HU220572B1 - Eljárás járművek úthasználati díjának megállapítására - Google Patents
Eljárás járművek úthasználati díjának megállapítására Download PDFInfo
- Publication number
- HU220572B1 HU220572B1 HU9602057A HU9602057A HU220572B1 HU 220572 B1 HU220572 B1 HU 220572B1 HU 9602057 A HU9602057 A HU 9602057A HU 9602057 A HU9602057 A HU 9602057A HU 220572 B1 HU220572 B1 HU 220572B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- vehicle
- charging
- points
- section
- reference points
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 46
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Finance (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Devices For Checking Fares Or Tickets At Control Points (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Navigation (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Meter Arrangements (AREA)
Abstract
A találmány tárgya eljárás járművek úthasználati díjánakmegállapítására, amely során a díjmegállapítást az úton elhelyezettdíjmegállapító helyek melletti elhaladás függvényében végzik. Azeljárás során egy jármű földrajzi helyzetét rádiós helyzetmeghatározóeljárással, különösen GPS-rendszerrel folyamatosan meghatározzák, ésvirtuális díjmegállapító helyek földrajzi helyzetévelösszehasonlítják. A virtuális díjmegállapító helyek pozícióit az utakrefe- renciapontjaiként (3) tárolják. A találmány szerinti eljáráskülönlegessége, hogy a virtuális díjmegállapító helyeket az adottútszakaszon, előre megadott hosszon fekvő referenciapontok (3) általalkotott lánc mentén szalagszerű díjszedési szakaszként (2) képezikki. Egy járművet akkor tekintenek a díjmegállapító hely mellettelhaladottnak, ha a folyamatosan megállapított pozícióknak adíjszedési szakaszon (2) belüli referenciapontokkal (3) történőösszehasonlítása alapján megállapítják, hogy a jármű a díjszedésiszakasz (2) teljes hosszán keresztülhajtott. ŕ
Description
A találmány tárgya eljárás járművek úthasználati díjának megállapítására, amely során a díjmegállapítást az úton elhelyezett díjmegállapító helyek melletti elhaladás függvényében végezzük. Az eljárás során egy jármű földrajzi helyzetét rádiós rendszerű helyzetmeghatározó eljárással, különösen GPS-rendszerrel folyamatosan meghatározzuk, és virtuális díjmegállapító helyek földrajzi helyzetével összehasonlítjuk. A virtuális díjmegállapító helyek pozícióit az utak kiválasztott pontjaiként tároljuk.
Az utak, különösen autópályák használatáért felszámított díjak (sorompópénz) szedésének különböző eljárásai ismertek. Eddig általánosan csak a díjszedő állomások terjedtek el, amelyek mellett a járművek megállnak, és a díj lerovása után ráhajthatnak a díjköteles útszakaszra. Erős forgalmú utaknál ez a módszer több egymás melletti díjszedő állomás alkalmazása esetén is torlódásokat okoz. Azok a megoldások is csak korlátozottan képesek ezen a helyzeten segíteni, amelyeknél lassú elhaladás közben egy nagy tölcsérbe megfelelő számú pénzérmét kell bedobni.
Az 1993. 08. 20-án megjelent VDI Nachrichten, 33. szám című kiadványban (2-3. oldal) ismertetett díjmegállapító rendszer a járművek helyzetének meghatározásához GPS- (Global Positioning System) rendszert vesz igénybe. Ez a díjmegállapító rendszer a járműben van elhelyezve. A GPS-vevőben a megtett utat az út meghatározott pontjaival jellemzik, és ezeket a pontokat tárolják egy speciális szoftverrel. Az utazás alatt a GPSvevő folyamatosan kiszámítja a jármű aktuális földrajzi koordinátáit, és összehasonlítja az útmeghatározó referenciaadatokkal. Amennyiben a koordináták egyeznek, akkor a díjmegállapítás automatikusan megtörténik, a megfelelő útszakaszra vonatkozóan. A díj leemelése egy kártyáról történik, amely egy adott összeget tartalmaz. A kártyát a járműbe beépített író-olvasó készülékbe helyezik. Ennél az ismertetett rendszernél csak virtuális díjbeszedő helyekre van szükség, így feleslegessé válik a tényleges építmények létrehozása.
Ennek megfelelően a találmány célja az, hogy egy rádiós elven működő helymeghatározási rendszerhez lehetővé tegye annak a megbízható eldöntését, hogy egy jármű elhaladt-e egy díjmegállapító hely mellett vagy sem.
A fenti célt a találmány értelmében olyan, a bevezetőben leírt eljárással oldjuk meg, amely során a virtuális díjmegállapító helyeket az adott útszakaszon, előre megadott hosszon fekvő pontok által alkotott lánc mentén szalagszerű díjszedési szakaszként képezzük ki, és egy járművet akkor tekintünk a díjmegállapító hely mellett elhaladottnak, ha a folyamatosan megállapított pozícióknak a díjszedési szakaszon belüli pontokkal történő összehasonlítása alapján megállapítjuk, hogy a jármű a díjszedési szakasz teljes hosszán keresztülhajtott.
A találmány szerinti eljárást előnyösen a járművön elhelyezett számítógép segítségével végezzük, amely elvégzi az összehasonlításokat. Ehhez rendelkezésre kell állniuk a díjszedési szakasz pozícióinak. Ez történhet úgy, hogy az összes pozíciót a számítógépben tároljuk. Megoldható azonban az is, hogy csak egy korlátozott térség díjmegállapító helyeinek pozícióit tároljuk, és további díjmegállapító helyek pozícióit szükség szerint egy adatátviteli rendszer segítségével vesszük át.
A találmány szerinti eljárás egy első megvalósításánál a pontok által alkotott láncot több, a földrajzi helyzetével rögzített referenciapontokból alakítjuk ki oly módon, hogy a távolságuk a rádiós helymeghatározó eljárás mérési hibájánál kisebb legyen, és egy járművet akkor tekintünk a díjmegállapító hely mellett elhaladottnak, ha az összes referenciapont távolsága a jármű megállapított helyzeteitől egy előre megállapított távolságnál kisebb.
Egy második megvalósítás szerint szintén előnyös, ha a pontok által alkotott láncot több, a földrajzi helyzetével rögzített referenciapontokból alakítjuk ki oly módon, hogy a távolságuk a rádiós helymeghatározó eljárás mérési hibájánál kisebb legyen, továbbá egy díjszedési szakasz referenciapontjainak egy része referenciacsoportot képez, és egy járművet akkor tekintünk a díjmegállapító hely mellett elhaladottnak, ha az összes referenciacsoport távolsága a jármű megállapított helyzeteitől egy előre megállapított távolságnál kisebb.
A találmány szerinti eljárás egy további megvalósítása szerint adott esetben tárolókapacitást lehet megtakarítani azzal, ha a pontok által alkotott láncot több, a földrajzi helyzetével rögzített referenciapontokból és az út alakját a díjszedési szakaszon leíró függvény (egyenes, görbe) segítségével alakítjuk ki. Ekkor a kiértékelés úgy történhet, hogy egy járművet akkor tekintünk a díjmegállapító hely mellett elhaladottnak, ha a görbe pontjai közül egy sincs távolabb a jármű folyamatosan megállapított földrajzi helyzeteitől, mint az adó-vevő rendszerű helymeghatározó eljárás mérési hibája.
Annak a folyamatos vizsgálata, hogy a jármű a lehetséges több díjszedési szakaszban tartózkodik-e, jelentős számolási munkát igényel. Ez ellentétben áll azzal a követelménnyel, hogy a díjszedési szakaszon való áthajtás közben gyors számításra van szükség.
Ezért a találmány szerinti eljárás egy továbbfejlesztett változata szerint a jármű díjszedési szakaszban való tartózkodásának megvizsgálása előtt helyzet-összehasonlítással megvizsgáljuk, hogy a jármű egy, a díjszedési szakaszt lényegében magában foglaló, nagyobb területű területen tartózkodik-e. Előnyösen a nagyobb területű területet négyszögként alakítjuk ki.
A találmányt részletesebben a mellékelt rajzokon bemutatott példaképpeni kiviteli alakok segítségével ismertetjük, ahol az
1. ábra egy díjszedési szakasz vázlata, a
2. ábra két díjszedési szakasz vázlatos ábrája, mindkét haladási irányra egy-egy, illetve egy díjszedési szakasz vázlata, mindkét haladási irány részére, a
3. ábra egy díjszedési szakasz további ábrázolása, egy nagyobb területű, a továbbiakban ernyőterületnek (umbrella-gebiet) nevezett területrésszel együtt ábrázolva, és a
4. ábra egy fuzzy-jelleggörbe.
HU 220 572 Bl
1. A díjmegállapító hely modellje
1.1. A 2 díjszedési szakasz mint díjmegállapító hely
Általánosan azt nevezzük díjmegállapító helynek, ahol az 1 autópályán az úthasználati díj megállapítása történik. A sorompós rendszereknél ez egy pontszerű rendszer, amelynek pontjait műszaki szempontból éppen a sorompók határozzák meg, illetve alkotják.
A GPS-készülékkel (Global Positioning System) végzett helyzetmeghatározás pontatlansága miatt nem lehet megbízhatóan felismerni, hogy egy jármű egy adott pontban tartózkodik vagy sem. A GPS-készülék pontatlanságának ellensúlyozására a díjmegállapító hely nem pontszerű lesz, hanem egy nagyobb felületre kiterjedő 2 díjszedési szakaszként van kialakítva (lásd az 1. ábrát). A 2 díjszedési szakasznak a 3 referenciapontok sorozatát nevezzük. Az aktuális GPS mérési adatokat ezekkel a 3 referenciapontokkal hasonlítjuk össze. Minden η (n=1.. .N) 3 referenciapontot a koordinátái segítségével adunk meg:
A referenciapont Ln hosszúsági foka [° / ’ / ”] (fok/perc/másodperc) vagy [reál°](tízes alapú fok) dimenzióval
A referenciapont Bn szélességi foka [° / ’ / ”] (fok/perc/másodperc) vagy [reál°] (tízes alapú fok) dimenzióval.
A 3 referenciapontok rögzítése a 2 díjszedési szakasz kiképzése során történik. A 2 díjszedési szakaszban elhelyezett 3 referenciapontok számát és elhelyezkedését a következő tényezők befolyásolják:
- két pozíciómeghatározás közötti időtartam,
- az adott autópálya-szakaszon lehetséges legnagyobb járműsebesség,
- a lokalizációs algoritmusban használt bizonytalan (nem határozott) döntési modell Fuzzy-jelleggörbéjének alakja (lásd a 2.2.5 szakaszt),
- a 3 referenciapontok koordinátáinak tárolására fordítható, még elfogadható mennyiségű tárolókapacitás,
- az egy 3 referenciaponthoz való hozzárendeléshez szükséges, még elfogadható mennyiségű számítási munka a mérési algoritmus során (a lokalizációs algoritmus első részében).
Összességében azért van szükség nagyszámú 3 referenciapontra, mert nagy sebességek mellett a jármű nagyon gyorsan hajt el egy-egy pont mellett, és rövid idő alatt nagy távolságra kerülhet attól. Ezen azzal lehet segíteni, hogy több 3 referenciapontot VAGY logikai kapcsolattal kötünk össze. Ekkor mindegy, hogy egy 4, 5, referenciacsoportban (lásd 1.2. szakasz) melyik 3 referenciaponthoz közelített a jármű, a hozzárendelés a megfelelő 4, 5, 6 referenciacsoporthoz megtörténik. Az egyes 3 referenciapontokhoz úgynevezett 7 pozícióterületeket rendelünk hozzá. Ezzel vesszük figyelembe a helyzetmeghatározás pontatlanságát, mivel ezzel „befogjuk” a körülötte fekvő mérési pontokat is. Az egyes pozícióterületek alakja levágott kör. A vágási egyenes a két szomszédos 3 referenciapontot összekötő szakaszt felező merőleges. A hozzárendelés módját a 2.1. szakaszban írjuk le részletesen. A 2 díjszedési szakasz összes pozícióterülete egy hemyószerű 8 tömlőt képez (lásd az 1. ábrát), amelyet a következő méretek jellemeznek : a 8 tömlő 1 hossza (m) és a b szélessége (m), amely utóbbi egy 7 pozícióterület átmérőjével egyezik meg.
A 8 tömlőt mint a 3 referenciapontok sorozatára helyezett struktúrát kell felfogni, és a (2.2. szakaszban leírt) döntési algoritmusban arra szolgál, hogy a pályatávoli/közeli pontok kiválasztásánál segítséget adjon, mivel ez utóbbiak a tényleges díjmegállapítás fontos indikátorait képezik. A 8 tömlő 1 hossza a 2 díjszedési szakaszban található 3 referenciapontok N számától és a 3 referenciapontok A távolságától (m) függ.
A 8 tömlő b szélessége, illetve egy 7 pozícióterület átmérője lényegesen nagyobb, mint a 3 referenciapontok A távolsága (A<b), azért, hogy a 8 tömlő betűrődései lényegében elhanyagolhatók legyenek.
Minél hosszabbra választjuk a 2 díjszedési szakaszt, annál biztosabb, hogy kizárjuk a díjszedésből, illetve a díjmegállapításból azokat a járműveket, amelyek keresztező, csatlakozó, vagy párhuzamosan futó, nem díjköteles útszakaszokon tartózkodnak. Ezzel szemben egy járműnek, amelyik az 1 autópályán halad, a 8 tömlő teljes hosszán át kell haladnia ahhoz, hogy a rendszer döntést hozzon a díj megállapításáról. Ennek megfelelően egy más utaktól távoli, erdős vidéken át vezető autópálya-szakaszon teljesen elegendő lehet olyan 2 díjszedési szakaszokat alkalmazni, amelyekben összesen 6-8 db 3 referenciapont van. Ezzel szemben egy olyan szakaszon, ahol az 1 autópálya mellett sok keresztező vagy csatlakozó út van, a 2 díjszedési szakaszt célszerű lehet 3-8-szorosára növelni ahhoz, hogy a lokalizálási algoritmus megfelelő biztonsággal legyen végrehajtható.
A nyílt AGE (AGE: Autobahn Gebühren Erfassung, magyarul „autópályadíj-megállapítás”) rendszerben a 2 díjszedési szakaszokat egy-egy oldalon, páronként (egy szakasz egy haladási irányhoz) vagy két oldalra, mindkét haladási irányhoz egyet (egy közös szakasz mindkét haladási irányhoz) lehet hozzárendelni (lásd a
2. ábrát.).
Fontos peremfeltétel, hogy a 9,10,11 díjszedési szakaszok nem fedhetnek át, ha az itt ismertetendő lokalizációs algoritmusnak kell működnie. Egy nyílt AGErendszemél ez nem okoz különösebb megszorításokat, mivel ezeknél a 2 díjszedési szakaszok a becsatlakozási helyek között vannak kialakítva. Egy zárt AGE rendszernél már felmerülhet az a kérdés, hogy egy „egyszerű GPS” módszerrel egyáltalán biztonsággal lehet-e 2 díjszedési szakaszokat kialakítani a viszonylag rövid autópálya le-, illetve felhajtókon. Mivel a helyzetmeghatározás tűrése nagyon nagy, célszerűbbnek tűnik a differenciális GPS használata.
1.2. A referenciacsoportok kialakítása
A döntési algoritmushoz (a lokalizációs algoritmus második része) a 3 referenciapontokat 4, 5, 6 referenciacsoportokba osztjuk be úgy, hogy minden 4, 5, 6 referenciacsoportba nagyjából ugyanannyi 3 referenciapont jusson, amelyeket az előzőek értelmében logikai VAGY kapcsolattal kötünk össze. A 4, 5, 6 referenciacsoportok számozása egyoldali 9, 10 díjszedési szakaszoknál a haladási irányban növekszik, míg kétoldali
HU 220 572 Bl díjszedési szakaszoknál tetszőleges irányítottságú lehet (például követheti a kilométer-számozást) (lásd a 2.2.3. szakaszt). A g-ik referenciacsoportot (g=l...G) a referenciapontok Ng száma és a referenciapontok A távolsága jellemzi.
A 2 díjszedési szakaszban használt 4, 5, 6 referenciacsoportok G száma a 2 díjszedési szakaszban elérni kívánt lokalizációs megbízhatóságtól függ, amely a 4, 5, 6 referenciacsoportok számával nő. Egyúttal nő a lokalizációs algoritmusra fordított számítási munka, egyúttal az az idő is, ami alatt kialakul a döntés a díjmegállapításról. A 4, 5, 6 referenciacsoportok számát a konkrét helyi viszonyok (párhuzamos utak, illegális lehajtási lehetőségek, vételi árnyékolás) ismeretében kell megállapítani és optimalizálni. A díjmegállapításnak semmiképpen nem szabad párhuzamosan futó országvagy városi utakra kiterjednie. A díjmegállapítást illető pozitív döntés egyik előfeltétele, hogy minden működő referenciacsoportban legalább egy mérési érték legyen (lásd 2.2.5. szakasz).
A 3 referenciapontok A távolságát maximális értéknek kell tekinteni, vagyis kisebb, bár egyenetlen távolságok megengedhetők, de ezek használata nem hatékony. Nehéz helyi viszonyok mellett (például növényzet, hidak, alagutak stb. által okozott vételi árnyékolás) a 4, 5, 6 referenciacsoportok számát meg lehet növelni, vagy nem működő 4, 5, 6 referenciacsoportokat lehet beépíteni, amelyek kezelése nem okoz gondot az itt bemutatásra kerülő lokalizációs algoritmus számára. Ezek használatával azonban megnő a 8 tömlő teljes hossza, és ezáltal az az időtartam, ami alatt kialakul a döntés a díjmegállapításról. A nem működő 4, 5,6 referenciacsoportokba jutó mérési értékeket a döntési algoritmus nem veszi figyelembe (lásd a 2.2. szakaszt).
1.3. A ráhelyezett 12 umbrella (emyő)-területek
A lokalizációs algoritmus hatékony működéséhez szükség van egy további modellstruktúrára, amelyet a teljes 2 díjszedési szakaszra kell ráhelyezni. Az úgynevezett 12 umbrella-terület (emyőterület) négyszögletes, és bizonyos 13, 14 peremterületek kivételével (lásd a
3. ábra) a teljes 2 díjszedési szakasz 8 tömlőjét magába foglalja, illetve lefedi. Ez elvileg a 8 tömlő egy gyakorlati közelítése. A hernyó alakú alakzatot egy négyszöggel fedjük le, amelynek az oldalai a hosszúsági és szélességi fokokkal párhuzamosak.
A négyszögletes 12 umbrella-területek lehetővé teszik annak egyszerű módon történő ellenőrzését, hogy egy jármű egyáltalán a 3 referenciapontok, vagyis egy 2 díjszedési szakasz közelében van-e. A hernyó alakú 8 tömlőből kiindulva a szükséges számítási munka és tárolókapacitás összehasonlíthatatlanul nagyobb lenne. Tekintve, hogy például Németországban az autópályákon körülbelül 4000 díjszedő hely van, a 2 díjszedési szakaszok gyors felismerése nagyon fontos. A 12 umbrellaterület átlóinak metszéspontjában van a 12 umbrellaterület 15 középpontja. Ekkor a 12 umbrella-területet a következő adatok jellemzik :
- A 15 középpont L hosszúsági foka [° / ’ / ”] (fok/perc/másodperc) vagy [reál °C](tízes alapú fok) dimenzióval
- A 15 középpont B szélességi foka [° / ’ / ”] (fok/perc/másodperc vagy [reál°] (tízes alapú fok) dimenzióval.
- a 12 umbrella-terület 1’ hossza (m)
- a 12 umbrella-terület b’ szélessége (m)
A 12 umbrella-terület körül keretként egy úgynevezett 16 hiszterézisterületet is definiálunk, amire azért van szükség, hogy a mérőalgoritmus biztonságosan dolgozzon, és ne legyen érzékeny kisebb pozícióváltozásokra. A H hiszterézis (m) a keret szélességének felel meg. Ennek értéke célszerűen 10 és 50 méter között van, vagyis 10 m<H<50 m. Ennél nagyobb mértékű, az 1 autópálya vonalára keresztben történő véletlenszerű keresztirányú mozgás ritkán képzelhető el. Ennél kisebb érték választása csak annyiban okoz problémát a lokalizációs algoritmus számára, hogy gyakrabban történik meg a döntési algoritmus téves elindítása a 12 umbrella-területre történő, rövid ideig tartó be- és kihajtás miatt, ha a haladási irány a terület szélét követi. Ez értékes számítási időt köt le.
A 3. ábrán látható a H hiszterézis- és 12 umbrellaterület határai megállapításának módja is. A 16 hiszterézisterület külső határa a 8 tömlő utolsó 17 referenciapontján megy keresztül. Ennek az okát a 2.1.4. szakaszban adjuk meg. A 3. ábrán az „a” eset egy sarkot, a „b” eset egy oldalt jellemez a 16 hiszterézisterületen. A keretszélességet egyértelműen megadja a H hiszterézis. Az összes olyan 17 referenciapont, amelynek a 7 pozícióterülete nem teljes mértékben esik bele a 12 umbrella-területbe, nem hatásos vagy érvénytelen perem-referenciapontként van számon tartva.
2. A GPS lokalizációs algoritmus
2.1. Mérési algoritmus
2.1.1. A pozíció folyamatos mérése
A díjmegállapító helyek teljes lokalizációs algoritmusa GPS segítségével végzett folyamatos pozíciómérésen (helymeghatározáson) alapul. Két pozíciómeghatározás között eltelt mérési idő a használt GPS-vevőkészüléktől függ. A jelenleg hozzáférhető vevőkészüléknél a mérési intervallumok 0,5 s és 1 s között vannak. Ennél nagyobb mérési intervallumok használata nem látszik célszerűnek, mivel az autópályákon a járművek viszonylag nagy v sebességgel is közlekedhetnek. Kiindulásként tételezzük fel, hogy a díjmegállapító helyek környezetében nincsen sebességkorlátozás, így maximális sebességként a vmax=216 km/h=60 m/s sebességgel számolhatunk. Ekkor 0,5 s-os mérési intervallumokkal számolva, két mérés között 30 m utat lehet megtenni. 1 s-os mérésintervallumoknál ez az érték már 60 m lenne.
2.1.2. A 12 umbrella-terület elérése és a 16 hiszterézisterület elhagyása
Alapállapotban a jármű bármelyik, 1 autópályán elhelyezett díjmegállapító helytől távol helyezkedik el. Ezt az állapotot a mérési algoritmusban OUT állapotként jelöljük. Ennek az ellentettje az IN állapot, amikor a jármű pozíciója egy 12 ernyő-, illetve 16 hiszterézisterületen belül van.
Átmenet az OUT állapotból az IN állapotba
A pillanatnyi mért értéket, amely hosszúsági Ln és szélességi Bn koordinátákból áll, összehasonlítjuk az
HU 220 572 Bl összes 12 umbrella-terület 15 középpontjaival. A 12 umbrella-terület akkor tekinthető elértnek, ha teljesül, hogy
KL · |L-A„|<^ÉS KB-|B-fi„|<y (2.1)
A 12 umbrella-terület (2 díjszedési szakasz) indexét megállapítjuk, és ezt követően letöltjük az adott 2 díjszedési szakasz összes 7 pozícióterületének a referenciaadatait.
Átmenet az IN állapotból az OUT állapotba
Összehasonlítjuk a pillanatnyi mérési értékeket, amelyek a hosszúsági Ln és szélességi Bn koordináták adataiból állnak, az aktuális 12 umbrella-, illetve 16 hiszterézisterület 15 középpontjainak koordinátáival. Amikor először teljesül, hogy
Kl-|L-I„|>^+H VAGY Kb|B-5„|>^+H (2.2) akkor az algoritmus a köztes OUT-PROVE állapotba megy át. Ennek megerősítéséhez képezni kell egy C paraméterértéket, aminek az a jelentése, hogy ennyi közvetlenül egymást követő mérési pontban kell teljesülnie a 2.2 összefüggésnek ahhoz, hogy sor kerülhessen az OUT-PROVE állapotból az OUT állapotba történő átmenetnek.
A C paraméter értéke egy adott terület H hiszterézisétől függően 1.. .5 között lehet.
Az IN állapotból (vagyis az OUT-PROVE állapotból) az OUT állapotba történő végérvényes átmenet után működésbe lép a döntési algoritmus. Ennek a rövid ideig tartó állapotnak az elnevezése OUT-DECIDE állapot. Ezalatt fut le a döntési algoritmus.
A (2.1) és (2.2) képletekben átszámítási együtthatókat használunk, amivel a [reál°]-ban kifejezett mennyiségeket méterre lehet átszámítani. 360 reál°=2K radián=360° (tört reálfok: decimális osztatú) például: 45,4983 reál°=45° 29’54”
Ezek a következők:
[reál°]-»[m] a KL hosszúsági különbség átszámításához « 72 000 (50. szélességi fok mentén) [reál°j—>[m] a KB hosszúsági különbség átszámításához » 108 000 (bárhol a Földön)
A Föld kerülete=foldsugár-2n=6378 000 ιη·2π= 40 074 155 m
1/10 ívmásodperc a szélességi fokok között « földkerület/360/36 000=3,092 m « 3 m.
1/10 ívmásodperc a hosszúsági fokok között (az 50. szélességi fok mentén) « 3,092 mcos 50°=1,987 m « 2 m.
Az egész számokra történő kerekítés számítási sebesség-növekedést eredményez a számolási műveletek gyakorlati megvalósítása során.
2.1.3. A mérési értékek hozzárendelése a referenciapontokhoz
Az IN állapotban az Ln hosszúsági és a Bn szélességi koordinátákból álló pillanatnyi mérési értéket összehasonlítjuk a 8 tömlő összes 3 referenciapontjával. Kiszámítjuk az összes 3 referenciaponttól sugárirányban mért Rn távolságot a ^[Kl(L-L„)]2 +(Kb(B-B„)]2 (2.3) összefüggés segítségével. Ezt követően arra kell választ adni, hogy melyik 3 referenciapont környezetében fekszik a mért pont. Ennek a kritériumaként az összes R„ távolságértékek közül a legkisebbet tekintjük. A folyamat geometriai értelmezését adja a 7 pozícióterületek átfedése, amelyet az 1. ábra szemléltet. A két szomszédos 3 referenciapontot összekötő szakasz középpontján át húzott egyenes osztja el az egyik, illetve a másik 3 referenciaponthoz tartozó értékeket. Ennek alapján történik a hozzárendelés. Lényeges elmondani, hogy a mérési értékek hozzárendelése az egyes 7 pozícióterületekhez akkor is megtörténik, amikor a jármű mozgása keresztezi az 1 autópályát, és beleesik a 12 umbrella-, illetve a 16 hiszterézisterületbe. Ezek a hozzárendelt értékek azonban csak ideiglenesen bírnak jelentőséggel a mérési algoritmus szempontjából, mivel ezeket a döntési algoritmus a saját eszközeivel figyelmen kívül fogja hagyni (lásd a 2.2.5. szakaszt) Azonban a mérési értékek túl korai korlátozása a 7 pozícióterületekre a mérési értékek pontosságának figyelembevételét megzavarná.
A fentebb kiszámított sugárirányú R„ távolságot a következő összefüggés alapján módosítjuk:
pn=Rn[l+pE(P-l)] (2.4)
Az ebben foglalt paraméterek a következők: p„ módosított radiális távolság P pontosság μΕ pontossági együttható
Ezt követően a mért értéket hozzárendeljük ahhoz a 3 referenciaponthoz, amelyiktől mért távolsága a módosított pn radiális távolság alapján a legkisebb. Ezzel összefüggésben a (2.4) egyenlet némi magyarázatra szorul. A mérések szerint adódnak olyan keresztirányú, leárnyékolt sávok és vételi „kitüremkedések”, amelyek ugyanakkor nagyobb PDOP-vel (PDOP: Position Dilution of Precision, magyarul: a pontosság pozíciófüggő elmosódása) korrelálnak. Ezek akkor lehetnek veszélyesek, amikor járművek egy párhuzamos úton mozognak, és ilyen kitüremkedések az összes 4, 5, 6 referenciacsoportban előfordulnak, és ezek az 1 autópálya közvetlen közelében vannak. A javasolt módosítás lehetővé teszi, hogy a közeli, magas PDOP-vel jellemzett és a távoli, alacsony PDOP-vel jellemzett mérési értékeket egymással szemben jobban kiegyenlítsük. Ezzel az eljárással az alacsony és közepes PDOP-jű közeli mérési értékeket - amelyek normális esetben előfordulnak az 1 autópályán mozgó járművek esetén - jobban kiemeljük.
A kereszt-, illetve sugárirányú távolság és a PDOP összekötését csak empirikusan lehet megvalósítani. Az analitikus eljárások túl bonyolultak ahhoz, hogy ésszerű ráfordítással kiszámíthatóak legyenek a szükséges értékek. Ezért a PDOP helyett az úgynevezett P pontosságot használjuk, amelyet a következő összefüggés ad meg:
P=r|uPDOP=í PDOP; haSat#=4,25) |(1,15...1,35) PDOP; haSat#=3^ ' ’
Az η„ tényező az úgynevezett pontossági átszámítási tényező, míg a Sat# paraméter a GPS-rendszer által vett műholdak számát adja meg. Még egy további lehetőség, hogy a pontosságot általánosságban az úgyneve5
HU 220 572 BI zett HDOP mennyiségen keresztül vegyük figyelembe (HDOP: HighDilutionofPresicison, magyarul: a pontosság erős elmosódása.)
Ha az ηΕ pontossági együttható zérus, ηΕ=0, akkor a módosított sugárirányú pn távolság megegyezik a tényleges sugárirányú R„ távolsággal. Az ηΕ pontossági együttható erősíti vagy gyengíti a pontossággal való szorzás hatását, a következők szerint:
ηΕ=0; nincs módosítás ηΕ=<1; tompított módosítás ηΕ=>1; erősített módosítás
A módosított sugárirányú pn távolságot ezt követően a mérési algoritmus során és a mérési értékek komprimálása során a döntési algoritmusban használjuk fel (2.2.2 szakasz), de nem a díjmegállapításra vonatkozó fuzzy-logikai döntésben (2.2.5 szakasz).
Egy példa h=0,8 és Sat#=4 értékekkel:
1. érték: 1^=90 m, P=3,1 (távoli érték is PDOP értékkel/nagy pontossággal)
2. érték: R„=60 m, P=8,4 (közeli érték nagy PDOP értékkel/kis pontossággal)
90[l+0,8(3,l-l)]m= 241,2 m<60 [1+0,8(8,4-1)] m=415,2 m
A hozzárendelési érték a nagyobb pontosságú érték lesz, akkor is, ha a 3 referenciaponttól távolabb esik. Az 1 autópálya közelében megjelenő véletlenszerű mért érték kiküszöbölődik, mivel nagy PDOP értéket mutat.
A (2.3) és (2.4) egyenletekkel végzendő számítási műveletek meggyorsítása céljából a négyzetre emelt egyenletekkel dolgozunk. Ekkor nincs szükség a négyzetgyök bonyolult kiszámítására.
R^[Kl(L-L„)]2 +[K„(B-B„)]2 (2.3)’ p2„=R2n[l + pE(P-l)]2 (2.4)’
Ha egy 3 referenciaponthoz már tartozik egy mérési érték, akkor azt összehasonlítjuk a már hozzárendelt értékkel. A továbbiakban az a mérési érték marad hozzárendelve, amelyiknek a módosított sugárirányú pn távolsága (illetve ennek négyzete) kisebb. Ha váltás történik egy 3 referenciaponthoz való hozzárendelésben, akkor az utoljára hozzárendelt, legkisebb (négyzetes) módosított pn távolságot adó mérési érték véglegesen hozzárendelődik a régi 3 referenciaponthoz. Az új 3 referenciapont számára a hozzárendelés újrakezdődik.
A mérési algoritmusban fut egy F számláló is, amelyik értéke a 12 umbrella-területre való belépéskor F0=l értékre inicializálódik, és minden esetben dF=l értékkel növekszik, ha történik egy váltás az egyik referenciapontról a következőre. Az F számláló állását hozzárendeljük a 3 referenciaponthoz, és a döntési algoritmusban az áthajtási irány meghatározására használjuk (lásd a 2.2 szakaszt).
2.1.4. A 8 tömlőtől távoli pozíciók feldolgozása
Tömlőtávoliaknak azokat a mért pozíciókat nevezzük, amelyek ugyan még a 16 hiszterézis-, illetve a 12 umbrella-területen belül esnek, de már nem a 8 tömlőben. Ezek nem teljesítik a (2.6) feltételt, azaz |R„|<^, illetve R2 <~ (2.6)
Ez nagy valószínűséggel azt jelenti, hogy a jármű nem az 1 autópályán mozog. Az is elképzelhető, hogy nehezen megállapítható okok miatt a mérési sorozatban véletlenszerű ugrások lépnek fel, amelyek a 8 tömlőn kívüli helyzetet jeleznek. Az itt következő intézkedésekkel ezeket az információkat megfelelően feldolgozzuk a döntési algoritmusban (2.2.1), különösképpen a tömlő-együtthatók kiszámítása során.
A mérési algoritmusban két számláló, J1 és J2 is fut, amelyek a 12 umbrella-területre való belépéskor J01=0 és Jo2=O értékre inicializálódnak. A J1 számláló azokat a mért pozíciókat számolja, amelyek a 8 tömlőn belül helyezkednek el, és teljesítik a (2.6) összefüggést. Ilyenkor a J1 értéke dJl = l értékkel növekszik. A J2 számláló azokat a mért pozíciókat számolja, amelyek a 8 tömlőn kívül vannak, és nem teljesítik a (2.6) összefüggést. Ilyenkor a J2 értéke dJ2=l értékkel növekszik.
Abból a célból, hogy a számlálás helyesen történjen, a 8 tömlőnek egy kevéssé túl kell nyúlnia a 16 hiszterézisterület külső határán (lásd a 3. ábrát). Ha a 8 tömlő rövidebb lenne, akkor lehetségesek lennének olyan, a 8 tömlő vége és a 16 hiszterézisterület külső határa közötti területre eső mérési értékek, amelyek nagyon közel esnének az 1 autópályához, de nem lennének hozzárendelve valamelyik 7 pozícióterülethez. Ez azt eredményezné, hogy tévesen a második J2 számláló növekedne, és nem az első J1 számláló. Megjegyezzük azonban, hogy a 13, 14 peremterületek kialakítása nem túlzottan kritikus kérdés, mivel a 8 tömlő mentén történő haladás esetén sok 8 tömlőn belüli pozíció számlálódik össze, így néhány kívül eső nem esik jelentős súllyal a számításba. Mindenesetre az a szabály, hogy a hiszterézisterület külső határa a 8 tömlő legutolsó referenciapontjain megy keresztül, egyszerű megoldást nyújt a fenti problémára.
2.2. A döntési algoritmus
2.2.1. A tömlőegyütthatók megállapítása
A J tömlőegyütthatót a (2.7) összefüggés szerint definiáljuk:
J=—ί-; 0 < J < 1 (2.7)
J, + J2
Ez az együttható azt adja meg, hogy a 2 díjszedési szakaszon belül felvett mért pozícióknak mekkora része esik a 8 tömlőn belül. Nagy, 1-hez közeli érték arra mutat, hogy a jármű nagy valószínűséggel az 1 autópályán mozgott. Egy kisebb, 0,5 alatti érték arra utal, hogy a jármű egy darabon az 1 autópályával párhuzamosan hajtott, majd elkanyarodott, vagy keresztezte az 1 autópályát.
A döntési algoritmusban az első lépés a J tömlőegyüttható összehasonlítása egy névleges W tömlőértékkel, és elvben egy megelőző, gyors előszelekciós mechanizmust ad, amely alapján eldönthető, hogy egyáltalán érdemes-e a további komplikált döntési modellt elindítani. Ha J<W, akkor a döntési algoritmust megszakít6
HU 220 572 Bl juk. Ebben az esetben a járműnek nem kell fizetnie. A névleges W tömlőérték megállapítása paraméteroptimalizálás útján történik, és körülbelül a 0,6-0,9 tartományba esik.
2.2.2 A mérési értékek komprimálása a 4, 5, 6 referenciacsoportokban
A továbbiakban a döntési algoritmus nem az egyes 3 referenciapontokkal, hanem az érvényes 4, 5, 6 referenciacsoportokkal dolgozik.
A hosszúsági Ln és szélességi Bn koordinátákból álló mérési értékek komprimálása ismét a legkisebb (négyzetes) módosított sugárirányú pn távolságok kritériuma szerint történik. Az egy 4, 5, 6 referenciacsoportba eső 3 referenciapontok logikai VAGY kapcsolata szempontjából annak a hozzárendelési értéknek van a legnagyobb befolyása, amelyik a 3 referenciaponthoz legközelebb esik. Ennek matematikailag egzakt bizonyítását a fuzzy-logika alapján lehet megadni.
Annak a 3 referenciapontnak az eltárolt mérési értékét használjuk a 4, 5, 6 referenciacsoport szignifikáns mérési értéke gyanánt, amelyik mérési értéknek a legkisebb a módosított sugárirányú pn távolsága a hozzátartozó 3 referenciaponthoz. Az n-ik 3 referenciaponthoz tartozó mérési értékből a következő paramétereket kell képezni:
A 3 referenciaponttól mért hosszúsági különbség, 8L=Kl(L-L„)
A 3 referenciaponttól mért szélességi különbség, δΒ=Κβ(Β-Βη)
Pontosság (DOP: Dilution Of Precision, magyarul a pontosság elmosódása)
A fuzzy-logika döntési modell (2.2.3) szempontjából a többi mérési érték nem bír jelentőséggel. Ha egy érvényes (hatásos) 4, 5, 6 referenciacsoportban egyáltalán nincs mérési érték, akkor ennek itt még nincsen hatása, de később a díjfizetés szempontjából majd negatív döntést fog eredményezni. Az érvénytelen (nem hatásos) 4, 5, 6 referenciacsoportok a komprimálás során már nem játszanak szerepet. A bevitt F számlálóállások (áthajtási irány vagy sorrend) komprimálása a 4, 5, 6 referenciacsoport összes eltárolt mérési értékéből képzett aritmetikai átlag alapján történik. A g-ik referenciacsoport Fg áthajtási irányának a súlyozott átlagát a (2.8) képletből számítjuk ki.
M p',rIF <2·”
Mg w ahol
Fj az i-edik mérési értéknél eltárolt számlálóállás
Mg a referenciacsoportban mért értékek száma
2.2.3 Az áthajtási irány (sorrend) kiértékelése
A 4, 5, 6 referenciacsoportokban az áthajtási irány fontos indikátora annak, hogy a jármű valóban az 1 autópályán mozgott-e. Az egyes 2 díjszedési szakaszokon belül egy nyitott rendszerben tilos megfordulni, mivel ilyen szakaszokon nincsen autópálya-csatlakozás. Ennek megfelelően, ha az áthajtási sorrendek súlyozott átlagai nem szigorúan növekvők (vagy csökkenők, kétpályás 11 díjszedési szakaszoknál), akkor a jármű valószínűleg a környék országútjait vagy helyi útjait használta. Egypályás 9, 10 díjszedési szakaszok használata esetén a csökkenő áthajtási irányt (sorrendet) ki kell zárni.
Ha egy 4, 5, 6 referenciacsoportban egyáltalán nincsen értéke a súlyozott áthajtási sorrendnek, (=0), akkor ennek itt még nincsen jelentősége, de később negatív döntést eredményez a díjmegállapítás tekintetében.
Az áthajtási irány akkor szabálytalan, ha növekvő sorrend esetén a következő súlyozott átlag egy Q választóértéknél kevesebb mértékben nő, mint az előző érték, illetve csökkenő sorrend esetén a következő súlyozott átlag Q választóértéknél kevesebb mértékben csökken, mint az előző érték.
Ebben az esetben a díjmegállapítási döntés negatív lesz.
A Q választóértéket úgy kell tekinteni, mint a szomszédos 4, 5, 6 referenciacsoportok közötti fokozat szintjét, amelyet meg kell haladnia az áthajtási irányok súlyozott átlaga közötti különbségnek. A helyes áthajtási sorrendet a következő összefüggések adják meg:
Tg+i'Tg - Q (növekvő áthajtási irány vagy sorrend) (2.9) Fg-Fg+i Q (csökkenő áthajtási irány vagy sorrend)
A Q választóérték rögzítése paraméteroptimalizálással történik, értéke nagyjából 1. Példák Q=1 értékkel:
1. sorozat: F=2,7/4,8/7,2/10,1 (szigorúan növekvő áthajtási sorrend, az egymást követő értékek között legalább 1 különbség van)
2. sorozat: F=3,2/4,0/5,9/1,8 (váltakozó áthajtási sorrend, az egymást követő értékek között kétszer 1-nél kisebb a különbség, sőt, egyszer negatív is, vagyis egy hurok van az autópálya környékén, de nem az autópályán.
2.2.4. A közepes pontosság vizsgálata
A 2.1.3 szakaszban már ismertettük a pontosság hatását. Az semmilyen körülmények között nem fordulhat elő, hogy egy jármű egy párhuzamosan húzódó úton haladva díjfizetésre legyen kötelezve, mert sok mérési értéket mutat, amelyek pontossága azonban rossz (magas DOP érték), és ezek az értékek „benyúlnak” az autópályára. Ennek a lehetőségnek a csökkentésére a módosított sugárirányú pn távolság használata ad módot. Egy további eszköz az összes IN állapotban mért mérési érték PIN közepes pontosságának az összehasonlítása az összes hatásos 4, 5,6 referenciacsoporthoz hozzárendelt mérési értékek Pg közepes pontosságával, a következők szerint:
Ha P]N<Pg, akkor a díjmegállapítási döntés negatív lesz.
Itt nagy jelentősége van a P pontosság-összehasonlítási értéknek. Ha ez túl kicsi, akkor az egy 2 díjszedési szakaszban mért mérési értékek között előforduló normális ingadozások rosszul lesznek kiegyenlítve, és ez túl gyakori negatív döntést eredményez. Ha ez az érték túl nagy, akkor teljesen feleslegessé válik a közepes pontosság vizsgálata. A P megfelelő értéke ezért 1...3 között van.
A pontosság vizsgálata további biztonságot nyújt ahhoz, hogy tévesen ne történjen díjmegállapítás egy jár7
HU 220 572 Β1 mű számára. Kisebb problémát okoz, ha emiatt a szabály miatt egy jármű az autópályán kicsusszan a díjfizetés alól.
Példák P=l,5 és P=3,5 esetekben:
Pin=3,22; Pg=5,67
P=l,5, 3,22+1,5=4,72<5,67, (negatív döntés az egyértelmű DOP különbség miatt)
P=3,5, 3,22+3,5=6,72>5,67 (itt még nem születik negatív döntés a kifejezett DOP különbség miatt, mert túl nagy a pontosság-összehasonlítási érték)
2.2.5 Fuzzy-logikai döntés a díjmegállapításról
A fuzzy-logika alapjai önmagukban ismertek. Ha a tömlőegyütthatók, az áthajtási irány és a közepes pontosság vizsgálata nem eredményezett negatív döntést, akkor végezetül egy fuzzy-logikai modell alapján történik a döntés a díjmegállapításról. Ennek során kiértékeljük az összes 4, 5, 6 referenciacsoport hosszúság- és szélességkülönbségeit, aminek alapján egy határozatlan kijelentést teszünk a 3 referenciaponthoz való közelségről a g-ik referenciacsoporthoz tartozó pg (pg értéke 0 és 1 közé eshet) teljesítési fok alapján. Ezt a hosszúsági és szélességi különbségekre vonatkozó fuzzy-jelleggörbe alapján állapítjuk meg, amely utóbbiak paramétereit még számszerűen is meg kell adni. Mindkét fuzzy-jelleggörbének azonos paraméterekkel kell rendelkeznie.
A 4. ábra egy ilyen fuzzy-jelleggörbe alakját szemlélteti, a három lényeges paraméterrel együtt:
t tűrés e befolyási sebesség α kontrasztintenzitás (a értéke 1 és « 6 közé eshet)
A harmadik paraméter szerepe nem egyértelműen látható az ábrán. Ez a paraméter írja le a le-, illetve felmenő „a” él kiszélesedését (a felső fél részen), illetve a beszűkülését (az alsó felén) egy szaggatott vonallal jelölt egyeneshez képest. Az így előálló fel-, illetve lemenő „a” él a következő egyenletet elégíti ki.
μ’=0,5 [2μ]“;μ < 0,5 (2.10) μ’=1—0,5(2(1-μ)]α;μ>0,5
A fuzzy-jelleggörbe alakja úgy interpretálható, hogy a 3 referenciaponttól kis távolságokra maximális teljesítési fokot tételezünk fel (a feltétel 100%-ban teljesül), közepes távolságoknál egy „szürke zóna” érvényes, amely kifelé csökkenő teljesítési fokot ad meg (a feltétel csak bizonyos százalékban teljesül), és nagyobb távolságoknál a teljesítési fok értéke 0 (a feltétel egyáltalán nem teljesül).
Minden g-edik 4, 5, 6 referenciacsoportnál képezni kell a pIg hosszúság-különbségi teljesítési fokot és a μΒϊ szélesség-különbségi teljesítési fokot.
Amint az a 4. ábrán látható, az x tengelyen a hosszúság-, illetve szélességkülönbséget felvéve, az itt húzott függőlegesnek a fuzzy-jelleggörbével képzett metszéspontjától húzott vízszintest kell húzni az y tengelyhez, ahol leolvasható a teljesítési fok. A hosszúsági és szélességi különbségeket egymástól külön kell kiértékelni, mivel a GPS-vevőnek ebből az elkülönített toleranciastatisztikájából alkotható meg a hosszúsági és szélességi koordináták fnzzy-jelleggörbéje.
A με teljesítési fokot egy FUZZY-ÉS kapcsolat alapján határozzuk meg:
pg=yMIN(pLgpBg)+(l-y)i (pLg+pBg) (2.11)
Itt fontos szerepet játszik az γ-operátor, amely a minimum és az aritmetikai közép közötti értéket képez, és amelynek pontos értékét paraméteroptimalizálással lehet megállapítani (y értéke 0 és 1 közé esik). A teljes díjszedési szakaszra vonatkozó μ teljesítési fokot (μ értéke 0 és 1 közé esik) egy többszörös FUZZY-ÉS kapcsolattal, a (2.11) összefüggésben használt γ-operátor segítségével képezzük:
μ=γΜΙΝ(μ1μ2...μο) + (1-γ)·Α^ pg (2.12)
G g_i
Ezzel az összefüggéssel az összes referenciacsoportot teljesen egyenrangúan vonjuk be a döntési folyamatba. Az egyes 4, 5, 6 referenciacsoportoknak nincsen egyedi súlyozási tényezőjük. Az egyes 4, 5, 6 referenciacsoportok egyenértékűsége fontos peremfeltétel a díjszedési szakaszok kialakításánál.
A díjmegállapítási döntésben a legutolsó lépés a μ teljesítési fok összehasonlítása egy előre megállapított (díjmegállapítási) S küszöbértékkel, a következő szabály szerint:
ha p>S, akkor fizetni kell, egyébként nem. Az S küszöbérték körülbelül a 0,6...0,8 tartományba esik. Fontos támpont, hogy ha valamelyik 4, 5, 6 referenciacsoport μ teljesítési foka nagyon alacsony (például=0, ha ezt a referenciacsoportot a jármű egyáltalán nem érintette), akkor a teljes 2 díjszedési szakaszra érvényes μ teljesítési fok is bizonyosan kisebb legyen a díjfizetési S küszöbértéknél.
Példa y=0,5 és S=0,7 paraméterekkel Teljesítési fok l.ref. 2. ref. 3.ref. összes csoport csoport csoport Hosszúsági fok 0,75 0,98 0,88
Szélességi fok 0,86 1,00 0,62 összesen 0,7775 0,985 0,685 0,7504>0,7
A teljes 2 díjszedési szakaszra vonatkozó μ teljesítési fok meghaladja az S küszöbértéket. A fuzzy-logikai kapcsolat segítségével az egyedi 0,62 minimálérték hatása csak viszonylagos.
A „Fizetni igen/nem” jelző a teljes lokalizációs algoritmus legfontosabb kimeneti paramétere. Ennek két állapota van:
VOID - nem történik díjmegállapítás (alapállapot, „nem”, 0)
PAY - sor kerül a díjmegállapításra („igen”, 1)
Emellett kimeneti értékként az érintett díjszedési szakasz kódja is megjelenik.
Claims (7)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Eljárás járművek úthasználati díjának megállapítására, amely során a díjmegállapítást az úton elhelyezett díjmegállapító helyek melletti elhaladás függvényébenHU 220 572 Bl végezzük, és amely eljárás során egy jármű földrajzi helyzetét rádiós helyzetmeghatározó eljárással, különösen GPS-rendszerrel folyamatosan meghatározzuk és virtuális díjmegállapító helyek földrajzi helyzetével összehasonlítjuk, ahol a virtuális díjmegállapító helyek pozícióit az utak kiválasztott pontjaiként tároljuk, azzal jellemezve, hogy a virtuális díjmegállapító helyeket az adott útszakaszon előre megadott hosszon fekvő pontok által alkotott lánc mentén szalagszerű díjszedési szakaszként (2) képezzük ki, és egy járművet akkor tekintünk a díjmegállapító hely mellett elhaladódnak, ha a folyamatosan megállapított pozícióknak a díjszedési szakaszon (2) belüli pontokkal, különösen referenciapontokkal (3) történő összehasonlítása alapján megállapítjuk, hogy a jármű a díjszedési szakasz (2) teljes hosszán keresztülhajtott.
- 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a pontok által alkotott láncot több, a földrajzi helyzetével rögzített referenciapontokból (3) alakítjuk ki oly módon, hogy a távolságuk a rádiós helymeghatározó eljárás mérési hibájánál kisebb legyen, továbbá egy járművet akkor tekintünk a díjmegállapító hely mellett elhaladódnak, ha az összes referenciapont (3) távolsága a jármű megállapított helyzeteitől egy előre megállapított távolságnál kisebb.
- 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a pontok által alkotott láncot több, a földrajzi helyzetével rögzített referenciapontokból (3) alakítjuk ki oly módon, hogy a távolságuk a rádiós helymeghatározó eljárás mérési hibájánál kisebb legyen, továbbá egy díjszedési szakasz (2) referenciapontjainak egy része referenciacsoportot (4, 5, 6) képez, és egy járművet akkor tekintünk a díjmegállapító hely mellett elhaladottnak, ha az összes referenciacsoport (4, 5, 6) távolsága a jármű megállapított helyzeteitől egy előre megállapított távolságnál kisebb.
- 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a pontok által alkotott láncot több, a földrajzi helyzetével rögzített referenciapontokból (3) és az út alakját a díjszedési szakaszon leíró függvény segítségével alakítjuk ki.
- 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy járművet akkor tekintünk a díjmegállapító hely mellett elhaladódnak, ha a görbe pontjai közül egy sincs távolabb a jármű folyamatosan megállapított földrajzi helyzeteitől, mint a rádiós helymeghatározó eljárás mérési hibája.
- 6. Az 1-5. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a jármű díjszedési szakaszban (2) való tartózkodásának megvizsgálása előtt helyzet-összehasonlítással megvizsgáljuk, hogy a jármű egy, a díjszedési szakaszt (2) lényegében magában foglaló, nagyobb területű területen tartózkodik-e.
- 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nagyobb területű területet négyszögként alakítjuk ki.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4402614A DE4402614A1 (de) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | Verfahren zur Ermittlung von Gebühren für die Nutzung von Verkehrswegen durch Fahrzeuge |
PCT/DE1995/000104 WO1995020748A1 (de) | 1994-01-28 | 1995-01-27 | Verfahren zur ermittlung von gebühren für die nutzung von verkehrswegen durch fahrzeuge |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HU9602057D0 HU9602057D0 (en) | 1996-09-30 |
HUT76004A HUT76004A (en) | 1997-06-30 |
HU220572B1 true HU220572B1 (hu) | 2002-03-28 |
Family
ID=6508948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU9602057A HU220572B1 (hu) | 1994-01-28 | 1995-01-27 | Eljárás járművek úthasználati díjának megállapítására |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5717389A (hu) |
EP (1) | EP0742890B2 (hu) |
AT (1) | ATE183307T1 (hu) |
AU (1) | AU1704495A (hu) |
CZ (1) | CZ224496A3 (hu) |
DE (2) | DE4402614A1 (hu) |
DK (1) | DK0742890T3 (hu) |
ES (1) | ES2137497T5 (hu) |
HU (1) | HU220572B1 (hu) |
NO (1) | NO312050B1 (hu) |
PL (1) | PL176110B1 (hu) |
WO (1) | WO1995020748A1 (hu) |
Families Citing this family (66)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2295476B (en) * | 1994-11-22 | 1998-06-17 | Aztech Systems Limited | GPS based electronic road pricing system |
AU702578B2 (en) * | 1995-07-24 | 1999-02-25 | D & E Consulting Pty Ltd | System and method for determining the distance travelled by a vehicle |
AUPN437395A0 (en) * | 1995-07-24 | 1995-08-17 | D & E Consulting Pty Ltd | System and method for determining the distance travelled by a vehicle |
DK0805953T3 (da) * | 1995-11-29 | 2001-11-05 | Haeni Prolectron Ag | Fremgangsmåde til lokalisering af et køretøj |
DE19615733A1 (de) * | 1996-04-20 | 1997-10-23 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur automatischen Erhebung von Straßenbenutzungsgebühren |
US6459987B1 (en) * | 1996-11-15 | 2002-10-01 | Garmin Corporation | Method and apparatus for backtracking a path |
US5974356A (en) * | 1997-03-14 | 1999-10-26 | Qualcomm Incorporated | System and method for determining vehicle travel routes and mileage |
DE19730452A1 (de) * | 1997-07-16 | 1999-01-21 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Selektion von digitalen Verkehrsmeldungen |
US9053633B2 (en) | 1997-10-22 | 2015-06-09 | Intelligent Technologies International, Inc. | Universal tolling system and method |
US9691188B2 (en) | 1997-10-22 | 2017-06-27 | Intelligent Technologies International, Inc. | Tolling system and method using telecommunications |
US9595139B1 (en) | 1997-10-22 | 2017-03-14 | Intelligent Technologies International, Inc. | Universal tolling system and method |
DE19802595A1 (de) * | 1998-01-23 | 1999-07-29 | Volkswagen Ag | Kraftfahrzeug mit einem Navigationssystem |
US6124810A (en) * | 1998-09-15 | 2000-09-26 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for automatic event detection in a wireless communication system |
EP1120749B1 (en) * | 1998-10-09 | 2012-11-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Charging device |
US6466862B1 (en) * | 1999-04-19 | 2002-10-15 | Bruce DeKock | System for providing traffic information |
US6278935B1 (en) * | 1999-07-23 | 2001-08-21 | Navigation Technologies Corp. | Method and system for providing instructions about tollways with a navigation system |
US6225944B1 (en) * | 1999-12-11 | 2001-05-01 | Ericsson Inc. | Manual reporting of location data in a mobile communications network |
US6744383B1 (en) | 2000-02-01 | 2004-06-01 | At&T Wireless Services, Inc. | Intelligent roadway system |
CA2339433A1 (en) * | 2001-03-07 | 2002-09-07 | Lawrence Solomon | Road toll system for alleviating traffic congestion |
AT411500B (de) * | 2001-06-12 | 2004-01-26 | Siemens Ag Oesterreich | Duales mautsystem |
DE10149991A1 (de) * | 2001-10-11 | 2003-04-30 | Vodafone Ag | Erfassungssystem für Fahrzeuge mit GPS |
DE10155501A1 (de) * | 2001-11-13 | 2003-05-28 | Vodafone Ag | Erfassungssystem für flächige Bereiche zum Erfassen von Fahrzeugen mit GPS |
DE10205453A1 (de) * | 2002-02-08 | 2003-08-28 | Albert Renftle | Positionsbestimmungsverfahren für ein Verkehrsgebühren-Erhebungssystem |
AT414280B (de) * | 2002-09-12 | 2006-11-15 | Siemens Ag Oesterreich | Verfahren zur identifikation eines mautpflichtigen strassenabschnittes |
AT414281B (de) * | 2002-09-12 | 2006-11-15 | Siemens Ag Oesterreich | Verfahren zur feststellung des befahrens zumindest eines mautpflichtigen strassenabschnitts |
US6721652B1 (en) * | 2002-11-22 | 2004-04-13 | Electronic Data Systems Corporation (EDS) | Implementing geo-fencing on mobile devices |
GB2399441A (en) * | 2003-03-11 | 2004-09-15 | Sema Uk Ltd | Road use charging system using a mobile telecommunications network |
DE102004001906B4 (de) * | 2004-01-14 | 2013-09-05 | Daimler Ag | Verfahren und Computerprogramm zum Generieren von mindestens einem Datensatz als Repräsentation für einen Abschnitt einer gebührenpflichtigen Straße |
US7908080B2 (en) | 2004-12-31 | 2011-03-15 | Google Inc. | Transportation routing |
DE102005008360A1 (de) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Vodafone Holding Gmbh | Verfahren und System zur Ermittlung von Positionsdaten eines Objekts |
DE102005008359A1 (de) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Vodafone Holding Gmbh | Verfahren zum Erkennen der Position von Fahrzeugen und System zum Erkennen von Fahrzeugen in einem geographischen Bereich |
DE102005011412A1 (de) * | 2005-03-11 | 2006-09-14 | Vodafone Holding Gmbh | Verfahren und System zum Erfassen eines Objekts |
DE102005016814B4 (de) * | 2005-04-07 | 2008-04-24 | Efkon Mobility Gmbh | Verfahren zum Feststellen des Passierens eines vorgegebenen Ortes |
DE102005018557A1 (de) * | 2005-04-20 | 2006-10-26 | T-Mobile International Ag & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Rekonstruktion und Auswertung einer gefahrenen Strecke |
DE102005029447A1 (de) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Vodafone Holding Gmbh | Verfahren und Anordnung zum Bestimmen eines zurückgelegten Wegs eines Fahrzeugs |
DE102005041068B4 (de) * | 2005-08-30 | 2007-06-06 | Siemens Ag | Prüfverfahren zur Erkennung von Abweichungen von Geoobjekten |
GB2448931A (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-05 | Norwich Union Insurance Ltd | A Method of Processing Vehicle Position Data |
DE102007045479A1 (de) | 2007-09-21 | 2009-04-02 | Deutsche Telekom Ag | Verfahren zur Ermittlung streckenbezogener Straßenbenutzungsentgelte mittels einer Anordnung aus Fahrzeugendgerät und Dienstezentrale |
DE102007046762A1 (de) * | 2007-09-28 | 2009-04-09 | Robert Bosch Gmbh | Einrichtung und Verfahren zur Straßenbenutzungsgebührenerfassung |
US20090171772A1 (en) * | 2007-12-31 | 2009-07-02 | Petrisor Gregory C | RNSS-based lane-level vehicle tolling method and system |
US8200529B2 (en) * | 2008-12-17 | 2012-06-12 | International Business Machines Corporation | Random and deterministic travel fees |
SI23084A (sl) * | 2009-06-01 | 2010-12-31 | Rc Irc Celje, D.O.O. | Postopek ugotavljanja uporabe geodetsko določljivih objektov |
US8478603B2 (en) * | 2009-06-24 | 2013-07-02 | International Business Machines Corporation | Method and system for monitoring and reporting to an operator greenhouse gas emission from a vehicle |
US8812352B2 (en) * | 2009-10-14 | 2014-08-19 | International Business Machines Corporation | Environmental stewardship based on driving behavior |
US20110087430A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-14 | International Business Machines Corporation | Determining travel routes by using auction-based location preferences |
US20110087524A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-14 | International Business Machines Corporation | Determining travel routes by using fee-based location preferences |
US20110166967A1 (en) * | 2010-01-04 | 2011-07-07 | Robert Bernstein | Transaction monitor |
US20110166958A1 (en) * | 2010-01-05 | 2011-07-07 | International Business Machines Corporation | Conducting route commerce from a central clearinghouse |
US8442763B2 (en) * | 2010-04-16 | 2013-05-14 | CSR Technology Holdings Inc. | Method and apparatus for geographically aiding navigation satellite system solution |
GB201010180D0 (en) | 2010-06-17 | 2010-07-21 | Skymeter Corp | Tracking method |
US20120215594A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | Amtech Systems, LLC | System and method for gps lane and toll determination and asset position matching |
SI2511892T1 (sl) | 2011-04-15 | 2013-06-28 | Kapsch Trafficcom Ag | Postopek za odkrivanje prestopa meje |
US20130090991A1 (en) * | 2011-10-05 | 2013-04-11 | Verizon Patent And Licensing Inc. | Apparatus, system, and method for toll payment via smart phone |
US20140025444A1 (en) * | 2012-07-23 | 2014-01-23 | Payurtoll LLC | Universal Toll Tag Device and Systems and Methods to Automate Toll Payments |
CN104008576B (zh) * | 2013-07-10 | 2016-08-24 | 易通星云(北京)科技发展有限公司 | 基于北斗的高速公路车辆自由流电子收费方法、系统及装置 |
NO336504B1 (no) * | 2013-12-20 | 2015-09-14 | Q Free Asa | Deteksjon av virtuelle bomstasjoner i et GNSS System |
US9445230B1 (en) * | 2014-03-27 | 2016-09-13 | Pinger, Inc. | Automated arrival notifications |
US10121289B1 (en) | 2014-04-11 | 2018-11-06 | Amtech Systems, LLC | Vehicle-based electronic toll system with interface to vehicle display |
US11039284B1 (en) * | 2015-03-03 | 2021-06-15 | Amtech Systems, LLC | Vehicle tracking system using smart-phone as active transponder |
EP3136351B1 (en) * | 2015-08-26 | 2023-10-11 | Continental Automotive Technologies GmbH | Road toll system, on-board unit and method for operating an on-board unit |
US10134210B1 (en) | 2016-05-17 | 2018-11-20 | Amtech Systems, LLC | Vehicle tracking system using smart-phone as active transponder |
ES2784599T3 (es) | 2016-10-05 | 2020-09-29 | Kapsch Trafficcom Ag | Método para detectar un punto de peaje virtual |
CN108303102A (zh) * | 2017-01-11 | 2018-07-20 | 深圳市凯立德科技股份有限公司 | 一种预估通行费的方法、导航设备及导航系统 |
US10551506B2 (en) * | 2017-12-20 | 2020-02-04 | Cubic Corporation | Onboard device and controller for vehicle-to-vehicle detection |
CN112215971B (zh) * | 2019-07-12 | 2023-01-31 | 北京四维图新科技股份有限公司 | 高速公路计费处理方法及装置 |
US11836569B1 (en) | 2019-12-06 | 2023-12-05 | Amtech Systems, LLC | Vehicle tracking system using smart-phone as active transponder |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58178214A (ja) * | 1982-04-12 | 1983-10-19 | Mitsubishi Electric Corp | 走行情報表示装置 |
JPS61245299A (ja) * | 1985-04-22 | 1986-10-31 | オムロン株式会社 | 路車間通信機能付き車両感知器 |
US4924402A (en) * | 1986-07-02 | 1990-05-08 | Pioneer Electronic Corporation | Method for identifying current position of vehicle |
DE68907403T2 (de) * | 1989-04-25 | 1993-10-21 | Bosch Gmbh Robert | Fahrzeugnavigationssystem. |
DE4039887A1 (de) * | 1990-12-13 | 1992-06-17 | Bosch Gmbh Robert | Fahrzeugleit- und zielfuehrungssystem |
JPH04283788A (ja) * | 1991-03-13 | 1992-10-08 | Pioneer Electron Corp | 車両の経路誘導装置 |
US5323152A (en) * | 1992-04-15 | 1994-06-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Apparatus for detecting the position of a vehicle |
JPH06309595A (ja) * | 1993-04-26 | 1994-11-04 | Pioneer Electron Corp | ナビゲーション装置 |
EP0642108B1 (en) * | 1993-08-07 | 2002-03-06 | Aisin Aw Co., Ltd. | Navigation system |
JP3385657B2 (ja) * | 1993-08-10 | 2003-03-10 | トヨタ自動車株式会社 | 車載用ナビゲーション装置 |
AU1105395A (en) † | 1993-11-26 | 1995-06-13 | Mannesmann Aktiengesellschaft | Device in a vehicle to determine entry into a partial section of a predetermined road system |
US5490079A (en) * | 1994-08-19 | 1996-02-06 | Texas Instruments Incorporated | System for automated toll collection assisted by GPS technology |
-
1994
- 1994-01-28 DE DE4402614A patent/DE4402614A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-01-27 DK DK95908870T patent/DK0742890T3/da active
- 1995-01-27 PL PL95315553A patent/PL176110B1/pl unknown
- 1995-01-27 EP EP95908870A patent/EP0742890B2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-27 AT AT95908870T patent/ATE183307T1/de active
- 1995-01-27 CZ CZ962244A patent/CZ224496A3/cs unknown
- 1995-01-27 WO PCT/DE1995/000104 patent/WO1995020748A1/de active IP Right Grant
- 1995-01-27 HU HU9602057A patent/HU220572B1/hu unknown
- 1995-01-27 US US08/676,314 patent/US5717389A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-27 DE DE59506587T patent/DE59506587D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-27 AU AU17044/95A patent/AU1704495A/en not_active Abandoned
- 1995-01-27 ES ES95908870T patent/ES2137497T5/es not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-07-23 NO NO19963057A patent/NO312050B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HU9602057D0 (en) | 1996-09-30 |
EP0742890B1 (de) | 1999-08-11 |
DE4402614A1 (de) | 1995-08-03 |
NO312050B1 (no) | 2002-03-04 |
PL176110B1 (pl) | 1999-04-30 |
CZ224496A3 (en) | 1997-06-11 |
DE59506587D1 (de) | 1999-09-16 |
EP0742890A1 (de) | 1996-11-20 |
ATE183307T1 (de) | 1999-08-15 |
NO963057D0 (no) | 1996-07-23 |
AU1704495A (en) | 1995-08-15 |
PL315553A1 (en) | 1996-11-12 |
ES2137497T5 (es) | 2007-07-01 |
EP0742890B2 (de) | 2006-12-20 |
US5717389A (en) | 1998-02-10 |
WO1995020748A1 (de) | 1995-08-03 |
ES2137497T3 (es) | 1999-12-16 |
DK0742890T3 (da) | 2000-03-13 |
HUT76004A (en) | 1997-06-30 |
NO963057L (no) | 1996-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
HU220572B1 (hu) | Eljárás járművek úthasználati díjának megállapítására | |
AU2003297569C1 (en) | Method for identifying a toll-required section of road | |
US9691188B2 (en) | Tolling system and method using telecommunications | |
KR100292627B1 (ko) | 이용료 징수 시스템 | |
CA2916902C (en) | Method of autonomous lane identification for a multilane vehicle roadway | |
RU2411587C2 (ru) | Устройство распределения информации о движении транспорта | |
US10621795B2 (en) | Method of autonomous lane identification for a multilane vehicle roadway | |
US5864831A (en) | Device for determining road tolls | |
US7734410B2 (en) | Navigation system | |
EP0314806B1 (en) | Position detection system | |
US7250876B2 (en) | Device and system for toll payment | |
US9595139B1 (en) | Universal tolling system and method | |
JP4811063B2 (ja) | 交通データ算出システム | |
JP2004259052A (ja) | 課金情報通知システム | |
JP3938491B2 (ja) | 有料道路課金システム | |
EP3745089B1 (en) | Apparatus and method for determining the road route of a vehicle based on data indicating its geographical position | |
JP4152180B2 (ja) | 自動料金収受システム | |
JP3710654B2 (ja) | 車載用ナビゲーションシステム | |
JP3352036B2 (ja) | 移動体用課金処理装置 | |
WO2003098556A1 (en) | A system for evaluating a vehicles usage within zones | |
JP2004279077A (ja) | 車両のナビゲーション装置 | |
JP2008058021A (ja) | ナビゲーション装置 | |
US20220349715A1 (en) | Vehicle location analysis method and navigation device | |
US9666001B2 (en) | Virtual gantry detection in a GNSS system | |
JP3899707B2 (ja) | 車両用ナビゲーション装置 |