Verfahren und Vorrichtung zur. Messung der Personen¬ belegung in Beförderungsmitteln
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Personenbelegung in Beför¬ derungsmitteln nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bekannt, Personenbelegungsmessungen, insbe¬ sondere in öffentlichen Verkehrsmitteln wie Bussen, Bahnen und auch Seilbahnen durchzuführen, in dem man an einer Eingangspforte entsprechende Personendetektoren betreibt, welche den Durchgang von Passagieren er¬ fassen. Es werden hierbei Lichtschranken, Drehkreuze oder die körperliche Zählung von Passagieren ange¬ wendet. Ziel dieser Personenbelegungsmessung ist, die Auslastung des Fahrzeuges zu erfassen. Dies stößt jedoch beim Stand der Technik auf erhebliche Schwierig¬ keiten, denn man kann zwar die Anzahl der die Eingangs¬ pforte passierenden Personen zählen, miß aber dies gleichzeitig auch mit der Anzahl der das Verkehrs¬ mittel verlassenden Personen in Bezug setzen.
Bisher ist es nicht bekannt, eine derartige Personen¬ belegungsmessung in Personenkraftwagen durchzuführen.
Eine derartige Personenbelegungsmessung ist als Grundlage aber au/3erordentlieh wünschenswert, um eine Erhöhung der
Personenauslastung der einzelnen PKW im Individualver- kehr zu ermöglichen. Ein möglichst voll besetztes Auto reduziert die Anzahl der zirkulierenden Fahrzeuge. Dies ist besonders in Ballungsräumen wichtig, wo die Anzahl der zirkulierenden Fahrzeuge möglichst mini¬ miert werden soll.
Die bisherigen Konzepte zur sogenannten Verkehrsbe¬ ruhigung gehen davon aus, da/8 man auf möglichst kleinem Raum noch mehr Fahrzeuge unterbringen will, z. B. durch den Bau von Parkhäusern, durch den Ausbau von ent¬ sprechenden Schnellstraßen oder durch intelligente Verkehrsleitsysteme, um einen günstigeren Verkehrsfluß zu gewährleisten. Diese vorgeschlagenen Systeme sind sehr aufwendig und benötigen hohe Aufwendungen aus öffentlicher Hand und reduzieren den Verkehr nicht, stellen also keine befriedigende Lösung des Problems dar. Es hat sich gezeigt, da/3 in industrialisierten Ländern im Durchschnitt zirkulierende PKW's nur mit ein bis zwei Personen besetzt sind, was einen nur geringen Personen¬ auslastungsfaktor erbringt.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Er- fassung von Personenbelegung von Beförderungsmitteln vor¬ zuschlagen.
In einer Weiterbildung der Erfindung soll dann der Personenauslastungsfaktor pro Fahrzeug erhöht werden. Eine Verdoppelung der Personenbelegung pro Fahrzeug entspricht einer Halbierung der vorhandenen, zirku¬ lierenden Fahrzeuge.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt durch die technische Lehre des Anspruches l.
Die Erfindung verfolgt hierbei fünf verschiedene Kon¬ zepte:
Konzept l: Fahrzeugdatenerfassung
Es werden ausschließlich die Nutzungsdaten des Fahr¬ zeuges erhoben. Zu diesem Zweck wird in jedes Fahrzeug ein Gerät eingebaut, das die zurückgelegte Distanz und die Personenauslastung in Bezug auf km (Nutzungsfaktor) mißt und speichert. Die aufgezeichneten Daten bilden die Grundlage für die mit den Steuerungsmaßnahmen betrauten (staatlichen) Institutionen, z. B. als Grundlage für eine finanzielle Be- und Entlastung der PKW-Halter.
Folge: Die steuernde Wirkung bezieht sich ausschlie߬ lich auf den PKW-Halter. Die genaue Wirkung hängt allerdings wieder vom Besteuerungssystem ab. Wird lediglich der Nutzungsfaktor berück- siehtigt, so wird der PKW-Inhaber motiviert sein Fahrzeug möglichst gut auszulasten, wird hingegen auch die zurückgelegte Distanz berück¬ sichtigt, so entsteht zusätzlich ein Anreiz, weniger zu fahren.
Konzept 2: Fahrzeugdatenerfassung mit Kilometersammei¬ karte für Beifahrer
Bei diesem Konzept werden nicht nur die Fahrzeugnutzungs- daten erhoben, sondern auch die Voraussetzung dafür geschaffen, daß Personen "Beifahrerkilometer" sammeln können. Die in jedem Fahrzeug installierten Geräte sind so konzipiert, daß jedem Mitfahrer auf einer per¬ sönlichen Karte die mitgefahrenen Kilometer gutgeschrie- ben werden. Diese Aufzeichnungen bilden die Grundlage
für die Belohnung von Beifahrern. Die Mitfahrkarte kann darüber hinaus auch noch als Zahlungsmittel für Mitfahrten dienen.
Konzept 3: Umfassende Verkehrskarte zusätzlich zu Konzept 2
Dieses Konzept baut auf der im Rahmen der oben beschrie¬ benen Szenarios notwendige Passagierkarte auf. Diese kann über die bisher beschriebene Nutzung zu einer persönlichen Verkehrs- bzw. "Mobilitätskarte11 ausgebaut werden. Insbesondere ist die Verwendung der "Mobilitäts¬ karte" neben der PKW-Mitfahrmöglichkeit auch als Abonnement und/oder Zahlkarte für die Benutzung öffentlicher Verkehrsmittel vorgesehen.
Konzept 4: Integration mit Road-Pricing-Systemen
Die Erfindung ermöglicht die Erhebung fahrzeugauslastungs- abhängiger Straßengebühren. Der Nutzungsgrad des Fahr¬ zeuges wird dabei während der Fahrt an das road-pricing- System gemeldet, welches automatisch eine auslastungs¬ abhängige Gebühr ermittelt, nach dem Motto, je höher die Auslastung, um so niederer die Gebühr. Insbesondere für die Bewirtschaftung von City-Räumen bietet sich dadurch endlich die Möglichkeit schlecht ausgelastete Fahrzeuge, welche wesentlich zur Parkplatz-, Stau- und Immissionspro¬ blematik beitragen, finanziell zu belasten.
Konzept 5: Einfahrtsberechtigung
Ebenso kann der Personenbelegungsfaktor bei der Ein¬ fahrt des Kraftfahrzeuges in bestimmte Ballungszonen kontaktlos ausgelesen werden, um dem Fahrzeug über- haupt die Einfahrt in die Ballungszone zu gestatten.
Dies kann beispielsweise nur dann erlaubt sein, wenn das Fahrzeug mit mehr als drei Personen belegt ist. Ist es mit weniger als drei Personen belegt, dann wird ihm die Einfahrt verwehrt.
Nach einem bevorzugten Verfahrensmerkmal der vorlie¬ genden Erfindung ist vorgesehen, daß in einem ersten Verfahrensschritt alle in einem Kraftfahrzeug an¬ wesenden Personen erfaßt werden, durch sogenannte Personendetektoren. Diese erfaßte Personenbelegung wird in ein Gerät eingegeben, das mindestens einen Prozessor und einen Speicher aufweist.
Damit ist es erstmals möglich, die Personenbelegung in einem Kraftfahrzeug zu erfassen und diesen Per¬ sonenbelegungsfaktor mit bestimmten anderen Bezugs¬ größen in Verbindung zu bringen. Ist einmal die Personenbelegung des Kraftfahrzeuges bekannt, dann kann diese Zahl für bestimmte Weiterverarbeitungs- zwecke verwendet werden. Beispielsweise kann an
Mautstellen die Anzahl der im Kraftfahrzeug mitfahrenden Personen automatisch kontaktlos oder kontaktgebend ausgegeben werden, um so die Mautgebühr zu bestimmen.
Wichtig ist auch, daß die Personenbelegung des Kraffahrzeuges mit weiteren Bezugsgrößen in Ver¬ bindung gesetzt wird, welche bestimmte finanzielle Anreize für den Kraftfahrzeugbesitzer ergeben sollen, um möglichst viele Personen mitzunehmen.
In jedem Fahrzeug wird also ein entsprechendes Ge¬ rät eingebaut, das die Personenauslastung pro Be¬ zugsgröße, z. B. pro km mißt und speichert.
Am Ende einer Abrechnungsperiode werden die Daten dem
Fahrzeug entnommen. Entsprechend der verwaltungs¬ mäßigen Steuerungsmaßnahmen wird dann eine gute Per¬ sonenauslastung z. B. durch eine Erniedrigung der Kraftfahrzeugsteuer belohnt.
Der Personenbelegungsfaktor, der nach einer bevor¬ zugten Ausgestaltung der Erfindung im Fahrzeug erfaßt wird, kann hierbei mit weiteren Bezugsgrößen in Verbindung gebracht werden, wie z. B. dem vom Kraftfahrzeug zurückgelegten Weg, der gefahrenen Zeit, dem Energieverbrauch, der Abgasmenge, der Fahrtenanzahl und dgl. mehr. Ebenso können diese Bezugsgrößen untereinander kombiniert werden und mit dem oben beschriebenen Personenauslastungsfaktor in Bezug gesetzt werden.
Um die Erfindung einfacher beschreiben zu können, wird nachfolgend ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel nach Konzept 2 beschrieben, welches die Erfindung jedoch nicht beschränken soll.
Überblick:
Jedes Fahrzeug wird mit einer Einrichtung zur Messung, Aufzeichnung und Anzeige der Personenauslastung aus¬ gestattet. Jeder Mitfahrer hat eine Karte zur auto¬ matischen Aufzeichnung der mitgefahrenen km. Jede Ein¬ bauwerkstätte braucht ein Gerät für die erstmaligen Ein¬ stellungen (Initialisierung) des Erfassungsgerätes. Die Steuerungsstellen (z. B. Finanzamt) hat Einrich¬ tungen für die Kartenausgabe und den Karteneinzug sowie zur Kartenauswertung.
Jedes am System beteiligte Fahrzeug muß mit folgender Einrichtung ausgerüstet werden:
Erfassungsgerät:
Das Erfassungsgerät besteht aus Benutzeranzeige, Kartenslots einer Elektronik mit Rechner und einer
Reihe von Anschlüssen. Mit einer Karte werden die Daten am Ende der Abrechnungsperiode aus dem Fahrzeug zur Abrechnungsstelle transportiert.
Personendetektor:
Auf jedem Sitzplatz im Fahrzeug werden zuverlässig Personen detektiert. Das System funktioniert in allen üblichen Fahrzeugtypen (auch Kabrios, Kleinbusse, Sport- wagen) . Jeder Sitzplatz wird während der ganzen Fahrt überwacht. Für jeden Detektor wird ständig angezeigt, ob eine Person erfaßt wird. Ein Irreführen des Detektors ist äußerst erschwert.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Detektors sieht vor, daß die Atmung jedes Insassen erfaßt wird, um so die Anzahl der Insassen fehlerfrei zu erfassen. Statt eines derartigen Detektors können auch andere Meßwertauf¬ nehmer verwendet werden, wie z. B. Ultraschallauf- nehmer, Infrarotaufnehmer, Sitzkontakte und dgl. mehr.
Wichtig ist nur, daß bei der vorliegenden Erfindung überhaupt die Anzahl der Personen im Fahrzeug erfaßt wird.
Außer der FahrZeugeinrichtung gibt es im wesentlichen 4 weitere Komponenten des Systems:
Einbau/Initialisierung Erfassungsgerät:
Für den Einbau/Umbau und die erstmaligen Einstellungen (Initialisierung) des Erfassungsgerätes ist eine von der Steuerungsstelle autorisierte Stelle notwendig (Einbauwerkstatt) . Bei der Initialisierung werden dem Erfassungsgerät die fahrzeugspezifischen Daten mitge¬ teilt.
"Nutzungskarte", "Mitfahrkarte":
Als Karten werden sogenannte "SmartCards" verwendet. Das sind Karten im Scheckkartenformat mit einem inte¬ grierten Rechner und einem elektronischen Speicher. Durch diese Karten kann die bestmögliche Betrugs¬ sicherheit erreicht werden. Die Datenaufzeichnung für den Fahrzeughalter erfolgt auf die Nutzungskarte. Die Nutzungskarte verbleibt über den Abrechnungszeit¬ raum (z. B. Jahr) im jeweiligen Erfassungsgerät. Für die Abrechnung werden dann am Ende der Periode die Karten zur Steuerungsstelle geschickt. Die Nutzungs- karte und das Erfassungsgerät sind durch eine elek¬ tronische Plombe verbunden, dadurch ist ein Wechseln der Karte sinnlos.
Die Mitfahrkarte trägt jeder bei sich. Während des Mitfahrens wird diese Karte in einen Kartenslot beim Erfassungsgerät gesteckt. Die mitgefahrenen km werden auf der Karte aufgezeichnet. Die Abrechnung erfolgt wie bei der Nutzungskarte durch Einsenden an die Steuerungs¬ stelle am Ende der Abrechnungsperiode. Die Karten können jederzeit direkt entnommen werden.
Die Aufzeichnungen auf die Nutzungskarte werden durch die Mitfahrkarten nicht beein flußt. Für die Ermittlung der Personenauslastung werden nur die Informationen von den Personendetektoren verwendet.
Das Auslesen der Karten erfolgt am Ende der Abrechnungs¬ periode (Jahr) bei der Steuerungsstelle (Finanzamt) durch einen Automaten. Nach dem Auslesevorgang stehen die Abrechnungsdaten EDV-mäßig zur Verfügung. Diese Daten sind die Basis für die Bewertung durch die Steuerungsstelle. Das System nimmt keinerlei Bewertung der Daten vor, dies obliegt der Steuerungsstelle.
Ablauf für den Fahrzeughalter:
Voraussetzung ist ein mit dem System ausgestattestes Fahrzeug. Am Beginn der Abrechnungsperiode steckt der Fahrzeughalter die Nutzungskarte ins Erfassungsgerät im Auto und beläßt sie dort bis zum Ende der Abrech¬ nungsperiode.
Bei der Beförderung von Mitfahrern hat der Fahrzeug¬ halter nichts zu tun. Am Ende der Abrechnungsperiode entnimmt er die Nutzungskarte und ersetzt sie durch eine Neue. Die alte Nutzungskarte schickt er dann zur Steuerungsstelle. Je nach Personenauslastung erhält er von der Steuerungsstelle einen Bonus. Die aktuellen Nutzungsdaten können jederzeit im Fahrzeug bei der Anzeige auf dem Erfassungsgerät eingesehen werden.
Mit einer Taste können mehrere Werte abgerufen werden.
Die Nutzungsdaten des Fahrzeuges werden erfaßt. Nutzungsdaten sind Daten über die Personenauslastung eines Fahrzeugs. Hier werden unterschiedliche bzw. sich ergänzende Verfahren zur Auslastungsmessung ver¬ wendet aus denen folgende Faktoren ermittelt werden können:
- durchschnittliche Personenzahl pro km - durchschnittliche Personenzahl pro Fahrstunde
- durchschnittliche Personenzahl pro Fahrt
Im weiteren ergeben sich aus der Kombination der obigen Daten die Werte:
- durchschnittliche Fahrtstrecke für die jeweilige Personenanzahl
- durchschnittliche Fahrtdauer für die jeweilige Personenanzahl
- durchschnittliche Geschwindigkeit für die jeweilige Personenanzahl.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentan¬ sprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dar¬ gestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungs¬ wesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Figur 1: schematisiert eine Anordnung zur Erfassung der Personenbelegung;
Figur 2: die Ausführung nach Figur 1 mit weiterer Ein¬ beziehung von Bezugsgrößen;
Figur 3: schematisiert eine Meßanordnung zur Erfassung
von Personen;
Figur 4: schematisiert eine Meßanordnung für einen Wegaufnehmer;
Figur 5: schematisiert ein Blockschaltbild eines Erfassungsgerätes;
Figur 6: eine Anzeige auf dem Erfassungsgerät;
Figur 7: die Anzeige der Nutzungsdaten.
Das Gerät 1 wird entsprechend der vorstehend gegebenen technischen Lehre in einem Kraftfahrzeug eingebaut und enthält im wesentlichen einen Prozessor 4 mit einem daran angeschlossenen Speicher. Das Gerät 1 wird von einer Stromversorgung 2 mit Strom versorgt, die z. B. von einem Zündschloß abzweigt, die aber auch eine Dauerstromversorgung beinhaltet. Die Stromversorgung im Gerät 1 wird von einem Versorgungsmodul 3 über¬ nommen.
Im Gerät 1 ist ein zentrales Anpassungs-Modul 5 vor¬ handen, in dem eine Reihe von Anpassungsschaltungen 7,9,11 angeordnet sind.
Als Wichtigstes ist der Erfassungsdetektor 6 zur Er¬ fassung von Personen zu nennen, der in der Art nach Figur 3 aufgebaut ist.
Es kann ferner noch eine Anzeige 10 vorhanden sein, wie sie in Figur 6 und 7 dargestellt ist. Ferner kann eine Meßwertausgabe 8 vorhanden sein, die kontaktlos auslesbar ist, um die in dem Fahrzeug erfaßte Per- sonenbelegungsanzahl kontaktlos aus dem Fahrzeug aus-
lesen zu können.
In Figur 2 sind weitere Einzelheiten eines Personen- belegungs-Erfassung eßgerätes dargestellt.
Es sind hierbei die gleichen Bezeichnungen für die gleichen Bausteine verwendet worden. Zusätzlich wird ein Zeitmodul 12 verwendet, mit dem eine gewisse Prozessorzeit vorgegeben wird und es ist eine Sensorik 13 vorhanden, um das Gerät 21 betrugssicher zu ge¬ stalten.
Es kann z. B. mit einem Beschleunigungsgeber die Weger¬ fassung überprüft werden, um so die Zuverlässigkeit und Fälschungssicherheit des erfaßten Weges zu gewährleisten.
In dem zentralen Anpassungsmodul 5 sind noch weitere AnpaßSchaltungen 14,17 enthalten.
Es ist z. B. ein Bezugsgrößenmodul 16 vorhanden, mit dem bestimmte Bezugsgrößen des Fahrzeuges erfaßt werden können. Derartige Bezugsgrößen sind z. B. der zurück¬ gelegte Weg, die Fahrzeit, der Energieverbrauch, die Abgasmenge, die Fahrtenanzahl und dgl. mehr. Diese so erfaßten Bezugsgrößen werden über das Bezugs¬ größenmodul 16 auf die Anpassungsschaltung 17 gegeben und über das zentrale Anpassungsmodul 5 dem Prozessor 4 eingespeist.
Zusätzlich können dem Fahzeug, dem Fahrer oder auch dem Mitfahrer entsprechende Speicherkarten 15 zugeordnet werden, wobei die relevanten Daten auf die Speicherkarten 15 abgespeichert werden, die jederzeit entnommen und einer Verarbeitung (z. B. dem Finanzamt) zugeführt werden können.
In Figur 3 ist als Beispiel für einen Personendetektor 6 dargestellt, daß man mit Hife eines Personenerfassungs¬ moduls 18 feststellt, ob eine Person da ist. Das ent- sprechende Signal wird über eine Auswerteschaltung 19 auf eine Busleitung 20 gegeben, die dann die erfaßten Signale einem Erfassungsgerät 22 einspeist.
In Figur 4 ist schematisiert dargestellt, daß das Signal eines Wegaufnehmers 23 ebenfalls auf die Bus¬ leitung 20 gegeben wird und dem Erfassungsgerät 22 eingespeist wird. Zur Plausibilitätsprufung des Signales können in dem Erfassungsgerät 22 noch Subsysteme 24 eingebaut werden.
In Figur 5 ist schematisiert eine zusammengesetzte Anordnung dargestellt, wo man erkennt, daß der Weg¬ aufnehmer nach Figur 4 zusammen mit dem Personener¬ fassungsmodul 18 und mit einem Kartenlesegerät 26 auf den gemeinsamen Bus 20 wirken, dessen Signale dem Erfassungsgerät 22 eingegeben werden.
Dem Fahrzeug selbst kann hierbei eine Nutzungskarte 27 zugeordnet sein, die lesbar und auf der Daten abspeicherbar sind.
In den Figuren 6 und 7 ist eine Anzeige eines der¬ artigen Gerätes 1,21 beispielhaft dargestellt.
In der Anzeige 10, die z. B. als LCD-Display ausge¬ bildet sein kann, sind in einem ersten Fenster 28 die Anzahl der Mitfahrer als Symbole angegeben. In einem weiteren Fenster 29 ist die aktuelle Fahrtstrecke und in einem dritten Fenster 30 ist die aktuelle Fahrt- zeit angezeigt.
Gemäß Figur 7 dient die Anzeige 10 auch zur Abfrage der Nutzungsdaten.
Hierbei wird in dem Fenster 29 dann die insgesamt zurückgelegte Fahrtstrecke des Fahrzeuges pro be¬ stimmter Zeiteinheit angegeben, im Fenster 30 die insgesamt zurückgelegte Fahrtzeit und in einem weiteren Fenster 31 der Nutzungsfaktor des Fahrzeuges. Hier beträgt die Personenauslastung knapp zwei Personen pro km.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der beschrie¬ benen Vorrichtung kann nun erstmals ein Personenbe- legungsfaktor pro Kraftfahrzeug ermittelt werden, was für die Zukunft außerordentlich wichtig ist, weil nur auf diese Weise eine Verdichtung der Personentrans¬ portkapazität in Personenkraftwagen ermöglicht werden kann.
Hierbei ist selbstverständlich, daß die Steuerungs¬ maßnahmen angewendet werden, die vorstehend beschrie¬ ben wurden.
Z E I C H N U N G S L E G E N D E
1 Gerät 26 Kartenlesegerät
2 Stromversorung 27 Nutzungskarte
3 Versorgungsmodul 28 Fenster
4 Prozessor 29 Fenster
5 Anpassungsmodul 30 Fenster
6 Erfassungsdetektor 31 Fenster
7 AnpassungsSchaltung
8 Meßwertausgabe
9 Ausgabemodul
10 Anzeige
11 Anpassungsschaltung
12 Zeitmodul
13 Sensorik
14 Anpassungsschaltung
15 Speicherkarte
16 Bezugsgrößenmodul
17 Anpassungsschaltung
18 Personenerfassungsmodul
19 Auswerteschaltung
20 Busleitung
21 Gerät
22 Erfassungsgerät
23 Wegaufnehmer
24 Subsystem
25 Mitfahrerkarte