EP4163886A1 - System und verfahren zur mauterhebung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

System und verfahren zur mauterhebung für ein kraftfahrzeug Download PDF

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Publication number
EP4163886A1
EP4163886A1 EP22200183.6A EP22200183A EP4163886A1 EP 4163886 A1 EP4163886 A1 EP 4163886A1 EP 22200183 A EP22200183 A EP 22200183A EP 4163886 A1 EP4163886 A1 EP 4163886A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
toll
data processing
booking
central data
portable
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP22200183.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Ledermann
Benedikt Betz
Matthias Heyd
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.)
Toll Collect GmbH
Original Assignee
Toll Collect 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 Toll Collect GmbH filed Critical Toll Collect GmbH
Publication of EP4163886A1 publication Critical patent/EP4163886A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 disclosure relates to a system and a method for toll collection for a motor vehicle.
  • a known method for collecting tolls is based on a satellite-supported system.
  • a toll road network is divided into several sections, with each section being assigned a tariff that determines the amount of the toll.
  • the mapping of the toll road network to the sections forms part of the operating data of the toll system and is stored in a control center.
  • OBU OBU - on-board unit
  • the position of the vehicle is determined at regular time intervals while driving with the aid of a global navigation satellite system.
  • the positions of the vehicle are recorded in a so-called lane file, which is sent to the control center via mobile radio at certain intervals.
  • the lane data is evaluated in the control center, namely the comparison of the determined positions with the toll sections and the calculation of the toll to be paid.
  • the disadvantage here is that each vehicle that is subject to the toll has to carry special hardware, namely the OBU, in order to record its positions.
  • devices carried by the driver e.g. smartphone or tablet
  • the functions required for automatic toll collection such as position determination (e.g. via GPS (GPS - global positioning system)), communication via mobile communications and a (graphic) User interface. It is therefore desirable to use such devices for toll collection.
  • position determination e.g. via GPS (GPS - global positioning system)
  • communication via mobile communications
  • graphics User interface
  • the document EP 1 655 700 A2 discloses a method for determining a route usage fee for a route, particularly for occasional users of the route.
  • the length of the route is determined by means of two determination methods, with the two determination methods being carried out in a central computer unit.
  • a first determination method data regarding a relative Processed position of a mobile terminal with respect to at least one network-side component of a communication network.
  • a second determination method internal vehicle status information is processed, which was previously transmitted to the central processing unit via the terminal. The results of the two determination methods are compared with one another.
  • the document U.S. 2009/0024458 A1 describes a method for position-based billing for a route.
  • Trip details are determined, including a variety of position data each indicating a location of a position sensing device during a trip.
  • the trip details are used to determine the cost of the trip.
  • the costs and an identification of the position detection device are forwarded by the position detection device to a payment service.
  • the document EP 3 002 733 A1 discloses a toll control center for collecting a toll from a vehicle that is subject to a toll when using a traffic area that is subject to a toll.
  • the toll center includes a central computing device and a central communication device.
  • the central computing device is set up to receive, via the central communication device, an initiation request for initiating a toll collection method for using the traffic area subject to toll by the vehicle subject to toll from a mobile device.
  • the initiation request includes starting position data of the vehicle subject to the toll.
  • the central computing device is further set up to initiate a toll collection method in response to the receipt of the initiation request and to terminate the initiated toll collection method in response to the occurrence of a termination event.
  • a camera image of a vehicle is recorded at a checkpoint.
  • the camera image is provided with an initial time stamp.
  • the vehicle sends a toll message to a control center in a predetermined area of the checkpoint.
  • the toll message includes lane information and a second time stamp, which indicates the time at which the message was sent.
  • the camera image is used to determine in which lane of the road the vehicle is located. If the determined lane matches the lane information from the toll message and the two time stamps are close enough to each other, the check is rated as successful.
  • position data is continuously sent to a control center as toll information. With each piece of toll information, a toll message with the lane information and the associated time stamp is also sent to the control center. At a control point, the lane information is then in turn compared with a lane from a camera image. Large amounts of data (position data and toll messages) are continuously transmitted from the vehicle device to the control center.
  • the document US 2010/0287038 A1 discloses a toll collection system with a toll device arranged in a vehicle, the toll device having a satellite navigation receiver. Positions of the vehicle are determined with the satellite navigation receiver. In addition, a property of the vehicle's surroundings is determined by means of a sensor, with the property being dependent on the position of the vehicle. The vehicle positions determined by the satellite navigation receiver are compared and validated with the property determined by the sensor.
  • the document WO 99/66455 A2 describes a roadside control device for a toll device installed in a vehicle.
  • the control device checks whether the toll device is set up correctly and is functional.
  • the task is to provide improved technologies for participation in a toll system.
  • the specification of dedicated hardware should be avoided and the convenience of participating in the toll system should be improved.
  • the quality of toll collection should remain high so that due tolls are calculated correctly.
  • the portable toll device and/or the central data processing device are set up to cancel the booking before the end of the journey if a cancellation condition occurs.
  • the central data processing device is also referred to as the central unit to save space.
  • the process for this is as follows.
  • the user uses the toll device to initiate a booking at the head office before starting the journey.
  • the journey can begin.
  • the toll device determines its position and thus the position of the associated motor vehicle at regular intervals.
  • the positions are stored in the memory of the toll device and transmitted to the control center during the journey when a certain dispatch condition occurs or at the latest at the end of the journey.
  • the head office calculates a toll based on the positions.
  • the toll device can be set up to output a signal to the user if the booking is aborted, for example as a visual display and/or as an acoustic signal. Furthermore, it can be provided that the toll device is set up to output a reason for canceling the booking, for example as a visual display and/or as an acoustic signal. It can be provided that if the booking is aborted, any position information that may still be present in the memory of the portable toll device is transmitted to the control center. Provision can also be made for the control center to calculate the toll fee due up to that point on the basis of the position information available in the control center when the booking is aborted.
  • the devices can communicate with one another, for example between the portable toll device and the control center, wirelessly, e.g. B. by means of a cellular connection or by means of WLAN (WLAN - wireless local area network, wireless local area network).
  • wirelessly e.g. B. by means of a cellular connection or by means of WLAN (WLAN - wireless local area network, wireless local area network).
  • the portable toll device is associated with the motor vehicle for which the toll fee is to be determined.
  • the portable toll device can be arranged in the motor vehicle or arranged on the motor vehicle.
  • the portable toll device can be detachably arranged in the motor vehicle, for example in a holder.
  • the portable toll device can be designed as a smartphone or as a tablet, for example. Such devices usually have all the necessary components for toll collection, so that a dedicated toll collection device such as an OBU is not required.
  • the portable toll device determines its position (and thus the position of the associated motor vehicle) at regular first time intervals.
  • the toll device can be assigned a position detection device, for example installed in the toll device or coupled to the toll device.
  • the position detection device can be designed as a GNSS receiver (GNSS—global navigation satellite system). Suitable GNSS systems are, for example, GPS, Glonass, Galileo or Beidou. Smartphones and tablets usually have a GNSS receiver built into the device.
  • the position of the toll device (and the associated motor vehicle) includes at least one degree of longitude and one degree of latitude.
  • the position may include a direction, a speed, the number of GNSS satellites from which signals are acquired, and an HDOP value (HDOP - Horizontal Dilution of Precision, a confidence value for the horizontal accuracy of GNSS positioning).
  • the position information can also include a time stamp, the time stamp indicating when the position was determined.
  • the first regular time intervals for determining the position information can be small.
  • the position of the portable toll device can be determined every second, every 2 seconds or every 5 seconds. This is intended to ensure that the journey of the motor vehicle can be traced as precisely as possible (ideally without gaps) so that the toll fee can be determined precisely.
  • the center may include a processor and memory.
  • the center can be designed as a server.
  • the control center is set up to evaluate the position information, for example to compare the positions of the toll device with a model of toll routes and to determine the toll fee to be paid from this.
  • the center can be set up to transmit the determined toll fee to the portable toll device.
  • the toll fee can be displayed on the toll device, for example on the display device. In this way, the user receives prompt information on the amount of the toll charge incurred for the route driven.
  • the portable toll device can be set up to record a vehicle identification of the motor vehicle assigned to the portable toll device.
  • the vehicle identification can be the registration number of the motor vehicle.
  • the vehicle identification can include a country of origin of the vehicle, for example as information on the license plate.
  • the vehicle identification enables a clear identification of the motor vehicle.
  • the vehicle identification can be used to check whether the motor vehicle is involved in the toll procedure while driving.
  • the vehicle identifier can be recorded, for example, by means of a user input or by means of an optical sensor (eg a camera).
  • the user input can be made using an input device of the toll device, for example using a touch-sensitive display device (touch screen).
  • the toll device can also be set up to transmit the detected vehicle identification together with the booking request to the control center.
  • the transmitted vehicle identification can be assigned to the booking by the head office.
  • the control center can be set up to generate a unique booking identification number (booking ID) and to transmit it to the toll device when a booking request is positively confirmed.
  • the booking ID is only valid for a specific trip booking (i.e. the approved trip).
  • the toll device can be set up to transmit the booking ID to the control center together with the position information. This enables the item information to be clearly assigned to a specific booking.
  • the center can also be set up to associate the vehicle identification and the booking ID with a booking.
  • the portable toll device can be set up to record at least one vehicle characteristic of the motor vehicle assigned to the portable toll device in addition to the vehicle identification, for example by means of a user input, and to transmit the vehicle identification and the at least one vehicle characteristic to the control center before the start of the journey.
  • the control center can be set up to check the consistency of the transmitted at least one vehicle property.
  • the center can also be set up to transmit the result of the consistency check to the toll device.
  • the toll device can be set up to output the result of the consistency check received from the control center, for example on the display device.
  • the at least one vehicle property can be selected from the elements of the following group: permissible total weight, number of axles, emission class, drive type and a combination of the aforementioned elements.
  • the amount of the toll to be paid depends on the characteristics of the motor vehicle.
  • the vehicle properties must be specified before the journey, for example by means of a user entry on the toll device. Provision can be made for the time of the change to be documented when there is a change in the information on the vehicle properties.
  • Vehicle properties for a vehicle identification can already be stored in the control center.
  • the consistency check in the control center can be, for example, a comparison of the at least one vehicle property specified with a stored vehicle property.
  • the consistency check can include a comparison of the specified total weight with the number of axles. If a heavy vehicle (e.g. 40 t) has only a few (e.g. 2) axles or a light vehicle (e.g. 5 t) has many (e.g. 4 or 5) axles, a corresponding information can be issued via the toll device. If the consistency check is negative, the user can be asked to check the entries and correct them if necessary.
  • the central data processing device is set up to transmit a blocking signal to the portable toll device when the cancellation condition occurs, and that the portable toll device is set up to cancel the booking before the end of the journey when the blocking signal is received.
  • This can be used to trigger a central forced termination while driving, for example in the event of technical problems or other complications.
  • a means of payment e.g. a credit card or a Paypal account
  • the means of payment can be blocked by the user by sending a message to the head office, for example if a credit card is lost or stolen or if the access information for a payment service provider is lost.
  • the control center triggers a blocking of the means of payment, for example if a credit card is not covered or an account is overdrawn.
  • a means of payment can be assigned to the booking request of the toll device.
  • the toll device can transmit a means of payment together with the booking request to the head office.
  • a means of payment for a vehicle identifier (or also for several vehicle identifiers) can be stored in the control center, so that the stored means of payment is used for each booking for this vehicle identifier (or these vehicle identifiers).
  • the center can be set up to check the validity of the means of payment with the booking request. If the means of payment is valid, the booking will be confirmed. If the means of payment is not valid, the booking will be rejected.
  • the center can be set up to check whether the blocked means of payment booking is assigned to an ongoing trip. If so, the control center can transmit the blocking signal to the toll device and cancel the booking while driving.
  • the status position information can be provided by the position detection device, for example as GNSS coordinates.
  • the status position information includes at least a longitude and a latitude. Additionally, the status position information may include a direction, a speed, the number of GNSS satellites from which signals are acquired, and an HDOP value.
  • the position of the toll device (and thus of the associated vehicle) is determined during the journey at regular first time intervals, for example every second, every 2 seconds or every 5 seconds, and stored in a memory of the toll device becomes.
  • the stored position information is transmitted to the control center. Based on the position information, an evaluation is then carried out in the control center as to whether one or more toll routes have been traveled.
  • An essential aspect of operation of the toll device in compliance with the toll obligation is therefore whether the toll device can determine its position in the predetermined regular first time intervals.
  • the toll device must therefore be able to determine its position.
  • a GNSS receiver For a GNSS receiver to be able to determine its position, it must receive a sufficient number of satellite signals; usually signals from at least four satellites. For example, if a GNSS receiver receives too few satellite signals or no satellite signals at all, it cannot determine its position. In this case, he is not capable of position determination and a willingness to collect based on positioning would be negative. Participation in the automatic toll system would therefore not be possible.
  • a technical defect in the toll device can also result in it not being able to determine its position. For example, although a sufficient number of GNSS satellite signals can be received, the processing of the signals in the toll device fails due to the defect and it is therefore not possible to determine the position.
  • the portable toll device is embodied as a smartphone or tablet, other reasons for a negative positioning capability may be that a user has restricted the rights to use the positioning function or has switched off the positioning function (e.g. the GNSS receiver).
  • the position information and possibly the status information should be transmitted from the toll device to the control center.
  • the transmission takes place wirelessly, for example via a cellular network or by means of WLAN.
  • To check the readiness to collect it can be queried whether there is a communication connection between the toll device and the control center and whether data transmission is possible, ie whether the toll device is capable of data transmission.
  • the portable toll device should transmit the position information collected during the journey to the control center, at the latest after the end of the journey. It must therefore be ensured that the toll device still has an adequate power supply at this point in time. Provision can therefore be made to set the readiness for collection to negative if the state of charge of a battery in the toll device falls below a first predetermined threshold, for example if less than 10% battery charge remains. Provision can also be made for a message to be output to the user if the battery charge falls below a second predetermined threshold, the second threshold being greater than the first threshold. For example, when the battery charge is 15%, a message can be issued with which the user is prompted to connect the toll device to a charger in order to avoid a further drop in the battery charge and a resulting negative willingness to collect.
  • the portable toll device can be set up to output the status of its collection readiness, e.g. B. as a visual signal and / or as an acoustic signal.
  • the status of the willingness to collect can be displayed with a display device of the toll device (eg “green” if there is a willingness to collect and “red” if there is no willingness to collect).
  • the toll device must be able to communicate. The output of such a signal (or such signals) must not be suppressed, as would be possible with the Android and iOS operating systems of smartphones and tablets, for example.
  • the status information enables continuous monitoring of the collection readiness of the toll device while driving.
  • the status information can also include the booking ID. This enables a simple assignment of the status information to the trip booking.
  • the second regular time intervals can have any value between 5 seconds and 10 minutes, for example 10 seconds, 20 seconds, 30 seconds, 1 minute, 2 minutes or 5 minutes. This means that very up-to-date information is available when the motor vehicle is checked, from which the fulfillment of the obligation to cooperate can be determined.
  • the readiness for collection of the toll device (positive or negative) can be implemented as a single bit, so that the amount of data transmitted is very small.
  • the booking is therefore aborted if the status information does not arrive at the head office in time.
  • the toll device cancels the booking. Provision can be made for the toll device to issue a signal to the user to cancel the trip booking, for example an optical signal and/or an acoustic signal. The user must then use an alternative to participating in the toll system.
  • the connectivity of the toll device with the control center i.e. the data transmission capability of the toll device
  • the central timer and the toll device timer can be set to the same time, for example 1 minute, 2 minutes, 5 minutes, 10 minutes, 20 minutes or 30 minutes. Simultaneously running timers in the two devices ensure that in the event of a loss of the communication link between the toll device and the control center, the same (negative) status of the collection readiness is determined in both devices.
  • the first predetermined time of the central timer and/or the second predetermined time of the toll device timer can be adapted to an expected route.
  • the value the value of the timer can be changed site-specifically, eg using the last successfully transmitted status position information. If it is foreseeable that there is a tunnel on the route in which the GNSS reception is disrupted and/or the mobile phone connection between the toll device and the control center is interrupted, the two timers can be adjusted to the time expected in the tunnel in order to avoid an unintentional to avoid interrupting the booking.
  • the value of the timers can be determined based on the known length of the tunnel and the usual speed of the motor vehicle (e.g. in Germany 80 km/h for trucks).
  • the value of the timer can also be adjusted to the size of possible dead spots. It can be estimated how big the dead spots are along the toll roads and in what time a motor vehicle would have to drive through a dead spot at a normal speed.
  • the central data processing device can be set up to transmit the blocking signal to the portable toll device upon receipt of the manipulation signal.
  • the control device can be stationary (e.g. as a control bridge or control column) or mobile.
  • the control device can have a detection device which is set up to detect the vehicle identification.
  • the detection device can be an optical detection identifier, for example a camera.
  • the vehicle identification can be converted into a machine-readable format using OCR (OCR - optical character recognition).
  • the communication between the control device and the control center can take place wirelessly, for example by means of a mobile radio connection or by means of WLAN.
  • the time of the change e.g. with a time stamp
  • a trigger for changing the willingness to collect is documented in the status information.
  • the unscheduled status information includes the negative willingness to collect. Additionally, the unscheduled status information may include a timestamp indicating when collection readiness was lost and/or a loss of collection readiness trigger.
  • the portable toll device can be set up to perform the functions described here by installing an app.
  • a unique app identification number (app ID) can be assigned.
  • the app ID can be sent to the control center with the status information. This is intended to support the clarification of fraud attempts or technical problems. If the app is uninstalled and then reinstalled, a new app ID will be assigned. For example, a new installation of the app while driving can be detected.
  • the control center can be set up to check whether the transmitted version corresponds to a current version of the app. If the version of the app on the toll device is out of date, the booking request will be rejected. The user can be informed that the current version of the app must be installed before starting the journey.
  • vehicle and “motor vehicle” are used synonymously unless the context explicitly states otherwise.
  • FIG. 1 a schematic illustration of a first embodiment of a system for toll collection is shown.
  • the system comprises a portable toll device 10 and a central data processing device (central) 20.
  • central central data processing device
  • the toll device 10 has a processor 11 , a memory 12 , a communication unit 13 , a GNSS receiver 14 , an energy store 15 and a display device 16 .
  • the toll device 10 can also have a loudspeaker (not shown).
  • the display device 16 can be designed in the form of a touch-sensitive screen (touch screen).
  • the energy store 15 is set up to supply the components of the portable toll device 10 with electrical energy.
  • the energy storage 15 is as rechargeable secondary battery.
  • the portable toll device 10 can be designed as a smartphone or as a tablet.
  • the toll device 10 is assigned to a motor vehicle which is traveling on at least partially toll routes during a journey.
  • the toll device 10 can, for example, be detachably arranged in a holder in the motor vehicle.
  • the control center 20 has a processor 21 , a memory 22 and a communication unit 23 .
  • the toll device 10 and the control center 20 are set up to exchange signals and/or data bidirectionally with one another by means of their communication units 13, 23, for example by means of mobile communications and/or by means of WLAN.
  • the communication channels are in 1 shown with a dashed line.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a second embodiment of a system for toll collection.
  • the system includes a control device 30.
  • the control device 30 has a processor 31 , a memory 32 , a communication unit 33 and a detection unit 34 .
  • the communication unit 33 of the control device 30 is set up to wirelessly exchange signals and/or data with the communication unit 23 of the control center 20 .
  • the communication connection between the control device 30 and the control center 20 takes place wirelessly, for example by means of mobile radio and/or by means of WLAN. Direct communication between the toll device 10 and the control device 30 is not provided.
  • the detection unit 34 is set up to detect a license plate number of a motor vehicle passing the control device 30 .
  • the detection unit 34 can be designed as a camera, for example as a digital camera.
  • the detection unit 34 can create a photo of a front view of the motor vehicle, for example.
  • the identifier can be determined in the photo by means of the processor 31 and a machine-readable identifier can be generated by means of OCR. If desired, the photo of the identifier and/or the determined OCR identifier can be transmitted to the control center 20 by means of the communication unit 33 .
  • FIG. 3 shows a flow chart for a first embodiment of a computer-implemented method for toll collection.
  • the portable toll device 10 is used to request a booking from the control center 20 (step 100).
  • the center 20 responds to the booking request from the portable toll device 10 with a confirmation of the booking (step 110) or a rejection of the booking (step 105). If the booking is rejected, the procedure is over and the driver must find another way to pay the toll for the planned route.
  • position information of the toll device 10 is determined at regular first time intervals, for example every second (step 120).
  • the position information includes a position of the portable toll device 10 in terms of at least a longitude and a latitude.
  • the position is determined using the GNSS receiver 14 of the toll device 10 .
  • the position information is stored in the memory 12 of the portable toll meter 10 (step 130).
  • the stored position information is transmitted to the control center 20 by means of the communication unit 13 of the toll device 10 (step 140).
  • the position information received from the portable toll device 10 for the booking is stored in the memory 22 of the center 20 (step 150).
  • the portable toll device 10 transmits a trip completion signal and, if applicable, position information still present in the memory 12 of the toll device 10 to the control center 20 (step 160).
  • the booking is completed in the control center 20, the position information present in the memory 22 of the control center 20 is evaluated and a toll fee is determined therefrom (step 170).
  • the method can optionally include a further step in which the toll fee determined is transmitted from the control center 20 to the toll device 10 and is output by the toll device 10 , for example displayed with the display device 16 .
  • the foregoing steps describe a regular flow of toll collection using the portable toll device. This procedure represents the usual course. If a termination condition occurs during the journey, the booking is terminated before the end of the journey by means of the portable toll device 10 and/or by means of the control center 20 (step 180).
  • the termination condition can be a technical failure, such as insufficient reception of the GNSS signals or an interrupted communication link between the toll device 10 and the control center 20.
  • the termination condition can also be of a different nature, such as an invalid means of payment associated with the booking or the suspicion of manipulation of a vehicle registration number.
  • a termination condition is that a means of payment stored for the booking is no longer valid.
  • the means of payment can be a credit card.
  • the credit card may have been lost or stolen. In this case, the credit card is blocked by the user or a person or organization associated with the user.
  • a freight forwarder can use a credit card as a means of payment for several vehicles. If this credit card is now lost, the forwarding agent will block it.
  • the head office checks whether the blocked credit card is intended as a means of payment for a current booking. If so, the booking is canceled by the head office.
  • the control center sends a blocking signal to the relevant toll device to end the booking early.
  • the credit limit of the credit card can also be exhausted, so that further payments are not possible.
  • the credit card is blocked by the head office.
  • the control center sends the blocking signal to the relevant toll device.
  • the toll device can be set up to output the reason for the blocking, for example to display it on the display device. If several current bookings are affected by the blocked credit card, the head office will of course send the blocking signal to all affected toll devices.
  • the statements apply analogously to other means of payment, such as a Paypal account or a Klarna account.
  • Another termination condition may be that a user account is blocked or deleted.
  • the head office checks whether one or more ongoing bookings are assigned to the blocked user account and sends the corresponding blocking signals to the toll devices concerned.
  • a technical reason for a termination condition is if the position information transmitted by the toll device is not usable.
  • the center can be set up to check the quality of the position information transmitted by the toll device immediately after it arrives at the center. If insufficient quality is found, the Central sends the blocking signal to the toll device and cancels the booking.
  • An insufficient quality of the position information can be determined, for example, based on the quality of the GNSS signals, e.g. B. continuously or repeatedly an insufficient number of satellites, implausible jumps in position and/or time jumps, jamming and/or spoofing patterns.
  • Escalation levels can be implemented here: Level 1 - only display of a warning message on the toll device, Level 2 - announcement of a journey termination, Level 3 - journey termination by canceling the booking.
  • this is in 3
  • the method shown is supplemented in that the toll device 10 generates status information at second regular time intervals and transmits it to the control center 20 .
  • the center 20 checks the status information and transmits an evaluation signal to the toll device 10.
  • the evaluation signal is a release signal if the check is positive. So the journey can be continued.
  • the evaluation signal is the blocking signal if the test fails. In this case the booking will be cancelled.
  • the process of generating and sending the status information begins immediately after the start of the booking.
  • the status information is generated at preconfigured regular intervals (e.g. every 30 seconds, every 1 minute or every 2 minutes) and transmitted to the control panel.
  • the sending interval of the status information can be configured centrally.
  • the control center responds to the status information either with "approval of the current journey booking" or "rejection of the current journey booking". Approval of the trip booking allows the user to continue booking a trip. A rejection of the trip booking ends the active trip booking. The reasons for a central refusal can be blocks or technical problems. After rejection of the trip booking, the processes of recording the position information and further generation of the readiness for collection are stopped. Each time a trip booking is aborted, a message about the end of the booking and the remaining position information is transmitted from the toll device 10 to the control center 20 .
  • the second embodiment is supplemented in that the control center is set up to start a central timer with a first predetermined time when the status information arrives at the control center. If the central timer receives further status information within the time specified by the central timer, the central timer is reset and starts again from the beginning. If the panel timer expires before any further status information arrives at the panel, the panel transmits the lock signal the portable toll device. The booking is therefore aborted if the status information does not arrive at the head office in time.
  • the second embodiment is supplemented in that the portable toll device is set up to start a toll device timer with a second predetermined time when the evaluation signal arrives in the toll device. If another evaluation signal arrives in the toll device within the time specified by the toll device timer, the toll device timer is reset and starts again from the beginning. If the toll device timer expires before another evaluation signal arrives at the toll device, the toll device cancels the booking. If the communication link to the control center is interrupted, the toll device cancels the booking. The toll device issues a signal to the user to cancel the journey booking, for example an optical signal and/or an acoustic signal. The user must then use an alternative to participating in the toll system.
  • the third embodiment and the fourth embodiment can be combined with each other.
  • the timers are used to monitor the connectivity of the toll device with the control center, i.e. the data transmission capability of the toll device, while driving.
  • the 4 shows a method sequence for detecting and checking vehicle properties. This process takes place before the start of the journey and can lead to the central confirmation or rejection of the booking.
  • the user first enters a country selection and the license plate number of the motor vehicle assigned to the toll device 10 on the toll device 10 (step 200).
  • properties of the motor vehicle are entered by the user (step 210).
  • the properties include the weight of the vehicle, the number of axles on the vehicle (axle count), the emission class and the type of drive.
  • the information entered is transmitted to the control center 20 in step 220 .
  • the control center 20 checks the information received about the motor vehicle for consistency (step 230).
  • vehicle properties can already be stored in control center 20 for the license plate number, such as the weight and number of axles of a motor vehicle.
  • the values for weight and number of axles transmitted by the toll device must at least correspond to the stored values. It is possible for the user to increase the values, for example if one or more trailers are used.
  • the consistency check can also include the coherence of the transmitted vehicle properties. For example, if a For example, a heavy vehicle has few axles or a light vehicle has many axles, this would not be consistent.
  • the result of the check is transmitted from the control center 20 to the toll device 10 (step 240).
  • the result of the check is output on the toll device (step 250).
  • the user is asked to check the entries again and correct them if necessary.
  • the data entered with steps 200 and 210 can be stored in the toll device 10 . If the same vehicle is later used for another journey, this data can then be selected by the user so that it is not necessary to enter it again. Data from several motor vehicles can also be stored in the portable toll device 10, from which the user can select if necessary.
  • an initial status check is carried out before the start of the journey, which is used to decide whether to confirm or reject the booking.
  • certain requirements must be met. These relate on the one hand to the fulfillment of technical and on the other hand to the financial conditions that are necessary for booking a journey.
  • three criteria should be met so that a trip booking is released by the control center. First of all, it is checked whether the license plate number of the motor vehicle and/or the toll device is blocked at the central end. Furthermore, it is checked whether a means of payment stored by the user is authorized. Finally, the transmitted vehicle properties (cf. procedure according to 4 ) checked for consistency. Only when all three conditions are met is a booking ID generated in the head office and sent to the toll device together with the booking release. If the trip booking is not approved, the booking rejection includes a text in which the reason for the rejection is given.
  • step 80 The process of an initial status check is in figure 5 shown.
  • the three aforementioned criteria (existence of a block, validity of the means of payment and consistency of the vehicle properties) are checked in the control center 20 (step 80). If the check is negative, a blocking signal is sent to the toll device (step 85) and a message is sent to the user; a trip booking is not started. If the check is positive, a release signal is transmitted to the toll device together with a booking ID (step 86). If the release has been given, the readiness of the toll device to collect is checked (step 90). If the willingness to collect is negative, a message to this effect is issued and the method ends (step 95). If the readiness to collect is positive, the trip booking is started (step 96). The journey can then be carried out, for example with the steps in 3 illustrated procedure.
  • the journey booking begins with the receipt of the booking approval.
  • the journey booking is only started if there is a booking release from the head office and the willingness to collect is given.
  • a corresponding signaling of the active booking is displayed on the display device 16 of the toll device 10 and is visible to the user (e.g. “journey active”). Furthermore, the user can see whether the willingness to collect is given.
  • all data relevant to the vehicle and toll can be displayed on the display device 16 until the end of the booking.
  • the data displayed includes, for example, the booking number, a booking duration and a map with the route taken.
  • the card can be activatable and deactivatable.
  • the control device 30 uses its detection unit 14 to detect a license plate number of a motor vehicle passing the control device 30 (step 300). For this purpose, the front of the motor vehicle is recorded optically, for example photographed. In the image of the front, the license plate is determined. The identifier is checked by means of the processor 31 of the control device 30 (step 310). If no tampering is detected, the method ends (step 315). If manipulation is discovered, the control device 30 transmits a corresponding message to the control center 10 (step 320). The control center 20 checks whether there is a current booking for the manipulated license plate number and, if necessary, breaks it off by transmitting the blocking signal to the relevant toll device (step 330).
  • the journey booking is terminated with a user input.
  • a button for ending the current trip booking is present on the display device 16 of the toll device 10 .
  • All processes are terminated by operating the “End trip” button and all toll-relevant and recorded data, in particular position information and possibly status information, are transmitted to the control center. The user is informed that the toll device should remain switched on and/or the app should not be closed until the data has been transferred.
  • the position information recorded and available in the app (in the memory of the toll device) is immediately transmitted to the head office.
  • the position information will be sent immediately to the head office when mobile phone reception is renewed or via a WLAN Internet connection. No new journey booking is started before the already recorded position information (from the previous booking) has been sent to the head office. If the message at the end of the booking is not received by the head office (e.g. if data is lost or the app is uninstalled), the journey booking is automatically completed by the head office. If the control center receives a negative willingness to collect, the active booking is canceled and the cancellation is signaled to the user. The position information is sent to the head office immediately after the booking is aborted. The position information is saved in terms of signing and encryption, stored in the app (in the memory of the toll device) and transmitted to the control center.
  • the position information received in the control center is buffered until it is complete or a partial booking occurs due to a timeout.
  • the head office may only close the trip booking after the trip booking has been completed or after a preconfigured timeout has expired.
  • the position information is only complete if it is accompanied by the "End of booking" message and the rest of the position information in the control center were received.
  • An incomplete journey booking is noted centrally and is considered a partial booking.
  • An incomplete journey booking occurs when, in a preconfigured period of time during an active journey booking, neither position information is received from the toll device nor is there a message at the end of the booking.
  • the recorded positions are buffered in the memory of the toll device for a preconfigurable time (e.g. 10 minutes or 20 minutes). After the pre-configurable time has elapsed, if the position information has not been transmitted to the control center, the toll device reports a negative readiness for collection and cancels the trip booking.
  • a preconfigurable time e.g. 10 minutes or 20 minutes.
  • the route driven is also shown on a map.

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Abstract

Es sind ein System und ein Verfahren zur Mauterhebung für ein Kraftfahrzeug offenbart. Das System weist ein tragbares Mautgerät, welches dem Kraftfahrzeug zugeordnet ist, und eine Zentrale auf. Während einer gebuchten Fahrt bestimmt das Mautgerät in ersten regelmäßigen Zeitabständen eine Positionsinformation und legt diese in einem Speicher ab. Bei Ende der Fahrt werden ein Fahrtbeendigungssignal und im Speicher des Mautgeräts vorhandene Positionsinformationen an die Zentrale übermittelt. Die Zentrale bestimmt anhand der Positionsinformationen eine Mautgebühr für die gefahrene Strecke. Das Mautgerät und/oder die Zentrale sind eingerichtet, bei Eintreten einer Abbruchbedingung die Buchung vor Ende der Fahrt abzubrechen. Eine Abbruchbedingung kann eine technische Störung sein oder andere Ursachen haben.

Description

  • Die Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zur Mauterhebung für ein Kraftfahrzeug.
    • Hintergrund
  • Ein bekanntes Verfahren zur Erhebung von Maut basiert auf einem satellitengestützten System. Hierbei ist ein mautpflichtiges Straßennetz in mehrere Abschnitte unterteilt, wobei jedem Abschnitt ein Tarif zugeordnet ist, der die Höhe der Maut bestimmt. Die Abbildung des mautpflichtigen Straßennetzes auf die Abschnitte bildet einen Teil der Betriebsdaten des Mautsystems und ist in einer Zentrale gespeichert. Mit einem in einem Fahrzeug eingebauten Fahrzeuggerät (eine sogenannte OBU (OBU - on-board unit)) wird mithilfe eines globalen Navigationssatellitensystems während der Fahrt die Position des Fahrzeugs in regelmäßigen Zeitabständen bestimmt. Die Positionen des Fahrzeugs werden in einer sogenannten Fahrspurdatei aufgezeichnet, welche in bestimmten Zeitabständen per Mobilfunk an die Zentrale übersandt wird. In der Zentrale erfolgt die Auswertung der Fahrspurdatei, nämlich der Abgleich der ermittelten Positionen mit den mautpflichtigen Abschnitten und die Berechnung der zu zahlenden Maut. Nachteilig hierbei ist, dass jedes mautpflichtige Fahrzeug spezielle Hardware, nämlich die OBU, mitführen muss, um seine Positionen aufzuzeichnen.
  • In der Regel haben vom Fahrer mitgeführte Geräte (z. B. Smartphone oder Tablet) die für eine automatische Mauterhebung notwendigen Funktionen wie Positionsbestimmung (z. B. via GPS (GPS - global positioning system)), Kommunikation mittels Mobilfunk und eine (grafische) Benutzeroberfläche. Es ist daher wünschenswert, solche Geräte für die Mauterhebung einzusetzen.
  • Das Dokument EP 1 655 700 A2 offenbart ein Verfahren zur Festlegung einer Streckennutzungsgebühr für eine Strecke, insbesondere für gelegentliche Nutzer der Strecke. In dem Verfahren erfolgt die Bestimmung einer Streckenlänge der Strecke mittels zweier Bestimmungsverfahren, wobei die zwei Bestimmungsverfahren in einer zentralen Rechnereinheit durchgeführt werden. In einem ersten Bestimmungsverfahren werden Daten bezüglich einer relativen Position eines mobilen Endgerätes bezüglich mindestens einer netzwerkseitigen Komponente eines Kommunikationsnetzwerkes verarbeitet. In einem zweiten Bestimmungsverfahren werden kraftfahrzeuginteme Zustandsinformationen verarbeitet, die zuvor über das Endgerät an die zentrale Rechnereinheit übermittelt wurden. Die Ergebnisse der beiden Bestimmungsverfahren werden miteinander verglichen.
  • Das Dokument US 2009/0024458 A1 beschreibt ein Verfahren zur positionsbasierten Abrechnung für eine Strecke. Es werden Reisedetails bestimmt, einschließlich einer Vielzahl von Positionsdaten, die jeweils einen Standort einer Positionserfassungsvorrichtung während einer Fahrt angeben. Anhand der Reisedetails werden die Kosten für die Fahrt bestimmt. Die Kosten und eine Identifikation der Positionserfassungsvorrichtung werden von der Positionserfassungsvorrichtung an einen Zahlungsdienst weitergeleitet.
  • Das Dokument EP 3 002 733 A1 offenbart eine Mautzentrale zur Erhebung einer Maut eines mautpflichtigen Fahrzeugs beim Benutzen einer mautpflichtigen Verkehrsfläche. Die Mautzentrale umfasst eine zentrale Recheneinrichtung und eine zentrale Kommunikationseinrichtung. Die zentrale Recheneinrichtung ist dazu eingerichtet, über die zentrale Kommunikationseinrichtung eine Initiierungsanforderung zur Initiierung eines Mauterhebungsverfahrens zur Benutzung der mautpflichtigen Verkehrsfläche durch das mautpflichtige Fahrzeug von einem Mobilgerät zu empfangen. Die Initiierungsanforderung umfasst Startpositionsdaten des mautpflichtigen Fahrzeugs. Die zentrale Recheneinrichtung ist weiter eingerichtet, in Antwort auf den Empfang der Initiierungsanforderung ein Mauterhebungsverfahren zu initiieren, und in Antwort auf den Eintritt eines Beendigungsereignisses das initiierte Mauterhebungsverfahren zu beenden.
  • In dem Dokument EP 3 447 695 A1 sind Kontrollverfahren für automatische Mauterhebungen beschrieben. Bei einer Ausführungsform wird an einer Kontrollstelle ein Kamerabild eines Fahrzeugs aufgenommen. Das Kamerabild wird mit einem ersten Zeitstempel versehen. Weiterhin sendet das Fahrzeug in einem vorbestimmen Bereich der Kontrollstelle eine Mautnachricht an eine Zentrale. Die Mautnachricht umfasst eine Fahrspurinformation und einen zweiten Zeitstempel, welcher den Zeitpunkt des Versands der Nachricht angibt. Aus dem Kamerabild wird ermittelt, in welcher Fahrspur der Straße sich das Fahrzeug befindet. Wenn die ermittelte Fahrspur mit der Fahrspurinformation aus der Mautnachricht übereinstimmt und die beiden Zeitstempel nahe genug beieinanderliegen, wird die Kontrolle als erfolgreich gewertet.
  • Bei dieser Ausführungsform ist entweder eine Analyse von Positionsdaten erforderlich, um den vorbestimmten Bereich zum Senden der Mautnachricht zu ermitteln, oder es muss eine Kommunikation erfolgen, welche den Versand der Mautnachricht auslöst. In einer anderen Ausführungsform werden Positionsdaten als Mautinformationen kontinuierlich an einer Zentrale gesendet. Mit jeder Mautinformation wird eine Mautnachricht mit der Fahrspurinformation und dem zugehörigen Zeitstempel ebenfalls an die Zentrale übermittelt. An einer Kontrollstelle wird dann wiederum die Fahrspurinformation mit einer Fahrspur aus einem Kamerabild verglichen. Hierbei werden kontinuierlich große Datenmengen (Positionsdaten und Mautnachrichten) von dem Fahrzeuggerät an die Zentrale übertragen.
  • Das Dokument US 2010/0287038 A1 offenbart ein Mautsystem mit einem in einem Fahrzeug angeordneten Mautgerät, wobei das Mautgerät einen Satellitennavigationsempfänger aufweist. Mit dem Satellitennavigationsempfänger werden Positionen des Fahrzeugs bestimmt. Zusätzlich wird mittels eines Sensors eine Eigenschaft der Fahrzeugumgebung bestimmt, wobei die Eigenschaft von der Position des Fahrzeugs abhängig ist. Die vom Satellitennavigationsempfänger bestimmten Fahrzeugpositionen werden mit der vom Sensor bestimmten Eigenschaft abgeglichen und validiert.
  • Das Dokument WO 99/66455 A2 beschreibt eine straßenseitige Kontrolleinrichtung für ein in einem Fahrzeug installiertes Mautgerät. Die Kontrolleinrichtung prüft bei einem die Kontrolleinrichtung passierenden Fahrzeug, ob das Mautgerät korrekt eingerichtet und funktionsfähig ist.
    • Zusammenfassung
  • Aufgabe ist es, verbesserte Technologien für eine Teilnahme an einem Mautsystem bereitzustellen. Insbesondere soll die Vorgabe von dezidierter Hardware vermieden werden und der Komfort zur Teilnahme am Mautsystem verbessert werden. Die Qualität der Mauterhebung soll weiterhin hoch bleiben, sodass fällige Mautgebühren korrekt berechnet werden.
  • Es sind ein System nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 14 offenbart. Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
  • Nach einem Aspekt ist System zur Mauterhebung für ein Kraftfahrzeug offenbart. Das System weist ein tragbares Mautgerät, welches dem Kraftfahrzeug zugeordnet ist, und eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung auf. Zwischen dem tragbaren Mautgerät und der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung besteht zumindest zeitweise eine Kommunikationsverbindung. Das tragbare Mautgerät ist eingerichtet
    • vor Beginn einer Fahrt des Kraftfahrzeugs eine Buchung bei der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung anzufragen,
    • nach Bestätigung der Buchung durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung, während der Fahrt in ersten regelmäßigen Zeitabständen eine Positionsinformation zu bestimmen, wobei die Positionsinformation eine Position des Mautgeräts umfasst,
    • die bestimmten Positionsinformationen in einem Speicher des Mautgeräts abzulegen,
    • die gespeicherten Positionsinformationen bei Eintreten einer vorbestimmten Versandbedingung an die zentrale Datenverarbeitungsrichtung zu übermitteln und
    • bei Ende der Fahrt ein Fahrtbeendigungssignal und gegebenenfalls noch im Speicher des Mautgeräts vorhandene Positionsinformationen an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung zu übermitteln.
  • Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung ist eingerichtet
    • auf die Buchungsanfrage von dem tragbaren Mautgerät zu reagieren, wobei die Reaktion eine Bestätigung der Buchung oder eine Zurückweisung der Buchung ist,
    • die von dem tragbaren Mautgerät zu der Buchung empfangenen Positionsinformationen in einem Speicher der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung abzulegen,
    • nach Erhalt des Fahrtbeendigungssignals die Buchung abzuschließen, die im Speicher der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung vorliegenden Positionsinformationen auszuwerten und hieraus eine Mautgebühr zu bestimmen.
  • Weiterhin sind das tragbare Mautgerät und/oder die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet, bei Eintreten einer Abbruchbedingung die Buchung vor Ende der Fahrt abzubrechen.
  • Nach einem weiteren Aspekt ist ein computerimplementiertes Verfahren zur Mauterhebung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
    • vor Beginn einer Fahrt eines Kraftfahrzeugs, Anfragen, mittels eines tragbaren Mautgeräts, einer Buchung bei einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung, wobei das tragbare Mautgerät dem Kraftfahrzeug zugeordnet ist,
    • Reagieren auf die Buchungsanfrage von dem tragbaren Mautgerät, mittels der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung, wobei die Reaktion eine Bestätigung der Buchung oder eine Zurückweisung der Buchung ist,
    • nach Bestätigung der Buchung, mittels des tragbaren Mautgeräts, in regelmäßigen ersten Zeitabständen bestimmen einer Positionsinformation, wobei die Positionsinformation eine Position des tragbaren Mautgeräts umfasst,
    • Ablegen der bestimmten Positionsinformationen in einem Speicher des tragbaren Mautgeräts,
    • bei Eintreten einer vorbestimmten Versandbedingung, Übermitteln der gespeicherten Positionsinformationen von dem tragbaren Mautgerät an die zentrale Datenverarbeitungsrichtung,
    • Ablegen der von dem tragbaren Mautgerät zu der Buchung empfangenen Positionsinformationen in einem Speicher der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung,
    • bei Ende der Fahrt, mittels des tragbaren Mautgeräts, Übermitteln eines Fahrtbeendigungssignals und gegebenenfalls noch im Speicher des Mautgeräts vorhandene Positionsinformationen an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung,
    • nach Erhalt des Fahrtbeendigungssignals, mittels der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung, Abschließen der Buchung, Auswerten der im Speicher der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung vorliegenden Positionsinformationen und Bestimmen einer Mautgebühr,
    • bei Eintreten einer Abbruchbedingung, mittels des tragbaren Mautgeräts und/oder der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung, Abbrechen der Buchung vor Ende der Fahrt.
  • Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung wird in der vorliegenden Offenbarung auch platzsparend als Zentrale bezeichnet.
  • Wenn ein Nutzer ein mautpflichtiges Kraftfahrzeug steuert, muss sichergestellt sein, dass bei Befahren einer mautpflichtigen Strecke die fällige Maut gezahlt wird. Im Idealfall ist der Ablauf hierfür wie folgt. Der Nutzer initiiert mittels des Mautgeräts vor Beginn der Fahrt eine Buchung bei der Zentrale. Wenn die Zentrale die Buchung bestätigt, kann die Fahrt beginnen. Während der Fahrt bestimmt das Mautgerät in regelmäßigen Abständen seine Position und damit die Position des zugeordneten Kraftfahrzeugs. Die Positionen werden im Speicher des Mautgeräts abgelegt und während der Fahrt bei Eintreten einer bestimmten Versandbedingung oder spätestens am Ende der Fahrt an die Zentrale übermittelt. Wenn die Fahrt beendet ist und alle Positionen in der Zentrale vorliegen, berechnet die Zentrale anhand der Positionen eine Mautgebühr.
  • Es kann jedoch vorkommen, dass während der Fahrt eine Situation eintritt (beispielsweise aufgrund technischer Probleme oder anderer Komplikationen), sodass eine ordnungsgemäße Teilnahme am Mautsystem nicht mehr gewährleistet ist. Erfindungsgemäß sind daher das Mautgerät und/oder die Zentrale (also jedes Gerät für sich allein oder auch beide Geräte gemeinsam) eingerichtet, bei Eintreten einer Abbruchbedingung die Buchung vor Fahrtende abzubrechen. Die Abbruchbedingung kann beispielsweise eines der folgenden Ereignisse sein:
    • ein der Buchung zugeordnetes Zahlungsmittel ist nicht valide,
    • ein der Buchung zugeordnetes Nutzerkonto ist gesperrt,
    • es wird eine Manipulation einer Fahrzeugkennzeichnung des Kraftfahrzeugs erkannt,
    • die vom tragbaren Mautgerät an die Zentrale übermittelten Positionsinformationen sind mangelhaft und
    • ein regelmäßiger Datenaustausch zwischen dem Mautgerät und der Zentrale wird unterbrochen.
  • Diese Abbruchbedingungen werden im weiteren Verlauf der Offenbarung im Zusammenhang mit Ausführungsformen des Systems und des Verfahrens noch näher erläutert.
  • Ein Abbruch der Buchung bedeutet, dass das Mautgerät keine Positionsinformationen mehr aufzeichnet. Der Nutzer muss bei einem Abbruch der Buchung einen anderen Weg finden, um ordnungsgemäß am Mautsystem teilzunehmen oder Strecken benutzen, für welche keine Mautgebühr anfällt. Das Mautgerät kann eingerichtet sein, bei einem Abbruch der Buchung ein Signal an den Nutzer auszugeben, beispielsweise als optische Anzeige und/oder als akustisches Signal. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Mautgerät eingerichtet ist, eine Begründung für den Buchungsabbruch auszugeben, beispielsweise als optische Anzeige und/oder als akustisches Signal. Es kann vorgesehen sein, dass bei einem Abbruch der Buchung alle gegebenenfalls noch im Speicher des tragbaren Mautgeräts vorhandenen Positionsinformationen an die Zentrale übermittelt werden. Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Zentrale auf Grundlage der bei Buchungsabbruch in der Zentrale vorliegenden Positionsinformationen die bis dahin fällige Mautgebühr berechnet.
  • In allen Ausführungsformen kann die Kommunikation der Geräte miteinander, also beispielsweise zwischen dem tragbaren Mautgerät und der Zentrale, drahtlos erfolgen, z. B. mittels einer Mobilfunkverbindung oder mittels WLAN (WLAN - wireless local area network, drahtloses lokales Netzwerk).
  • Das tragbare Mautgerät ist dem Kraftfahrzeug zugeordnet, für das die Mautgebühr bestimmt werden soll. Das tragbare Mautgerät kann in dem Kraftfahrzeug angeordnet sein oder an dem Kraftfahrzeug angeordnet sein. Das tragbare Mautgerät kann lösbar in dem Kraftfahrzeug angeordnet sein, beispielsweise in einer Halterung. Das tragbare Mautgerät kann beispielsweise als Smartphone oder als Tablet ausgebildet sein. Derartige Geräte haben üblicherweise alle erforderlichen Komponenten zur Mauterhebung, sodass ein dezidiertes Mauterhebungsgerät wie eine OBU nicht erforderlich ist.
  • Das tragbare Mautgerät bestimmt in regelmäßigen ersten Zeitabständen seine Position (und damit die Position des zugeordneten Kraftfahrzeugs). Zur Positionsbestimmung kann dem Mautgerät eine Positionserfassungseinrichtung zugeordnet sein, beispielsweise in dem Mautgerät verbaut sein oder mit dem Mautgerät gekoppelt sein. Die Positionserfassungseinrichtung kann als GNSS-Empfänger (GNSS - global navigation satellite system, globales Navigationssatellitensystem) ausgeführt sein. Geeignete GNSS-Systeme sind beispielsweise GPS, Glonass, Galileo oder Beidou. Bei Smartphones und Tablets ist ein GNSS-Empfänger üblicherweise in das Gerät integriert. Die Position des Mautgeräts (und des zugeordneten Kraftfahrzeugs) umfasst wenigstens einen Längengrad und einen Breitengrad. Ergänzend kann die Position eine Richtung, eine Geschwindigkeit, die Anzahl der GNSS-Satelliten, von denen Signale erfasst werden, und einen HDOP-Wert (HDOP - Horizontal Dilution of Precision, ein Konfidenzwert für die Horizontalgenauigkeit der GNSS-Ortung) umfassen. Die Positionsinformation kann zusätzlich zur Position einen Zeitstempel umfassen, wobei der Zeitstempel angibt, wann die Position bestimmt wurde.
  • Die ersten regelmäßigen Zeitabstände zum Bestimmen der Positionsinformation können klein sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, die Position des tragbaren Mautgeräts jede Sekunde, alle 2 Sekunden oder alle 5 Sekunden zu bestimmen. Hiermit soll sichergestellt sein, dass die Fahrt des Kraftfahrzeugs möglichst exakt (idealerweise lückenlos) nachvollzogen werden kann, sodass die Mautgebühr genau bestimmt werden kann.
  • Die Zentrale kann einen Prozessor und einen Speicher umfassen. Die Zentrale kann als Server ausgebildet sein. Die Zentrale ist eingerichtet, die Positionsinformationen auszuwerten, also beispielsweise die Positionen des Mautgeräts mit einem Modell von mautpflichtigen Strecken abzugleichen, und hieraus die zu zahlende Mautgebühr zu bestimmen. Die Zentrale kann eingerichtet sein, die bestimmte Mautgebühr an das tragbare Mautgerät zu übermitteln. Die Mautgebühr kann an dem Mautgerät dargestellt werden, beispielsweise auf der Anzeigeeinrichtung. Der Nutzer erhält so zeitnah eine Information zur Höhe der angefallenen Mautgebühr für die gefahrene Strecke.
  • Das tragbare Mautgerät kann eingerichtet sein, eine Fahrzeugkennzeichnung des dem tragbaren Mautgerät zugeordneten Kraftfahrzeugs zu erfassen. Die Fahrzeugkennzeichnung kann das amtliche Kennzeichen des Kraftfahrzeugs sein. Die Fahrzeugkennzeichnung kann ein Herkunftsland des Fahrzeugs umfassen, beispielsweise als Angabe auf dem Kennzeichen. Die Fahrzeugkennzeichnung ermöglicht eine eindeutige Identifikation des Kraftfahrzeugs. Die Fahrzeugkennzeichnung kann verwendet werden, um eine Mitwirkung des Kraftfahrzeugs am Mautverfahren während der Fahrt zu kontrollieren. Die Erfassung der Fahrzeugkennzeichnung kann beispielsweise mittels einer Nutzereingabe oder mittels eines optischen Sensors (z. B. einer Kamera) erfolgen. Die Nutzereingabe kann mittels einer Eingabeeinrichtung des Mautgeräts erfolgen, beispielsweise mittels einer berührungsempfindlichen Anzeigeeinrichtung (Touchscreen). Das Mautgerät kann weiter eingerichtet sein, die erfasste Fahrzeugkennzeichnung zusammen mit der Buchungsanfrage an die Zentrale zu übermitteln. Die übermittelte Fahrzeugkennzeichnung kann durch die Zentrale der Buchung zugeordnet werden.
  • Die Zentrale kann eingerichtet sein, bei positiver Bestätigung einer Buchungsanfrage eine eindeutige Buchungsidentifikationsnummer (Buchungs-ID) zu erzeugen und an das Mautgerät zu übermitteln. Die Buchungs-ID ist nur für eine konkrete Fahrtbuchung (also die freigegebene Fahrt) gültig. Das Mautgerät kann eingerichtet sein, zusammen mit den Positionsinformationen die Buchungs-ID an die Zentrale zu übermitteln. Dies ermöglicht eine eindeutige Zuordnung der Positionsinformationen zu einer bestimmten Buchung.
  • Die Zentrale kann auch eingerichtet sein, die Fahrzeugkennzeichnung und die Buchungs-ID einer Buchung zuzuordnen.
  • Das tragbare Mautgerät kann eingerichtet sein, vor dem Fahrtbeginn zusätzlich zur Fahrzeugkennzeichnung wenigstens eine Fahrzeugeigenschaft des dem tragbaren Mautgerät zugeordneten Kraftfahrzeugs zu erfassen, beispielsweise mittels einer Nutzereingabe, und die Fahrzeugkennzeichnung sowie die wenigstens eine Fahrzeugeigenschaft an die Zentrale zu übermitteln. Die Zentrale kann eingerichtet sein, die übermittelte wenigstens eine Fahrzeugeigenschaft auf Konsistenz zu prüfen. Die Zentrale kann weiter eingerichtet sein, das Ergebnis der Konsistenzprüfung an das Mautgerät zu übermitteln. Das Mautgerät kann eingerichtet sein, das von der Zentrale erhaltene Ergebnis der Konsistenzprüfung auszugeben, beispielsweise auf der Anzeigeeinrichtung.
  • Die wenigstens eine Fahrzeugeigenschaft kann ausgewählt aus den Elementen der folgenden Gruppe sein: zulässiges Gesamtgewicht, Achszahl, Schadstoffklasse, Antriebsart und eine Kombination der vorgenannten Elemente.
  • In vielen Ländern, unter anderem in Deutschland, hängt die Höhe der zu zahlenden Maut von Fahrzeugeigenschaften des Kraftfahrzeugs ab. Die Fahrzeugeigenschaften sind in diesen Ländern vor der Fahrt anzugeben, beispielsweise mittels einer Nutzereingabe am Mautgerät. Es kann vorgesehen sein, dass bei einer Änderung der Angaben zu den Fahrzeugeigenschaften der Zeitpunkt der Änderung dokumentiert wird.
  • In der Zentrale können bereits Fahrzeugeigenschaften zu einer Fahrzeugkennzeichnung hinterlegt sein. Die Konsistenzprüfung in der Zentrale kann beispielsweise einen Vergleich der angegebenen wenigstens einen Fahrzeugeigenschaft mit einer hinterlegten Fahrzeugeigenschaft sein. Alternativ oder ergänzend kann die Konsistenzprüfung einen Vergleich des angegebenen Gesamtgewichts mit der Anzahl der Achsen umfassen. Wenn ein schweres Fahrzeug (z. B. 40 t) nur wenige (z. B. 2) Achsen aufweist oder ein leichtes Fahrzeug (z. B. 5 t) viele (z. B. 4 oder 5) Achsen aufweist, kann ein entsprechender Hinweis über das Mautgerät ausgegeben werden. Wenn die Konsistenzprüfung negativ ausfällt, kann der Nutzer aufgefordert werden, die Eingaben zu prüfen und gegebenenfalls zu korrigieren.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die vorbestimmte Versandbedingung zum Übermitteln der im Speicher des tragbaren Mautgeräts abgelegten Positionsinformationen an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung wenigstens eine der folgenden Bedingungen ist:
    • ein vorbestimmtes Zeitintervall ist abgelaufen und
    • eine vorbestimmte Speicherkapazität im Speicher des tragbaren Mautgeräts wird erreicht. Das vorbestimmte Zeitintervall kann einen beliebigen Wert zwischen 2 Minuten und 60 Minuten annehmen, beispielsweise 5 Minuten, 10 Minuten, 20 Minuten oder 30 Minuten.
  • In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, bei Eintreten der Abbruchbedingung ein Sperrsignal an das tragbare Mautgerät zu übermitteln, und dass das tragbare Mautgerät eingerichtet ist, bei Erhalt des Sperrsignals die Buchung vor Ende der Fahrt abzubrechen. Hiermit kann eine zentralseitige Zwangsbeendigung während der Fahrt ausgelöst werden, beispielsweise bei technischen Problemen oder anderen Komplikationen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass ein Zahlungsmittel (z. B. eine Kreditkarte oder ein Paypal-Konto) für die Bezahlung der Mautgebühr in der Zentrale hinterlegt ist. Das Zahlungsmittel kann vom Nutzer mittels einer Nachricht an die Zentrale gesperrt werden, beispielsweise bei Verlust oder Diebstahl einer Kreditkarte oder bei Verlust der Zugangsinformationen zu einem Zahlungsdienstleister. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Zentrale eine Sperrung des Zahlungsmittels auslöst, beispielsweise wenn eine Kreditkarte nicht gedeckt oder ein Konto überzogen ist.
  • Der Buchungsanfrage des Mautgeräts kann ein Zahlungsmittel zugeordnet sein. Beispielsweise kann das Mautgerät ein Zahlungsmittel zusammen mit der Buchungsanfrage an die Zentrale übermitteln. Alternativ kann in der Zentrale ein Zahlungsmittel zu einer Fahrzeugkennzeichnung (oder auch zu mehreren Fahrzeugkennzeichnungen) hinterlegt sein, sodass zu jeder Buchung zu dieser Fahrzeugkennzeichnung (oder diesen Fahrzeugkennzeichnungen) das hinterlegte Zahlungsmittel verwendet wird. Die Zentrale kann eingerichtet sein, mit der Buchungsanfrage eine Validität des Zahlungsmittels zu prüfen. Wenn das Zahlungsmittel valide ist, wird die Buchung bestätigt. Falls das Zahlungsmittel nicht valide ist, wird die Buchung abgelehnt.
  • Es kann auch vorkommen, dass ein Zahlungsmittel während einer laufenden Fahrt gesperrt wird, beispielsweise weil ein Diebstahl einer Kreditkarte festgestellt wird, oder wenn zentralseitig eine Sperre des Zahlungsmittels ausgelöst wird, weil das Zahlungsmittel nicht mehr gedeckt ist. Die Zentrale kann eingerichtet sein, zu prüfen, ob das gesperrte Zahlungsmittel einer Buchung einer laufenden Fahrt zugeordnet ist. Falls ja, kann die Zentrale das Sperrsignal an das Mautgerät übermitteln und die Buchung während der Fahrt abbrechen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, für die vom tragbaren Mautgerät während der Fahrt übermittelten Positionsinformationen eine Qualität zu bestimmen und das Sperrsignal an das tragbare Mautgerät zu übermitteln, wenn die Qualität einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet. Die Zentrale kann eingerichtet sein, die Qualität der Positionsinformationen direkt nach dem Erhalt zu prüfen. Als Qualitätskriterien können eines oder mehrere der folgenden Kriterien in den Positionsinformationen geprüft werden:
    • eine stetig oder wiederholt nicht hinreichende Satellitenanzahl,
    • nicht plausible Positionssprünge,
    • nicht plausible Zeitsprünge,
    • Jamming-Muster und
    • Spoofing-Muster.
  • Es kann weiter vorgesehen sein, dass das tragbare Mautgerät eingerichtet ist, während der Fahrt in zweiten regelmäßigen Zeitabständen eine Statusinformation zu erzeugen und an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung zu übermitteln, und dass die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, die Statusinformation zu prüfen und ein Auswertesignal an das tragbare Mautgerät zu übermitteln, wobei das Auswertesignal ein Freigabesignal ist, wenn die Prüfung positiv ausfällt, und wobei das Auswertesignal das Sperrsignal ist, wenn die Prüfung negativ ausfällt.
  • Die Statusinformation kann wenigstens eine der folgenden Informationen umfassen:
    • eine Erhebungsbereitschaft des tragbaren Mautgeräts,
    • einen Zeitstempel, der angibt, wann die Statusinformation erzeugt wurde,
    • die Fahrzeugkennzeichnung des dem tragbaren Mautgerät zugeordneten Kraftfahrzeugs, und
    • eine Statuspositionsinformation, wobei die Statuspositionsinformation die Position des tragbaren Mautgeräts angibt, an welcher die Statusinformation erzeugt wurde.
  • Die Statuspositionsinformation kann von der Positionserfassungseinrichtung bereitgestellt werden, beispielsweise als GNSS-Koordinaten. Die Statuspositionsinformation umfasst wenigstens einen Längengrad und einen Breitengrad. Ergänzend kann die Statuspositionsinformation eine Richtung, eine Geschwindigkeit, die Anzahl der GNSS-Satelliten, von denen Signale erfasst werden, und einen HDOP-Wert umfassen.
  • Die Erhebungsbereitschaft des Mautgeräts gibt an, ob das Mautgerät zur Teilnahme an einem Mautsystem eingerichtet und fähig ist, also seine Mitwirkungspflicht am Mautsystem erfüllen kann. Die Erhebungsbereitschaft des tragbaren Mautgeräts kann wenigstens einen der folgenden Zustände oder eine beliebige Kombination (beispielsweise alle) der folgenden Zustände umfassen:
    • das tragbare Mautgerät ist positionsbestimmungsfähig,
    • das tragbare Mautgerät ist datenübermittlungsfähig,
    • das tragbare Mautgerät weist eine ausreichende Energieversorgung auf und
    • das tragbare Mautgerät ist mitteilungsfähig.
  • Die Zustände zur Erhebungsbereitschaft werden im Folgenden näher erläutert.
  • Für eine Teilnahme am mautpflichtkonformen Betrieb ist vorgesehen, dass während der Fahrt in regelmäßigen ersten Zeitabständen, beispielsweise jede Sekunde, alle 2 Sekunden oder alle 5 Sekunden, die Position des Mautgeräts (und damit des zugeordneten Fahrzeugs) bestimmt wird und in einem Speicher des Mautgeräts gespeichert wird. Zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit (beispielsweise nach 10 Minuten oder nach 20 Minuten), nach Ende der Fahrt oder bei Erreichen einer vorbestimmten Speicherkapazität, werden die gespeicherten Positionsinformationen an die Zentrale übermittelt. In der Zentrale erfolgt dann anhand der Positionsinformationen eine Auswertung, ob eine oder mehrere mautpflichtige Strecken befahren wurden. Ein wesentlicher Aspekt eines mautpflichtkonformen Betriebs des Mautgeräts ist also, ob das Mautgerät seine Position in den vorgegebenen regelmäßigen ersten Zeitabständen bestimmen kann.
  • Das Mautgerät muss also in der Lage sein, seine Position zu bestimmen. Damit ein GNSS-Empfänger seine Position bestimmen kann, muss er ausreichend viele Satellitensignale empfangen; in der Regel Signale von wenigstens vier Satelliten. Wenn ein GNSS-Empfänger beispielsweise zu wenige Satellitensignale oder gar keine Satellitensignale empfängt, kann er seine Position nicht ermitteln. In diesem Fall ist er nicht positionsbestimmungsfähig und eine auf der Positionsbestimmung basierende Erhebungsbereitschaft wäre negativ. Eine Teilnahme am automatischen Mautsystem wäre also nicht möglich.
  • Auch ein technischer Defekt des Mautgeräts kann dazu führen, dass es nicht positionsbestimmungsfähig ist. Beispielsweise können zwar ausreichend viele GNSS-Satellitensignale empfangen werden, die Verarbeitung der Signale im Mautgerät aufgrund des Defekts jedoch scheitern und daher eine Positionsbestimmung nicht möglich sein.
  • Falls das tragbare Mautgerät als Smartphone oder Tablet ausgeführt ist, können weitere Gründe für eine negative Positionsbestimmungsfähigkeit sein, dass ein Nutzer die Rechte zum Verwenden der Ortungsfunktion eingeschränkt hat oder die Ortungsfunktion (z. B. den GNSS-Empfänger) ausgeschaltet hat.
  • Die Positionsinformationen und gegebenenfalls die Statusinformationen sollen von dem Mautgerät an die Zentrale übermittelt werden. Die Übertragung erfolgt drahtlos, beispielsweise über ein Mobilfunknetz oder mittels WLAN. Zur Prüfung der Erhebungsbereitschaft kann abgefragt werden, ob eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Mautgerät und der Zentrale besteht und die Datenübertragung möglich ist, also ob das Mautgerät datenübermittlungsfähig ist.
  • Wenn ein Smartphone oder ein Tablet als tragbares Mautgerät verwendet wird, ist dessen Energieversorgung relevant. Das tragbare Mautgerät soll schließlich die während der Fahrt gesammelten Positionsinformationen an die Zentrale übersenden, spätestens nach Beendigung der Fahrt. Es muss also sichergestellt sein, dass das Mautgerät zu diesem Zeitpunkt noch eine ausreichende Energieversorgung aufweist. Es kann daher vorgesehen sein, die Erhebungsbereitschaft auf negativ zu setzen, wenn ein Ladezustand eines Akkus des Mautgeräts unterhalb einer ersten vorbestimmten Schwelle sinkt, beispielsweise wenn weniger als 10 % Akkuladung verbleiben. Es kann auch vorgesehen, eine Meldung an den Nutzer auszugeben, wenn die Akkuladung unter eine zweite vorbestimmte Schwelle sinkt, wobei die zweite Schwelle größer ist als die erste Schwelle. Beispielsweise kann bei einer Akkuladung von 15 % eine Meldung ausgegeben werden, mit welcher der Nutzer dazu aufgefordert wird, das Mautgerät an ein Ladegerät anzuschließen, um ein weiteres Absinken der Akkuladung und eine daraus folgende negative Erhebungsbereitschaft zu vermeiden.
  • Das tragbare Mautgerät kann eingerichtet sein, den Status seiner Erhebungsbereitschaft auszugeben, z. B. als optisches Signal und/oder als akustisches Signal. Beispielsweise kann der Status der Erhebungsbereitschaft mit einer Anzeigeeinrichtung des Mautgeräts dargestellt werden (z. B. "grün" bei bestehender Erhebungsbereitschaft und "rot" bei nicht bestehender Erhebungsbereitschaft). Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass eine Änderung eines der Zustände der Erhebungsbereitschaft mittels einer Signalausgabe dem Nutzer zur Kenntnis gebracht wird, z. B. als optisches Signal und/oder als akustisches Signal. Hierzu muss das Mautgerät mitteilungsfähig sein. Die Ausgabe eines solchen Signals (oder solcher Signale) darf also nicht unterdrückt sein, wie es beispielsweise bei den Betriebssystemen Android und iOS von Smartphones und Tablets möglich wäre.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die erzeugte Statusinformation direkt nach dem Erzeugen von dem tragbaren Mautgerät an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt wird. Mit der Statusinformation ist eine andauernde Überwachung der Erhebungsbereitschaft des Mautgeräts während der Fahrt ermöglicht. Die Statusinformation kann ergänzend die Buchungs-ID umfassen. Hiermit ist eine einfache Zuordnung der Statusinformationen zu der Fahrtbuchung ermöglicht. Die zweiten regelmäßigen Zeitabstände können einen beliebigen Wert zwischen 5 Sekunden und 10 Minuten annehmen, beispielsweise 10 Sekunden, 20 Sekunden, 30 Sekunden, 1 Minute, 2 Minuten oder 5 Minuten. Damit liegen bei einer Kontrolle des Kraftfahrzeugs sehr aktuelle Informationen vor, aus denen die Erfüllung der Mitwirkungspflicht ermittelt werden kann. Die Erhebungsbereitschaft des Mautgeräts (positiv oder negativ) kann im einfachsten Fall als ein einzelnes Bit realisiert werden, sodass die übertragene Datenmenge sehr gering ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass, wenn festgestellt wird, dass ein Übermitteln der erzeugten Statusinformation an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung nicht möglich ist, die in den zweiten regelmäßigen Zeitabständen erzeugten Statusinformationen in dem Speicher des tragbaren Mautgeräts gespeichert werden und die gespeicherten Statusinformationen an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt werden, sobald zu einem späteren Zeitpunkt eine Verbindung von dem tragbaren Mautgerät zu der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung hergestellt wird.
  • Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung kann eingerichtet sein, mit dem Eintreffen der Statusinformation in der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung einen Zentral-Timer mit einer ersten vorbestimmten Zeit zu starten, wobei,
    1. a) wenn innerhalb der vom Zentral-Timer vorbestimmten Zeit eine weitere Statusinformation in der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung eintrifft, der Zentral-Timer zurückgesetzt wird und wieder von vorne losläuft oder
    2. b) wenn der Zentral-Timer abläuft, bevor eine weitere Statusinformation in der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung eintrifft, die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung das Sperrsignal an das tragbare Mautgerät übermittelt.
  • Die Buchung wird also abgebrochen, wenn die Statusinformationen nicht rechtzeitig in der Zentrale eintreffen.
  • Das tragbare Mautgerät kann eingerichtet sein, mit dem Eintreffen des Auswertesignals im Mautgerät einen Mautgerät-Timer mit einer zweiten vorbestimmten Zeit zu starten, wobei,
    1. a) wenn innerhalb der vom Mautgerät-Timer vorbestimmten Zeit ein weiteres Auswertesignal im Mautgerät eintrifft, der Mautgerät-Timer zurückgesetzt wird und wieder von vorne losläuft oder
    2. b) wenn der Mautgerät-Timer abläuft, bevor ein weiteres Auswertesignal im Mautgerät eintrifft, das Mautgerät die Buchung abbricht.
  • Wenn die Verbindung zu der Zentrale abbricht, bricht das Mautgerät die Buchung ab. Es kann vorgesehen sein, dass das Mautgerät ein Signal an den Nutzer zum Abbruch der Fahrtbuchung ausgibt, beispielsweise ein optisches Signal und/oder ein akustisches Signal. Der Nutzer muss dann eine Alternative zur Teilnahme am Mautsystem verwenden.
  • Mit den Timern kann die Konnektivität des Mautgeräts mit der Zentrale, also die Datenübermittlungsfähigkeit des Mautgeräts, während der Fahrt überwacht werden. Der Zentral-Timer und der Mautgerät-Timer können auf die gleiche Zeit gesetzt werden, beispielsweise 1 Minute, 2 Minuten, 5 Minuten, 10 Minuten, 20 Minuten oder 30 Minuten. Mit gleichlaufenden Timern in den beiden Geräten ist sichergestellt, dass im Fall eines Verlusts der Kommunikationsverbindung zwischen dem Mautgerät und der Zentrale in beiden Geräten der gleiche (negative) Status der Erhebungsbereitschaft bestimmt wird.
  • Die erste vorbestimmte Zeit des Zentral-Timers und/oder die zweite vorbestimmte Zeit des Mautgerät-Timers können an einen zu erwartenden Streckenverlauf angepasst sein. Der Wert der Wert der Timer kann ortsspezifisch verändert werden, z.B. unter Nutzung der letzten erfolgreich übertragenen Statuspositionsinformation. Wenn absehbar ist, dass ein Tunnel auf der Fahrtstrecke liegt, in welchem der GNSS-Empfang gestört und/oder die Mobilfunkverbindung zwischen dem Mautgerät und der Zentrale unterbrochen ist, können die beiden Timer an die im Tunnel zu erwartende Zeit angepasst werden, um eine unbeabsichtigte Unterbrechung der Buchung zu vermeiden. Der Wert der Timer kann anhand der bekannten Länge des Tunnels und der üblichen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (z. B. in Deutschland 80 km/h für LKW) bestimmt werden. Der Wert der Timer kann auch auf die Größe von möglichen Funklöchern angepasst werden. Es kann abgeschätzt werden, wie groß Funklöcher entlang den mautpflichtigen Straßen sind und in welcher Zeit ein Kraftfahrzeug mit einer üblichen Geschwindigkeit ein Funkloch durchfahren haben müsste.
  • Das System kann weiter eine Kontrolleinrichtung aufweisen. Die Kontrolleinrichtung kann eingerichtet sein
    • eine Fahrzeugkennzeichnung eines die Kontrolleinrichtung passierenden Kraftfahrzeugs zu erfassen,
    • die erfasste Fahrzeugkennzeichnung auf eine Manipulation zu prüfen und
    • bei Erkennen einer Manipulation ein Manipulationssignal an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung zu übermitteln.
  • Die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung kann eingerichtet sein, bei Erhalt des Manipulationssignals das Sperrsignal an das tragbare Mautgerät zu übermitteln.
  • Die Kontrolleinrichtung kann stationär (z. B. als Kontrollbrücke oder Kontrollsäule) oder mobil ausgestaltet sein. Die Kontrolleinrichtung kann eine Erfassungseinrichtung aufweisen, welche eingerichtet ist, die Fahrzeugkennzeichnung zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung kann eine optische Erfassungskennzeichnung sein, beispielsweise eine Kamera. Die Fahrzeugkennzeichnung kann mittels OCR (OCR - optical character recognition, optische Texterkennung) in ein maschinenlesbares Format umgewandelt werden.
  • Die Kommunikation zwischen der Kontrolleinrichtung und der Zentrale kann drahtlos erfolgen, beispielsweise mittels einer Mobilfunkverbindung oder mittels WLAN.
  • Bei allen offenbarten Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass bei einer Änderung eines oder mehrerer der Zustände der Erhebungsbereitschaft der Zeitpunkt der Änderung (z. B. mit einem Zeitstempel) und/oder ein Auslöser für die Änderung der Erhebungsbereitschaft in den Statusinformationen dokumentiert wird.
  • Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass bei einer Änderung der Erhebungsbereitschaft, insbesondere bei einem Verlust der Erhebungsbereitschaft, sofort eine außerplanmäßige Statusinformation an die Zentrale übermittelt wird. Die außerplanmäßige Statusinformation umfasst die negative Erhebungsbereitschaft. Zusätzlich kann die außerplanmäßige Statusinformation einen Zeitstempel, welcher angibt gibt, wann die Erhebungsbereitschaft verloren wurde, und/oder einen Auslöser für den Verlust der Erhebungsbereitschaft umfassen.
  • Das tragbare Mautgerät kann mittels der Installation einer App eingerichtet werden, die hier beschriebenen Funktionen auszuführen. Bei der Installation der App kann eine eindeutige App-Identifikationsnummer (App-ID) vergeben werden. Die App-ID kann mit der Statusinformation an die Zentrale übermittelt werden. Hiermit soll die Aufklärung von Betrugsversuchen oder technischen Problemen unterstützt werden. Wenn die App deinstalliert und danach erneut installiert wird, so wird eine neue App-ID vergeben. Eine Neuinstallation der App während der Fahrt kann so beispielsweise entdeckt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass mit der Buchungsanfrage eine Version der auf dem Mautgerät installierten App an die Zentrale übermittelt wird. Die Zentrale kann eingerichtet sein, zu prüfen, ob die übermittelte Version einer aktuellen Version der App entspricht. Wenn die Version der App auf dem Mautgerät veraltet ist, wird die Buchungsanfrage zurückgewiesen. Der Nutzer kann darauf hingewiesen werden, dass vor Fahrtantritt die aktuelle Version der App zu installieren ist.
  • Merkmale, die im Zusammenhang mit dem System offenbart sind, können in analoger Weise auf das Verfahren angewendet werden und anders herum.
  • Die Begriffe "Fahrzeug" und "Kraftfahrzeug" werden synonym verwendet, soweit sich aus dem Kontext nicht explizit etwas Anderes ergibt.
    • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Systems zur Mauterhebung,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Systems zur Mauterhebung,
    Fig. 3
    ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Mauterhebung,
    Fig. 4
    ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Prüfen von Fahrzeugeigenschaften,
    Fig. 5
    ein Ablaufdiagramm einer initialen Statusprüfung vor Buchung einer Fahrt und
    Fig. 6
    ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Abbrechen einer Fahrtbuchung bei Verdacht einer Kennzeichenmanipulation.
  • Im Folgenden werden für gleiche Komponenten/Verfahrensschritte gleiche Bezugszeichen verwendet.
  • In Fig. 1 ist eine schematische Abbildung einer ersten Ausführungsform eines Systems zur Mauterhebung gezeigt. Das System umfasst ein tragbares Mautgerät 10 und eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung (Zentrale) 20.
  • Das Mautgerät 10 weist einen Prozessor 11, einen Speicher 12, eine Kommunikationseinheit 13, einen GNSS-Empfänger 14, einen Energiespeicher 15 und einen Anzeigeeinrichtung 16 auf. Das Mautgerät 10 kann des Weiteren einen Lautsprecher aufweisen (nicht dargestellt). Die Anzeigeeinrichtung 16 kann in Form eines berührungsempfindlichen Bildschirms (Touchscreen) ausgeführt sein. Der Energiespeicher 15 ist eingerichtet, die Komponenten des tragbaren Mautgeräts 10 mit elektrischer Energie zu versorgen. Der Energiespeicher 15 ist als wiederaufladbare Sekundärbatterie ausgeführt. Das tragbare Mautgerät 10 kann als Smartphone oder als Tablet ausgebildet sein. Das Mautgerät 10 ist einem Kraftfahrzeug zugeordnet, welches während einer Fahrt auf zumindest teilweise mautpflichtigen Strecken unterwegs ist. Das Mautgerät 10 kann beispielsweise lösbar in einem Halter in dem Kraftfahrzeug angeordnet sein.
  • Die Zentrale 20 weist einen Prozessor 21, einen Speicher 22 und eine Kommunikationseinheit 23 auf.
  • Das Mautgerät 10 und die Zentrale 20 sind eingerichtet, mittels ihrer Kommunikationseinheiten 13, 23 bidirektional miteinander Signale und/oder Daten auszutauschen, beispielsweise mittels Mobilfunk und/oder mittels WLAN. Die Kommunikationswege sind in Fig. 1 mit einer gestrichelten Linie dargestellt.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Abbildung einer zweiten Ausführungsform eines Systems zur Mauterhebung gezeigt. Das System umfasst zusätzlich zu dem tragbaren Mautgerät 10 und der Zentrale 20 eine Kontrolleinrichtung 30.
  • Die Kontrolleinrichtung 30 weist einen Prozessor 31, einen Speicher 32, eine Kommunikationseinheit 33 und eine Erfassungseinheit 34 auf. Die Kommunikationseinheit 33 der Kontrolleinrichtung 30 ist eingerichtet, mit der Kommunikationseinheit 23 der Zentrale 20 drahtlos Signale und/oder Daten auszutauschen. Die Kommunikationsverbindung zwischen der Kontrolleinrichtung 30 und der Zentrale 20 erfolgt drahtlos, beispielsweise mittels Mobilfunk und/oder mittels WLAN. Eine direkte Kommunikation zwischen dem Mautgerät 10 und der Kontrolleinrichtung 30 ist nicht vorgesehen.
  • Die Erfassungseinheit 34 ist eingerichtet, ein Kennzeichen eines die Kontrolleinrichtung 30 passierenden Kraftfahrzeugs zu erfassen. Die Erfassungseinheit 34 kann als Kamera ausgebildet sein, beispielsweise als Digitalkamera. Die Erfassungseinheit 34 kann beispielsweise ein Foto einer Vorderansicht des Kraftfahrzeugs erstellen. Mittels des Prozessors 31 kann in dem Foto das Kennzeichen ermittelt werden und mittels OCR ein maschinenlesbares Kennzeichen erzeugt werden. Falls gewünscht, kann das Foto des Kennzeichens und/oder das ermittelte OCR-Kennzeichen mittels der Kommunikationseinheit 33 an die Zentrale 20 übermittelt werden.
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen für Verfahren zur Mauterhebung und dazu gehörige Prozesse dargestellt.
  • Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm für eine erste Ausführungsform eines computerimplementiertes Verfahren zur Mauterhebung. Vor Beginn einer Fahrt eines Kraftfahrzeugs wird mittels des tragbaren Mautgeräts 10 eine Buchung bei der Zentrale 20 angefragt (Schritt 100). Die Zentrale 20 reagiert auf die Buchungsanfrage von dem tragbaren Mautgerät 10 mit einer Bestätigung der Buchung (Schritt 110) oder einer Zurückweisung der Buchung (Schritt 105). Wenn die Buchung zurückgewiesen wird, ist das Verfahren beendet und der Fahrer muss eine andere Möglichkeit finden, um die Maut für die geplante Strecke zu entrichten. Nach Bestätigung der Buchung durch die Zentrale 20 wird in regelmäßigen ersten Zeitabständen, beispielsweise jede Sekunde, eine Positionsinformation des Mautgeräts 10 bestimmt (Schritt 120). Die Positionsinformation umfasst eine Position des tragbaren Mautgeräts 10 in Form von zumindest einem Längengrad und einem Breitengrad. Die Position wird mit dem GNSS-Empfänger 14 des Mautgeräts 10 bestimmt. Die Positionsinformationen werden in dem Speicher 12 des tragbaren Mautgeräts 10 abgelegt (Schritt 130). Bei Eintreten einer vorbestimmten Versandbedingung werden die gespeicherten Positionsinformationen mittels der Kommunikationseinheit 13 des Mautgeräts 10 an die Zentrale 20 übermittelt (Schritt 140). In der Zentrale 20 werden die von dem tragbaren Mautgerät 10 zu der Buchung empfangenen Positionsinformationen in dem Speicher 22 der Zentrale 20 abgelegt (Schritt 150). Bei Ende der Fahrt werden mittels des tragbaren Mautgeräts 10 ein Fahrtbeendigungssignal und gegebenenfalls noch im Speicher 12 des Mautgeräts 10 vorhandene Positionsinformationen an die Zentrale 20 übermittelt (Schritt 160). Nach Erhalt des Fahrtbeendigungssignals wird in der Zentrale 20 die Buchung abgeschlossen, die im Speicher 22 der Zentrale 20 vorliegenden Positionsinformationen ausgewertet und hieraus eine Mautgebühr bestimmt (Schritt 170). Das Verfahren kann optional einen weiteren Schritt umfassen, in welchem die ermittelte Mautgebühr von der Zentrale 20 an das Mautgerät 10 übermittelt wird und vom Mautgerät 10 ausgegeben wird, beispielsweise mit der Anzeigeeinrichtung 16 dargestellt wird. Die vorhergehenden Schritte beschreiben einen regulären Ablauf einer Mauterhebung unter Verwendung des tragbaren Mautgeräts. Dieser Ablauf stellt den üblichen Verlauf dar. Bei Eintreten einer Abbruchbedingung während der Fahrt wird mittels des tragbaren Mautgeräts 10 und/oder mittels der Zentrale 20 die Buchung vor Ende der Fahrt abgebrochen (Schritt 180). Die Abbruchbedingung kann eine technische Störung sein, wie beispielsweise unzureichender Empfang der GNSS-Signale oder eine unterbrochene Kommunikationsverbindung zwischen dem Mautgerät 10 und der Zentrale 20. Die Abbruchbedingung kann auch eine andere Natur aufweisen, wie beispielsweise ein invalides Zahlungsmittel, das der Buchung zugeordnet ist, oder der Verdacht einer Manipulation eines Fahrzeugkennzeichens.
  • Eine Abbruchbedingung ist, dass ein zu der Buchung hinterlegtes Zahlungsmittel nicht mehr valide ist. Das Zahlungsmittel kann eine Kreditkarte sein. Die Kreditkarte kann verloren gegangen oder gestohlen worden sein. In diesem Fall erfolgt die Sperre der Kreditkarte von dem Nutzer oder einer mit Nutzer verbundenen Person oder Organisation. Beispielsweise kann eine Spedition eine Kreditkarte für mehrere Fahrzeuge als Zahlungsmittel vorsehen. Wenn diese Kreditkarte nun verloren geht, wird von der Spedition eine Sperre ausgelöst. In der Zentrale wird geprüft, ob die gesperrte Kreditkarte als Zahlungsmittel für eine laufende Buchung vorgesehen ist. Falls ja, wird die Buchung von der Zentrale abgebrochen. Die Zentrale sendet ein Sperrsignal an das betreffende Mautgerät, um die Buchung vorzeitig zu beenden.
  • Es kann auch der Kreditrahmen der Kreditkarte ausgeschöpft sein, sodass weitere Zahlungen nicht möglich sind. In diesem Fall erfolgt die Sperre der Kreditkarte über die Zentrale. Auch in diesem Fall sendet die Zentrale das Sperrsignal an das betreffende Mautgerät.
  • Das Mautgerät kann eingerichtet sein, den Grund für die Sperrung auszugeben, beispielsweise auf der Anzeigeeinrichtung anzuzeigen. Falls mehrere laufende Buchungen von der gesperrten Kreditkarte betroffen sein sollten, sendet die Zentrale selbstverständlich das Sperrsignal an alle betroffenen Mautgeräte. Die Ausführungen gelten analog für andere Zahlungsmittel, beispielsweise ein Paypal-Konto oder ein Klarna-Konto.
  • Eine weitere Abbruchbedingung kann sein, dass ein Nutzerkonto gesperrt oder gelöscht wird. Auch in diesem Fall prüft die Zentrale, ob eine oder mehrere laufenden Buchungen dem gesperrten Nutzerkonto zugeordnet sind und versendet entsprechende Sperrsignale an die betroffenen Mautgeräte.
  • Ein technischer Grund für eine Abbruchbedingung ist, wenn die vom Mautgerät übermittelten Positionsinformationen nicht verwertbar sind. Die Zentrale kann eingerichtet sein, die Qualität der von dem Mautgerät übermittelten Positionsinformationen direkt nach dem Eintreffen in der Zentrale zu prüfen. Wenn hierbei eine unzureichende Qualität gefunden wird, sendet die Zentrale das Sperrsignal an das Mautgerät und bricht die Buchung ab. Eine unzureichende Qualität der Positionsinformation kann beispielsweise anhand der Qualität der GNSS-Signale bestimmt werden, z. B. stetig oder wiederholt eine nicht hinreichende Satellitenanzahl, nicht plausible Positionssprünge und/oder Zeitsprünge, Jamming- und/oder Spoofing-Muster. Hierbei können Eskalationsstufen realisiert werden: Stufe 1 - nur Anzeige einer Warnmeldung auf dem Mautgerät, Stufe 2 - Ankündigung einer Fahrtbeendigung, Stufe 3 - Fahrtbeendigung durch Abbruch der Buchung.
  • In einer zweiten Ausführungsform ist das in Fig. 3 gezeigte Verfahren dahingehend ergänzt, dass das Mautgerät 10 in zweiten regelmäßigen Zeitabständen eine Statusinformation erzeugt und an die Zentrale 20 übermittelt. Die Zentrale 20 prüft die Statusinformation und übermittelt ein Auswertesignal an das Mautgerät 10. Das Auswertesignal ist ein Freigabesignal, wenn die Prüfung positiv ausfällt. Die Fahrt kann also fortgesetzt werden. Das Auswertesignal ist das Sperrsignal, wenn die Prüfung negativ ausfällt. In diesem Fall wird die Buchung abgebrochen.
  • Hiermit soll während der Fahrt sichergestellt sein, dass die Buchungsfreigabe oder Buchungsablehnung zentralseitig in kurzen Abständen geprüft und an den Nutzer gemeldet wird, damit die Fahrtbuchung bei Fehlern oder Sperren zeitnah unterbrochen werden kann. Der Prozess der Generierung und des Versands der Statusinformation beginnt sofort nach dem Buchungsstart. Die Statusinformationen werden in vorkonfigurierten regelmäßigen Abständen (z. B. alle 30 Sekunden, alle 1 Minute oder alle 2 Minuten) generiert und an die Zentrale übertragen. Das Versandintervall der Statusinformationen ist zentralseitig konfigurierbar.
  • Die Statusinformation enthält alle Informationen, die zur Prüfung und Erteilung einer Fahrtfreigabe während der Fahrt relevant sind. Die Statusinformationen umfassen ein Datum oder mehrere Daten (oder alle Daten) ausgewählt aus den folgenden Daten:
    • Zeitstempel (Generierung der Statusinformation)
    • Position in mautpflichtigem Gebiet (Dienstgebiet, z. B. Deutschland) (ja/nein)
    • Position
      • Ermittlungszeitpunkt (GNSSFixTime)
      • Längengrad (Longitude)
      • Breitengrad (Latitude)
      • Richtung (Heading)
      • Horizontalgenauigkeit (HDOP)
    • Buchungs-ID
    • Erhebungsbereitschaft ist gegeben oder nicht gegeben
    • Status: grün, rot, gelb (grün: Erhebungsbereitschaft gegeben, gelb: Erhebungsbereitschaft gegeben mit Warnung, rot: Erhebungsbereitschaft nicht gegeben)
    • Auslöser für Status rot oder gelb
      • GNSS Status (z. B. 3Dfix, Anzahl der GNSS Satelliten)
      • Konnektivität zur Zentrale nicht erfolgreich
      • Energiesparmodus.
  • Im Falle, dass die Erhebungsbereitschaft gegeben ist, wird diese an die Zentrale mit allen Attributen übermittelt. Im Falle, dass die Erhebungsbereitschaft nicht gegeben ist, wird die Fahrtbuchung auf dem Mautgerät abgebrochen. Der Abbruch wird dem Nutzer deutlich signalisiert und alle Prozesse in der App werden gestoppt. Die Nachricht zur nicht gegebenen Erhebungsbereitschaft wird an die Zentrale übermittelt, gefolgt von der Nachricht zum Buchungsende.
  • Die Zentrale antwortet auf die Statusinformation entweder mit "Freigabe der laufenden Fahrtbuchung " oder "Ablehnung der laufenden Fahrtbuchung ". Eine Freigabe der Fahrtbuchung erlaubt dem Nutzer seine Fahrtbuchung fortzusetzen. Eine Ablehnung der Fahrtbuchung beendet die aktive Fahrtbuchung. Die Gründe für eine zentralseitige Ablehnung können Sperren oder technische Probleme sein. Nach einer Ablehnung der Fahrtbuchung werden die Prozesse der Aufzeichnung der Positionsinformationen sowie weitere Generierung der Erhebungsbereitschaft gestoppt. Nach jedem Abbruch einer Fahrtbuchung wird eine Nachricht zum Buchungsende sowie die restlichen Positionsinformationen vom Mautgerät 10 an die Zentrale 20 übertragen.
  • In einer dritten Ausführungsform ist die zweite Ausführungsform ergänzt, indem die Zentrale eingerichtet ist, mit dem Eintreffen der Statusinformation in der Zentrale einen Zentral-Timer mit einer ersten vorbestimmten Zeit zu starten. Wenn innerhalb der vom Zentral-Timer vorbestimmten Zeit eine weitere Statusinformation in der Zentrale eintrifft, wird der Zentral-Timer zurückgesetzt und läuft wieder von vorne los. Wenn der Zentral-Timer abläuft, bevor eine weitere Statusinformation in der Zentrale eintrifft, übermittelt die Zentrale das Sperrsignal an das tragbare Mautgerät. Die Buchung wird also abgebrochen, wenn die Statusinformationen nicht rechtzeitig in der Zentrale eintreffen.
  • In einer vierten Ausführungsform ist die zweite Ausführungsform ergänzt, indem das tragbare Mautgerät eingerichtet ist, mit dem Eintreffen des Auswertesignals im Mautgerät einen Mautgerät-Timer mit einer zweiten vorbestimmten Zeit zu starten. Wenn innerhalb der vom Mautgerät-Timer vorbestimmten Zeit ein weiteres Auswertesignal im Mautgerät eintrifft, wird der Mautgerät-Timer zurückgesetzt und läuft wieder von vorne los. Wenn der Mautgerät-Timer abläuft, bevor ein weiteres Auswertesignal im Mautgerät eintrifft, bricht das Mautgerät die Buchung ab. Wenn die Kommunikationsverbindung zu der Zentrale unterbrochen wird, bricht das Mautgerät die Buchung ab. Das Mautgerät gibt ein Signal an den Nutzer zum Abbruch der Fahrtbuchung aus, beispielsweise ein optisches Signal und/oder ein akustisches Signal. Der Nutzer muss dann eine Alternative zur Teilnahme am Mautsystem verwenden.
  • Die dritte Ausführungsform und die vierte Ausführungsform können miteinander kombiniert werden. Mit den Timern wird die Konnektivität des Mautgeräts mit der Zentrale, also die Datenübermittlungsfähigkeit des Mautgeräts, während der Fahrt überwacht.
  • Fig. 4 zeigt einen Verfahrensablauf zum Erfassen und Prüfen von Fahrzeugeigenschaften. Dieser Prozess erfolgt vor dem Beginn der Fahrt und kann zentralseitig zur Bestätigung oder Zurückweisung der Buchung führen. Der Nutzer gibt zunächst eine Länderauswahl und das Kennzeichen des dem Mautgerät 10 zugeordneten Kraftfahrzeugs am Mautgerät 10 ein (Schritt 200). Anschließend werden Eigenschaften des Kraftfahrzeugs vom Nutzer eingegeben (Schritt 210). Die Eigenschaften umfassen das Gewicht des Fahrzeugs, die Anzahl der Achsen des Fahrzeugs (Achszahl), die Schadstoffklasse und die Antriebsart. Die eingegebenen Informationen werden in Schritt 220 an die Zentrale 20 übermittelt. Die Zentrale 20 prüft die erhaltenen Informationen zum Kraftfahrzeug auf Konsistenz (Schritt 230). Beispielsweise können zu dem Kennzeichen bereits Fahrzeugeigenschaften in der Zentrale 20 hinterlegt sein, wie zum Beispiel Gewicht und Achszahl eines Kraftfahrzeugs. In einem solchen Falls müssen die vom Mautgerät übermittelten Werte für Gewicht und Achszahl wenigsten den hinterlegten Werten entsprechen. Eine Erhöhung der Werte durch den Nutzer ist möglich, beispielsweise wenn ein oder mehrere Anhänger verwendet werden. Die Konsistenzprüfung kann auch die Stimmigkeit der der übermittelten Fahrzeugeigenschaften umfassen. Wenn beispielsweise ein schweres Fahrzeug nur wenige Achsen aufweist oder ein leichtes Fahrzeug viele Achsen aufweist, wäre dies nicht konsistent. Das Ergebnis der Prüfung wird von der Zentrale 20 an das Mautgerät 10 übermittelt (Schritt 240). Auf dem Mautgerät erfolgt eine Ausgabe zum Ergebnis der Prüfung (Schritt 250). Falls die Prüfung negativ ausfällt, wird der Nutzer aufgefordert, die Eingaben nochmals zu prüfen und ggf. zu korrigieren. Die mit den Schritten 200 und 210 eingegeben Daten können im Mautgerät 10 gespeichert werden. Bei einer späteren Verwendung desselben Fahrzeugs für eine weitere Fahrt können diese Daten dann vom Nutzer ausgewählt werden, sodass eine erneute Eingabe nicht erforderlich ist. Es können auch Daten von mehreren Kraftfahrzeugen in dem tragbaren Mautgerät 10 gespeichert sein, aus welchen der Nutzer bei Bedarf auswählen kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird vor Fahrtbeginn eine initiale Statusprüfung durchgeführt, anhand derer über eine Bestätigung oder Zurückweisung der Buchung entschieden wird. Um eine Fahrtbuchung starten zu können, müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt werden. Diese beziehen sich einerseits auf die Erfüllung von technischen und andererseits auf die finanziellen Bedingungen, die für eine Fahrtbuchung notwendig sind.
  • Damit eine Fahrtbuchung von der Zentrale freigegeben wird, sollen in dieser Ausführungsform drei Kriterien erfüllt sein. Zunächst wird geprüft, ob zentralseitig eine Sperre zu dem Kennzeichen des Kraftfahrzeugs und/oder dem Mautgerät vorliegt. Des Weiteren wird geprüft, ob ein von dem Nutzer hinterlegtes Zahlungsmittel autorisiert ist. Schließlich werden die übermittelten Fahrzeugeigenschaften (vgl. Verfahren nach Fig. 4) auf Konsistenz geprüft. Nur wenn alle drei Bedingungen erfüllt sind, wird eine Buchungs-ID in der Zentrale erzeugt und zusammen mit der Buchungsfreigabe an das Mautgerät übermittelt. Wenn die Fahrtbuchung nicht freigegeben wird, umfasst die Buchungsablehnung einen Text, in welchem der Grund für die Ablehnung angegeben ist.
  • Wenn die Buchungsfreigabe im Mautgerät vorliegt, wird anschließend im Mautgerät die Erhebungsbereitschaft geprüft. Die Erhebungsbereitschaft ist gegeben, wenn
    • das Mautgerät positionsbestimmungsfähig ist, also wenigstens die Signale von 4 GNSS-Satelliten empfangen und verarbeiten werden,
    • das Mautgerät datenübermittlungsfähig ist, also eine Kommunikationsverbindung mit der Zentrale besteht (Mobilfunk oder Internet),
    • das Mautgerät eine ausreichende Energieversorgung aufweist, also der Akkustand größer oder gleich 15 % ist,
    • das Mautgerät mitteilungsfähig ist, also optische und/oder akustische Signale ausgeben kann, insbesondere zur Erhebungsbereitschaft, und
    • alle Daten (z.B. Positionsinformationen und/oder Statusinformationen) zu einer vorherigen Fahrtbuchung an die Zentrale übertragen wurden.
  • Der Ablauf einer initialen Statusprüfung ist in Fig. 5 dargestellt. Zunächst werden die drei vorgenannten Kriterien (Vorliegen einer Sperre, Gültigkeit des Zahlungsmittels und Konsistenz der Fahrzeugeigenschaften) in der Zentrale 20 geprüft (Schritt 80). Wenn die Prüfung negativ ausfällt, wird ein Sperrsignal an das Mautgerät übermittelt (Schritt 85) und ein Hinweis an den Nutzer ausgegeben; eine Fahrtbuchung wird nicht gestartet. Wenn die Prüfung positiv ausfällt, wird ein Freigabesignal zusammen mit einer Buchungs-ID an das Mautgerät übermittelt (Schritt 86). Wenn die Freigabe erfolgt ist, wird die Erhebungsbereitschaft des Mautgeräts geprüft (Schritt 90). Wenn die Erhebungsbereitschaft negativ ist, wird ein Hinweis hierzu ausgegeben und das Verfahren beendet (Schritt 95). Wenn die Erhebungsbereitschaft positiv ist, wird die Fahrtbuchung gestartet (Schritt 96). Anschließend kann die Fahrt durchgeführt werden, beispielsweise mit den Schritten des in Fig. 3 dargestellten Verfahrens.
  • Die Fahrtbuchung beginnt mit dem Empfang der Buchungsfreigabe. Die Fahrtbuchung wird nur dann gestartet, wenn eine Buchungsfreigabe von der Zentrale vorliegt und die Erhebungsbereitschaft gegeben ist. Nach dem Start der Fahrtbuchung wird auf der Anzeigeeinrichtung 16 des Mautgeräts 10 eine entsprechende Signalisierung über die aktive Buchung angezeigt und für den Nutzer ersichtlich (z. B. "Fahrt aktiv"). Des Weiteren wird für den Nutzer sichtbar, ob die Erhebungsbereitschaft gegeben ist. Während einer aktiven Fahrtbuchung können alle fahrzeug- und mautrelevante Daten bis Ende der Buchung auf der Anzeigeeinrichtung 16 angezeigt werden. Die angezeigten Daten umfassen beispielsweise die Buchungsnummer, eine Buchungsdauer und eine Karte mit der verfahrenen Strecke. Die Karte kann aktivierbar und deaktivierbar sein.
  • In Fig. 6 ist eine Ausführungsform zum Abbrechen einer Buchung bei Verdacht einer Kennzeichenmanipulation dargestellt. Mit der Kontrolleinrichtung können Konstellationen aufgedeckt werden, die für eine technisch korrekt erscheinende Fahrt einen Abbruch der Buchung sinnvoll machen. Es können beispielsweise folgende Kennzeichenmanipulationen entdeckt werden:
    1. a) Ein erstes Fahrzeug mit korrektem Kennzeichen und Buchung passiert die Kontrolleinrichtung. Es folgt ein zweites Fahrzeug mit gefälschtem, gleichen Kennzeichen.
    2. b) Bei einem Fahrzeug wird durch partielle Beklebung das Kennzeichen verändert, um die Ahndung vorheriger Taten zu verhindern. Für das veränderte Kennzeichen wird eine Fahrt gebucht.
  • Die Kontrolleinrichtung 30 erfasst mittels ihrer Erfassungseinheit 14 ein Kennzeichen eines die Kontrolleinrichtung 30 passierenden Kraftfahrzeugs (Schritt 300). Hierzu wird die Vorderseite des Kraftfahrzeugs optisch erfasst, beispielsweise fotografiert. In dem Bild der Vorderseite wird das Kennzeichen ermittelt. Mittels des Prozessors 31 der Kontrolleinrichtung 30 wird das Kennzeichen geprüft (Schritt 310). Wenn keine Manipulation festgestellt wird, endet das Verfahren (Schritt 315). Wenn eine Manipulation entdeckt wird, übermittelt die Kontrolleinrichtung 30 eine entsprechende Nachricht an die Zentrale 10 (Schritt 320). Die Zentrale 20 prüft, ob zu dem manipulierten Kennzeichen eine laufende Buchung besteht und bricht diese gegebenenfalls ab, indem das Sperrsignal an das betreffende Mautgerät übermittelt wird (Schritt 330).
  • Die nachfolgend beschriebenen Ergänzungen sind mit den hier offenbarten Ausführungsformen kompatibel und können diese ergänzen.
  • In allen Ausführungsbeispielen werden die Positionsinformationen in einem vordefinierten Zeitintervall vom Mautgerät aufgezeichnet (z. B. sekündlich) und in einer konfigurierbaren Zeit an die Zentrale übermittelt. Die Positionsinformationen umfassen folgende Daten:
    • Zeitstempel,
    • Breitengrad (in Millisekunden),
    • Längengrad (in Millisekunden),
    • Richtung (in Zehntelgrad),
    • Geschwindigkeit (in Zentimeter pro Sekunde),
    • NumSat als Anzahl der für die Ortung genutzten GNSS Satelliten,
    • HDOP als Konfidenzlevel und
    • Cell-ID als ID der aktuell eingebuchten Mobilfunkzelle.
  • Das Beenden der Fahrtbuchung erfolgt mit einer Nutzereingabe. Hierzu ist auf der Anzeigeeinrichtung 16 des Mautgeräts 10 eine Schaltfläche für das Beenden der aktuellen Fahrtbuchung vorhanden. Mit einer Bedienung der Schaltfläche "Fahrt beenden" werden alle Prozesse beendet und es werden alle mautrelevanten und aufgezeichneten Daten, insbesondere Positionsinformationen und gegebenenfalls Statusinformationen, an die Zentrale übertragen. Es erfolgt eine Ausgabe an den Nutzer, dass das Mautgerät weiter eingeschaltet bleiben soll und/oder die App nicht beendet werden soll, bis die Übertragung der Daten abgeschlossen ist.
  • Eine Fahrtbeendigungsnachricht (oder ein Fahrtbeendigungssignal) signalisiert das Ende der aktiven Fahrtbuchung. Die Fahrtbeendigungsnachricht umfasst:
    • einen Zeitstempel des Buchungsendes,
    • Position in mautpflichtigem Gebiet (Dienstgebiet, z. B. Deutschland) (ja/nein) und
    • die Buchungs-ID.
  • Nach Buchungsende werden die aufgezeichneten und in der App (im Speicher des Mautgeräts) vorhandene Positionsinformationen umgehend an die Zentrale übermittelt. Im Fall, dass kein Mobilfunk nach dem Buchungsende vorhanden ist, werden die Positionsinformationen bei erneutem Mobilfunkempfang oder mittels einer WLAN Internetverbindung unverzüglich an die Zentrale versandt. Es wird keine neue Fahrtbuchung begonnen, bevor die bereits aufgezeichneten Positionsinformationen (aus der vorherigen Buchung) an die Zentrale versandt worden sind. Im Fall, dass die Nachricht zum Buchungsende nicht von der Zentrale empfangen wird (z. B. bei Datenverlust oder Deinstallation der App), wird die Fahrtbuchung automatisch zentralseitig abgeschlossen. Beim Empfang einer negativen Erhebungsbereitschaft seitens der Zentrale wird die aktive Buchung abgebrochen und der Abbruch wird dem Nutzer signalisiert. Die Positionsinformationen werden umgehend nach Buchungsabbruch an die Zentrale übermittelt. Die Positionsinformationen werden gesichert, im Sinne von Signierung und Verschlüsselung, in App (im Speicher des Mautgeräts) abgelegt und an die Zentrale übertragen.
  • Die in der Zentrale empfangenen Positionsinformationen werden solange gepuffert bis diese vollständig sind bzw. durch ein Timeout eine Teilbuchung entsteht. Die Zentrale darf erst nach Beendigung der Fahrtbuchung oder nach Ablauf eines vorkonfigurierten Timeouts die Fahrtbuchung schließen. Die Positionsinformationen sind nur dann vollständig, wenn sie mit der Nachricht "Buchungsende" sowie den restlichen Positionsinformationen in der Zentrale empfangen wurden. Eine unvollständige Fahrtbuchung wird zentralseitig vermerkt und wird als Teilbuchung betrachtet. Eine unvollständige Fahrtbuchung entsteht, indem in einem vorkonfigurierten Zeitraum bei einer aktiven Fahrtbuchung, weder Positionsinformationen vom Mautgerät empfangen werden noch eine Nachricht zum Buchungsende vorliegt.
  • Im Fall eines Mobilfunkausfalls werden die erfassten Positionen über eine vorkonfigurierbare Zeit (z. B. 10 Minuten oder 20 Minuten) im Speicher des Mautgeräts gepuffert. Nach Ablauf der vorkonfigurierbaren Zeit meldet das Mautgerät im Fall, dass die Positionsinformationen nicht an die Zentrale übermittelt worden sind, eine negative Erhebungsbereitschaft und bricht die Fahrtbuchung ab.
  • Nach Beendigung der Fahrt wird in der Zentrale anhand der übermittelten Positionsinformationen die Mautgebühr berechnet und an das Mautgerät übermittelt. Das Mautgerät zeigt anschließend eine Zusammenfassung der Fahrt an. Die Zusammenfassung umfasst folgende Informationen:
    • Buchungs-ID,
    • Buchungsstart (Datum, Uhrzeit)
    • Buchungsende (Datum, Uhrzeit)
    • Buchungsdauer
    • Buchungsbetrag (Maut in EUR)
    • Mautstrecke in Kilometer und
    • verwendetes Zahlungsmittel.
  • Optional wird zusätzlich die gefahrene Strecke auf einer Karte dargestellt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass "umfassend" und "aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und dass die Verwendung von "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
  • Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale können für die Verwirklichung von Ausführungsformen sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander relevant sein.

Claims (14)

  1. System zur Mauterhebung für ein Kraftfahrzeug, wobei das System ein tragbares Mautgerät, welches dem Kraftfahrzeug zugeordnet ist, und eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung aufweist, wobei zwischen dem tragbaren Mautgerät und der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung zumindest zeitweise eine Kommunikationsverbindung besteht,
    wobei das tragbare Mautgerät eingerichtet ist
    - vor Beginn einer Fahrt des Kraftfahrzeugs eine Buchung bei der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung anzufragen,
    - nach Bestätigung der Buchung durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung, während der Fahrt in ersten regelmäßigen Zeitabständen eine Positionsinformation zu bestimmen, wobei die Positionsinformation eine Position des Mautgeräts umfasst,
    - die bestimmten Positionsinformationen in einem Speicher des Mautgeräts abzulegen,
    - die gespeicherten Positionsinformationen bei Eintreten einer vorbestimmten Versandbedingung an die zentrale Datenverarbeitungsrichtung zu übermitteln und
    - bei Ende der Fahrt ein Fahrtbeendigungssignal und gegebenenfalls noch im Speicher des Mautgeräts vorhandene Positionsinformationen an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung zu übermitteln,
    wobei die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist,
    - auf die Buchungsanfrage von dem tragbaren Mautgerät zu reagieren, wobei die Reaktion eine Bestätigung der Buchung oder eine Zurückweisung der Buchung ist,
    - die von dem tragbaren Mautgerät zu der Buchung empfangenen Positionsinformationen in einem Speicher der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung abzulegen und
    - nach Erhalt des Fahrtbeendigungssignals die Buchung abzuschließen, die im Speicher der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung vorliegenden Positionsinformationen auszuwerten und hieraus eine Mautgebühr zu bestimmen,
    wobei das tragbare Mautgerät und/oder die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet sind, bei Eintreten einer Abbruchbedingung die Buchung vor Ende der Fahrt abzubrechen.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Versandbedingung zum Übermitteln der im Speicher des tragbaren Mautgeräts abgelegten Positionsinformationen an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung wenigstens eine der folgenden Bedingungen ist:
    - ein vorbestimmtes Zeitintervall ist abgelaufen und
    - eine vorbestimmte Speicherkapazität im Speicher des tragbaren Mautgeräts wird erreicht.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, bei Eintreten der Abbruchbedingung ein Sperrsignal an das tragbare Mautgerät zu übermitteln, und wobei das tragbare Mautgerät eingerichtet ist, bei Erhalt des Sperrsignals die Buchung vor Ende der Fahrt abzubrechen.
  4. System nach Anspruch 3, wobei die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, für die vom tragbaren Mautgerät während der Fahrt übermittelten Positionsinformationen eine Qualität zu bestimmen und das Sperrsignal an das tragbare Mautgerät zu übermitteln, wenn die Qualität einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet.
  5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das tragbare Mautgerät eingerichtet ist, während der Fahrt in zweiten regelmäßigen Zeitabständen eine Statusinformation zu erzeugen und an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung zu übermitteln, und wobei die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, die Statusinformation zu prüfen und ein Auswertesignal an das tragbare Mautgerät zu übermitteln, wobei das Auswertesignal ein Freigabesignal ist, wenn die Prüfung positiv ausfällt, und wobei das Auswertesignal das Sperrsignal ist, wenn die Prüfung negativ ausfällt.
  6. System nach den Ansprüchen 3 und 5, wobei die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, mit dem Eintreffen der Statusinformation in der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung einen Zentral-Timer mit einer ersten vorbestimmten Zeit zu starten, wobei,
    a) wenn innerhalb der vom Zentral-Timer vorbestimmten Zeit eine weitere Statusinformation in der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung eintrifft, der Zentral-Timer zurückgesetzt wird und wieder von vorne losläuft oder
    b) wenn der Zentral-Timer abläuft, bevor eine weitere Statusinformation in der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung eintrifft, die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung das Sperrsignal an das tragbare Mautgerät übermittelt.
  7. System nach den Ansprüchen 3 und 5, wobei das tragbare Mautgerät eingerichtet ist, mit dem Eintreffen des Auswertesignals im Mautgerät einen Mautgerät-Timer mit einer zweiten vorbestimmten Zeit zu starten, wobei,
    a) wenn innerhalb der vom Mautgerät-Timer vorbestimmten Zeit ein weiteres Auswertesignal im Mautgerät eintrifft, der Mautgerät-Timer zurückgesetzt wird und wieder von vorne losläuft oder
    b) wenn der Mautgerät-Timer abläuft, bevor ein weiteres Auswertesignal im Mautgerät eintrifft, das Mautgerät die Buchung abbricht.
  8. System nach Anspruch 6 oder 7, wobei die erste vorbestimmte Zeit des Zentral-Timers und/oder die zweite vorbestimmte Zeit des Mautgerät-Timers an einen zu erwartenden Streckenverlauf angepasst sind.
  9. System nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Statusinformation wenigstens eine der folgenden Informationen umfasst:
    - eine Erhebungsbereitschaft des tragbaren Mautgeräts,
    - einen Zeitstempel, der angibt, wann die Statusinformation erzeugt wurde,
    - eine Fahrzeugkennzeichnung des dem tragbaren Mautgerät zugeordneten Kraftfahrzeugs, und
    - eine Statuspositionsinformation, wobei die Statuspositionsinformation die Position des tragbaren Mautgeräts angibt, an welcher die Statusinformation erzeugt wurde.
  10. System nach Anspruch 9, wobei die Erhebungsbereitschaft des tragbaren Mautgeräts wenigstens einen der folgenden Zustände umfasst:
    - das tragbare Mautgerät ist positionsbestimmungsfähig,
    - das tragbare Mautgerät ist datenübermittlungsfähig,
    - das tragbare Mautgerät weist eine ausreichende Energieversorgung auf und
    - das tragbare Mautgerät ist mitteilungsfähig.
  11. System nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die erzeugte Statusinformation direkt nach dem Erzeugen von dem tragbaren Mautgerät an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt wird.
  12. System nach Anspruch 11, wobei, wenn festgestellt wird, dass ein Übermitteln der erzeugten Statusinformation an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung nicht möglich ist, die in den zweiten regelmäßigen Zeitabständen erzeugten Statusinformationen in dem Speicher des tragbaren Mautgeräts gespeichert werden und die gespeicherten Statusinformationen an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt werden, sobald zu einem späteren Zeitpunkt eine Verbindung von dem tragbaren Mautgerät zu der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung hergestellt wird.
  13. System nach einem der Ansprüche 3 bis 12, weiter umfassend eine Kontrolleinrichtung, wobei die Kontrolleinrichtung eingerichtet ist,
    - eine Fahrzeugkennzeichnung eines die Kontrolleinrichtung passierenden Kraftfahrzeugs zu erfassen,
    - die erfasste Fahrzeugkennzeichnung auf eine Manipulation zu prüfen und
    - bei Erkennen einer Manipulation ein Manipulationssignal an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung zu übermitteln, und
    wobei die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung eingerichtet ist, bei Erhalt des Manipulationssignals das Sperrsignal an das tragbare Mautgerät zu übermitteln.
  14. Computerimplementiertes Verfahren zur Mauterhebung, mit folgenden Schritten:
    - vor Beginn einer Fahrt eines Kraftfahrzeugs, Anfragen, mittels eines tragbaren Mautgeräts, einer Buchung bei einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung, wobei das tragbare Mautgerät dem Kraftfahrzeug zugeordnet ist,
    - Reagieren auf die Buchungsanfrage von dem tragbaren Mautgerät, mittels der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung, wobei die Reaktion eine Bestätigung der Buchung oder eine Zurückweisung der Buchung ist,
    - nach Bestätigung der Buchung, mittels des tragbaren Mautgeräts in regelmäßigen ersten Zeitabständen bestimmen einer Positionsinformation, wobei die Positionsinformation eine Position des tragbaren Mautgeräts umfasst,
    - Ablegen der bestimmten Positionsinformationen in einem Speicher des tragbaren Mautgeräts,
    - bei Eintreten einer vorbestimmten Versandbedingung, Übermitteln der gespeicherten Positionsinformationen von dem tragbaren Mautgerät an die zentrale Datenverarbeitungsrichtung,
    - Ablegen der von dem tragbaren Mautgerät zu der Buchung empfangenen Positionsinformationen in einem Speicher der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung,
    - bei Ende der Fahrt, mittels des tragbaren Mautgeräts, Übermitteln eines Fahrtbeendigungssignals und gegebenenfalls noch im Speicher des Mautgeräts vorhandene Positionsinformationen an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung,
    - nach Erhalt des Fahrtbeendigungssignals, mittels der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung, Abschließen der Buchung, Auswerten der im Speicher der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung vorliegenden Positionsinformationen und Bestimmen einer Mautgebühr,
    - bei Eintreten einer Abbruchbedingung, mittels des tragbaren Mautgeräts und/oder der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung, Abbrechen der Buchung vor Ende der Fahrt.
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