WO1994022112A1 - Einrichtung für ein nutzungsabrechnungssystem - Google Patents

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WO1994022112A1
WO1994022112A1 PCT/DE1994/000276 DE9400276W WO9422112A1 WO 1994022112 A1 WO1994022112 A1 WO 1994022112A1 DE 9400276 W DE9400276 W DE 9400276W WO 9422112 A1 WO9422112 A1 WO 9422112A1
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Andreas Widl
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Mannesmann Ag
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    • G07—CHECKING-DEVICES
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    • G07B15/00—Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
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    • G07B15/06—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems
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    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
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    • 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
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    • G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols

Definitions

  • the invention relates to a device for identifying
  • Routes covered by a moving object e.g. car, motorcycle, truck, bus, ship, train, plane, person, general cargo
  • a route network e.g. floodway network, waterway network, railway network
  • geographical zones e.g.
  • Inner city areas, airspace zones, nature park zones) that are entered by the property for a usage billing system Inner city areas, airspace zones, nature park zones
  • Billing stations similar to border stations are customary for billing fees for the use of bridges or tunnels, at which the respective fee is charged by staff or coin-operated payment machines.
  • a system is used for charging for sections of the outdoor railway, in which a toll-free to a toll-free at the entry point of the motorway and at the crossing point
  • a toll section of the toll highway section is drawn by the driver on which the entry point is machine-readable.
  • the total route used can then be determined on the basis of this ticket and the the respective user fee will be calculated and collected.
  • Highway toll applied which is based on a
  • RF transponder systems are based on special mechanical ones
  • Devices for the detection and identification of individual vehicles on the respective toll routes or corresponding defined geographical zones such as an inner city area in which car traffic is to be reduced.
  • the transponder technology has been known in the field of military air traffic for years, in order to be able to distinguish hostile from friendly objects.
  • the principle here is that an object to be identified is from a control point (e.g. a ground station, a ship or a
  • Aircraft is "sparked" (e.g. by means of radar) and then automatically sends a suitable detection signal to the respective control point, transmitted to e.g.
  • a motorway toll billing system means that appropriate machine control points must be created along the toll road network at certain points (in particular entrances and exits) in order to enable the complete recording of the data necessary for usage billing. Such a system therefore requires considerable effort for the
  • the object of the invention is to provide a device of the beginning
  • Highway toll charging system described in more detail.
  • the only figure shows a section of a 5-way network with a motorway.
  • the system according to the invention is formed from three main functional blocks, namely:
  • a mobile storage medium as a billing data carrier.
  • the position detection system has a system for receiving
  • the position detection information is received wirelessly by a system installed independently of the motorway network. In many cases, this system already exists or can be set up for the task of sending out corresponding information with comparatively little effort. Examples of this are existing satellite navigation systems (e.g. GPS, Glonass) or radio direction finding systems based on existing ones
  • Radio telephone networks e.g. C, D, E network
  • Position determination can take place.
  • a correction signal for example for the differential GP5-5 system. This compensates for errors such as satellite orbital errors, clock errors and signal propagation errors, and a location resolution of less than 10 m is possible.
  • a correction signal could, for example, be transmitted via radio (eg RDS) or via a GSM radio telephone network.
  • a sensor for Determination of the route for example, by the rotation of the rear wheels
  • a magnetic field probe can be provided, which allow an exact location based on a digitized road network, if the vehicle position via an internal vehicle before the start of each journey
  • a “dead reckoning 5 sensor” e.g. in the form of a magnetic field probe
  • a “dead reckoning 5 sensor” e.g. in the form of a magnetic field probe
  • the vehicle-internal accounting system initially contains a second storage device for permanent storage of predetermined ones
  • Computing unit available, which works as a comparison device and constantly at short intervals (e.g. once or twice every 5 seconds) the current vehicle position with the stored position data
  • the computing device identifies the motorway section that can be assigned to this identification point and is currently being driven on. This is explained in more detail below.
  • Computing device booked on a mobile storage medium is to be understood as a device that can be carried by the driver of the vehicle and, in use, via a read / write device with the information technology
  • This is preferably mobile Storage medium designed as a magnetic stripe or chip memory card.
  • programmable memory modules such as PAL, FPLA or FPLS modules.
  • the computing device additionally takes on the task of calculating the coordinates of the respective vehicle position from this information.
  • the second storage device with the position data of the identification points can be physically integrated into the first storage device.
  • the principle of usage billing can be illustrated on the basis of the section of a route network shown in the figure which, in addition to a toll highway 1, also has toll-free roads 4, 5, 6 which cross the highway 1.
  • the entrances / exits 2a and 2b of the Autobahn 1 are marked with squares. The geographical positions of these marked places are as
  • Identification points are stored in the second storage device. If the computing device now recognizes a current vehicle position which corresponds to the position of the square 2a or 2b (with a predetermined accuracy), this can mean that the vehicle is on a toll section of the motorway. However, it could also be that only a crossing of Autobahn 1 takes place on toll-free road 4 or 5. The passing of a second square later does not allow a clear statement in this regard. For example, square 2b can also be reached from square 2a via streets 4 and 5, in the same way as via freeway 1. For this reason it is provided that between two immediately adjacent entrances / exits of freeway 1 in each case at least one further identification point 3a, 3b (marked by a circle) lying on the freeway 1 is predetermined and stored.
  • Permissions can be realized. For example, it is possible to issue special motorway toll cards for the use of certain regions or for certain routes (eg transit highways). If different fee rates are to be used for different vehicle types (cars, motorcycles, buses, trucks), this can also be easily taken into account using appropriately different and different tariffs for motorway toll cards.
  • the vehicle-internal components of the device according to the invention which are preferably designed as a compact mobile booking device, can, for example, also be physically integrated in a car radio, in a terminal of a traffic management system or in a mobile radio device and thus be permanently installed in a vehicle.
  • Mobile devices are particularly suitable for billing foreign vehicles that do not have appropriate facilities.
  • booking devices can also be issued on loan for a corresponding fee.
  • the function of the booking device is preferably activated by inserting the motorway use card into a corresponding read / write device. When the vehicle is at a standstill, it can be provided that the device is automatically switched off in order to automatically reactivate it when the journey continues.
  • In-vehicle display devices are advantageous which alert the driver to entering a vehicle
  • the device according to the invention allows a very differentiated usage billing, in which the intensity of use (e.g. recording the length of stay in a
  • chargeable zone can be taken into account.
  • special input options for corresponding parameters can be provided.
  • a sensible variant would be, for example, to apply lower tariffs for individual sections or the entire motorway network in low-traffic times (e.g. seasonally or at night), in order to relieve the busy periods by relocating traffic accordingly.
  • an external signaling device e.g. RF transmitter, RF transmitter, laser diode for infrared signal, etc.
  • RF transmitter e.g. RF transmitter, RF transmitter, laser diode for infrared signal, etc.
  • Register vehicles that do not have a fee registration system or that do not operate the installed system properly, i.e. do not pay the fee due.
  • an externally acting signal device e.g. a colored one
  • Indicator light can be used, which is automatically activated if the journey within the
  • a radio signal which enables the vehicle to be identified, is sent to a monitoring station.
  • the extent of unauthorized continued use of the motorway can be recorded on the mobile memory module for the purpose of local traffic control in such cases.
  • a major advantage of the solution according to the invention is that it does not require, or at least not to a considerable extent, a new infrastructure, but rather the use of facilities enables that are already available anyway, i.e. installed regardless of the respective area subject to usage billing.
  • Another important advantage can be seen in the fact that the determination and billing of fee-based uses takes place autonomously in the vehicle itself and is therefore advantageous in terms of data protection
  • the use of the device according to the invention is by no means restricted to road traffic, but can be transferred to a large number of other applications.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Identifizierung von Wegstrecken, die von einem bewegten Objekt innerhalb eines Wegstreckennetzes zurückgelegt werden, oder von festgelegten geographischen Zonen, die vom Objekt betreten werden, für ein Nutzungsabrechnungssystem. Um eine möglichst universell einsetzbare Abrechnungseinrichtung zu schaffen, die wenig infrastrukturellen Aufwand erfordert, wird vorgeschlagen, daß ein unabhängig installiertes System zur drahtlosen Übermittlung von Informationen zur Erkennung der aktuellen geographischen Position des Objektes vorgesehen ist, daß das bewegte Objekt ein Empfangssystem für die drahtlos übermittelten Informationen sowie eine Speichereinrichtung zur temporären Speicherung von Daten mitführt, daß im Objekt eine zweite Speichereinrichtung zur permanenten Speicherung vorgegebener Daten vorgesehen ist, daß das Objekt ferner eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich dieser Daten mitführt, daß eine vom Objekt mitgeführte Identifikationseinrichtung zur Identifizierung der jeweils zurückgelegten Wegstrecke vorgesehen ist und daß ein mobiles, mit der Identifikationseinrichtung informationstechnisch verbindbares Speichermodul vorgesehen ist.

Description

"Einrichtung für ein Nutzungsabrechnungssystem"
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Identifizierung von
Wegstrecken, die von einem bewegten Objekt (z.B. PKW, Motorrad, LKW, Bus, Schiff, Eisenbahnzug, Flugzeug, Person, Stückgut) innerhalb eines Wegstreckennetzes (z.B. flutobahnnetz, WasserstraBennetz, Eisenbahnnetz) zurückgelegt werden, oder von geographischen Zonen (z.B.
Innenstadtbereiche, Luftraumzonen, Naturparkzonen), die vom Objekt betreten werden, für ein Nutzungsabrechnungssystem.
Zur Abrechnung von Gebühren für die Nutzung von Brücken oder Tunneln sind grenzstationsähnliche Obrechnungsstationen üblich, an denen durch Personal oder Münzzahlungsautomaten die jeweilige Gebühr erhoben wird. Zur Gebührenabrechnung von Outobahnabschnitten wird in Frankreich und Italien ein System benutzt, bei dem an der Einfahrstelle der Autobahn und an der Übergangsstelle von einem gebührenfreien zu einem
gebührenpflichtigen Autobahnabschnitt jeweils vom Fahrzeugführer ein Ticket gezogen wird, auf dem die Einfahrstelle maschinell lesbar vermerkt ist. An der Ausfahrstelle oder an der Übergangsstelle von einem gebührenpflichtigen zu einem gebührenfreien Autobahnabschnitt kann dann anhand dieses Tickets die benutzte Gesamtstrecke ermittelt und die jeweilige Benutzungsgebühr berechnet und kassiert werden. Dieses System gestattet zwar eine sichere Abrechnung, setzt aber den Einsatz nicht nur erheblicher Investitionsmittel zur Schaffung der erforderlichen
Infrastruktur, insbesondere für den Bau von Abrechnungsstationen mit Ticketautomaten, Schranken und Lichtanlagen usw. voraus, sondern erfordert auch einen erheblichen Personalaufwand für den Tag- und Nachtbetrieb der Obrechnungsstationen. Hinzu kommt der große Nachteil, daß der Verkehrsfluß insbesondere zu Verkehrsspitzenzeiten durch die Obrechnungstätigkeiten stark beeinträchtigt wird.
Um diesen Aufwand nicht treiben zu müssen, wird in der Schweiz seit mehreren Jahren ein anderes System zur Eintreibung von
Autobahnbenutzungsgebühren angewendet, das auf der Basis einer
pauschalen Bezahlung für einen festgelegten Zeitraum arbeitet. Gegen Entrichtung der Pauschalgebühr erhält der Fahrzeugführer eine Vignette, die sichtbar im Fahrzeug anzubringen ist und die Berechtigung zum
Befahren der Autobahn nach außen erkennbar und somit kontrollierbar dokumentiert. Dieses System erfordert keine wesentlichen
Infrastrukturaufwendungen, da auf ohnehin vorhandene Einrichtungen beim Verkauf der Vignetten (z.B. Postämter, Grenzstationen) und der Kontrolle (z.B. Autobahngrenzübergänge, Polizeistreifen) zurückgegriffen werden kann. Damit ist aber keine Abrechnung möglich, die dem tatsächlichen Umfang der Benutzung entspricht, so daß das Verursacherprinzip bei der Kostenzurechnung nur unzureichend berücksichtigt wird.
Es sind auch bereits Systeme vorgeschlagen worden, die eine individuelle Abrechnung nach dem tatsächlichen Nutzungsumfang gestatten. Sie setzen aber die Schaffung einer geeigneten lokalen Infrastruktur voraus, da sie beispielsweise auf Infrarot-Systemen oder sogenannten HF- oder
RF-Transpondersystemen basieren, also auf speziellen maschinellen
Einrichtungen zur Erkennung und Identifizierung einzelner Fahrzeuge auf den jeweiligen gebührenpflichtigen Wegstrecken oder entsprechenden festgelegten geographischen Zonen wie etwa eines Innenstadtbereichs, in dem der Autoverkehr gedrosselt werden soll. Die Transpondertechnik ist aus dem Bereich des militärischen Flugverkehrs seit Jahren bekannt, um bei fliegenden Objekten feindliche von freundlichen unterscheiden zu können. Das Prinzip dabei ist, daß ein zu identifizierendes Objekt von einer Kontrollstelle (z.B. eine Bodenstation, ein Schiff oder ein
Flugzeug) "angefunkt" wird (z.B. mittels Radar) und dann automatisch ein geeignetes Erkennungssignal an die jeweilige Kontrollstelle sendet, übertragen auf z.B. ein Autobahngebührenabrechnungssystem bedeutet dies, daß entlang des gebührenpflichtigen Autobahnstreckennetzes an bestimmten Stellen (insbesondere Ein- und Ausfahrten) entsprechende maschinelle Kontrollstellen geschaffen werden müssen, um eine lückenlose Erfassung der zur Nutzungsabrechnung notwendigen Daten zu ermöglichen. Somit erfordert ein derartiges System einen erheblichen Aufwand für die
Einrichtung einer flächendeckenden speziellen Infrastruktur.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs
geschilderten Art vorzuschlagen, die nicht nur zur Abrechnung von
Autobahngebühren, sondern auch für die Erfassung anderer Nutzungen definierter Gebiete (Strecken, Flächen, Räume) durch bewegte Objekte geeignet ist und vergleichsweise weniger infrastruktureller Aufwand erfordert.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 23 angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung am Beispiel eines
Autobahnbenutzungsgebührenabrechnungssystems näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt aus einem 5traßennetz mit Autobahn. Das erfindungsgemäße System wird aus drei Funktionshauptblöcken gebildet, nämlich aus:
- einem fahrzeuginternen Positionserfassungssystem,
- einem fahrzeuginternen Abrechnungssystem und
- einem mobilen Speichermedium als Abrechnungsdatenträger.
Das Positionserfassungssystem weist ein System zum Empfang von
Informationen zur Erkennung der aktuellen geographischen Position des Fahrzeugs und eine erste Speichereinrichtung zur temporären Speicherung der aktuellen Position auf. Die Informationen zur Positionserkennung werden auf drahtlosem Wege von einem unabhängig vom Autobahnnetz installierten System empfangen. Dieses System ist vielfach ohnehin bereits vorhanden oder kann mit vergleichsweise wenig Aufwand auf die Aufgabe zur Aussendung entsprechender Informationen eingerichtet werden. Beispiele hierfür sind vorhandene Satellitennavigationssysteme (z.B. GPS, Glonass) oder Funkpeilsysteme auf der Basis vorhandener
Funktelefonnetze (z.B. C-, D-, E-Netz), wobei aufgrund unterschiedlicher Signallaufzeiten zu benachbarten Bodenstationen eine sehr genaue
Positionsbestimmung erfolgen kann. Bei Satellitennavigationssystemen kann es zur Erhöhung der Genauigkeit der Positionsermittlung zweckmäßig sein, eine Empfangsmöglichkeit für ein Korrektursignal vorzusehen (z.B. für das Differential-GP5-5ystem). Dadurch werden Fehlereinf lüsse wie etwa Satellitenbahnfehler, Uhrenfehler und Signalausbreitungsfehler kompensiert und eine Ortsauf Lösung auf unter 10 m möglich. Ein solches Korrektursignal könnte beispielsweise über den Rundfunk (z.B. RDS) oder über ein GSM-Funktelefonnetz ausgesendet werden. Es sind auch Systeme möglich, die die Fahrzeugposition aus Funkkontakt und aus im Fahrzeug installierter Sensorik ermitteln. Beispielsweise können ein Sensor zur Ermittlung des Fahrweges (z.B. über die Umdrehung der Hinterräder) und eine Magnetfeldsonde vorgesehen sein, die eine genaue Ortsbestimmung anhand eines digitalisierten Straßennetzes ermöglichen, wenn jeweils vor Fahrtbeginn die Fahrzeugposition über eine fahrzeuginterne
Kommunikationseinrichtung eingeholt wird. Um bei einem kurzzeitigen Ausfall eines Positionserfassungssystem (z.B. durch Abschirmeffekte oder durch ungünstige Sateltitenstellung) eine kontinuierliche Fortschreibung der Positionsdaten zu ermöglichen, kann ein "Dead-Reckoning-5ensor" (z.B. in Form einer Magnetfeldsonde) vorgesehen sein, der vom Fahrzeug mitgeführt wird.
Das fahrzeuginterne Abrechnungssystem beinhaltet zunächst eine zweite Speichereinrichtung zur permanenten Speicherung vorgegebener
geographischer Positionen (Identifizierungspunkte), die eine eindeutige Charakterisierung der einzelnen Wegstrecken des Wegstreckennetzes und/oder der festgelegten Zonen erlauben. Weiterhin ist eine
Recheneinheit vorhanden, die als Vergleichseinrichtung arbeitet und ständig in kurzen Abständen (z.B. jede 5ekunde ein- oder zweimal) die aktuelle Fahrzeugposition mit den gespeicherten Positionsdaten
(Koordinaten) der Identifizierungspunkte vergleicht. Wenn sich eine hinreichend genaue Übereinstimmung der Positionsdaten ergibt,
identifiziert die Recheneinrichtung die zu diesem Identifikationspunkt zuordbare Autobahnteilstrecke, die gerade befahren wird. Dies wird weiter unten noch näher erläutert.
Die Benutzung identifizierter Autobahnteilstrecken wird von der
Recheneinrichtung auf einem mobilen Speichermedium verbucht. Unter einem solchen mobilen Speichermedium ist eine Einrichtung zu verstehen, die vom Fahrer des Fahrzeugs mitgeführt werden kann und im Benutzungsfall über eine Lese/Schreib-Einrichtung informationstechnisch mit der
Recheneinrichtung verbindbar ist. Vorzugsweise ist dieses mobile Speichermedium als Magnetstreifen- oder Chip-Speicherkarte ausgebildet. Aber auch andere Medien sind denkbar, beispielsweise programmierbare Speicherbausteine wie PAL-, FPLA- oder FPLS-Bausteine.
Für den Fall, daß die vom Positionserfassungssystem extern empfangenen Informationen noch keine Positionsdaten im engeren Sinne sind, übernimmt die Recheneinrichtung zusätzlich die Aufgabe, aus diesen Informationen die Koordinaten der jeweiligen Fahrzeugposition zu errechnen. Die zweite Speichereinrichtung mit den Positionsdaten der Identifikationspunkte kann körperlich in die erste Speichereinrichtung integriert sein.
Vorteilhaft kann es aber auch sein, die zweite Speichereinrichtung in das mobile Speichermodul zu integrieren.
Das Prinzip der Nutzungsabrechnung kann anhand des in der Figur dargestellten Ausschnitts eines Streckennetzes verdeutlicht werden, das neben einer gebührenpflichtigen Autobahn 1 auch gebührenfreie Straßen 4, 5, 6 aufweist, die die Autobahn 1 kreuzen. Die Ein/Ausfahrten 2a und 2b der Autobahn 1 sind mit Quadraten gekennzeichnet. Die geographischen Positionen dieser gekennzeichneten Stellen sind als
Identifikationspunkte in der zweiten Speichereinrichtung gespeichert. Wenn nun von der Recheneinrichtung eine aktuelle Fahrzeugposition erkannt wird, die mit der Position des Quadrats 2a oder 2b (mit vorgegebener Genauigkeit) übereinstimmt, dann kann dies bedeuten, daß sich das Fahrzeug auf einem gebührenpflichtigen Autobahnabschnitt befindet. Es könnte aber auch sein, daß lediglich eine überquerung der Autobahn 1 auf der gebührenfreien Straße 4 bzw. 5 stattfindet. Auch das spätere Passieren eines zweiten Quadrats läßt in dieser Hinsicht noch keine eindeutige Aussage zu. So kann man beispielsweise vom Quadrat 2a über die Straßen 4 und 5 auch zu dem Quadrat 2b gelangen, also ebenso wie über die Autobahn 1. Aus diesem Grunde ist vorgesehen, daß zwischen zwei unmittelbar benachbarten Ein/Ausfahrten der Autobahn 1 jeweils mindestens ein weiterer (durch einen Kreis markierter) auf der Autobahn 1 liegender Identifikationspunkt 3a, 3b vorgegeben und gespeichert ist. Dieser weitere Identifikationspunkt ermöglicht, wenn er nach einer identifizierten Ein/Ausfahrtstelle passiert wird, eine völlig eindeutige Aussage darüber, welches Autσbahnteilstück gerade benutzt wird, so daß eine entsprechende Verbuchung zur Kostenabrechnung auf dem mobilen Speichermedium erfolgen kann. Um das Autobahnstreckennetz mit allen Streckenabschnitten vollständig zu charakterisieren, sind auch
Autobahnkreuze und Autobahndreiecke als Identifikationspunkte mit ihren Positionskoordinaten erfaßt.
Im Prinzip wäre es möglich, die effektive Abrechnung der
Nutzungsgebühren beispielsweise monatlich anhand der jeweils
aufgezeichneten Benutzungen an Gebühreneinzahlungsstellen vorzunehmen. Wesentlich vorteilhafter ist es jedoch, das mobile Speichermedium ähnlich wie eine Telefonkarte zu handhaben. Das bedeutet, daß eine solche "Autobahngebührenkarte" vom Benutzer gekauft wird und er hierdurch im voraus bereits die Berechtigung zur Autobahnbenutzung in einem festgelegten Umfang (Benutzungsguthaben) erwirbt. Im Falle der tatsächlichen Benutzung der Autobahn wird dann sukzessive die Gebühr für jede befahrene Teilstrecke von dem aktuellen Benutzungsguthaben abgebucht.
Wenn neben den Identifikationspunkten des Autobahnstreckennetzes auch die Nutzungstarif e auf dem mobi len Speichermedium abgel egt sind , hat dies den großen Vorteil, daß dann auf einfache Weise gestufte
Nutzungsberechtigungen realisiert werden können. Beispielsweise ist es möglich, spezielle Autobahngebührenkarten für die Benutzung bestimmter Regionen oder für bestimmte Streckenverläufe (z.B. Transitautobahnen) auszugeben. Soweit für unterschiedliche Fahrzeugtypen (PKW, Motorrad, Bus, LKW) unterschiedliche Gebührensätze zur Anwendung kommen sollen, kann auch dies problemlos durch entsprechend unterschiedlich gestaltete und mit anderen Tarifen versehene Autobahngebührenkarten berücksichtigt werden.
Die fahrzeuginternen Komponenten der erfindungsgemäßen Einrichtung, die vorzugsweise aLs kompaktes mobiles Verbuchungsgerät gestaltet sind, können beispielsweise auch körperlich in ein Autoradio, in ein Terminal eines Verkehrsleitsystems oder in ein Mobilfunkgerät integriert sein und somit fest in ein Fahrzeug eingebaut sein. Mobile Geräte bieten sich insbesondere für die Gebührenabrechnung von ausländischen Fahrzeugen an, die keine entsprechenden Einrichtungen aufweisen. An Grenzstationen können dann neben Autobahnbenutzungskarten auch Verbuchungsgeräte leihweise gegen entsprechendes Entgelt ausgegeben werden. Die Funktion des Verbuchungsgerätes wird vorzugsweise dadurch aktiviert, daß die Autobahnbenutzungskarte in eine entsprechende Lese/Schreib-Einrichtung eingeführt wird. Bei Stillstand des Fahrzeugs kann vorgesehen sein, daß das Gerät automatisch abgeschaltet wird, um es bei Fortsetzung der Fahrt automatisch wieder zu aktivieren. Vorteilhaft sind fahrzeuginterne Anzeigeeinrichtungen, die den Fahrer auf das Einfahren in eine
gebührenpflichtige Zone aufmerksam machen und darüber hinaus rechtzeitig (ähnLich einer Tankanzeige) deutliche Hinweise auf die bevorstehende Erschöpfung des Benutzungsguthabens geben. Zweckmäßig ist eine laufende Anzeige des aktuellen Benutzungsguthabens. Vorzugsweise sind entlang der Autobahnteilstrecken (z.B. an Raststätten, Tankstellen, Parkplätzen) Stationen vorgesehen, an denen ein Auffüllen des Benutzungsguthabens gegen entsprechendes Entgelt oder der Kauf einer neuen
Autobahnbenutzungskarte erfolgen kann.
Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet im Bedarfsfall eine sehr differenzierte Nutzungsabrechnung, bei der auch die Intensität der Nutzung (z.B. Erfassung der Aufenthaltsdauer in einer
gebührenpflichtigen Zone) berücksichtigt werden kann. Zu diesem Zweck können spezielle Eingabemöglichkeiten für entsprechende Parameter vorgesehen sein. Eine sinnvolle Variante wäre beispielsweise, in verkehrsarmen Zeiten (z.B. saisonabhängig oder nachts) niedrigere Tarife für einzelne Teilstrecken oder das gesamte Autobahnnetz anzuwenden, um durch entsprechende Verkehrsverlagerungen eine Entlastung der stark belasteten Zeiten zu erzielen.
Um eine unberechtigte Benutzung gebührenpflichtiger Streckenabschnitte oder Zonen zu vermeiden und entsprechenden Mißbrauch verfolgbar zu machen, ist eine nach außen wirkende Signaleinrichtung (z.B. HF-Sender, RF-Sender, Laserdiode für Infrarotsignal usw.) zweckmäßig, die bei ordnungsgemäßem Abrechnungsverfahren und folglich rechtmäßiger
Straßenbenutzung arbeitet und ein "In-Ordnung"-Signal sendet. Extern angeordnete Empfangsstationen (z.B. in Kontrollfahrzeugen installiert, die an Autobahnausfahrten eingesetzt werden) können dadurch die
Fahrzeuge erfassen, die kein Gebührenerfassungssystem mitführen oder die ihr installiertes System nicht ordnungsgemäß betreiben, also die fällige Gebühr nicht entrichten. Alternativ oder ergänzend kann auch eine nach außen wirkende Signaleinrichtung (z.B. eine farbige
Kontrolleuchte) verwendet werden, die automatisch aktiviert wird, wenn nach Verbrauch des Benutzungsguthabens die Fahrt innerhalb des
gebührenpflichtigen Bereichs fortgesetzt wird. Es kann auch vorgesehen sein, in derartigen Fällen ein Funksignal, das eine Identifizierung des Fahrzeugs ermöglicht, an eine Überwachungsstation zu senden. Der Umfang der unzulässigen Weiterbenutzung der Autobahn kann auf dem mobilen Speichermodul für Zwecke der lokalen Verkehrskontrolle in solchen Fällen aufgezeichnet werden.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist es, daß sie keine oder zumindest nicht in erheblichem Umfang eine Neueinrichtung von Infrastruktur erfordert, sondern die Nutzung von Einrichtungen ermöglicht, die ohnehin bereits vorhanden, also unabhängig von dem der Nutzungsabrechnung unterliegenden jeweiligen Gebiet installiert sind. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist darin zu sehen, daß die Feststellung und Abrechnung gebührenpflichtiger Nutzungen autonom im Fahrzeug selbst stattfindet und somit hinsichtlich des Datenschutzes günstige
Bedingungen vorliegen, die eine unerwünschte Überwachung des
Fahrverhaltens ausschließen. Es ist vorgesehen, daß keine Informationen gespeichert bleiben, die eine Identifizierung der vom jeweiligen
Fahrzeug zurückgelegten Gesamtstrecke innerhalb des gebührenpflichtigen Bereichs ermöglichen würden. Die zwischengespeicherten Informationen über durchfahrene Teilstrecken werden nach erfolgter Abbuchung der Nutzungsgebühr vom Benutzungsguthaben gelöscht. Neu im Speicher abgelegt werden jeweils die Koordinaten des zuletzt vom Fahrzeug passierten Identifikationspunktes, der den Beginn der aktuell befahrenen
Teilstrecke repräsentiert. Wenn es allerdings ausdrücklich gewünscht wird, können bei Bedarf auch spezielle Abbuchungsgeräte zur Verfügung gestellt werden, die eine lückenlose Protokollierung aller
zurückgelegten Wegstrecken vornehmen, um z.B. für Transportunternehmen die automatische Führung eines Fahrtenbuchs zu ermöglichen.
Wie anfangs bereits geschitdert, ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung keineswegs auf den Straßenverkehr beschränkt, sondern ist auf eine Vielzahl anderer Anwendungen übertragbar.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zur Identifizierung von Wegstrecken, die von einem
bewegten Objekt innerhalb eines Wegstreckennetzes zurückgelegt werden, oder von festgelegten geographischen Zonen, die vom Objekt betreten werden, für ein Nutzungsabrechnungssystem mit folgenden Komponenten: a) Ein außerhalb des bewegten Objektes und von den
zurücklegbaren Wegstrecken und festgelegten geographischen Zonen unabhängig installiertes System zur drahtlosen
Übermittlung von Informationen zur Erkennung der aktuellen geographischen Position des Objektes; b) ein vom bewegten Objekt mitgeführtes Empfangssystem für die drahtlos übermittelten Informationen zur Positionserkennung; c) eine erste vom Objekt mitgeführte Speichereinrichtung zur temporären Speicherung von Daten der aktuellen geographischen Position des Objektes; d) eine zweite vom Objekt mitgeführte Speichereinrichtung zur permanenten Speicherung vorgegebener geographischer Positionen (Identifizierungspunkte) zur eindeutigen Charakterisierung der einzelnen Wegstrecken des
Wegstreckennetzes und/oder der festgelegten geographischen Zonen; e) eine vom Objekt mitgeführte Vergleichseinrichtung zum
Vergleich der in regelmäßigen Abständen ermittelten jeweiligen geographischen Position des Objektes mit den Positionsdaten der Identifikationspunkte; f) eine vom Objekt mitgeführte Identifikationseinrichtung zur Identifizierung der vom Objekt jeweils zurückgelegten
Wegstrecke und/oder der betretenen oder verlassenen festgelegten geographischen Zone anhand der von der VergLeichseinrichtung ermittelten, mit Identifikationspunkten übereinstimmenden geographischen Positionen, die vom Objekt gerade passiert wurden; g) ein mobiles, mit der Identifikationseinrichtung
informationstechnisch verbindbares Speichermodul, in dem die jeweils identifizierte aktuell zurückgelegte Wegstrecke und/oder die Anwesenheit in einer festgelegten geographischeπ Zone verbucht wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß vom Objekt eine Recheneinheit mitgeführt wird, die aus den drahtlos übermittelten Informationen die geographische Position des Objektes jeweils berechnet, wenn die drahtlos übermittelten
Informationen selbst noch keine Positionsdaten darstellen.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das System zur drahtlosen übermittlung von Informationen über geographische Positionen ein Sateltiten-Navigationssystem ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das mitgeführte Empfangssystem zum Empfang von
Korrektursignalen eingerichtet ist, mit denen die Genauigkeit der Positionserkennung verbessert werden kann.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß vom Objekt ein Dead-Reckoning-Sensor, insbesondere in Form einer Magnetfeldsonde, mitgeführt wird, der bei kurzzeitigem Ausfall des Navigationssystems eine kontinuierliche Fortschreibung der Positionsdaten ermöglicht.
6. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das System zur drahtlosen Übermittlung von Informationen über geographische Positionen in ein zellular aufgebautes
Funktelefonnetz integriert ist, wobei das Empfangssystem im Objekt ein Funktelefon ist und die Positionsbestimmung anhand
unterschiedlicher Signallaufzeiten vom Objekt zu einzelnen
Empfangsstationen des Funktelefonnetzes durch ein Rechnersystem des Funktelefonnetzes erfolgt und die Ergebnisse als Positionsdaten an das Objekt übermittelt werden und wobei das Funktelefon mit einer Einrichtung zur regelmäßigen Aussendung seiner Kennungsdaten und zum Empfang der Positionsdaten auch außerhalb der eigentlichen Telefonbenutzung versehen ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das System zur drahtlosen übermittlung von Informationen über geographische Positionen ein Funkpeilsystem ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß das mobile Speichermodul eine Magnetstreifen- oder
Chip-5peicherkarte ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Speichereinrichtung mit den Positionsdaten der Identifikationspunkte Bestandteil des mobilen Speichermoduls ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das bewegte Objekt ein Straßenfahrzeug und das Wegstreckennetz ein Autobahnnetz ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die permanent gespeicherten Daten der Identifikationspunkte sich auf die Anschlußstellen (Ein- und Ausfahrten) der Autobahn und jeweils auf mindestens einen zwischen zwei unmittelbar
aufeinanderfolgenden Anschlußstellen liegenden Zwischenpunkt der
Autobahnwegstrecke zwischen diesen beiden Anschlußstellen
beziehen.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Empfangssystem, die erste Speichereinrichtung, die
Vergleichseinrichtung und die Identifikationseinrichtung zu einem Verbuchungsgerät zusammengefaßt sind.
12. Einrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbuchungsgerät in seiner Funktion durch das Verbinden des mobilen Speichermoduls aktivierbar ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbuchungsgerät Bestandteil eines Autoradios oder eines fahrzeuginternen Terminals eines Verkehrsleitsystems ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbuchungsgerät mobil ausgebildet ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbuchung einer identifizierten, in einem
gebührenpflichtigen Wegstreckennetz aktuell zurückgelegten
Wegstrecke und/oder das Betreten einer festgelegten geographischen Zone jeweils in Form einer Abbuchung von einem in dem mobilen Speichermodul gespeicherten Guthabenbetrag (Benutzungsguthaben) durchführbar ist, wobei der Abbuchungsbetrag anhand von
Gebühreninformationen über das Wegstreckennetz ermittelbar ist, die entweder in der zweiten Speichereinrichtung oder in dem mobilen Speichermodul permanent gespeichert sind.
16. Einrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß an ausgewählten Punkten, vorzugsweise an Rast- und Tankstellen von Autobahnen, Stationen zur Auffüllung des gespeicherten
Guthabenbetrags vorgesehen sind.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, die im Objekt ein Signal ausgibt, das auf die baldige Erschöpfung des Guthabenbetrags aufmerksam macht.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbuchungsgerät Eingabemöglichkeiten aufweist für
Parameter, die die Zeit und/oder die Intensität der Nutzung des Wegstreckennetzes durch das Objekt kennzeichnen.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Objekt eine zweite Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, die beim Eintritt in eine der Nutzungsabrechnung unterliegende
Wegstrecke oder geographische Zone von der
Identifikationseinrichtung aktivierbar ist und einen entsprechenden Hinweis im Objekt signalisiert.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß vom Objekt eine nach außen wirkende Signaleinrichtung
mitgeführt wird, die nach Verbrauch des Guthabenbetrags im Falle des weiteren Aufenthalts auf einer der Nutzungsabrechnung
unterliegenden Wegstrecke oder in einer entsprechenden festgelegten geographischen Zone aktiviert wird.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß vom Objekt eine nach außen wirkende Signaleinrichtung
mitgeführt wird, die ein "In-Ordnung'-Signal aussendet, solange eine ordnungsgemäße Nutzungsabrechnung stattfindet.
22. Einrichtung nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die nach außen wirkende Signaleinrichtung ein optisches Signal, insbesondere ein Infrarotsignal aussendet.
23. Einrichtung nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die nach außen wirkende Signaleinrichtung ein Funksignal aussendet.
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