Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Festlegung einer Streckennutzungsgebühr, insbesondere einer Straßennutzungsgebühr.
Um die Kosten für den Bau und die Instandhaltung von Straßen und anderen Verkehrswegen decken zu können und die dadurch entstehenden Belastungen sowie Kosten zur Erhaltung der Umwelt von den Steuerzahlern auf die tatsächlichen Nutzer der Verkehrswege verlagern zu können, sind in vielen Ländern Streckennutzungsgebühren eingeführt worden. Diese werden über so genannte Mauterhebungssysteme dem eigentlichen Nutzer des Verkehrsweges in Rechnung gestellt.
Bei herkömmlichen Mauterhebungssystemen sind Terminals vorgesehen, an denen die Nutzer beim Einfahren in eine gebührenpflichtige Strecke Daten bezüglich der geplanten Strecke, insbesondere den Streckenverlauf, angeben und eine entsprechende Gebühr hierfür entrichten müssen. Auch ist es möglich an den Terminals ein Ticket in Papierform auszugeben, das der Nutzer beim Verlassen der gebührenpflichtigen Strecke vorlegt und die angefallene Gebühr an einem Schalter begleicht. Weiterhin sind auch Systeme bekannt, bei denen über die gebührenpflichtige Strecke verteilt so genannte Brücken vorgesehen sind. Die Kraftfahrzeuge sind bei diesem System mit speziell ausgelegten Geräten, so genannten On-Board-Units (OBU) versehen, die beim Passieren der Brücken von diesen erkannt werden.
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Ausgelöst wird der Abrechnungszyklus bei diesem Verfahren durch eine Anzeige aus dem Kraftfahrzeug. Hierbei wird einer Rechnerzentrale die Tatsache mitgeteilt, dass das Fahrzeug in einen gebührenpflichtigen Streckenabschnitt einfährt. Auch das Ausfahren kann durch eine Anzeige an die Rechnerzentrale mitgeteilt werden. Nach der Initialisierung erfolgt die Berechnung über die von den Positionsbestimmungseinrichtungen erhaltenen Angaben und gegebenenfalls einen Vergleich mit vorgegebenen Straßenverläufen, zum Beispiel in Form von Straßen- oder Landkarten.
Der Nachteil dieser Art der Abrechnung von Streckennutzungsgebühren liegt darin, dass die Bestimmung der Streckenlänge ausschließlich über die Positionsbestimmung, die vom Netzwerk aus oder von einem anderen System, insbesondere einem GPS-System ausgeführt wird, erfolgt. Im letztgenannten Fall ist eine entsprechende Einrichtung, insbesondere ein GPS-Empfänger, in dem Kraftfahrzeug vorzusehen. In dem Fall, in dem die Positionsbestimmung über das Netzwerk erfolgt, muss das Ergebnis anhand von Straßendaten abgeglichen, insbesondere verfeinert werden, um eine Aussage über die zurückgelegte Strecke treffen zu können.
Diese Nachteile sind von besonderer Bedeutung bei Nutzern, die die gebührenpflichtige Strecke nur gelegentlich, gegebenenfalls sogar nur einmalig, befahren. Diese Nutzer werden im Folgenden auch als gelegentliche Nutzer oder "Occasional Users (OU)" bezeichnet. Das Kraftfahrzeug dieser Nutzer ist nämlich in der Regel nicht mit den für einige Verfahren des Standes der Technik notwendigen Einrichtungen On-Board-Units (OBU's) ausgestattet. Dennoch soll auch bei diesen gelegentlichen Nutzern die Abrechnung akkurat erfolgen können, was bedeutet, dass es möglich sein muss die zurückgelegte Strecke konkret zu bestimmen. Die Erfassung dieser Nutzer durch das oben erwähnte, auf Terminals basierende, manuelle System ist ebenfalls nur bedingt möglich beziehungsweise mit Nachteilen behaftet, da dieses System sehr kostenintensiv und wenig flexibel ist. Insbesondere ist bei einem terminalgestützten Verfahren vor dem Antritt der Reise eine exakte Festlegung der Strecke notwendig. Bei Änderung der zu fahrenden Strecke muss erneut ein Terminal angesteuert werden.
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht daher darin, ein Verfahren und ein System zur Festlegung einer Streckennutzungsgebühr zu schaffen, die einfach und flexibel sind, wobei sowohl ein in dem Kraftfahrzeug mitzuführendes Endgerät besonders einfach ausgestaltet sein kann und das System und das Verfahren auch für gelegentliche Nutzer einer gebührenpflichtigen Strecke zuverlässig für die Festlegung der Gebühr verwendet werden können.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, indem ein von der Position des Kraftfahrzeuges unabhängiges Kriterium zur Streckenberechnung verwendet wird.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Festlegung einer Streckennutzungsgebühr, insbesondere einer Straßennutzungsgebühr, in einem System, in dem ein Kommunikationsnetzwerk mit mindestens einer netzwerkseitigen Komponente und mindestens einem einem Nutzer, insbesondere dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs, zugeordneten mobilen Endgerät und mindestens eine zentrale Rechnereinheit vorgesehen sind, wobei das Verfahren zumindest den Schritt der Bestimmung einer von dem Kraftfahrzeug zurückgelegten Streckenlänge umfasst und die Bestimmung der Streckenlänge mittels mindestens zweier Verfahren erfolgt, wobei die mindestens zwei Bestimmungsverfahren in der zentralen Rechnereinheit durchgeführt werden, und wobei in einem ersten Bestimmungsverfahren Daten bezüglich der relativen Position des Endgerätes bezüglich mindestens einer netzwerkseitigen Komponente des Kommunikationsnetzwerkes verarbeitet werden und in einem weiteren Bestimmungsverfahren kraftfahrzeuginterne Zustandsinformationen, die an die zentrale Rechnereinheit übermittelt wurden, verarbeitet werden. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Kommunikationsnetzwerk einen zellularen Aufbau aufweist, Daten zur Ermittlung der relativen Position des mobilen Endgerätes bezüglich mindestens einer netzwerkseitigen Komponente für das erste Bestimmungsverfahren verwendet werden, die von der mindestens einen netzwerkseitigen Komponente an das mobile Endgerät übermittelt werden und Zell-Angaben umfassen,und das Ergebnis des ersten Zell-Angaben verarbeitenden Bestimmungsverfahrens mit dem Ergebnis des weiteren kraftfahrzeuginterne Zustandsinformationen verarbeitenden Bestimmungsverfahrens verglichen wird.
Als Streckenlänge wird erfindungsgemäß die auf einer gebührenpflichtigen Strecke oder in einem gebührenpflichtigen Bereich von dem Kraftfahrzeug zurückgelegte Wegstrecke bezeichnet. Als Nutzer wird im Folgenden der Nutzer der gebührenpflichtigen Strecke bezeichnet. Das mobile Endgerät ist daher in der Regel dem Fahrer des Kraftfahrzeuges zugeordnet. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, dass das mobile Endgerät einem Beifahrer oder einem Passagier zugeordnet ist.
Durch die Verwendung zweier unterschiedlicher Verfahren und den Vergleich der Ergebnisse, die aufgrund dieser Verfahren erhalten wurden, sind die Anforderungen an die Genauigkeit der Streckenbestimmung von zumindest einem Verfahren herabgesetzt. Weiterhin kann, da das Verfahren in einem System betrieben wird, in dem ein Kommunikationsnetzwerk vorgesehen ist, die für dieses Netzwerk bereits existierende Infrastruktur für das erfindungsgemäße Verfahren genutzt werden. Insbesondere kann das Kommunikationsnetzwerk zur Übertragung von Informationen und Daten an die zentrale Rechnereinheit verwendet werden. Das Netzwerk beziehungsweise einzelne Komponenten des Netzwerkes können aber auch für die Bestimmung der Position des Kraftfahrzeuges verwendet werden. Indem das mobile Endgerät bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht für die Bestimmung beziehungsweise Berechnung der Streckenlänge verwendet wird, kann dieses einen einfachen Aufbau aufweisen. Insbesondere kann ein herkömmliches Mobiltelefon verwendet werden, da das mobile Endgerät lediglich zum Erhalt, gegebenenfalls zur Speicherung und zur Weiterleitung von Informationen und Daten ausgestaltet sein muss. Die Verwendung eines speziell ausgelegten Endgerätes, nämlich einer so genannten On-Board-Unit (OBU), ist daher nicht notwendig. Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Festlegung der geplanten Strecke beim Beginn der Fahrt nicht zwingend notwendig.
Darüber hinaus bietet das erfindungsgemäße Verfahren einen zusätzlichen Schutz gegen Missbrauch, da die Streckenlänge auch unter Verwendung von Daten seitens des Netzwerkes ermittelt wird und der Nutzer auf diese Daten keinen Einfluss nehmen kann. Zudem können bei der Verwendung eines Mobiltelefons als mobiles Endgerät weitere Sicherheitsmaßnahmen beziehungsweise Durchsetzungsmaßnahmen ergriffen werden. So kann eine
Überwachungseinrichtung beim Erkennen eines Kraftfahrzeuges auf einer gebührenpflichtigen Strecke, beispielsweise durch eine Kamera, mittels der zentralen Rechnereinheit den für dieses Kraftfahrzeug registrierten Nutzer und dessen Mobilfunknummer ermitteln. Wird die so ermittelte Nummer angerufen und erkannt, dass das Endgerät ausgeschaltet ist, kann der Nutzer gegebenenfalls angehalten werden oder es kann eine Strafgebühr erhoben werden.
Anders als bei Verfahren, bei denen Brücken verwendet werden, kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren das mobile Endgerät, insbesondere ein Mobiletelefon, als Plattform für die essentiellen Streckennutzungs-Gebührenerhebungserfordernisse dienen. Ein speziell für die Gebührenerhebung ausgelegtes Endgerät und eine komplexe Infrastruktur sind dabei nicht erforderlich. Hierdurch können die Instandhaltungskosten minimiert werden.
Das Kommunikationsnetzwerk weist einen zellularen Aufbau auf. Hierbei kann die netzwerkseitige Komponente, von der aus Daten an das mobile Endgerät übertragen werden, eine Basisstation darstellen. Die Daten, die von der mindestens einen netzwerkseitigen Komponente an das mobile Endgerät übermittelt werden, umfassen Zell-Angaben.
Die Verwendung von Zell-Angaben als Daten, aufgrund derer die Position des Kraftfahrzeuges bezüglich einer Netzwerkkomponente ermittelt werden, stellt einen besonders einfachen Weg zur Positionsbestimmung dar. Beim Aufenthalt des mobilen Endgerätes in einem Kommunikationsnetzwerk werden von der Basisstation Zell-Angaben an das mobile Endgerät übermittelt. Da diese Übermittlung von Zell-Angaben unabhängig von der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt, ist eine gesonderte Ermittlung dieser Daten zur Bestimmung der Streckenlänge nicht erforderlich. Somit können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur Komponenten einer bereits existierenden Infrastruktur verwendet werden, sondern auch Verfahrensschritte anderer Verfahren in das erfindungsgemäße Verfahren integriert werden.
Mit der vorliegenden Erfindung wird es somit möglich, für ein Gebührenfestlegungssystem ein einfaches Endgerät verwenden zu können und dennoch eine hohe Genauigkeit bezüglich der der Festlegung zugrunde gelegten Streckenlänge erzielen zu können.
Die kraftfahrzeuginternen Zustandsinformationen, die in einem Verfahren zur Bestimmung der Streckenlänge verwendet werden, stellen vorzugsweise den Kilometerstand des Kraftfahrzeuges dar. Diese Informationen erlauben es, ohne die Notwendigkeit weiterer Angaben, durch Differenzbildung zwischen Informationen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst wurden, die Streckenlänge exakt bestimmen zu können. Ein Berücksichtigen von Straßenkarten ist bei dieser Bestimmungsart nicht zwingend erforderlich, wodurch die in der zentralen Rechnereinheit vorzusehenden Berechnungs- beziehungsweise Bestimmungsprogramme vereinfacht werden. Das Bestimmungsverfahren, bei dem die kraftfahrzeuginternen Zustandsinformationen zur Bestimmung der Streckenlänge verwendet werden, kann als Überprüfungsmechanismus eines anderen Bestimmungsverfahren dienen. Die Anforderungen an die Genauigkeit des weiteren Bestimmungsverfahrens, bei dem die Streckenlänge über die Position des Kraftfahrzeuges bestimmt wird, sind somit geringer.
Die Zustandsinformationen des Kraftfahrzeuges werden erfindungsgemäß über das mobile Endgerät an die zentrale Rechnereinheit geliefert. Hierbei kann der Nutzer die Informationen von einer Anzeige im Kraftfahrzeug ablesen. Bei der Verwendung des Kilometerstandes kann diese Information von der Kilometerstandsanzeige des Kraftfahrzeuges abgelesen werden. Die so abgelesene Information kann der Nutzer dann entweder über Spracheingabe oder unter Nutzung einer Tastenfunktion des mobilen Endgerätes in dieses eingegeben. Die Informationen werden dann an die zentrale Rechnereinheit übermittelt. Diese Zustandsinformationen können vor der Übermittlung an die zentrale Rechnereinheit in dem mobilen Endgerät gespeichert werden.
Es ist aber auch möglich, dass zumindest die Eingabe der Zustandsinformationen in das mobile Endgerät automatisch erfolgt. Dies kann beispielsweise durch die Verwendung einer Schnittstelle zu einem Datenbus in dem Kraftfahrzeug erfolgen. Insbesondere können hierzu Übermittlungsarten, wie in drahtlosen Pikonetzwerken verwendet werden. Dies sind insbesondere Funksysteme, die kurze Entfernungen in Energie sparender Weise überbrücken, ohne eines großen Installationsaufwandes zu bedürfen. Ein Beispiel eines solchen Funksystems ist ein Bluetooth-System, über das eine Verbindung zu einer Steuereinheit des Kraftfahrzeuges, insbesondere zu einem CAN-Bus (Controller Area Network) des Kraftfahrzeuges, hergestellt werden kann. Über diese Verbindung können die kraftfahrzeuginternen Zustandsinformationen auf Anfrage oder kontinuierlich an das mobile Endgerät übertragen werden. Die Informationen können dann in dem mobilen Endgerät gespeichert werden und vom Nutzer oder durch eine automatisierte Übermittlung von dem mobilen Endgerät an die zentrale Rechnereinheit übermittelt werden. Im ersten Fall wird der Nutzer über das mobile Endgerät eine Verbindung zu der zentralen Rechnereinheit, beispielsweise durch Anwählen einer vorgegebenen Nummer, herstellen. Der Vorteil dieser Art der Übertragung von dem Kraftfahrzeug zu dem mobilen Endgerät liegt darin, dass eine versehentliche oder beabsichtigte falsche Eingabe der Zustandsinformationen durch den Nutzer vermieden werden kann. Zudem ist der Nutzer, der das Kraftfahrzeug bedient, bei dieser automatischen Übermittlung nur kurzzeitig von dem Verkehrsgeschehen abgelenkt. Auch bei der automatischen Übermittlung der Zustandsinformationen von dem Kraftfahrzeug an das mobile Endgerät kann die Initialisierung der Übertragung der Zustandsinformationen an die zentrale Rechnereinheit durch den Nutzer erfolgen.
Die kraftfahrzeuginternen Zustandsinformationen werden vorzugsweise zumindest beim Einfahren in eine und beim Verlassen einer gebührenpflichtigen Strecke über das mobile Endgerät an die zentrale Rechnereinheit übermittelt. Diese Übermittlung ist somit auf ein Minimum beschränkt, wodurch der Datenverkehr mit der zentralen Rechnereinheit gering gehalten werden kann. Insbesondere bei der Verwendung des Kilometerstandes kann mit der Angabe dieser Informationen beim Eintritt und beim Verlassen des gebührenpflichtigen Bereichs die Streckenlänge exakt ermittelt werden und die vom Nutzer gegebenenfalls geforderte Interaktion ist minimiert. Der Eintritt in beziehungsweise das Verlassen des gebührenpflichtigen Bereiches kann auf unterschiedliche Arten erkannt werden. Zum einen sind in der Regel an den Anfangs- beziehungsweise Endpunkten des gebührenpflichtigen Bereiches, beispielsweise an einer Autobahnauffahrt oder an einer Landesgrenze, Hinweisschilder vorgesehen. Andererseits kann der Eintritt und das Verlassen aber auch von dem mobilen Endgerät erkannt werden, sobald dieses in ein Sendegebiet eines Gebührenerhebungssystems eintritt beziehungsweise dieses verlässt.
Die Daten, die von mindestens einer netzwerkseitigen Komponente des Kommunikationsnetzwerkes an das mobile Endgerät übertragen werden und dort gespeichert werden können, werden vorzugsweise während des Aufenthalts auf der gebührenpflichtigen Strecke beziehungsweise in dem gebührenpflichtigen Gebiet in regelmäßigen Abständen übermittelt. In dem mobilen Endgerät werden diese Daten gespeichert. Es ist auch möglich, dass Daten, die die Position des Fahrzeuges bezüglich einer Netzwerkkomponente angeben, beim Erreichen eines Schwellwertes in dem Speicher des mobilen Endgerätes an die zentrale Rechnereinheit automatisch übermittelt werden.
Gegebenenfalls kann zusätzlich zu den Zellangaben auch jeweils eine Angabe über die Zeit übermittelt werden, wodurch die Überprüfbarkeit der Angaben erleichtert wird. Als Angaben der Zeit wird die Angabe nach Datum und Uhrzeit verstanden, zu der die Angaben übermittelt wurden. Dies weist den weiteren Vorteil auf, dass eine kontinuierliche Erreichbarkeit des mobilen Endgerätes bei der Bestimmung der Streckenlänge kontrolliert werden kann. Es ist somit möglich festzustellen, ob ein Nutzer sein mobiles Endgerät beispielsweise durch Abschirmen der Antenne daran gehindert hat die Zell-Informationen zu empfangen, um gegebenenfalls einen Teil der Strecke ohne Gebühren nutzen zu können.
Neben der bevorzugten Positionsbestimmung anhand von Zell-Angaben können auch andere Verfahren verwendet werden, wie beispielsweise Ortungsverfahren aufgrund der Signallaufzeit. Hierzu kommt beispielsweise das sogenannte "Uplink time of Arrival" (TOA) oder das fortgeschrittene Positionierungsverfahren "Enhanced Observed Time Difference (E-OTD), bei dem die Laufzeit zwischen einem Endgerät und der diesem zugewiesenen Basisstation sowie mindestens zwei weiteren benachbarten Basisstationen gemessen wird, in Betracht. Auch das sogenannte Assisted Global Positioning System (A-GPS) kann verwendet werden. Hierbei wird ein Teil der Positions-Parameter über fest installierte oder in dem mobilen Endgerät realisierte GPS-Empfänger ermittelt.
Die Übertragung der Daten von der Komponente des Netzwerkes an das mobile Endgerät kann über eine mit der Netzwerkkomponente bestehende Kommunikationsverbindung erfolgen. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, dass die Daten über Broadcasting, insbesondere über Cell-Broadcasting, an das mobile Endgerät übermittelt werden. In diesem Fall ist eine Kommunikationsverbindung zwischen dem mobilen Endgerät und beispielsweise der Basisstation nicht erforderlich. Die Informationen werden allgemein in dem Zellbereich ausgestrahlt und von sämtlichen mobilen Endgeräten in dem Bereich empfangen.
Vorzugsweise werden die Daten, die von der Komponente des Kommunikationsnetzwerkes an das mobile Endgerät übermittelt werden, in diesem gespeichert und zumindest beim Verlassen der gebührenpflichtigen Strecke an die zentrale Rechnereinheit übermittelt. Zu diesem Zeitpunkt liegen sämtliche den Streckenverlauf beschreibenden Angaben in Form von Positionsdaten bezüglich der relativen Position zu einer oder mehrerer Komponenten des Kommunikationsnetzwerkes vor. Aus diesen kann dann die zurückgelegte Strecke ermittelt werden. Zur Absicherung der so ermittelten Angaben können die Daten, bezüglich der relativen Position des mobilen Endgerätes zu mindestens einer der netzwerkseitigen Komponenten des Kommunikationsnetzwerkes, in der zentralen Rechnereinheit mit geographischen Informationen, insbesondere Straßenverläufen, verarbeitet, insbesondere abgeglichen, werden.
Die zumindest zwei Bestimmungsverfahren werden in der zentralen Rechnereinheit vorzugsweise zumindest beim Verlassen des Fahrzeuges von der gebührenpflichtigen Strecke durchgeführt. Auf diese Weise kann die Rechnerleistung minimiert werden, da beim Verlassen der Strecke die Daten und Informationen bezüglich der gesamten Strecke bekannt sind. Somit kann beispielsweise in einem Bestimmungsverfahren durch Differenzbildung zwischen Anfangs- und Endkilometerstand und in einem weiteren Bestimmungsverfahren durch den Vergleich der Positionsdaten des Kraftfahrzeuges mit Straßenverläufen jeweils eine Streckenlänge bestimmt werden.
Vorzugsweise erfolgt der Vergleich der durch die mindestens zwei Bestimmungsverfahren ermittelten Streckenlängen vor der Festlegung der Nutzungsgebühr. Aufgrund des Vergleiches kann die Richtigkeit der übertragenen kraftfahrzeuginternen Zustandsinformationen überprüft werden. Dies geschieht durch den Vergleich der aufgrund der Positionsdaten ermittelten Streckenlänge und der aufgrund der kraftfahrzeuginternen Zustandsinformationen ermittelten Streckenlänge. Wird hierbei eine erhebliche Abweichung festgestellt, so kann gegebenenfalls eine Strafgebühr erhoben werden und zu der ermittelten tatsächlichen Streckengebühr hinzugerechnet werden. Auf diese Weise wird der Abrechnungsaufwand vereinfacht.
Das Kommunikationsnetzwerk stellt beispielsweise ein zellulares Mobilfunknetz, insbesondere ein UMTS- oder GSM-Netz dar. Bevorzugt stellt das Kommunikationsnetzwerk ein Netzwerk der dritten Generation dar. Besonders bevorzugt ist das Kommunikationsnetzwerk entsprechend dem Protokoll IEEE 801.16, das eine Übermittlungsrate von 2 bis 155 Mbps vorsieht und dem Standard IEEE 802.20 bezüglich Wireless Metropolitan Area Networks (WMAN) und Local Area Networks (LAN), insbesondere den darin geregelten Broadband-Wireless-Access-Systemen, ausgelegt.
Ein weiteres Bestimmungsverfahren kann zusätzlich zu den genannten Verfahren verwendet werden, wobei in diesem weiteren Bestimmungsverfahren Positionsdaten für das Fahrzeug, die mittels eines Satellitensystems ermittelt wurden, verarbeitet werden. Dieses Bestimmungsverfahren kann insbesondere bei Kraftfahrzeugen verwendet werden, die beispielsweise für ein Navigationssystem mit einem GPS-Empfänger ausgestattet sind. Das Vorhandensein eines GPS-Empfängers kann von der zentralen Rechnereinheit automatisch ermittelt werden. Der GPS-Empfänger kann in dem mobilen Endgerät integriert sein oder in Kommunikationsverbindung mit dem mobilen Endgerät stehen. Somit können die Ergebnisse der Positionsbestimmung über das mobile Endgerät an die zentrale Rechnereinheit übermittelt werden. Dieses Bestimmungsverfahren kann separat von dem oben genannten A-GPS oder zusätzlich dazu ausgeführt werden. Die Positionsdaten können bei dieser Ausführungsform fahrzeugseitig ermittelt werden und an die zentrale Rechnereinheit übermittelt werden. Hierdurch wird der Rechneraufwand in der zentralen Rechnereinheit reduziert.
Die Übermittlung der kraftfahrzeuginternen Zustandsinformationen an die zentrale Rechnereinheit kann erfindungsgemäß so erfolgen, dass diese Übermittlung von anderen Übermittlungen von dem Endgerät unterschieden werden kann. Hierzu können beispielsweise besondere Kanäle verwendet werden oder die Zustandsinformationen können mit Kennungen versehen werden, die eine Identifikation erlauben. Auf diese Weise kann eine Übermittlungsgebühr, die von dem Betreiber des Kommunikationsnetzwerkes für diese Übermittlung erhoben wird, leicht identifiziert und gegebenenfalls dem Betreiber des Systems in Rechnung gestellt werden. Ein gelegentlicher Nutzer des Systems wird somit gegenüber Dauernutzern, bei denen für die Bestimmung der Streckenlänge das Kommunikationsnetzwerk nicht verwendet wird, nicht schlechter gestellt.
Das mobile Endgerät kann beim Erkennen des Eintritts in und des Verlassens eines Kommunikationsnetzwerkes, das die mindestens zwei Bestimmungsverfahren unterstützt, eine Aufforderung erzeugen, dass der Nutzer kraftfahrzeuginterne Zustandsinformationen an die zentrale Rechnereinheit übermitteln soll, oder das mobile Endgerät startet zu diesen Zeitpunkten die Übermittlung automatisch. Der letzte Fall kann insbesondere dann eintreten, wenn die Übertragung von Zustandsinformationen an das mobile Endgerät beispielsweise über eine Schnittstelle mit dem CAN-Bus automatisiert erfolgt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, dass der Nutzer vor dem Einfahren in die gebührenpflichtige Strecke Angaben bezüglich angestrebter Positionen auf der gebührenpflichtigen Strecke an die Rechnereinheit liefert und diese Angaben bei der Bestimmung der Streckenlänge als Kontrollpositionen verwendet werden, die mit Daten, die von dem mobilen Endgerät während des Aufenthalts auf der gebührenpflichtigen Strecke an die zentrale Rechnereinheit übermittelt werden, verarbeitet, insbesondere verglichen werden. Durch diese Marker kann die Genauigkeit des Verfahrens, das die Position des Kraftfahrzeuges als Basis verwendet, gesteigert werden.
In der zentralen Rechnereinheit wird die aus den Daten des Kommunikationsnetzwerkes ermittelte Streckenlänge, vorzugsweise in Teilstrecken unterteilt, bevor die Nutzungsgebühr festgelegt wird, wobei einzelnen Teilstrecken unterschiedliche Gebühren zugeordnet sein können. Hierdurch können auch für Gelegenheitsnutzer unterschiedliche Gebühren für unterschiedliche Streckenabschnitte berechnet werden.
Das Verfahren kann weiterhin den Schritt des Herunterladens eines Programms vor dem Einfahren in eine gebührenpflichtige Strecke oder ein gebührenpflichtiges Gebiet von der zentralen Rechnereinheit auf das mobile Endgerät umfassen. Dies ist erfindungsgemäß ausreichend, da die Anforderungen an das mobile Endgerät gering sind und in Form eines einfachen Programms in das mobile Endgerät eingebracht werden können. Weitere Modifikationen des mobilen Endgerätes sind nicht erforderlich. Das Programm mittels dessen das Verfahren durchgeführt wird und dass zumindest teilweise auf dem mobilen Endgerät zu installieren ist, ist eine Remote-User-Client Software.
Durch ein solches Programm können in dem mobilen Endgerät unterschiedliche Funktionalitäten bereit gestellt werden, die für das erfindungsgemäße Verfahren notwendig oder hilfreich sind. Insbesondere werden in der Regel Funktionalitäten bereitgestellt, die sich auf den Erhalt, das Speichern, das Weiterleiten und/oder das Übermitteln von Informationen und Daten bezieht.
Die Funktionalitäten können sich insbesondere auf die Übermittlung von Daten bezüglich der Position des mobilen Endgerätes, insbesondere der relativen Position des mobilen Endgerätes zu mindestens einer netzwerkseitigen Komponente des Kommunikationsnetzwerkes, beziehen. Weiterhin können Funktionalitäten betreffend den Erhalt von Informationen bezüglich des Kraftfahrzeugzustandes, zum Beispiel durch automatisierte Abfrage von einem Datenbus des Kraftfahrzeuges, oder betreffend den Erhalt von Informationen von einer Netzwerkkomponente, insbesondere Zell-Informationen, und zur Weiterleitung von Informationen und Daten an die zentrale Rechnereinheit bereitgestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiterhin den Schritt der Registrierung des Nutzers an der Rechnereinheit umfassen. Besonders bevorzugt wird bei der Registrierung des Nutzers dessen Identität verifiziert. Hierdurch kann nach der Festsetzung der Nutzungsgebühr diese dem Nutzer zuverlässig in Rechnung gestellt werden. Auch die für die Registrierung notwendige Funktionalität kann in dem mobilen Endgerät durch ein Programm bereit gestellt werden, wobei auch dieses von der zentralen Rechnereinheit auf das mobile Endgerät herunter geladen werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mit dem im folgenden beschriebenen System ausgeführt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe nämlich gelöst durch ein System zur Festlegung einer Nutzungsgebühr, wobei dieses ein Kommunikationsnetzwerk mit mindestens einer netzwerkseitigen Komponente und mindestens einem einem Nutzer, insbesondere dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs, zugeordneten mobilen Endgerät und mindestens eine zentrale Rechnereinheit umfasst, wobei das mobile Endgerät eine Empfangseinheit für den Empfang von Daten mindestens einer netzwerkseitigen Komponente des Kommunikationsnetzwerkes, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern empfangener Daten, zumindest eine Sendeeinheit zum Versenden von Daten, und zumindest eine Eingabeeinheit, für die Eingabe von kraftfahrzeuginternen Zustandsinformationen, aufweist, wobei die Speichereinheit mit der Empfangseinheit und der Sendeeinheit verbunden ist und die Eingabeeinheit mit der Sendeeinheit verbunden ist und die zentrale Rechnereinheit zumindest einen Speicher zum Speichern von Daten und von kraftfahrzeuginternen Zustandsinformationen, die über das Endgerät erhalten wurden und eine Bearbeitungseinheit zum Bearbeiten von Daten und von kraftfahrzeuginternen Zustandsinformationen, die über das Endgerät erhalten wurden aufweist. Das System zeichnet sich dadurch aus, dass das Kommunikationsnetzwerk einen zellularen Aufbau aufweist, die Daten, die das mobile Endgerät von der mindestens einen netzwerkseitigen Komponente des Kommunikationsnetzwerkes empfängt. Zell-Angaben umfassen und zur ermittlung der relativen Position des mobilen Endgeräts bezüglich der mindestens einen netzwerkseitigen Komponente verwendet werden, und die zentrale Rechnereinheit zumindest eine Vergleichseinheit zum Vergleich von Streckenlängen, die aus den Daten bezüglich der relativen Position des mobilen Endgeräts bezüglich der mindestens einen netzwerkseitigen Komponente ermittelt wurden, mit Streckenlängen, die aus den kraftfahrzeuginternen Zustandsinformationen ermittelt wurden, umfasst.
Die Eingabeeinheit des mobilen Endgerätes kann beispielsweise eine Tastatur, einen Touchscreen oder ein Mikrophon zur Sprecheingabe darstellen. Es ist aber erfindungsgemäß auch möglich, dass die Eingabeeinheit mit einer Schnittstelle verbunden ist, vorzugsweise mit einer Schnittstelle zu dem Datenbus des Kraftfahrzeuges.
Als Daten werden bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Systems, die bereits bezüglich des Verfahrens beschriebenen Date bezüglich der relativen Position des mobilen Endgerätes bezüglich einer netzwerkseitigen Komponente des Kommunikationsnetzwerkes, bezeichnet. Informationen bezeichnen die bereits erwähnten kraftfahrzeuginternen Zustandinformationen, wie beispielsweise den Kilometerstand.
Das mobile Endgerät stellt vorzugsweise ein Mobiltelefon dar und in diesem ist eine Logik für den Empfang und die Speicherung der Daten und für das Übermitteln der Daten an die zentrale Rechnereinheit abgelegt. Die Logik ist vorzugsweise in Form eines Programms in dem Mobiltelefon implementiert. Erfindungsgemäß kann das mobile Endgerät aber auch einen PDA oder ein anderes mobiles Endgerät darstellen, das aber zumindest zur Kommunikation über das Kommunikationsnetzwerk und für die weiteren erfindungsgemäß erforderlichen Funktionalitäten ausgelegt ist oder zumindest aufgerüstet werden kann.
Durch die Logik, die durch ein Programm bereitgestellt werden kann, sollen folgende Verfahrensschritte von dem Mobiltelefon unterstützt beziehungsweise durch dieses ausgeführt werden: Die Registrierung des Nutzers, Registrierung des Fahrzeuges, Verifizierung des Nutzers, Selbst-Angabe der zurückgelegten Wegstrecke, Kommunikation mit der zentralen Rechnereinheit und Prozessautomatisierung.
Um die für das erfindungsgemäße Verfahren geforderten Funktionalitäten unterstützen zu können, ist das mobile Endgerät, insbesondere das Mobiltelefon, vorzugsweise mit einem Symbian-Betriebssystem ausgestattet oder unterstützt Java Midlets. Diese Voraussetzungen werden in der nahen Zukunft von den meisten Mobiltelefonen erfüllt werden, so dass die Anzahl von Nutzern, die an dem Verfahren für gelegentliche Nutzer gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem eigenen Mobiltelefon nicht teilnehmen können, bald auf einem Minimum liegen wird.
Ist das mobile Endgerät oder ein anderes an dem Kraftfahrzeug vorgesehenes Endgerät so ausgestaltet, dass mit diesem ein Positionsbestimmungsverfahren ausgeführt werden kann, kann dies in dem erfindungsgemäßen System vorteilhaft genutzt werden. Insbesondere kann hierdurch zuverlässig festgestellt werden, auf welcher Art eines Streckenabschnittes sich das Kraftfahrzeug befindet, beispielsweise Landstraße im Vergleich zu Autobahn. Es kommen für die Positionsbestimmung die bereits oben erwähnten Verfahren, wie beispielsweise Uplink Time of Arrival (TOA), Enhanced Observed Time Difference (E-OTD) in Betracht, wobei diese unterstützt oder nicht unterstützt sein können. Weiterhin können selbständige Positionsbestimmungsverfahren eingesetzt werden, wie beispielsweise GPS oder GLONASS. Die Ergebnisse dieser Verfahren werden dann ebenfalls auf dem mobilen Endgerät gespeichert und entsprechend der oben genannten Zell-Informationen an die zentrale Rechnereinheit übermittelt. In der zentralen Rechnereinheit können diese Ergebnisse in den Vergleich mit den, durch die kraftfahrzeuginternen Zustandsinformationen erhaltenen, Ergebnissen einbezogen werden
Das System ist vorzugsweise zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt.
Merkmale und Vorteile, die bezüglich des erfindungsgemäßen Systems beschrieben werden gelten, soweit anwendbar, entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen erneut erläutert. Es zeigen:
In der
In dem erfindungsgemäßen System 1 kann zwischen der zentralen Rechnereinheit 11 und dem Mobiltelefon 30 eine Kommunikationsverbindung aufgebaut werden. Diese wird vorzugsweise über das Kommunikationsnetzwerk 10, insbesondere über eine dem Mobiltelefon 30 zu dem Zeitpunkt der Übermittlung zugeordneten Basisstation 101 erfolgen. In der
Über die Kommunikationsverbindung zwischen dem Mobiltelefon 30 und der zentralen Rechnereinheit 11 können zum einen Daten und Informationen von dem Mobiltelefon 30 an die zentrale Rechnereinheit 11 übermittelt werden und zum anderen können hierüber beispielsweise Programme von der zentralen Rechnereinheit 11 auf das Mobiltelefon 30 herunter geladen werden.
In der
In der
Weiterhin ist in
In dem Mobiltelefon 30 sind eine Empfangseinheit, eine Eingabeeinheit, eine Speichereinheit und eine Sendeeinheit vorgesehen. Diese Komponenten stellen in der Regel herkömmliche Komponenten eines Mobiltelefons dar und sind daher in den Figuren nicht gesondert gezeigt.
In
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die in
Die Ausführungsform des Verfahrens beginnt mit einer Registrierung des potentiellen Nutzers. Hierzu meldet sich der Nutzer an der zentralen Rechnereinheit 11 an. Dies kann über das Mobiltelefon 30 oder aber auch über andere Kommunikationsmittel, wie beispielsweise das Internet erfolgen. Während der Registrierung können die Informationen über den Besitzer des Fahrzeuges, dessen Bankverbindung, Fahrzeugspezifikationsinformationen und in oder an dem Kraftfahrzeug vorhandene Endgeräte, insbesondere Mobiltelefon und GPS-Empfänger, registriert werden.
Ist der Nutzer registriert, so kann er unmittelbar den Dienst des erfindungsgemäßen Systems, das heißt die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anfordern. Diese Anforderung wird von dem Nutzer vorzugsweise vor dem Einfahren in eine gebührenpflichtige Strecke getätigt. Aufgrund der Registrierung kann in der zentralen Rechnereinheit 11 insbesondere überprüft werden, ob das Mobiltelefon 30, das der Fahrer bei der Registrierung angegeben hat, für das erfindungsgemäße Verfahren ausgelegt ist.
Sollten die für das erfindungsgemäße Verfahren notwendigen Funktionalitäten nicht auf dem Mobiltelefon verfügbar sein, kann ein Programm, mit dem die entsprechenden Funktionalitäten bereitgestellt werden, auf Anfrage des Nutzers oder automatisch von der zentralen Rechnereinheit herunter geladen werden. Für den Fall, in dem das Mobiltelefon nicht für das Herunterladen oder Implementieren eines solchen Programms ausgelegt ist, erhält der Nutzer eine Mitteilung, dass er den Dienst nicht in Anspruch nehmen kann und wird gegebenenfalls zu einem Terminal geleitet, an dem ihm ein geeignetes Endgerät ausgehändigt werden kann.
Wird nach gegebenenfalls vorherigem Herunterladen und Installieren des Programms von dem Nutzer der Dienst gestartet, so kann dem Nutzer vorzugsweise ein Menü mit vorgegebenen Standard-Werten angezeigt werden. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass der Nutzer die für das Verfahren notwendigen Informationen zur Verfügung stellt. Beispielsweise können in dem Menü der Nutzer, insbesondere dessen Name oder Nutzerkennung, und die Fahrzeug-Identifikation abgefragt werden.
Nach Eingabe dieser wesentlichen Informationen kann der Benutzer gegebenenfalls zur Eingabe einer persönlichen Identifikationsnummer (PIN) aufgefordert werden. Aufgrund dieser Eingaben kann die Authentizität des Nutzers überprüft und dessen vorherige Registrierung verifiziert werden.
Fährt der Nutzer nun in eine gebührenpflichtige Strecke ein, so hat dieser den Kilometerstand des Kraftfahrzeuges 20 an die zentrale Rechnereinheit 11 zu übermitteln. Die Übermittlung erfolgt hierbei über das Mobiltelefon 30. Die zu übermittelnden Informationen können, wie oben beschrieben über ein Ablesen des Kilometerstandes von einer Anzeige und Eingabe in das Mobiltelefon 30 oder über eine Schnittstelle zu einem Datenbus des Kraftfahrzeuges, in das Mobiltelefon 30 eingegeben werden und von diesem an die zentrale Rechnereinheit 11 übermittelt werden. Die Übermittlung an die zentrale Rechnereinheit 11 erfolgt durch den Nutzer. In diesem Fall handelt es sich um eine tatsächliche Selbstdeklaration des Fahrers beziehungsweise Nutzers, durch den der Anfang der Strecke, für die Gebühren erhoben werden müssen, von diesem festgelegt wird. Es ist aber auch möglich die Übermittlung an die zentrale Rechnereinheit 11 automatisch zu starten, sobald das Mobiltelefon 30 den Eintritt in ein gebührenpflichtiges Gebiet erkennt.
Während der Fahrt auf der gebührenpflichtigen Strecke in einem zellularen Kommunikationsnetzwerk 10, werden von dem Mobiltelefon 30 regelmäßig Signale, insbesondere GSM- oder UMTS-Netzwerkinformationen, von Basisstationen 101 erhalten. Diese Zellangaben werden in dem Mobiltelefon 30 gespeichert. Wobei vorzugsweise die Zellangaben zusätzlich mit Zeitangaben betreffend der Übermittlung der Zellangaben versehen sind. Durch diese gespeicherten Daten werden Verifizierungspunkte geschaffen, durch die eine spätere Verifizierung der Selbstdeklaration des Fahrers möglich wird. Die in dem Mobiltelefon 30 gespeicherten Daten werden von dem Mobiltelefon 30 vorzugsweise automatisch an die zentrale Rechnereinheit übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise erfolgen, wenn die Speicherkapazität der Speichereinheit des Mobiltelefons 30 erreicht ist oder wenn ein Zeitschwellwert erreicht wird.
Verlässt der Fahrer die gebührenpflichtige Strecke, so muss er erneut den Kilometerstand des Kraftfahrzeuges 20 an die zentrale Rechnereinheit 11 übermitteln, beziehungsweise diese Informationen werden automatisch von dem Mobiltelefon 30 an die Rechnereinheit 11 geleitet. Spätestens zu diesem Zeitpunkt werden gegebenenfalls noch in dem Mobiltelefon 30 gespeicherte und noch nicht an die zentrale Rechnereinheit 11 übermittelte Netzwerkinformationen, insbesondere Zellangaben, an die zentrale Rechnereinheit 11 übertragen.
In der zentralen Rechnereinheit 11, die auch als Backoffice bezeichnet wird, wird aus den mittels der Selbstdeklaration angegebenen Kilometerständen die zurückgelegte Strecke in der Bearbeitungseinheit 113 berechnet. Gleichzeitig oder anschließend wird mittels der Verifikationspunkte vorzugsweise unter Verwendung von Straßenkarten erneut die Streckenlänge ermittelt. Die so erhaltenen Ergebnisse werden in der Vergleichseinheit 114 verglichen. Stimmen die beiden berechneten Streckenlängen überein, kann eine für diese Strecke anfallende Gebühr in einer Berechnungseinheit 115 berechnet und dem Nutzer in Rechnung gestellt werden. Hierbei kann auch berücksichtigt werden, dass gegebenenfalls unterschiedliche Teilstrecken unterschiedlichen Gebühren unterliegen.
Wird bei dem Vergleich der durch die beiden Bestimmungsverfahren erhaltenen Streckenlängen eine Diskrepanz festgestellt kann eine Strafgebühr erhoben werden. Diese Gebühr wird vorzugsweise nur dann erhoben, wenn die von dem Fahrer angegebene Strecke kürzer ist, als die aus den Zellangaben ermittelte Strecke.
Für den Nutzer bringen das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System den Vorteil, dass dieses eine Zeitersparnis darstellt, wenn der Nutzer ein geeignetes Mobiltelefon oder anderes Endgerät besitzt. Ein Anfahren einer Verteilungsstelle, um ein speziell für das Gebührenermittlungs- und Gebührenerhebungsverfahren ausgelegtes Endgerät in Empfang zu nehmen kann für einen solchen Nutzer nämlich entfallen. Allerdings trägt der Nutzer die Verantwortung korrekte Erklärungen über die Wegstrecke seiner Reise abzugeben.
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.