Strassenmautsystem, Fahrzeuggerät und Verfahren hierfür

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuggerät (10) für Straßenmautsysteme, welches einen Kurzreichweitenempfänger (4) zum Empfang von Kennungen (BID) ortsfester Baken (9) und einen Mobilfunksender (6) zum Absetzen bakenkennungsbezogener Positionsmeldungen oder Mauttransaktionen (T) über ein Mobilfunknetz (7) an eine Mautzentrale (8) aufweist und sich dadurch auszeichnet, daß das Fahrzeuggerät (10) seine Position ausschließlich mittels der lokal verteilten Baken (9), ohne Verwendung von Satellitensignalen, bestimmt. Die Erfindung betrifft auch ein Straßenmautsystem und ein Verfahren mit solchen Fahrzeuggeräten (10).

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeuggerät für Straßenmautsysteme, welches einen Kurzreichweitenempfänger zum Empfang von Kennungen ortsfester Baken und einen Mobilfunksender zum Absetzen bakenkennungsbezogener Positionsmeldungen oder Mauttransaktionen über ein Mobilfunknetz an eine Mautzentrale aufweist, sowie ein Straßenmautsystem mit solchen Fahrzeuggeräten und ein Verfahren hiefür.

[0002] Fahrzeuggeräte (onboard units, OBUs) der genannten Art werden auch als "Hybdrid-OBUs" bezeichnet, weil sie sowohl mit Funkbaken herkömmlicher DSRC-Mautsysteme (dedicated short range communication - toll charging) als auch mit sogenannten GNSS-Mautsystemen (global navigation satellite system - toll charging) zusammenarbeiten können.

[0003] Zu diesem Zweck werden derartige Fahrzeuggeräte in herkömmlicher Weise mit einem Satellitennavigationsempfänger zur autarken Ermittlung ihrer eigenen Position in einem GNSS-System ausgestattet, und der Kurzreichweitenempfänger wird nur unterstützend zur Erhöhung der Ortungsgenauigkeit der GNSS-Positionsbestimmung verwendet, indem er lokal verteilte Stützbaken, sogenannte LAC-Baken (localisation augmentation communication beacons), empfängt. Um eine hinreichende Ortungsgenauigkeit von GNSS-Mautsystemen zu erzielen, sind entsprechend viele LAC-Baken erforderlich, was LAC-GNSS-Systeme sehr aufwendig macht.

[0004] Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein einfacheres Straßenmautsystem mit hoher Ortungsgenauigkeit und Vermautungszuverlässigkeit zu schaffen. Dieses Ziel wird in einem ersten Aspekt der Erfindung mit einem Fahrzeuggerät der eingangs genannten Art erreicht, das sich dadurch auszeichnet, daß das Fahrzeuggerät seine Position ausschließlich mittels der lokal verteilten Baken, ohne Verwendung von Satellitensignalen, bestimmt.

[0005] Die Erfindung beruht auf dem neuen Ansatz, ein in der Art eines GNSS-Mautsystems über Mobilfunknetze kommunizierendes Straßenmautsystem ausschließlich mit Hilfe der Infrastruktur von bereits verfügbaren ortsfesten Baken, wie DSRC-Baken, WLAN-Hotspots usw., aufzubauen. Dazu setzt die Erfindung auf bekannten Hybrid-OBUs auf, setzt diese jedoch in einem neuen Kontext ein, welcher auf jegliche Satellitennavigation verzichtet und ausschließlich auf einer Positionsbestimmung der Fahrzeuggeräte mittels lokal verteilter Baken basiert. Wenn eine ausreichende Anzahl solcher Baken vorgesehen wird, kann damit ein vollständiges, geographisch weit verteiltes Straßenmautsystem aufgebaut werden, in welchem die Fahrzeuggeräte autark ihre Position nur anhand der Bakenkennungen ermitteln und Positionsmeldungen bzw. Mauttransaktionen über ein beliebiges Mobilfunknetz an die Mautzentrale zur Auswertung senden.

[0006] Auch wenn das Fahrzeuggerät grundsätzlich einen im Rahmen der Erfindung nicht verwendeten Satellitenempfänger enthalten könnte, werden bevorzugt vollkommen satellitennavigationsempfängerlose Fahrzeuggeräte eingesetzt.

[0007] Bevorzugt ist der genannte Kurzreichweitenempfänger ein DSRC-, RFID-, WLAN-, WAVE- oder Infrarot-Empfänger oder ein optischer Empfänger für den Bereich des sichtbaren Lichts. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kurzreichweitenempfänger ein Empfänger für zumindest zwei verschiedene Arten von Baken ist, bevorzugt der folgenden Arten: DSRC-Baken, RFID-Baken, WLAN-Baken, WAVE-Baken, Infrarot-Baken, lichtabstrahlende Baken. Dadurch kann das Fahrzeuggerät eine Vielzahl unterschiedlicher Arten von Baken zur Positionsbestimmung heranziehen.

[0008] Bevorzugt enthält die von der Bake empfangene Kennung auch den Ort der Bake, was die geographische Zuordnung ("map maching") der Fahrzeuggeräte vereinfacht.

[0009] Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kurzreichweitenempfänger ein Kurzreichweiten-Sendeempfänger zur authentifizierten und/oder verschlüsselten 2-Wege-Kommunikation mit einer als Sendeempfänger ausgebildeten Bake ist, sodaß eine sehr hohe Verortungs- und Vermautungszuverlässigkeit erreicht werden kann.

[0010] In einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung auch ein Straßenmautsystem, das ausschließlich auf Fahrzeuggeräten der hier vorgestellten Art beruht und dazu auch eine die Positionsmeldungen oder Mauttransaktionen der Fahrzeuggeräte über ein Mobilfunknetz empfangende Mautzentrale hat. Das Straßenmautsystem der Erfindung eignet sich für alle Arten der Mauteinhebung, z.B. abschnittsbasierte Maut, gebietsbezogene Maut, zeitbezogene Maut, weglängenbezogene Maut usw.

[0011] In noch einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung schließlich ein Verfahren zum Erzeugen von Mauttransaktionen in einem Straßenmautsystem mit einer Vielzahl ortsfester Baken und zumindest einem Fahrzeuggerät mit einem Kurzreichweitenempfänger zum Empfang von Kennungen der Baken und einen Mobilfunksender zum Absetzen bakenkennungsbezogener Positionsmeldungen oder Mauttransaktionen über ein Mobilfunknetz an eine Mautzentrale, welches sich dadurch auszeichnet, daß die Positionsmeldungen bzw. Mauttransaktionen ausschließlich aus den im Fahrzeuggerät empfangenen Kennungen der ortsfesten Baken erzeugt werden.

[0012] Hinsichtlich der weiteren Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Straßenmautsystems und Verfahrens wird auf die obigen Ausführungen zum Fahrzeuggerät verwiesen.

[0013] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein LAC-GNSS-Straßenmautsystem nach dem Stand der Technik in schematischer Blockschaltbildform; und

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Straßenmautsystem mit einem beispielhaften Fahrzeuggerät in schematischer Blockschaltbildform.

[0014] Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten in den Figuren.

[0015] Gemäß Fig. 1 umfaßt ein herkömmliches LAC-GNSS-Straßenmautsystem eine Vielzahl von Fahrzeuggeräten bzw. OBUs 1, die jeweils mit einem Satellitennavigationsempfänger 2 zur autarken Ermittlung ihrer eigenen Position LOC in einem Satellitennavigationssystem 3 ausgestattet und durch eine OBU-Kennung OID gekennzeichnet sind. Ferner enthalten die OBUs 1 auch einen Kurzreichweitenempfänger 4 zur Verbesserung der Satellitennavigationsbestimmung, indem sie die Kennungen BID lokal verteilter ortsfester LAC-Funkbaken 5 abfragen bzw. empfangen. Anhand des bekannten Orts der LAC-Baken 5 kann eine verbesserte GNSS-Positionsbestimmung durchgeführt werden. Die OBUs 1 sind schließlich mit einem Mobilfunksender 6, z.B. einem GSM-, GPRS- oder UMTS-Kommunikationsmodul ausgestattet, mit Hilfe dessen eine durch die Bakenkennung BID verbesserte GNSS Positionsmeldung bzw. Mauttransaktion T über ein Mobilfunknetz 7 an eine Mautzentrale 8 abgesetzt wird.

[0016] Fig. 2 zeigt demgegenüber ein erfindungsgemäßes Straßenmautsystem, bei welchem zur Positionsbestimmung erstmals ausschließlich nur auf ein Netz geographisch verteilter Baken 9 vertraut wird. Ein erfindungsgemäßes Fahrzeuggerät 10 ist zu diesem Zweck nur mit einem Kurzreichweitenempfänger 4 und einem daran angeschlossenen Mobilfunksender 6 ausgestattet, um die von den Baken 9 empfangenen Bakenkennungen BID über den Mobilfunksender 6 und das Mobilfunknetz 7 als Positionsmeldungen bzw. Mauttransaktionen T an die Mautzentrale 8 zu senden. An der Übertragung über das Mobilfunknetz 7 zur Mautzentrale 8 können dabei beliebige Server- oder Proxyrechner beteiligt sein, wie dem Fachmann bekannt. Es ist insbesondere zu beachten, daß das Fahrzeuggerät 10 vollkommen satellitennavigationsempfängerlos ist.

[0017] Die vom Fahrzeuggerät 10 an die Mautzentrale 8 abgesetzten Positionsmeldungen T enthalten im einfachsten Fall die OBU-Kennung OID und die Bakenkennung BID und die Mautzentrale 8 kann - z.B. mit Hilfe einer entsprechenden Datenbank - auf den Ort der Bake 9 und damit den aktuellen Aufenthaltsort des Fahrzeuggeräts 10 schließen. Alternativ kann bereits im Fahrzeuggerät 10, wenn dieses eine entsprechende Datenbank enthält, aus der Bakenkennung BID dieser Ort bestimmt und als Mauttransaktion T an die Mautzentrale 8 gesendet werden. Noch eine weitere Möglichkeit ist, daß die Bakenkennung BID selbst eine explizite Angabe des Orts der Bake 9 enthält oder direkt ihren Ort darstellt, z.B. in Form von geographischen Koordinaten. Auch ist es möglich, daß das Fahrzeuggerät 10 die Bakenkennungen BID einer Abfolge passierter Baken 9 zwischenspeichert und in einer Sammel-Positionsmeldung oder Sammel-Mauttransaktion an die Mautzentrale 8 absetzt.

[0018] Der Kurzreichweitenempfänger 4 kann nach verschiedenen in der Technik bekannten Kurzreichweiten-Übertragungsstandards arbeiten, insbesondere DSRC (dedicated short range communication), RFID (radio frequency identification), WLAN (wireless local area network), WAVE (wireless access in a vehicle environment), um dementsprechende DSRC-Funkbaken, RFID-Baken, z.B. entlang einer Straße verteilte passive RFID-Transponderchips, WLAN-Baken, z.B. WLAN-Accesspoints, oder WAVE-Baken 9 zu empfangen. Auch ist es möglich, infrarotes- oder sichtbares Licht abstrahlende Baken 9, im einfachsten Fall auch nur sichtbare graphische Markierungen, als Baken 9 einzusetzen, welche von einem Kurzreichweitenempfänger 4 in Form eines entsprechenden Infrarot- oder optischen Empfängers detektiert und hinsichtlich der Bakenkennung BID ausgewertet werden können.

[0019] Bevorzugt kann der Kurzreichweitenempfänger 4 des Fahrzeuggeräts 10 auch für den Empfang verschiedener Arten von Baken 9 ausgebildet sein, um eine möglichst hohe Ortungszuverlässigkeit und geographische Abdeckung zu erzielen.

[0020] Die Kommunikation zwischen dem Kurzreichweitenempfänger 4 und einer Bake 9 kann optional eine 2-Wege-Kommunikation sein, welche z.B. in Form eines gegenseitig authentifizierten und/oder verschlüsselten Übertragungsprotokolls erfolgt, sodaß eine Bake 9 gegenüber dem Fahrzeuggerät 10 und in weiterer Folge auch gegenüber der Mautzentrale 8 manipulationssicher identifiziert werden kann.

[0021] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt alle Varianten und Modifikationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.

Ansprüche

1. Fahrzeuggerät (10) für Straßenmautsysteme, welches einen Kurzreichweitenempfänger (4) zum Empfang von Kennungen (BID) ortsfester Baken (9) und einen Mobilfunksender (6) zum Absetzen bakenkennungsbezogener Positionsmeldungen oder Mauttransaktionen (T) über ein Mobilfunknetz (7) an eine Mautzentrale (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeuggerät (10) seine Position ausschließlich mittels der lokal verteilten Baken (9), ohne Verwendung von Satellitensignalen, bestimmt.

2. Fahrzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeuggerät (10) satellitennavigationsempfängerlos ist.

3. Fahrzeuggerät (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzreichweitenempfänger (4) ein DSRC-, RFID-, WLAN- oder WAVE-Empfänger ist.

4. Fahrzeuggerät (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzreichweitenempfänger (4) ein Infrarot-Empfänger oder ein optischer Empfänger für den Bereich des sichtbaren Lichts ist.

5. Fahrzeuggerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzreichweitenempfänger (4) ein Empfänger für zumindest zwei verschiedene Arten von Baken (9) ist, bevorzugt der folgenden Arten: DSRC-Baken, RFID-Baken, WLAN-Baken, WAVE-Baken, Infrarot-Baken, lichtabstrahlende Baken.

6. Fahrzeuggerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennung (BID) den Ort der Bake (9) enthält.

7. Fahrzeuggerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzreichweitenempfänger (4) ein Kurzreichweiten-Sendeempfänger zur authentifizierten und/oder verschlüsselten 2-Wege-Kommunikation mit einer als Sendeempfänger ausgebildeten Bake (9) ist.

8. Straßenmautsystem, umfassend Fahrzeuggeräte (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und zumindest eine die Positionsmeldungen oder Mauttransaktionen (T) der Fahrzeuggeräte (10) über ein Mobilfunknetz (7) empfangende Mautzentrale (8).

9. Verfahren zum Erzeugen von Mauttransaktionen in einem Straßenmautsystem mit einer Vielzahl ortsfester Baken (9) und zumindest einem Fahrzeuggerät mit einem Kurzreichweitenempfänger (4) zum Empfang von Kennungen (BID) der Baken (9) und einen Mobilfunksender (6) zum Absetzen bakenkennungsbezogener Positionsmeldungen oder Mauttransaktionen (T) über ein Mobilfunknetz (7) an eine Mautzentrale (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsmeldungen bzw. Mauttransaktionen (T) ausschließlich aus den im Fahrzeuggerät (10) empfangenen Kennungen (BID) der ortsfesten Baken (9) erzeugt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennungen (BID) jeweils den Ort der Bake (9) enthalten.

Zeichnung