SE515521C2 - Förfarande och anordning vid radiokommunikation mellan inbördes rörliga objekt - Google Patents

Description

:en -1 . o g; v 515 521 .. v , s ii' I : erenuærl I 0 I i i i i z sådana efter varandra blir estetiskt mindre tilltalande och ger högre anläggnings- och underhållskostnader.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN; Uppfinningen anger ett förfarande genom vilket den erforderliga tiden för nämnda operation reduceras så, att även en operation med ett flertal moment kan genomföras medelst en enda kommunikationsenhet även vid de högsta fordonshastigheter, som förekommer i vägtrafik. Uppflnningen anger även en anordning för genomförande av förfarandet.

Genom uppfinningen elimineras således den nämnda nackdelen att vid en operation med det innehåll, som vanligen erfordras, operationen måste uppdelas på flera kommunikationsenheter, om höga fordonshastigheter vid passage skall kunna tillåtas.

IQ u 515 521¿..:¿ FIGURBESKRIVNING: Följande beskrivning anger en utföringsform av uppfinningen, vilken illustreras på bifogade ritningar. Dessa visar i Fig. 1 en översiktsbild av en vägtull med passerade fordon; och Fig. 2 ett blockschema över enheterna ingående i anordningen enligt uppfinningen.

FÖREDRAGEN UrFöRrNGsFoRM: Den i fig. 1 visade vägtullen är placerad vid en vägbana 1, som har markerats ha tre körfiler i vilka de passerande fordonen kan framföras i ett fritt flöde. Över vägbana l sträcker sig ett stativ 2, vilket uppbär en sändar- och mottagaranordning 3 för radiovågor. Anordningen 3 står i trådförbindelse med en dator 4 tillhörande vägtullen.

Med 5 visas ett till vägtullen ankommande fordon. Detta visas även med streckprickade linjer i ett andra läge i vilket det befinner sig närmare radioanordningen 3 på stativet 2. Det förutsättes här att en identifierings- och betalningsoperation skall kunna genomföras under fordonets passage mellan de båda angivna lägena. Med 6 betecknas ett fordon, som passerat denna sträcka och för vilket operationen således skall vara genomförd.

Operationen genomföres medelst trådlös förbindelse mellan vägtullens sändar- och mottagarenhet 3 via en antennenhet betecknad 7 och en fordonsenhet, betecknad 8, i fordonet 5. En kommunikationsutrustning för sådant ändamål beskrives exempelvis i US,A,3,9l4,762, Klensch, varvid utnyttjas mikrovågor med den fasta sändar- och mottagarutrustningen 3 aktiv, och fordonsenheten 8 passiv, så till vida att den mottager radiosignalen samt reflekterar densamma, modulerad så att den förmedlar ett kodifierat meddelande.

Den nu beskrivna kommunikationsutrustningen visas i form av ett blockschema i fig. 2. Den fasta utrustningen tillhörande vägtullen 2 indikeras med detta nummer.

Fordonsenheten betecknas som förut med 8. Vägtullens utrustning innefattar den 515 521 förut beskrivna sändar- och mottagarutrustningen vars elektroniska del i fig. 2 tecknas med 10. Denna är kopplad till nämnda antennen 7 samt till vägtullens dator 4. Denna innefattar en beräkningsenhet 11, ett minne 12 och enhet 13 för kommunikation med en central dator 14, vilken förutsättes vara ansluten till flera vägtullar.

Fordonsenheten 8 består av den nämnda passiva sändar- och mottagarenheten, som här betecknas med 16 och som i det följande benämnes transpondern. Denna är kopplad till en fordonsdator 17 med beräknings- och datalagringskapacitet. Dennai sin tur är kopplad till en kortläsare 18 för ett smart kort 19, således ett kort vars inlagrade data kan avläsas i kortläsaren 18 och i denna även ersättas av förändrade data.

Avsikten med den operation, som skall utföras genom kommunikation mellan vägtullens utrustning och fordonsenheten, är att genomföra en betalningsoperation där medel motsvarande den för ifrågavarande tull och ifrågavarande fordon fastställda tullavgiften överföres från fordonsenheten till vägtullens utrustning.

Dessa medel har därvid formen av "elektroniska pengar", således medel vilka inlagrats i kortet 19 i förbindelse med en motsvarande betalning från eller kontoföring på den som skall erlägga tullen. Vid passage av en tull med den beskrivna utrustningen och med kortet 19 infört i fordonsenheten kan i kortet inlagrade medlen efter hand tas i anspråk genom omprogrammering av kortets minne med subtrahering av i fordonsenheten registrerade tull-debiteiingar.

Dessa tulldebiteringar inlagras i samband med respektive betalningsoperationer i tulldatoms 4 minne 12 för att successivt överföras till centraldatom. Härigenom kan debiteringarna för fordonens tullpassager clearas mellan de samverkande parterna, vilka är dels den institution, som på uppdrag av den som skall bära kostnaden för tullavgifterna programmerar in medel på respektive kort 19 och därvid mottagar ersättningen, och dels den som slutligen skall tillgodogöras tullavgifterna.

Samtidigt kan ur systemet erhållas statistik exempelvis avseende fördelningen av tullpassager i olika vägtullar inom ett visst område och arten av passerade fordon. 515 521V ,..,,..5¿ .i ,--,_ .- .- n v- n u-»uov Vid ett system som det beskrivna med ett förbetalat saldo registrerat i ett smart korts minne skall i huvudsak följande deloperationer genomföras: 1. Inträde av ett fordon inom tullutrustningens aktionsområde registreras. Detta förutsättes ske genom att tullens sändarutrustning peiiodiskt sänder signaler, varvid genom att en sådan signal som är modulerad återsändes av ett fordons transponder, detta indikerar att ett fordon kommit till tullen. Altemativt kan emellertid registreringen ske med andra medel såsom radar, ultraljud. 2. Tullens sändare sänder en identifikationskod som är specifik för tullen. 3. Fordonsenheten sänder en identifikationskod gällande fordonet.

Denna kod identifierar fordonstypen enligt en klassificering som gäller för tullav gifterna; dessa är nämligen vanligen olika för olika fordonsklasser, såsom motorcyklar, personbilar, bussar och lastfordon.

Koden kan även innehålla en identifikation av fordonet såsom dess registreringsnummer. Vid systemet med förbetalda saldon brukar detta dock ej anses nödvändigt utan tvärtom anses som ett onödigt integritetsingripande. 3. I tullen dator framräknas på grundval av gällande taxor och den från fordonet erhållna klassuppgiften det aktuella tullbeloppet. 4. Tullens sändare sänder en kod angivande det framräknade beloppet. 5. Fordonsenheten mottager uppgiften om det belopp, som skall erläggas. 6. Fordonsenhetens dator räknar fram kvarstående saldo inprogrammerat i det smarta kortet. 515 521... ,.._, ._ ___ .; ;,_==,s¿ . g I I I * l 7. Fordonsenheten meddelar saldot till tullen. 8. Tullen mottager uppgift om saldo. 9. Tullens dator jämför saldot med den frarnräknade tullavgiften. Om saldot minst motsvarar tullavgiften genereras en kod angivande debitering; altemativt, om saldot ej är tillräckligt, aktiveras en kod att fordonet skall uppfångas för efterdebitering (Detta kan ske på olika sätt såsom att stoppa fordonet med en vägbom, som endast lyftes om en kod för fri passage aktiveras, eller vid system för fritt trafikflöde genom videoregistrerin g av fordonets registrerings-skylt). l0.Den genererade koden sändes till fordonsenheten och den innebär således antingen meddelande om fri passage och beordring av debitering eller meddelande om att betalning måste ske på annat sätt än via den trådlösa kommunikationen. 11.Vid meddelande om fri passage subtraheras i fordonsenheten från saldot på kortet den meddelade tullavgiften. l2.Fordonsenheten sänder till tullen en kod givande att tullavgiften avdragits från saldot.

I allmänhet sker den beskrivna kommunikationen i krypterad form exempelvis genom användning av algoritmer för att härigenom uppnå större säkerhet mot manipulering.

Ovanstående uppräkning kan sägas utgöra en innehållsförteckning över vilka deloperationer som erfordras. I praktiken förekommer även att operationen genomföres i annan ordning och med de moment, som angivits här. Sådana variationer innebär dock ej några väsentliga avsteg från det beskrivna förfarandet. sis 521 ,,,., t ,¿¿ .= ¿ t~ Samtliga dessa deloperationer måste genomföras under den tid som fordonet befinner sig inom tullens aktionsornråde, således det område inom vilket tullens sändar- och mottagarutrustning kan kommunicera med fordonets transponder. Detta område är beroende av de använda radiovågornas utbredning. Kravet är därvid att kommunikation med flera fordon inom aktionsområdet skall kunna ske selektivt.

Vid tullar med fritt flöde måste man räkna med höga fordonshastigheter och tillsammans resulterar detta i att operationen måste kunna genomföras inom en tidsrymd av 100 millisekunder om man ej skall behöva dela upp tullens kommunikationsutrustning i flera enheter längs fordonsvägen. I praktiken uppstår därvid stora svårigheter att inrymma samtliga kommunikations- och beräkningssteg inom den nämnda tidsrymden. Vid lösningen enligt uppfinningen överkommes detta problem genom att deloperationema utformas på annat sätt än som beskrivits ovan och delvis lägges utanför den tidsrymd under vilket en säkerhet föreligger att fordonet befinner sig inom tullens aktionsornråde.

Lösningen enligt uppfinningen bygger på följande viktiga dellösningar: A. Fordonsenhetens dator har sådant lagrings-utrymme att förpreparerade svarskoder kan vara inprogrammerade. Varje sådan kod innehåller uppgift om fordonsklass, vilket är en oföränderlig information, samt aktuellt gällande saldo, vilket är en föränderlig uppgift.Saldot undersökes således ej under operationen utan datom aktualiserar självständigt saldot utan att vara aktiverad av sändarutrustningen i någon tull. En före kommunikationen upprättad kod, här kallad svarskoden, utväljes av datorn en sådan som motsvarar information om fordonsklassen tillsammans med aktuellt saldo samt uppgift om krypteringsmetod, exempelvis gällande algoritm.

Motsvarande svarskoder måste vara inprogrammerade i tulldatom, så att med utgångspunkt från meddelad svarskod det motsvarande saldot kan jämföras med tullavgiften för den fordonsklass, som även framgår av ifrågavarande svarskod. .t -nouqov 515 521 . Fordonsdatom är inrättad att under operationen ej reducera saldot på kortet utan endast i minnet inlagra data för sådan subtraktion av tullavgiften från kortets saldo. Att genomföra denna deloperation efter det att tullen passerats, således utanför den nämnda tidsrymden, kan sägas innebära att istället för det konventionella svaret från fordonsdatorn "Meddelat belopp draget från kortets saldo" ges meddelandet "Angivet belopp kommer att dragas från kortets saldo".

För att tillförsäkra att minskning av beloppet på kortets saldo verkligen genomföres är fordonsenheten samtidigt inrättad att efter det ett att ett sådant meddelande lämnats vara opåverkbar utifrån för ändring intill dess deloperationen genomförts. Kortet är därvid elektroniskt låst mot ändring av data och är ej användbart vid för tidig uttagning innan saldot reducerats.

Deloperationema enligt uppfinningen blir därmed: Tullens utrustning aktiveras genom att ett fordon inträder inom dess aktionsområde.

Tullen sänder sin identifieringskod till fordonsenheten Fordonsenheten sänder den förberedda, aktuella svarskoden, angivande fordonsklass samt dessutom uppgift om saldo.

Tullens dator aktiverar den tullavgift, som motsvarar fordonsklassen enligt den mottagna kod och konstaterar att den ligger inom det saldo som framgår av fordonsenhetens meddelande.

Tullens sändarutrustning sänder en kod angivande den avgift som skall dragas och att den inrymmes i saldot. 515 s,_2.,1,., . _; u r a u - , , . v a ß ' 6. Fordonsenheten svarar att beloppet är registrerat för dragning från kortet. 7. Tullen sänder en kvitteringskod angivande att fri passage erhålles till fordonsenhetcn och eventuellt till anordningar för passagekontroll.

Om saldot ej är tillräckligt eller om fordonet av annan anledning ej kan ges fri passage igångsättes ett stopp- eller registreringsförfarande enligt vad som tidigare angivits.

Uppfinningens grundprincip är således att vissa delar av den databehandling, som erfordras i samband med betalningsoperation flyttas utanför kommunikations- perioden, så att den tid som erfordras för beräkning och registrering ej förlänger den period, som erfordras för kommunikation. Denna princip kan tänkas tillämpbar även vid andra operationer än den beskrivna operationen för debitering av tullavgift. Dock torde uppfinningen ha sin viktigaste tillämpning här.

Claims (6)

515 521 Patentkrav

1. Förfarande vid radiokommunikation mellan inbördes rörliga objekt såsom vid fordon, som passerar en vägtull, varvid genom objektens inbördes rörelse och ett begränsat aktionsområde för radiokommunikationen en starkt begränsad tid står till förfogande för genomförande av en operation innefattande sändning respektive mottagning av information och hos respektive enheter intema deloperationer såsom beräknings-, krypterings- och datalagringsoperationer, kännetecknat därav, att åtminstone vissa av beräkningsoperationerna för fastställande av data genomföres som interna operationer före kommunikationsperioden varvid fastställda data sammanställes till före kommunikationen upprättade svarskoder och en för kommunikationstillfallet adekvat kod utväljes för kommunikationen och att slutlig lagring av operationsresultatet utföres som interna operationer på grundval av vid kommunikationen primärt framtagna data med låsning av respektive enhet mot yttre påverkan under tidsperioden från det att resultatdata fastställts och kommunikationen avslutats och till det att slutlagring med tillhörande beräkningsoperationer har genomförts.

2. Förfarande enligt patentkrav 1 och tillämpat för genomförande av en betalningsoperation mellan en stationär enhet (2) och en fordonsenhet (8) i en vägtull, k ä n n e t e c k n at d ä r a v, att medel för betalningsoperationen på i och för sig känt sätt hålles tillgängliga hos fordonsenheten (8) i form av ett saldo i ett särskilt, från enheten separerbart lagringsmedium såsom ett smart kon från vilket erlagda avgifter i tullen kan subtraheras och till vilket nya medel kan tillföras mot erläggande av motsvarande penningssumma, varvid i fordonsenheten (8) inlagras förpreparerade svarskoder angivande en fordonet tilldelad betalningsklass såväl som aktuellt saldo, vilket meddelas den stationära enheten, och varvid i den stationära enheten (2) finns inlagrat sagda svarskoder på sådant sätt att från dessa i den stationära enheten genom dekodiñering av en mottagen kod kan fastställas fordonsklass och aktuellt saldo, och varvid resultatet av en genomförd anno-w 515 521 betalningsoperation kommuniceras från fordonsenheten till den stationära enheten i form av ett meddelande att den under betalningsoperationen fastställda tullavgiften skall subtraktionsoperationen genomföres efter det att kommunikationen avslutats med subtraheras från sagda lagringsmediums (19) saldo medan fordonsenheten inklusive sagda lagringsmedium därefter låst mot yttre påverkan från det att avgiften som skall subtraheras, fastställts och temporärt lagrats till dess att subtraktionen av lagringsmediets saldo har skett, på sådant sätt att subtraktionen alltid motsvarar sagda temporärt inlagrade data.

3. Förfarande enligt patentkrav 2, k ä n n et e c k n a t d ä r a v, att betalningsoperationen innefattar följande deloperationer före det att radiokommunikationen påbörjas: - fastställande av sagda svarskoder, representerande fordonsklass, och ett bestämt saldo i fordonsenhetens lagringsmedium; - utväljande i fordonsenheten för kommunikation av en svarskod, som motsvarar aktuellt saldo i lagringsmediet; och under kommunikationsperioden följande deloperationer: - sändning från den fasta enheten av en kod identiñerande identiteten för ifrågavarande tull; - efter mottagande i fordonsenheten sändning från densamma av den för kommunikation utvalda svarskoden; - efter mottagande i den stationära enheten sändning av data angivande tullavgiften: - efter mottagande av dessa data i fordonsenhet sändning av data utgörandeen bekräftelse att tullavgiften skall subtraheras från lagringsmediets saldo och efter kommunikationsperioden: uno-row 515 521 - subtraktion i lagringsmediet av den meddelade tullavgiften på grundval av i fordonsenheten temporärt inlagrade data härför.

4. Anordning för genomförande av förfarandet enligt något av patentkraven 1-3 och inrättad för genomförande medelst trådlös kommunikation mellan två inbördes rörliga objekt (3,8) för genomförande av en operation innefattande flera deloperationer, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att båda objekten (3,8) innefattar en radiokommunikationsutrustning och vardera en datorutrustning för beräknings- och datalagrings-operationer samt det ena objektet (8) ett särskilt datalagringsmedium (19) med förändringsbart innehåll, såsom ett smart kort, vilket är inrättat att tillåta inlagring av en datamängd representerade ett saldo, varvid sagda operation innebär subtrahering av en datamängd vid ett kommunikationstillfälle mellan objekten, vilken datamängd fastlägges vid kommunikationstillfället, varvid objektet med det särskilda datalagringsmediet är inrättat att lagra svarskoder representerande olika saldoinnehåll och att datautrustningen är anordnad att före varje kommunikationstillfälle för sändning utvälja en svarskod som representerar det för kunden varande saldot, samt med det andra objektet inrättat för lagring av sagda svarskod och vad dessa representerar med avseende till saldoinnehåll och i förekommande fall andra data och att det första objektet är inrättat att vid kommunikationstillfället temporärt inlagra den fastställda datamängd, som skall subtraheras från saldot och att därvid inklusive det särskilda lagringsmediet låsas mot yttre påverkan av det inlagrade värdet och att efter avslutad kommunikation överföra den temporärt lagrade datamängden till det särskilda lagringsmediet till subtraktion av saldot.

5. Anordning enligt patentkrav 4 inrättad för avgiftsupptagning i en vägtull med det ena objektet motsvarande en av ett fordon buren enhet (8) och det andra av en i vägtullen stationär radiokommunikations- och datorutrustning (3,4), k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att sagda svarskoder innefattar förutom data representerande sagda saldo även data representerande ifrågavarande fordons klass och att fordonsenheten (8) är inrättad att i samband med kommunikationen i ett temporärt minne inlagra en datamängd motsvarande tullavgiften och att efter oø-.v-I v :vv-luv 515 521 ,,,,: ._~¿ g ¿ f¿»= avslutad kommunikation överföra den till det speciella datalagringsmediet (19) för subtraktion från sagda saldo och att under tiden mellan sagda temporära lagring och subtraktionen från saldot hålla sagda temporära lagring och det speciella datalagringsmediet låsta mot yttre påverkan fram till det att subtraktionen genomförts i det särskilda speciella datalagringsmediet.

6. Anordning enligt något av patentkraven 4 och 5, k ä n n e te c k n a d d ä r a v, att kommunikationsutrustningen i fordonsenheten (8) utgöres av en transponder (16) och att den stationära sändar- och mottagarutrustningen (3) är anordnad att arbeta med mikrovågor samt att det specifika lagringsmediet (19) utgöres av ett smart kort.