PL195254B1 - Układ do obciążania rachunku - Google Patents

Abstract

1. Uklad do obciazania rachunku, umieszczony w po- jezdzie, stosowany do potracania oplat drogowych nalez- nych za korzystanie z platnych odcinków dróg, który to uklad zawiera, zainstalowane na stale wewnatrz pojazdu, skrzynke rozdzielcza pojazdu, modul lacznosci zewnetrznej i modul mocujacy, jak równiez wkladane w modul mocujacy przenosne urzadzenie oplaty drogowej, znamienny tym, ze skrzynka rozdzielcza pojazdu (1) zawiera zródlo energii oraz, zabezpieczony przed dostepem osób niepowolanych, modul pamieci informacji specyficznych dla pojazdu z certyfikatem ukladu specyficznym dla pojazdu, i jest polaczona, poprzez interfejs lacznosci wewnetrznej, z modulem mocujacym (3) oraz z modulem lacznosci ze- wnetrznej (2) wyposazonym w antene (5) do odbioru sy- gnalów satelitarnego systemu lokalizacji GPS oraz co najmniej jedna antene (6, 7) do lacznosci cyfrowej radiofonii satelitarnej DSRC i globalnego systemu lacznosci przeno- snej GSM, zas modul mocujacy (3) zawiera mechaniczna obudowe, w której umieszczane jest przenosne urzadzenia oplaty drogowej (4), zasilacz oraz elementy laczeniowe do polaczenia przenosnego urzadzenia oplaty drogowej (4) z modulem lacznosci zewnetrznej (2) i skrzynka rozdzielcza pojazdu (1), przy czym przenosne urzadzenie oplaty dro- gowej (4) jest wyposazone w procesor (11) do obliczania oplat drogowych ………………………………………………. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do obciążania rachunku.

Układ do obciążania rachunku jest umieszczony w pojeździe i służy do potrącania opłat drogowych należnych za korzystanie z płatnych odcinków dróg.

Z opisu patentowego EP 0 691 013 B1 znany jest system obliczania opłat za użytkowanie, w którym w samym pojeździe przeprowadza się obliczanie opłat za użytkowanie drogi przez pojazd, które należy wnieść w sposób anonimowy. W tym celu w pojeździe jest umieszczony przyrząd do odpisywania z konta, który wyksięgowuje opłaty z modułu pamięci, która zawiera konto, podobnie jak w przypadku karty telefonicznej. Moduł pamięci jest, przykładowo, ukształtowany jako karta chipowa i, w razie potrzeby, konto może być doładowane przez wniesienie stosownej opłaty w odpowiednim automacie. W celu ustalenia odpowiednich kwot, które mają być odpisane z konta, za każdym razem gdy pojazd korzysta z płatnego odcinka drogi, przyrząd do odpisywania z konta ma dostęp z jednej strony do danych taryfy, a z drugiej strony do danych geograficznych płatnych odcinków sieci dróg. Ponadto, przyrząd jest wyposażony w odbiornik (GPS) do odbierania sygnałów z systemu nawigacji satelitarnej, który dokładnie ustala odcinki przebytej drogi przez pojazd na drogach płatnych, a tym samym konieczne do wniesienia opłaty za użytkowanie. Warunkiem zaakceptowania takiego systemu obliczania opłat za użytkowanie jest zapewnienie najlepszego zabezpieczenia przed manipulacją.

W opisie patentowym EP 0 701 722 B1 został ujawniony przyrząd do odpisywania z konta, który oprócz odbiornika GPS, komputera do identyfikacji płatnych odcinków drogi, z których korzystał pojazd, oraz środków do zapamiętywania w celu zaksięgowania opłat za użytkowanie (karta chipowa), zawiera urządzenie do samokontroli nieautoryzowanych manipulacji przy poszczególnych częściach składowych przyrządu. Ponadto, przyrząd jest wyposażony w pamięć błędu do zapisywania diagnozowanych danych w przypadku nieautoryzowanej manipulacji, jak również w urządzenie sygnałowe do wysyłania sygnałów w celu rozpoznania prawidłowości stanu pracy przyrządu. W przypadku, gdy samokontrola przyrządu stwierdzi nieautoryzowaną manipulację, wówczas automatycznie wyzwala się natychmiastowa blokada innych funkcji przyrządu, wskutek czego przyrząd od tego momentu już nie działa.

Pomimo tych możliwości zabezpieczenia ciągle istnieje potrzeba dodatkowych albo alternatywnych, a zwłaszcza tańszych, możliwości zabezpieczenia przed nieprawidłową eksploatacją takiego przyrządu do odpisywania z konta. Ponadto również, zwłaszcza ze strony użytkownika płatnych odcinków sieci dróg, istnieje potrzeba ochrony przed nieuprawnionym wykorzystaniem zakupionego przez niego konta do korzystania z płatnych odcinków dróg. Zwykła karta bankowa wskutek utraty lub kradzieży mogłaby stosunkowo łatwo wpaść w niepowołane ręce i być wykorzystana na szkodę prawowitego właściciela.

Z publikacji „Gebuhren erfassen aus luftiger Hohe” (Design & Elektronie, 11/1996) są znane jedynie główne funkcje przyrządu do obliczania należności opartego na globalnym systemie nawigacyjnym GPS. Nie ma w nich żadnej wskazówki, co do wykonania przyrządu do obliczania należności jako przyrządu ruchomego. Ze względu na ochronę przed manipulacją jest mowa jedynie o rozpoznawaniu błędnej klasy pojazdu.

W opisie patentowym DE 4427392 A1 ujawniony jest przyrząd do obliczania należności, zainstalowany w pojeździe, który jest wyposażony w wyjmowalne urządzenie do odczytu i zapisu dla kart inteligentnych (Smart Cards). Nie ma tutaj żadnej uwagi o tym, że między wyjmowalną częścią przyrządu a drugą częścią przyrządu, pozostającą w pojeździe, przeprowadza się kontrolę prawdziwości na podstawie certyfikatu, charakterystycznego dla pojazdu oraz certyfikatu zespołu ruchomego, lub że kontrola taka byłaby korzystna. O ile jest mowa o diagnozowaniu nieautoryzowanego korzystania, to odnosi się to do korzystania z płatnych odcinków, a więc do poruszania się po takich odcinkach bez wystarczającego stanu konta dla opłat za użytkowanie, a nie do bezprawnego korzystania z przyrządu do obliczania należności. Podanie PIN jest wspomniane jedynie w związku z ładowaniem karty ze stanem konta drogą radiową.

W opisie patentowym CH 687 352 A5 jest opisany układ do obliczania należności oparty na globalnym systemie nawigacyjnym GPS, w którym element przyrządu, określany jako zespół przełączania danych, jest ukształtowany jako ruchomy, a więc wyjmowalny z pojazdu. W jednej postaci wykonania przyrządu przewidziano, że kod identyfikacyjny zespołu przełączania danych porównuje się z kodem identyfikacyjnym pojazdu, dzięki czemu elektronicznie monitoruje się przyporządkowanie zespołu przełączania danych do jednego lub wielu pojazdów, co jest szczególnie ważne aby zapewnić

PL 195 254 B1 to, że urządzenie zbierania danych znajduje się zawsze we właściwym typie pojazdu. W opisie tym nie ma żadnej wskazówki co do zastosowania pamięci, ładowanej z zewnątrz stanem konta, w celu obliczenia opłat za użytkowanie.

System danych pojazdu ujawniony w opisie patentowym US 5 465 207 dotyczy urządzenia do ustalania danych w związku z wykorzystaniem i pracą pojazdów transportowych, przy czym są one wyposażone w najróżniejsze urządzenia do elektronicznej wymiany danych. Nie wspomniano tutaj o ustalaniu opłat za korzystnie z płatnych odcinków sieci dróg.

Zadaniem wynalazku jest zaproponowanie przyrządu do odpisywania z konta, które zapewnia użytkownikowi dróg płatnych, jak i użytkownikowi systemu, obliczanie opłat za użytkowanie oraz możliwie najlepsze zabezpieczenie przed nadużyciem. Ma to znacznie większe znaczenie niż w przypadku możliwości bezprawnego użycia karty telefonicznej, ponieważ z reguły kwoty uzyskane z konta użytkownika dróg są znacznie wyższe niż w przypadku użytkownika karty telefonicznej.

Układ do obciążania rachunku, umieszczony w pojeździe, stosowany do potrącania opłat drogowych należnych za korzystanie z płatnych odcinków dróg, który to układ zawiera, zainstalowane na stałe wewnątrz pojazdu, skrzynkę rozdzielczą pojazdu, moduł łączności zewnętrznej i moduł mocujący, jak również wkładane w moduł mocujący przenośne urządzenie opłaty drogowej, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że skrzynka rozdzielcza pojazdu zawiera źródło energii oraz, zabezpieczony przed dostępem osób niepowołanych, moduł pamięci informacji specyficznych dla pojazdu z certyfikatem układu specyficznym dla pojazdu, i jest połączona, poprzez interfejs łączności wewnętrznej, z modułem mocującym oraz z modułem łączności zewnętrznej wyposażonym w antenę do odbioru sygnałów satelitarnego systemu lokalizacji GPS oraz co najmniej jedną antenę do łączności cyfrowej radiofonii satelitarnej DSRC i globalnego systemu łączności przenośnej GSM. Moduł mocujący zawiera mechaniczną obudowę, w której umieszczane jest przenośne urządzenia opłaty drogowej, zasilacz oraz elementy łączeniowe do połączenia przenośnego urządzenia opłaty drogowej z modułem łączności zewnętrznej i skrzynką rozdzielczą pojazdu. Przy tym przenośne urządzenie opłaty drogowej jest wyposażone w procesor do obliczania opłat drogowych i przeprowadzania wzajemnej identyfikacji tego urządzenia i skrzynki rozdzielczej pojazdu, połączony z odbiornikiem GPS określającym aktualne położenie geograficzne pojazdu, z pamięcią danych taryfy i danych geograficznych płatnych dróg, z pamięcią certyfikatu przenośnego urządzenia opłaty drogowej, z doładowywaną z zewnątrz kwotą kredytu pieniężnego pamięcią umożliwiającą dokonywanie elektronicznych transakcji płatniczych między użytkownikiem układu do obciążania rachunku a odbiorcą opłat drogowych, z klawiaturą oraz z wyświetlaczem prezentującym stan układu i informacje dotyczące księgowania.

Korzystnie, skrzynka rozdzielcza pojazdu ma interfejs do pobierania bieżących danych roboczych pojazdu z magistrali informacyjnej, z czujników albo z przyrządów pomiarowych pojazdu.

Korzystnie, pamięć danych taryfy i danych geograficznych jest złożona z pamięci stałej ROM i pamięci o dostępie swobodnym RAM do zapisywania danych aktualnych, przy czym dane aktualne taryfy są wprowadzane jedynie w odniesieniu do danych taryfy pamięci stałej ROM.

Korzystnie, co najmniej jedna z pamięci, pamięć certyfikatu urządzenia i pamięć transakcji płatniczych jest kartą procesorową zintegrowaną trwale w przenośnym urządzeniu opłaty drogowej.

Korzystnie, pamięć transakcji płatniczych jest bezstykową kartą procesorową.

Korzystnie, funkcje sterowników pamięci odbiornika GPS, łączności cyfrowej radiofonii satelitarnej DSRC i globalnego systemu łączności przenośnej GSM oraz procesor są fizycznie połączone w układzie scalonym o dużej skali integracji ASIC.

Korzystnie, że do połączenia z układem scalonym o dużej skali integracji są wykorzystane wyłącznie interfejsy równoległe.

Korzystnie, układ obejmuje przenośny telefon lub urządzenie końcowe telematyki transportu albo jest wbudowane w pojazd razem z przenośnym radiotelefonem lub z urządzeniem końcowym telematyki transportu.

Podstawową zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że istotna część układu do obciążania rachunku jest wykonana jako oddzielny zespół konstrukcyjny ruchomego elektronicznego przyrządu do obliczania należności, który w celu wytworzenia pełnej funkcji przyrządu musi być dopiero połączony z modułami, które są wbudowane na stałe w pojeździe. Przy tym skrzynka pojazdu i ruchomy przyrząd do obliczania należności są wyposażone odpowiednio we własne certyfikaty i podlegają wzajemnej kontroli prawdziwości. Dzięki temu uniemożliwione jest to, że w dowolnym pojeździe będzie zastosowany przykładowo skradziony ruchomy przyrząd do obliczania należności z (nie pasującą) skrzynką pojazdu, w celu bezprawnego wykorzystania stanu konta, znajdującego się w pamięci konta

PL 195 254 B1 ruchomego przyrządu do obliczania należności. Po drugie, zabiegi techniczne w odniesieniu do komunikacji zewnętrznej umożliwiają to, że może nastąpić ładowanie pamięci stanu konta bez konieczności wyjmowania samej pamięci z przyrządu. Ponadto, cały ruchomy zespół przyrządu do obliczania należności może być w kontakcie z odpowiednimi automatami do ładowania stanu konta, w celu przenoszenia danych. W celu wymiany danych przyrząd jedynie doprowadza się w pobliże automatu i następuje wymagana wymiana danych, np. poprzez komunikację prowadzona linią krótkiego zasięgu DSRC (dedicated short range communication).

Szczególnie istotną cechą wynalazku jest wzajemna kontroli prawdziwości ruchomego przyrządu do obliczania należności i skrzynki pojazdu, bez której przyrząd do odpisywania z konta nie działa. Jest tu zapewniona ochrona przed nadużyciem, prawie nie do pokonania. Jest ona znacznie lepsza, niż w przypadku zwykłej identyfikacji modułu przyrządu. Ta ostatnia umożliwia tylko warunkową ochronę. Jeden moduł przyrządu porównuje jedynie jedną charakterystykę przyrządu, uzyskaną z kontrolowanego innego modułu przyrządu, z pojedynczą lub całą listą dopuszczalnych charakterystyk przyrządu, a więc sięga jedynie do znanych informacji w pamięci wewnątrz modułu przyrządu. Takie informacje mogą ulegać manipulacji.

Natomiast wzajemna kontrola prawdziwości modułów przyrządu, które posiadają własny certyfikat, jest znacznie pewniejsza. Przeprowadzana kontrola ma stwierdzić, czy inny moduł przyrządu jest w posiadaniu tajemnicy, której treść nie jest przekazywana przy wymianie danych między samymi modułami przyrządu, a pod względem zawartości nie jest również zapamiętywana w kontrolowanym module przyrządu. Zatem, tajemnica ta, utworzona przez włączenie instancji (np. zarządu przedsiębiorstwa), na którą użytkownik przyrządu nie ma wpływu, nie może być zrekonstruowana przez nieuprawnionego użytkownika, a tym samym nie podlega manipulacji.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat funkcjonalny układu do obciążania rachunku, a fig. 2 przedstawia schemat funkcjonalny ruchomego przyrządu do obliczania należności.

Układ do obciążania rachunku, według wynalazku składa się, zgodnie z fig. 1, z czterech modułów przyrządów. Trzy z tych modułów, a mianowicie skrzynka rozdzielcza pojazdu 1, moduł łączności zewnętrznej 2 i moduł mocujący 3, są wbudowane na trwałe w pojeździe, natomiast czwarty moduł stanowi przenośne urządzenie opłaty drogowej 4 do obliczania należności, który jest osadzony w module mocującym 3 i jest łatwo z niego wyjmowalny. Skrzynka rozdzielcza pojazdu 1, co nie jest bliżej przedstawione na fig. 1, posiada zasilacz, chroniony przed manipulacją moduł pamięci dla informacji charakterystycznych dla pojazdu oraz elementy łączeniowe do połączenia z przenośnym urządzeniem opłaty drogowej 4. Zgromadzone w module pamięci informacje charakterystyczne dla pojazdu odnoszą się przykładowo do typu pojazdu, klasy pojazdu, numeru podwozia lub również do numeru firmy, do której należy pojazd. W każdym przypadku w module pamięci jest złożony, właściwy dla pojazdu certyfikat przyrządów. Korzystnie, wszystkie zapamiętane informacje są gromadzone w postaci zakodowanej i mogą być zmienione jedynie przez autoryzowaną instancję (np. TUV -Stowarzyszenie Nadzoru Technicznego). Dzięki temu, skutecznie zapobiega się niedopuszczalnym manipulacjom. Z informacji charakterystycznych dla pojazdu wynikają przykładowo parametry do uwzględnienia prawidłowej taryfy przy obliczaniu opłat za użytkowanie. Korzystnie, skrzynka rozdzielcza pojazdu 1 posiada również złącze standardowe do pobierania aktualnych danych o eksploatacji pojazdu, np. przez elektroniczną magistralę informacyjną w pojeździe (magistralę CAN) albo przez czujniki, albo przyrządy pomiarowe pojazdu. W ten sposób uzyskuje się możliwość zależnego od emisji podwyższania opłat za użytkowanie, przy czym wartości emisji są określone przez sondę lambda silnika spalinowego. Określenie aktualnych danych o eksploatacji może być bardzo pomocne w przypadku odbioru sygnałów z nawigacji satelitarnej GPS, które są potrzebne w celu określenia płatnych odcinków drogi, wykorzystanych przez pojazd, ze względu na pokonanie występujących zakłóceń. I tak z danych o prędkości i czasie, lub ze zmierzonych przebytych odległości, można uzyskać wspomagające wartości do analizy odcinka jazdy na podstawie „nawigacji obliczeniowej” (dead-reckoning). Gdy nie ma bezpośredniego połączenia dla sygnałów pomiędzy modułem łączności zewnętrznej 2 a modułem mocującym 3, istnieje interfejs pomiędzy skrzynką rozdzielczą pojazdu 1 a modułem łączności zewnętrznej 2 dla przepływu sygnałów.

Moduł łączności zewnętrznej 2, który ma połączenie dla sygnałów ze skrzynką rozdzielczą pojazdu 1, zawiera antenę 5 do odbioru sygnałów satelitarnego systemu lokalizacji GPS (lub podobnych odbieranych bezprzewodowo sygnałów do nawigacji), jak również antenę 6 do łączności cyfrowej radiofonii satelitarnej DSRC i/lub antenę 7 do globalnego systemu łączności przenośnej GSM

PL 195 254 B1 (lub podobnej techniki ruchomej radiotelekomunikacji). Antena DSRC 6 umożliwia komunikację bliskiego zasięgu, przykładowo w zakresie wielkiej częstotliwości (HF) lub podczerwieni. Zwykle anteny są umieszczane pojedynczo lub w połączeniu, poza kabiną pasażera pojazdu, ponieważ stosowane coraz częściej metalizowane szyby przednie powodują zwiększenie pochłaniania sygnałów wielkiej częstotliwości (HF). Anteny 5, 6 i 7 oraz skrzynka rozdzielcza pojazdu 1 są połączone ze sobą, za pośrednictwem ekranowanych przewodów sygnałowych (np. przewód elektryczny lub światłowód). Antena DSRC jest wykonana korzystnie jako układ antenowy fazowany i jest połączona konstrukcyjnie z anteną GPS 5 i/lub anteną GSM 7. Korzystnie kombinowana lub zintegrowana antena jest umieszczona na dachu pojazdu, tuż za szybą przednią.

Z powodu tłumiącego sygnały wpływu szyby przedniej i ekranowania przez dach pojazdu, anteny 5, 6 i 7 odbiornika GPS, urządzenie DSRC i sprzęt ruchomej radiokomunikacji GSM, znajdują się na zewnątrz pojazdu. Jednakże, przekładanie kabli antenowych z wnętrza pojazdu na zewnątrz jest kłopotliwe i drogie. Dlatego też, przy dodawaniu do gotowego pojazdu układu do obciążania rachunku, nakłady na montaż są odpowiednio wysokie. W celu znacznego zmniejszenia tych nakładów zaleca się naklejenie anten 5, 6 i 7 luk zintegrowanej anteny (GSM/GPS/DSRC) w postaci elementu biernego, po zewnętrznej stronie szyby. Zasilanie energią i przyłączanie sygnałów można przeprowadzać zarówno indukcyjnie jak i pojemnościowo, przez odpowiednie urządzenie łączności, naklejone na wewnętrznej stronie pojazdu, skąd prowadzone są kable (zasilanie i sygnałowe) do skrzynki rozdzielczej pojazdu 1. Dzięki temu, zbędne są przebicia przez pokrycie pojazdu. Rozdzielenie funkcji zasilania energią i przenoszenia sygnałów, które można uzyskać np. za pomocą odpowiedniej pętli indukcyjnej po stronie wewnętrznej i zewnętrznej przedniej lub tylnej szyby, byłoby nie tylko korzystne z punktu widzenia obniżenia kosztów montażowych, lecz również ze względu na zabezpieczenie przed podsłuchem. Alternatywnie przenoszenie sygnałów można realizować nie tylko elektrycznie, lecz również optycznie, np. za pomocą lasera i fotodiod. Matryca z diod laserowych i fotodiod mogłaby w tym przypadku zwiększyć szybkość transmisji danych i zabezpieczyć przed podsłuchem. Do optycznego przenoszenia danych przez szybę przednią konieczne jest przetwarzanie sygnałów z „elektrycznych” na „optyczne”. Mogłoby się to odbywać w obudowie anteny.

Moduł mocujący 3 jest połączony ze skrzynką rozdzielczą pojazdu 1 i modułem łączności zewnętrznej 2. Zawiera on urządzenia do mechanicznego osadzenia przenośnego urządzenia opłaty drogowej 4, elementy łączeniowe do połączenia przenośnego urządzenia opłaty drogowej 4 z modułem łączności zewnętrznej 2 i skrzynką rozdzielczą pojazdu 1 jak również do zasilania energią przenośnego urządzenia opłaty drogowej 4. W zasadzie, moduł mocujący 3 pełni taką samą funkcję jak samochodowe zamocowanie dla ruchomego radiotelefonu. Dzięki temu, w razie potrzeby, możliwe jest łatwe wyjęcie przenośnego urządzenie opłaty drogowej 4 z pojazdu lub połączenie z pojazdem dla celów funkcjonalnych.

Przenośne urządzenie opłaty drogowej 4 (fig. 2) zawiera właściwy rdzeń układu do obciążania rachunku, według wynalazku. Przenośne urządzenie opłaty drogowej 4 posiada odbiornik GPS 14 do określania aktualnego położenia geograficznego pojazdu, jak również szereg pamięci danych, wśród których znajdują się: pamięć 8 danych taryfy i danych geograficznych sieci płatnych odcinków dróg, pamięć 9 certyfikatu przenośnego urządzenia opłaty drogowej 4 oraz doładowywana z zewnątrz kwotą kredytu pieniężnego pamięć 10 umożliwiająca dokonywanie elektronicznych transakcji płatniczych między użytkownikiem układu do obciążania rachunku a odbiorcą opłat drogowych. Ponadto, przenośne urządzenie opłaty drogowej 4 zawiera procesor 11 do obliczania opłat drogowych i przeprowadzania wzajemnej identyfikacji tego przenośnego urządzenia opłaty drogowej 4 i skrzynki rozdzielczej pojazdu 1 oraz klawiaturę 12 do obsługi urządzenia, jak również wyświetlacz 13 prezentujący stanu układu i informacje dotyczące księgowania. Dane ustalane za pomocą odbiornika GPS 14 na temat odpowiedniego aktualnego położenia geograficznego pojazdu umożliwiają procesorowi 11 kontrolę odcinka przebytego przez pojazd, czy i w jakim zakresie są użytkowane płatne odcinki drogi, dzięki czemu może nastąpić obliczenie odpowiadające użytkowaniu. Do tego wykorzystuje się zgromadzone w pamięci 8 dane taryfy i dane geograficzne sieci odcinków dróg.

Pamięć 8 jest podzielona na pamięć stałą ROM i pamięć o swobodnym dostępie RAM. W pamięci ROM są gromadzone na trwałe pierwotne dane, które były ważne w określonym momencie. Pamięć RAM jest przeznaczona do zapisywania danych do aktualizacji. Ze względów bezpieczeństwa, dane do aktualizacji są zwykle zapisywane w takiej postaci, żeby bieżące dane taryfy mogły tylko być wyprowadzone z tych danych do aktualizacji, także z uwzględnieniem danych taryfy zapamiętanych pierwotnie w pamięci ROM. Przykładowo, dane dotyczące zmiany są zapamiętywane

PL 195 254 B1 w postaci procentowych dodatków zmiany. W ten sposób uzyskuje się dodatkową zaporę wobec niedozwolonych manipulacji.

Pamięć 9 z certyfikatem przenośnego urządzenia opłaty drogowej 4 zapewnia możliwość kontroli wzajemnej identyfikacji przenośnego urządzenia opłaty drogowej 4 i skrzynki rozdzielczej pojazdu 1, a zatem uniemożliwia uruchomienie przenośnego urządzenia opłaty drogowej 4, który nie pasuje do skrzynki rozdzielczej pojazdu 1. Korzystnie, pamięć 9 jest uformowana w postaci karty procesorowej, a zwłaszcza jako karta chipowa umieszczona trwale w przenośnym urządzenia opłaty drogowej 4. To ostatnie stanowi szczególnie skuteczne zabezpieczenie przed niedozwoloną manipulacją.

Odpowiednie ukształtowanie jest również zalecane dla pamięci 10 umożliwiającej dokonywanie elektronicznych transakcji płatniczych między użytkownikiem układu do obciążania rachunku a odbiorcą opłat drogowych. Pamięć 10 zawiera stan konta, z którego odpisuje się należne kwoty za płatne odcinki drogi. Korzystnie, pamięć 10 jest uformowana w postaci bezstykowej karty procesorowej umieszczonej w przenośnym urządzenia opłaty drogowej 4 w postaci zamkniętego elementu. Ponieważ taka pamięć 10 nie posiada wyprowadzeń dostępnych z zewnątrz, wykluczone są w znacznym stopniu takie manipulacje, jakie są możliwe, w przypadku kart telefonicznych, za pomocą komputerów osobistych lub innych urządzeń z czytnikiem/zapisem kart.

Zaleca się konstrukcyjne powiązanie pamięci 8, 9 i 10 przenośnego urządzenia opłaty drogowej 4 we wspólnym module pamięci.

Procesor 11 przeprowadza wszystkie procedury sprawdzania wzajemnej identyfikacji przenośnego urządzenia opłaty drogowej 4 i skrzynki rozdzielczej pojazdu 1 i procedury liczenia, konieczne do prawidłowego ustalenia odpowiednich opłat za użytkowanie dróg. Nie tylko identyfikuje on odcinek drogi, przebyty właśnie przez pojazd, lecz także ustala każdorazowo stosowną taryfę wymaganą do ustalenia właściwej opłaty.

Klawiatura 12 służy przede wszystkim do włączenia i wyłączenia układu do obciążania rachunku, jak również do wywołania aktualnego stanu konta zachowanego w pamięci. Za pomocą klawiatury 12 można także nastawiać odpowiednią klasę taryfy.

Podobnie, jak w przypadku przenośnego radiotelefonu, na wyświetlaczu 13 może być przedstawiony stan układu, stan konta i inne informacje dotyczące księgowania. Zwykle, wyświetlaczem 13 jest monitor ciekłokrystaliczny.

W celu zwiększenia ochrony przed manipulacjami zaleca się konstrukcyjne połączenie funkcji odbiornika GPS 14, komunikacji DSRC i/lub GSM, sterowników pamięci dla pamięci 8, 9 i 10, jak również procesora 11 w specjalizowanych układach scalonych ASIC (Application Specific Integrated Circuit), z magistralą do wewnętrznej łączności. Szczególnie zaleca się, aby cała łączność zewnętrzna z tymi układami scalonymi odbywała się za pomocą wejścia/wyjścia odwzorowanego w pamięci i/lub przez równoległy interfejs. W przypadku rozwiązania z układami scalonymi, przenośne urządzenie opłaty drogowej 4 ma tak zwane utwardzone jądro („hardened kernel”). Dzięki temu zapewnia się w najwyższej mierze integralność przyrządu. W celu wyrywkowej lub również pełnej kontroli prawidłowego obliczenia opłat drogowych, zaleca się takie zaprogramowanie procesora 11, aby o informacje dotyczące prawidłowości pracy układu do obciążania rachunku można było zapytać na zewnątrz kanałami bezprzewodowymi, za pomocą modułu łączności zewnętrznej 2. W ten sposób byłoby możliwe rozpoznanie manipulacji w strukturze taryfy, albo wybranie nieprawidłowej taryfy przez użytkownika.

Dzięki zastosowaniu scalonych elektronicznych elementów konstrukcyjnych możliwe jest uzyskanie niewielkiej objętości konstrukcyjnej układu do obciążania rachunku. Dlatego też możliwe jest ukształtowanie układu do obciążania rachunku, przykładowo, jako części elektronicznego tachografu. Możliwe jest, w szczególności, połączenie modułów przenośnego radiotelefonu lub terminala telematyki komunikacyjnej (np. zasilacza, anten), do układu do obciążania rachunku, a zatem możliwe jest wspólne wykorzystanie tych modułów do wielu celów, lub zainstalowanie modułów układu do obciążania rachunku razem z modułami przenośnego telefonu lub terminala do telematyki komunikacyjnej.

Szczególnie korzystne jest, jeśli konstrukcja elektronicznego układu do obciążania rachunku jest otwarte na dalsze aplikacje, w ten sposób, żeby dodatkowe aplikacje oprogramowania mogły być od zewnątrz doładowywane w postaci modułów w późniejszym etapie. Takimi aplikacjami mogłyby być, korzystnie, aplikacje z dziedziny telematyki komunikacyjnej.

Działanie układu do obciążania rachunku podano poniżej. Użytkownik udaje się ze swoim przenośnym urządzeniem opłaty drogowej 4 do zewnętrznego terminala punktu sprzedaży POS (point of sale), wystawionego przez operatora płatnej sieci płatnej dróg, aby za pomocą gotówki lub karty kredytowej wykupić konto do korzystania z płatnych odcinków dróg. Transmisja danych, koniecznych do

PL 195 254 B1 załadowania konta, w przypadku telekomunikacji HF mogłoby przebiegać bezpośrednio między terminalem POS a bezstykową kartą procesorową, znajdującą się w przenośnym urządzeniu opłaty drogowej 4. Transmisja ta może mieć miejsce, za pomocą standardowych i posiadających certyfikaty procedur elektronicznej płatności. Oczywiście, transfer danych można realizować również poprzez interfejs na podczerwień. Do wewnętrznego obciążania rachunku stosuje się zwykle elektroniczny interfejs do radiowych kart procesorowych.

Konto może być również załadowane do pamięci 10 w tradycyjny sposób w terminalu POS poprzez interfejs przenośnego urządzenia opłaty drogowej 4. Przy tym dzięki certyfikatowi przyrządu w pamięci 9 może być zapewnione najlepsze zabezpieczenie przed niedozwolonymi manipulacjami, ponieważ przed transferem stanu konta jest przeprowadzana kontrola identyfikacji między przenośnym urządzeniem opłaty drogowej 4 a terminalem POS. Jeśli, w przypadku próby manipulacji, z przenośnym urządzeniem opłaty drogowej 4 zamiast terminalu POS byłby połączony komputer, będzie to rozpoznane przez przenośne urządzenie opłaty drogowej 4 i, w przypadku odpowiedniego oprogramowania, urządzenia wywoła trwałe zablokowanie urządzenia, które może być usunięte jedynie przez autoryzowaną instancję.

W zasadzie, jest również możliwe przesłanie konta, jak w przypadku transmisji telefonicznej, z terminala POS bezpośrednio do przenośnego urządzenia opłaty drogowej 4, który musiałby wtedy posiadać odpowiedni adres. W tym przypadku, nie jest konieczna przestrzenna bliskość między przenośnym urządzeniem opłaty drogowej 4 a terminalem POS. Energia elektryczna, konieczna do procesu ładowania, może być wytworzona, przykładowo jak w przypadku przenośnego radiotelefonu, za pomocą ładowalnego akumulatora elektrycznego, który potem można ponownie ładować w pojeździe.

Po załadowaniu pamięci 10 stanem konta, przenośne urządzenie opłaty drogowej 4 można umieścić w module mocującym 3 pojazdu. Gdy przyrząd tkwi w przewidzianym uchwycie, wówczas rozpoczyna się proces sprawdzenia identyfikacji między skrzynką rozdzielczą pojazdu 1 a przenośnym urządzeniem opłaty drogowej 4, który to proces jest przeprowadzany przez procesor 11. Dopiero w przypadku pomyślnej kontroli identyfikacji, układ do obciążania rachunku jest gotowy do pracy. W ramach sprawdzenia identyfikacji nie jest w żadnym razie konieczne, aby do skrzynki rozdzielczej pojazdu 1 pasowało tylko jedno przenośne urządzenie opłaty drogowej 4. W przypadku większych przedsiębiorstw transportowych może być bardzo korzystny fakt, że wszystkie przenośne urządzenie opłaty drogowej 4, należące do tego przedsiębiorstwa, są akceptowane we wszystkich skrzynkach rozdzielczych pojazdu 1 tego przedsiębiorstwa. Wówczas należy udostępnić jedynie taką ilość przenośnych urządzeń opłaty drogowej 4, ile pojazdów tego przedsiębiorstwa znajduje się w drodze na odcinkach płatnych. Dzięki kontroli identyfikacji wykluczone jest bezprawne wykorzystanie przenośnych urządzeń opłaty drogowej 4 poza parkiem samochodowym tego przedsiębiorstwa.

Ponieważ w czasie kontroli identyfikacji procesor 11 odpytuje również o dane charakterystyczne pojazdu ze skrzynki rozdzielczej pojazdu 1, to może on skonfigurować przenośne urządzenie opłaty drogowej 4 na odpowiednią klasę pojazdu. Dzięki temu do obliczenia należności wykorzystuje się prawidłową klasę taryfy.

Gdy pojazd wyposażony w prawidłowo uruchomiony układ do obciążania rachunku wjeżdża na płatny odcinek drogi, zostaje to automatycznie stwierdzone przez procesor 11. Odpowiednio do taryfy i przebytego odcinka drogi, podczas jazdy na bieżąco są odpisywane z konta należne opłaty w pamięci 10. Zwykle jest to uwidocznione na wyświetlaczu 13. Jeżeli pojazd opuszcza sieć płatnych odcinków dróg, to procedury odpisywania z konta zostają zakończone.

Zasadniczo, jest możliwe obliczanie należności za użytkowanie dróg za pomocą tego samego układu do obciążania rachunku dla różnych operatorów, przez których płatne odcinki dróg przejechał kolejno pojazd. W tym przypadku, pamięć 10 transakcji płatniczych musi być tak ukształtowana, że jest wyposażona w szereg kont, gdzie poszczególne konta są przyporządkowane określonym operatorom dróg. Kwoty odpisane ze stanu odpowiedniego konta za rzeczywiste wykorzystania konkretnych odcinków dróg są dopisywane do kont poszczególnych operatorów. Informacja o tym, które kwoty przypadają, na które konto, może być przekazana różnymi sposobami do układu sterowania faktycznym strumieniem pieniędzy na zewnątrz do stanowiska obliczeń. Możliwe jest, odczytywanie przy późniejszym ładowaniu stanu konta w terminalu POS odczytywanie z pamięci 10 stanów różnych kont odpowiadających wcześniejszym saldom kredytowym. Możliwe jest również wysyłanie tych informacji na bieżąco, np. za pomocą łączności GSM, z pojazdu do odpowiedniego zewnętrznego stanowiska obliczeniowego.

PL 195 254 B1

Układ do obciążania rachunku, według wynalazku, nadaje się do stosowania zarówno w samochodach ciężarowych, jak i osobowych. W interesie operatorów sieci płatnych odcinków dróg oferuje on trwałą ochronę przed jakimikolwiek manipulacjami przez osoby nieuprawnione, a jednocześnie użytkownikowi drogi zapewnia silną ochronę przed nieuprawnionym korzystaniem z wykupionego stanu konta, ponieważ jest zapewnione, że przenośne urządzenie opłaty drogowej 4, z którym stan konta jest połączony praktycznie nierozłącznie, może być używany jedynie na „uprawnionych” pojazdach.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do obciążania rachunku, umieszczony w pojeździe, stosowany do potrącania opłat drogowych należnych za korzystanie z płatnych odcinków dróg, który to układ zawiera, zainstalowane na stałe wewnątrz pojazdu, skrzynkę rozdzielczą pojazdu, moduł łączności zewnętrznej i moduł mocujący, jak również wkładane w moduł mocujący przenośne urządzenie opłaty drogowej, znamienny tym, że skrzynka rozdzielcza pojazdu (1) zawiera źródło energii oraz, zabezpieczony przed dostępem osób niepowołanych, moduł pamięci informacji specyficznych dla pojazdu z certyfikatem układu specyficznym dla pojazdu, i jest połączona, poprzez interfejs łączności wewnętrznej, z modułem mocującym (3) oraz z modułem łączności zewnętrznej (2) wyposażonym w antenę (5) do odbioru sygnałów satelitarnego systemu lokalizacji GPS oraz co najmniej jedną antenę (6, 7) do łączności cyfrowej radiofonii satelitarnej DSRC i globalnego systemu łączności przenośnej GSM, zaś moduł mocujący (3) zawiera mechaniczną obudowę, w której umieszczane jest przenośne urządzenia opłaty drogowej (4), zasilacz oraz elementy łączeniowe do połączenia przenośnego urządzenia opłaty drogowej (4) z modułem łączności zewnętrznej (2) i skrzynką rozdzielczą pojazdu (1), przy czym przenośne urządzenie opłaty drogowej (4) jest wyposażone w procesor (11) do obliczania opłat drogowych i przeprowadzania wzajemnej identyfikacji tego urządzenia i skrzynki rozdzielczej pojazdu (1), połączony z odbiornikiem GPS (14) określającym aktualne położenie geograficzne pojazdu, z pamięcią (8) danych taryfy i danych geograficznych płatnych dróg, z pamięcią (9) certyfikatu przenośnego urządzenia opłaty drogowej (4), z doładowywaną z zewnątrz kwotą kredytu pieniężnego pamięcią (10) umożliwiającą dokonywanie elektronicznych transakcji płatniczych między użytkownikiem układu do obciążania rachunku a odbiorcą opłat drogowych, z klawiaturą (12) oraz z wyświetlaczem (13) prezentującym stan układu i informacje dotyczące księgowania.
2. 2. Układwedług zasttz. 1, znamiennytym, że skrzynka rozdzielcza pojazdu (11 ma i nterfejs do pobierania bieżących danych roboczych pojazdu z magistrali informacyjnej, z czujników albo z przyrządów pomiarowych pojazdu.
3. 3. Układ wet^łut] zastrz. 1, znamienny tym, że pamięć (8) danych taryfy i danych geograficznych jest złożona z pamięci stałej ROM i pamięci o dostępie swobodnym RAM do zapisywania danych aktualnych, przy czym dane aktualne taryfy są wprowadzane jedynie w odniesieniu do danych taryfy pamięci stałej ROM.
4. 4. Ukkad według 1, znam jenny tym, że co najmniej jedna z pamięci (9) certyfikatu urządzenia i pamięć (10) transakcji płatniczych jest kartą procesorową zintegrowaną trwale w przenośnym urządzeniu opłaty drogowej (4).
5. 5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pamięć (10) transakcji płatniczych jest bezstykową kartą procesorową.
6. 6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że funkcje sterowników pamięci odbiornika GPS (12), łączności cyfrowej radiofonii satelitarnej DSRC i globalnego systemu łączności przenośnej GSM oraz procesor (11) są fizycznie połączone w układzie scalonym o dużej skali integracji ASIC.
7. 7. Układwedługzastrz. 6, znamienny tym. że do pooączenia z ukkadem scalonymo dużej skall integracji są wykorzystane wyłącznie interfejsy równoległe.
8. 8. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje on przenośny telefon lub urządzenie końcowe telematyki transportu albo jest wbudowane w pojazd razem z przenośnym radiotelefonem lub z urządzeniem końcowym telematyki transportu.