Kontrollfahrzeug für ein Strassenmautsystem

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontrollfahrzeug für ein Straßenmautsystem auf Basis fahrzeuggestützter Onboard-Units, die über Kurzreichweiten- bzw. DSRC-Funkkommunikationen (dedicated short range communications) funkabfragbar sind.

[0002] Ein Kontrollfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 2006/0044161 A1 bekannt. Das bekannte Kontrollfahrzeug verfügt über mehrere Antennen, die vom Fahrzeug aus in unterschiedliche Richtungen blicken und über einen Antennenumschalter auswählbar sind, um Onboard-Units, die in einem bestimmten Bereich rund um das Kontrollfahrzeug liegen, über eine auf diesen Bereich gerichtete Antenne selektiv ansprechen zu können.

[0003] Aus der DE 10 2008 016 311 A1 ist die Einstellung einer Antennencharakteristik oder eines Antennenarrays für eine C2C- oder C2X-Kommunikation abhängig von Informationsquellen im Fahrzeug, z.B. einer digitalen Straßenkarte, eines Messwerts, eines Umfeldsensors oder eines externen Signals, bekannt.

[0004] In Straßenmautsystemen der eingangs genannten Art werden von Fahrzeugen mitgeführte Onboard-Units (OBUs) verwendet, um Ortsnutzungen der Fahrzeuge zu vergebühren, beispielsweise in Form von Wege-, Gebiets- oder Zeitmaut. Die Verortung der OBUs kann dabei entweder mit Hilfe geografisch verteilter Baken erfolgen, z.B. Infrarot-, RFID-, DSRC-, Video- oder Mobilfunknetz-Baken (Basisstationen), auf deren eng begrenzte Kommunikationsbereiche OBUs durch Kurzreichweitenkommunikationen lokalisierbar sind, oder durch Satellitennavigationsempfänger in den einzelnen OBUs, welche z.B. für Kontrollzwecke zusätzlich über DSRC kontaktierbar sind.

[0005] Um die ordnungsgemäße Funktion der von den Fahrzeugen mitgeführten OBUs im laufenden Betrieb kontrollieren zu können, werden häufig Kontrollfahrzeuge eingesetzt, die im fließenden Verkehr die OBUs passierender Fahrzeuge über die DSRC-Funkschnittstelle abfragen. Bislang wurde solche Kontrollfahrzeuge meist nur auf Autobahnen eingesetzt, wo nur mit Verkehr in einer Richtung zu rechnen ist. Ein neuer Ansatz sieht nun die Kontrolle von Fahrzeugen auch auf niederrangigen Straßen und im Gegenverkehrsbereich vor. Dabei ergibt sich das Problem, dass bei der Funkabfrage von OBUs des Gegenverkehrs aufgrund der sich addierenden Geschwindigkeiten und der begrenzten Funkreichweite der DSRC-Funkschnittstelle die für eine Funkabfrage zur Verfügung stehende Zeit bei hohen Geschwindigkeiten zu kurz sein kann. Die Erfindung erkennt dieses Problem und setzt sich zum Ziel, eine Lösung hiefür zu schaffen.

[0006] Dieses Ziel wird mit einem Kontrollfahrzeug der eingangs genannten Art erreicht, welches sich gemäß der Erfindung dadurch auszeichnet, dass es zumindest einen DSRC-Sendeempfänger mit zumindest zwei Antennenanlagen aufweist, die mit gegenseitigem Abstand über die Längsrichtung des Kontrollfahrzeugs verteilt sind, wobei der bzw. die DSRC- Sendeempfänger dazu ausgebildet ist/sind, eine Funkkommunikation mit ein und derselben passierenden Onboard-Unit über die in Fahrtrichtung vorne liegende Antennenanlage zu beginnen und über zumindest eine in Fahrtrichtung hinten liegende Antennenanlage weiterzuführen.

[0007] Die Erfindung nützt die Längserstreckung des Kontrollfahrzeugs in Fahrtrichtung aus, um den Funkabdeckungsbereich zu verlängern. Dadurch kann die zur Funkabfrage einer passierenden OBU zur Verfügung stehende Zeit verlängert werden, sodass auch Fahrzeuge mit hoher Relativgeschwindigkeit zum Kontrollfahrzeug, insbesondere auch Fahrzeuge des Gegenverkehrs, kontrolliert werden können.

[0008] Gemäß einer ersten Variante der Erfindung bedient ein einziger DSRC-Sendeempfänger über einen sequentiell angesteuerten Antennenumschalter alle Antennenanlagen, was Kosten für Sendeempfänger spart, jedoch einen gesonderten Antennenumschalter erfordert. Gemäß einer alternativen Variante der Erfindung können die Antennenanlagen von jeweils eigenen DSRC-Sendeempfängern bedient werden, welche für ein sequentielles Handover der DSRC-Funkkommunikation synchronisiert sind. Diese Variante erfordert mehr Sendeempfänger, diese können jedoch einheitlich ausgeführt sein und brauchen lediglich untereinander über eine Datenverbindung synchronisiert zu werden.

[0009] Bevorzugt haben die Antennenanlagen jeweils eine Richtcharakteristik, besonders bevorzugt vom Kontrollfahrzeug aus schräg nach vorne-seitlich gerichtet, was speziell für die Kontrolle von seitlich passierenden Fahrzeugen sowie Fahrzeugen des Gegenverkehrs geeignet ist.

[0010] Weiters ist es vorteilhaft, wenn sich die Richtcharakteristiken der Antennenanlagen teilweise überlappen, wodurch eine lückenlose Kommunikation während des Umschaltens bzw. Handovers zwischen den einzelnen Antennenanlagen erreicht werden kann.

[0011] Besonders günstig ist es, wenn die in Fahrtrichtung vorne liegende Antennenanlage eine stärker gerichtete Richtcharakteristik hat als die in Fahrtrichtung hinten liegende. Da der Antennengewinn einer Antenne mit stärkerer Richtwirkung steigt, kann damit der Funkabdeckungsbereich des Kontrollfahrzeugs nach vorne erhöht werden, während zur Seite hin, wo bei der Passage der OBU eine geringere Reichweite genügt, ein höherer Öffnungswinkel und damit ein länger andauernder Passagebereich erzielt werden kann.

[0012] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die für eine DSRC-Funkkommunikation verwendete Richtcharakteristik zumindest einer Antennenanlage auch abhängig von einer während dieser DSRC-Funkkommunikation empfangenen Information gesteuert sein. Die Information kann beispielsweise eine bestimmte Art oder Klasse des Fahrzeugs angeben, das die Onboard-Unit mitführt, z.B. ob es sich um einen PKW oder LKW handelt oder welche Achsanzahl das Fahrzeug hat, woraus z.B. auf die Länge oder Höhe des Fahrzeugs und die Lage seiner Onboard-Unit geschlossen werden kann: Bei LKWs oder Bussen liegen die Onboard-Units üblicherweise in verschiedenen größeren Höhen über der Fahrbahn als bei PKWs, so dass dann die Antennencharakteristik entsprechend darauf eingestellt werden kann. Bevorzugt empfängt dazu die in Fahrtrichtung vorne liegende Antennenanlage die genannte Information und steuert damit die Richtcharakteristik zumindest einer der in Fahrtrichtung hinten liegenden Antennenanlagen, so dass diese z.B. weiter nach unten zeigen im Falle von PKWs, weiter nach oben im Falle von LKWs, oder mehr zur Seite im Falle von Bussen.

[0013] Alternativ oder zusätzlich kann das Kontrollfahrzeug ferner mit zumindest einer Einrichtung zur Vermessung und/oder Klassifizierung eines passierenden Fahrzeugs ausgestattet sein, welche bevorzugt zwischen zumindest zwei der Antennenanlagen angeordnet ist. Eine solche Vermess- bzw. Klassifizierungseinrichtung kann dann ebenso dazu eingesetzt werden, die Richtcharakteristik zumindest einer Antennenanlage abhängig von einem damit bestimmten Maß oder von einer damit bestimmten Klasse des Fahrzeugs zu steuern, mit den zuvor genannten Vorteilen.

[0014] Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung kann die in Fahrtrichtung vorne liegende Antennenanlage eine Wecknachricht für die passierende Onboard-Unit ausstrahlen, wie es für die Kontaktaufnahme mit OBUs, die zwischen den Funkkommunikationen in einen Stromsparmodus (Schlafmodus) verfallen, günstig ist. Solche OBUs benötigen eine gewisse Zeitspanne zum "Aufwachen" in den Betriebsmodus, welche durch die vordere Antennenanlage früher ausgelöst werden kann. Bevorzugt ist dabei die Wecknachricht eine BST-Nachricht nach dem CEN-DSRC- oder eine WSA-Nachricht nach dem WAVE- oder ITS-G5-Standard.

[0015] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Kontrollfahrzeug auch dafür ausgebildet sein, am Ende der Funkabfrage einer Onboard-Unit jeweils eine Kontrollinformation in die Onboard-Unit zu schreiben. Die Kontrollinformation kann z.B. Zeit und Ort der Kontrolle enthalten oder einfach nur ein "Kontroll-Flag" sein, welches die Tatsache einer erfolgreichen Kontrolle belegt und beispielsweise einer nächsten stationären oder mobilen Kontrolleinrichtung anzeigt, dass eine weitere Kontrolle nicht erforderlich ist. Bevorzugt kann die Kontrollinformation mit einem Zeitstempel versehen sein, welcher ihre Gültigkeitsdauer angibt. Besonders günstig ist es, wenn die Kontrollinformation dem "Compliance Check Communication" (CCC) Standard ISO/TS 12813:2009 (Electronic fee collection - Compliance check communication for autonomous systems) entspricht.

[0016] Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 schematisch und ausschnittsweise ein Straßenmautsystem, in dessen Rahmen das Kontrollfahrzeug der Erfindung eingesetzt wird;

die Fig. 2 und 3 zwei verschiedene Ausführungsformen des Kontrollfahrzeugs der Erfindung mit unterschiedlichen Richtcharakteristiken der Antennenanlagen in schematischen Draufsichten; und

die Fig. 4 und 5 verschiedene Ausführungsformen der Kontrollfahrzeuge der Fig. 2 und 3 in Blockschaltbildform.

[0017] In Fig. 1 ist ausschnittsweise ein Straßenmautsystem 1 gezeigt, das eine Vielzahl geografisch verteilter Funkbaken 2 umfasst, die beispielsweise entlang von Mautstraßen 3 mit gegenseitigen Abständen aufgestellt sind. Die Funkbaken 2 stehen über Datenleitungen 4 mit einer Zentrale 5 des Straßenmautsystems in Verbindung. Das Straßenmautsystem 1, insbesondere seine Funkbaken, vermauten (vergebühren) Ortsnutzungen von Fahrzeugen 6, z.B. das Befahren der Mautstraßen 3.

[0018] Zu diesem Zweck ist jedes Fahrzeug 6 mit einer Onboard-Unit (OBU) 7 ausgestattet, welche bei der Passage einer Funkbake 2 eine Kurzreichweiten-Funkkommunikation 8 (dedicated short range communication, DSRC) mit dieser abwickelt, die beispielsweise zu einer Mauttransaktion führt, welche über die Datenverbindung 4 an die Zentrale 5 gemeldet und/oder in der OBU 6 gespeichert wird.

[0019] Die Funkbaken 2, die OBUs 7 und alle deren interne DSRC-Sendeempfänger zur Abwicklung der DSRC-Funkkommunikationen 8 können nach allen bekannten DSRC-Standards aufgebaut sein, insbesondere CEN-DSRC, ITS-G5 oder WAVE (wireless access in a vehicle environment). Jede DSRC-Funkkommunikation 8 im Zuge einer Passage einer Funkbake 2 kann beispielsweise ein bestimmtes Benutzungsentgelt von einem Guthabenkonto in der Zentrale 5 und/oder der OBU 7 abbuchen und stellt dann eine "Abbuchungstransaktion" dar; die DSRC-Funkkommunikationen 8 können jedoch auch Identifikations-, Wartungs-, Softwareaktualisierungs-Transaktionen od.dgl. im Rahmen des Straßenmautsystems 1 bilden.

[0020] Insbesondere können die DSRC-Funkkommunikationen 8 auch zur Funkabfrage (Auslesung) von in den OBUs 7 gespeicherten Daten wie Stammdaten, Identifizierungsdaten, Transaktionsdaten, Aufzeichnungsdaten usw. herangezogen werden. Solche Funkabfragen 8 können nicht nur von den ortsfesten Funkbaken 2 aus erfolgen, sondern auch von "mobilen" Funkbaken 2 in Form von Kontrollfahrzeugen 9, die sich mit den Fahrzeugen 6 des Verkehrs im Straßenmautsystem 1 mitbewegen.

[0021] Funkabfragen von OBUs 7 über DSRC-Funkkommunikationen 8 können im übrigen auch in satellitennavigationsbasierten (global navigation satellite system, GNSS-) Straßenmautsystemen 1 durchgeführt werden, in welchen sich die OBUs 7 statt durch ein Netz terrestrischer Funkbaken 2 jeweils autark mittels eines GNSS-Empfängers verorten und ihre Orte oder daraus ermittelte Mauttransaktionen z.B. über das Funkbakennetz oder ein gesondertes Mobilfunknetz an die Zentrale 5 senden: Auch hier können die OBUs 7 mit DSRC-Sendeempfängern für Funkabfragen durch Funkbaken 2 oder Kontrollfahrzeuge 9 ausgestattet werden. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Abfragedaten von GNSSbasierten OBUs 7 dem "Compliance Check Communication" (CCC) Standards ISO/TS 12813:2009 (Electronic fee collection - Compliance check communication for autonomous systems) entsprechen. Das im weiteren beschriebene Kontrollfahrzeug 9 eignet sich daher zum Zusammenwirken sowohl mit bakenbasierten als auch satellitenbasierten Straßenmautsystemen 1.

[0022] Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines solchen Kontrollfahrzeugs 9, wie es sich gerade auf einer Fahrbahn 10 der Mautstraße 3 mit einer Geschwindigkeit v₂ bewegt und die OBU 7 eines auf der Gegenfahrbahn 11 der Mautstraße 3 passierenden Fahrzeugs 6 mit der entgegengesetzten Geschwindigkeit v₁ kontrolliert. Die Relativgeschwindigkeit zwischen Kontrollfahrzeug 9 und kontrolliertem Fahrzeug 6 beträgt somit v₁+v₂, was insbesondere auf Schnellstraßen, Autobahnen usw. bis zu 300 km/h und mehr betragen kann.

[0023] Das Kontrollfahrzeug 9 verfügt über (zumindest) einen DSRC-Sendeempfänger, welcher - ähnlich einer Funkbake 2 - eine entsprechende Funkabfrage der passierenden OBU 7 mit Hilfe einer DSRC-Funkkommunikation 8 durchführen kann. Der DSRC-Sendeempfänger 12 ist mit (zumindest) zwei Antennenanlagen 13, 14 ausgestattet, welche mit gegenseitigem Abstand a in Längsrichtung 15 des Kontrollfahrzeugs 9 verteilt auf diesem angeordnet sind.

[0024] Um die Längserstreckung des Kontrollfahrzeugs 9 größtmöglich auszunützen, sind die Antennenanlagen 13, 14 bevorzugt am vorderen und hinteren Ende des Kontrollfahrzeugs 9 und - bei Rechtsverkehr - auf der linken Fahrzeugseite (bzw. bei Linksverkehr auf der rechten Fahrzeugseite) angeordnet, um insbesondere überholende Fahrzeuge 6 oder Fahrzeuge 6 des Gegenverkehrs besonders gut erreichen zu können.

[0025] Die Antennenanlagen 13, 14 können jeweils eine Rundstrahlcharakteristik oder wie dargestellt eine Richtcharakteristik 16, 17 haben, die speziell auf solche überholenden Fahrzeuge 6 und Fahrzeuge 6 des Gegenverkehrs ausgerichtet ist: Die Richtcharakteristiken 16, 17 sind dazu bevorzugt schräg nach vorne-seitlich gerichtet und können gleichen Öffnungswinkel α (Fig. 2) oder unterschiedliche Öffnungswinkel α, β, γ (Fig. 3) haben. Wie gezeigt überlappen sich die Richtcharakteristiken 16, 17 in ihren Randbereichen teilweise, um eine lückenlose Funkabdeckung bzw. lückenlose Funkkommunikationen 8 mit passierenden OBUs 7 errichten zu können.

[0026] Wie in Fig. 4 gezeigt, können die Antennenanlagen 13, 14 in einem Antennen-Diversity-Verfahren betrieben werden und z.B. alle das gleiche Signal ein und desselben DSRC-Sendeempfängers 12 führen. In der Variante von Fig. 4 werden die Antennenanlagen 13, 14 über einen Antennenumschalter 18 sequentiell so betrieben, dass zunächst der Beginn einer Funkkommunikation 8 über die vordere Antennenanlage 13 in deren Funkabdeckungsbereich 16 begonnen und eingeleitet wird, und anschließend über die hintere Antennenanlage 14 in deren Funkabdeckungsbereich 17 weitergeführt und beendet wird.

[0027] Fig. 3 zeigt eine Variante der Ausführungsform der Fig. 2, bei welcher die in Fahrtrichtung 15 vorne liegende Antennenanlage 13 eine stärker gerichtete Richtcharakteristik 16 hat als die in Fahrtrichtung weiter hinter liegenden Antennenanlagen, im gezeigten Beispiel eine mittlere Antennenanlage 14 und eine hintere Antennenanlage 19. Alle Antennenanlagen 13, 14, 19 können unterschiedliche Öffnungswinkel α, β, γ ihrer Richtcharakteristiken 16, 17, 20 haben. Die vorderste Antennenanlage 13 kann insbesondere dazu verwendet werden, eine "Wecknachricht" für passierende OBUs 7 auszustrahlen, beispielsweise eine BST-Nachricht (Beacon Service Table) nach dem CEN-DSRC-Standard oder eine WSA-Nachricht (Wave Service Table Announcement) nach dem WAVE- oder ITS-G5-Standard. Dadurch können OBUs 7, die zwischen den Funkkommunikationen 8 mit den Funkbaken 2 in einen stromsparenden Ruhemodus ("Sleep Mode") verfallen, durch das Kontrollfahrzeug 9 "aufgeweckt" werden, und zwar durch dessen vorderste Antennenanlage 13, wonach die bei der Passage folgenden Antennenanlagen 14, 19 die weitere Funkkommunikation 8 durchführen.

[0028] Fig. 5 zeigt eine weitere Variante der Ausführungsformen der Fig. 2 bis 4, bei welcher jede Antennenanlage 13, 14, 19 usw. von einem eigenen DSRC-Sendeempfänger 12, 21, 22 usw. bedient wird. Die DSRC-Sendeempfänger 12, 21, 22 sind über eine interne Verbindung 23 so miteinander synchronisiert, dass sie ein Handover der DSRC-Funkkommunikation 8 von einem DSRC-Sendeempfänger 12 mit seiner Antennenanlage 13 zum nächsten DSRC-Sendeempfänger 14 mit seiner Antennenanlage 14 durchführen, bzw. von diesem zum nächsten Sendeempfänger 22 mit seiner Antennenanlage 19, usw. usf.

[0029] Das Handover kann beispielsweise darin bestehen, dass die Wecknachricht vom vorderen DSRC-Sendeempfänger 12 empfangen und verarbeitet wird, und der restliche Teil der Funkkommunikation 8 von den hinteren Sendeempfängern 21, 22, oder dass die ersten zwischen OBU 7 und Kontrollfahrzeug 9 hin- und hergesandten Datenpakete der Funkkommunikation 8 vom ersten Sendeempfänger 12 und die weiteren Datenpakete von den hinteren Sendeempfängern 21, 22 verarbeitet werden.

[0030] In einer weiteren Ausführungsform können die Antennenanlagen 13, 14, 19 einstellbare Richtcharakteristiken 16, 17, 20 haben, z.B. in Form von steuerbaren Antennenarrays ("smart antennas") oder umschaltbaren Einzelantennen.

[0031] In einer ersten Variante können damit die Richtcharakteristik einer, mehrerer oder aller Antennenanlagen 13, 14, 19, bevorzugt jene der hinteren Antennenanlagen 14, 19, abhängig von einer während der DSRC-Funkkommunikation 8 empfangenen Information i (Fig. 2) gesteuert werden. Die Information i kann beispielsweise die Art oder Klasse des Fahrzeugs 6 der OBU 7 angeben, d.h. ob es sich z.B. um einen PKW oder LKW handelt oder welche Achsanzahl das Fahrzeug hat. Aus der Information i kann dann auf die Lage der OBU 7 am Fahrzeug 6 und damit die Lage der OBU 7 bezüglich der Fahrbahn 11 und in weiterer Folge bezüglich des Kontrollfahrzeugs 9 geschlossen werden, insbesondere auf ihre Höhe über der Straße 3: Bei einem LKW liegt die OBU 7 in der Regel höher als bei einem Bus, dort wiederum höher als bei einem PKW, usw. Die Richtcharakteristiken 16, 17, 20 können dann abhängig von der empfangenen Information i in ihrem Winkel und/oder ihrer Höhe zur Fahrbahn 10 und/oder in ihren Öffnungswinkeln α, β, γ dementsprechend eingestellt werden (Pfeil 24), um eine optimale Funkkommunikation 8 mit der OBU 7 zu erzielen.

[0032] In einer weiteren Variante kann das Kontrollfahrzeug 9 alternativ oder zusätzlich zumindest eine Einrichtung 25 zur Vermessung und/oder Klassifizierung des Fahrzeugs 6 aufweisen, welche bevorzugt zwischen den Antennenanlagen 13, 14, 19 angeordnet ist. Die Einrichtung 25 kann ebenfalls dazu eingesetzt werden, die Richtcharakteristiken 16, 17, 20 der Antennenanlagen 13, 14, 19 abhängig von einem ermittelten Maß M des Fahrzeugs 6 und/oder einer ermittelten Klasse K des Fahrzeugs 6 zu steuern (Pfeil 26). Beispielsweise kann eine große Fahrzeughöhe anzeigen, dass die Richtcharakteristiken 17, 20 der Antennenanlagen 14, 19 entsprechend nach oben zu richten sind und/oder ihre Öffnungswinkel β, γ entsprechend zu erweitern sind.

[0033] Schließlich kann das Kontrollfahrzeug 9 am Ende einer DSRC-Funkkommunikation 8 auch jeweils eine Kontrollinformation in die OBU 7 einschreiben. Die Kontrollinformation kann insbesondere von der in Fahrtrichtung 15 zuletzt liegenden Antennenanlage 14 bzw. 19 am Ende der DSRC-Funkkommunikation 8 in die OBU 7 eingeschrieben werden. Die Kontrollinformation kann z.B. Zeit und Ort der Kontrolle enthalten oder einfach nur ein "Kontroll-Flag" sein, welches die Tatsache einer erfolgreichen Kontrolle belegt. Die Kontrollinformation kann auch mit einem Zeitstempel versehen werden, welcher ihre zeitliche Gültigkeit bzw. deren Ablauf angibt.

[0034] Die Kontrollinformation kann von der OBU 7 dem Fahrer angezeigt werden und ihn z.B. anweisen, bei ungünstigem Kontrollergebnis eine nächste stationäre Kontrollstelle anzufahren. Die Kontrollinformation kann aber auch von einer nächsten stationären Kontrolleinrichtung, z.B. Funkbake 2, oder einem anderen Kontrollfahrzeug 9 ausgelesen werden und dieser bzw. diesem das Ergebnis der vorhergehenden Kontrolle anzeigen, so dass z.B. eine nochmalige Kontrolle nicht erforderlich ist; somit ist kein direkter Datenaustausch zwischen den einzelnen Kontrollfahrzeugen oder -einrichtungen nötig, da die Kontrollinformation in der OBU 7 selbst mitgeführt wird.

[0035] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle Varianten und Modifikationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen. So können in nicht-satellitennavigationsbasierten Straßenmautsystemen 1 anstelle von DSRC-Funkbaken 2 auch andere Kurzreichweiten-Baken 2 zur Verortung der OBUs 7 eingesetzt werden, z.B. Infrarot-, RFID-, DSRC-, Video- oder Mobilfunknetz-Baken (Basisstationen).

Ansprüche

1. Kontrollfahrzeug (9) für ein Straßenmautsystem (1) auf Basis fahrzeuggestützter Onboard-Units (7), die über DSRC-Funkkommunikationen (8) funkabfragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollfahrzeug (9) zumindest einen DSRC-Sendeempfänger (12, 21, 22) mit zumindest zwei Antennenanlagen (13, 14, 19) aufweist, die mit gegenseitigem Abstand (a) über die Längsrichtung des Kontrollfahrzeugs (9) verteilt sind, wobei der bzw. die DSRC- Sendeempfänger dazu ausgebildet ist/sind, eine Funkkommunikation (8) mit ein und derselben passierenden Onboard-Unit (7) über die in Fahrtrichtung (15) vorne liegende Antennenanlage (13) zu beginnen und über zumindest eine in Fahrtrichtung (15) hinten liegende Antennenanlage (14, 19) weiterzuführen.

2. Kontrollfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger DSRC-Sendeempfänger (12) über einen sequentiell angesteuerten Antennenumschalter (18) alle Antennenanlagen (13, 14) bedient.

3. Kontrollfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanlagen (13, 14, 19) von jeweils eigenen DSRC-Sendeempfängern (12, 21, 22) bedient sind, welche für ein sequentielles Handover der DSRC-Funkkommunikation (8) synchronisiert sind.

4. Kontrollfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanlagen (13, 14, 19) jeweils eine Richtcharakteristik (16, 17, 20) haben.

5. Kontrollfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtcharakteristik (16, 17, 20) vom Kontrollfahrzeug (9) aus schräg nach vorne-seitlich gerichtet ist.

6. Kontrollfahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Richtcharakteristiken (16, 17, 20) der Antennenanlagen (13, 14, 19) teilweise überlappen.

7. Kontrollfahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in Fahrtrichtung (15) vorne liegende Antennenanlage (13) eine stärker gerichtete Richtcharakteristik (16) hat als die in Fahrtrichtung hinten liegende (14, 19).

8. Kontrollfahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtcharakteristik (16, 17, 20) zumindest einer Antennenanlage (13, 14, 19) abhängig von einer während der DSRC-Funkkommunikation (8) empfangenen Information (i) gesteuert ist.

9. Kontrollfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in Fahrtrichtung (15) vorne liegende Antennenanlage (13) die genannte Information (i) empfängt und damit die Richtcharakteristik (17, 20) zumindest einer der in Fahrtrichtung hinten liegenden Antennenanlagen (14, 19) steuert.

10. Kontrollfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es mit zumindest einer Einrichtung (25) zur Vermessung und/oder Klassifizierung eines passierenden Fahrzeugs (6) ausgestattet ist.

11. Kontrollfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Einrichtung (25) zwischen zumindest zwei der Antennenanlagen (13, 14, 19) angeordnet ist.

12. Kontrollfahrzeug Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtcharakteristik (16, 17, 20) zumindest einer Antennenanlage (13, 14, 19) von einem von der genannten Einrichtung (25) bestimmten Maß (M) des Fahrzeugs (6) und/oder von einer von der genannten Einrichtung (25) bestimmten Klasse (K) des Fahrzeugs (6) gesteuert ist.

13. Kontrollfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in Fahrtrichtung (15) vorne liegende Antennenanlage (13) eine Wecknachricht für die passierende Onboard-Unit (7) ausstrahlt.

14. Kontrollfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wecknachricht eine BST-Nachricht nach dem CEN-DSRC- oder eine WSA-Nachricht nach dem WAVE- oder ITS-G5-Standard ist.

15. Kontrollfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es am Ende der Funkabfrage eine Kontrollinformation in die Onboard-Unit (7) schreibt, bevorzugt mit einem Zeitstempel ihrer Gültigkeit.

Claims

1. A control vehicle (9) for a road toll system (1) on the basis of vehicle-mounted on-board units (7) which can be polled via DSRC radio communications (8), characterized in that the control vehicle (9) comprises at least one DRSC transceiver (12, 21, 22) with at least two antenna systems (13, 14, 19), which are distributed with a mutual distance (a) over the longitudinal direction of the control vehicle (9), wherein the DSRC transceiver/s is/are configured to begin a radio communication (8) with one and the same passing Onboard-Unit (7) via the antenna system (13) lying in front, with respect to the driving direction, and continue the radio communication (8) via at least one antenna system (14, 19) lying at the back, with respect to the driving direction (15).

2. The control vehicle according to claim 1, characterized in that a single DRSC transceiver (12) operates all antenna systems (13, 14) via a sequentially controlled antenna switch (18).

3. The control vehicle according to claim 1, characterized in that the antenna systems (13, 14, 19) are operated by own DRSC transceivers (12, 21, 22), synchronized for a sequential handover of the DSRC radio communication (8).

4. The control vehicle according to one of the claims 1 to 3, characterized in that each of the antenna systems (13, 14, 19) has a directional characteristic (16, 17, 20).

5. The control vehicle according to claim 4, characterized in that the directional characteristic (16, 17, 20) is directed at an angle forward-and-sideward from the control vehicle (9).

6. The control vehicle according to claim 4 or 5, characterized in that the directional characteristic (16, 17, 20) of the antenna systems (13, 14, 19) partially overlap.

7. The control vehicle according to one of the claims 4 to 6, characterized in that the antenna system (13) mounted ahead in the direction of travel (15) has a more directional characteristic (16) than the antenna systems (14, 19) mounted aback in the direction of travel.

8. The control vehicle according to one of the claims 4 to 7, characterized in that the directional characteristic (16, 17, 20) of at least one antenna system (13, 14, 19) is controlled depending on information (i) received during the DSRC radio communication (8).

9. The control vehicle according to claim 8, characterized in that the antenna system (13) mounted ahead in the direction of travel (15) receives the said information (i) to control the directional characteristic (17, 20) of at least one of the antenna systems (14, 19) mounted aback in the direction of travel.

10. The control vehicle according to one of the claims 1 to 9, characterized in that it is equipped with at least one device (25) for measuring and/or classifying a passing vehicle (6).

11. The control vehicle according to claim 10, characterized in that the said device (25) is arranged between at least two of the antenna systems (13, 14, 19).

12. The control vehicle according to claim 10 or 11, characterized in that the directional characteristic (16, 17, 20) of at least one antenna system (13, 14, 19) is controlled by a dimension (M) of the vehicle (6) determined by the said device (25) and/or a class (K) of the vehicle (6) determined by the said device (25).

13. The control vehicle according to one of the claims 1 to 12, characterized in that the antenna system (13) mounted ahead in the direction of travel emits a wake up message to the passing on-board unit (7).

14. The control vehicle according to claim 13, characterized in that the wake up message is a BST message according to the CEN-DSRC standard or a WSA message according to the WAVE or ITS-G5 standard.

15. The control vehicle according to one of the claims 1 to 14, characterized in that it writes a control information into the on-board unit (7) at the end of the polling, preferably with a timestamp indicating its period of validity.

Revendications

1. Véhicule de contrôle (9) pour un système de péage routier (1) basé sur des unités de bord (7) embarquées, lesquelles peuvent être interrogées par radio, par des communications radio DSRC (8), caractérisé en ce que le véhicule de contrôle (9) comporte au moins un émetteur-récepteur DSRC (12, 21, 22) avec au moins deux installations d'antenne (13, 14, 19) réparties dans la direction longitudinale du véhicule de contrôle (9) en respectant un espacement mutuel (a), dans lequel le ou les émetteur(s)-récepteur(s) DSRC est/sont conçu/s pour démarrer une communication radio (8) avec une seule et même unité de bord (7) passant à côté, par le biais de l'installation d'antenne (13) située devant dans la direction de circulation (15), et pour la poursuivre par le biais d'au moins une installation d'antenne (14, 19) située derrière dans la direction de circulation (15).

2. Véhicule de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un seul émetteur-récepteur DSRC (12) sert toutes les installations d'antenne (13, 14) par le biais d'un commutateur d'antenne (18) commandé séquentiellement.

3. Véhicule de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que les installations d'antenne (13, 14, 19) sont servies respectivement par des émetteurs-récepteurs (12, 21, 22) propres, lesquels sont synchronisés pour un transfert séquentiel de la communication radio DSRC (8).

4. Véhicule de contrôle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les installations d'antenne (13, 14, 19) présentent respectivement une caractéristique de directivité (16, 17, 20).

5. Véhicule de contrôle selon la revendication 4, caractérisé en ce que la caractéristique de directivité (16, 17, 20) est dirigée de façon oblique depuis le véhicule de contrôle (9) vers l'avant sur le côté.

6. Véhicule de contrôle selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les caractéristiques de directivité (16, 17, 20) des installations d'antenne (13, 14, 19) se superposent partiellement.

7. Véhicule de contrôle selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'installation d'antenne (13) située devant dans la direction de circulation (15) présente une caractéristique de directivité (16) dirigée plus fortement que celle (14, 19) située derrière dans la direction de circulation.

8. Véhicule de contrôle selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la caractéristique de directivité (16, 17, 20) d'au moins une installation d'antenne (13, 14, 19) est commandée en fonction d'une information (i) reçue pendant la communication radio DSRC (8).

9. Véhicule de contrôle selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'installation d'antenne (13) située devant dans la direction de circulation (15) reçoit ladite information (i) et commande ainsi la caractéristique de directivité (17, 20) d'au moins l'une des installations d'antenne (14, 19) situées derrière dans la direction de circulation.

10. Véhicule de contrôle selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un dispositif (25) destiné à mesurer et/ou à classifier un véhicule (6) passant à côté.

11. Véhicule de contrôle selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit dispositif (25) est agencé entre au moins deux des installations d'antenne (13, 14, 19).

12. Véhicule de contrôle selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la caractéristique de directivité (16, 17, 20) d'au moins une installation d'antenne (13, 14, 19) est commandée selon une mesure (M) du véhicule (6) déterminée par ledit dispositif (25), et/ou selon une classe (K) du véhicule (6) déterminée par ledit dispositif (25).

13. Véhicule de contrôle selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'installation d'antenne (13) située devant dans la direction de circulation (15) émet un message d'activation pour l'unité de bord (7) passant à côté.

14. Véhicule de contrôle selon la revendication 13, caractérisé en ce que le message d'activation est un message BST selon la norme CEN-DSRC ou un message WSA selon la norme WAVE ou ITS-G5.

15. Véhicule de contrôle selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'à la fin de la demande radio, celui-ci inscrit une information de contrôle dans l'unité de bord (7), de préférence avec un horodatage indiquant sa validité.

Zeichnung