DE4304838C2 - Vorrichtung zur Bestimmung von Wegebenutzungsgebühren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung der Benutzungsgebühr für das Befahren einer Wegstrecke durch ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Systeme zur Erhebung einer derartigen Benutzungsgebühr gewinnen in jüngster Zeit an Bedeutung, insbesondere für das Befahren von Straßen durch Automobile. In manchen Ländern wird ein Vignettensystem, z. B. für Autobahnen, praktiziert, welches un­ abhängig vom Nutzungsgrad die Einrichtung eines festen jährli­ chen Betrages vorsieht. Bei dem insbesondere für aufwendige Autostraßenabschnitte, z. B. Paßstraßen oder Tunnels, gebräuch­ lichen Mautsystem fällt hingegen eine Gebühr nur bei der jewei­ ligen tatsächlichen Benutzung an.

Bekannte Mautsysteme, bei denen die Straßenbenutzungsgebühr nutzungsabhängig nur für das Befahren des gebührenpflichtigen Streckenabschnitts erhoben wird, erfordern straßenseitige Ein­ richtungen als Systemteile. So beinhaltet ein in der DE 38 30 643 A1 offenbartes Mautsystem eine straßenseitige Feststation mit Rechnereinheit sowie geeignete Schrankenanordnungen an den Mautgrenzen.

Straßenseitige Detektoreinrichtungen innerhalb einer Maut­ strecke bestimmter Länge sind auch bei dem aus der DE 41 12 472 A1 bekannten Mautsystem vorgesehen. Neben solchen für die Orts­ erfassung an den Mautgrenzen dienen mehrere weitere Detektoren dort der Erfassung der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit, wo­ bei signifikante Abweichungen von einem Geschwindigkeitsricht­ wert zu einer Erhöhung der Mautgebühr führen.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung, bei der eine fahrzeugseitige Station und eine straßenseitig installierte Feststation kodier­ te Informationen zur Mauterfassung austauschen, ist in der DE 40 39 887 A1 erwähnt. Hierbei ist ein erster straßenseitiger Sender vorgesehen, der sich an einem jeweiligen Bakengerät be­ findet und nach detektiertem Eintritt des Fahrzeugs in die Mautzone Signale an die Fahrzeugstation übermittelt, die den Mautbetrag festlegen. Ein zweiter straßenseitiger Sender, der z. B. an einem weiteren Bakengerät montiert ist, empfängt eine Quittungsmeldung von der Fahrzeugstation und prüft die Gebüh­ renentrichtung. In den Bakengeräten ist unter anderem jeweils ein digitalisiertes Straßennetz bis zur übernächsten Bake exakt und darüber hinaus als kleinmaßstäbiges Fernstraßennetz abge­ speichert. Die fahrzeugseitige Wege-Speichereinrichtung über­ nimmt durch ein Sender-Empfänger-System beim jeweiligen Passie­ ren eines Bakengerätes das dort abgespeicherte Teilwegenetz. Damit soll eine Fahrzeugzielführung erreicht werden, ohne fahr­ zeugseitig ein gesamtes Straßennetz abspeichern zu müssen. Als weitere Komponente beinhaltet das dortige Fahrzeugleitsystem ein fahrzeugseitiges Ortungs- und Navigationsgerät.

Wegen der Notwendigkeit von Schrankeneinrichtungen an den Maut­ grenzen eignen sich die bekannten Mautsysteme vor allem zur Er­ hebung einer Straßenbenutzungsgebühr für hinreichend abge­ schlossene Streckenabschnitte, bei denen ein Umfahren der De­ tektor- oder Zahlstationen an den Mautgrenzen nicht möglich ist. Bei sehr starker Streckenverzweigung wird dies entspre­ chend aufwendig, da eine entsprechend große Anzahl an straßen­ seitigen Einrichtungen erforderlich ist.

Zur Bestimmung einer streckenlängenabhängigen Fahrzeugbenut­ zungsgebühr sind Taxameter bekannt, wie sie beispielsweise in Taxis zum Einsatz kommen. Solche Taxameter, die den Fahrpreis primär in Abhängigkeit der zurückgelegten Weglänge und even­ tueller Wartezeiten bestimmen, sind z. B. in der DE 40 23 110 A1 und der DE 25 12 954 C3 beschrieben. Zur Bestimmung einer Stra­ ßenbenutzungsgebühr sind Taxameter als solche nicht geeignet, da sie nicht die diese Gebühr primär beeinflussenden Größen, wie z. B. die Art der benutzten Straße, erfassen.

Aus der EP 0 387 474 A2 ist es bekannt, die von einem Taxameter bestimmte Gebühr von einer benutzereigenen Kreditkarte abbuchen zu lassen.

Aus der Offenlegungsschrift DE 35 25 671 A1 ist eine Vorrich­ tung zur Überwachung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges bekannt, mittels der bei Überschreiten einer höchstzulässigen Geschwindigkeit durch eine fahrzeugseitig angeordnete elektro­ nische Einrichtung automatisch ein Geldbußbetrag abbuchbar ist. In einer ersten Variante wird ein höchstzulässiger Geschwindig­ keitswert fahrzeugseitig von Hand vorprogrammiert eingestellt und dieser jeweils mit der fahrzeugseitig ermittelten Momentan­ geschwindigkeit verglichen. Um eine automatische Anpassung an wechselnde Geschwindigkeitsgebote möglich zu machen, wird als weitere Alternative vorgeschlagen, die höchstzulässige Ge­ schwindigkeit für einen jeweils beginnenden Straßenabschnitt telekommunikativ, beispielsweise über Funk, am Kraftfahrzeug einzustellen. Ein stationärer, straßenseitiger Sender infor­ miert bei dieser Vorrichtung einen Empfänger im Kraftfahrzeug über den Wert der höchstzulässigen Geschwindigkeit auf dem nachfolgenden Straßenabschnitt.

Zum Stand der Technik gehören des weiteren fahrzeugseitige Ein­ richtungen zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs mit Hilfe von Satellitensignalen, siehe z. B. die DE 41 30 367 A1. Um die Position des Fahrzeugs innerhalb einer optisch anzeigbaren Straßenkarte im Fahrzeug wiedergeben zu können, ist es aus der DE 40 33 527 A1 bekannt, einen solchen Fahrzeugpositionsdetek­ tor mit einer elektronisch gespeicherten Straßenkarte zu kombi­ nieren, wodurch eine Auswerteeinheit mittels Vergleich der je­ weiligen Daten die Fahrzeugposition auf der Straßenkarte be­ stimmt.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Schaffung einer Vorrichtung zur Bestimmung der angefallenen Benutzungsgebühr für das Befahren einer Wegstrecke durch ein Fahrzeug zugrunde, mit der es möglich ist, die Gebühr ohne ortsfeste straßensei­ tige Einrichtungen fahrzeugautonom und für beliebige befahrene Streckenabschnitte eines Wegenetzes zu bestimmen.

Dieses Problem wird durch eine Vorrichtung zur Bestimmung der Wegebenutzungsgebühr mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Jedem gebührenpflichtigen Streckenabschnitt eines ge­ samten, in einer fahrzeugseitigen, elektronischen Speicherein­ richtung abgespeicherten Wegenetzes ist ein Strecken-Gebühren­ parameter zugeordnet, der den für diesen Abschnitt fälligen Benutzungsgebührenanteil repräsentiert. Der Erfindungsgegen­ stand erlaubt die Bestimmung der Benutzungsgebühr sowohl für den Fall einer generellen Gebührenerhebung für das gesamte, einem Fahrzeug zugängliche Wegenetz, das dann als ganzes zusam­ men mit den zugehörigen Strecken-Gebührenparametern abgespei­ chert ist, als auch in Fällen nur teilweiser Gebührenerhebung, z. B. nur für Autobahnen, aufwendige Streckenabschnitte oder innerhalb bestimmter Landes- oder Stadtgrenzen liegende Wege. In letzteren Fällen ist es entweder möglich, nur die gebühren­ pflichtigen Wege im Wegenetz zusammen mit den zugehörigen Strecken-Gebührenparametern abzuspeichern oder aber ein größeres, z. B. das gesamte zugängliche Wegenetz abzuspeichern und die nicht gebührenpflichtigen Streckenabschnitte mit dem Strecken-Gebührenparameterwert für die Gebühr "Null" zu be­ legen.

Entsprechend der Dichte des abgespeicherten Wegenetzes besitzen die Mittel zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs eine aus­ reichende örtliche Auflösung, welche eine eindeutige Zuordnung der befahrenen Wegstrecke zu den einzelnen, möglicherweise un­ mittelbar benachbarten Streckenabschnitten des abgespeicherten Wegenetzes erlaubt. Je nach geforderter Genauigkeit ist hierfür der Einsatz eines satellitenunterstützten Positionsbestimmungs­ systems und/oder weiterer fahrzeugseitiger Einrichtungen, wie z. B. Raddrehzahlmesser, Richtungssensoren oder digitale Karten, vorgesehen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die abgespeicherten Daten des Wegnetzes und/oder der Strecken-Gebührenparameter aktualisierbar, indem die neuen Daten von einer Empfängerein­ heit, z. B. einem Radio- oder Mobilfunkempfänger, empfangen und über eine Eingabeeinheit in dem Speicher der Speichereinrich­ tung neu abgespeichert werden. Dies erlaubt eine flexible An­ passung des Systems an sich ändernde Gebühren für die jeweili­ gen Streckenabschnitte.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Spei­ chereinrichtung angeordnet, in welcher Umfeld-Gebührenparameter abgespeichert sind, die die Benutzungsgebühr zusätzlich zu den Strecken-Gebührenparametern in Abhängigkeit von der umgebenden Fahrzeugsituation, wie z. B. der Verkehrsdichte oder der Emis­ sionsbelastung, beeinflussen. Vorzugsweise sind die Daten für die zeitabhängigen Umfeld-Gebührenparameter überschreibbar, wozu dem Speicher wiederum eine Empfängereinheit und eine Eingabeeinheit vorgeschaltet sind.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Spei­ chereinrichtung vorgesehen, in welcher die Benutzungsgebühr ebenfalls beeinflussende, fahrzeug- und/oder fahrtspezifische Gebührenparameter abgespeichert sind, wie z. B. die Beladung, die Fahrgeschwindigkeit oder die Achslast. Zur Erfassung und gegebenenfalls Aktualisierung dieser Fahrzeug-Gebührenparameter sind dem Speicher vorzugsweise geeignete Sensoren sowie eine Eingabeeinheit zum Einschreiben von durch die Sensoren gewon­ nenen oder anderweitig eingegebenen Daten in den Speicher vor­ geschaltet.

Vorteilhaft ist es, wenn die Rechnereinheit aus den von den Speichern extrahierten Daten und den Signalen der Positions­ bestimmungsmittel eine momentane Straßenbenutzungsgebühr für den gerade befahrenen Streckenabschnitt bestimmt und auf einer optischen Anzeigeeinrichtung wiedergibt.

In Weiterbildung der Erfindung summiert die Rechnereinheit die von einem Ausgangspunkt an bislang angefallenen Gebührenanteile zu einer Gesamtgebühr auf und gibt sie auf einer optischen An­ zeigeeinheit aus und/oder führt diesen Wert für die Gesamtge­ bühr einer Abbuchungseinheit zu, in die eine Benutzerkarte ein­ steckbar ist, von der die Gebühr selbsttätig abgebucht wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die Figur zeigt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Benutzungs­ gebühr für das Befahren einer bestimmten Wegstrecke durch ein Fahrzeug als Blockschaltbild. Die gesamte Vorrichtung mit ihren elektrisch verschalteten Komponenten befindet sich innerhalb des nicht dargestellten Fahrzeugs. Sie besitzt eine Rechnerein­ heit (6) sowie eine damit verbundene Einheit (5) zur Positions­ bestimmung des Fahrzeugs, wofür ein satellitenunterstütztes System und/oder andere fahrzeugseitige Positionsbestimmungs­ systeme, wie z. B. Raddrehzahlmesser, Richtungssensoren oder digitale Karten, einsetzbar sind.

Des weiteren sind mit der Rechnereinheit (6) eine Wege-Spei­ chereinrichtung (1), eine Umfeld-Gebührenparameterspeicherein­ richtung (7) sowie eine Fahrzeug-Gebührenparameterspeicherein­ richtung (11) verbunden.

Die Wege-Speichereinrichtung (1) beinhaltet einen löschbaren Speicher (2), in dem Daten eines Wegenetzes sowie zu jeweiligen Streckenabschnitten dieses Netzes gehörigen Gebührenparametern, welche den für diesen Abschnitt vorgesehenen Gebührenanteil repräsentieren, abgespeichert sind. Dem Speicher (2) ist eine Empfängereinheit (3) mit anschließender Eingabeeinheit (4) vor­ geschaltet. Änderungen in der Gebührenhöhe für die jeweiligen Streckenabschnitte können auf diese Weise problemlos berück­ sichtigt werden, indem die die Änderungen repräsentierenden Daten, z. B. von einer zentralen Stelle aus, an die Empfänger­ einheit (3) gesendet werden, welche sie an die Eingabeeinheit (4) weiterleitet, die wiederum die Daten neu in den Speicher (2) einschreibt und veraltete Daten gegebenenfalls löscht. In gleicher Weise wird erforderlichenfalls das im Speicher (2) ab­ gespeicherte Wegenetz geändert. Als Empfängereinheit (3) ist z. B. ein Radio oder Mobilfunkempfänger einsetzbar.

Die Umfeld-Gebührenparameterspeichereinrichtung (7) beinhaltet einen löschbaren Speicher (8), in welchem Daten von für das momentane Fahrumfeld charakteristischen, die Gebührenhöhe ebenfalls beeinflussenden Parametern, wie z. B. die momentane Verkehrsdichte und/oder die vorhandene Emissionsbelastung, ab­ gespeichert sind. Analog zu der Wege-Speichereinrichtung (1) weist die Umfeld-Gebührenparameterspeichereinrichtung (7) ihrem Speicher (8) vorgeschaltet eine Empfängereinheit (10) und eine davon beaufschlagte Eingabeeinheit (9) auf, um gegebenenfalls neue Umfeld-Gebührenparameterdaten über die Empfängereinheit (10) zu empfangen und mittels der Eingabeinheit (9) in den mit dieser verbundenen Speicher (8) unter Überschreiben der bis­ herigen Daten abzuspeichern.

Die Fahrzeug-Gebührenparameterspeichereinrichtung (11) beinhal­ tet einen löschbaren Speicher (12), in dem Daten von die Gebüh­ renhöhe ebenfalls beeinflussenden, fahrzeug- und/oder fahrtspe­ zifischen Parametern, z. B. der Fahrzeugtyp, die Beladung, die Fahrtgeschwindigkeit oder die Achslast abgespeichert sind. Dem Speicher (12) sind Sensoren (14) und eine von diesen beauf­ schlagte Eingabeeinheit (13) vorgeschaltet. Damit ist es wie­ derum möglich, die im Speicher (12) abgespeicherten Daten durch neue, aktuelle Daten zu überschreiben. Soweit es sich bei den Fahrzeug-Gebührenparametern um physikalische Meßgrößen handelt (z. B. Beladung und Fahrtgeschwindigkeit), werden diese von den Sensoren (14) erfaßt und die zugehörigen Signale an die Ein­ gabeeinheit (13) gegeben. Daten anderer fahrzeugspezifischer Größen, z. B. der Fahrzeugtyp, sind gegebenenfalls direkt, z. B. mittels einer Tastatur, der Eingabeeinheit (13) zuführbar.

Die Inhalte der Speicher (2, 8, 12) sind von der Rechnereinheit (6) auslesbar. Mit diesen Daten sowie denjenigen der Positions­ bestimmungseinheit (5) ermittelt die Rechnereinheit (6) nach einem hierfür eingerichteten Programm die jeweils momentan fällige Wegebenutzungsgebühr. Über eine, vorzugsweise inte­ grierte, Ausgabeeinheit (15) wird dieser Wert auf einer ange­ schlossenen optischen Anzeigeneinheit (16) wiedergegeben, die z. B. eine Leuchtziffernanzeige, ein Papierstreifen oder der­ gleichen sein kann.

Gleichzeitig ermittelt die Rechnereinheit (6) die seit einem bestimmten Ausgangspunkt durch Summation der momentanen Ge­ bührenwerte insgesamt angefallene gesamte Wegebenutzungsgebühr und gibt diesen Wert über eine, vorzugsweise integrierte, Aus­ gabeeinheit (17) aus. Die Ausgabeeinheit (17) leitet diesen Gebührenwert sowohl der mit ihr verbundenen optischen Anzeige­ einheit (16) zur entsprechenden optischen Wiedergabe als auch einer angeschlossenen Abbuchungseinheit (18) zu. In diese Ab­ buchungseinheit (18) ist eine Benutzerkarte (19) einführbar, wodurch die fällig gewordene Gebühr selbsttätig abgebucht wird. Bei der Benutzerkarte (19) kann es sich um eine elektronische Wertkarte, ähnlich einer Telefonkarte, handeln, die der Be­ nutzer im voraus für einen bestimmten Betrag erwirbt und von der die Abbuchungseinheit (18) die jeweilige Gebühr abzieht. Alternativ ist es möglich, eine nachschüssige Zahlungsweise dergestalt vorzusehen, daß als Benutzerkarte (19) eine Kredit­ karte verwendet wird, wobei die Abbuchungseinheit (18) das darauf gespeicherte Benutzerkonto liest und dieses belastet.

Die beschriebene Vorrichtung zur Bestimmung der anfallenden Wegebenutzungsgebühr erfordert keinerlei straßenseitige Ein­ richtungen, sondern arbeitet als elektronische datenverarbei­ tende Anlage vollständig fahrzeugautonom. Sie erlaubt außerdem eine sehr flexible Anpassung an sich ändernde Wegenetze und/oder Gebühren und ermöglicht in einfacher Weise die Berück­ sichtigung einer Vielzahl unterschiedlicher, gebührenbeein­ flussender Größen. Sie ist in Land-, Luft- und Seefahrzeugen verwendbar.

Selbstverständlich sind für den Fachmann naheliegende Modifi­ kationen der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform möglich. So ist es beispielsweise günstig, zusätzlich Ein­ richtungen oder Maßnahmen zum Schutz vor Mißbrauch oder Mani­ pulation sowie für die Behandlung von Ausnahmesituationen vorzusehen, wenn beispielsweise die Positionsbestimmung nicht gelingt oder fehlerhaft ist oder wenn eine eingeführte Wert­ karte keinen ausreichenden Wertbetrag mehr enthält. Die im Blockschaltbild einzeln dargestellten elektronischen Einheiten können wenigstens teilweise in einem gemeinsamen Baustein realisiert sein. So ist es möglich, die Speicher (2, 8, 12) zu einem einzigen Speicher zusammenzufassen, der bei Bedarf auch in der Rechnereinheit (6) integriert sein kann. Die Rechnerein­ heit (6) kann außerdem, ohne daß dies in der Figur explizit gezeigt ist, als Steuereinheit zur Steuerung der gezeigten sowie eventueller weiterer elektronischer Bausteine des Fahr­ zeugs dienen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Benutzungsgebühr für das Befahren einer Wegstrecke durch ein Fahrzeug, mit

• - einer fahrzeugseitig angeordneten Wege-Speichereinrichtung (1), in welcher Daten wenigstens eines Wegenetzes elektro­ nisch gespeichert sind, und
• - fahrzeugseitig angeordneten Mitteln (5) zur Positionsbe­ stimmung des Fahrzeugs,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - in der Wege-Speichereinrichtung (1) Daten wenigstens eines gesamten benutzungsgebührenpflichtigen Wegenetzes mit zu­ gehörigen Strecken-Gebührenparametern, die jeweils einem bestimmten Streckenabschnitt des Wegenetzes zugeordnet sind und einen für die Benutzung dieses Abschnitts fälli­ gen Wegebenutzungsgebührenanteil repräsentieren, gespei­ chert sind, und
• - eine fahrzeugseitig angeordnete Rechnereinheit (6) vorge­ sehen ist, die mit der Wege-Speichereinrichtung (1) und den Positionsbestimmungsmitteln (5) verbunden ist und we­ nigstens aus den Daten der Positionsbestimmungsmittel und der Wege-Speichereinrichtung die für das Benutzen der vom Fahrzeug befahrenen Wegstreckenabschnitte fällige Benut­ zungsgebühr ermittelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wege-Speichereinrichtung einen löschbaren Speicher (2), eine Empfängereinheit (3) zum Empfang aktualisierter Daten des Wegenetzes und/oder der Strecken-Gebührenparameter sowie eine Eingabeeinheit (4) zum Einschreiben der empfangenen, aktuali­ sierten Daten in den Speicher (2) beinhaltet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine mit der Rechnereinheit (6) verbundene Speichereinrichtung (7) zur elektronischen Speicherung der Daten von Umfeld-Gebüh­ renparametern, die einen von der momentanen Fahrzeugumfeld­ situation abhängigen und von der Rechnereinheit bei der Gebüh­ renermittlung berücksichtigten Benutzungsgebührenanteil reprä­ sentieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfeld-Gebührenparameter-Speichereinrichtung (7) einen löschbaren Speicher (8), eine Empfängereinheit (9) zum Empfang aktualisierter Umfeld-Gebührenparameterdaten sowie eine Ein­ gabeeinheit (9) zum Einschreiben der empfangenen, aktualisier­ ten Daten in den Speicher (8) beinhaltet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine mit der Rechnereinheit (6) verbundene Speichereinrichtung (11) zur elektronischen Speicherung der Daten von Fahrzeug-Ge­ bührenparametern, die einen fahrzeugbezogenen und von der Rechnereinheit bei der Gebührenermittlung berücksichtigten Be­ nutzungsgebührenanteil repräsentieren.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeug-Gebührenparameter-Speichereinrichtung (11) einen löschbaren Speicher (12), Mittel zur Erfassung der Werte für die Fahrzeug-Gebührenparameter (14) sowie eine deren Aus­ gangsdaten in den Speicher (12) einschreibende Eingabeeinheit (13) beinhaltet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnereinheit (6) den Wert der jeweils momentan anfal­ lenden Benutzungsgebühr bestimmt und über eine Ausgabeeinheit (15) an eine optische Anzeigeeinheit (16) ausgibt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnereinheit (6) den Wert der während einer Fahrt insgesamt aufgelaufenen Benutzungsgebühr bestimmt und über eine Ausgabeeinheit (17) ausgibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Ausgabeeinheit für die Gesamtgebühr (17) der optischen Anzeigeeinheit (16) zugeführt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Ausgabeeinheit für die Gesamtgebühr (17) einer Abbuchungseinheit (18) zugeführt ist, welcher eine Benutzerkarte (19) zur Abbuchung der Gebühr zuführbar ist.