommunikationsgerät ergeben,
– Ausrüstung (21) in der straßenseitigen Einheit (3), die geeignet ist für die Übertragung (22) von registrierten Daten zur Zentraleinheit (z. B. über GSM, WAN oder über optische Glasfasernetzwerke) und
– Verschlüsselungsausrüstung zur verschlüsselten Übertragung von Daten zwischen der körperlich vorhandenen Mautstation (4) und der Zentraleinheit (C).

In diesem Text schließt der Begriff „Verschlüsselung" die Vorstellung ein, dass die Nachricht verschlüsselt sein kann, um ein Abhören zu verhindern, der Begriff „Verschlüsselung" wird aber auch und alternativ im Sinne von Authentifizierung verwendet, das heißt, dass der verschlüsselten Nachricht eine Prüfsumme oder eine digitale Signatur angehängt wird, mit deren Hilfe sichergestellt wird, dass die Nachricht nicht verstümmelt ist und dass es sich beim Absender wirklich um den angegebenen Absender handelt.
Abgesehen von den oben beschriebenen Einheiten wird angenommen, dass die Zentraleinheit C die erforderliche Ausrüstung enthält, und zwar in Form eines dritten Prozessors (23), einer zentralen Speichereinheit (24), eines SAM (Security Application Module) (25), der Kommunikationsausrüstung (26) für die zentrale Kommunikation (12) mit den GSM-Telefonen (11) der Fahrzeuge und mit der Kommunikationsausrüstung (21) der körperlich vorhandenen Mautstation, von wo aus die Übertragung (22) der Daten von der straßenseitigen Einheit (3) zur Zentraleinheit bewirkt wird.
Die Mautgebühren-Abbuchung läuft wie folgt ab:
In der Speichereinheit des Fahrzeugs sind die benötigten Informationen gespeichert, z. B. Tarife für die Mautgebührenabrechnung und Positionen von virtuellen Mautstationen (7), wobei diese Informationen entweder vorgespeichert sind oder kontinuierlich aktualisiert werden, z. B. über das GSM-Netzwerk oder die RDS-TMC-Verbindung (Radio Data System – Traffic Message Channel) oder alternativ über Mikrowellensender oder dergleichen.
Mithilfe des GPS-Empfängers (8) des Fahrzeugs (oder mithilfe eines weiteren GNSS-Empfängers) werden kontinuierlich Informationen über die Fahrzeugposition abgerufen. Wenn die Position des Fahrzeugs mit der Position einer der virtuellen Mautstationen (7) übereinstimmt, deren Position in der Speichereinheit (6) des Fahrzeugs gespeichert ist, wie das in 1 für Fahrzeug V2 gezeigt ist, dann wird die Zentraleinheit C vom GSM-Telefon (11) (oder von einem anderen Sender/Empfänger in einem zellularen Netzwerk) kontaktiert. Die ermittelte Position der virtuellen Mautstation befindet sich in einem geeigneten Abstand vor einer körperlich vorhandenen Mautstation (4), die das Fahrzeug nachfolgend passiert. In der virtuellen Mautstation (7) wird für das Fahrzeug V1–V4 eine Mautgebühr abgebucht, in diesem Beispiel über das GSM-Netzwerk. Vom Fahrzeug V1–V4 wird zur Zentraleinheit C ein verschlüsseltes Signal gesendet, das Informationen über mindestens eine Transponder-Identität sowie eine Zeitangabe enthält. Nachfolgend wird eine Zahlungstransaktion mithilfe des Prozessors der Zentraleinheit C durchgeführt, bei der entweder ein vorausbezahltes Konto belastet wird, das der Transponder-Identität zugeordnet ist, oder die entsprechende Mautgebühr auf der Grundlage der in der Speichereinheit (6) des Fahrzeugs gespeicherten Tarife von einer Smart Card im Fahrzeug abgezogen wird, die über das GSM-Netzwerk kommunizieren kann. Die Mautgebühr wird durch den Prozessor (5) des Fahrzeugs berechnet. Alternativ ist es auch möglich, vom Fahrzeug aus anstelle der Transponder-Identität die Fahrzeug-Identität zu senden.
Im Fahrzeug V2 sollte es Ausrüstung (z. B. MMI) geben, die den Fahrer darüber informiert, dass er eine geografisch definierte Zone befahren hat, in der eine virtuelle Mautstation (7) vorhanden ist, und die anzeigt, dass eine Mautgebühr gezahlt werden muss. Das bietet die Vorteile, dass dem Fahrer nicht ohne dessen Wissen Mautgebühren berechnet werden, dass dem Fahrer die Entscheidungsmöglichkeit gegeben wird, mit welchem Verfahren die Zahlung erfolgen soll (z. B. über ein Konto oder über eine Smart Card) und schließlich dass die Smart Card sich nicht die ganze Zeit in der Leseeinrichtung befinden muss.
Wenn der Prozessor (23) der Zentraleinheit registriert, dass das Fahrzeug die entsprechende Mautgebühr bezahlt hat, wird eine verschlüsselte Bestätigung über das GSM-Netzwerk zurückgesendet, und zwar in Form eines Nachweises, dass für das Fahrzeug V1–V4, das die spezielle Transponder-Identität besitzt, eine Abbuchung einer Mautgebühr einer bestimmten Summe erfolgte. Das bedeutet, dass das Fahrzeug selbst einen Nachweis mit sich führt, dass die Mautgebühr bereits bezahlt wurde, bevor das Fahrzeug V1–V4 in das Gebiet einer nachfolgenden körperlich vorhandene Mautstation (4) einfährt. Bei dieser Prozedur besteht die einzige Aufgabe, die an der körperlich vorhandenen Mautstation (4) durchgeführt werden muss, in der Verifizierung, dass das passierende Fahrzeug mit einer Mautgebühr belastet wurde, die der jeweiligen Fahrzeugkategorie entspricht.
Wenn das Fahrzeug die körperlich vorhandene Mautstation (4) erreicht, wird vom Kommunikationsgerät (1) des Fahrzeugs ein verschlüsseltes Signal an das Kommunikationsgerät (16) der straßenseitigen Einheit (3) gesendet, und zwar entweder nach Abfrage durch die Ausrüstung der straßenseitigen Einheit oder kontinuierlich innerhalb eines Zeitintervalls, in dem die Kommunikation (2) fortgesetzt werden kann, weil die Reichweite für die Kommunikation begrenzt ist. Das Signal besteht aus einer verschlüsselten Nachricht, die Daten zur Transponder-Identität und zum Nachweis der Zahlung enthält sowie vorzugsweise Informationen zur Fahrzeugkategorie. Die zuletzt genannten Informationen können dann verwendet werden, um der Videoausrüstung (17a–17c) der Mautstation (4) eine Überprüfung der Fahrzeugkategorie zu ermöglichen. Das Passieren des Fahrzeugs V1–V4 durch die körperlich vorhandene Mautstation (4) wird mithilfe von Videoüberwachung überwacht, indem die Identität des Fahrzeugs wie z. B. das Nummernschild des Fahrzeugs oder andere physische Merkmale des Fahrzeugs bildlich erfasst wird, und sogar durch Erkennung der physischen Fahrzeugform, um die Fahrzeugkategorie zu überprüfen, die wie eben beschrieben vom Fahrzeug über die Kommunikationsverbindung (2) zwischen dem Fahrzeug V1–V4 und der straßenseitigen Einheit (3) gemeldet wird. Eine alternative Prozedur ist es, lediglich solche Fahrzeuge bildlich zu erfassen, für die eine korrekte Abbuchung der Mautgebührzahlung nicht registriert werden kann.
Die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug V1–V4 und der straßenseitigen Einheit (3) enthält eine Eingabe der Fahrzeugpositionen. Eine analoge Positionserkennung wird sogar mithilfe der Bildverarbeitung der Ergebnisse aus der Videoüberwachung unter Verwendung der Bildverarbeitungsausrüstung (18) durchgeführt, die zur Analyse mit dem Prozessor (1) der straßenseitigen Einheit (3) kommuniziert. Indem die Eingabepositionen, die zum Teil aus der erwähnten Kommunikation (2) zwischen dem Fahrzeug und der straßenseitigen Einheit abgeleitet werden und zum Teil aus den Positionen, die von der Videoüberwachung ermittelt werden, einander zugeordnet werden, wird die Kommunikation (2) mit einem bestimmten Fahrzeug V1–V4 mit dem von der Videoüberwachung bildlich erfassten Fahrzeug verknüpft. Diese Zuordnung ist beim heutigen Verfahren sehr erwünscht, weil es einerseits noch nicht möglich ist, eine einhundertprozentige Identifizierung von Registrierungsnummern durch Videoüberwachung zu gewährleisten, und es andererseits nicht möglich ist, eine einhundertprozentige Funktionssicherheit der Kommunikation zwischen Fahrzeug und straßenseitiger Einheit zu erreichen. Wenn das möglich wäre, würde es ausreichen, eine Zuordnung zwischen der Registrierungsnummer, die von der Kommunikation zwischen Fahrzeug und straßenseitiger Einheit angegeben wird, und der durch die Videoüberwachung identifizierte Registrierungsnummer herzustellen. Eine solche Zuordnung ist erwünscht, um die Gefahr auszuschalten, dass z. B. die in der Fahrzeugausrüstung gespeicherten Fahrzeugdaten illegal manipuliert werden.
Wenn es nicht möglich ist, die korrekte Abbuchung eines bestimmten Fahrzeugs mit einer bestimmten Videoregistrierung zu verknüpfen, wird die Abbildung des Fahrzeugs zusammen mit der Transponder-Identität und einer Angabe der Uhrzeit und der Zone an die Zentraleinheit gesendet und bildet dort die Grundlage für die nachfolgende Abbuchung einer Mautgebühr. Wenn eine korrekte Abbuchung erfolgt ist, werden die Abbildungen und andere Informationen, die im Speicher der straßenseitigen Einheit gespeichert sind, gelöscht, um die Integrität der Benutzer zu gewährleisten.
Im vorgeschlagenen Beispiel erfolgt die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen V1–V4 und der straßenseitigen Einheit (3) mithilfe von Mikrowellen.
Ein Vorteil des beschriebenen Systems gegenüber den bekannten Systemen besteht darin, dass es eine ausreichend große Zeit für die Kommunikation der Transaktionsdaten mit unterschiedlicher Länge einräumt. Das hat zur Folge, dass in der kurzen Zeit, in der die Mikrowellenverbindung entsprechend unserem Beispiel innerhalb der körperlich vorhandenen Mautstation (4) besteht, andere Daten problemlos zwischen dem ersten und dem zweiten Kommunikationsgerät übertragen werden können. Darüber hinaus stellt die lokale Bildverarbeitung der registrierten Fahrzeuge nur geringe Anforderungen an das Kommunikationsnetzwerk zwischen der straßenseitigen Einheit (3) und der Zentraleinheit C und belastet dieses Netzwerk nur gering.
Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Technik entsprechend dem Aspekt der Erfindung besteht darin, dass es eine automatische Abbuchung von Mautgebühren auf mehrspurigen Straßen ermöglicht und außerdem die Abbuchung und Durchführung der Zahlungstransaktionen in Echtzeit ermöglicht, was zur erhöhten Anonymität der Benutzer in diesem System beiträgt.

Claims

Verfahren zum automatischen Abbuchen von Mautgebühren für Fahrzeuge (V1–V4) auf Verkehrswegen oder in Verkehrszonen, wo wenigstens eine virtuelle Mautstation (7) in Bezug zu einer körperlich vorhandenen Mautstation (4) geografisch vorherbestimmt ist, wo ein einzelnes Fahrzeug (V1–V4) mit Fahrzeugausrüstung ausgerüstet ist und die Fahrzeugausrüstung umfasst: – ein erstes Kommunikationsgerät (1) zur Kommunikation mit einer strassenseitigen Einheit (3) bei der körperlich vorhandenen Mautstation (4); – ein Sender/Empfänger (11) zur Kommunikation (12) mittels eines zellularen Netzwerkes mit einer Zentraleinheit (C); – und einen ersten Prozessor (5), einer Speichereinheit (6) und ein Empfänger (8) für ein GNNS-System; wobei – der Empfänger (8) Signale liefert, aus welchen der erste Prozessor (5) die Position des Fahrzeuges (V1–V4) liest und den Eintritt des Fahrzeugs in die wenigstens eine Mautstation (7) erkennt durch Vergleich der gelesenen Fahrzeugposition mit den Positionen der virtuellen Mautstationen, Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind; – auf Entritt des Fahrzeugs (V1–V4) in die wenigstens eine Mautstation (7) kündigt der Sender/Empfänger (11) an, mittels des zellularen Netzwerkes zur Zentraleinheit (C), dass eine Mautgebühren-Abbuchung durchzuführen ist; – die Zentraleinheit führt die Mautgebühren-Abbuchung für das Fahrzeug (V1–V4) durch; – die Zentraleinheit (C) übermittelt einen Empfangsnachweis über die Abbuchung zum Fahrzeug mittels des Senders/Empfängers (11) zurück; – auf Eintritt in die körperlich vorhandene Mautstation (4) sendet das erste Kommunikationsgerät (1) zur strassenseitigen Einheit (3) den Empfangsnachweis als Beweis dafür, dass die korrekte Gebühr gezahlt wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit der Mautgebührenabbuchung wenigstens eine Transponder-Identität und eine Angabe der Zeit vom Fahrzeug (V1–V4) an die Zentraleinheit (C) gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit der Mautgebührenabbuchung die Zentraleinheit (C) ein transponderidentitätsverbundenes Gerät belastet, welches eine Geldsumme enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit der Mautgebührenabbuchung wenigstens eine Fahrzeug-Identität oder Guthabenspeicher-Identität und eine Aussage über die Zeit vom Fahrzeug an die Zentraleinheit (C) gesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit der Mautgebührenabbuchung die Zentraleinheit (C) ein Gerät belastet, welches mit der Fahrzeugidentität verbunden ist oder mit der Guthabenspeicher-Identität verbunden ist und welches eine Geldsumme enthält.
Verfahren nach Ansprüchen 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangsnachweis, welcher von der Zentraleinheit (C) zum Fahrzeug (V1–V4) zur Speicherung in der Fahrzeugausrüstungsspeicherungseinheit (6) gesendet wurde, sowohl Daten enthält, die das Fahrzeug identifizieren, als auch Daten der erhobenen Mautbelastung für das Fahrzeug.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangsnachweis, welcher vom Fahrzeug (V1–V4) zu einem zweiten Kommunikationsgerät (16) in der körperlich vorhandenen Mautstation (4) gesendet wurde, sowohl Daten enthält, die das Fahrzeug identifizieren, als auch Daten der erhobenen Mautbelastung für das Fahrzeug.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal, welches die Empfangsnachweis darstellt, verschlüsselt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal, welches die Empfangsnachweis darstellt, verschlüsselt ist und eine digitale Signatur und eine kryptografische Total-Überprüfung enthält.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangsnachweis auch Daten enthält, zu welcher Kategorie das Fahrzeug (V1–V4) gehört.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug (V1–V4) und der Zentraleinheit (C) verschlüsselt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweils passierende Fahrzeug (V1–V4) in der körperlich vorhandenen Mautstation (4) mittels einer Übereinstimmung zwischen der in einem bildgebenden Verfahren erhaltenden Fahrzeugidentität und den in dem Empfangsnachweis enthaltenden Daten identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kommunikation (12) zwischen dem Sender/Empfänger (11) im Fahrzeug (V1–V4) und der Kommunikationsausrüstung (26) in der Zentraleinheit (C) mittels eines zellularen mobilen Übertragungsnetzwerks, wie ein GSM-Netzwerk, stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kommunikation (2) zwischen dem ersten Kommunikationsgerät (1) in einem Fahrzeug (V1–V4) und dem zweiten Kommunikationsgerät (16) in der körperlich vorhandenen Mautstation (4) durchgeführt wird durch eine der folgenden Trägermedien: Mikrowellen, UWB-Wellen, Ultraschall, Infrarot-Licht, Laser, normales Licht und induktive Übertragung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fahrzeugsausrüstungsspeichereinheit (6) die notwendigen Informationen gespeichert sind, solche wie Tarife zur Gebührenabbuchung und Positionen von virtuellen Mautstationen (7).