EP2994890B1 - Verfahren und vorrichtung zur bereitstellung von daten zur mauterhebung und mautsystem - Google Patents

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EP2994890B1
EP2994890B1 EP14724012.1A EP14724012A EP2994890B1 EP 2994890 B1 EP2994890 B1 EP 2994890B1 EP 14724012 A EP14724012 A EP 14724012A EP 2994890 B1 EP2994890 B1 EP 2994890B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
toll
checksum
vehicle
stipulated
beacon
Prior art date
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Active
Application number
EP14724012.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2994890A1 (de
Inventor
Jochen HECHLER
Hans Gregor MOLTER
Gernot KNAUSENBERGER
Roland Lange
Günter Seidel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of EP2994890A1 publication Critical patent/EP2994890A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2994890B1 publication Critical patent/EP2994890B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B15/00—Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
    • G07B15/06—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems
    • G07B15/063—Arrangements 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

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for providing data for toll collection and a toll system.
  • the toll is collected automatically via a toll collection device, also known as an on-board unit (OBU), installed in the vehicle.
  • the toll collection device uses satellite tracking to determine the truck's movement and independently calculates the toll due.
  • the toll fee due is transmitted from the toll collection device to a toll collection center for the collection and billing of the fees.
  • a toll collection device provided free of charge by an operating company is installed in the truck.
  • the toll collection devices have a position receiver for a global navigation satellite system (GNSS) with which the position of the vehicle is determined.
  • GNSS global navigation satellite system
  • the toll collection devices are equipped with a computing unit and a memory that contains vehicle-specific information and the position data of the toll highways. With the help of this data, the toll collection device calculates the toll to be paid using the satellite navigation system already mentioned. The effort for the toll collection devices is very high, in particular due to data security and data protection requirements.
  • EP 2 325 807 A1 discloses a method and apparatus for generating toll information in a road toll system. Provision is made to provide a set of location data from a local environment of a beacon in the beacon and, if a vehicle device is in a transceiver area of the beacon, to receive a location data set from the beacon in the vehicle device.
  • DE 10 2006 032 468 B3 discloses a toll system for levying a toll on vehicles in a road network with toll road sections.
  • a toll calculation unit uses a transmitted vehicle position and a comparison with toll road sections of an electronic road network to calculate a prediction value for a query parameter that identifies an entry or exit into or from a toll road section.
  • US 2012/0265583 A1 discloses a method for billing location uses of vehicles in a road toll system by means of a payment transaction system.
  • the payment transaction system comprises a transaction server and, connected to it, decentralized transaction terminals for billing payment transactions by means of payment cards.
  • the object on which the invention is based is to create a method and a device for providing data for toll collection, in particular for passenger vehicles, as well as a toll system which enable the data for toll collection to be provided reliably and cost-effectively.
  • the invention is characterized by a method and a corresponding device for providing data for toll collection.
  • a collision-free checksum is determined in each case as a function of a predetermined amount of recorded position data values for a vehicle.
  • the amount of the recorded position data values is stored in a predefined manner together with the associated checksum.
  • a first data record which includes at least one of the stored checksums, is sent to the respective toll beacon.
  • at least some of the stored position data values with the associated checksums are provided in a predefined manner on a predefined communication interface.
  • position data values for example GPS data (Global Positioning System), which are usually used for recording routes taken by the vehicle, cannot simply be falsified.
  • An additional device for secure storage and processing of the position data values which is also referred to as hardware security, is not required. This enables a very cost-effective provision of the data for toll collection. It is advantageously possible in this way to ensure the route of the vehicle by means of the position data values and random controls of the respective toll beacons to such an extent that subsequent manipulation of the routes can be recognized.
  • collision occurs with checksums if the same checksum is assigned to two different input data.
  • the collision-free property thus means that it it is practically impossible to generate two different input data with the same checksum.
  • the respective set of the recorded position data values comprises a predetermined number of the last recorded position data values.
  • the last determined checksum is transmitted to the respective toll beacon. This enables easy verification of the data.
  • a checksum determination time is recorded together with the checksum and stored in a predetermined manner together with the associated checksum.
  • the first data record includes the checksum determination time for the respective checksum and / or identification information of the vehicle and / or identification information of a device that can be arranged in the vehicle. This enables easy verification of the data.
  • the recorded position data values are each provided together with an associated acquisition time and the set of position data values with their acquisition times and the associated checksum and their Checksum determination time is stored predetermined.
  • the respective associated acquisition times and / or the checksum determination times of the associated checksums are specified at the specified communication interface provided.
  • the acquisition times enable the route to be easily verified and the checksums with the checksum determination times can be compared easily and reliably with the data records of the toll beacons.
  • the position data values for the vehicle are recorded at predetermined time intervals. This enables a simple and reliable evaluation of the data.
  • the checksum is determined as a function of a previously determined checksum. This can advantageously make a contribution to increasing the manipulation security of the position data values.
  • the collision-free checksum is a hash value.
  • a hash function also called a spread function, is used, preferably a cryptological hash function, in particular an SHA-2 (secure hash algorithm).
  • SHA-2 secure hash algorithm
  • the invention is characterized by a toll system.
  • the toll system comprises a toll determination device, at least one device according to the second aspect, which is arranged in a vehicle, and at least one toll beacon.
  • the at least one toll beacon is designed to forward the first data set sent by the vehicle to the toll beacon, which in each case includes at least one checksum, directly or indirectly to the toll determination device, the toll determination device being configured to be directly or indirectly controlled by the device to verify provided position data and checksums depending on the data record received from the at least one toll beacon.
  • the toll beacon does not forward all of the first data records received to the toll determination device.
  • the first data records are preferably forwarded to the toll calculation device according to a random principle. This has the advantage that it is much more difficult to manipulate the routes, since it is not known which toll beacon actually forwarded the respective first data record to the toll determination device.
  • the toll beacon is designed to capture at least one image of a license plate of the respective vehicle that has the toll beacon happens, and / or to determine a vehicle registration number of the respective vehicle passing the toll beacon and to forward the image or the determined vehicle registration number together with position information from the toll beacon and time information to the toll determination device.
  • This advantageously enables so-called "silent enforcements" to be carried out.
  • checks are carried out without a device on the vehicle recognizing whether such a check is being carried out.
  • the data are transmitted to the toll determination device according to a random principle, the data including the image or the vehicle registration number, the position information of the toll beacon and the time information.
  • This has the advantage that, for example, a potential hacker of the toll system has no knowledge of the frequency and time of such controls, which makes subsequent manipulation of the position data values much more difficult.
  • Figure 1 10 shows a block diagram of a toll system 10.
  • the toll system 10 comprises a toll determination device 20, at least one device 30 for providing data for toll collection and at least one toll beacon 40.
  • the toll determination device 20 comprises, for example, a computing unit, for example a server.
  • the toll determination device 20 is arranged, for example, in a stationary manner in a back end of a toll operator.
  • the device 30 is preferably arranged in a motor vehicle, in particular in a passenger vehicle. Preferably a large number of motor vehicles are equipped with such a device 30.
  • the toll system 10 preferably comprises a plurality of toll beacons 40.
  • the respective toll beacon 40 can be designed both as a stationary system and as a mobile system.
  • the respective toll beacon 40 is designed, for example, as a control bridge over a toll road.
  • the device 30 is designed to determine a collision-free checksum for the vehicle in each case as a function of a predetermined set of detected position data values.
  • the position data values are provided, for example, by a position-determining device arranged in the vehicle.
  • the device 30 can comprise the position determination device.
  • the device 30 is also designed to store the quantity of the detected position data values together with the associated checksum in a predetermined manner.
  • the recorded position data values are, for example, each provided together with an associated recording time.
  • the respective amount of the recorded position data values includes, for example, a predefined number of the last recorded position data values.
  • GPS data global positioning system data
  • a hash value is determined as a function of the n GPS data records and a hash value that was last determined.
  • This new hash value is written to the stack as an (n + 1) th GPS data record with the next number and the time of the checksum determination.
  • the following list shows an example of the content of the stack memory: 756 Hash value Time_1 757 GPS Time_2 758 GPS Time_2 ... ... ... 766 GPS Time_2 767 (Hash (756 to 766) Time_1 768 GPS Time_2
  • Time_1 represents the checksum determination time and Time_2 represents the respective acquisition time.
  • the checksum determination time and the acquisition time preferably have the same time format.
  • the checksum determination time and the acquisition time can also include date information.
  • the device 30 is also designed, when the vehicle passes one of the toll beacons 40, to send a first data record, which includes at least one of the stored checksums, to the respective toll beacon 40.
  • the first data record preferably also includes the checksum determination time for the respective checksum and / or identification information of the vehicle and / or identification information of the device 30.
  • the first data record also includes, for example, the consecutive number. According to the above list, the device 30 sends the first data record with the number 767 in the format: [767, hash value (756 to 766), time_1], for example to the toll beacon 40 that the vehicle is passing.
  • the device 30 is preferably initialized prior to delivery from the factory and / or when it is handed over to a user. For this purpose, for example, a random number is written into a first memory location of the stack memory. This random number is used as the first checksum on the stack. This random number is also stored assigned to the device 30 by the toll determination device 20. This has the advantage that the devices 30 for providing the data for toll collection are not mixed up will. Otherwise, in particular in an initial phase of using such a device 30, if the vehicles cover the same routes, mix-ups may occur.
  • the device 30 is also designed to provide at least some of the stored position data values with the associated checksums at a predetermined communication interface in response to a predetermined readout signal and / or at predetermined time intervals.
  • the device 30 can be assigned a mobile radio interface or the device 30 can have the mobile radio interface, so that the device 30 sends all new contents of the stack memory to the toll determination device 20 in response to a data release by a vehicle user.
  • new content is to be understood as meaning the content that has not yet been sent to the toll determination device 20 at an earlier point in time and / or has not been read from the stack memory for an indirect transfer.
  • the data can be read out by means of a memory reader and forwarded to the toll determination device 20, for example via an Internet application.
  • the respective toll beacon 40 is designed to forward the first data record sent by the vehicle to the toll beacon 40 directly or indirectly to the toll determination device 20. Preferably, not all of the first data records received are forwarded from the toll beacon 40 to the toll determination device 20. The first data records are preferably forwarded to the toll determination device 20 according to a random principle.
  • the toll determination device 20 is designed to use the position data and checksums provided directly or indirectly by the device 30 as a function of the at least a toll beacon 40 to verify the respective first data record received.
  • the toll determination device 20 determines each checksum on the basis of the transmitted position data values and compares the respective calculated value with the associated checksums transmitted by the device 30. If there is an associated first data record forwarded by one of the toll beacons 40, the checksum of this first data record is compared with the checksum sent by the device 30 and determined by the toll determining device 20. If the checksums do not match, manipulation of the device 30 can be assumed.
  • the toll determination device 20 calculates, for example, the hash value 767 and compares the hash value transmitted by the device 30 to the toll determination device 20 and the hash value transmitted by the toll beacon 40.
  • the hash value with the number 767 would change, for example. However, this leads to an error in a comparison with the associated hash value which was transmitted by the toll beacon 40.
  • a protocol with predefined fields is preferably used to transmit the respective data.
  • the protocol can include, for example, the fields number, position data value / hash value and time.
  • the numbers are preferably consecutive and without jumps.
  • the position data values in particular the GPS values, preferably have no additional characters and / or values that do not match the position data values.
  • the time information preferably only includes numbers.
  • a maximum length of the respective fields is specified, for example.
  • the toll determination device 20 carries out a plausibility check of the position data values if there are doubts as to the correctness of the received position data values. In this case, it is checked, for example, whether the route is on a road and / or a speed of the motor vehicle is plausible and so on.
  • "silent enforcements” can be carried out, for example. This means that checks are carried out without a device on the vehicle recognizing whether such a check is being carried out.
  • the toll beacon 40 has, for example, an image capture device and is designed to capture at least one image of a license plate of a vehicle that passes the toll beacon 40. Furthermore, the toll beacon 40 is designed to record time information associated with the passing of the toll beacon 40, for example to record the time at which the vehicle passes the toll beacon 40. Furthermore, the toll beacon 40 is designed to link the image of the license plate and / or data determined therefrom, for example the vehicle license plate, with the time information and the GPS data of the toll beacon 40 to form a data record and to display this data record forward the backend.
  • the toll determination device 20 is also designed, for example, to calculate a toll fee as a function of the data provided by the device 30, in particular the position data values of the motor vehicle, and as a function of the position data of toll motorways and / or other toll roads.
  • the toll determination device 20 for example, a memory in which the position data of the toll highways and the other toll roads are stored.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bereitstellung von Daten zur Mauterhebung und ein Mautsystem.
  • In Deutschland ist ein spezielles System zur Mauterhebung für die Benutzung von Autobahnen und ausgewählten Bundesstraßen durch Lastkraftwagen eingeführt. Die Mauterhebung erfolgt automatisch über ein im Fahrzeug eingebautes Mauterfassungsgerät, auch On-Board-Unit (OBU) genannt. Das Mauterfassungsgerät ermittelt mittels Satellitenortung die Bewegung des Lastkraftwagens und berechnet selbstständig die fällige Mautgebühr. Die fällige Mautgebühr wird von dem Mauterfassungsgerät an eine Mauterfassungszentrale zur Erfassung und Abrechnung der Gebühren übermittelt. In Deutschland wird in den LKW ein kostenlos von einer Betreibergesellschaft zur Verfügung gestelltes Mauterfassungsgerät eingebaut. Die Mauterfassungsgeräte weisen einen Positionsempfänger für ein globales Navigationssatellitensystem (GNSS) auf, mit dem die Position des Fahrzeugs bestimmt wird. Zudem sind die Mauterfassungsgeräte mit einer Recheneinheit und einem Speicher ausgestattet, in dem fahrzeugspezifische Angaben sowie die Positionsdaten der mautpflichtigen Autobahnen enthalten sind. Mit Hilfe dieser Daten errechnet das Mauterfassungsgerät über die schon erwähnte Satellitennavigation die zu entrichtende Maut. Der Aufwand für die Mauterfassungsgeräte ist insbesondere auch aufgrund von Datensicherheits- und Datenschutzanforderungen sehr hoch.
  • EP 2 325 807 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Mautinformationen in einem Straßenmautsystem. Es ist vorgesehen, einen Satz von Ortsdaten aus einer lokalen Umgebung einer Bake in der Bake bereitzustellen und wenn ein Fahrzeuggerät in einem Sendeempfangsbereich der Bake ist, einen Ortsdatensatz von der Bake in dem Fahrzeuggerät zu empfangen.
  • DE 10 2006 032 468 B3 offenbart ein Mautsystem zur Erhebung einer Mautpflicht von Fahrzeugen in einem Wegenetz mit mautpflichtigen Straßenabschnitten. Eine Mautberechnungseinheit berechnet aus einer übermittelten Fahrzeugposition und einem Vergleich mit mautpflichtigen Straßenabschnitten eines elektronischen Wegenetzes einen Vorhersagewert für einen Abfrageparameter, der einen Ein- oder Austritt in einen beziehungsweise aus einem mautpflichtigen Straßenabschnitt identifiziert.
  • US 2012/0265583 A1 offenbart ein Verfahren zu einem Abrechnen von Ortsnutzungen von Fahrzeugen in einem Straßenmautsystem mittels eines Zahlungstransaktionssystems. Das Zahlungstransaktionssystem umfasst einen Transaktionsserver und damit in Verbindung stehend dezentrale Transaktionsterminals zum Abrechnen von Zahlungstransaktionen mittels Zahlungskarten.
  • Die Aufgabe, die der Erfindung zu Grunde liegt, ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Daten zur Mauterhebung, insbesondere für Personenkraftfahrzeuge, sowie ein Mautsystem zu schaffen, die eine zuverlässige und kostengünstige Bereitstellung der Daten zur Mauterhebung ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Gemäß einem ersten und zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zur Bereitstellung von Daten zur Mauterhebung. Hierbei wird jeweils abhängig von einer vorgegebenen Menge von erfassten Positionsdatenwerten für ein Fahrzeug eine kollisionsfreie Prüfsumme ermittelt. Es wird jeweils die Menge der erfassten Positionsdatenwerte zusammen mit der zugehörigen Prüfsumme vorgegeben gespeichert. Wenn das Fahrzeug jeweils eine vorgegebene Maut-Bake passiert, wird ein erster Datensatz, der zumindest eine der gespeicherten Prüfsummen umfasst, an die jeweilige Maut-Bake gesendet. In Antwort auf ein vorgegebenes Auslesesignal und/oder in vorgegebenen Zeitabständen werden zumindest ein Teil der gespeicherten Positionsdatenwerte mit den zugehörigen Prüfsummen an einer vorgegebenen Kommunikationsschnittstelle vorgegeben bereitgestellt.
  • Dies hat den Vorteil, dass die Positionsdatenwerte, zum Beispiel GPS-Daten (Global Positioning System), die üblicherweise für eine Aufzeichnung von Fahrtstrecken des Fahrzeugs genutzt werden, nicht einfach gefälscht werden können. Eine zusätzliche Einrichtung zur sicheren Speicherung und Verarbeitung der Positionsdatenwerte, die auch als Hardware Security bezeichnet wird, ist nicht erforderlich. Dies ermöglicht eine sehr kostengünstige Bereitstellung der Daten zur Mauterhebung. Vorteilhafterweise ist es so möglich, die Fahrtstrecke des Fahrzeugs mittels der Positionsdatenwerte und zufälligen Kontrollen der jeweiligen Maut-Baken soweit sicherzustellen, dass ein nachträgliches Manipulieren der Fahrtstrecken erkannt werden kann.
  • Eine sogenannte "Kollision" tritt bei Prüfsummen dann auf, wenn zwei verschiedenen Eingabedaten dieselbe Prüfsumme zugeordnet wird. Die Eigenschaft Kollisionsfreiheit bedeutet somit, dass es praktisch unmöglich ist, zwei verschiedene Eingabedaten mit der gleichen Prüfsumme zu erzeugen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts umfasst die jeweilige Menge der erfassten Positionsdatenwerte eine vorgegebene Anzahl der zuletzt erfassten Positionsdatenwerte. Dies hat den Vorteil, dass die Prüf summe sehr einfach und schnell ermittelt werden kann und die Daten einfach gespeichert werden können.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts wird, wenn das Fahrzeug jeweils die vorgegebene Maut-Bake passiert, die zuletzt ermittelte Prüfsumme an die jeweilige Maut-Bake übermittelt. Dies ermöglicht eine einfache Verifikation der Daten.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts wird zusammen mit der Prüfsumme ein Prüfsummenermittlungszeitpunkt erfasst und zusammen mit der zugehörigen Prüfsumme vorgegeben gespeichert. Dies hat den Vorteil, dass die Prüfsummen ein gleiches Format aufweisen können wie Positionsdatenwerte und in analoger Weise ausgewertet werden können wie die Positionsdatenwerte.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts umfasst der erste Datensatz den Prüfsummenermittlungszeitpunkt für die jeweilige Prüfsumme und/oder eine Identifikationsinformation des Fahrzeugs und/oder eine Identifikationsinformation einer Einrichtung, die im Fahrzeug anordenbar ist. Dies ermöglicht eine einfache Verifikation der Daten.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts werden die erfassten Positionsdatenwerte jeweils zusammen mit einem zugehörigen Erfassungszeitpunkt bereitgestellt und die Menge der Positionsdatenwerte mit ihren Erfassungszeitpunkten und die zugehörige Prüfsumme und deren Prüfsummenermittlungszeitpunkt vorgegeben gespeichert. Dies hat den Vorteil, dass die Prüfsummen zusammen mit ihren Prüfsummenermittlungszeitpunkten ein gleiches Format aufweisen können wie die Positionsdatenwerte mit ihren zugehörigen Erfassungszeitpunkten und so zusammen in einer einfachen Liste gespeichert werden können.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts werden in Antwort auf das vorgegebene Auslesesignal und/oder in den vorgegebenen Zeitabständen für den zumindest einen Teil der gespeicherten Positionsdatenwerte zusätzlich die jeweils zugehörigen Erfassungszeitpunkte und/oder die Prüfsummenermittlungszeitpunkte der zugehörigen Prüfsummen an der vorgegebenen Kommunikationsschnittstelle vorgegeben bereitgestellt. Die Erfassungszeitpunkte ermöglichen, dass die Fahrtstrecke einfach verifiziert werden können und die Prüfsummen mit den Prüfsummenermittlungszeitpunkten können einfach und zuverlässig mit den Datensätzen der Maut-Baken verglichen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts werden die Positionsdatenwerte für das Fahrzeug in vorgegebenen zeitlichen Abständen erfasst. Dies ermöglicht eine einfache und zuverlässige Auswertung der Daten.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts wird die Prüfsumme abhängig von einer zuvor ermittelten Prüfsumme ermittelt. Vorteilhafterweise kann dies einen Beitrag leisten, eine Manipulationssicherheit der Positionsdatenwerte zu erhöhen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts ist die kollisionsfreie Prüf summe ein Hash-Wert. Für eine Berechnung der Prüfsumme wird eine Hashfunktion, auch Streuwertfunktion genannt, genutzt, vorzugsweise eine kryptologischer Hashfunktion, insbesondere ein SHA-2 (secure hash algorithm) . Durch die Verwendung der Hashfunktion, die sowohl die zuletzt erfassten Positionsdatenwerte als auch den zuletzt ermittelten Hash-Wert nutzt zum Ermitteln eines neuen Hash-Werts, kann eine verkettete Liste von fälschungssicheren Fahrtstrecken erstellt werden, ohne dass diese sicher gespeichert werden muss. Um die Daten unbemerkt manipulieren zu können, müsste zum Beispiel ein Hacker in der Lage sein, die verwendete Hashfunktion zu berechnen. Dies ist jedoch mit den heute zur Verfügung stehenden Mitteln innerhalb einer sinnvollen Zeit nicht möglich.
  • Gemäß einem dritten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Mautsystem. Das Mautsystem umfasst eine Mautermittlungseinrichtung, zumindest eine Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt, die in einem Fahrzeug angeordnet ist, und zumindest eine Maut-Bake. Die zumindest eine Maut-Bake ist ausgebildet, den von dem Fahrzeug an die Maut-Bake gesendeten ersten Datensatz, der jeweils zumindest eine Prüfsumme umfasst, mittelbar oder unmittelbar an die Mautermittlungseinrichtung weiterzuleiten, wobei die Mautermittlungseinrichtung ausgebildet ist, die von der Vorrichtung unmittelbar oder mittelbar bereitgestellten Positionsdaten und Prüfsummen abhängig von den von der zumindest einen Maut-Bake empfangenen Datensatz zu verifizieren.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und des zweiten Aspekts gelten hierbei auch für den dritten Aspekt. Vorzugsweise werden von der Maut-Bake nicht alle empfangenen ersten Datensätze an die Mautermittlungseinrichtung weitergeleitet. Vorzugsweise erfolgt eine Weiterleitung der ersten Datensätze an die Mautermittlungseinrichtung nach einem Zufallsprinzip. Dies hat den Vorteil, dass eine Manipulation der Fahrtstrecken wesentlich schwieriger ist, da nicht bekannt ist, welche Maut-Bake tatsächlich den jeweiligen ersten Datensatz an die Mautermittlungseinrichtung weitergeleitet hat.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des dritten Aspekts ist die Maut-Bake ausgebildet, zumindest ein Bild zu erfassen von einem Nummernschild des jeweiligen Fahrzeugs, das die Maut-Bake passiert, und/oder ein Fahrzeugkennzeichen des jeweiligen Fahrzeugs, das die Maut-Bake passiert, zu ermitteln und das Bild beziehungsweise das ermittelte Fahrzeugkennzeichen zusammen mit einer Positionsinformation der Maut-Bake und einer Zeitinformation an die Mautermittlungseinrichtung weiterzuleiten. Vorteilhafterweise ermöglicht dies, sogenannte "stille Enforcements" durchzuführen. Dies bedeutet, es werden Kontrollen durchgeführt ohne dass eine fahrzeugseitige Einrichtung erkennt, ob solch eine Kontrolle durchgeführt wird. Insbesondere erfolgt beispielsweise die Übertragung der Daten an die Mautermittlungseinrichtung nach einem Zufallsprinzip, wobei die Daten das Bild beziehungsweise das Fahrzeugkennzeichen, die Positionsinformation der Maut-Bake und die Zeitinformation umfassen. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise ein potentieller Hacker des Mautsystems kein Wissen über die Häufigkeit und den Zeitpunkt solcher Kontrollen hat, wodurch eine nachträgliche Manipulation der Positionsdatenwerte wesentlich erschwert wird.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung erläutert.
  • Es zeigt:
    • Figur 1
    ein Blockschaltbild eines Mautsystems.
  • Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Mautsystems 10. Das Mautsystem 10 umfasst eine Mautermittlungseinrichtung 20, zumindest eine Vorrichtung 30 zur Bereitstellung von Daten zur Mauterhebung und zumindest eine Maut-Bake 40.
  • Die Mautermittlungseinrichtung 20 umfasst beispielsweise eine Recheneinheit, zum Beispiel einen Server. Die Mautermittlungseinrichtung 20 ist beispielsweise stationär in einem Backend eines Mautbetreibers angeordnet.
  • Die Vorrichtung 30 ist vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Personenkraftfahrzeug angeordnet. Vorzugsweise sind eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen mit solch einer Vorrichtung 30 ausgestattet.
  • Vorzugsweise umfasst das Mautsystem 10 eine Vielzahl von Maut-Baken 40. Die jeweilige Maut-Bake 40 kann sowohl als stationäre Anlage als auch als mobile Anlage ausgebildet sein. Die jeweilige Maut-Bake 40 ist zum Beispiel als Kontrollbrücke über einer mautpflichtigen Fahrbahn ausgebildet.
  • Die Vorrichtung 30 ist ausgebildet, jeweils abhängig von einer vorgegebenen Menge von erfassten Positionsdatenwerten für das Fahrzeug eine kollisionsfreie Prüfsumme zu ermitteln. Die Positionsdatenwerte werden beispielsweise von einer in dem Fahrzeug angeordneten Positionsermittlungseinrichtung bereitgestellt. Alternativ kann die Vorrichtung 30 die Positionsermittlungseinrichtung umfassen. Die Vorrichtung 30 ist ferner ausgebildet, die Menge der erfassten Positionsdatenwerte zusammen mit der zugehörigen Prüfsumme vorgegeben zu speichern.
  • Die erfassten Positionsdatenwerte werden zum Beispiel jeweils zusammen mit einem zugehörigen Erfassungszeitpunkt bereitgestellt. Die jeweilige Menge der erfassten Positionsdatenwerte umfasst beispielsweise eine vorgegebene Anzahl der zuletzt erfassten Positionsdatenwerte.
  • Beispielsweise werden während sich das Kraftfahrzeug im Straßenverkehr bewegt, Global Positioning System Daten (GPS-Daten) von der Vorrichtung 30 mit einer fortlaufenden Nummer und dem zugehörigen Erfassungszeitpunkt in einen vorgegebenen Stapelspeicher geschrieben. Nachdem in den Stabelspeicher n solcher GPS-Datensätze geschrieben wurden, wird ein Hash-Wert ermittelt abhängig von den n GPS-Datensätzen und einem zuletzt ermittelnden Hash-Wert. Dieser neuer Hash-Wert wird als (n+1)-ter GPS-Datensatz mit der nächsten Nummer und dem Prüfsummenermittlungszeitpunkt in den Stapelspeicher geschrieben. Die folgende Liste zeigt beispielhaft den Inhalt des Stapelspeichers:
    756 Hash-Wert Zeit_1
    757 GPS Zeit_2
    758 GPS Zeit_2
    ... ... ...
    766 GPS Zeit_2
    767 (Hash (756 bis 766) Zeit_1
    768 GPS Zeit_2
  • Hierbei repräsentiert Zeit_1 jeweils den Prüfsummenermittlungszeitpunkt und Zeit_2 den jeweiligen Erfassungszeitpunkt. Vorzugsweise weisen der Prüfsummenermittlungszeitpunkt und der Erfassungszeitpunkt ein gleiches Zeitformat auf. Der Prüfsummenermittlungszeitpunkt und der Erfassungszeitpunkt können auch eine Datumsinformation umfassen.
  • Die Vorrichtung 30 ist ferner ausgebildet, wenn das Fahrzeug jeweils eine der Maut-Bake 40 passiert, einen ersten Datensatz, der zumindest eine der gespeicherten Prüfsummen umfasst, an die jeweilige Maut-Bake 40 zu senden. Der erste Datensatz umfasst vorzugsweise ferner den Prüfsummenermittlungszeitpunkt für die jeweilige Prüfsumme und/oder eine Identifikationsinformation des Fahrzeugs und/oder eine Identifikationsinformation der Vorrichtung 30. Ferner umfasst der erste Datensatz beispielsweise die fortlaufende Nummer. Entsprechend der obigen Liste sendet die Vorrichtung 30 beispielsweise an die Maut-Bake 40, die das Fahrzeug passiert, den ersten Datensatz mit der Nummer 767 in dem Format: [767, Hash-Wert (756 bis 766), Zeit_1].
  • Die Vorrichtung 30 wird vorzugsweise vor einer Auslieferung aus dem Werk und/oder bei einer Übergabe an einen Nutzer initialisiert. Hierzu wird beispielsweise eine Zufallszahl in eine erste Speicherstelle des Stapelspeichers geschrieben. Diese Zufallszahl gilt als erste Prüfsumme innerhalb des Stapelspeichers. Diese Zufallszahl wird auch von der Mautermittlungseinrichtung 20 zugeordnet zu der Vorrichtung 30 gespeichert. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtungen 30 zur Bereitstellung der Daten zur Mauterhebung nicht verwechselt werden. Insbesondere in einer Anfangsphase der Nutzung solch einer Vorrichtung 30 können ansonsten, wenn die Fahrzeuge gleiche Strecken zurücklegen, gegebenenfalls Verwechslungen auftreten.
  • Die Vorrichtung 30 ist ferner ausgebildet, in Antwort auf ein vorgegebenes Auslesesignal und/oder in vorgegebenen Zeitabständen zumindest ein Teil der gespeicherten Positionsdatenwerte mit den zugehörigen Prüfsummen an einer vorgegebenen Kommunikationsschnittstelle vorgegeben bereitzustellen. Beispielsweise kann der Vorrichtung 30 eine Mobilfunkschnittstelle zugeordnet sein oder die Vorrichtung 30 kann die Mobilfunkschnittstelle aufweisen, so dass die Vorrichtung 30 in Antwort auf eine Datenfreigabe durch einen Fahrzeugnutzer sämtliche neuen Inhalte des Stapelspeichers an die Mautermittlungseinrichtung 20 sendet. Hierbei sind unter neuen Inhalten die Inhalte zu verstehen, die noch nicht zu einem früheren Zeitpunkt an die Mautermittlungseinrichtung 20 gesendet und/oder für eine mittelbare Übertragung aus dem Stapelspeicher ausgelesen wurden.
  • Zusätzlich oder alternativ können die Daten mittels eines Speicherlesegeräts ausgelesen werden und beispielsweise über eine Internetanwendung an die Mautermittlungseinrichtung 20 weitergeleitet werden.
  • Die jeweilige Maut-Bake 40 ist ausgebildet, den jeweils von dem Fahrzeug an die Maut-Bake 40 gesendeten ersten Datensatz mittelbar oder unmittelbar an die Mautermittlungseinrichtung 20 weiterzuleiten. Vorzugsweise werden von der Maut-Bake 40 nicht alle empfangenen ersten Datensätze an die Mautermittlungseinrichtung 20 weitergeleitet. Vorzugsweise erfolgt eine Weiterleitung der ersten Datensätze an die Mautermittlungseinrichtung 20 nach einem Zufallsprinzip.
  • Die Mautermittlungseinrichtung 20 ist ausgebildet, die von der Vorrichtung 30 unmittelbar oder mittelbar bereitgestellten Positionsdaten und Prüfsummen abhängig von dem von der zumindest einen Maut-Bake 40 empfangenen jeweiligen ersten Datensatz zu verifizieren.
  • Für die Verifikation ermittelt die Mautermittlungseinrichtung 20 jede Prüfsumme auf Basis der übermittelten Positionsdatenwerte und vergleicht den jeweils berechneten Wert mit dem von der Vorrichtung 30 übermittelten zugehörigen Prüfsummen. Liegt ein zugehöriger von einer der Maut-Baken 40 weitergeleiteter erster Datensatz vor, so wird die Prüfsumme dieses ersten Datensatzes mit der von der Vorrichtung 30 gesendeten und mit der von der Mautermittlungseinrichtung 20 ermittelten Prüf summe verglichen. Insofern die Prüfsummen nicht übereinstimmen, kann von einer Manipulation der Vorrichtung 30 ausgegangen werden.
  • In Bezug auf die oben angeführte beispielhafte Liste berechnet zum Beispiel die Mautermittlungseinrichtung 20 den Hash-Wert 767 und vergleicht den von der Vorrichtung 30 an die Mautermittlungseinrichtung 20 übermittelten Hash-Wert und den von der Maut-Bake 40 übermittelten Hash-Wert. Im Falle einer Manipulation der von der Vorrichtung 30 an die Mautermittlungseinrichtung 20 übermittelten Daten würde sich beispielsweise der Hash-Wert mit der Nummer 767 ändern. Dies führt jedoch zu einem Fehler bei einem Vergleich mit dem zugehörigen Hash-Wert, der von der Maut-Bake 40 übermittelt wurde.
  • Vorzugweise wird für das Übermitteln der jeweiligen Daten ein Protokoll mit vordefinierten Feldern genutzt. Das Protokoll kann beispielsweise die Felder Nummer, Positionsdatenwert/Hash-Wert und Zeit umfassen. Die Nummern sind hierbei vorzugsweise fortlaufend und ohne Sprünge. Die Positionsdatenwerte, insbesondere die GPS-Werte, weisen vorzugsweise keine zusätzlichen Zeichen und/oder Werte auf, die nicht zu den Positionsdatenwerten passen. Die Zeitangabe umfasst vorzugsweise nur Zahlen. Eine maximale Länge der jeweiligen Felder ist beispielsweise vorgegeben.
  • Ferner wird beispielsweise von der Mautermittlungseinrichtung 20 eine Plausibilitätsprüfung der Positionsdatenwerte durchgeführt, falls Zweifel an der Korrektheit der empfangenen Positionsdatenwerte bestehen. Hierbei wird beispielsweise überprüft, ob sich die Fahrtstrecke auf einer Straße befindet und/oder eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs plausibel ist und so weiter.
  • Um die Sicherheit des Mautsystems 10 weiter zu erhöhen, können beispielweise "stille Enforcements" durchgeführt werden. Dies bedeutet, es werden Kontrollen durchgeführt ohne dass eine fahrzeugseitige Einrichtung erkennt, ob solch eine Kontrolle durchgeführt wird.
  • Hierzu weist die Maut-Bake 40 beispielsweise eine Bilderfassungseinrichtung auf und ist ausgebildet, jeweils zumindest ein Bild von einem Nummernschild eines Fahrzeugs, das die Maut-Bake 40 passiert, zu erfassen. Ferner ist die Maut-Bake 40 ausgebildet, eine zu dem Passieren der Maut-Bake 40 zugehörige Zeitinformation zu erfassen, beispielsweise die Zeit zu erfassen, zu der das Fahrzeug die Maut-Bake 40 passiert. Des Weiteren ist die Maut-Bake 40 ausgebildet, das Bild von dem Nummernschild und/oder daraus ermittelte Daten, zum Beispiel das Fahrzeugkennzeichen, mit der Zeitinformation und den GPS-Daten der Maut-Bake 40, zu einem Datensatz zu verknüpfen und diesen Datensatz an das Backend weiterzuleiten.
  • Bei der Verifikation durch die Mautermittlungseinrichtung 20 wird dann zusätzlich überprüft, ob in der ermittelten Strecke die Position und die Zeit des "stillen Enforcements" plausibel ist.
  • Die Mautermittlungseinrichtung 20 ist beispielsweise ferner ausgebildet, abhängig von den von der Vorrichtung 30 bereitgestellten Daten, insbesondere den Positionsdatenwerten des Kraftfahrzeugs, und abhängig von Positionsdaten mautpflichtiger Autobahnen und/oder weiterer mautpflichtiger Straßen, eine Maut-Gebühr zu berechnen. Hierzu weist die Mautermittlungseinrichtung 20 beispielsweise einen Speicher auf, in dem die Positionsdaten der mautpflichtigen Autobahnen und der weiteren mautpflichtigen Straßen gespeichert sind.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Bereitstellung von Daten zur Mauterhebung, bei dem
    - mittels einer in einem Kraftfahrzeug angeordneten Vorrichtung (30) jeweils abhängig von einer vorgegebenen Menge von erfassten Positionsdatenwerten für das Fahrzeug eine kollisionsfreie Prüfsumme ermittelt wird,
    - mittels der Vorrichtung (30) jeweils die Menge der erfassten Positionsdatenwerte zusammen mit der zugehörigen Prüfsumme vorgegeben gespeichert wird,
    - wenn das Fahrzeug jeweils eine vorgegebene Maut-Bake (40) passiert, ein erster Datensatz, der zumindest eine der gespeicherten Prüfsummen umfasst, an die jeweilige Maut-Bake (40) gesendet wird, wobei die Maut-Bake (40) ausgebildet ist, den an die Maut-Bake (40) gesendeten ersten Datensatz an eine Mautermittlungseinrichtung (20) weiterzuleiten, wobei die Mautermittlungseinrichtung (20) ausgebildet ist, die von der Vorrichtung (30) bereitgestellten Positionsdaten und Prüfsummen abhängig von dem von der Maut-Bake (40) empfangenen ersten Datensatz zu verifizieren,
    - mittels der Vorrichtung (30) in Antwort auf ein vorgegebenes Auslesesignal und/oder in vorgegebenen Zeitabständen zumindest ein Teil der gespeicherten Positionsdatenwerte mit den zugehörigen Prüfsummen an einer vorgegebenen Kommunikationsschnittstelle vorgegeben bereitgestellt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    bei dem die jeweilige Menge der erfassten Positionsdatenwerte eine vorgegebene Anzahl der zuletzt erfassten Positionsdatenwerte umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    bei dem, wenn das Fahrzeug jeweils die vorgegebene Maut-Bake (40) passiert, die zuletzt ermittelte Prüfsumme an die jeweilige Maut-Bake (40) übermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    bei dem zusammen mit der Prüfsumme ein Prüfsummenermittlungszeitpunkt erfasst und zusammen mit der zugehörigen Prüfsumme vorgegeben gespeichert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    bei dem der erste Datensatz den Prüfsummenermittlungszeitpunkt für die jeweilige Prüfsumme und/oder eine Identifikationsinformation des Fahrzeugs und/oder eine Identifikationsinformation einer Einrichtung, die im Fahrzeug anordenbar ist, umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
    bei dem die erfassten Positionsdatenwerte jeweils zusammen mit einem zugehörigen Erfassungszeitpunkt bereitgestellt werden und die Menge der Positionsdatenwerte mit ihren Erfassungszeitpunkten und die zugehörige Prüfsumme und deren Prüfsummenermittlungszeitpunkt vorgegeben gespeichert werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    bei dem in Antwort auf das vorgegebene Auslesesignal und/oder in den vorgegebenen Zeitabständen für den zumindest einen Teil der gespeicherten Positionsdatenwerte zusätzlich die jeweils zugehörigen Erfassungszeitpunkte und/oder die Prüfsummenermittlungszeitpunkte der zugehörigen Prüfsummen an der vorgegebenen Kommunikationsschnittstelle vorgegeben bereitgestellt werden.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    bei dem die Positionsdatenwerte für das Fahrzeug in vorgegebenen zeitlichen Abständen erfasst werden.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    bei dem die Prüfsumme abhängig von einer zuvor ermittelten Prüfsumme ermittelt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    bei dem die kollisionsfreie Prüfsumme ein Hash-Wert ist.
  11. Vorrichtung (30) zur Bereitstellung von Daten zur Mauterhebung, die ausgebildet ist ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
  12. Mautsystem (10) aufweisend
    - eine Mautermittlungseinrichtung (20)
    - zumindest eine Vorrichtung (30) gemäß Anspruch 11, die in einem Fahrzeug angeordnet ist,
    - zumindest eine Maut-Bake (40), die ausgebildet ist, die von dem Fahrzeug an die Maut-Bake (40) gesendeten ersten Datensatz, der jeweils zumindest eine Prüfsumme umfasst, mittelbar oder unmittelbar an die Mautermittlungseinrichtung (20) weiterzuleiten, wobei die Mautermittlungseinrichtung (20) ausgebildet ist, die von der Vorrichtung (30) unmittelbar oder mittelbar bereitgestellten Positionsdaten und Prüfsummen abhängig von den von der zumindest einen Maut-Bake (40) empfangenen Datensatz zu verifizieren.
  13. Mautsystem (10) nach Anspruch 12,
    bei dem die Maut-Bake (40) ausgebildet ist, zumindest ein Bild zu erfassen von einem Nummernschild des jeweiligen Fahrzeugs, das die Maut-Bake (40) passiert, und/oder ein Fahrzeugkennzeichen des jeweiligen Fahrzeugs, das die Maut-Bake (40) passiert, zu ermitteln und das Bild beziehungsweise das ermittelte Fahrzeugkennzeichen zusammen mit einer Positionsinformation der Maut-Bake (40) und einer Zeitinformation an die Mautermittlungseinrichtung (20) weiterzuleiten.
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