EP0741891B1 - Method and system for determining toll charges for traffic routes and/or areas - Google Patents

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EP0741891B1
EP0741891B1 EP19950908871 EP95908871A EP0741891B1 EP 0741891 B1 EP0741891 B1 EP 0741891B1 EP 19950908871 EP19950908871 EP 19950908871 EP 95908871 A EP95908871 A EP 95908871A EP 0741891 B1 EP0741891 B1 EP 0741891B1
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Reinhold Mertens
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T-Mobile Deutschland GmbH
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T-Mobile Deutschland GmbH
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    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07BTICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B15/00Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
    • G07B15/06Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems
    • G07B15/063Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems using wireless information transmission between the vehicle and a fixed station

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Ermittlung von Nutzungsgebühren für Verkehrswege und/oder Verkehrsflächen. The invention relates to a method and an arrangement for the determination of usage charges for traffic routes and / or traffic areas.

Zur Erhebung von Nutzungsgebühren (Maut) für Verkehrswege, insbesondere Straßen, sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden. To collect usage fees (toll) for traffic routes, in particular roads, different processes have become known. Allgemeine Verbreitung haben bis jetzt jedoch nur Mautstationen gefunden, an denen die Fahrzeuge anhalten und nach Entrichtung der Maut die gebührenpflichtige Straße befahren dürfen. General spreading have so far, however, found only toll stations at which to stop the vehicles allowed to enter the toll road to pay tolls. Bei viel befahrenen Straßen führt dieses trotz einer Vielzahl einzelner Zahlstellen zu Staus. At busy roads this despite a large number of individual paying agents leads to congestion. Auch Einrichtungen, bei denen man in langsamer Fahrt eine Münze in einen Trichter wirft, bringen nur beschränkt Abhilfe. Even devices where you throw a coin into a funnel at slow speed, bring only limited relief.

Darüberhinaus sind Verfahren zur automatischen Ermittlung und Abbuchung von Nutzungsgebühren bekanntgeworden. In addition, methods have been disclosed for automatically determining and debiting of tolls. Bei dem in NTZ, Band 46 (1993), Heft 4 "Zukünftige automatische Gebührenerfassung für den Straßenverkehr" bescnriebenen Verfahren werden Erhebungsstellen mit Einrichtungen ausgerüstet, bei denen eine Kommunikation zwischen der Erhebungsstelle und dem Fahrzeug stattfindet. Wherein in NTZ, vol 46 (1993), Issue 4 "Future automatic billing for road" bescnriebenen method levy points are equipped with devices in which communication between the charging point and the vehicle takes place. Deshalb hat die Überwachung der Zahlung auch unmittelbar beim Passieren der meist als Brücke ausgeführten Erhebungsstelle zu erfolgen. Therefore, the monitoring of the payment has to be made immediately on passing the collection agency executed usually as a bridge. Ferner ist die Kommunikation nur in räumlich begrenzten Zonen möglich, um eine Eindeutigkeit zwischen dem Kommunizierenden und dem mit einer Kamera erfaßten Fahrzeug zu garantieren. Further, the communication is possible only in limited areas, to ensure uniqueness between the communicating and the vehicle detected with a camera. Ferner ist es wegen der begrenzten Kommunikationszeiten nicht möglich, die im Bank- und Kreditgewerbe üblichen Sicherheitsverfahren zum elektronischen Geldtransfer anzuwenden. Furthermore, it is not possible because of the limited communication times to apply the standard in banking and banking security procedures for electronic money transfer. Außerdem müssen alle Fahrzeuge mit kommunikationsfähigen Endgeräten ausgestattet werden, um die Überwachungskameras passieren zu können, ohne aufgenommen und als Nichtzahler betrachtet zu werden. In addition, all vehicles must be equipped with communications-enabled devices to be able to pass through the security cameras without being recorded and considered non-payers.

Ein erheblicher Aufwand für Erhebungsstellen und eine begrenzte Kommunikationszeit sind bei derartigen Systemen auch dann gegeben, wenn wie bei WO 91/18354 die Berechnung der Gebühren im Fahrzeug erfolgt. A significant effort for collection sites and limited communication time are also given in such systems when such occurs at WO 91/18354 calculating the fees in the vehicle.

Ein in VDI Nachrichten vom 20.08.93, Seite 2 bis 3 beschriebenes Erfassungssystem nutzt eine Positionsbestimmung des Fahrzeugs mit Hilfe des GPS-Systems (Global Positioning System), mit welchem eine Positionsbestimmung durch Satelliten erfolgt, was im übrigen auch in FR 26 70 002 A1 beschrieben ist. A process described in VDI messages from 20.08.93, page 2 to 3 detection system uses a position determination of the vehicle with the aid of the GPS system (Global Positioning System) to which a position determination is made by satellite, which, moreover, in FR 26 70 002 A1 is described. Damit sind lediglich virtuelle Erhebungsstellen erforderlich, so daß der Aufwand für geeignete Bauwerke entfällt. Thus, only virtual collection points are required such that the outlay for suitable buildings is not necessary. Die Kontrolle der jeweiligen Abbuchung basiert auf einer Kombination aus Bakensystem und Kamera. The control of each debit based on a combination of beacon system and camera. Die sicherheitsrelevanten Vorgänge zum Geldtransfer erfolgen ausschließlich lokal im Fahrzeug. The safety-related operations for money transfer made exclusively locally in the vehicle. Da die Berechnung der Gebühren nur im Fahrzeug erfolgt, ist eine verkehrsabhängige Dynamisierung der Tarife nicht möglich. Since the calculation of the fee will only be in the vehicle, a traffic-dependent dynamics of rates is not possible. Wie auch bei dem erstgenannten bekannten Verfahren ist eine Kontrolle nur während einer beschränkten Verbindungsdauer zwischen dem kontollierenden Fahrzeug und einer festen Station möglich. As with the first-mentioned known methods, a control is possible only during a limited connection time between the kontollierenden vehicle and a fixed station.

Auch sind alle Fahrzeuge zum Passieren eines gebührenpflichtigen Streckenabschnitts mit elektronischen Geräten auszustatten. All vehicles shall be provided a toll route section with electronic devices to pass.

Ein aus WO 92/10824 bekanntes Fahrzeugleit- und Zielführungssystem ist dadurch zur Mautabrechnung verwendbar, daß Baken zur Ortsbestimmung für eine im Fahrzeug stattfindende Gebührenberechnung dienen. A method known from WO 92/10824 vehicle and destination guidance system is characterized useful for the toll collection that beacons are used for determining the location of a vehicle takes place in the charge calculation. die Gebühren werden dann wie bei einem aus GB 22 48 957 A bekannten System von einer Guthabenkarte abgebucht. The charges are then deducted, as in a process known from GB 22 48 957 A system of a prepaid card. Da Da die Berechnung der Gebühren nur im Fahrzeug erfolgt, ist eine verkehrsabhängige Dynamisierung der Tarife nicht möglich. Since Since the calculation of the fee will only be in the vehicle, a traffic-dependent dynamics of rates is not possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ermittlung von Nutzungsgebühren für Verkehrswege vorzuschlagen, welches mit einem geringen Aufwand bezüglich stationärer Einrichtungen arbeitet und bei welchem eine sichere Übertragung der jeweils ermittelten Nutzungsgebühren bis zu einer Abbuchung von einem Konto oder einer Guthabenbörse des Benutzers möglich ist. The object of the present invention is to propose a method for the determination of usage charges for traffic routes, which operates on a low cost with respect to stationary equipment and in which a reliable transmission of the usage fees determined in each case up to a debiting of an account or credit purse of the user possible ,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit Hilfe einer in einem Fahrzeug befindlichen Einrichtung aufgrund von Positionsdaten und Tarifdaten Nutzungsgebühren berechnet und über ein digitales Mobilfunknetz an eine Zentralstelle übertragen werden. This object is inventively achieved in that are calculated by means of a device located in a vehicle on the basis of position data and tariff data use fees and transmitted via a digital mobile radio network to a central office. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß grundsätzlich vorhandene Infrastruktur, wie beispielsweise das GPS-System und digitale Mobilfunknetze, benutzt werden kann. The inventive method has the advantage that in principle, existing infrastructure such as the GPS system and digital cellular networks can be used. Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft, daß zur Übertragung der Nutzungsgebühren eine ausreichende Zeit zur Verfügung steht, so daß alle Maßnahmen zur Sicherung der Übertragung möglich sind. It is also advantageous in the present process, that is for transmission of the usage charges for a sufficient time is available, so that all the measures to secure the transmission are possible. Außerdem sind die Erhebung der Gebühren und die Überwachung zeitlich und örtlich voneinander entkoppelt. In addition, the levying of charges and the monitoring are decoupled from each other in time and place.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur für Straßen, sondern auch für andere Verkehrswege, wie Luft- und Wasserstraßen und Schienenwege, anwendbar. The inventive method is not only for roads but also for other transport routes, such as air and waterways and railways, applicable. Ferner können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Gebühren für das Befahren bestimmter Verkehrszonen ermittelt werden, wie beispielsweise Innenstadtbereiche. Furthermore, certain traffic zones can be determined, such as downtown areas with the inventive method charges for entering.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die jeweils berechneten Nutzungsgebühren in einem im Fahrzeug befindlichen Speicher aufsummiert werden und daß bei einer vorgegebenen Höhe der aufsummierten Nutzungsgebühren die Übertragung an die Zentralstelle erfolgt. A further development of the inventive method is that the respective calculated usage fees are summed in a memory located in the vehicle and that the sound is output to the central station at a predetermined height of the accumulated use fees. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß durch die Übertragung an die Zentralstelle ein entsprechendes Guthaben in dem Speicher abgelegt wird, von dem die jeweils berechneten Gebühren abgebucht werden. It is preferably provided that is stored by the transmission to the central place, a corresponding credit in the memory, from which the respectively calculated charges are debited.

Diese Weiterbildung hat einerseits den Vorteil, daß die Verbindungswege im Datenübertragungssystem nicht laufend - das heißt wegen Pfennigbeträgen - belegt werden. This development has on the one hand the advantage that the lines of communication in the data transmission system is not running - are assigned - that is, for penny amounts. Zum anderen lassen die gemäß dieser Weiterbildung zur Zentralstelle übertragenen Daten keinen Schluß auf Einzelheiten der gefahrenen Strecke zu, was im Sinne eines personenbezogenen Datenschutzes von Bedeutung ist. Secondly, the according to this development to the central station transmitted data do not allow any conclusion as to details of the route traveled, which is a personal data protection is important in the sense.

Um jedoch eine Kontrolle der Ermittlung bzw. der Abrechnung zu ermöglichen, ist gemäß einer anderen Weiterbildung vorgesehen, daß in dem Speicher ferner vorübergehend Kontrolldaten abgelegt werden, welche eine Kontrolle der Gebührenberechnung ermöglichen, insbesondere Daten, welche das Fahrzeug, die gefahrene Strecke, Datum, Uhrzeit und den jeweils angewandten Tarif kennzeichnen. In order to enable, however, a control of the determination or the settlement, there is provided according to another development that control data in the memory also temporarily stored, which allow control of the charge calculation, in particular data representing the vehicle, the distance covered, date, times and the rate used in each case marked.

Diese Kontrolldaten können vom Benutzer nach seinem Ermessen bis zu einer gegebenenfalls erforderlichen Reklamation gespeichert werden. These control data can be stored by the user at its discretion up to a possibly required complaint. Sie können jedoch auch während der Fahrt auf dem gebührenpflichtigen Verkehrsweg zu Kontrollen verwendet werden. You can, however, also be used while driving on the toll traffic route to controls. Vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn der Speicher eine Chipkarte ist. is advantageous in the inventive method, when the memory is a chip card. Hiermit sind viele Vorteile verbunden, die sich durch die Chipkarte als solche ergeben, beispielsweise die Einspeicherung einer persönlichen Identifikation und die Möglichkeit, die Chipkarte bei Nichtbenutzung des Fahrzeugs mit sich zu führen, damit bei einer unberechtigten Fahrzeugbenutzung nicht auch noch die Nutzungsgebühren zu Lasten des Fahrzeughalters gehen. This has many benefits, which result from the smart card as such, for example, the storage of a personal identification and the possibility of the smart card when not in use to guide the vehicle with him, so that when an unauthorized vehicle use does not even use fees charged to the vehicle owner go. Es ist möglich, die Funktion für das erfindungsgemäße Verfahren in einer Chipkarte zu implantieren, die auch zur Teilnehmeridentifikation für ein Mobilfunknetz dient. It is possible to implant the function of the inventive method in a chip card which also serves for subscriber identification for a mobile radio network.

Die eingangs erwähnte Benutzung des GPS-Systems zur Positionsbestimmung ermöglicht grundsätzlich eine laufende Positionsbestimmung, so daß die Nutzungsgebühren beispielsweise nach tatsächlich gefahrenen Kilometern abgerechnet werden könnten. The aforementioned use of the GPS positioning system enables continuous positioning principle, so that the user fees may be charged, for example, by actually driven kilometers. Häufig wird jedoch eine Einteilung der gebührenpflichtigen Verkehrswege in einzelne Abschnitte nützlich sein, die zwischen Erhebungsstellen liegen. However, a division of the toll roads into sections will be useful frequently that lie between collection sites. Dabei werden die Positionsdaten Positionen von vorgegebenen Erhebungsstellen zugeordnet. The position data items are associated with one of predetermined collection sites.

Außer der Möglichkeit virtuelle Erhebungsstellen durch ein Positionsermittlungssystem, wie beispielsweise das GPS-System, vorzusehen, können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Erhebungsstellen in Form von Baken oder Induktionsschleifen verwendet werden. Besides the possibility virtual collection points by a position detecting system such as the GPS system to provide, in the inventive method can also be used as collection points in the form of beacons or induction loops. Dabei hat das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber den bekannten Verfahren den Vorteil, daß an diesen Erhebungsstellen lediglich den passierenden Fahrzeugen eine Kennung der jeweiligen Erhebungsstelle mitgeteilt werden muß. The process of the invention over the known method has the advantage that an identification of the respective collection point must be communicated to these collection sites only the passing vehicles. Dieses kann in sehr kurzer Zeit erfolgen und ohne Rücksicht darauf, ob sich ein Fahrzeug oder mehrere Fahrzeuge gleichzeitig im Bereich der Erhebungsstelle befinden und auf welchen Fahrspuren sich die Fahrzeuge befinden. This can be done in a very short time and if there is a vehicle or more vehicles are regardless simultaneously in the charging point and on which lanes are the vehicles.

Eine Benutzung von Funkortungssystemen, wie beispielsweise des GPS-Systems, wird bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch ermöglicht, daß mit Hilfe der im Fahrzeug befindlichen Einrichtung die Position des Fahrzeugs laufend ermittelt und mit vorgegebenen, jeweils einer Erhebungsstelle eigenen Positionen verglichen wird und daß bei Übereinstimmung die jeweilige Position als Positionsdate der Berechnung der Nutzungsgebühren zugrundegelegt wird. A use of radio location systems such as the GPS system is made possible in a further development of the method according to the invention characterized in that continuously determined by means of the device in the vehicle, the position of the vehicle and is compared with predetermined, each having a charging point own positions, and that when match the respective position is adopted as the position data to calculate the usage charges.

Dabei ist es möglich, daß die Positionen der Erhebungsstellen in der im Fahrzeug befindlichen Einrichtung gespeichert sind oder daß über das Datenübertragungssystem in zeitlichen Abständen Positionen von Erhebungsstellen übertragen werden oder daß über das Datenübertragungssystem die Positionen von Erhebungsstellen in einem örtlich beschränkten Bereich regelmäßig übertragen werden. It is possible that the positions of the levy points are stored in the on-vehicle device or to be transferred via the data transmission system in chronological intervals positions of levy points or that the positions of levy points in a locally restricted region are transmitted regularly via the data transmission system.

Je nach Erfordernissen bezüglich einer Dynamisierung der Tarife kann vorgesehen sein, daß Tarifdaten in der im Fahrzeug befindlichen Einrichtung fest in Form einer Datenbank gespeichert sind oder daß die Tarifdaten von Zeit zu Zeit über das Datenübertragungssystem übertragen und in der Fahrzeugeinrichtung gespeichert werden oder daß über das Datenübertragungssystem Tarifdaten für jeweils einen örtlich beschränkten Bereich regelmäßig übertragen werden. Depending on the requirements of a dynamic modification of tariffs may be provided that tariff data in a database stored in the on-vehicle device determines in the form or that the tariff data are transmitted from time to time via the data transmission system and stored in the vehicle device or in that via the data transmission system tariff data a localized area are regularly transmitted for each.

Eine Kontrolle der Gebührenermittlung und -abbuchung kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in vorteilhafter Weise mit den Erhebungsstellen nachgeschalteten Überwachungseinrichtungen dadurch erfolgen, daß über das Datenübertragungssystem der Fahrzeugeinrichtung mitgeteilt wird, welchen Erhebungsstellen Überwachungseinrichtungen nachgeschaltet sind, daß die Fahrzeugeinrichtung an diesen Erhebungsstellen den Kontrolldatensatz der Gebührenberechnung an der jeweiligen Erhebungsstelle aus dem Speicher ausliest und über das Datenübertragungssystem zur Überwachungseinrichtung überträgt, welche die empfangenen Daten mit durch die Überwachungsstelle feststellbaren Merkmalen (Kfz-Kennzeichen, Kfz-Typ) vergleicht. Control of the charge determination and -abbuchung can be done with the collection sites downstream monitoring devices characterized in that is communicated via the data transmission system the vehicle device, which levy points are connected downstream of monitoring equipment, in the inventive method in an advantageous manner that the vehicle device at these levy points the control record of the charging at the reads out respective collection point from the memory and transmits it via the data transmission system to the monitoring device which compares the received data with detectable by the monitoring point features (license plate number, vehicle type).

Zum Schutz von personenbezogenen Daten kann dabei vorgesehen sein, daß die von der Überwachungseinrichtung empfangenen Kontrolldaten bei Übereinstimmung mit den von der Überwachungseinrichtung gewonnenen Daten gelöscht werden. For the protection of personal data can be provided, that the data received from the monitoring means control data is deleted in accordance with the obtained data from the monitoring device. Im Falle einer unberechtigten Benutzung des gebührenpflichtigen Verkehrsweges ist eine Speicherung der Daten dann allerdings bis zu einer Klärung und eventuellen Einleitung von Zwangsmaßnahmen durch zuständige Organe erforderlich. In case of unauthorized use of toll traffic route storage of the data is then, however, up to a clarification and eventual initiation of enforcement action by competent institutions is needed.

Fahrzeuge, die nicht mit einer für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Fahrzeugeinrichtung ausgestattet sind und durch Vorauszahlung der Nutzungsgebühr die gebührenpflichtige Strecke benutzen, können bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenfalls Überwachungseinrichtungen ungehindert passieren. Vehicles that are not equipped with an appropriate vehicle for the inventive method and device use by prepayment of usage fee, the fee-Track, the inventive method can also pass unhindered monitoring devices in the application. Dazu ist bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß ferner Kontrolldaten erzeugt werden, wenn an einer Zahlstelle eine Nutzungsgebühr für eine bestimmte Strecke für ein bestimmtes Kraftfahrzeugkennzeichen entrichtet wird, und daß die Kontrolldaten einer oder mehreren Überwachungseinrichtungen zugeführt werden, die im Bereich derjenigen Strecke liegen, für welche Nutzungsgebühr gezahlt wurde. For this purpose, in a further development of the inventive method is provided that further inspection data is generated when it is paid to a paying a fee for a certain distance for a particular vehicle registration number, and that the control data to one or more monitoring devices are supplied, are similar to that in the area of ​​track was for what fee paid.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Übertragung der Daten zur Zentralstelle dadurch gesichert werden, daß die Datenübertragung über an sich bekannte Verfahren zur Authentifikation und Verschlüsselung abgesichert wird. In the inventive method, the data transmission can be secured to the central office characterized in that the data transmission is protected by methods known per se for authentication and encryption. Vorzugsweise wird zur Verschlüsselung das DES-Verfahren angewendet. Preferably, the DES method is used for encryption.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Weiterbildung sieht vor, daß Kfz-Kennzeichen, vorzugsweise durch ein Triple-DES-Verfahren, einwegverschlüsselt werden. An advantageous embodiment of this further provides that license plate, preferably disposable encrypted by a triple DES method. Mit derart verschlüsselten Kennzeichen ist zwar ein zuverlässiger Vergleich bei der Überwachung möglich, aus dem verschlüsselten Code kann jedoch nicht mehr das Kennzeichen selbst errechnet werden. With such encrypted identifier Although a reliable comparison of monitoring is possible from the encrypted code, however, can not be calculated the indicator itself. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit kann dabei vorgesehen sein, daß der zur Verschlüsselung des Kfz-Kennzeichens vorgesehene Schlüssel dynamisiert wird. To further increase the security can be provided here that the intended to encrypt the license plate key is dynamic. Der vom Sicherheitsmodul (Chipkarte im Fahrzeug bzw. Sicherheitsbereich der Zahlstelle) zu verwendende aktuelle Schlüsselindex wird dann über eine ebenfalls verschlüsselte Kommunikation übertragen. Of the security module (chip card in the vehicle or safety area of ​​the paying agent) to be used current key index is then transmitted via a likewise encrypted communication. Zur weiteren Sicherheit trägt bei, wenn alle sicherheitsrelevanten Abläufe in der Fahrzeugeinrichtung in der Chipkarte und alle sicherheitsrelevanten Abläufe in der Zentralstelle und an der Zahlstelle in gesicherten Bereichen (sogenannte security box) abgewickelt werden. To further security helps if all security-related processes in the vehicle equipment in the chip card and all safety-relevant processes (so-called security box) in the central office and the paying agent in secure areas are handled.

Eine vorteilhafte Nutzung der bestehenden Infrastruktur ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dadurch möglich, daß das digitale Mobilfunknetz nach dem GSM-Standard aufgebaut ist. An advantageous use of the existing infrastructure is according to an advantageous embodiment of the invention made possible in that the digital mobile radio network according to the GSM standard has been established.

Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß eine im Fahrzeug befindliche Einrichtung eine Positionserfassungseinrichtung zur Erzeugung von Positionsdaten, welche die jeweilige Position des Fahrzeugs angeben, einen Prozessor zur Berechnung von Nutzungsgebühren aus den Positionsdaten und gespeicherten Tarifdaten, ein Endgerät eines digitalen Mobilfunknetzes zum Übertragen der errechneten Nutzungsgebühren an eine Zentralstelle, eine Eingabe- und eine Ausgabeeinheit umfaßt. An arrangement for carrying out the method according to the invention is characterized in that a device in the vehicle position detection means for generating position data indicating the respective position of the vehicle, a processor to calculate use charges from the position data and stored tariff data, a terminal of a digital mobile radio network comprises for transmitting the calculated usage charges to a central place, an input and output unit. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß praktisch alle Komponenten in fahrzeuggerechter Ausführung, beispielsweise durch Mobilfunknetze und Positionsbestimmungssysteme zur Verfügung stehen. This arrangement has the advantage that practically are all components in the vehicle suitable design, for example by mobile networks and position determination systems.

Eine weitere vorteilhafte Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die im Fahrzeug befindliche Einrichtung mit einem Autoradio eine Baueinheit bildet. A further advantageous arrangement is characterized in that the device situated in the vehicle forms a structural unit with a car radio. Dadurch sind zusätzliche Vorkehrungen zur Aufnahme und zum elektrischen Anschluß der Fahrzeugeinrichtung nicht erforderlich. Characterized additional precautions are required for receiving and for electrical connection of the vehicle device. Die Antenne kann dabei derart ausgebildet sein, daß sie sowohl als Empfangsantenne für das Autoradio als auch als Antenne für den Mobilfunk dient. The antenna may be designed such that it also serves both as a receiving antenna for the car radio as an antenna for mobile communications.

Eine Weiterbildung dieser Anordnung besteht darin, daß eine Anzeigevorrichtung (Display) des Autoradios als Ausgabeeinheit dient. A development of this arrangement is that a display device (display) of the car radio serves as output unit. Ferner kann die Anordnung derart ausgestaltet sein, daß als Eingabeeinheit eine vorzugsweise durch Infrarot-Übertragung abgesetzte Tastatur dient. Further, the arrangement may be such that a preferably deposited by infrared transmission keyboard is used as input unit.

Durch die gleichzeitige Anwendung eines Positionsbestimmungssystems und eines Mobilfunknetzes kann in einfacher Weise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein Notruf dadurch erfolgen, daß durch die Betätigung eines geeigneten Bedienelementes die Fahrzeugeinrichtung zur Übertragung der jeweiligen Position einschließlich einer Kennung, daß es sich um einen Notruf handelt, per Datenübertragung veranlaßt wird. By the simultaneous application of a positioning system and a mobile radio network also an emergency call can be easily obtained in the inventive method carried out by the fact that for transmitting the respective position, including an identifier that it is an emergency call by the actuation of a suitable control element, the vehicle device, by data transfer is initiated. Diese Information kann dann beispielsweise von der Zentralstelle über eine entsprechende Datenleitung zu einer Polizeidienststelle weitergeleitet und dort angezeigt werden. This information can then be forwarded for example by the central unit via a corresponding data line to a police station and displayed there. Auf dem gleichen Wege ist beispielsweise auch eine Benachrichtigung von technischen Notdiensten möglich. In the same way a notification of technical emergency services, for example. Im Falle eines Notrufs wird zweckmäßigerweise die Anonymität aufgegeben und das Kraftfahrzeugkennzeichen unverschlüsselt übertragen. In the event of an emergency call, the anonymity is appropriately abandoned and transferred the motor vehicle registration unencrypted.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are shown in the drawing way of several figures and explained in detail in the following description. Es zeigt: It shows:

Fig. 1 Fig. 1
eine schematische Darstellung von Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, a schematic representation of means for performing the method according to the invention,
Fig. 2 Fig. 2
ein Blockschaltbild einer Fahrzeugeinrichtung, a block diagram of a vehicle device,
Fig. 3 Fig. 3
ein Blockschaltbild einer Überwachungseinrichtung und a block diagram of a monitoring device and
Fig. 4 Fig. 4
ein Blockschaltbild einer zentralen Einrichtung. a block diagram of a central device.

Fig. 1 zeigt eine gebührenpflichtige Straße 1 mit jeweils zwei Fahrstreifen in jeder Richtung. Fig. 1 shows a toll road 1, each with two lanes in each direction. Auf dem unterbrochen dargestellten Abschnitt der Straße 1 befinden sich zwei virtuelle Erhebungsstellen 2, 3. Der Erhebungsstelle 3 ist eine Überwachungseinrichtung 4 zugeordnet. In the illustrated interrupted section of the road 1 there are two virtual collection points 2, 3. The charging point 3 is associated with a monitoring device. 4 Ein Fahrzeug 5 befindet sich an der virtuellen Erhebungsstelle 3, ein anderes Fahrzeug 6 im Bereich der Überwachungseinrichtung 4 und ein drittes Fahrzeug 7 ist auf dem Streckenabschnitt zwischen den Erhebungsstellen. A vehicle 5 located on the virtual charging point 3, another vehicle 6 in the area of ​​the monitoring device 4, and a third vehicle 7 is on the track section between the collection sites. Zwischen den Fahrzeugen 5, 6, 7 und einer Zentralstelle 11 können über ein digitales Mobilfunknetz 10 Daten übertragen werden. Between the vehicles 5, 6, 7 and a central office 11 10 data can be transmitted via a digital mobile network. Die Zentralstelle kann in sich hierarchisch strukturiert sein und mehrere dezentrale Unterstellen besitzen, die Teilaufgaben wahrnehmen, beispielsweise die Kommunikationsabwicklung selbst. The central body can be structured hierarchically and more decentralized agencies have, perceive the subtasks, such as the communication processing itself.

Die Erhebungsstellen sind jeweils durch vorgegebene geographische Positionen definiert. The survey points are each defined by predetermined geographic positions. Mit Hilfe des nicht dargestellten GPS-Systems wird im Fahrzeug laufend dessen Position bestimmt und mit Positionen der Erhebungsstellen verglichen. Using the GPS system, not shown, whose position is continuously determined and compared with positions of levy points in the vehicle. Bei Gleichheit wird festgestellt, daß sich beispielsweise das Fahrzeug 5 in der Erhebungsstelle 3 befindet. When equality is found, for example, that the vehicle 5 is in the charging point. 3 Erreicht das Fahrzeug 5 später die Erhebungsstelle 2, so wird die Gebühr für die Strecke zwischen den Erhebungsstellen 2 und 3 anhand des für diese Strecke anwendbaren Tarifs berechnet und zuvor bereits gespeicherten Nutzungsgebühren hinzuaddiert. If the vehicle reaches the charging point later 5 2, the fee is calculated with the distance between the collecting points 2 and 3 on the basis of the applicable tariff, and on this route previously added to the stored usage fees. Die Summe wird dann wiederum gespeichert. The sum is then stored again.

In der Fahrzeugeinrichtung ist ferner gespeichert, daß hinter der Erhebungsstelle 3 eine Überwachungseinrichtung 4 angeordnet ist. In the vehicle means is further stored, in that behind the collecting area 3 a monitoring device 4 is arranged. Da dieses bei der Erhebungsstelle 3 der Fall ist, wird die Fahrzeugeinrichtung veranlaßt, über das digitale Mobilfunknetz 10 Kontrolldaten an die Zentralstelle 11 zu senden. Since this is the case with the charging point 3, the vehicle device is caused to send over the digital wireless network 10 control data to the central office 11 to. Passiert ein Fahrzeug 6 die Überwachungsstelle, werden mit Hilfe von Videokameras 13, 14, 15, 16 die Kennzeichen und gegebenenfalls die Umrisse des Fahrzeuges 6 aufgenommen und mit Hilfe von Bildverarbeitungseinrichtungen analysiert. Passes a vehicle 6, the monitoring point, 15, 16, the indicator and, optionally, the contours of the vehicle are using video cameras 13, 14, added 6 and analyzed using image processing means. Bei Übereinstimmung der Kontrolldaten mit den aufgenommenen Informationen werden die zur Zentralstelle 11 übertragenen Daten gelöscht. If they match, the control data with the recorded information transmitted to the central location 11 data is deleted. Wird jedoch ein Fahrzeug 6 aufgenommen, für das keine korrelierende Kontrolldaten vorliegen, erfolgt über eine Ausgabeeinrichtung 17 eine Meldung, so daß die unbefugte Benutzung verfolgt werden kann. However, a vehicle was added 6, for which there are no correlating control data via an output device 17 a message, so that the unauthorized use can be tracked. Wie dieses im einzelnen zu erfolgen hat, liegt außerhalb der Erfindung und ist dem Betreiber überlassen. How this has to be done in detail is beyond the invention and is left to the operator. Vorzugsweise wird die weitere Bearbeitung dieser Meldungen manuell erfolgen. Preferably, the further processing of these messages manually.

Haben die in der Fahrzeugeinrichtung summierten Nutzungsgebühren eine vorgegebene Höhe erreicht, so stellt die Fahrzeugeinrichtung über das Mobilfunknetz 10 eine Verbindung zur Zentralstelle 11 her. Have reached a predetermined height the summed in-vehicle equipment usage fees, so, the vehicle device via the mobile network 10, a connection to central office 11 forth. Dahin werden neben der Tatsache, daß die vorgegebenen Nutzungsgebühren erreicht wurden, Daten, welche die zu belastende debitorische Geldbörse identifizieren, übertragen. There are in addition to the fact that the predetermined usage charges have been achieved, data which identify the customer account to be debited purse, transmitted. Der Speicher in der Fahrzeugeinrichtung wird dann um den vorgegebenen Betrag rückgesetzt. The memory in the vehicle device is then reset by the predetermined amount. Falls es vorteilhaft erscheint, kann die Zentralstelle 11 auch Rechnungen für den Fahrzeughalter bzw. Benutzer erstellen und gegebenenfalls die Rechnungsbeträge bei der Bank 12 des Benutzers einziehen. If it appears to be advantageous, the central office 11 can also create invoices for the vehicle owner or user and, if the invoice amounts in the bank 12 move by the user.

Da für die Übertragung der Daten mit Hilfe des Mobilfunknetzes wesentlich mehr Zeit als während des Passierens einer Erhebungsstelle zur Verfügung steht, können beliebige Verfahren zur Sicherung und zur Verschlüsselung der Übertragung angewandt werden. As for the transmission of data using the mobile network is much longer than during the passage of a charging point available, any method of securing and applied to encrypt the transmission can. So steht beispielsweise genügend Zeit zum Aufbau einer bidirektionalen Verbindung zur Verfügung, so daß bei Fehlern, die selbst bei Anwendung von fehlerkorrigierenden Codes nicht korrigierbar sind, eine Wiederholung der Übertragung erfolgen kann. So for example, is enough time to build a two-way connection is available, so that can be done a retransmission in case of errors that are not correctable, even with use of error-correcting codes.

Der Tarif t an einer Erhebungsstelle i wird in der Fahrzeugeinrichtung von der Chipkarte durch einen Satz von Parametern und einer Einheitengrundgebühr x nach folgender Formel bestimmt: The tariff t at an elevation point i is in the vehicle device of the chip card by a set of parameters and a unit base fee x determined according to the following formula: t Erhebungsstelle(i) = a·x n0 + b·x n1 + c·x n2 + ... t survey location (i) = a · x + b · x n0 n1 + n2 + ... c · x Die Potenzen n0, n1, n2 usw. können dabei alle gleich oder aufsteigend sein oder beliebigen anderen Definitionen folgen. The powers n0, n1, n2, etc. can thereby follow all the same or ascending or any other definitions. Jeder Parameter (a, b, c ...) steht für eine definierte Einflußgröße - beispielsweise a für den Kraftfahrzeugtyp, b für das Datum, c für die Uhrzeit, d für die Fahrzeugdichte ua. Each parameter (a, b, c ...) stands for a defined influencing variable - for example, for a type of vehicle, b for the date, the time for c, d for the vehicle density, among others. Die Einheitengrundgebühr x hat die Dimension eines Geldwertes, so daß das Ergebnis der Formel die zu entrichtende Gebühr ergibt. x is the basic charge unit has the dimension of a monetary value, so that the result of the formula yields the fee to be paid. Nach der Gebührenberechnung werden die entsprechenden Einheiten zunächst lokal in der Chipkarte von einem Zwischenkonto abgebucht. After charging the respective units are initially charged locally in the chip card from an intermediate account. Minimalbeträge von wenigen Pfennigen müssen dadurch nicht mit dem vollständigen Sicherungsverfahren des elektronischen Geldtransfers einzeln übertragen werden, sondern werden auf der Chipkarte gesammelt. Minimal amounts of a few pennies must thus not be transferred individually with the full backup method of electronic money transfers but are collected on the smart card.

Jede Abbuchung von Gebühren auf der Chipkarte wird in Form eines Kontrolldatensatzes in einem Transaktionsspeicher auf der Chipkarte mitprotokolliert. Each debiting of fees on the smart card is logged a control record in a transaction memory on the chip card in the form. Dieser Datensatz wird, wie oben beschrieben, zur Überwachung benötigt und dient ferner dem Karteninhaber als Nachweis für eventuelle Reklamationsfälle. This data set is, as described above, needed to monitor and also functions to the card holder as proof for possible reclamation cases.

Bei der Übertragung von summierten Gebühren über das Mobilfunknetz brauchen keine Daten über die zurückgelegte Strecke, beispielsweise die einzelnen passierten Erhebungsstellen, übertragen zu werden. When transferring accumulated charges over the air no data need to worry about the distance, for example the individual passed collecting points to be transferred. Dieses hat den Vorteil, daß ein Rückschluß auf eine konkrete Fahrtstrecke nicht mehr möglich ist. This has the advantage that a conclusion about a specific route is no longer possible.

Fig. 2 stellt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Fahrzeugeinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Zur Steuerung der einzelnen Abläufe dient ein Prozessor 21, der unter anderem einen Festspeicher 22 für das Programm und einen Schreib/Lese-Speicher 23 für veränderliche Daten enthält. Fig. 2 illustrates a block diagram of an embodiment of a vehicle device for carrying out the method according to the invention. A processor is used to control the various processes 21, which contains, among other things, a memory 22 for the program and a read / write memory 23 for variable data. An den Prozessor 21 ist ein Ortungsgerät 24 und eine Sende/Empfangs-Einrichtung 25 zur mobilen Datenkommunikation angeschlossen. To the processor 21 a locating device 24 and a transmitting / receiving means 25 is connected to the mobile data communications. Die Sende/Empfangs-Einrichtung 25 kann beispielsweise nach dem GSM-Standard arbeiten und gegebenenfalls auch mit einem Mobilfunkgerät vereinigt sein. The transmission / reception device 25 can operate and optionally also combined with a mobile radio device, for example according to the GSM standard.

Ferner sind an den Prozessor 21 eine Anzeigeeinheit 26, beispielsweise ein LCD-Display, und eine Eingabeeinheit 27 angeschlossen. Further, a display unit 26 such as an LCD display, and an input unit 27 are connected to the processor 21st Schließlich ist der Prozessor 21 mit einem Chipkarten-Lese/Schreib-Gerät 28 verbunden, in welches eine Chipkarte 29 einführbar ist, die einen Prozessor 30, einen Festspeicher 31 und einen Datenspeicher 32 enthält. Finally, the processor 21 with a chip card read / write device 28 is connected, in which a chip card is inserted 29, which includes a processor 30, a memory 31 and a data memory 32nd

Die in Fig. 3 dargestellte Überwachungseinrichtung umfaßt mehrere Videokameras 41, die gegebenenfalls im Infrarotbereich arbeiten, und Scheinwerfer bzw. Infrarotscheinwerfer 42. The monitoring device shown in FIG. 3 includes a plurality of video cameras 41, which may optionally work in the infrared, and spotlight or infrared illuminators 42nd

Die von den Videokameras 41 erzeugten Signale werden einem Bildverarbeitungsrechner 43 zugeführt, mit dem eine Kennzeichenerkennung möglich ist. The signals generated by the video cameras 41 are supplied to an image processing computer 43, is possible with the a license plate recognition. An den Bildverarbeitungsrechner 43 ist eine Sende/Empfangs-Einrichtung 44 angeschlossen, mit welcher zur und von der Zentralstelle 11 Daten übertragen werden können. To the image processing computer 43, a transmit / receive means 44 is connected with which to and from the central location 11 data can be transferred.

Die in Fig. 4 dargestellte Zentralstelle besteht aus einem Verarbeitungsrechner 51, der neben den üblichen Speichereinrichtungen eine Sicherheitsbox 52 umfaßt. The central body shown in FIG. 4 consists of a host computer 51, comprising a security box 52 in addition to the usual storage devices. An den Verarbeitungsrechner 51 sind Sende/Empfangs-Einrichtungen 53, 54, 55 angeschlossen zur Kommunikation mit dem Mobilfunknetz 10, mit Überwachungseinrichtungen 4 und mit Banken 12 (Fig. 1). are to the host computer 51 transmitting / receiving devices 53, 54, 55 connected for communication to the wireless network 10, with monitoring devices 4 and with banks 12 (Fig. 1).

Zur Erhebung von Gebühren und Überwachung von Fahrzeugen ohne eine Fahrzeugeinrichtung kann wie folgt vorgegangen werden. To collect fees and safeguarding of vehicles without a vehicle device can be carried out as follows. Für die Strecke, welche benutzt werden soll, ist im voraus an einer vorzusehenden Zahlstelle Benutzungsgebühr für einen bestimmten Zeitraum unter Angabe des Kraftfahrzeugkennzeichens zu zahlen. For the route, which is to be used, is in advance at a to be provided paying toll for a period of time, indicating the vehicle registration number to pay. Dadurch werden entsprechende Kontrolldatensätze erzeugt. Characterized corresponding control data sets are produced. Diese werden den Überwachungsstationen zugeführt, die im Bereich der Strecke liegen, für die bezahlt wurde. These are fed to the monitoring stations located in the area of ​​the track, was paid for. Dadurch wird auf dieser Strecke während des angegebenen Zeitraums das Fahrzeug beim Passieren einer Überwachungseinrichtung als "korrekt bezahlt" eingestuft, wenn die von der Überwachungseinrichtung aufgenommenen Daten mit dem Kontrolldatensatz übereinstimmen. Characterized on this track during the specified time period the vehicle when passing a monitoring device as is "paid correctly" classified if the recorded data from the monitoring means match the control data set. In diesem Fall werden die auf das Fahrzeug bezogenen Daten wieder gelöscht. In this case, the on-vehicle data is deleted.

Liegt keine Übereinstimmung vor, handelt es sich um Nicht- oder um Falschzahler. If there is no match, is non- or false payers. Für diese können Zwangsmaßnahmen, wie etwa ein Bußgeldbescheid, eingeleitet werden. For these coercive measures, such as a penalty notice can be initiated.

Claims (25)

  1. A method for determining toll charges for traffic routes and/or traffic areas, characterised in that by means of a device situated in a vehicle, on the basis of position data and tariff data, toll charges are calculated and transmitted via a digital mobile radio network to a central place.
  2. A method according to Claim 1, characterised in that the respectively calculated toll charges are added up in a memory situated in the vehicle and that at a given level of the added toll charges, the transmission to the central place occurs.
  3. A method according to Claim 2, characterised in that through the transmission to the central place, a corresponding credit is deposited in the memory, from which the respectively calculated charges are debited.
  4. A method according to one of Claims 2 or 3, characterised in that in addition, monitoring data are temporarily deposited in the memory, which make possible a monitoring of the charge calculation, in particular data which designate the vehicle, the distance travelled and the tariff respectively used.
  5. A method according to one of Claims 2 to 4, characterised in that the memory is a chip card.
  6. A method according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the position data are allocated to positions of given levy points.
  7. A method according to Claim 6, characterised in that by means of the device situated in the vehicle, the position of the vehicle is determined continuously and is compared with given positions in each case belonging to a levy point, and that when it coincides, the respective position, as position data, forms the basis of the calculation of the toll charges.
  8. A method according to Claim 7, characterised in that the positions of the levy points are stored in the device which is situated in the vehicle.
  9. A method according to Claim 7, characterised in that positions of levy points are transmitted via the data transmission system in chronological intervals.
  10. A method according to Claim 7, characterised in that the positions of levy points in a locally restricted region are transmitted regularly via the data transmission system.
  11. A method according to one of the preceding claims, characterised in that tariff data are stored permanently in the form of a data bank in the device which is situated in the vehicle.
  12. A method according to one of Claims 1 to 10, characterised in that the tariff data are transmitted from time to time via the data transmission system and are stored in the vehicle device.
  13. A method according to one of Claims 1 to 10, characterised in that tariff data for respectively a locally restricted region are transmitted regularly via the data transmission system.
  14. A method according to one of the preceding claims, in which monitoring devices are connected to levy points at the outlet side, characterised in that via the data transmission system the vehicle device is informed of which levy points have monitoring devices connected to them at the outlet side, that the vehicle device at these levy points reads out the set of monitoring data of the charge calculation at the respective levy point from the memory and transmits it via the data transmission system to the monitoring device which compares the received data with features (vehicle registration number, vehicle type) which are able to be established through the monitoring point.
  15. A method according to Claim 14, characterised in that the monitoring data received from the monitoring device are cancelled immediately on coinciding with the data obtained from the monitoring device.
  16. A method according to one of Claims 14 or 15, characterised in that in addition monitoring data are produced when at a paying point a toll charge is paid for a particular distance for a particular vehicle registration number, and that the monitoring data are supplied to one or more monitoring devices which lie in the region of the distance for which the toll charge was paid.
  17. A method according to one of the preceding claims, characterised in that the data transmission is protected by means of methods, known per se, for authentification and coding.
  18. A method according to Claim 17, characterised in that for coding, the DES method is used.
  19. A method according to one of Claims 17 or 18, characterised in that vehicle registration numbers are coded one-way, preferably by a triple DES method.
  20. A method according to one of the preceding claims, characterised in that the digital mobile radio network is constructed according to the GSM standard.
  21. An arrangement for determining toll charges for traffic routes and/or traffic areas, characterised in that a device situated in the vehicle comprises a position pick-up device (24) to produce position data which indicate the respective position of the vehicle, a processor (21) to calculate toll charges from the position data and stored tariff data, a terminal apparatus (25) of a digital mobile radio network for transmitting the calculated toll charges to a central place, an input unit (27) and an output unit (26).
  22. An arrangement according to Claim 21, characterised in that in addition a chip card reading/writing apparatus (28) is provided.
  23. An arrangement according to one of Claims 21 or 22, characterised in that the device situated in the vehicle forms a structural unit with a car radio.
  24. An arrangement according to Claim 23, characterised in that a display device of the car radio serves as output unit (26).
  25. An arrangement according to one of Claims 23 or 24, characterised in that a keyboard, preferably deposited by infrared transmission, serves as input unit (27).
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