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EP1376477B1 - Benutzungsgebührenerfassungssystem - Google Patents

Benutzungsgebührenerfassungssystem Download PDF

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Publication number
EP1376477B1
EP1376477B1 EP03009694A EP03009694A EP1376477B1 EP 1376477 B1 EP1376477 B1 EP 1376477B1 EP 03009694 A EP03009694 A EP 03009694A EP 03009694 A EP03009694 A EP 03009694A EP 1376477 B1 EP1376477 B1 EP 1376477B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
data
communication
central station
transmitted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP03009694A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1376477A1 (de
Inventor
Wolfgang Beier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10242041A external-priority patent/DE10242041A1/de
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of EP1376477A1 publication Critical patent/EP1376477A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1376477B1 publication Critical patent/EP1376477B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

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

Definitions

  • the invention relates to a user fee entry system in which the user fee for a road network on board a vehicle using the road network is determined.
  • the vehicle has a position determination via a satellite navigation system, Global Navigation Satellite System - abbreviation: GNSS, such. GPS or Galileo.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • a digital map of a traffic route network is stored, based on which the user fee for the road network in the vehicle is determined.
  • Data of the road network and / or charging parameters stored in the vehicle can be transmitted via a cellular mobile radio network, cellular network abbreviation: CN, z.
  • GSM Global System
  • GPRS GPRS
  • UMTS UMTS
  • German patent application DE 100 46 166 A1 a user charge detection system is to be seen, which shows a vehicle arranged in the communication device, which is capable of detecting the reaching or exceeding of validity limits in the electronic road map and, depending on the user to update the road map or at least the associated entries via a display ,
  • the invention is based on the object to provide a fee collection system with a simpler design of the communication.
  • the vehicle unit can turn off the GSM module if no communication is required. This reduces the load on the mobile network considerably.
  • the network operators can accept tariffs that are significantly lower than in today's version with permanent hand-over processes.
  • GNSS / CN road toll collection systems will transmit the operating data, ie the details of the vehicle class definition, the tariff models and tariffs as well as the location and account assignment of the paid road sections using either a mobile point-to-point or a point-to-multipoint communication. Whenever these data change, they are transferred to the vehicles. At a point to point connection in each vehicle individually, at a point to multipoint connection with a message "to all". In the latter case, it must not be assumed that this will reach all vehicles, so that this message must be repeated at well-chosen intervals.
  • the vehicle units receive these messages and thus keep their data, after which they carry out the fee determination always up to date.
  • Such a designed communication model works, but has the disadvantage that it generates a significant load in the mobile network, because the mobile network tries to constantly track the communication module in the vehicle and tries to constantly build a possible connection stable with new transmitting stations.
  • these "hand-over" processes in a typical application, there is more load on the mobile network, e.g. As GSM generated, as by the rare and also short data transfers.
  • a mobile communications provider will therefore be reluctant to provide low monthly rates for these mobile terminals.
  • the operating costs of this road charging system are therefore unfavorably high.
  • the solution proposed here avoids this disadvantage by the entire communication concept is constructed so that any need for communication between the vehicle unit and the center is always detected in the vehicle unit.
  • This is achieved by using the records that describe the operation of the Define vehicle device, ie vehicle class definitions, tariff models, rate tables and road definitions with tariff model assignment and account assignment each have a date after which the validity is no longer guaranteed. This corresponds approximately to an expiration date.
  • vehicle device can open the communication to the control center and specifically ask for the required record. The head office will respond immediately thereafter and bring the vehicle unit back into the state that it recognizes itself that no further data will be needed in the near future.
  • the communication from the center is therefore advantageously designed so that no point to multipoint data distributions are provided.
  • the vehicle device can recognize that a communication is not needed and thus decide for yourself to switch off the communication module. This remains switched off until it is recognized again by the vehicle device itself that this phase comes to an end and in a short time another expiration date is reached.
  • the communication module in the vehicle is then switched on again by the vehicle device itself and the network functions enable access to the control center.
  • the communication module In the phase in which the communication module is switched off, it does not generate any load in the network because no " hand-over" processes take place. Although it is not accessible from the head office, but that is not necessary, since the communication concept, this case, as shown above, not needed.
  • the device 20 shown in FIG. 1 comprises a GNSS receiver 30, a memory 40, a computing device 50 and a communication device 60, which may be e.g. B. is designed as a mobile phone.
  • the devices 30, 40, 50 and 60 may be interconnected discretely by lines and / or networked by a data bus. Mixed forms of the topologies, discrete connection and / or data bus are also conceivable. It is also conceivable to accommodate the components of the device 20 in a housing.
  • the device 20 transmits to the fixed center data related to the calculated charges in the vehicle.
  • charges calculated by the computing device 50 are added up and stored. If a certain amount is reached, this is transmitted to the central office.
  • Such a procedure is described in the EP 0 741 891 B2 described herein by reference.
  • the assignment of fees to an account managed in the central office then takes place, for example, by the fact that, as in EP 0 741 891 B2 described together with the fee amount an identification of an account is transmitted to the headquarters. It is additionally possible that the assignment of the charges incurred in the vehicle for individual road sections to an account takes place via the operating data which are transmitted from the center to the vehicle.
  • the data communication that takes place between the device 20 and the center is in the DE 4304838 C2 described herein by reference. It will be the Update of route data, fare class models and charge class models. This update is realized by data transfer from the center to the device 20.
  • the communication of the device 20 with the center is designed so that any communication is initiated only by the device in the vehicle.
  • data which is transmitted from the central office to the device 20 is provided with a date, a type of expiration date. Until this date, the data is considered current. Using this date, the facility 20 is then able to determine when to request a transfer of up-to-date data from the central office.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Benutzungsgebührenerfassungssystem, bei dem die Benutzungsgebühr für ein Wegenetz an Bord eines das Wegenetz benutzenden Fahrzeuges ermittelt wird. Hierzu verfügt das Fahrzeug über eine Positionsbestimmung über ein Satellitennavigationssystem, Global Navigation Satellite System - Abkürzung: GNSS, wie z. B. GPS oder Galileo. Im Fahrzeug ist eine digitale Karte eines Verkehrswegenetzes gespeichert, anhand derer die Benutzungsgebühr für das Wegenetz im Fahrzeug ermittelt wird. Im Fahrzeug gespeicherte Daten des Wegenetzes und/oder Gebührenparameter können über ein zellulares Mobilfunknetz, Cellular Network - Abkürzung: CN, z. B. GSM, GPRS oder UMTS, aktualisiert werden. Ein solches Straßengebührenerfassungssystem ist in der DE 4304838 C2 beschrieben, deren Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen wird.
  • Heute wird in bordautonomen Gebührenerfassungssystemen für die Übertragung der Betriebsdaten und Zahlungszertifikate GSM verwendet. Damit fahren die Fahrzeuge mit einem eingeschalteten GSM Modul im Fahrzeug, das nur selten tatsächlich für die Übertragung von Daten genutzt wird. Durch die ständige Bewegung des Fahrzeuges wird die Verbindung des GSM-Moduls zu GSM-Netz ständig optimiert und von einer Sendestation, BTS, zur anderen umgeschaltet. Das führt zu einer erheblichen Last im Netz, die in diesem Fall deutlich größer ist als die Netzlast der Datenübertragung selbst. Damit ist ein Netzanbieter nur schwer bereit, die monatlichen Grundpreise für den Betrieb der Fahrzeugeinheit zur Gebührenerfassung zu senken.
  • Aus der deutschen Patentanmeldung DE 100 46 166 A1 ist ein Benutzungsgebührenerfassungssystem zu entnehmen, das eine im Fahrzeug angeordnete Kommunikationseinrichtung zeigt, die geeignet ist, das Erreichen oder Überschreiten von Gültigkeitsgrenzen in der elektronischen Straßenkarte zu erkennen und abhängig davon den Benutzer zur Aktualisierung der Straßenkarte oder zumindest der mit ihr verbundenen Eintragungen über ein Display aufzufordern.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Gebührenerfassungssystem mit einer einfacheren Gestaltung der Kommunikation zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß sind die Regeln der Kommunikation zwischen Fahrzeug und Zentrale so gestaltet, dass immer das Fahrzeug eine Kommunikation mit einigen Datenpaketen in beide Richtungen eröffnet, dann kann die Fahrzeugeinheit das GSM Modul ausschalten wenn keine Kommunikation erforderlich ist. Damit sinkt die Last auf dem Mobilfunknetz erheblich.
  • Wenn die in den Fahrzeugen benutzten CN-Module, z. B. GSM-Module, den größten Teil der Zeit ausgeschaltet sind und so für das Netz keine Last darstellen, dann können die Netzbetreiber Tarife akzeptieren, die deutlich niedriger liegen als in der heute üblichen Version mit dauernden hand-over Prozessen.
  • In GNSS/CN Straßengebührenerfassungssystemen wird zur Übermittlung der Betriebsdaten, also der Details der Fahrzeugklassendefinition, der Tarifmodelle und Tarife sowie der Lage und Kontozuordnung der zu bezahlenden Straßenabschnitte entweder eine mobile Punkt zu Punkt- oder eine Punkt zu Multipunktkommunikation verwendet. Wenn immer sich diese Daten ändern, werden sie in die Fahrzeuge übertragen. Bei einer Punkt zu Punkt Verbindung in jedes Fahrzeuge einzeln, bei einer Punkt zu Multipunkt Verbindung mit einer Meldung "an alle". Im letzteren Fall darf nicht davon ausgegangen werden, dass das alle Fahrzeuge auch erreicht, so dass diese Meldung in günstig gewählten Abständen wiederholt werden muss.
  • Die Fahrzeugeinheiten empfangen diese Meldungen und halten so ihr Datenmaterial, nach dem sie die Gebührenermittlung durchführen immer auf dem neuesten Stand.
  • Das erfordert, dass während der Kommunikation mit der Zentrale die Kommunikationseinrichtung im Fahrzeug eingeschaltet und empfangsbereit ist. Da aber die Zeit der möglichen Übertragung im Fahrzeuggerät nicht bekannt ist, und da auch keine vereinbarte Kommunikationszeit genutzt werden kann, da man nicht voraussetzten kann, wann das Fahrzeug fährt und damit eingeschaltet ist, wird die Kommunikationsanlage im Fahrzeug so lange eingeschaltet gelassen, wie das Fahrzeug fährt. Das ermöglicht dann auch jeder Zeit, die angefallenen Zahlungszertifikate zur Zentrale zu übermitteln und deren Quittung zu empfangen.
  • Ein so gestaltetes Kommunikationsmodell funktioniert, hat aber den Nachteil, dass es eine erhebliche Last im Mobilfunknetz erzeugt, denn das Mobilfunknetz versucht das Kommunikationsmodul im Fahrzeug ständig zu verfolgen und versucht, so ständig mit neuen Sendestationen eine mögliche Verbindung stabil aufzubauen. Mit diesen "Hand-Over" Prozessen wird in einer typischen Anwendung mehr Last im Mobilfunknetz, z. B. GSM, erzeugt, als durch die seltenen und zudem kurzen Datenübertragungen.
  • Ein Mobilkommunikationsanbieter wird deshalb zögerlich sein, günstige monatliche Grundpreise für diese mobilen Terminals zu gewähren. Die Betriebskosten dieses Straßengebührenerfassungssystem sind deshalb ungünstig hoch.
  • Die hier vorgeschlagene Lösung vermeidet diesen Nachteil, indem das gesamte Kommunikationskonzept so aufgebaut ist, dass jeder Bedarf an Kommunikation zwischen dem Fahrzeuggerät und der Zentrale immer im Fahrzeuggerät erkannt wird. Das wird erreicht, indem die Datensätze, die die Arbeitsweise des Fahrzeuggerätes definieren, also Fahrzeugklassendefinitionen, Tarifmodelle, Tariftabellen sowie Straßendefinitionen mit Tarifmodellzuordnung und Zielkontozuordnung jeweils ein Datum enthalten, nach dem die Gültigkeit nicht mehr garantiert wird. Das entspricht etwa einem Verfallsdatum. Damit kann das Fahrzeuggerät, wenn es eingeschaltet wird oder innerhalb einer langen Betriebszeit alle diese Datensätze kontrollieren und feststellen, wenn eines oder mehrere dieser Daten ungültig sind bzw. wenn das Verfallsdatum unmittelbar bevor steht. Dann kann das Fahrzeuggerät die Kommunikation zu der Zentrale eröffnen und gezielt nach dem benötigten Datensatz fragen. Die Zentrale wird unmittelbar danach antworten und das Fahrzeuggerät wieder in den Zustand bringen, dass es selber erkennt, dass in nächster Zeit keinen weiteren Daten gebraucht werden.
  • Die Kommunikation von der Zentrale ist deshalb vorteilhafterweise gestaltet, dass keine Punkt zu Multipunkt Datenverteilungen vorgesehen sind.
  • In so einer Konstellation des Kommunikationskonzeptes kann das Fahrzeuggerät erkennen, dass eine Kommunikation nicht benötigt wird und somit selbst entscheiden, das Kommunikationsmodul abzuschalten. Das bleibt so lange abgeschaltet bis wieder durch das Fahrzeuggerät selber erkannt wird, dass diese Phase zu Ende geht und in kurzer Zeit ein weiteres Verfallsdatum erreicht wird. Dann wird das Kommunikationsmodul im Fahrzeug wieder durch das Fahrzeuggerät selber eingeschaltet und über die Netzfunktionen der Zugang zur Zentrale ermöglicht.
  • In der Phase, in dem das Kommunikationsmodul abgeschaltet ist, erzeugt es keine Last im Netz, da keine "Hand-Over" Prozesse ablaufen. Es ist zwar auch nicht von der Zentrale erreichbar, das ist aber auch nicht notwendig, da das Kommunikationskonzept diesen Fall, wie oben aufgezeigt, nicht benötigt.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der einzigen Zeichnung nachfolgend beschrieben. Es zeigt in schematischer Darstellung,
    • Fig.
    eine Einrichtung zur Ermittlung von Nutzungsgebühren in einem Fahrzeug.
  • Die in der Fig. dargestellte Einrichtung 20 umfasst einen GNSS-Empfänger 30, einen Speicher 40, eine Recheneinrichtung 50 und eine Kommunikationsvorrichtung 60, die z. B. als Mobiltelefon ausgebildet ist. Die Einrichtungen 30, 40, 50 und 60 können untereinander diskret durch Leitungen verbunden und/oder durch einen Datenbus vernetzt sein. Es sind auch Mischformen der Topologien, diskrete Verbindung und/oder Datenbus, denkbar. Es ist ebenfalls denkbar, die Bestandteile der Einrichtung 20 in einem Gehäuse unterzubringen.
  • Die Einrichtung 20 überträgt an die ortsfeste Zentrale Daten, die mit den ermittelten Gebühren im Fahrzeug zusammenhängen. Vorteilhafterweise werden von der Recheneinrichtung 50 ermittelte Gebühren aufsummiert und gespeichert. Wird ein gewisser Betrag erreicht, wird dieser an die Zentrale übermittelt. Ein solches Verfahren wird in der EP 0 741 891 B2 beschrieben, die hierin durch Verweis aufgenommen wird. Die Zuordnung von Gebühren zu einem in der Zentrale geführten Konto erfolgt dann beispielsweise dadurch, dass, wie in EP 0 741 891 B2 beschrieben, zusammen mit dem Gebührenbetrag eine Identifikation eines Kontos an die Zentrale übertragen wird. Es ist zusätzlich möglich, dass die Zuordnung der in dem Fahrzeug für einzelne Straßenabschnitte anfallenden Gebühren zu einem Konto über die Betriebsdaten erfolgt, die von der Zentrale an das Fahrzeug übermittelt werden.
  • Die Datenkommunikation, die zwischen der Einrichtung 20 und der Zentrale stattfindet, ist in der DE 4304838 C2 beschrieben, die hierin durch Verweis aufgenommen wird. Es wird die Aktualisierung der Streckendaten, der Tarifklassenmodelle und Gebührenklassenmodelle beschrieben. Diese Aktualisierung wird durch Datenübertragung von der Zentrale zu der Einrichtung 20 realisiert.
  • Erfindungsgemäß wird die Kommunikation der Einrichtung 20 mit der Zentrale so gestaltet, dass jegliche Kommunikation nur von der Einrichtung im Fahrzeug initiiert wird. Dazu werden Daten, die von der Zentrale an die Einrichtung 20 übertragen werden mit einem Datum, einer Art Verfallsdatum versehen. Bis zu diesem Datum gelten die Daten als aktuell. Unter Verwendung dieses Datums ist es der Einrichtung 20 dann möglich festzustellen, wann eine Übertragung von aktuellen Daten von der Zentrale angefordert werden muss.

Claims (4)

  1. Einrichtung (20) in einem Fahrzeug zur fahrzeuginternen elektronischen Ermittlung der Nutzungsgebühr für gebührenpflichtige Wegstrecken, die von dem Fahrzeug zurückgelegt werden,
    mit Mitteln zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs (30), mit einem Speicher (40) zur Speicherung von Daten eines Wegenetzes, die zugeordnete Tarifdaten umfassen, mit einer Recheneinrichtung (50) zur Identifizierung der Benutzung gebührenpflichtiger Wegstrecken durch das Fahrzeug und zur Ermittlung der jeweiligen Nutzungsgebühr,
    und mit einer Kommunikationsvorrichtung (60) zur Kommunikation über ein zellulares Mobilfunknetz mit einer Zentrale eines Benutzungsgebührenerfassungssystems, wobei Daten von der Zentrale an die Einrichtung in dem Fahrzeug übertragen werden, dadurch gekennzeichnet,
    dass als Daten Betriebsdaten mit einem Verfallsdatum von der Zentrale an die Einrichtung (20) im Fahrzeug nur nach Anforderung durch die Einrichtung (20) im Fahrzeug übertragen werden,
    wenn die Einrichtung (20) Betriebsdaten mit einem ungültigen Verfallsdatum und/oder einem unmittelbar bevorstehenden ablaufenden Verfallsdatum feststellt und dass die Einrichtung (20) erkennt, dass eine Kommunikation nicht benötigt wird und somit selbst entscheidet, die Kommunikationvorrichtung (60) abzuschalten, so dass die Kommunikationsvorrichtung (60) den größten Teil der Zeit ausgeschaltet ist und so für das Netz keine Last darstellt.
  2. Einrichtung (20) in einem Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die von der Zentrale an die Einrichtung im Fahrzeug übertragenen Betriebsdaten Tarifdaten umfassen.
  3. Einrichtung (20) in einem Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass über die Kommunikationsvorrichtung (60) Daten vom Fahrzeug an die Zentrale übertragen werden.
  4. Einrichtung (20) in einem Fahrzeug nach Anspruch 3
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die vom Fahrzeug an die Zentrale übermittelten Daten Informationen zu ermittelten Gebühren umfassen.
EP03009694A 2002-06-21 2003-04-30 Benutzungsgebührenerfassungssystem Expired - Lifetime EP1376477B1 (de)

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DE10227921 2002-06-21
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