WO2001059711A1 - System zum automatischen verrechnen von gebühren - Google Patents

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WO2001059711A1
WO2001059711A1 PCT/AT2001/000030 AT0100030W WO0159711A1 WO 2001059711 A1 WO2001059711 A1 WO 2001059711A1 AT 0100030 W AT0100030 W AT 0100030W WO 0159711 A1 WO0159711 A1 WO 0159711A1
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WO
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dsrc
mobile
unit
communication device
information
Prior art date
Application number
PCT/AT2001/000030
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English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Rieder
Raimund Pammer
Original Assignee
Efkon Ag
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Publication date
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Priority to AT01905472T priority patent/ATE246384T1/de
Priority to AU33472/01A priority patent/AU3347201A/en
Priority to US10/203,313 priority patent/US7128262B2/en
Priority to EP01905472A priority patent/EP1254434B1/de
Priority to JP2001558957A priority patent/JP2003526854A/ja
Priority to KR1020027009875A priority patent/KR20020076275A/ko
Publication of WO2001059711A1 publication Critical patent/WO2001059711A1/de
Priority to NO20023718A priority patent/NO20023718L/no

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B15/00—Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B15/00—Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
    • G07B15/06—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems
    • G07B15/063—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems using wireless information transmission between the vehicle and a fixed station

Definitions

  • the invention relates to a system for automatically charging fees when passing predetermined positions, for example for collecting road tolls or parking fees, with at least one communication device for directional short-range communication (DSRC) provided for at least temporarily fixed installation and with at least one mobile communication unit for directed Short-range communication (DSRC).
  • DSRC directional short-range communication
  • DSRC directed Short-range communication
  • the vehicle-side communication unit is also identified with the aid of, for example, a smart card, which is read out on request by the fixed toll station, thereby identifying the associated vehicle.
  • the fixed toll station also communicates with a central computer system to process the charges.
  • this requires a relatively large amount of effort with regard to the various identifications and communications.
  • WO 99/66455 A discloses a roadside control device for a toll device installed in a vehicle.
  • a GPS device is available for determining the position, so that the roadside control device can be identified or identified via GPS at its respective installation location.
  • a special directional short-range communication method (DSRC Dedicated Short Range Commumcation), particularly using microwaves, for the communi ⁇ cation (so-called "OBU". - On Board Unit) with an in-vehicle unit is disclosed in WO 99/25087 A , wherein a gradual adjustment of the degree of modulation is carried out when modulating a carrier wave. It is also about a bidirek ⁇ tional communication between fixed devices (beacons) and vehicle-mounted input units, whereby nothing is said about the acquisition of position information.
  • the system according to the invention of the type specified at the outset is characterized in that the D SRC communication device provided for the fixed installation is set up to transmit information to the mobile DSRC communication unit that identifies it and thereby at least indirectly identifies its installation position.
  • stationary DSRC communication device In the present system, no complex self-location devices such as GPS or GNSS and the complex programs required for this are required, since the communication devices provided for the at least temporarily fixed installation (hereinafter simply referred to as "stationary DSRC communication device" for the sake of simplicity) corresponding identification and thus Transmit location information; Informa ⁇ these functions allow for an unambiguous identification of these stationary communication devices and at least indirectly its position.
  • the stationary communication devices can work autonomously or asynchronously, ie they do not need to be networked, and they preferably only work in the transmission mode, so that unidirectional DSRC communication is sufficient for position determination or location.
  • the present system is excellently suitable for use in both open and closed toll systems or also in parking systems, whereby the actual charging, the payment process, can be carried out via a variety of media, depending on the system operator's wishes, such as via Cards and card readers at petrol stations or other paying agents.
  • the fixed communication devices only transmit function aufwei ⁇ sen, they therefore no data from the mobile communication units, for example, must in vehicles received, they can be very simple and therefore very inexpensively constructed.
  • the fee is determined when a fixed communication device is passed once or after two such communication devices have been passed (entry and exit). Appropriate techniques or programs for this are common per se and do not need to be explained further here.
  • the position information can also consist, for example, of numbers or the like that designate the respective fixed communication device, with the calculation of fees based on the numbers on the corresponding positions and then the amount of the fees can be determined.
  • the stationary DSRC communication device contains a clock (eg in a processor) and with transmits the information clearly identifying them to the respective time of transmission.
  • the parking times can be determined based on the recording of the times when entering and exiting.
  • the stationary DSRC communication device transmits fee information, for example fixed fee information or fee determination rules, taken from a memory with the information that uniquely identifies it.
  • the respective fee levels can be transmitted directly or calculation rules, such as data, on the basis of which the fees for the respective case can in turn be taken from tables in the mobile DSRC communication units.
  • the mobile DSRC communica tion unit ⁇ a - for example implemented by a processor - charge determination unit for determining the respective fee basis of the transmitted from the stationary DSRC communication device is associated with charging information.
  • the fee determined can then be booked, for example, by means of a booking unit in a value account, in particular within the mobile or vehicle-side unit (also called OBU - on board unit), the value of the value account being changed.
  • a booking unit in a value account in particular within the mobile or vehicle-side unit (also called OBU - on board unit), the value of the value account being changed.
  • a system with prepaid cards SIM cards or so-called “smart cards”
  • SIM cards or so-called “smart cards” which is already known per se in connection with mobile telephones, can be used, but it is also conceivable to debit the fee from an external account. In the case of an additional mobile radio device, this debiting can also take place directly via this.
  • the fee it is then also advantageously possible for the fee to be debited via a fee counter in a telephone account.
  • the mo ⁇ bilen DSRC communication unit and / or the stationary DSRC communication device has an associated cryptographic unit.
  • This cryptographic unit can, for example, provide the information transmitted in each case with a signature. If the key or signature changes continuously, it is practically impossible for unauthorized persons to gain access to the information received.
  • the vehicle unit can perform a decryption here only at the actual payment process, including bake at a Payment ⁇ or on a smart card machine is tested one from the various locating Signa ⁇ tures calculated "hyper-signature", and only the system operator can determine the authenticity and integrity of the key; the actual amount due is then calculated and, for example, debited from the smart card, with the time and signature in a log memory can be saved on the smart card or in the mobile unit (OBU).
  • OBU mobile unit
  • OWNER ⁇ Liche payment process can be done in various ways, such as when charging the smart card at an ATM or at a suitably equipped point of sale terminal, when charging the smart card via a cellular telephone system (GSM, UMTS, etc.), or when charging the Smart cards via a DSRC system.
  • the cryptographic unit can also encrypt the information transmitted.
  • the mobile DSRC communication unit is assigned a memory for storing the information transmitted by the fixed DSRC communication device.
  • the mobile DSRC communication unit For the purpose of direct charging through the fixed installations, it has also to be appropriate he reported ⁇ when the mobile DSRC communication unit with a DSRC transmitter, and the DSRC communication device is equipped with a DSRC receiver, and the DSRC communication device is associated with a charging unit is.
  • the mobile DSRC communication unit is connected to the mobile radio device via an at least monodirectional, preferably bidirectional DSRC communication device.
  • OBU compact vehicle-side unit
  • the mobile radio device is set up to transmit information to a central data processing system. If necessary, this radio transmission can also be used for charging via the central data processing system.
  • the mobile radio device is a mobile phone with a hands-free device.
  • the electrical connection point (for example a plug) between the mobile radio device, ie the mobile phone, and the hands-free device can be set up in such a way that the mobile DSRC communication unit can be connected to this connection point. This communication link can be maintained when the connection for the hands-free device is not used.
  • the stationary DSRC communication device has an associated Mobilfunkeinrichrung.
  • the fixed DSRC communication devices can be equipped with their own batteries, and in principle there can also be connections to the power grid with corresponding power supplies.
  • the respective stationary communication device is preferably provided with a solar energy device for the power supply. The solar energy is supplied to a rechargeable battery.
  • the DSRC communication device or DSRC communication unit with an infrared transmission or. Receiving device is formed.
  • the DSRC communication device is used to carry out a self-test, e.g. to control the power supply or the function of the communication device.
  • a self-test e.g. to control the power supply or the function of the communication device.
  • a fault message can be sent to a central monitoring point.
  • FIG. 1 schematically shows the present system in an embodiment for collecting road toll charges, a toll top road in a schematic plan view with two vehicles and the system components present at a “virtual toll station” being illustrated, and in addition a vehicle-side unit is shown drawn out;
  • FIG. 3 schematically shows a mobile phone belonging to the vehicle-side device with a hands-free device and a DSRC communication unit;
  • FIG. 4 shows a flowchart to illustrate the implementation of a self-test for the stationary communication device.
  • a road toll system is shown schematically as a preferred exemplary embodiment of the system according to the invention, a toll road 1 being illustrated on which vehicles 2 are to be recorded with regard to the collection of toll charges, for which purpose the present charging system has vehicle-side units 3, whereby such driving ⁇ imaging-side unit is shown separately in Figure 1 3 for better illustration in a shown in broken lines block; further, the system includes at least vorü ⁇ mountains starting fixedly erected locating beacons 4, with the DSRC Mikationseinrichrungen (DSRC - dedicated short range communication - directed short-range communication).
  • DSRC dedicated short range communication - directed short-range communication
  • These beacons 4 can be attached in a stationary manner, for example on pillars anchored in the ground, but mobile beacons can also be provided, which are transported to the toll road as required and temporarily set up at the desired location.
  • the (temporarily) stationary DSRC communication devices are preferably equipped with infrared transmission devices 5 which, with their transmitted infrared signals (information A), cover a sector-shaped location area 6 that only extends a few meters.
  • infrared transmission devices 5 instead of infrared transmission devices 5, conventional microwave or radio transmission devices are also conceivable, which only provide communication in the close range. In view of the fact that infrared radiation is incoherent and therefore there is no extinction due to the superimposition of signals, infrared transmission is given preference over the other transmission methods in the present case.
  • the vehicle-side units 3 contain a (mobile) DSRC communication unit, in particular with a suitable infrared receiver, cf. ⁇ at play as well as the WO 99/03218 A, in which an example of a suitable infra-red receiver is shown, and this mobile DSRC communication unit is illustrated in Fig.l in. 7
  • the system is accordingly only equipped with transmitting, stationary DSRC transmission beacons 4 and with receiving mobile DSRC communication units 7, with a charge calculation and booking unit 8 possibly being assigned to these mobile communication units 7, as shown in FIG .1 is shown schematically.
  • This booking unit 8 can be implemented by a processor in a conventional manner.
  • the mobile DSRC communication unit 7 can also be equipped with a cryptographic unit or an encryption unit, which is not shown in more detail in FIG. 1, cf. but Fig. 2, where such a cryptographic unit is illustrated at 9.
  • This cryptographic unit 9 serves, for example, to sending the received locating Informa or ⁇ functions or data - which are sent from the stationary beacons 4 - with a constantly changing signature to be provided to the system against unauthorized access safe to design.
  • the vehicle-side unit 3 (usually called OBU - on board unit), and decryption only takes place during the actual payment process, for example on a payment beacon or on a smart card machine which is conventionally designed, where a "hypersignature" calculated from the various location "signatures" by OBU 3 is checked and taken as the basis for the fee payment. Only the system operator with his corresponding facilities can determine the authenticity and integrity of the encrypted information.
  • the OBU 3 itself determines the fee due in each case from the beacon location data received and from the data stored in it in a memory (not shown) belonging to the microprocessor 8, cf. 1 and 2. This fee can then be debited from a value account present in OBU 3, the value account being able to be implemented, for example, by a value card, namely a smart card or SIM card, or by a chip ,
  • a mobile radio device is additionally provided in the respective vehicle, as is schematically illustrated at 10 in FIGS. 1 and 2.
  • This mobile radio device 10 can be formed by an essentially conventional mobile telephone (GSM, UMTS, etc.), and it can be present independently of the actual OBU 3 or else combined with it to form a unit.
  • the OBU 3 and the mobile radio device 10 are preferably even accommodated in a common housing, wherein components that can be used jointly, such as processors, can be used, even if in FIGS. 1 and 2 a separate processor 11 (with a memory 11 ') is shown, which is connected to a SIM card unit 12.
  • the actual radio transmission unit for sending and receiving is illustrated in FIG. 2 at 13.
  • the mobile radio device 10 receives signals or information C from the OBU 3 if it is a separate unit, for example via a DSRC system or else via a connecting line, as is shown schematically in FIG. 2 at 14. If these two units 3 and 10 are assembled in a common housing, the connecting line 14 inside the housing can be short, for example on a conventional printed circuit board. In particular, processors 8 and 11 can then also be implemented by a single processor.
  • a central data processing system 15 can be provided, which is set up on the one hand for transmitting information Q to the fixed beacons 4 and on the other hand at least for receiving information D from the vehicle-side units 3.
  • the central data processing device 15 can send data or information Q provided with corresponding address codes to the fixed beacons 4 in order to update data stored there, for example relating to position, fee tariff, times, etc. It can be furthermore also be provided that formations of the stationary beacons 4 In ⁇ , for example through the resulting traffic (under count of the passing vehicles), are transmitted to the central data processing system 15th
  • the information flow D from the vehicle-side units 3 to the central data processing device 15 can contain, for example, data for the purpose of checking the charging or actual charging information.
  • the location information A sent from the beacons 4 to the vehicles 2 or vehicle-side units 3. become hold the respective beacon 4 uniquely identifying data so as to enable a clear location or position determination for the vehicles 2.
  • the fixed beacons 4 contain a processor 16 (for example a ⁇ P microprocessor) with an associated, only schematically drawn memory 16 'for controlling the respective communication device 5 (with the infrared transmitter), which stores the contains respective identification or position information.
  • the processor 16 also controls a radio device 17 which carries out the transmission of the information Q to or from the central data processing device 15.
  • the processor 16 also contains a clock 16 "(clock generator), so that information indicating the respective time of transmission can also be transmitted.
  • a solar cell device 18 is preferably provided, to which a corresponding rechargeable battery with a charger (not shown) is assigned in a conventional manner; Solar energy devices of this type are sufficiently known per se, so that a detailed description can be omitted here.
  • the beacons 4 have an extremely simple structure, which is connected with the fact that they only need to have a transmitting function as far as the communication with the vehicles 2 is concerned, that is to say they do not have to receive any data from the vehicles 2.
  • the necessity of storage eliminates such sensitive data, such as amounts of fees and afterwardsda ⁇ th, so that in this respect a simplification results.
  • the infrared transmitter unit can be designed in a conventional manner with infrared transmitter diodes and an optical bundling unit; the processor 16 forms the control electronics including the memory 16 ', and the radio device 17 can be, for example, a GSM transceiver for remote maintenance and remote administration.
  • the beacon 4 may be arranged in accordance to receive vehicle or charge data and send it to the central data processing device 15 to.
  • the beacons 4 are, as mentioned, only set up for the transmission mode, with the ongoing transmission of information (information A) which is clearly identifiable in each case being regarded as essential.
  • the beacons 4 can operate as autonomously and asynchronously, and they can due to the transmitted information A each be identified for a unique location to provide the required voltage Gebagitenberech ⁇ perform.
  • the information A can, as mentioned, also transmit information recording the respective time of passing the vehicle in order to be able to determine the duration of the parking time. Time information of this type can also be useful in toll systems, for example for control purposes, so that they are also preferably transmitted there.
  • the information A sent may already contain fee information, data being transmitted, for example, on the basis of which the respective fees are determined in the vehicle-side units 3 with the aid of tables stored there, but the required fee amounts can also be transmitted directly;
  • the latter can be provided with particular advantage in the case of open toll systems.
  • the central data processing device 15 contains radio devices 19, 20 for the radio connection to the fixed beacons 4 or to the radio devices 13 of the vehicle-side units 3.
  • a processor 21, in particular a log file processor unit, is connected to these radio units 19, 20 which is associated with a memory 22 with a database.
  • the standard OBU 3 can be designed without a mobile radio device 10, it being equipped with an infrared receiver unit and a smart card or SIM card unit can be equipped.
  • the OBU 3 can be battery-operated, and it is attached, for example, to the upper center of the windshield in the area of the interior rear-view mirror in the vehicle. No cables to the vehicle electrical system are required. All sensitive data is stored in encrypted form on the smart card, and this smart card can be read or loaded using standard cash register terminals and ATMs.
  • the entire OBU 3 is detached from the holder on the windshield, and that a smart card chip contained therein, in which the sensitive data is stored, is correspondingly outside the vehicle via an infrared sensor.
  • POS terminals equipped with a read / write head can be loaded or read.
  • a combination with a mobile phone is provided, as explained above, and this combined OBU 3 is preferably powered by the car battery.
  • GSM OBU mobile phone
  • all sensitive data are preferably stored in encrypted form on a smart card chip, it being possible to read or load them via the cellular telephone network.
  • the mobile radio device 10 can be equipped with a hands-free device, cf. the speakerphone port 23 in Fig.2, as well as the scheme in Fig.3, where a cell phone 10 is shown with a connector 24 to a hands-free device 25;
  • the DSRC communication unit 7 ' is connected to the connector 24, and the charging function can also be secured by a corresponding programming of the processor 11 when the hands-free device 25 is connected.
  • vehicle-side device 3 is temporarily removed from the vehicle 2 and forwards information outside the vehicle 2 to a special bidirectional DSRC device in order to carry out the charging.
  • the processor 16 of the fixed beacons 4 can also be set up by means of appropriate programming (the program can be stored in the memory 16 ') to periodically carry out a self-test, among other things the power supply as well as the functionality of the actual transmission and reception means can be tested; memory 16 'may also itself be subjected to a test.
  • the radio device 17 can send a fault message to the central data processing device 15, provided that it is still functional and equipped with an emergency power supply.
  • the system can also be set up so that the fixed beacons 4 are periodically, e.g.
  • FIG. 4 The process of such a self-test of the fixed beacon 4 is illustrated in FIG.
  • the triggering of the self-test is generally indicated at 26 in FIG. 4, while the test execution is illustrated at 27.
  • a time interval information derived from the clock in the processor 16 can serve as trigger event, such as “every day at 8 am” or “every 15 minutes”, this triggering being illustrated at 28 in FIG.
  • Block 30 is intended to indicate in a very general way that other trigger options may also be present.
  • theensversor ⁇ can supply tested first, s. Block 31 in Fig.4.
  • the actual transmitter unit (see item 5 in FIG. 2) is then tested, in particular to what extent the infrared diodes of the transmitter unit are ready for operation (block 32).
  • a test regarding the integrity of the memory 16 ′ and the processor 16 etc. can then be carried out.
  • the decision at 34 is indicated in FIG. 4 as to whether the checked units are OK (output J) or not (output N). If the test result is positive, it proceeds to a loop 35 and waiting for the next Auslö ⁇ solution 26, then the self-test to start again at the position A '. In case that If a fault is determined, a message is sent to a maintenance center, for example the central data processing device 15 according to FIGS. 1 and 2, according to block 36.

Abstract

System zum automatischen Verrechnen von Gebühren beim Passieren von vorgegebenen Positionen mit wenigstens einer für eine zumindest zeitweise ortsfeste Aufstellung vorgesehenen Kommunikationseinrichtung (4) für gerichtete Nahbereichskommunikation (DSRC) und mit wenigstens einer mobilen Kommunikationseinheit (7) für gerichtete Nahbereichskommunikation (DSRC); dabei ist die für die ortsfeste Aufstellung vorgesehene DSCR-Kommunikationsein richtung (4) zum Senden von sie und hierdurch zumindest indirekt ihre Aufstellungsposition identifizierenden Informationen an die mobile DSRC-Kommunikationseinheit (7) eingerichtet.

Description

System zum automatischen Verrechnen von Gebühren
Die Erfindung betrifft ein System zum automatischen Verrechnen von Gebühren beim Passieren von vorgegebenen Positionen, beispielsweise zum Einheben von Straßenmaut- oder Parkgebühren, mit wenigstens einer für eine zumindest zeitweise ortsfeste Aufstellung vorgesehenen Kommunikationseinrichtung für gerichtete Nahbereichskommunikation (DSRC) und mit wenigstens einer mobilen Kommunikationseinheit für gerichtete Nahbereichskommunikation (DSRC).
Ein derartiges System ist in der WO 99/33027 A geoffenbart. Bei einem solchen System, insbe¬ sondere zur Einhebung von Mautgebühren von Fahrzeugen, werden sog. "virtuelle" Mautstatio¬ nen eingesetzt, die mit fahrzeugseitigen Einrichtungen beim Passieren der Fahrzeuge in bidirektionelle Kommunikation eintreten. Dabei wird eine Information bezüglich der Position der Fahrzeuge über ein System wie GNSS (Global Navigation Satellite System - globales Naviga¬ tionssatellitensystem) bzw. GPS (Global Positioning System - Globales Positioniersystem) der fahrzeugseitigen Einrichtung übermittelt. Der Bezahlungsvorgang wird durch die Verknüpfung der Positionsinformationen und der in einem Gerät gespeicherten Daten vorgenommen. Von Nachteil ist hier vor allem, dass die Ortung der Fahrzeuge nur relativ ungenau und unzuverlässig ist und auch die Bestimmung und der Vergleich mit der virtuellen Mautstation zu wünschen übrig lässt; darüber hinaus sind die für dieses System erforderlichen Einrichtungen aufwendig und teuer.
Ein ganz ähnliches System ist in der WO 99/48052 A beschrieben. Dabei erfolgt auch eine Identifizierung der fahrzeugseitigen Kommunikationseinheit mit Hilfe z.B. einer Smart Card, die bei einer Anfrage durch die ortsfeste Mautstation ausgelesen wird, wodurch das zugehörige Fahrzeug identifiziert wird. Die ortsfeste Mautstation kommuniziert weiters mit einem zentralen Rechnersystem, um die Vergebührungen abzuwickeln. Dadurch ist aber ein relativ großer Aufwand hin¬ sichtlich der verschiedenen Identifizierungen und Kommunikationen erforderlich.
Weiters ist aus der WO 99/66455 A eine straßenseitige Kontrolleinrichtung für ein in einem Fahrzeug installiertes Mautgerät bekannt. Zur Positionsfestlegung ist eine GPS-Einrichtung vorhanden, so dass die straßenseitige Kontrolleinrichtung über GPS an ihrem jeweiligen Aufstellungsort erkannt bzw. identifiziert werden kann.
Ein spezielles gerichtetes Nahbereichs-Kommunikationsverfahren (DSRC-Dedicated Short Range Commumcation), insbesondere unter Verwendung von Mikrowellen, für die Kommuni¬ kation mit einer fahrzeugseitigen Einheit (sog. "OBU" - On Board Unit) ist in der WO 99/25087 A geoffenbart, wobei eine stufenweise Einstellung des Modulationsgrades bei der Modulation einer Trägerwelle vorgenommen wird. Es handelt sich auch hier um eine bidirek¬ tionale Kommunikation zwischen ortsfesten Einrichtungen (Baken) und fahrzeugseitigen Ein- heiten, wobei über die Gewinnung von Positions-Informationen nichts ausgesagt ist.
Es ist nun ein Ziel der Erfindung, ein System der eingangs angeführten Art vorzusehen, das sich durch eine einfache Konfiguration und nichtsdestoweniger zuverlässige Funktion auszeichnet, und das somit preiswert ist und auch auf einfache Weise installiert werden kann.
Das erfindungsgemäße System der eingangs angegebenen Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die für die ortsfeste Aufstellung vorgesehene D SRC-Kommunikationseinrichtung zum Senden von sie und hierdurch zumindest indirekt ihre Aufstellungsposition identifizierenden Informationen an die mobile DSRC-Kommunikationseinheit eingerichtet ist.
Beim vorliegenden System werden keine aufwendigen Selbstortungseinrichtungen wie z.B. GPS bzw. GNSS und die hierfür erforderlichen aufwendigen Programme benötigt, da die f r die zumindest zeitweise ortsfeste Aufstellung vorgesehenen Kommunikationseinrichtungen (nachfolgend der Einfachheit halber kurz "ortsfeste DSRC-Kommunikationseinrichtung" bezeichnet) entsprechende Identifizierungs- und damit Ortungs-Informationen übermitteln; diese Informa¬ tionen ermöglichen eine eindeutige Identifizierung dieser ortsfesten Kommunikationseinrichtungen und damit zumindest indirekt ihrer Position. Die ortsfesten Kommunikationseinrichtungen können dabei autonom bzw. asynchron arbeiten, d.h. sie brauchen nicht vernetzt zu sein, und sie arbeiten bevorzugt nur im Sendebetrieb, so dass für die Positionsbestimmung oder Ortung eine unidirektionale DSRC-Kommunikation genügt. Das vorliegende System eignet sich dabei in hervorragender Weise für einen Einsatz sowohl in offenen wie auch in geschlossenen Mautsystemen oder aber auch in Parksystemen, wobei die eigentliche Vergebührung, der Zahlungsvorgang, je nach Wunsch des Systembetreibers über die verschiedensten Medien bewerkstelligt werden kann, wie etwa über Karten und Kartenlesegeräte bei Tankstellen oder anderen Zahlstellen. Wenn die ortsfesten Kommunikationseinrichtungen nur eine Sendefunktion aufwei¬ sen, sie also keinerlei Daten von den mobilen Kommunikationseinheiten, z.B. in Fahrzeugen, empfangen müssen, können sie sehr einfach und daher sehr kostengünstig aufgebaut sein. Hierzu trägt auch der Entfall von Speicherfunktionen für sensible Daten bei, wie für Daten betreffend Gebührenbeträge oder Fahrzeugdaten.
Je nach Mautsystem erfolgt die Gebührenermittlung bei einem einmaligen Passieren einer ortsfesten Kommunikationseinrichtung oder aber nach Passieren (Ein- und Ausfahrt) von zwei sol¬ chen Kommunikationseinrichtungen. Ensprechende Techniken bzw. Programme hierfür sind an sich üblich und brauchen hier nicht weiter erläutert zu werden. Im Fall der Einhebung von Mautgebühren oder dgl. kann es dabei zweckmäßig sein, wenn die ortsfeste DSRC-Kommuni¬ kationseinrichtung mit den sie eindeutig identifizierenden Informationen ergänzend Positionsin¬ formationen über ihren Aufstellungs-Ort übermittelt. Die Positionsinformationen können dabei je nach Gebühreneinhebungssystem beispielsweise auch in Angaben von die jeweilige ortsfeste Kommunikationseinrichtung bezeichnenden Nummern oder dgl. bestehen, wobei bei der Ge- bührenberechnung aufgrund der Nummern auf die zugehörigen Positionen geschlossen und danach die Gebührenhöhe ermittelt werden kann. Vor allem im Fall der Einhebung von Parkgebühren beim Passieren von virtuellen Parkplatz-"Schranken", die durch ortsfeste DSRC- Kommunikationseinrichtungen gebildet sind, ist weiters mit Vorteil vorgesehen, dass die ortsfeste DSRC-Kommunikationseinrichtung eine Uhr (z.B. in einem Prozessor) enthält und mit den sie eindeutig identifizierenden Informationen den jeweiligen Sende-Zeitpunkt angebende Informationen übermittelt. Dadurch können aufgrund des Festhaltens der Zeitpunkte beim Ein- und Ausfahren die Parkzeiten ermittelt werden.
Um die jeweilige Gebühr unmittelbar über die mobile DSRC-Kommunikationseinheit ermitteln zu können, ist es weiters von Vorteil, wenn die ortsfeste DSRC-Kommunikationseinrichtung mit den sie eindeutig identifizierenden Informationen einem Speicher entnommene Gebühreninformationen, z.B. festgelegte Gebührenangaben oder Gebührenermittlungsvorschriften, übermittelt. Dabei können unmittelbar die jeweiligen Gebührenhöhen übermittelt werden oder aber Berech- nungsvorschriften, wie etwa Daten, auf deren Basis wiederum aus Tabellen in den mobilen DSRC-Kommunikationseinheiten die Gebühren für den jeweiligen Fall entnommen werden können. In diesem Zusammenhang ist es somit günstig, wenn der mobilen DSRC-Kommunika¬ tionseinheit eine - z.B. durch einen Prozessor realisierte - Gebührenermittlungseinheit zur Ermittlung der jeweiligen Gebühr aufgrund der von der ortsfesten DSRC-Kommunikationseinrichtung übermittelten Gebühreninformationen zugeordnet ist. Die ermittelte Gebühr kann dann beispielsweise mittels einer Buchungseinheit auf einem Wertekonto, insbesondere innerhalb der mobilen bzw. fahrzeugseitigen Einheit (auch OBU - On Board Unit - genannt), gebucht werden, wobei das Wertekonto in seinem Wert verändert wird. Es kann dabei ein an sich bereits etwa im Zusammenhang mit Mobiltelefonen bekanntes System mit Wertkarten (SIM-Karten bzw. sog. "Smart Cards") ver wendet werden, es ist jedoch auch denkbar, die Gebühr von einem externen Konto abzubuchen. Im Falle einer zusätzlichen Mobilfunkeinrichtung kann diese Abbuchung auch unmittelbar über diese erfolgen. Insbesondere ist es dann auch mit Vorteil möglich, wenn die Gebühr über einen Gebührenzähler eines Telefonkontos abgebucht wird.
Um das System vor betrügerischen Zugriffen zu schützen, ist es auch vorteilhaft, wenn der mo¬ bilen DSRC-Kommunikationseinheit und/oder der ortsfesten DSRC-Kommunikationseinrichtung eine kryptografische Einheit zugeordnet ist. Diese kryptografische Einheit kann die jeweils übermittelten Informationen beispielsweise mit einer Signatur versehen. Wenn sich der Schlüssel bzw. die Signatur laufend ändert, ist es für Unbefugte praktisch unmöglich, zu den empfangenen Informationen einen Zugriff zu erlangen. Nicht einmal die fahrzeugseitige Einheit kann hier eine Entschlüsselung vornehmen, erst beim eigentlichen Zahlungsvorgang, z.B. bei einer Zahlungs¬ bake oder an einem Smart-Card- Automaten, wird eine aus den verschiedenen Ortungs-Signa¬ turen berechnete "Hyper-Signatur" geprüft, und nur der System-Betreiber kann die Echtheit und Integrität des Schlüssels feststellen; in der Folge wird der tatsächlich fällige Betrag errechnet und beispielsweise von der Smart Card abgebucht, wobei Zeit und Signatur in einem Log-Speicher auf der Smart Card bzw. in der mobilen Einheit (OBU) gespeichert werden können. Der eigent¬ liche Zahlungsvorgang kann auf verschiedene Arten erfolgen, wie etwa beim Aufladen der Smart Card an einem Automaten oder an einem entsprechend ausgerüsteten Kassenterminal, beim Aufladen der Smart Card über ein zellulares Telefonsystem (GSM, UMTS usw.), oder aber beim Aufladen der Smart Cards über ein DSRC-System. Die kryptografische Einheit kann im Prinzip auch eine Verschlüsselung der jeweils übermittelten Informationen vornehmen.
Wie sich bereits aus Vorstehendem ergibt, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass der mobilen DSRC-Kommunikationseinheit ein Speicher zur Speicherung der von der ortsfesten DSRC- Kommunikationseinrichtung übermittelten Informationen zugeordnet ist. Für eine etwaige unmittelbare Vergebührung über die ortsfesten Einrichtungen hat es sich auch als zweckmäßig er¬ wiesen, wenn die mobile DSRC-Kommunikationseinheit mit einem DSRC-Sender und die DSRC-Kommunikationseinrichtung mit einem DSRC-Empfänger ausgerüstet ist und der DSRC-Kommunikationseinrichtung eine Vergebührungseinheit zugeordnet ist.
Weiters ist es vorteilhaft, wenn der mobilen DSRC-Kommunikationseinheit eine Mobilfunkein¬ richtung zugeordnet ist. Hierbei ist es denkbar und vielfach im Hinblick auf eine hohe Flexibilität des Systems günstig, wenn die mobile DSRC-Kommunikationseinheit mit der Mobilfunkeinrichtung über eine zumindest monodirektionale, vorzugsweise bidirektionale DSRC-Kommunikationseinrichtung in Verbindung steht. Andererseits ist es zur Erzielung einer kompakten fahrzeugseitigen Einheit (OBU) von Vorteil, wenn die mobile DSRC-Kommunikationseinheit mit der Mobilfunkeinrichtung in einer Einheit direkt verbunden ist, vorzugsweise mit ihr in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist.
Für Überprüfungszwecke und zur Ermittlung von Statistiken kann es weiters auch günstig sein, wenn die Mobilfunkeinrichtung zur Übertragung von Informationen an eine zentrale Datenverarbeitungsanlage eingerichtet ist. Gegebenenalls kann diese Funkübertragung auch zur Gebührenverrechnung über die zentrale Datenverarbeitungsanlage eingesetzt werden.
Um weitere Funktionen mit vorzusehen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Mobilfunkein¬ richtung ein Mobiltelefon mit Freisprecheinrichtung ist. Der elektrische Verbindungspunkt (z.B. ein Stecker) zwischen der Mobilfunkeinrichtung, d.h. dem Mobiltelefon, und der Freisprechein¬ richtung kann dabei so eingerichtet sein, dass die mobile DSRC-Kommunikationseinheit an diesem Verbindungspunkt angeschlossen werden kann. Diese Kommunikationsverbindung kann aufrecht sein, wenn der Anschluss für die Freisprecheinrichtung nicht genutzt ist.
Insbesondere um die Informationen an der jeweiligen ortsfesten DSRC-Kommunikationsein¬ richtung einfach aktualisieren zu können, ist es überdies vorteilhaft, wenn der ortsfesten DSRC- Kommunikationseinrichtung eine Mobilfunkeinrichrung zugeordnet ist. Die ortsfesten DSRC-Kommunikationseinrichtungen können mit eigenen Batterien ausgerüstet sein, und es können im Prinzip auch Anschlüsse an das Stromnetz mit entsprechenden Netzteilen vorliegen. Vorzugsweise ist für eine autonome Energieversorgung die jeweilige ortsfeste Kommunikationseinrichtung mit einer Solarenergieeinrichtung zur Stromversorgung versehen. Die Solarenergie wird dabei einer aufladbaren Batterie zugeführt.
Für eine störungsfreie Funktion hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die DSRC- Kommunikationseinrichtung bzw. DSRC-Kommunikationseinheit mit einer Infrarot-Sendebzw. Empfangseinrichtung ausgebildet ist.
Es ist auch von Vorteil, wenn die DSRC-Kommunikationseinrichtung zur Durchführung eines Selbsttests, z.B. zur Kontrolle der Stromversorgung bzw. der Funktion der Kommunikationseinrichtung, eingerichtet ist. Im Fall einer beim Selbsttest festgestellten Störung kann gegebenenfalls, wenn eine Funkeinrichtung mit einer Notstromversorgung vorgesehen ist, eine Störungsmeldung an eine zentrale Überwachungsstelle abgesetzt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. In der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
Fig.1 schematisch das vorliegende System in einer Ausführung zur Einhebung von Straßenmaut- Gebühren, wobei eine mautpflichtige Straße in schematischer Draufsicht mit zwei Fahrzeugen sowie die an einer "virtuellen Mautstelle" vorhandenen Systemkomponenten veranschaulicht, sind und überdies eine fahrzeugseitige Einheit herausgezeichnet dargestellt ist;
Fig.2 ein schematisches Blockschaltbild des vorliegenden Systems;
Fig.3 schematisch ein zur fahrzeugseitigen Einrichtung gehöriges Mobiltelefon mit einer Freisprecheinrichtung und einer DSRC-Kommunikationseinheit; und
Fig.4 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Durchführung eines Selbsttests für die ortsfeste Kommunikationseinrichtung.
In Fig.1 ist schematisch als bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel des erfmdungsgemäßen Systems ein Straßenmautsystem gezeigt, wobei ein mautpflichtiger Verkehrsweg 1 veranschaulicht ist, auf dem Fahrzeuge 2 hinsichtlich der Erhebung von Mautgebühren zu erfassen sind, hierfür weist das vorliegende Vergebührungs-System fahrzeugseitige Einheiten 3 auf, wobei eine derartige fahr¬ zeugseitige Einheit 3 in Fig.1 zwecks besserer Veranschaulichung in einem mit unterbrochenen Linien dargestellten Block gesondert gezeigt ist; weiters gehören zum System zumindest vorü¬ bergehend ortsfest aufgestellte Ortungs-Baken 4, die mit DSRC-Kommunikationseinrichrungen (DSRC - dedicated short ränge communication - gerichtete Nahbereichskommunikation) ausgeführt sind. Diese Baken 4 können stationär angebracht sein, etwa an im Boden verankerten Säulen, es können jedoch auch mobile Baken vorgesehen werden, die je nach Bedarf zur mautpflichtigen Strecke herantransportiert und an der gewünschten Stelle vorübergehend ortsfest aufgestellt werden.
Die (vorübergehend) ortsfesten DSRC-Kommunikationseinrichtungen, nachstehend der Einfachheit halber kurz ortsfeste Baken 4 genannt, sind bevorzugt mit Infrarot-Übertragungseinrichtungen 5 ausgestattet, die mit ihren ausgesendeten Infrarot-Signalen (Informationen A) einen nur wenige Meter weit reichenden sektorformigen Ortungsbereich 6 bestreichen.
An sich sind selbstverständlich anstatt Infrarot-Übertragungseinrichtungen 5 auch herkömmliche Mikrowellen- bzw. Funk-Übertragungseinrichtungen denkbar, die eine Kommunikation bloß im Nahbereich vorsehen. Im Hinblick darauf, dass Infrarot-Strahlung inkohärent ist und es somit zu keiner Auslöschung durch Überlagerung von Signalen kommt, wird der Infrarot-Übertragung im vorliegenden Fall gegenüber den anderen Möglichkeiten zur Übertragung der Vorzug gegeben.
In entsprechender Weise enthalten die fahrzeugseitigen Einheiten 3 eine (mobile) DSRC- Kommunikationseinheit, insbesondere mit einem geeigneten Infrarot-Empfänger, vgl. bei¬ spielsweise auch die WO 99/03218 A, in der ein Beispiel eines geeigneten IR-Empfängers gezeigt ist, und diese mobile DSRC-Kommunikationseinheit ist in Fig.l bei 7 veranschaulicht.
In einer Minimal-Konfiguration ist das System dementsprechend nur mit sendenden ortsfesten DSRC-Sende-Baken 4 sowie mit empfangenden mobilen DSRC-Kommunikationseinheiten 7 ausgestattet, wobei gegebenenfalls diesen mobilen Kommumkationseinheiten 7 eine Gebühren- berechnungs- und Buchungseinheit 8 zugeordnet sein kann, wie in Fig.1 schematisch gezeigt ist. Diese Buchungseinheit 8 kann durch einen Prozessor in an sich herkömmlicher Weise realisiert sein. Auch kann die mobile DSRC-Kommunikationseinheit 7 mit einer kryptografischen Einheit bzw. einer Verschlüsselungseinheit ausgestattet sein, die in Fig.1 nicht näher gezeigt ist, vgl. aber Fig.2, wo eine solche kryptografische Einheit bei 9 veranschaulicht ist. Diese kryptografische Einheit 9 dient beispielsweise dazu, die zu sendenden bzw. die empfangenen Ortungs-Informa¬ tionen bzw.-Daten - die von den ortsfesten Baken 4 gesendet werden - mit einer sich laufend ändernden Signatur zu versehen, um so das System gegenüber unbefugten Zugriffen sicher zu gestalten. Dabei ist in der fahrzeugseitigen Einheit 3 (üblicherweise OBU - On Board Unit - genannt) keine Entschlüsselungs-Möglichkeit gegeben, und eine Entschlüsselung erfolgt erst beim tatsächlichen Zahl Vorgang, z.B. an einer Zahlungsbake oder an einem an sich herkömmlich ausgebildeten Smart Card- Automaten, wo eine aus den verschiedenen Ortungs-" Signaturen" seitens der OBU 3 berechnete "Hypersignatur" geprüft und als Basis für die Gebührenzahlung genommen wird. Dabei kann nur der Systembetreiber mit seinen entsprechenden Einrichtungen die Echtheit und Integrität der verschlüsselten Information feststellen. Beispielsweise ermittelt die OBU 3 selbst aus den empfangenen Baken-Ortungsdaten und aus den in ihr in einem nicht näher gezeigten, zum Mikroprozessor 8 gehörigen Speicher gespeicherten Daten betreffend die Fahrzeugkategorie etc. die jeweils fällige Gebühr, vgl. den mit B bezeichneten Informationsfluss in Fig.1 und 2. Diese Gebühr kann sodann von einem in der OBU 3 vorhandenen Wertekonto abgebucht werden, wobei das Wertekonto beispielsweise von einer Wertkarte, nämlich Smart Card oder SIM-Karte, oder von einem Chip realisiert sein kann.
Im gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Mobilfunkeinrichrung im jeweiligen Fahrzeug ergänzend vorgesehen, wie in Fig.1 und 2 schematisch bei 10 veranschaulicht ist. Diese Mobilfunkeinrichrung 10 kann durch ein im Wesentlichen herkömmliches Mobiltelefon (GSM, UMTS etc.) gebildet sein, und sie kann unabhängig von der eigentlichen OBU 3 vorliegen oder aber mit dieser zu einer Einheit vereinigt sein. Bevorzugt werden die OBU 3 und die Mobilfunkeinrichtung 10 sogar in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, wobei gemeinsam nutzbare Komponenten, wie etwa Prozessoren, eingesetzt werden können, auch wenn in Fig. 1 und 2 für die Mobilfünkeinrichtung 10 ein eigener Prozessor 11 (mit einem Speicher 11 ') gezeigt ist, der mit einer SIM-Karteneinheit 12 verbunden ist. Die eigentliche Funkübertragungseinheit für das Senden und Empfangen ist in Fig.2 bei 13 veranschaulicht.
Die Mobilfünkeinrichtung 10 erhält, wenn sie eine gesonderte Einheit ist, beispielsweise über ein DSRC-System oder aber über eine Verbindungsleitung Signale bzw. Informationen C von der OBU 3 zugeführt, wie in Fig.2 schematisch bei 14 gezeigt ist. Im Falle des Zusammenbaus dieser beiden Einheiten 3 und 10 in einem gemeinsamen Gehäuse kann die Verbindungsleitung 14 im Gehäuseinneren kurz sein, etwa auf einer üblichen Leiterplatine vorliegen. Vor allem können dann auch die Prozessoren 8 und 11 durch einen einzigen Prozessor realisiert sein.
Wie sodann noch aus Fig.1 und 2 ersichtlich ist, kann eine zentrale Datenverarbeitungsanlage 15 vorgesehen sein, die einerseits zur Übermittlung von Informationen Q zu den ortsfesten Baken 4 und andererseits zumindest zum Empfang von Informationen D von den fahrzeugseitigen Einheiten 3 eingerichtet ist. Im Einzelnen kann die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 15 mit entsprechenden Adress-Codes versehene Daten bzw. Informationen Q an die ortsfesten Baken 4 senden, um dort gespeicherte Daten, etwa betreffend Position, Gebührentarif, Zeitpunkte etc., zu aktualisieren. Dabei kann überdies auch vorgesehen sein, dass von den ortsfesten Baken 4 In¬ formationen, etwa über den anfallenden Verkehr (unter Zählung der passierenden Fahrzeuge), zur zentralen Datenverarbeitungsanlage 15 übermittelt werden.
Andererseits kann der Informationsfluss D von den fahrzeugseitigen Einheiten 3 zur zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 15 beispielsweise Daten zwecks Überprüfung der Vergebührung oder aber tatsächliche Vergebührungsinformationen enthalten. Die Ortungs-Informationen A, die von den Baken 4 zu den Fahrzeugen 2 bzw. fahrzeugseitigen Einheiten 3 gesendet. werden, ent- halten die jeweilige Bake 4 eindeutig identifizierende Daten, um so eine eindeutige Ortung bzw. Positionsbestimmung für die Fahrzeuge 2 zu ermöglichen.
Wie aus Fig.2 weiters im Einzelnen hervorgeht, enthalten die ortsfesten Baken 4 zur Ansteuerung der jeweiligen Kommunikationseinrichtung 5 (mit dem Infrarot-Sender) einen Prozessor 16 (z.B. μP-Mikroprozessor) mit einem zugehörigen, nur schematisch gezeichneten Speicher 16', der die jeweiligen Identifizierungs- bzw. Positionsinformationen enthält. Der Prozessor 16 steuert auch eine Funkeinrichtung 17 an, die die Übertragung der Informationen Q zur bzw. von der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 15 durchführt. Weiters enthält der Prozessor 16 eine Uhr 16" (Taktgeber), so dass auch den jeweiligen Sendezeitpunkt angebende Informationen mitgesendet werden können.
Zur autonomen Energieversorgung der einzelnen Komponenten der ortsfesten Baken 4 ist bevorzugt eine Solarzellen-Einrichtung 18 vorgesehen, der eine entsprechende aufladbare Batterie mit Ladegerät (nicht gezeigt) in herkömmlicher Weise zugeordnet ist; derartige Solarenergieein¬ richtungen sind an sich hinlänglich bekannt, so dass sich hier eine nähere Beschreibung erübrigen kann.
Wenn vorstehend eine Solarstromversorgung erläutert wurde, so kann doch selbstverständlich eine herkömmliche Netzversorgung ebenfalls vorgesehen werden.
Wie ersichtlich sind die Baken 4 außerordentlich einfach aufgebaut, was damit zusammenhängt, dass sie, was die Kommunikation mit den Fahrzeugen 2 anlangt, nur eine Sendefunktion haben brauchen, sie also keine Daten aus den Fahrzeugen 2 empfangen müssen. Dabei entfällt auch die Notwendigkeit der Speicherung derartig sensibler Daten, wie Gebührenbeträge und Fahrzeugda¬ ten, so dass sich auch diesbezüglich eine Vereinfachung ergibt. Die Infrarot-Sendeeinheit kann in an sich herkömmlicher Weise mit Infrarot-Sendedioden und einer optischen Bündelungseinheit ausgebildet sein; der Prozessor 16 bildet die Steuerelektronik samt Speicher 16', und die Funkeinrichtung 17 kann beispielsweise ein GSM-Sende/Empfanger für die Fernwartung und Fernadministration sein.
An sich ist es auch denkbar, für die OBU 3 eine bidirektionale Verbindung zu den Baken 4 auf¬ zubauen, wobei dann die Baken 4 entsprechend eingerichtet sein können, um Fahrzeug- bzw. Gebührendaten zu empfangen und an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 15 zu senden. In der bevorzugten Ausfuhrungsform sind die Baken 4 jedoch wie erwähnt nur für den Sendebetrieb eingerichtet, wobei als wesentlich die laufende Aussendung von die Baken 4 jeweils eindeutig identifizierenden Informationen (Informationen A) anzusehen ist. Die Baken 4 können so völlig autonom und asynchron arbeiten, und sie können aufgrund der ausgesendeten Informationen A jeweils für eine eindeutige Ortung identifiziert werden, um die erforderliche Gebührenberech¬ nung durchzuführen. Wenn die ortsfesten Baken 4 einem Parkplatz zuzuordnen und Parkgebühren zu verrechnen sind, können die Informationen A wie erwähnt auch den jeweiligen Zeitpunkt des Passierens des Fahrzeugs festhaltende Informationen mit übertragen, um so die Dauer der Parkzeit ermitteln zu können. Derartige Zeit-Informationen können aber auch bei Mautsystemen - etwa für Kontrollzwecke - nützlich sein, so dass sie auch dort bevorzugt mit ausgesendet werden.
Weiters können die gesendeten Informationen A bereits Gebühreninformationen beinhalten, wobei beispielsweise Daten übermittelt werden, aufgrund deren in den fahrzeugseitigen Einheiten 3 unter Zuhilfenahme von dort gespeicherten Tabellen die jeweiligen Gebühren ermittelt werden, es können jedoch auch direkt die erforderlichen Gebührenbeträge übermittelt werden; Letzteres kann mit besonderem Vorteil bei offenen Mautsystemen vorgesehen werden.
Gemäß Fig.2 enthält die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 15 Funkeinrichtungen 19, 20 für die Funkverbindung zu den ortsfesten Baken 4 bzw. zu den Funkeinrichtungen 13 der fahrzeugseitigen Einheiten 3. Mit diesen Funkeinheiten 19, 20 ist ein Prozessor 21, insbesondere eine Logfile-Prozessoreinheit, verbunden, der ein Speicher 22 mit Datenbank zugeordnet ist.
Wie bereits angedeutet, kann im einfachsten Fall die Standard-OBU 3 ohne Mobilfunkeinrichrung 10 ausgeführt sein, wobei sie mit einer Infrarot-Empfangseinheit und einer Smart Cardbzw. SIM-Karten-Einheit ausgerüstet sein kann. Die OBU 3 kann batteriebetrieben sein, und sie wird beispielsweise mit Hilfe einer Klemme im Bereich des Innen-Rückspiegels im Fahrzeug an der Windschutzscheibe oben mittig befestigt. Dabei sind keinerlei Kabel zur Fahrzeugelektrik erforderlich. Alle sensitiven Daten werden auf der Smart Card verschlüsselt gespeichert, und diese Smart Card kann über übliche Kassenterminals und Geldausgebeautomaten gelesen bzw. geladen werden.
Als Alternative dazu kann auch vorgesehen sein, dass die gesamte OBU 3 von der Halterung an der Windschutzscheibe gelöst wird, und dass ein in ihr enthaltener Smart Card-Chip, in dem die sensitiven Daten gespeichert werden, außerhalb des Fahrzeuges über entsprechend mit einem Infrarot-Schreib/Lesekopf ausgerüstete Kassenterminals geladen bzw. gelesen werden.
In der besonders bevorzugten Ausführung ist eine Kombination mit einem Mobiltelefon (GSM- OBU) vorgesehen, wie vorstehend erläutert, und diese kombinierte OBU 3 wird vorzugsweise von der Autobatterie mit Strom versorgt. Auch hier werden bevorzugt alle sensitiven Daten ver¬ schlüsselt auf einem Smart Card-Chip gespeichert, wobei ein Auslesen bzw. Laden über das zellulare Telefonnetz möglich ist.
Die Mobilfünkeinrichtung 10 kann mit einer Freisprecheinrichtung ausgestattet sein, vgl. den Freisprecheinrichtungs-Anschluss 23 in Fig.2, sowie das Schema in Fig.3, wo ein Mobiltelefon 10 mit einem Verbindungsstecker 24 zu einer Freisprecheinrichtung 25 gezeigt ist; an den Verbindungsstecker 24 ist zugleich die DSRC-Kommunikationseinheit 7' angeschlossen, wobei die Vergebührungsfunktion auch bei angeschlossener Freisprecheinrichtung 25 durch entsprechendes Programmieren des Prozessors 11 gesichert sein kann.
Eine weitere mögliche Modifikation besteht darin, dass die fahrzeugseitige Einrichtung 3 vorübergehend aus dem Fahrzeug 2 entfernt wird und außerhalb des Fahrzeuges 2 Informationen an eine spezielle bidirektionale DSRC-Einrichtung weiterleitet, um so die Gebührenverrechnung durchzuführen.
Der Prozessor 16 der ortsfesten Baken 4 kann auch durch entsprechende Programmierung (wobei das Programm im Speicher 16' gespeichert sein kann) dazu eingerichtet sein, periodisch einen Selbsttest durchzuführen, wobei u.a. die Stromversorgung ebenso wie die Funktionsfahigkeit der eigentlichen Sende- und Empfangsmittel getestet werden kann; ebenso kann der Speicher 16' selbst einem Test unterzogen werden. Im Fall einer Störung kann die Funkeinrichtung 17 - sofern diese noch funktionstüchtig und mit einer Notstromversorgung ausgestattet ist - eine Störungsmeldung an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 15 absetzen. Alternativ dazu kann das System aber auch so eingerichtet sein, dass die ortsfesten Baken 4 periodisch, z.B. alle 15 min, eine Funktionstüchtigkeits-Meldung an die Datenverarbeitungseinrichtung 15 senden; wenn diese Meldung von einer ortsfesten Bake 4 zum vorgeschriebenen Zeitpunkt ausbleibt, wird dies von der Datenverarbeitungseinrichtung als Störung der betroffenen Bake 4 erkannt und dem Überwachungspersonal gemeldet, damit eine Überprüfung und Reparatur vor Ort erfolgen kann.
In Fig.4 ist der Vorgang eines solchen Selbsttests der ortsfesten Bake 4 veranschaulicht. Dabei ist in Fig.4 allgemein bei 26 die Auslösung des Selbsttests angedeutet, während die Testdurchführung bei 27 veranschaulicht ist. Zur Testauslösung kann als Trigger-Ereignis eine von der Uhr im Prozessor 16 abgeleitete Zeitintervall-Information dienen, wie etwa "täglich 8 Uhr morgens" oder aber "alle 15 Minuten", wobei diese Auslösung in Fig.4 bei 28 veranschaulicht ist. Bei 29 ist ferner gezeigt, dass der Selbsttest von außen her ausgelöst wird, beispielsweise von der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung 15. Mit dem Block 30 soll ganz allgemein angedeutet werden, dass noch andere Trigger-Möglichkeiten gegeben sein können.
Bei der Durchführung des Tests, wie bei 27 in Fig.4 gezeigt, kann zuerst die Spannungsversor¬ gung getestet werden, s. Block 31 in Fig.4. Danach wird die eigentliche Sendeeinheit (vgl. Pos.5 in Fig.2) getestet, insbesondere inwieweit die Infrarot-Dioden der Sendeeinheit betriebsbereit sind (Block 32). Gemäß Block 33 kann sodann noch ein Test betreffend Integrität des Speichers 16' und des Prozessors 16 etc. durchgeführt werden. Bei 34 ist in Fig.4 die Entscheidung ange¬ deutet, ob die überprüften Einheiten in Ordnung sind (Ausgang J) oder nicht (Ausgang N). Wenn das Testergebnis positiv ist, wird zu einer Schleife 35 übergegangen und auf die nächste Auslö¬ sung 26 gewartet, um dann den Selbsttest wieder bei der Position A' zu beginnen. Im Fall, dass eine Störung festgestellt wird, erfolgt gemäß Block 36 eine Meldung an eine Wartungszentrale, z.B. die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung 15 gemäß Fig.l und 2.

Claims

Patentansprüche:
1. System zum automatischen Verrechnen von Gebühren beim Passieren von vorgegebenen Positionen mit wenigstens einer für eine zumindest zeitweise ortsfeste Aufstellung vorgesehenen Kommunikationseinrichtung (4) für gerichtete Nahbereichskommunikation (DSRC) und mit wenigstens einer mobilen Kommunikationseinheit (7) für gerichtete Nahbereichskommunikation (DSRC), dadurch gekennzeichnet, dass die für die ortsfeste Aufstellung vorgesehene DSRC- Kommunikationseinrichtung (4) zum Senden von sie und hierdurch zumindest indirekt ihre Aufstellungsposition identifizierenden Informationen an die mobile DSRC-Kommunikationseinheit (7) eingerichtet ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die DSRC-Kommunikations¬ einrichtung (4) nur als DSRC-Sender (5) für eine ausschließliche Informationsübertragung zur mobilen Kommunikationseinheit (7) eingerichtet ist.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die DSRC-Kommunika¬ tionseinrichtung (4) mit den sie eindeutig identifizierenden Informationen Positionsinformationen über ihren Aufstellungs-Ort übermittelt.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die DSRC- Kommunikationseinrichtung (4) eine Uhr (16") enthält und mit den sie identifizierenden Informationen den jeweiligen Sende-Zeitpunkt angebende Informationen übermittelt.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die DSRC- Kommunikationseinrichtung (4) mit den sie identifizierenden Informationen einem Speicher (16') entnommene Gebühreninformationen, z.B. festgelegte Gebührenangaben oder Gebührenermittlungsvorschriften, übermittelt.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mobilen DSRC-Kommuni¬ kationseinheit (7) eine Gebührenermittlungseinheit (8) zur Ermittlung der jeweiligen Gebühr aufgrund der von der ortsfesten DSRC-Kommunikationseinrichtung (4) übermittelten Gebüh¬ reninformationen zugeordnet ist.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mobilen DSRC-Kommuni¬ kationseinheit (7) eine Buchungseinheit (8) zum Verbuchen der ermittelten Gebühr in einem Wertekonto zugeordnet ist.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebühr über einen mobilen Wertespeicher, z.B. eine Wertkarte oder dergl. Wertträger, abgebucht wird.
9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebühr von einem externen Konto abgebucht wird.
10. System nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebühr über einen Gebührenzähler eines Telefonkontos abgebucht wird.
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mobilen DSRC-Kommunikationseinheit (7) eine kryptografische Einheit (9) zugeordnet ist.
12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der für die ortsfeste Aufstellung vorgesehenen DSRC-Kommunikationseinrichtung (4) eine kryptografische Einheit zugeordnet ist.
13. System nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die kryptografische Einheit (9) einen sich zeitlich ändernden Schlüssel aufweist.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mobilen DSRC-Kommunikationseinheit (7) ein Speicher (11 ') zur Speicherung der von der DSRC- Kommunikationseinrichtung (4) übermittelten Informationen zugeordnet ist.
15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile DSRC-Kommunikationseinheit (7) mit einem DSRC-Sender und die DSRC-Kommunikationseinrichtung (4) mit einem DSRC-Empfänger ausgerüstet ist und der DSCR-Kommunikati- onseinrichtung (4) eine Vergebührungseinheit zugeordnet ist.
16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mobilen DSRC-Kommunikationseinheit (7) eine Mobilfunkeinrichrung (10) zugeordnet ist.
17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile DSRC-Kommunikationseinheit (7) mit der Mobilfünkeinrichtung (10) über eine DSRC-Kommunikationsvorrich- tung in Verbindung steht.
18. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile DSRC-Kommuni¬ kationseinheit (7) mit der Mobilfunkeinrichrung (10) in einer Einheit direkt verbunden ist.
19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile DSRC-Kommuni¬ kationseinheit (7) mit der Mobilfunkeinrichrung (10) in einem gemeinsamen Gehäuse unterge¬ bracht ist.
20. System nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobil- funkeinrichtung (10) zur Übertragung von Informationen an eine zentrale Datenverarbeitungsanlage (15) eingerichtet ist.
21. System nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilfunkeinrichrung (10) ein mit einer Freisprecheinrichtung (25) elektrisch verbundenes Mobiltelefon ist.
22. System nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die mobile DSRC-Kommunikationseinheit (7') an den elektrischen Verbindungspunkt (24) zwischen Mobiltelefon (10) und Freisprecheinrichtung (25) angeschlossen ist.
23. System nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der ortsfesten DSRC-Kommunikationseinrichtung (4) eine Mobilfünkeinrichtung (17) zugeordnet ist.
24. System nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der ortsfesten DSRC-Kommunikationseinrichtung (4) zur Stromversorgung eine Solarenergieeinrichtung (18) zugeordnet ist.
25. System nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die DSRC- Kommunikationseinrichtung (4) mit einer Infrarot-Sende- bzw. -Empfangseinrichtung ausgebildet ist.
26. System nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile DSRC-Kommunikationseinrichtung (7) mit einer Infrarot-Sende- bzw. -Empfangseinrich¬ tung ausgebildet ist.
27. System nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die DSRC- Kommunikationseinrichtung (4) zur Durchführung eines Selbsttests, z.B. zur Kontrolle der Stromversorgung bzw. der Funktion der Kommunikationseinrichtung, eingerichtet ist.
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