SE516959C2 - Förfarande och anordning för registrering av fordon i en vägtull - Google Patents

Description

...-- -.. 10 15 20 25 30 35 '516 959 2 Emellertid kan det förekomma att tullen passeras av fordon, vilka ej är försedda med någon mottagar- och sändarutrust- ning och således ej kan identifieras medelst radiovågorna.

För identifiering av sådana fordon och som därvid försöker passera tullen utan att erlägga någon betalning är tull- arrangemanget försett med kameraanordningar för bildregi- strering av ifrågavarande fordons registreringsskyltar för eftersökning och efterdebitering.

Det mest avancerade systemet för vägtullar av detta slag är utförda för ett stort trafikflöde i fri formering. Vid ett sådant arrangemang kommer respektive fordon att hinna förflytta sig en viss distans mellan det att en registre- ring har kunnat ske av om fordonet är identifierbart genom radiovågorna eller ej och till dess avbildning av nummer- plåten sker.

Under denna förflyttning måste uppdelningen mellan sådana fordon, för vilka eftersökning och efterdebitering skall ske och sådana för vilka betalning har kunnat säkras genom identifiering, upprätthållas. Detta erfordrar dessutom att tullarrangemanget är försett.med utrustning för positioner-_ ingskontroll även när fordonen framföras i fritt flöde utan bestämda filer.

REDQGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN: Genom uppfinningen anges dels ett förfarande och dels en anordningskombination, som möjliggör såväl nämnda identifi- ering och genomförande av betalningsoperationer för sådana fordon, som är försedda med behörig utrustning och även registrering medelst avbildning av registeringsskylten för sådana fordon för vilka någon godkänd betalningsoperation inte har kunnat genomföras vid inträdet i tullen. Vid upp- finningen utnyttjas därvid för den senare, nämnda opera- tionen bildupptagning medelst videokameror för följande av 10 15 20 25 30 35 n n. n o n n n u a. n a 516 959 3 de fordon, vars registreringsskylt skall avbildas, så att säkerhet uppnås att samma fordon, som vid inträdet i tullen konstaterats sakna acceptabel betalningsstatus, avbildas före utträdet ur tullen och därvid hänföres till den identitet fordonet har givits vid inträdet.

FIGURBESKRIVNING: På bifogade ritningar illustreras en föredragen utförings- form av uppfinningen, varvid Fig. 1 visar i perspektiv ett vägtullsarrangemang; och Fig. 2 visar ett blockschema för vägtullssystemets vikti- gaste funktionselement.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFQRM: Enligt fig. 1 är en automatisk vägtull enligt uppfinningen försedd med ett stativ 1, som sträcker sig över en väg 2, på vilken tre filer 3 i vilka fordon 4 av olika slag kan framföras genom det portalliknande stativet 1. Trafiken är ej bunden till att upprätthålla filerna under stativet utan är tillåtna att utföra filväxlingar och omkörningar. Det är således ett fri-flödessystem, som så lite som möjligt skall störa trafikflödet.

På stativet är fastsatta två belysningsarmaturer 6 och ett antal, här visat tre stycken, sändar- och mottagarenheter 7 för mikrovågor inklusive antenner för dessa. Dessutom riktad mot det ankommande trafikflödet för att registrera fordon som finns vid vardera sidan en videokamera 8, otillåtet framförs på vägrenen. Dessutom finns högst upp på mitten av stativet visat två videokameror 9, av vilka den ena är visad riktad mot det ankommande trafikflödet och den andra från detsamma. På samma sätt Visas kameror i tre par av videokameror 10 riktade framåt respektive bakåt. Dessa 10 15 20 25 30 35 516 959 4 kameror är placerade ungefärligen vid mitten av respektive tre filer 3.

All denna utrustning är ansluten till en datorenhet 11 för styrning av densamma samt för bearbetning av upptagna data.

Denna anläggning är sedan i sin tur ansluten till ett centralnät för ytterligare kommunikation.

Arrangemangets huvudfunktioner och funktionsenheter framgår schematiskt av blockschemat i fig. 2. Med 12 betecknas därvid den utrustning, som man förutsätter att huvuddelen av fordonen 4 är försedda med.

En sådan utrustning förutsättes vara en transponder 13, vilken är inrättad att uppfånga mikrovågor och omvandla dem till en identifiering av fordonet, svarssignal innehållande en information för samt dessutom ett intelligent kort 14 för förmedling av data via transpondern, vilka data kan bestå av förutom identifieringsdata, betalningsför- hållanden (om debitering skall göras eller om förbetalning via ett betalkort gjorts). Övriga element i blockschemat avser den fasta utrustningen.

På stativet är därvid placerad sändar- och mottagarutrust- ningen 7, videokamerorna 8 och 9 samt de tre paren av videokameror 10 (endast ett par visas), vilka alla identifieras med dessa nummer även i blockschemat. Övriga element tillhör den nämnda utrustning med vilken utrustningen på stativet kommunicerar. Denna utrustning kan innefatta nämnda datorenhet 11 för kontroll av utrustningen samt en centralenhet 16. Utrustningen för kontroll av fordon, vilka ej är försedda med någon fordonsenhet 12-14 och för vilka finns behov av identifiering på annat sätt samt undersökning för efterdebitering innefattar kamerorna 9 och 10 samt tillhörande bildbehandlingsdator som kan ingå i enheten 11. Denna enhet är ansluten till videokamerorna 10 15 20 25 30 35 ø v n n nu n 516 959' 5 9 för registrering av läget och förflyttningen hos de skall särskilt. Till videokamerorna 10 är anslutna en enhet för styrning av fordon, som kontrolleras dessas exponering mot de fordon som skall kontrolleras särskilt, samt en enhet för insamling av' registrerade videobilder samt kompression och lagring av dessa. Dessa enheten 11 centralanläggningen 16 för efterarbetning i samband med bilder kan via en kommuniceras till eftersökning och efterdebitering av fordon, som passerat utan betalning. Slutligen finns en kommunikationsenhet 17 för kommunikation med den nämnda centralanläggningen för utbyte av trafikinformation m.m.

Fordonsutrustningens enhet 12 innefattar en apparat i en låda, vilken skall fastsättas exempelvis vid fordonets vindruta. Lådan innehåller en liten, inbyggd.transponderan- tenn, och samverkande elektronik, innefattande en säkerhetsmodul. Apparatlådan är dessutom försedd med ett teckenfönster och en summer.

Fordonsenheten möjliggör en dubbelriktad, mikrovågskommuni- kation med tullens transcievers 7, vilka utgör en del av den fasta.utrustningen. Dessutom är fordonsenheten anordnad att arbeta med ett förbetalat kort, smart card, vilket kan införas i apparatlådan för betalning av vägavgifterna.

Varje ägare av ett fordon inom området där vägavgifter tas upp förses med ett identifikationskort för fordonet, vilket innehåller alla fordonsdata, som är nödvändiga för det elektroniska tullsystemet.

Förbetalning innebär att en kund har betalat för en service eller en produkt före leveransen av serviceåtgärden eller produkten. Förare som använder ett smart card eller ett förbetalat konto avsett för vägavgifter har anslutit sig 10 15 20 25 30 35 1 o o » en u till förbetalnings-metoden. Denna metod representerar ett bekvämt betalningssätt för användaren.

Därvid avdrages automatiskt avgiften från resterande belopp på det förbetalade kortet när fordonet passerar genom en elektronisk tullstation. Tillskott i kortets tillgängliga betalningsvolym kan göras genom att "pengar" överföres vid en försäljningsstation.

Förbetalningskortet har samma storlek som ett kreditkort.

Det innefattar en integrerad krets med en mikroprocessor och en säkerhetsmodul. Säkerhetsmodulen är en sektion utformad att skydda de data, som lagrats i kortet. Till- verkaren av ett sådant smart card skall följa de högsta internationella säkerhetsreglerna vid produktionsprocessen och vid. konstruktion av' de integrerade kretsarna. Ett sådant smart card kan ej endast lagra olika slag av information inkluderande elektroniska pengar, utan även en lagrad säkerhetsinformation mot förlust, skada och stöld.

Föraren av fordonet för in sitt kort i fordonsenheten, som därvid visar kvarvarande belopp i teckenfönstret. Ett visst förutbestämt belopp överföres därefter automatiskt från kortet till säkerhetsmodulen, hos fordonsenheten. Nu. är fordonsenheten färdig för att säkert utföra en kodstyrd betalning till respektive tull.

Summern på fordonsenheten aktiveras när betalning har utförts som en bekräftelse till föraren att vägavgiften har betalats vid den elektroniska vägtullen.

Fordonsenheten inkluderar också ett unikt identifikations- nummer. Det är således helt möjligt att avgifter drages från ett konto kopplat till fordonsenhetens unika nummer.

Om så önskas kan fordonsenheten således helt fungera utan ett smart card under förutsättning att ett gällande 10 15 20 25 30 35 _...- u o a 1 1 Aon 1,. a 516 959 'iii ÜÛIÄUÜJ 7 identifikationsnummer har överförts till enheten och lagrats i säkerhetsmodulen.

Förare som har registrerat ett sådant unikt nummer för sin fordonsenhet kan alltid välja betala genom användning av ett förbetalt kort eller genom att dra avgiften från kontot som är anslutet till fordonsenheten. Det är viktigt att påpeka att det centrala systemet ej behöver informeras om betalningsmetoden, som har valts. Föraren kan helt bestämma vid varje tidpunkt hur han föredrar att betala. Om han önskar att betala med ett smart card inför han endast detta, som skall innehålla tillräckligt belopp i fordons- enheten. Om han föredrar att ej använda kortet införes det ej.

Det sätt för betalning, som är säkrast och fordrar minsta mängd datakommunikation är förbetalning genom ett be- talkort. Med nuvarande teknik är det dock ej möjligt att genomföra en debitering på betalkortet under den korta tid, som kommunikation mellan transpondern och vägtullens sändar-mottagarutrustning sker. Enligt en föredragen utföringsform överkommes detta problem genom att, när ett betalkort insättes i. fordonets kommunikationsutrustning laddas dess innehåll eller ett bestämt belopp in i ett direkt till transpondern anslutet minne vilket kan ingå i säkerhetsmodulen. Härigenom kan debiteringsmanövern ske under den korta tid, som är tillgänglig.

Förloppet blir således att då man för in kortet i fordon- sutrustningen flyttas ett bestämt belopp över från be- talkortet till transponderminnet, säkerhetsmodul. Under'an- vändning lämnas en varning i form av en ljus- eller ljudsignal när endast ett mindre förutbestämt belopp finns kvar inlagrat i minnet. När användaren avlägsnar kortet görs denne exempelvis genom en display uppmärksam på möjligheterna att inom en specificerad tidsrymd återmata 10 15 20 25 30 35 516 959 8 pengarna till betalkortet. Alternativ till ovan är att betaltransaktion mellan transponder och betalkort kan fullföljas efter passage av tullstationen. överträdelse beivras vid någon efterföljande betalstation.

Betalkortet kan vara utfört med en identifiering knuten till en viss person eller företag, så att i transpondermin- net inmatat belopp kan hållas reserverat om under en mellantid annan med ett eget betalkort använder fordonet.

Betalkortet kan vara utfört som ett intelligent kort (Smart Card) med minne och behandlingsenhet för andra uppgifter än som enbart betalkort.

Fordonsenheten kan även vara utförd så att i dess minne registreras information avseende ett antal av de sist använda betalkorten/intelligenta korten så att separat uppgift om transaktioner säkras för den händelse något kort skulle förkomma eller bli obrukbart. På motsvarande sätt kan intelligent kort innehålla information om identiteter hos tullstationer där debitering på kortet skett.

Den fasta utrustningen, tullsystemet är inrättat för kommunikation mellan fordonsutrustningen och utrustningen i vägtullen. Den senare innefattar vid sidan, av' andra komponenter antenner med kontrollerad räckvidd, ett detektorsystem för fordonen och videosystemet för uppfångning av fordon, som skall registreras särskilt samt inkluderar ett datorsystem.

Antennerna behövs för kommunikation med fordonsenheterna och uppmätning av dessas position. Videokontrollsystemet är nödvändigt för upptäckt av fordon utan fordonsenheter emedan dessa fordon är osynliga "för antennerna". Video- systemet är utfört att i video registrera varje fordon som ej har uppvisat en korrekt betalningsstatus eller har kört igenom tullstationen utan identifiering. Datorsystemet 10 15 20 25 30 35 516 959 9 tillförsäkrar processing av data i realtid inkluderande samverkan mellan de elektroniska enheterna och också kommunikation med centralanläggningen, dock ej alltid i realtid.

Antennerna med kort räckvidd är monterade på stativet 1 över vägbanan. De utsänder mikrovågor, som aktiverar fordonsenheten när denna kommer inom kommunikationszonen, således inom tullens verkningsområde. Den aktiverade fordonsenheten svarar genom utsändande av modulerade vågor, som uppfångas av antennerna. Fordon som är försedda med fordonsenhet med transponder detekteras således och fordonets position inmätes. Fordon som uppvisar korrekt betalning vid tillfället ifråga kan således indentifieras.

Vissa fordon kan emellertid helt sakna fordonsenhet medan andra ej har tillgång till tillräckliga betalningsmedel för tillfället ifråga antingen de nu skall tillgodoses genom ett smart card eller genom en kontoanknytning. De fordon, vilka ej har visat en korrekt transaktion skall videoavbildas innan de lämnar tullstationen.

Detta uppfångningssystem behövs för att förebygga att fordon utan att ha fullgjort en korrekt betalningsoperation lämnar tullstationen utan att bevis tillförsäkras, medelst vilka legitima sanktioner kan effektueras. Således blir varje fordon, som ej har fullgjort en korrekt betalning, i vägtullstationen registrerat medelst videokamerorna för uppfångning av identiteten. Bilden av det presumtiva regelbrytande fordonets registreringsnummerskylt lagras temporärt i komprímerad form i ett masslagringsminne i datorsystemet. Viss information såsom arten av regelbrott och tidpunkten när fordonet avbildades lagras tillsammans med bilden. Dessa data överföres vid en senare, lämplig tidpunkt som en större datamängd till centralanläggningen. 10 15 20 25 30 35 516 959 10 Som nämnts erfordrar uppfångningen av fordon, som passerar vägtullen utan att kunna identifieras för en korrekt betalningsmanöver, att man efter konstaterande av att ett skall videoavbildning av dess nummerskylt. sådant fordon passerat, identifiera det genom Detta gör det nöd- vändigt att man följer ifrågavarande fordon från den punkt vid vilken den ej godkända passagen konstaterats till den punkt där avbildning sker, så att någon sammanblandning av fordon med behörig och obehörig passage ej uppstår. Enligt en föredrag en utföringsform sker detta på följande sätt: 1. När ett fordon närmar sig vägtullen indikeras detta för "väckning" av apparaturen i vägtul- len. Detta sker med mikrovågor från sändar- mottagarenheterna 7. 2. Fordonets position mäts in mot fordonsenheten 12 med hjälp av sändar-mottagarutrustningen enhet har Fasläget hos signalen från 7, som i varje tre stycken mottagarelement. de olika elementen jämföres, varvid riktning och fordonets position kan beräknas. Denna positionsbestämning utgår från fordonskroppen som mätobjekt. 3. Betalningsoperationen utföres. Därvid. med- från tullen beloppet delas genom kommando ifrågavarande mikrovågsenhet 7 i samt tillhörande uppgifter såsom tid och tullens identitet, vilken signal uppfångas av trans- pondern och behandlas i fordonsenheten. Genom modulation av den från transpondern till mikrovågstranscievern i tullstationen åter- kastade signalen indikeras huruvida en kor- har rekt betalningsoperation kunnat ge- nomföras. 10 15 20 25 30 35 n o - . nu o p 516, 959 ll Videodekteringsutrustningen innefattande kamerorna 9 registrerar samtliga fordon på väg in under stativet 1. Dessa kameror arbe- tar därvid med hög kontrast och ger en tydlig kontur för samtliga fordon. Dessa konturbil- der databehandlas och på så sätt kan en initial position för de fordon, som upptages av kamerorna fastställas.

Positionsbestämningarna från mottagar-sändar- utrustningen för fordon med transponder data- behandlas tillsammans med positionsbestäm- ningarna med hjälp av videodekteringsutrust- ningen, således konturbilderna.

För de fordon, som identifieras med sin transponder registreras ytterligare om kor- rekta betalningsförhållanden föreligger. Som nämnts inledningsvis kan betalning ske på olika sätt, exempelvis genom avräkning från ett betalkort i fordonet via transpondern eller annan mottagar-sändarutrustning eller genom debitering till överenskommet konto.

Genom nämnda åtgärder föreligger nu en klass- ning av fordonen i tre huvudklasser: - Fordon försedda med transponder för vilka en korrekt betalningsmanöver kan genom- föras; - Fordon med transponder men för vilka godtagbara betalningsförhållanden ej föreligger; samt - Fordon utan transponder, vilka således ej kan identifieras av vägtullens sändar- mottagarutrustning. 10 15 20 25 30 u o n u u» 516 959 12 Vad det gäller den första klassen kan dessa fordon passera utan vidare åtgärder och det finns ej något intresse för att ytterligare konstatera någon identitet utöver den som framgår av transpondern. Fordon av den andra klassen kan i och för sig identifieras genom transpondern, så att en efterdebitering kan ske om något godtagbart betalningsförhållande momentant ej föreligger, exempelvis genom att betalkort ej har erforderliga medel kvarstå- ende eller upprättat konto är spärrat. För fordon av den tredje klassen måste dock identifiering ske genom avbildning av regi- streringsnumret. Även fordon av den andra klassen kan behandlas på detta sätt som alternativ till identifiering via den före- kommande transpondern.

De fordon vars nummerskylt skall identifieras genom avbildning medelst kamerorna 10 skall nu följas till den position där detta skall ske och vilken befinner sig något efter den position där den initiala konturavbildningen medelst kamerorna 9 skedde. Denna positions- följning sker genom databearbetning av den initiala konturuppteckningens förflyttning inom. video-konturkamerornas 9 avbildnings- fält. Detta innebär, att för varje konturlin- je måste en algoritm bildas, vilken represen- terar fordonets identitet. Inom databehand- ling kan denna algoritmens förflyttning inom bildfältet följas för successiva nya posi- tionsangivelser. 10 15 20 25 30 35 100 516 959 13 När respektive fordon nått den plats, som förutbestämts för avbildning av registre- ringsnummerskylten, eventuellt både främre och bakre skylten, sker detta genom expone- ring medelst kamerorna 10.

Avbildningar, som erhålles genom inlagring av den av kameran i exponeringsläget registrera- de bilden, exempelvis i en videobandspelare, eller kopplas nu samman med den identifikation, som erhålles med hjälp av den i exponeringsögonblicket momentana positionen för den algoritm som producerats i videodekteringskamerorna 9 bildfält. Således måste utföras en gemensam databehandling av erhålles i videokamerorna 10 genom avbildningen och den registrering, vilken dessa kamerors respektive placering, och den positionsbestämning, som erhålles genom vi- deodekteringskamerorna 9. Härigenom säker- ställes att det verkligen är ett fordon, som initialt obehörigen passerat tullen, vars nummerskylt avbildas. Härigenom kan undvikas att fordon som behörigen kunnat passera vägtullen, ej utsättes för eftersökning och efterdebitering genom sammanblandning med obehörigen passerande fordon på grund av ompositioneringar under sträckan mellan den initiala registreringen och videoavbildning- en.

För att säkerställa att en för databearbetningen detekterbar kontur för respektive fordon kan regi- streras av videodetekteringskamerorna kan särskilda arrangemang vara till hjälp. Således kan användas 10 15 20 25 u n v ø nu o 516 959 14 belysning, företrädesvis med IR-ljus ur lämpliga vinklar. Under vissa förutsättningar kan det vara lämpligt med understödjande sensorer såsom magnet- slingor, akustiska eller optiska anordningar.

Det kan vara lämpligt att förse vägbanan med en beläggning, som underlättar konturbestämningen, såsom ett vitt fält eller ett rutnät av linjer. Ett alter- nativ är även att åstadkomma rutnät under eller kring fordonen med hjälp av ett antal laserljuskällor.

Man kan förutsätta att för fordon av olika slag gäller olika avgifter såsom högre avgift för last- fordon än för personbilar. Det är därvid lämpligt att' i transpondern finns inmatad uppgift om avgiftsklass, så att rätt debitering kan ske. För att motverka att någon meddelar inkorrekt avgiftsklass eller felaktiga andra uppgifter via transpondern kan det vara lämp- ligt med stickprovskontroller där fordonets utformning jämförs med uppgifterna genom transpondern.

Detta görs lämpligen medelst videodekteringsutrust- ningen och denna är därvid inrättad att kunna be- stämma data för fordonets höjd, bredd och längd m.m.

Claims (2)

10 15 20 25 30 35 a” fsfss g _ - 15 Patentkrav

1. Förfarande för registrering av fordon i en vägtull vid en avsedd debiteringsoperation, vilken vägtull är försedd med databehandlings- och registreringsut- rustning (11,l6) samt radiosändare- och mottagarenheter (7) företrädesvis för mikrovågor, vilka är anordnade att kommunicera med vid fordon (4) anbragta fordonsenheter (12). företrädesvis i form av en transponder, vilket detekteras m; en anordnade med radiosåndare-mottagare-utrustning varvid efter inträde av ett fordon (4) i tullen, medelst aktivering av tullens radioutrustning genomföres medelst sagda radioutrustning kommunikation mellan vägtullen och fordonet innefattande kontroll (4) försett med fordonsenhet (12) och om denna är i funktion för genom- av om fordonet är en förande av en korrekt debiteringsoperation samt resul- terande i aktivering i vägtullen av antingen godkännande av fordonets passage eller av en kontrolloperation avseende fordon, som registrerats ej kunna genomföra en korrekt betalningsoperation, k ä n n e t e c k n a t d ä r- a v, att vid fordonets (4) inträde i tullen detekteras dess momentana position dels genom inmätning medelst radio-sändar-mottagare-enheten (7),företrädesvis genom (12) . medelst positionsbestämning med hjälp av videokameror mätning mot fordonets fordonsenhet och dels (9) med tillhörande bildbehandlingsutrustning, vilka och att därefter fordonet följes medelst en bildbehandlingsprocess i resultat korreleras till varandra, sagda utrustning under genomförandet av sagda kommu- nikation till ett läge, för registrerats ej kunna genomföra en korrekt betalnings- i vilket kontrolloperationen aktiveras fordon som under kommunikationen operation, vilken aktivering sker genom registrering OOIQIU 0 IIIOIO 10 15 20 25 30 35 516 959 16 av' en. avbildning, företrädesvis av fordonets registre- (10), så att sagda kommunikation, i förekommande fall inklusive ringsskylt, medelst härför anordnade videokameror betalningsoperationen, och kontrolloperationen kan genom- föras utan stopp eller insaktande av fordonen och utan krav på innehållande av en bestämd körbana.

2. Anordning för registrering av fordon i en vägtull för genomförande av förfarandet enligt patentkrav 1, vilken vägtull är försedd med databehandlings- och registre- ringsutrustning samt radiosändare- mottagarutrustning (7) företrädesvis för mikrovágor, vilken är anordnad att kom- municera med vid fordon (4) anbragta fordonsenheter (12), anordnade med radiosändare-mottagare-utrustning företrä- desvis i form av en transponder, och att därvid medelst sagda radioutrustning genomföra en kommunikation mellan vägtullen och fordonet innefattande kontroll av om fordo- net (4) är försett med en fordonsenhet (12) och om denna är i funktion för genomförande av en korrekt debiterings- operation, samt inrättad att aktivera en kontrollopera- tion avseende fordon, som registrerats ej kunna genomföra en korrekt betalningsoperation, k ä n n e t e c k n a d att vägtullens radioutrustning (7) är anordnad inträde i tullen detektera dess d ä r a v, att vid ett fordons (4) momentana position, och att vägtullen är försedd dels med videokameror (9) med tillhörande bildbehandlingsutrust- ning och anordnade att medelst en bildbehandlingsprocess följa fordon från dessas inträde i tullen i korrelation till positionsbestämningen. vid inträdet medelst radio- utrustningen och åtminstone under den tid som sagda kom- (10) företrädesvis munikation genomföres, och dels med videokameror avbildning av fordonen, varvid vägtullens databehand- lings- (ll,16) att registrera sagda avbildning vid aktivering av kon- anordnade för dessas registreringsskylt, och registreringsutrustning är anordnad trolloperationen.