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ES2326242T3 - Metodo y protocolo para transmitir informacion en un sistema para aplicacion de un sistema de supervision o cobro de peaje viario, unidad de aplicacion y dispositivo movil. - Google Patents

Metodo y protocolo para transmitir informacion en un sistema para aplicacion de un sistema de supervision o cobro de peaje viario, unidad de aplicacion y dispositivo movil. Download PDF

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ES2326242T3 ES07111920T ES07111920T ES2326242T3 ES 2326242 T3 ES2326242 T3 ES 2326242T3 ES 07111920 T ES07111920 T ES 07111920T ES 07111920 T ES07111920 T ES 07111920T ES 2326242 T3 ES2326242 T3 ES 2326242T3
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Abstract

Método para transmitir información en el interior de un sistema para aplicación de un sistema de supervisión o de cobro de peajes viarios, en el que se dispone de al menos un dispositivo móvil (4) y al menos una unidad de aplicación (1), caracterizado porque el dispositivo móvil (4), al recibir una señal de activación procedente de la unidad de aplicación (1), inicia una transmisión a dicha unidad de aplicación (1) con información relativa al funcionamiento del dispositivo móvil como unidad de a bordo del sistema de supervisión o de cobro de peaje viario, a través de un canal de acceso aleatorio (RACH).

Description

Método y protocolo para transmitir información en un sistema para aplicación de un sistema de supervisión o cobro de peaje viario, unidad de aplicación y dispositivo móvil.
La presente invención hace referencia a un método y un protocolo para transmitir información en un sistema para aplicación de un sistema de supervisión o de cobro de peaje viario. Por otra parte, la invención se refiere a una unidad de aplicación y a un dispositivo móvil para un sistema de supervisión o de cobro de peaje viario.
Tanto con fines de supervisión como para la determinación de tarifas, como en el caso de las tarifas de peaje, o del peaje por el uso de determinadas calles o zonas, debe determinarse la posición de los vehículos. Para ello se han sugerido diferentes soluciones. El modelo básico, en el que el conductor debe facilitar manualmente la información acerca de la posición del vehículo, resulta laborioso y caro, por lo que se han buscado nuevos modelos. Uno de los métodos que se han sugerido consiste en la utilización de sistemas de comunicaciones basados en microondas. Estos sistemas también se han denominado sistemas de Comunicaciones Dedicadas de Corto Alcance (DSRC). Una ventaja de estos sistemas viene dada por la limitada cantidad de información necesaria y por la comparación y el ajuste simplificados de la información y la situación, como por ejemplo, la placa de matrícula de un vehículo. Mediante la información facilitada sólo deben compararse datos provenientes de diferentes fuentes, lo que simplifica enormemente el proceso en comparación con un método basado exclusivamente en una valoración digital de una imagen digital o en otro tipo de sensores.
No obstante, una desventaja de la utilización de los sistemas DSRC es que el terminal con el que debe ir equipado el vehículo deberá incluir los componentes obligatorios DSRC. Otros terminales que carezcan de dichos componentes no serán automáticamente compatibles con el sistema. Esto aumenta los costes de mantenimiento, y los terminales pueden no ser admitidos debido a la falta de compatibilidad. Esto es también de aplicación a los sistemas en los que no sólo la detección de un vehículo se realiza a través de DSRC, sino también la localización utilizada para el cobro de los peajes.
También se han realizado intentos de utilizar dispositivos móviles o terminales de una red celular en un sistema de localización y cobro de vehículos. Dicho método se describe, por ejemplo, en EP 0750828 B1. La posición de un vehículo se determina utilizando una estación móvil de una red de telefonía móvil. Además de las funciones inherentes a la red de telefonía móvil, la estación móvil evalúa las señales recibidas desde un transmisor, que forma una célula de iniciación con limitación local. La información recibida se compara con la información de la célula de inicialización recibida emitida en la red de telefonía móvil. Sólo en el caso de que la información sea la precisa, las señales recibidas desde el transmisor y asociadas a la célula de inicialización se utilizan para localizar la posición. El tamaño de la zona de inicialización se determina mediante un cálculo, en él se tienen en cuenta la velocidad a la que se transfiere la célula de inicialización y la hora, que es necesaria para que la estación móvil determine la célula de iniciación. La comunicación entre la estación móvil y el transmisor de la célula de inicialización se lleva a cabo mediante una unidad de cobro de peajes de autopista (AGE) que se comunica con la estación móvil. El cálculo de si la información de localización se utiliza para el cálculo de la posición se efectúa en la estación
móvil.
Una desventaja de esta solución consiste en que puede que las dimensiones de la célula no sean lo suficientemente grandes como para permitir una respuesta de la estación móvil al transmisor cuando todavía se encuentra en el interior de la célula.
Por lo tanto, el problema subyacente a la presente invención consiste en proporcionar una solución que garantice la recepción de una respuesta de un dispositivo móvil dirigida a una unidad de aplicación, sin que sea necesario aumentar el área de cobertura de la unidad de aplicación.
La invención se basa en el descubrimiento de que el problema se puede resolver si se utiliza un terminal de una red móvil celular como dispositivo independiente de corto alcance.
De acuerdo con un primer aspecto, el problema se resuelve mediante un método para transmitir información en el interior de un sistema para aplicación de un sistema de supervisión o cobro de peaje, en el que se dispone de, al menos, un dispositivo móvil y de al menos una unidad de aplicación. El método se caracteriza porque el dispositivo móvil, al recibir una señal de activación procedente de la unidad de aplicación inicia una transmisión de información relacionada con la función del dispositivo móvil como unidad de a bordo del sistema de supervisión o de cobro de peajes viales, dirigida a la unidad de aplicación a través de un canal de acceso aleatorio (RACH).
La unidad de aplicación a la que se transmite la información puede ser la unidad de aplicación desde la que se ha recibido la señal de activación. No obstante, también es posible que la información se transmita a una unidad de aplicación diferente, como por ejemplo una unidad central de proceso. Igualmente, en este caso, la transmisión se inicia desde la unidad de aplicación. Al iniciar la transmisión mediante el dispositivo móvil, puede minimizarse el tiempo transcurrido entre la recepción inicial de la señal de activación y la llegada de la información a la unidad en la que va a procesarse. Preferiblemente, la transmisión iniciada por el dispositivo móvil es una transmisión directa a la unidad de aplicación.
De acuerdo con la invención, el dispositivo móvil inicia una transmisión de información a través de un canal de transmisión de enlace ascendente. Mediante la utilización de un canal de transmisión de enlace ascendente, que puede ser activado por el dispositivo móvil, puede efectuarse con mayor rapidez la transmisión de información relacionada con el dispositivo móvil, y concretamente, con su función como unidad de a bordo del sistema de supervisión o de cobro de peaje. Puede evitarse el largo período de configuración de un canal de comunicaciones, que es necesario para la transmisión estándar de información dentro de la red celular. Además, la utilización de un canal de comunicaciones estándar de la red celular conlleva una considerable cantidad de tráfico dentro de la red, que también ha de ser gestionado por las respectivas estaciones base (BS) de la red celular.
De acuerdo con una realización de la invención, la transmisión se realiza, en cambio, a través de una transmisión de enlace ascendente o canal de transporte directamente hacia la unidad de aplicación. La unidad de aplicación está diseñada para que actúe de acuerdo con la correspondiente entidad de red de la red celular. Concretamente, la unidad de aplicación, al igual que la BTS (Estación base transmisora-receptora) de una red GPRS o el nodo B de una red UMTS, es capaz de recibir la información transmitida a través del canal de transmisión de enlace ascendente. El canal de trans-
misión es el canal de acceso aleatorio (RACH), que puede ser activado por un dispositivo móvil de una red celular.
En el canal de transmisión puede facilitarse la información a transmitir en lugar de los bits cifrados, que en el uso estándar del canal de la red celular incluirían la solicitud de información para solicitar un canal de señalización. El cifrado se puede realizar previamente en el dispositivo móvil.
Los bits cifrados que pueden utilizarse para transmitir información pueden ser los llamados bits de DATOS de un sistema GPRS, que son 36 bits cifrados que aparecen después de la secuencia acondicionamiento del canal. En los sistemas 3G UMTS y 4G puede aplicarse una implementación similar, es decir, los bits facilitados en el canal respectivo se utilizarán para transferir información desde el dispositivo móvil u OBU a la unidad de aplicación. Si hay más de una OBU que transmita información a la unidad de aplicación, se identificará la información respectiva como perteneciente a la OBU individual por la información del canal utilizado para la transmisión.
El dispositivo móvil puede, de acuerdo con una realización, transmitir una identificación del dispositivo móvil a la unidad de aplicación. La información transmitida de esta forma puede utilizarse para identificar el dispositivo móvil y asignar una localización adecuada a un vehículo con el que está relacionado el dispositivo móvil, por ejemplo, el vehículo en el que está instalado o se está transportando el dispositivo móvil.
El dispositivo móvil puede asignarse a un vehículo facilitando información que permita determinar el vehículo correspondiente, como el número de la matrícula o el nombre o número de identificación del propietario del vehículo que figura en el dispositivo móvil.
De este modo, el dispositivo móvil actuará como unidad de a bordo, u OBU. En dicha OBU puede almacenarse información acerca de la OBU, como la ID de la OBU, pero también la posición actual y la situación de la OBU.
El área cubierta por una unidad de aplicación se denominará en adelante picocélula o célula de aplicación.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, esta se refiere a un protocolo para transmitir información en un sistema de aplicación de un sistema de supervisión o cobro de peajes viales, en el que al menos se dispone de un dispositivo móvil y de una unidad de aplicación. El protocolo se caracteriza porque el dispositivo móvil transfiere información sobre el dispositivo móvil, relativa a su funcionamiento como unidad de a bordo (OBU) al canal de acceso aleatorio (RACH) e inicia la transmisión a la unidad de aplicación.
La ventaja de este protocolo es el menor tiempo que se precisa para facilitar la información de la OBU a la unidad de aplicación. Al asignar o incluir la información que va a transmitirse en la señal transmitida a la unidad de aplicación, la transmisión se efectuará inmediatamente. Este protocolo resulta ventajoso con respecto a un protocolo en el que en primer lugar se solicita un canal de comunicaciones para establecer la comunicación con la unidad de aplicación, y posteriormente, la información se transmite a través del canal de comunicaciones asignado. Por el contrario, la transmisión de acceso aleatorio se efectuará de acuerdo con el protocolo prevaleciente en la red celular. De este modo, resulta ventajoso porque complementa el protocolo de transmisión de la red celular.
De acuerdo con el protocolo prevaleciente en los sistemas 2G, pueden originarse varias Ráfagas de Acceso en el mismo dispositivo móvil. Las ráfagas de acceso correspondientes un usuario se asignan al mismo intervalo temporal. Preferiblemente, tan sólo la primera ráfaga de acceso incluirá la información detallada sobre la OBU, como la ID de la OBU. Las posteriores ráfagas de acceso pueden requerir información adicional. La asignación de un intervalo temporal a un usuario también puede utilizarse para gestionar más de una ráfaga de acceso de diferentes OBUs, ya que la correspondiente información sobre la OBU correspondiente a una OBU se transmitirá a través de una ráfaga de acceso asignada a un intervalo temporal diferente del intervalo temporal asignado a una ráfaga de acceso y correspondiente a una OBU diferente. En el caso de los sistemas pertenecientes a generaciones más modernas, como 3G y 4G, es posible implementar soluciones similares.
Preferiblemente, el protocolo establece que la asignación y la transmisión se inicien mediante la recepción de una señal de activación procedente de la unidad de aplicación a través de un canal diferente del canal de transmisión utilizado para transmitir la información a la unidad de aplicación.
La señal de activación incluirá información acerca de la unidad de aplicación, por ejemplo, la ID celular de una picocélula situada dentro de la zona de cobertura de la unidad de aplicación. Esta información se utilizará para iniciar la transmisión de información desde el dispositivo móvil a la correspondiente unidad de aplicación, es decir, la unidad de aplicación desde la que se ha recibido la señal de activación.
Mediante la presente invención es posible garantizar que la información sea recibida por la adecuada unidad de aplicación, dado que el tiempo para iniciar la transmisión de información es reducido. De este modo, el vehículo seguirá encontrándose dentro de la picocélula de la unidad de aplicación, desde la cual se originó la señal de activación en el momento de transmitir la información. No es necesario un aumento del tamaño de la picocélula, que exigiría un aumento de la alimentación eléctrica de la unidad de aplicación.
El canal de transmisión de enlace ascendente utilizado para transmitir la información de acuerdo con el protocolo de la invención puede pertenecer a la red celular del dispositivo móvil para señalizar las peticiones de canal a una estación base (BS) de la red celular. De acuerdo con la invención, el canal es el RACH.
De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, se dispone de una unidad de aplicación para un sistema de aplicación de un sistema de supervisión o de cobro de peajes, que incluye al menos un dispositivo móvil y al menos una unidad de aplicación. La unidad de aplicación se caracteriza porque incluye una unidad de recepción para recibir a través del canal de acceso aleatorio (RACH) la información procedente de al menos un dispositivo móvil relacionado con el funcionamiento del dispositivo móvil en calidad de Unidad de a Bordo del sistema de supervisión o de cobro de peajes viarios, y una unidad de procesamiento para procesar la información recibida a través de dicho canal.
La unidad de recepción de la unidad de aplicación se configurará como canal de subida, de forma que al recibirse la información a través de este canal, la información puede transferirse a la unidad de procesamiento, y la información correspondiente estará disponible inmediatamente en la unidad de aplicación. El procesamiento de la información consistirá en la extracción del contenido de datos de la señal recibida en una unidad de extracción. La extracción puede llevarse a cabo descifrando los bits cifrados de acuerdo con el método de cifrado prevaleciente para el canal de transmisión o la red celular utilizada.
De acuerdo con un último aspecto, la presente invención se refiere a un dispositivo móvil para un sistema de aplicación de un sistema de supervisión o de cobro de peajes viarios, que dispone de al menos un dispositivo móvil y de al menos una unidad de aplicación. El dispositivo móvil se caracteriza porque el dispositivo móvil cuenta con una unidad receptora para la recepción de una señal de activación procedente de al menos una unidad de aplicación, y con una unidad transmisora para iniciar a través del canal de acceso aleatorio (RACH) la transmisión a una unidad de aplicación de la información relacionada con el funcionamiento del dispositivo móvil como unidad de a bordo del sistema de supervisión o de cobro de peajes viarios.
El dispositivo móvil puede ser un teléfono celular o cualquier otro terminal de una red celular, como una red GPRS o UMTS. Para cubrir el canal de subida dedicado con información sobre el funcionamiento del dispositivo móvil en calidad de OBU, en lugar de una solicitud de un canal de señalización, el dispositivo móvil puede estar equipado con un software que de servicio a esta utilización diferente del canal. El dispositivo móvil actuará como un dispositivo independiente de corto alcance (SRD). Utilizará el canal de acceso aleatorio (RACH) o cualquier otro canal de subida que pueda ser iniciado desde el dispositivo móvil para enviar datos directamente desde la OBU a la unidad de aplicación, eludiendo los protocolos de la red celular.
El dispositivo móvil puede también incluir una unidad generadora para generar una señal que se transmita a la unidad de aplicación, incluyendo información del dispositivo móvil en la señal. Preferiblemente, la unidad de generación cifra la información relativa al dispositivo móvil que va a incluirse en la señal.
Las unidades y partes de las mismas pueden realizarse como componentes de hardware y/o software, y pueden combinarse, al menos parcialmente.
Las características y ventajas que se describen para el método también son de aplicación al protocolo, a la unidad de aplicación y al dispositivo móvil, respectivamente, y viceversa.
A continuación se describirá nuevamente la invención, haciendo referencia a las figuras adjuntas, en las cuales:
La figura 1 muestra esquemáticamente un sistema para la presente invención, y
La figura 2 muestra esquemáticamente marcos temporales, intervalos temporales y ráfagas de acuerdo con un sistema 2G.
En la figura 1 se muestra esquemáticamente una sección de un sistema de aplicación de un sistema de supervisión o cobro de peaje viario. El sistema incluye una unidad de aplicación 1, que en la figura 1 se representa como unidad fija, dispuesta junto a una calle 2 en la que van a supervisarse unos vehículos 3. En diferentes puntos de interés, como por ejemplo a lo largo de la calle o en las salidas de las autopistas, pueden situarse unidades de aplicación adicionales (no mostradas). La unidad de aplicación 1 puede conectarse a una unidad central (no mostrada), en la que puede seguir procesándose la información contenida en la unidad de aplicación 1. La conexión entre la unidad de aplicación 1 y la unidad central puede ser una conexión inalámbrica. No obstante, también es posible que la unidad de aplicación sea una unidad independiente, que tan sólo emite señales y/o información, pero que no recibe ni procesa adicionalmente la información.
En el sistema mostrado en la figura 1, algunos de los vehículos 3 que circulan por la calle 2 están equipados con un dispositivo móvil de acuerdo con la invención, que actúa como unidad de a bordo (OBU) 4. La OBU 4 puede ser un terminal de una red de comunicaciones inalámbrica, como un teléfono celular. La OBU 4 de cada vehículo 3 posee información acerca del vehículo 3, como el número de matrícula. Además, la OBU 4 cuenta con información sobre el sistema de aplicación.
La información relativa al sistema de aplicación, que se encuentra almacenada en la OBU 4, incluye preferiblemente información relativa al protocolo de comunicaciones con la unidad de aplicación 1.
La unidad de aplicación 1 está equipada al menos con una antena (no mostrada). El área cubierta de este modo por la unidad de aplicación 1 es una picocélula 6. Las dimensiones de la picocélula 6 determinan cuándo pueden comunicarse con la unidad de aplicación 1 las OBUs 4 de los vehículos 3.
A continuación se describirá la comunicación 5 entre la unidad de aplicación 1 y la OBU 4. La OBU 4 de un vehículo 3 situado en la picocélula 4 de la unidad de aplicación 1 puede recibir una señal de activación procedente de la unidad de aplicación 1. La señal de activación puede incluir información, como la ID de célula de la picocélula 6. La señal de activación puede transmitirse desde la unidad de aplicación 1.
Al recibir esta señal de activación, la OBU 4 utiliza el canal de acceso aleatorio (RACH) de una red celular circundante para enviar datos directamente desde la OBU 4 a la unidad de aplicación 1. Esta transmisión elude los protocolos de la red celular. El RACH se cubre con datos de la OBU, en lugar de hacerlo con datos de señalización. Esto se muestra esquemáticamente en la figura 2 para un sistema 2G, cuyos 36 bits cifrados indicados con el número de referencia 7 de las ráfagas de acceso se utilizarán para la información de la OBU. No obstante, la transmisión puede llevarse a cabo de acuerdo con el protocolo de la red celular. En el ejemplo que se muestra en la figura 2, se utilizan los espacios temporales y los intervalos definidos por el protocolo. La modificación de acuerdo con la invención consiste, por lo tanto, en la utilización de los 36 bits cifrados para la información de la OBU.
La unidad de aplicación 1 está equipada con un receptor dedicado para la recepción del RACH modificado y el inmediato procesamiento de su contenido de datos.
La transmisión, y preferiblemente, el procesamiento de la información, se llevarán a cabo cuando el vehículo 3 se encuentra aún dentro del alcance de la unidad de aplicación 1, es decir, en el interior de la picocélula 6. Teniendo en cuenta que la transmisión puede efectuarse con rapidez debido al protocolo utilizado, no es necesario incrementar las dimensiones de la picocélula 6.
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Referencias citadas en la descripción
La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.
Documentos de patente citados en la descripción
\bullet EP 0750828 B1 [0004]

Claims (13)

1. Método para transmitir información en el interior de un sistema para aplicación de un sistema de supervisión o de cobro de peajes viarios, en el que se dispone de al menos un dispositivo móvil (4) y al menos una unidad de aplicación (1), caracterizado porque el dispositivo móvil (4), al recibir una señal de activación procedente de la unidad de aplicación (1), inicia una transmisión a dicha unidad de aplicación (1) con información relativa al funcionamiento del dispositivo móvil como unidad de a bordo del sistema de supervisión o de cobro de peaje viario, a través de un canal de acceso aleatorio (RACH).
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo móvil (4) inicia la transmisión de información a la unidad de aplicación (1) desde la cual se ha recibido la señal de activación.
3. Método de acuerdo con cualquier de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el dispositivo móvil (4) transmite a la unidad de aplicación (1) un identificador (ID) del dispositivo móvil (4).
4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la información a transmitir a la unidad de aplicación (1) se encuentra encriptada en el dispositivo móvil (4).
5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la información se transmite a la unidad de aplicación (1) con la primera ráfaga de acceso (AB) al iniciar la transmisión.
6. Protocolo para transmitir información en un sistema para aplicación de un sistema de supervisión o de cobro de peajes viarios, en el que se dispone de, al menos, un dispositivo móvil (4) y al menos una unidad de aplicación (1), caracterizado porque el dispositivo móvil (4) asigna información relativa al dispositivo móvil (4) relacionada con su funcionamiento como unidad de a bordo (OBU) al canal de acceso aleatorio (RACH) e inicia la transmisión a la unidad de aplicación (1).
7. Protocolo de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la asignación y la transmisión se inician mediante recepción de una señal de activación procedente de la unidad de aplicación (1) a través de un canal diferente al canal de transmisión utilizado para transmitir información a la unidad de aplicación (1).
8. Protocolo de acuerdo con las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado porque el canal de transmisión de enlace ascendente utilizado para transmitir información se encuentra en la red celular del dispositivo móvil (4) para señalización de las peticiones de canal a una estación base (BS) de la red celular.
9. Protocolo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque la información sobre el dispositivo móvil (4) se incluye en una secuencia de la ráfaga de acceso (AB) transmitida desde el dispositivo móvil (4) a la unidad de aplicación (1) que está asignada a una petición de canal en el protocolo de redes móviles.
10. Unidad de aplicación para un sistema destinado a la aplicación de un sistema de supervisión o cobro de peajes viarios, en el que se dispone de, al menos, un dispositivo móvil (4) y al menos de una unidad de aplicación (1), caracterizado porque la unidad de aplicación (1) incluye una unidad receptora para recepción de información procedente de al menos un dispositivo móvil (4) relacionada con el funcionamiento del dispositivo móvil como unidad de a bordo del sistema de supervisión y cobro de peaje viario, recibiéndose dicha información a través del canal de acceso aleatorio (RACH), y una unidad de procesamiento para procesar la información recibida a través de este canal.
11. Unidad de aplicación de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque la unidad de procesamiento incluye una unidad de extracción para extraer información a partir de una señal recibida en un emplazamiento determinado dentro de la señal, preferiblemente dentro de la primera ráfaga de acceso (AB).
12. Dispositivo móvil para un sistema de aplicación de un sistema de supervisión o cobro de peaje viario, en el que se dispone de al menos un dispositivo móvil (4) y al menos una unidad de aplicación (1), caracterizado porque el dispositivo móvil (4) tiene una unidad receptora para la recepción de una señal de activación procedente de al menos una unidad de aplicación (1) y al menos con una unidad transmisora para iniciar una transmisión a dicha unidad de aplicación (1) con información relativa al funcionamiento del dispositivo móvil en su calidad de unidad de a bordo del sistema de supervisión o de cobro de peaje viario, a través de un canal de acceso aleatorio (RACH).
13. Dispositivo móvil de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo móvil tiene una unidad generadora para generar una señal a transmitir a la unidad de aplicación (1), incluyendo en la señal información relativa al dispositivo móvil (4).
ES07111920T 2006-07-14 2007-07-06 Metodo y protocolo para transmitir informacion en un sistema para aplicacion de un sistema de supervision o cobro de peaje viario, unidad de aplicacion y dispositivo movil. Active ES2326242T3 (es)

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