[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektronischen Erhebung von
Nutzungsgebühren für wenigstens eine Wegstrecke innerhalb eines geographischen Bereichs
gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System
zur elektronischen Erhebung von Nutzungsgebühren für wenigstens eine Wegstrecke innerhalb
eines geographischen Bereichs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 13. Die Erfindung
kann folglich beispielsweise zur streckenbezogenen Mauterhebung verwendet werden.
[0002] Es ist bereits seit langem bekannt, für die Benutzung von Wegstrecken, beispielsweise
von Straßen, Brücken, Tunneln und dergleichen Nutzungsgebühren zu erheben.
[0003] Neben der Erhebung pauschaler Gebühren mittels Vignetten und dergleichen, oder der
Erhebung von Gebühren mittels Tickets, die man beim Eintritt in eine gebührenpflichtige
Wegstrecke erhält und die man beim Verlassen der gebührenpflichtigen Wegstrecke bezahlt,
haben sich seit einiger Zeit auch Verfahren und Systeme zur Erhebung streckenbezogener
Nutzungsgebühren etabliert.
[0004] Bei diesen bekannten Lösung wird jeweils die aktuelle Position eines mobilen Endgeräts,
bei dem es sich um eine sogenannte Onboard-Unit (OBU) in einem Fahrzeug handeln kann,
mittels eines geeigneten Positions-Ermittlungsverfahrens, beispielsweise mittels GPS,
ermittelt. Die Positionswerte werden auf eine digitale Karte übertragen, in der ein
bestimmter geographischer Bereich und die darin befindlichen Wegstrecken verzeichnet
sind. Daraus lassen sich streckenbezogene Nutzungsgebühren ermitteln.
[0005] Einige europäische Länder befassen sich zur Zeit mit der Einführung von streckenbezogener
Maut oder Besteuerung für Kraftfahrzeuge, beispielsweise Lastkraftwagen, auf allen
Straßenkategorien (beispielsweise Autobahnen, Landstraßen und dergleichen), wobei
eine unterschiedliche Höhe der Gebühr abhängig von der Straßenkategorie in Erwägung
gezogen wird.
[0006] Insbesondere bei der Erhebung von streckenbezogenen Nutzungsgebühren basierend auf
der zurückgelegten Streckenlänge ist die Eichfähigkeit des Systems von besonderer
Wichtigkeit. Eine beispielsweise rein auf der Verwendung von GPS Signalen basierende
Ermittlung der gebührenpflichtigen Wegstrecke ist dabei nicht ausreichend. Probleme
entstehen beispielsweise durch die Schwankungen der Genauigkeit von GPS und die nicht
vollständig zu gewährleistende Verfügbarkeit. Grundsätzlich ist ein reines GPS System
nicht eichfähig.
[0007] Bei auf dem GPS System aufbauenden Lösungen erfolgt die Eichfähigkeit auf der Grundlage
der Verwendung einer digitalen Karte und entsprechenden darauf basierenden Geoobjekten,
die die Verkehrsinfrastruktur, für die Nutzungsgebühren erhoben werden sollen, beschreiben.
Eine solche Lösung ist beispielsweise in der DE 43 10 099 A1 beschrieben.
[0008] Darin sind ein Verfahren sowie ein System zur streckenbezogenen Erhebung von Nutzungsgebühren
für sich in einem Wegstreckennetz bewegende Objekte offenbart. Jedes Objekt verfügt
über ein Endgerät, dessen jeweilige aktuelle Position mittels eines Positions-Ermittlungsverfahrens,
beispielsweise mittels GPS, bestimmt wird. In dem Endgerät sind weiterhin vorgegebene
geographische Identifizierungspunkte abgelegt, die eine eindeutige Charakterisierung
der Wegstrecken zulassen. Wenn sich eine Übereinstimmung der ermittelten Positionsdaten
mit den Identifizierungspunkten ergibt, wird in einer Rechnereinrichtung der zu dem
jeweiligen Identifizierungspunkt zugehörige Wegstreckenabschnitt ermittelt und daraus
die fällige Nutzungsgebühr berechnet.
[0009] Bisher realisierte Ansätze - basierend auf der Verwendung von digitalen Karten und
der Lokalisierung des Fahrzeuges mittels GPS - konzentrieren sich jedoch primär auf
die Abdeckung des Straßennetzes der höchsten Kategorien, beispielsweise Autobahnen
und Bundesstraßen. Gründe hierfür sind der extrem hohe Pflegeaufwand der digitalen
Karte zur Beibehaltung einer stets aktuellen Datengrundlage sowie die hohen Hardwarekosten
des Endgerätes bedingt durch die Anforderungen an Speicher und CPU-Performance.
[0010] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein System der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass bei der Erhebung von Nutzungsgebühren
auf einfache und kostengünstige Weise auch Wegstrecken unterschiedlicher Kategorien
berücksichtigt werden können.
[0011] Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen
Patentanspruch 1 sowie das System mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch
13. Weitere Vorteile, Merkmale, Details, Aspekte und Effekte der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung. Merkmale und Details,
die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, gelten dabei
selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System, und umgekehrt.
[0012] Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur elektronischen Erhebung
von Nutzungsgebühren für wenigstens eine Wegstrecke innerhalb eines geographischen
Bereichs, die von wenigstens einem mobilen Endgerät innerhalb des geographischen Bereichs
zurückgelegt wird, bereitgestellt, wobei die aktuellen Positionen des wenigstens einen
mobilen Endgeräts mittels eines Positions-Ermittlungsverfahrens ermittelt werden.
Das Verfahren ist erfindungsgemäß durch folgende Schritte gekennzeichnet:
a) die aktuellen Positionen des wenigstens einen mobilen Endgeräts werden in Form
von Positionsdaten an eine Rechnereinrichtung übertragen und in dieser mit Positionsdaten
des geographischen Bereichs verglichen, wobei die Positionsdaten des geographischen
Bereichs zumindest einzelnen Bereichen von Zellbegrenzungen des in eine Anzahl von
aneinander angrenzenden, sich nicht überschneidenden Zellen aufgeteilten geographischen
Bereichs entsprechen und wobei zumindest der Eintritt des wenigstens einen mobilen
Endgeräts in eine oder mehrere Zellen registriert wird;
b) in der Rechnereinrichtung wird elektronisch das Muster der Zellenabfolge, die das
wenigstens eine mobile Endgerät durchläuft, ermittelt; und
c) aus dem Muster der Zellenabfolge wird elektronisch die Höhe der zu erhebenden Nutzungsgebühr
berechnet.
[0013] Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Lösung zur streckenbezogenen Erhebung von
Nutzungsgebühren bereitgestellt, die auf der Erkennung und Unterscheidung von Wegstreckenkategorien,
beispielsweise von Straßenkategorien, basiert. Dabei sollen Nutzungsgebühren für wenigstens
eine Wegstrecke in einem geographischen Bereich erhoben werden können.
[0014] Bei dem geographischen Bereich kann es sich beispielsweise um eine Landschaft, eine
Region, ein Land und dergleichen handeln, wobei die Erfindung nicht auf in bestimmter
Weise ausgestaltete geographische Bereiche beschränkt ist. Bei den Wegstrecken, die
den geographischen Bereich durchziehen, kann es sich beispielsweise um Straßen unterschiedlicher
Kategorien handeln, wie etwa Autobahnen, Bundesstraßen, Landstraßen und dergleichen.
Des Weiteren sind unter Wegstrecken auch Brücken, Tunnels und dergleichen zu verstehen,
so dass die Erfindung nicht auf bestimmte Typen von Wegstrecken und/oder bestimmte
Längen von Wegstrecken beschränkt ist.
[0015] Diese Wegstrecken werden von einem mobilen Endgerät zurückgelegt, wobei die Erfindung
nicht auf bestimmte Ausgestaltungsformen dieser Endgeräte beschränkt ist. Beispielsweise
kann es sich bei dem Endgerät um ein in einem Fahrzeug eingebautes Gerät, eine sogenannte
Onboard-Unit (OBU) handeln. Es ist aber auch möglich, dass es sich bei dem Endgerät
um ein Gerät handelt, dass einem Nutzer des Verfahrens/Systems direkt zugeordnet ist,
etwa ein Mobiltelefon, ein PDA (Personal Digital Assistant) und dergleichen.
[0016] Ein erster grundlegender Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der
Bestimmung der jeweiligen aktuellen Positionen der mobilen Endgeräte. Dies erfolgt
mittels eines geeigneten Positions-Ermittlungsverfahrens, wobei die Erfindung nicht
auf bestimmte Verfahren zur Positionsbestimmung beschränkt ist.
[0017] Beispielsweise ist es möglich, die Positionsdaten der Endgeräte mittels eines satellitengestützten
Positions-Ermittlungsverfahrens (etwa GPS) zu ermitteln.
[0018] Zur Ortsbestimmung mittels eines Funk-Moduls kann beispielsweise auf ein System beziehungsweise
Verfahren zur Ortung mobiler Endgeräte zurückgegriffen werden. Diesbezüglich sind
bereits verschiedene Lösungen bekannt geworden. So ist in der DE 198 03 960, deren
Offenbarungsgehalt insoweit in die Beschreibung der vorliegenden Erfindung mit einbezogen
wird, ein Verfahren und System zur Nutzung von modernen Ortungssystemen in Mobilfunksystemen
beschrieben. Die Ortung eines Mobiltelefons kann beispielsweise auch nach dem sogenannten
EOTD-Verfahren (Enhanced Observed Time Difference) erfolgen. Dabei werden Laufzeitunterschiede
von Signalen eines Mobiltelefons zu mehreren Sendern gemessen. Aus den ermittelten
Werten kann dann unter Verwendung geeigneter Algorithmen automatisch der Standort
des Mobiltelefons ermittelt werden.
[0019] In einem nicht ausschließlichen, konkreten Beispiel kann beispielsweise ein Fahrzeug
mit einem Endgerät ausgestattet sein, das die Position des Fahrzeugs mittels GPS ermittelt.
[0020] In einem ersten Schritt werden die aktuellen Positionen des wenigstens einen mobilen
Endgeräts in Form von Positionsdaten an eine Rechnereinrichtung übertragen. Dabei
kann die Rechnereinrichtung beliebig ausgestaltet sein. Beispielsweise ist es möglich,
dass die Rechnereinrichtung aus einer oder mehreren Komponenten besteht. Im letztgenannten
Fall können die einzelnen Komponenten der Rechnereinrichtung an unterschiedlichen
Orten platziert sein. Die einzelnen Komponenten der Rechnereinrichtung und eventuell
auch die mobilen Endgeräte kommunizieren miteinander über ein geeignetes Hintergrundsystem.
Beispiele hierzu werden im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert.
[0021] In der Rechnereinrichtung werden die Positionsdaten der Endgeräte mit Positionsdaten
des geographischen Bereichs verglichen, wobei die Positionsdaten des geographischen
Bereichs zumindest einzelnen Bereichen von Zellbegrenzungen des in eine Anzahl von
aneinander angrenzenden, sich nicht überschneidenden Zellen aufgeteilten geographischen
Bereichs entsprechen.
[0022] Auf diese Weise kann zumindest der Eintritt des wenigstens einen mobilen Endgeräts
in eine oder mehrere Zellen registriert werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die
Erkenntnis zugrunde, dass der geographische Bereich in eine - vorteilhaft gleichförmige
- Anzahl von Unterbereichen, den Zellen, aufgeteilt wird. Die Größe der Zellen kann
variieren und kann beispielsweise abhängig von der Infrastrukturdichte der Wegstrecken
beziehungsweise des Wegstreckennetzes sein. Über eine Lokalisierung der mobilen Endgeräte,
beispielsweise eine GPS-basierte Lokalisierung, erfolgt die Erkennung des Eintritts
eines Endgeräts in eine Zelle.
[0023] Anschließend wird in der Rechnereinrichtung elektronisch das Muster der Zellenabfolge,
die das wenigstens eine mobile Endgerät durchläuft, ermittelt. Über ein typisches
Muster der Abfolge erkannter Zellen erfolgt - insbesondere elektronisch und/oder automatisch
- die Erkennung der Wegstrecke beziehungsweise der Wegstreckenkategorie. Die Größe
der Zellen ist dabei abhängig von der Notwendigkeit der eindeutigen Erkennung der
Wegstreckenkategorie. Die Erkennung einer neuen Wegstreckenkategorie erfolgt durch
einen Zellwechsel. Wie dies im Einzelnen geschehen kann, wird im weiteren Verlauf
der Beschreibung noch verdeutlicht.
[0024] Schließlich wird aus dem Muster der Zellenabfolge elektronisch die Höhe der zu erhebenden
Nutzungsgebühr berechnet. Dabei kann die Berechnung der Nutzungsgebühr auf unterschiedliche
Weise erfolgen. Einige vorteilhafte, nicht ausschließliche Beispiele hierzu werden
im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert.
[0025] Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten
Lösungen eine Reihe von Vorteilen auf. So benötigt das mobile Endgerät zunächst keine
Beschreibung über die exakte Lage der Wegstrecken-Infrastruktur im geographischen
Bereich. Darüber hinaus ist es möglich, die notwendige Hardware zu reduzieren und
dabei die Herstellungskosten der Endgeräte zu optimieren. Auch ist es nunmehr möglich,
auf die bisher erforderliche digitale Karte mit all ihren Nachteilen zu verzichten.
Dies wird erreicht, indem durch die Aufteilung des geographischen Bereichs in Zellen
der Detailgrad der Beschreibung der vorhandenen Wegstrecken-Infrastruktur reduziert
werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft auch von gelegentlichen
Nutzern eingesetzt werden, da ein fester Einbau des Endgeräts, etwa in einem Fahrzeug,
nicht erforderlich ist. Man kann auf einfache Weise eine zu bemautende Wegstreckenlänge
ermitteln. Dabei ist es insbesondere auch möglich, dass das Verfahren auf einem mobilen
Endgerät wie etwa einem Mobiltelefon, einem PDA oder dergleichen abläuft. Das bedeutet,
dass ein Nutzer des Verfahrens gar kein neues Endgerät mehr anschaffen muss.
[0026] Vorteilhaft kann in einem Initialisierungsschritt des Verfahrens der geographische
Bereich zunächst in eine Anzahl von aneinander angrenzenden, sich nicht überschneidenden
Zellen aufgeteilt werden, wobei Positionsdaten zumindest einzelner Bereiche der Zellbegrenzungen
ermittelt und in einer Speichereinrichtung abgelegt werden. Das heißt, die Ermittlung
der Positionsdaten des geographischen Bereichs wird einmal ermittelt und steht anschließend
unbegrenzt zur Verfügung. Im einfachsten Fall werden die Positionsdaten des geographischen
Bereichs während des Initialisierungsschritts einmal ermittelt und bleiben dann unverändert
erhalten. Es ist aber auch möglich, dass der Initialisierungsschritt in bestimmten
Zeiträumen oder regelmäßig wiederholt wird.
[0027] Vorzugsweise kann der geographische Bereich Wegstrecken von einer oder von wenigstens
zwei unterschiedlichen Wegstreckenkategorien aufweisen, wobei die im geographischen
Bereich befindlichen Wegstreckenkategorien in Form von Wegstreckenkategoriedaten in
einer Speichereinrichtung abgelegt sind, und wobei aus dem Muster der Zellenabfolge
in der Rechnereinrichtung die vom mobilen Endgerät benutzte Wegstreckenkategorie ermittelt
wird. Darüber hinaus wird auf diese Weise natürlich auch die zurückgelegte Wegstreckenlänge
ermittelt.
[0028] In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der geographische Bereich Wegstrecken
von einer oder von wenigstens zwei unterschiedlichen Wegstreckenkategorien aufweist,
wobei jedem in einer Zelle des geographischen Bereichs befindlichen Segment einer
Wegstreckenkategorie eine pauschale Wegstreckenlänge zugeordnet ist, die in einer
Speichereinrichtung abgelegt ist. Aus dem ermittelten Muster der Zellenabfolge wird
dann in der Rechnereinrichtung durch Addition die zurückgelegte Wegstreckenlänge der
Wegstreckenkategorie ermittelt. Der Zelle wird somit eine pauschale Wegstreckenlänge
hinterlegt, die in Abhängigkeit von der Abfolge der Zellen oder der erkannten Wegstreckenkategorie
unterschiedlich sein kann. Dadurch wird eine Gleichbehandlung der Nutzer erreicht.
[0029] Jeder Wegstreckenkategorie kann ein monetärer Nutzungsgebührenwert zugeordnet sein,
wobei in einem solchen Fall die ermittelte Wegstreckenkategorie und/oder die ermittelte
Wegstreckenlänge einer Wegstreckenkategorie mit dem dazugehörigen Nutzungsgebührenwert
verknüpft wird. Dies geschieht vorteilhaft elektronisch und insbesondere automatisch
in der Rechnereinrichtung. Daraus wird in der Rechnereinrichtung anschließend die
Nutzungsgebühr berechnet.
[0030] In weiterer Ausgestaltung kann der geographische Bereich Wegstrecken von einer oder
von wenigstens zwei unterschiedlichen Wegstreckenkategorien aufweisen, wobei jedem
in einer Zelle des geographischen Bereichs befindlichen Segment einer Wegstreckenkategorie
ein pauschaler Wegstreckenkategorie-Nutzungsgebührenwert zugeordnet ist, der in einer
Speichereinrichtung abgelegt ist, und wobei aus dem Muster der Zellenabfolge in der
Rechnereinrichtung durch Addition der einzelnen Wegstreckenkategorie-Nutzungsgebührewerte
die Nutzungsgebühr berechnet wird.
[0031] Es können - ähnlich wie im Zusammenhang mit der Ermittlung der Positionsdaten des
geographischen Bereichs- in einem Initialisierungsschritt des Verfahrens die einzelnen
Segmente von Wegstreckenkategorien innerhalb einer Zelle des geographischen Bereichs
und/oder die pauschalen Wegstreckenlängen von in einer Zelle des geographischen Bereichs
befindlichen Segmenten einer Wegstreckenkategorie und/oder die pauschalen Wegstreckenkategorie-Nutzungsgebührenwerte
von in einer Zelle des geographischen Bereichs befindlichen Segmenten einer Wegstreckenkategoerie
zunächst ermittelt und in einer Speichereinrichtung abgelegt werden.
[0032] Wie weiter oben bereits ausgeführt wurde, kann die Rechnereinrichtung auf unterschiedliche
Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zumindest einzelne
der Ermittlungs- und Berechnungsschritte in einer Rechnereinrichtung durchgeführt
werden, die Bestandteil des mobilen Endgeräts ist. In weiterer Ausgestaltung kann
vorgesehen sein, dass zumindest einzelne der Ermittlungs- und Berechnungsschritte
in einer Rechnereinrichtung durchgeführt werden, die Bestandteil einer von den mobilen
Endgeräten unabhängigen Zentralen Rechnereinheit ist.
[0033] Beispielsweise ist denkbar, dass die Informationen über die einzelnen Zellen in einer
Rechnereinrichtung des Endgeräts hinterlegt sind. Die Erkennung einer Wegstreckenkategoerie
kann beispielsweise in der Rechnereinrichtung einer Zentralen Rechnereinheit, natürlich
aber auch in der Rechnereinrichtung des Endgeräts stattfinden. Ebenso verhält es sich
mit der Berechnung der Nutzungsgebühren. Auch diese können je nach Ausgestaltung in
der Rechnereinrichtung des Endgeräts, oder aber in der Rechnereinrichtung einer Zentralen
Rechnereinheit berechnet werden.
[0034] Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Kommunikation der mobilen Endgeräte mit
einem Hintergrundsystem zur Durchführung des Verfahrens über ein Telekommunikationssystem,
insbesondere über ein Mobilfunksystem, erfolgt. So ist es beispielsweise denkbar,
dass die Kommunikation über das GSM-Netz oder das UMTS-Netz erfolgt.
[0035] Zur Kalibrierung und/oder Überprüfung des Verfahrens können auf die wenigstens eine
Wegstrecke im geographischen Bereich bezogene Identifizierungs-Referenzpositionswerte
der Wegstrecke(n) mit den aktuellen Positionsdaten der Endgeräte verglichen werden.
Dies kann beispielsweise, wie im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschrieben,
über eine Berechnung der Wegstrecke anhand von Positions-Identifizierungspunkten erfolgen.
Eine derart berechnete Wegstrecke soll aber nicht die Grundlage der späteren Wegstreckenberechnung
im Zusammenhang mit der Bestimmung der Nutzungsgebühren sein. Neben der in der Beschreibungseinleitung
geschilderten Lösung, bei der die Identifzierungspunkte satellitengestützt - etwa
durch GPS - ermittelt werden, können zum Zwecke der Kalibrierung natürlich auch andere
Sensoren zur Lokalisierung verwendet werden.
[0036] Wie weiter oben bereits ausgeführt wurde, sind die Zellen nicht auf bestimmte Größen
und/oder Geometrien festgelegt. Vielmehr ergibt sich die erforderliche Zellengröße
aus der vorhandenen Wegstrecken-Infrastruktur. Die Zellgrößen können sich beispielsweise
im Bereich von wenigen hundert Metern im städtischen Bereich bis hin zu mehreren Kilometern
im ländlichen Bereich mit schwacher Wegstrecken-Infrastruktur bewegen.
[0037] Vorteilhaft kann der geographische Bereich in eine Anzahl rechteckiger Zellen aufgeteilt
sein oder werden. Rechteckige Zellen eigenen sich aus Performancegründen und aus Gründen
des Speicherbedarfs besonders gut. Es können jedoch auch andere geometrische Formen
zur Beschreibung der Zellen verwendet werden.
[0038] Beim Ansatz gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird von den bisher bekannten Lösungen,
wie sie im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschrieben sind, abgewichen. Die
Ermittlung der genutzten Wegstreckenkategorie sowie der zurückgelegten Wegstreckenlänge
wird über die festgelegte Beziehung zwischen Elementen, den Zellen, definiert. Die
Größe der angrenzenden Zellen, die sich nicht überschneiden ergibt sich aus der Eindeutigkeit
der Wegstreckenbeziehung. Es erfolgt eine Quelle-Ziel Ermittlung der Bewegung des
Endgeräts und eine Ableitung der hinterlegten Größen Kategorie und Wegstrecke. Startet
und endet eine Bewegung in derselben Zelle, so kann ebenfalls eine feste Größe hierfür
hinterlegt werden, die nicht unbedingt der tatsächlich zurückgelegten Wegstrecke entsprechen
muss.
[0039] Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein System zur elektronischen Erhebung
von Nutzungsgebühren für wenigstens eine Wegstrecke innerhalb eines geographischen
Bereichs bereitgestellt, mit wenigstens einem mobilen Endgerät, welches die Wegstrecke
innerhalb des geographischen Bereichs zurückgelegt, und mit einer Einrichtung zum
Ermitteln der aktuellen Positionen des wenigstens einen mobilen Endgeräts. Das System
ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch wenigstens eine Rechnereinrichtung, auf die
die aktuellen Positionen des wenigstens einen mobilen Endgeräts in Form von Positionsdaten
übertragen werden, eine Speichereinrichtung, in der Positionsdaten des geographischen
Bereichs abgelegt sind, wobei die Positionsdaten des geographischen Bereichs zumindest
einzelnen Bereichen von Zellbegrenzungen des in eine Anzahl von aneinander angrenzenden,
sich nicht überschneidenden Zellen aufgeteilten geographischen Bereichs entsprechen,
eine Einrichtung zum Vergleichen der aktuellen Positionsdaten des wenigstens einen
mobilen Endgeräts mit den Positionsdaten des geographischen Bereichs und zum Registrieren
zumindest des Eintritts des wenigstens einen mobilen Endgeräts in eine oder mehrere
Zellen, eine Einrichtung zum elektronischen Ermitteln des Musters der Zellenabfolge,
die das wenigstens eine mobile Endgerät durchläuft und eine Einrichtung zum elektronischen
Berechnen der Höhe der zu erhebenden Nutzungsgebühr aus dem Muster der Zellenabfolge.
[0040] Zu den Vorteilen, Wirkungen, Details, Merkmalen sowie der Funktionsweise des Systems
wird auf die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren vollinhaltlich Bezug genommen
und hiermit verwiesen.
[0041] Vorteilhaft ist das System gekennzeichnet durch Mittel zur Durchführung des wie vorstehend
beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0042] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
[0043] Dabei zeigt die einzige Figur einen geographischen Bereich 10, in dem das erfindungsgemäße
Verfahren abläuft. Bei dem geographischen Bereich 10 soll es sich um eine Landschaft
handeln, die von einer Anzahl von Wegstrecken in Form von Straßen durchzogen ist.
In der Figur ist ein Ausschnitt dieses geographischen Bereichs 10 dargestellt. In
dem geographischen Bereich 10 sind zur Verdeutlichung der Erfindung zwei Wegstrecken
unterschiedlicher Kategorie dargestellt. Bei der ersten Wegstrecke 30 handelt es sich
um eine Autobahn, während es sich bei der zweiten Wegstrecke 40 um eine Landstraße
handeln soll.
[0044] Auf den Wegstrecken 30, 40 soll sich ein Fahrzeug, das über ein mobiles Endgerät
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verfügt, von einem Ausgangspunkt
P_A hin zu einem Endpunkt P_E bewegen. Für die zurückgelegte Wegstrecke soll eine
streckenbezogene Nutzungsgebühr erhoben werden.
[0045] Bei dem Endgerät kann es sich beispielsweise um ein im Fahrzeug eingebautes Gerät
handeln, welches speziell für die Erhebung und Abrechnung von Nutzungsgebühren ausgestaltet
ist, eine so genannte Onboard-Unit (OBU). Bei dem Endgerät kann es sich beispielsweise
aber auch um ein dem Fahrzeugführer zugeordnetes Gerät handeln, etwa um ein Mobiltelefon,
einen PDA (Personal Digital Assistant) und dergleichen.
[0046] Damit auf einfache und kostengünstige Weise eine von der jeweiligen Straßenkategorie
unabhängige Erhebung von Nutzungsgebühren möglich wird, ist der geographische Bereich
10 in eine Anzahl von Zellen 20 aufgeteilt. Dabei können die Zellen 20 vorteilhaft
rechteckig ausgebildet sein, wobei natürlich auch andere Zellengeometrien möglich
sind. Im dargestellten Beispiel sind die Zellen mit E_1 bis E-15 bezeichnet. Die Größe
der Zellen 20 ist abhängig von der Notwendigkeit einer eindeutigen Erkennung der einzelnen
Straßenkategorien.
[0047] In einem Initialisierungsschritt des Verfahrens werden zunächst Positionsdaten zumindest
einzelner Bereiche der Zellbegrenzungen zwischen den aneinander angrenzenden, sich
nicht überschneidenden Zellen 20 ermittelt und in einer Speichereinrichtung einer
Rechnereinrichtung abgespeichert. Bei der Rechnereinrichtung handelt es sich vorteilhafterweise
um eine Zentrale Rechnereinheit des Systems, mit dem die mobilen Endgeräte kommunizieren.
Dies kann beispielsweise über ein Telekommunikationsnetz, beispielsweise ein Mobilfunknetz
oder dergleichen, erfolgen. Die Positionsdaten der Zellen 20 können dabei so gewählt
werden, dass jeweils der Eintritt der mobilen Endgeräte in die Zellen 20 registriert
werden kann.
[0048] Wenn sich nun das Fahrzeug vom Ausgangspunkt P_A zum Endpunkt P_E bewegt, wird es
sinnvollerweise von der Zelle E_14 zur Zelle E_1 fahren. Die Abfolge der Elemente
ist im Idealfall E_14, E_15, E_12, E_11, E_8, E_5, E_2, E_1, was der Benutzung der
Autobahn 30 entspricht. Die Fortbewegung des Fahrzeugs ist durch die Punkte P_1 bis
P_8 symbolisiert.
[0049] Für das mobile Endgerät werden mittels eines geeigneten Positions-Ermittlungsverfahrens,
beispielsweise mittels GPS, ständig die aktuellen Positionswerte ermittelt. Diese
Positionswerte werden im vorliegenden Beispiel über das Kommunikationsnetz vom Endgerät
auf die Zentrale Rechnereinheit des Systems übertragen. Natürlich ist es auch denkbar,
dass die Positionsdaten der Zellbegrenzungen im Endgerät abgelegt sind, dass das Endgerät
über eine eigene Rechnereinrichtung verfügt und dass die ermittelten aktuellen Positionswerte
des Endgeräts auf die Rechnereinrichtung im Endgerät übertragen werden.
[0050] Egal wo die Rechnereinrichtung lokalisiert ist, in der Rechnereinrichtung werden
die aktuellen Positionswerte des Endgeräts mit den Positionswerten der Zellen 20,
beispielsweise mit den Positionswerten in den Eintrittsbereichen der Zellen, verglichen.
Es ist somit eine Aussage möglich, in welche der Zellen 20 das mobile Endgerät eingetreten
ist.
[0051] In der Rechnereinrichtung kann somit elektronisch das Muster der Zellenabfolge, die
das mobile Endgerät durchläuft, ermittelt werden. Über die Abfolge der Zellen 20 erfolgt
zunächst eine Erkennung der benutzten Straßenkategorie, im vorliegenden Beispiel der
Autobahn 30. Weiterhin ist eine Zuordnung der zurückgelegten Distanz möglich. Aus
dem Muster der Zellenabfolge lässt sich somit die Höhe der zu erhebenden beziehungsweise
zu entrichtenden Nutzungsgebühr für die Wegstrecke von P_A nach P_E berechnen. Dabei
ist keine Beschreibung über die exakte Lage der Wegstrecken 30, 40 im geographischen
Bereich 10 erforderlich.
[0052] Wenn das Fahrzeug im Punkt P_6 beispielsweise von der Autobahn 30 abfährt und auf
der Landstraße 40 in Richtung der Zelle E_9 weiterfährt, wird das Fahrzeug zunächst
wiederum in die Zelle E_8 eintreten. Das könnte aber auch bedeuten, dass das Fahrzeug
auf der Autobahn 30 zurückfährt. Da im Muster der Zellenabfolge jedoch nach der Zelle
E_8 die Zelle E_9 erscheint, und nicht die Zelle E_11, ist eindeutig klar, dass sich
das Fahrzeug auf der Landstraße 40 befindet, so dass für die erneute Durchfahrung
der Zelle E_8 keine, oder aber möglicherweise eine andere, für die Landstraße spezifische
Nutzungsgebühr berechnet und erhoben wird.
1. Verfahren zur elektronischen Erhebung von Nutzungsgebühren für wenigstens eine Wegstrecke
(30, 40) innerhalb eines geographischen Bereichs (10), die von wenigstens einem mobilen
Endgerät innerhalb des geographischen Bereichs (10) zurückgelegt wird, wobei die aktuellen
Positionen des wenigstens einen mobilen Endgeräts mittels eines Positions-Ermittlungsverfahrens
ermittelt werden,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) die aktuellen Positionen des wenigstens einen mobilen Endgeräts werden in Form
von Positionsdaten an eine Rechnereinrichtung übertragen und in dieser mit Positionsdaten
des geographischen Bereichs (10) verglichen, wobei die Positionsdaten des geographischen
Bereichs (10) zumindest einzelnen Bereichen von Zellbegrenzungen des in eine Anzahl
von aneinander angrenzenden, sich nicht überschneidenden Zellen (20) aufgeteilten
geographischen Bereichs (10) entsprechen und wobei zumindest der Eintritt des wenigstens
einen mobilen Endgeräts in eine oder mehrere Zellen (20) registriert wird;
b) in der Rechnereinrichtung wird elektronisch das Muster der Zellenabfolge, die das
wenigstens eine mobile Endgerät durchläuft, ermittelt; und
c) aus dem Muster der Zellenabfolge wird elektronisch die Höhe der zu erhebenden Nutzungsgebühr
berechnet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Initialisierungsschritt des Verfahrens der geographische Bereich (10) zunächst
in eine Anzahl von aneinander angrenzenden, sich nicht überschneidenden Zellen (20)
aufgeteilt wird, wobei Positionsdaten zumindest einzelner Bereiche der Zellbegrenzungen
ermittelt und in einer Speichereinrichtung abgelegt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der geographische Bereich (10) Wegstrecken (30, 40) von einer oder von wenigstens
zwei unterschiedlichen Wegstreckenkategorien aufweist, wobei die im geographischen
Bereich (10) befindlichen Wegstreckenkategorien in Form von Wegstreckenkategoriedaten
in einer Speichereinrichtung abgelegt sind, und dass aus dem Muster der Zellenabfolge
in der Rechnereinrichtung die vom mobilen Endgerät benutzte Wegstreckenkategorie ermittelt
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der geographische Bereich (10) Wegstrecken (30, 40) von einer oder von wenigstens
zwei unterschiedlichen Wegstreckenkategorien aufweist, wobei jedem in einer Zelle
(20) des geographischen Bereichs (10) befindlichen Segment einer Wegstreckenkategorie
eine pauschale Wegstreckenlänge zugeordnet ist, die in einer Speichereinrichtung abgelegt
ist, und dass aus dem Muster der Zellenabfolge in der Rechnereinrichtung durch Addition
die zurückgelegte Wegstreckenlänge der Wegstreckenkategorie ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wegstreckenkategorie ein monetärer Nutzungsgebührenwert zugeordnet ist und
dass die ermittelte Wegstreckenkategorie und/oder die ermittelte Wegstreckenlänge
einer Wegstreckenkategorie mit dem dazugehörigen Nutzungsgebührenwert verknüpft und
daraus in der Rechnereinrichtung die Nutzungsgebühr berechnet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der geographische Bereich (10) Wegstrecken (30, 40) von einer oder von wenigstens
zwei unterschiedlichen Wegstreckenkategorien aufweist, wobei jedem in einer Zelle
(20) des geographischen Bereichs (10) befindlichen Segment einer Wegstreckenkategorie
ein pauschaler Wegstreckenkategorie-Nutzungsgebührenwert zugeordnet ist, der in einer
Speichereinrichtung abgelegt ist, und dass aus dem Muster der Zellenabfolge in der
Rechnereinrichtung durch Addition der einzelnen Wegstreckenkategorie-Nutzungsgebührewerte
die Nutzungsgebühr berechnet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Initialisierungsschritt des Verfahrens die einzelnen Segmente von Wegstreckenkategorien
innerhalb einer Zelle (20) des geographischen Bereichs (10) und/oder die pauschalen
Wegstreckenlängen von in einer Zelle (20) des geographischen Bereichs (10) befindlichen
Segmenten einer Wegstreckenkategorie und/oder die pauschalen Wegstreckenkategorie-Nutzungsgebührenwerte
von in einer Zelle (20) des geographischen Bereichs (10) befindlichen Segmenten einer
Wegstreckenkategoerie zunächst ermittelt und in einer Speichereinrichtung abgelegt
werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne der Ermittlungs- und Berechnungsschritte in einer Rechnereinrichtung
durchgeführt werden, die Bestandteil des mobilen Endgeräts ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne der Ermittlungs- und Berechnungsschritte in einer Rechnereinrichtung
durchgeführt werden, die Bestandteil einer von den mobilen Endgeräten unabhängigen
Zentralen Rechnereinheit ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation der mobilen Endgeräte mit einem Hintergrundsystem zur Durchführung
des Verfahrens über ein Telekommunikationssystem, insbesondere über ein Mobilfunksystem,
erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kalibrierung und/oder Überprüfung des Verfahrens auf die wenigstens eine Wegstrecke
(30, 40) im geographischen Bereich (10) bezogene Identifizierungs-Referenzpositionswerte
der Wegstrecke(n) (30, 40) mit den aktuellen Positionsdaten der Endgeräte verglichen
werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der geographische Bereich (10) in eine Anzahl rechteckiger Zellen (20) aufgeteilt
ist oder wird.
13. System zur elektronischen Erhebung von Nutzungsgebühren für wenigstens eine Wegstrecke
(30, 40) innerhalb eines geographischen Bereichs (10), mit wenigstens einem mobilen
Endgerät, welches die Wegstrecke (30, 40) innerhalb des geographischen Bereichs (10)
zurückgelegt, und mit einer Einrichtung zum Ermitteln der aktuellen Positionen des
wenigstens einen mobilen Endgeräts, gekennzeichnet durch wenigstens eine Rechnereinrichtung, auf die die aktuellen Positionen des wenigstens
einen mobilen Endgeräts in Form von Positionsdaten übertragen werden, eine Speichereinrichtung,
in der Positionsdaten des geographischen Bereichs (10) abgelegt sind, wobei die Positionsdaten
des geographischen Bereichs (10) zumindest einzelnen Bereichen von Zellbegrenzungen
des in eine Anzahl von aneinander angrenzenden, sich nicht überschneidenden Zellen
(20) aufgeteilten geographischen Bereichs (10) entsprechen, eine Einrichtung zum Vergleichen
der aktuellen Positionsdaten des wenigstens einen mobilen Endgeräts mit den Positionsdaten
des geographischen Bereichs (10) und zum Registrieren zumindest des Eintritts des
wenigstens einen mobilen Endgeräts in eine oder mehrere Zellen (20), eine Einrichtung
zum elektronischen Ermitteln des Musters der Zellenabfolge, die das wenigstens eine
mobile Endgerät durchläuft und eine Einrichtung zum elektronischen Berechnen der Höhe
der zu erhebenden Nutzungsgebühr aus dem Muster der Zellenabfolge.
14. System nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12.