DE69028756T2 - Automatisches Zollabgabesystem für städtische und ausserstädtische Autobahnen, für Brücken und Tunnel und für Zugänge zu städtischen Gebieten und Parkplätzen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Zollabgabesystem für städtische und außerstädtische Autobahnen, für Brücken und Tunnel und für Zugänge zu städtischen Gebieten und Parkplätzen.
• Wie bekannt, wurde in Hinsicht auf die Tatsache, daß Autobahnsysteme eine strategische Rolle bei der Entwicklung und Integration des Gebietes spielen, ein ausgedehntes integriertes Netz über die Jahre entwickelt, das in der Lage ist, die notwendigen Sicherheiten für einen leichten Transit zu geben wie auch neue Dienstleistung in Bezug auf Stopps und Informationen zu Straßenbedingungen bereitzustellen. Insbesondere, um den Verkehrsfluß, die Sicherheit und den Komfort auf dem Autobahnnetz zu erhöhen, und um den Verkehrsstau nahe von Stationen zu vermindern, die mit zunehmender Intoleranz von Autobahnbenutzern verkraftet werden, gibt es ein stetiges Bemühen um die Anpassung der Strukturen und der Entwicklung zur Automation. Ein weiterer Faktor zum Verkehrsfluß wird gebildet durch die Möglichkeit des Bezahlens der Gebühr mittels elektronischem Geld, entweder in der Form von "vorbezahlten Lastschriftkarten", oder von Belastungen, entweder direkt oder mittels von Vertragsorganisationen oder schließlich durch Belastung auf einem Bankkonto (VIACARD-System).
• Die US-A-4 303 904 offenbart ein automatisches Zollabgabesystem, welches die technischen Elemente umfaßt, die in dem Oberbegriff von Anspruch 1 enthalten sind. Ein solches System beginnt damit, daß eine Abschlagssumme im voraus bezahlt wird an einen ständig zugeordneten Repräsentanten der Sammelstelle. Diese Summe wird elektronisch in den Speicher eines Mikrowellen-Transponder-Datenprozessors eingegeben, der normalerweise in dem Fahrzeug untergebracht ist. Ein Code, der den Benutzer identifiziert, ist fest in dem Transponder-Datenprozessor gespeichert und kann daher nicht leicht geändert werden. Wenn das Fahrzeug durch geeignet ausgerüstete Zoll-Sammelvorrichtungen geht, dann empfängt ein Zoll-Transponder die Rechnungsinformation von dem Fahrzeug-Transponder, berechnet den Zoll und überträgt ihn zurück an den Fahrzeug-Transponder, wo der Zoll elektronisch von der gespeicherten Bilanz abgezogen wird.
• Die EP-A-323 826 offenbart einen Bordfahrzeug-Transponder, in welchem eine entfernbare Mikroprozessorkarte einsetzbar ist. Die Mikroprozessorkarte umfaßt einen Speicher mit vorbezahlten Einheiten, welche von der Karte subtrahiert werden, wenn der Transponder entsprechende Signale von einer Sendestation erhält. Die entfernbare Karte speichert einen Code, der das Fahrzeug identifiziert und der durch einen Bord-Transponder an die Sendestation überträgt, beispielsweise um ein gestohlenes Fahrzeug zu identifizieren.
• Die vorliegende Erfindung liefert ein System und ein Verfahren für ein automatisches Zollabgabesystem für städtische und außerstädtische Autobahnen, für Brücken und Tunnel und für Zugänge zu städtischen Gebieten und Parkplätzen, wie sie in den Ansprüchen 1 und 12 angegeben sind und die eine dynamische Abgabe des Zolls selbst bei verschiedenen Karten erlauben.
• Insbesondere liefert die vorliegende Erfindung ein automatisches Zoll- Abgabesystem, welches:
• - simultan die Verbreitung von genauen und zeitbestimmten Informationen von Straßenbedingungen und angebotenen Diensten liefern kann;
• - ein größerer Verkehrsfluß, Sicherheit, Verminderung der Verschmutzung nahe von Stationen und Energieersparnis sicherstellen kann, da das Fahrzeug nicht mehr in der Spur anhalten muß, sondern mit der Geschwindigkeit weiterfahren kann, die durch Sicherheitsvorschriften vorgegeben wird;
• - große Zuverlässigkeit und Modularität ergibt, wodurch die fortschreitende Einführung von verschiedenen angebotenen Diensten und die leichte Implementierung eines neuen möglich wird;
• - leicht in existierende Strukturen intregriert werden kann in Bezug sowohl auf die Fahrzeuge wie auch der Straße und insbesondere der Konfiguration der Stationen.
• Das System gemäß der Erfindung ist weiterhin kompatibel und interaktiv mit gegenwärtige installierten Abgabesystemen, erlaubt die Beibehaltung von gegenwärtig existierenden Geldkreisläufen und erlaubt die Öffnung zur Integration mit Informationsverarbeitungssystemen.
• Die Charakteristiken und Vorteile der Erfindung werden anhand der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform deutlich werden, die nur als nichtbeschränkendes Beispiel zusammen mit den begleitenden Zeichnungen gegeben ist, worin:
• Fig. 1 eine schematische Ansicht von drei wesentlichen Komponenten des Systems gemaß der Erfindung ist;
• Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Bordvorrichtung ist;
• Fig. 3 eine schematische Ansicht der Konfiguration einer Station gemäß der Erfindung ist, die die Unterteilung von Gebieten zeigt, wie es durch das System bewirkt wird;
• Fig. 4 ein Blockdiagramm einer bodengebundenen Vorrichtung ist; und
• Fig. 5 bis 8 Blockdiagramme von Schritten der automatischen Zollabgabe gemaß der Erfindung ist.
• Mit Bezug auf Fig. 1 ist das System gemäß der Erfindung im wesentlichen aus drei Teilen zusammengesetzt und umfaßt genauer gesagt eine Bordvorrichtung (die drei Einheiten umfaßt, die in Fig. 2 gezeigt sind), welche in einem Kraftfahrzeug 1 an einer Stelle untergebracht ist, die durch den Fahrer zugänglich ist, einer Personalkarte 2, welche in das Bordgerät eingesetzt werden muß, um das Zoll- Abgabesystem gemäß der Erfindung zu verwenden und einem Bodengerät (das in Fig. 1 durch einen Mast 3 wiedergegeben ist, an welchem eine Antenne 4 angebracht ist und schematisch in Fig. 4 gezeigt ist), welches die Verbindung mit dem Bordgerät sicherstellt und die Daten für die Zollabgabe verarbeitet. Dieses Bordgerät erlaubt ebenfalls die Verbindung mit existierenden Informationsverarbeitungs- und Automationseinheiten.
• Das Bordgerät hat die Funktion, den Empfang und die Übertragung von Nachrichten, die Handhabung und Speicherung der Transaktionen und die Wechselwirkung mit dem Benutzer (im allgemeinen Fahrer) sicherzustellen. Im einzelnen umfaßt das Gerät ein Boden-zu-Fahrzeug-Radioverbindungsabschnitt (bestehend aus einer Antenne 5 und einer Empfangs- und Sendevorrichtung 6 eines bekannten Typs), einem Informationsverarbeitungsabschnitt (zusammengesetzt aus einer Steuereinheit 7 mit einem eigenen Speicher 8), einem Abschnitt zum Lesen und Kodieren der Karte (Kartenleser 9) und einer Personen-Maschinen-Schnittstelle 10, welche typischerweise durch eine Anzeigeeinheit gebildet wird, die ein rotes LED und ein grünes LED zum Anzeigen von Nachrichten umfaßt, die durch das Bodengerät gesendet werden oder von der Steuereinheit 7 erzeugt werden, sowie einem akustischen Alarmsystem mit zwei Tönen zum Erregen der Aufmerksamkeit des Benutzers und zum Wiederholen der visuellen Anzeige, die durch die LEDs geliefert wird. Ein drittes gelbes LED kann weiterhin vorgesehen werden, das aufleuchtet, wenn das LED anzeigt, daß die Karte nicht mehr vom Leser entfernt werden kann. Schließlich sind Einrichtungen vorgesehen, die in geeigneter Weise dem Benutzer erlauben, weitere Informationen, betreffend die Straßenbedingungen und den Verkehr, zu empfangen. Diese Einrichtungen können beispielsweise anzeigen und/oder Lautsprecher oder andere für diesen geeignete Lösungen umfassen, sowie Verbindungselemente zu den Geräten, die schon an Bord verfügbar sind (Radio etc.).
• Die Personalkarte, die beispielsweise als eine Erweiterung von einer VIACARD (Handelsmarke) ausgeführt sein kann, hat die Funktion, das Bordgerät zu aktivieren, den Benutzer zu identifizieren und die Betriebsdaten zu speichern (wie beispielsweise die Betriebsbereitschaft oder das Verschließen der Karte, sowie Transaktionen für das Bezahlen des Zolls oder anderer Güter oder Dienstleistungen). Um sicherzustellen, daß der Dialog vertraulich ist, und um den Zugang zu dem System und die Speicherung der Betriebsdaten zu schützen, wird die Karte bequemerweise ausgeführt in der Technologie von Mikroprozessor-bestückten Karten, welche ebenfalls elektrisch überschreibbare Speicher enthalten. Diese Karte hat weiterhin praktischerweise auf dem gleichen Träger Magnetstreifen, welche die gegenwärtig anwendbaren Kodierungen aufzeichnen, um die Benutzung derselben Karte zu erlauben (welche von dem Bordgerät entfembar ist), selbst mit konventionellen Stationsgeräten für die automatischen Zollabgabe und mit solchen, die zur Bezahlung von Kraftstoff und Erfrischungen installiert sind.
• Wie unten ausführlicher beschrieben wird, wird die Karte, wenn sie in das Bordgerät eingesetzt ist, beim Betreten der Autobahn kontrolliert, und es werden die charakteristischen Daten anstelle des Tickets für den Abschluß der Transaktion beim Verlassen gespeichert. Es wird weiterhin jede individuelle Transaktion für jede Belastung gespeichert, wodurch ein Memorandum der Fahrt, die der Benutzer gemacht hat, aufgestellt wird, enthält die Benutzungsbeschränkungen (Beschränkungen bezüglich des Dienstes und Zeit) und verifiziert und speichert das Auftreten von Betätigungen auf der Seite des Systems zugunsten des Dienstes mittels einer Kontrolle auf einer schwarzen Liste oder "weißen Liste", entsprechend den voreingestellten Vorgängen.
• Das Bodengerät, das schon erwahnt wurde, hat die Funktion, mit dem Bordgerät zu kommunizieren, um Daten und Nachrichten auszutauschen, die notwendig sind, um die dynamische Abgabe des Zolls und die Übertragung von allgemeinen Informationen über Straßenbedingungen und Verkehr sicherzustellen, sowie um die notwendigen Datenverarbeitungen durchzuführen. Insbesondere zwei verschiedene Sendemoden, die gleichzeitig mit dem automatischen Durchgang von einem zum anderen vorhanden sind, sind vorgesehen, entsprechend dem Inhalt der Nachrichten. Der erste Modus zielt auf einen einzelnen Benutzer für die dynamische Abgabe des Zolls mittels einer wahlweisen Verbindung (insbesondere mit der Identifizierung und Klassifikation des Fahrzeugs und mit der Zuordnung desselben mit der in das Bordgerät Karte). Dies bringt die Notwendigkeit mit sich, das Fahrzeug zu lokalisieren, und eine 1:1-Entsprechung zu behalten zwischen den physikalischen Parametern, die mittels Bodeninstrumenten detektiert werden, und den Benutzer- Identifikationsdaten, die über Radio erhalten werden. Der zweite Sendemodus zielt auf viele Benutzer (Kreistransmission) für das Senden von Neuigkeiten von allgemeinem Interesse, wie beispielsweise den Zustand der Straßen und der Verfügbarkeit von Diensten. In diesem Fall insbesondere erlaubt das Bodengerät das Senden von Informationen über Straßenbedingungen, die Anwesenheit von Verkehrslücken, Stauungen und Umleitungen, Reisezeiten, empfohlene Alternativwege, Verfügbarkeit von Diensten und Wetterbedingungen und der Anwesenheit von persönlichen Nachrichten an der nächstgelegenen Servicestation. Dieses System kann in einer einfachen Ausführung diese Information entlang der Autobahn tragen und möglicherweise mittels entsprechenden Installationen selbst entlang von gewöhnlichen Straßensystemen.
• Somit hat jede individuelle Station gemaß dem vorliegenden automatischen Abgabesystem einen Aufbau, wie in Fig. 3 gezeigt ist. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 16 zwei Autobahnteile, welche in der ausgehenden Richtung verfolgt werden können (typischerweise zwei Verbindungsstraßen mit Streifen oder Spuren der Autobahn), 17 bezeichnet den Teil nach der Zollstation, welche in der hineingehenden Richtung in Richtung der gegenwärtigen Autobahn gefolgt werden kann, 18 gibt eine Straße wieder (z.B. eine Landstraße), welche mit der Autobahn mittels den Teilen 16 und 17 verbunden ist, und bezeichnet die Station. Die Station gemäß der Erfindung umfaßt eine Anzahl von Bereichen, in welchen Nachrichten, die für die automatische Abgabe notwendig sind, ausgetauscht werden. Im einzelnen sind drei Bereiche vorgesehen und entsprechen drei logischen Schritten, welche sowohl beim Befahren wie auch beim Verlassen im Falle eines geschlossenen Autobahnsystems wiederholt werden:
• a) ein erster Näherungsschritt, währenddessen das Bodensystem Kreissignale sendet, um die Verfügbarkeit des Dienstes zu vermitteln und das Bordgerät zu aktivieren, welches von einem Hörzustand zu einem aktiven Zustand übergeht und alle Autodiagnosekontrollen durchführt und die Funktionstüchtigkeit der Karte kontrolliert. Das positive Ergebnis dieser Kontrollen, das dem Benutzer mitgeteilt wird, erlaubt es dem Benutzer, weiter in Richtung des Tores zu fahren, das für den Fernzolldienst vorgesehen ist; ansonsten fordert ihn eine Alarmanzeige auf, zu einem anderen Tor zu fahren, wo eine manuelle oder eine automatische Abgabe vorgesehen ist. Dieser Schritt wird in den Bereichen ausgeführt, die durch AREA 1E (zum Befahren der Autobahn) und AREA 1U (zum Verlassen der Autobahn) bezeichnet sind. Die Gebiete 1E und 1U sind so gewählt, daß in diesem Schritt das Fahrzeug normalerweise nicht geleitet wird, und die radioelektrische Abdeckung weit genug ausgedehnt ist, um die Verbindung mit allen durchgehenden Fahrzeugen sicherzustellen, die möglicherweise an dieser Nachricht interessiert sind. In diesem Gebiet ist die Übertragung von einem Einweg-Typ von dem Boden zu dem Fahrzeug.
• b) Einen zweiten Wiedergabeschritt, währenddessen das Bordgerät die Benutzer- Identifikationsdaten übermittelt, während die Bodengeräte die Klasse des Fahrzeuges, für welches die Zollgebühr zu entrichten ist, bestimmen. In diesem Schritt, welcher in den Bereichen durchgeführt wird, die durch AREA 2E (für den Eingang) und AREA 2U (für den Ausgang) bezeichnet sind, muß die Entsprechung zwischen den Daten, die durch Radio empfangen werden, und denen, die am Boden gemessen werden, sichergestellt werden: die Verbindung ist von einem Zweiweg-Typ und der Verkehr ist schon geleitet.
• c) Ein dritter Gültigkeitsschritt, währenddessen das Bodensystem die Durchfahrt erlaubt auf der Basis von Kontrollen, die mit den Daten, welche im vorangegangenen Schritt gewonnen wurden, durchgeführt werden, und wobei die entsprechenden Identifikationsdaten an das Fahrzeug übertragen werden. In dem Fall einer versagten Erlaubnis ermöglicht das Bodengerät die Aufnahme und Speicherung eines Rahmens, welcher das Nummernschild des betroffenen Fahrzeugs enthält. Der Schritt wird in den Bereichen durchgeführt, die durch AREA 3E (für den Eingang) und AREA 3U (für den Ausgang) bezeichnet sind.
• Die Station, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist Teil eines geschlossenen Systems (d.h., in welchem die Zollabgabe durch Berechnung der zurückgelegten Strecke und der Tarifklasse durchgeführt wird, und wobei jeder Bereich am Eingang und am Ausgang wiederholt wird); jedoch wird das gleiche Schema für offene Systeme verwendet (d.h. Systeme, in welchen es eine oder mehrere Stationen gibt, bei welchen die Bezahlung des Zolls entsprechend einem bestimmten Autobahnsegment durchgeführt wird, in Abhängigkeit von dem Segment selbst und der Klasse des Fahrzeugs). Insbesondere die gleichen drei Schritte, die oben beschrieben wurden, und welche mit den drei Bereichen der Annäherung, der Präsentation und der Gültigkeitsbestimmung entsprechen, sind in diesem Fall ebenfalls identifiziert, doch wird die gesamte Transaktion in einer einzigen Station durchgeführt, wie unten ausführlicher beschrieben wird.
• Fig. 4 zeigt schematisch die Einheiten, welche das Grundgerät bilden. Insbesondere die Eingangsboje (BOA 1E), die in dem Bereich 1E angeordnet ist, und die Ausgangsboje (BOA 1U), die in der AREA 1U angeordnet ist, sind gezeigt. Diese Bojen sind physikalisch entfernt von der entsprechenden Station angeordnet, so daß eine RS422-Leitung zum Austausch der Daten mit dem Stations-Computer vorgesehen ist. Eine oder zwei zusätzliche Bojen (BOA 1S), welche die Eingangs- oder Ausgangsboje replizieren, können nahe der Station vorgesehen werden. Ein Monitor ist weiterhin mit dem Computer verbunden zur Kontrolle eines Teils des Vorgangs. Das Bodengerät umfaßt weiterhin eine Spurverarbeitungseinheit, die durch 20 bezeichnet ist, welche an jeder Spur vorgesehen ist und daher mindestens zweimal vorhanden ist, für jede Ausgangsspur und jede Eingangsspur. Diese Einheit 20 umfaßt einen Spur-Computer, eine CTV-Einheit, die ein Klassifikations- und Entriegelungssystem bildet, eine logische Einheit für die Steuerung der Bojen (BUOY-LOGIC-CONTROLLERS) und eine Einheit zur Kommunikation zwischen dem Spur-Computer und dem Stations-Computer. Die Eingangs- oder Ausgangsdarstellung und die Validierungsbojen (BOA 2, BOA 3) entsprechen dem Spur-Typ, Spursensoren, welche nahe der Eingangs- und Ausgangsbojen, BOA 2 und BOA 3, angeordnet sind und typischerweise aus einem Paar von angrenzenden optischen Barrieren und durch eine Detektorspule gebildet werden, und eine Fernsehkamera mit dem jeweiligen SART-Computer zum Detektieren der Nummernschilder, der mit der Verarbeitungseinheit 20 verbunden ist, wie später erklärt wird.
• Alle die Bojen haben hochgradig ausgerichtete und sehr kleine Antennen, die typischerweise zwischen 5 und 11 Ghz betrieben werden.
• Das automatische Zoll-Abgabesystem gemäß der Erfindung wird betrieben, wie es im folgenden in Bezug auf die Blockdiagramme der Fig. 5 bis 8 beschrieben ist.
• Insbesondere die Fig. 5 zeigt das Blockdiagramm, das mit den Vorgängen verbunden ist, welche durch das Bordgerät während des Annäherungsschrittes sowohl bei dem geschlossenen System (und in Bezug sowohl auf den Eingang wie den Ausgang) und für das offene System durchgeführt werden. Im einzelnen sendet die Boje BOA 1 ihr eigenes Betätigungssignal in einem stetigen Zyklus; das Signal enthält einen variablen Text, der auf dem Bordgerät aufgezeichnet wird. Das Bordgerät, das zuvor in einem Hörzustand war, wird aktiviert, wenn das Fahrzeug den AREA 1E oder 1U befährt und empfängt das Bojen-Aktivitätssignal. Ohne einen Empfang ist der Durchgang auf den zugeordneten Spuren nicht möglich. Der Empfang des Betätigungssignals führt dagegen zu einem Beginn der Selbsttestabfolge des Aufbaus, bestehend aus dem Bordgerät und der eingesetzten Karte. Das korrekte Einsetzen der Karte in dem Leser wird anfänglich kontrolliert, wobei eine Anzeige gegeben werden kann, wenn das Ergebnis negativ ist, dann geht die Selbsttestabfolge weiter, um die Lese/Schreibfähigkeit zu kontrollieren, mit möglichen Hindernissen beim Benutzen der Karte und der Störungsfreiheit der aufgezeichneten Daten. Das Ergebnis des Tests wird mittels der Anzeige und/oder eines akustischen Signals angezeigt, und im Falle eines positiven Ergebnisses wird die Nachricht der Boje untersucht und dem Benutzer angezeigt.
• Fig. 6 zeigt das Blockdiagramm, das mit den Vorgängen verbunden ist, welche von dem Bodengerät während des Eingangspräsentationsschrittes durchgeführt werden. Zu Beginn dieses Schrittes wartet das Bodengerät auf das detektieren des Durchgangs eines Fahrzeugs von der Seite der Sensoren, die in dem AREA 2 angeordnet sind. Sobald das Fahrzeug detektiert ist, sendet die Boje einen zyklischen Code, welcher die Funktion des Abfragens nach dem Fahrzeug hat. Das Bodengerät antwortet durch Liefern seines eigenen Karten-Codes plus dem zyklischen Code, der diesen zugeordnet ist, und speichert weiterhin auf der Karte den zyklischen Code und einen Markierer, um die verriegelte Bedingung anzuzeigen. Das bedeutet, daß die Karte nicht entfernt werden kann, bis das Ende des Schreibens der Karte während des Validationsschrittes erreicht ist. Das Bordgerät speichert weiterhin den Code der Karte in einen Festspeicher (Speicher 8 von Fig. 2), um Austauschungen der Karte selbst zwischen der Eingangsstation und der Ausgangsstation zu verhindern, wie im folgenden erklärt wird. Die Einheiten, welche die Bojen steuern, die nach dem Senden des zyklischen Codes sich selbst auf einen Standby gesetzt haben für die Daten, die von dem Fahrzeug geliefert werden beim Empfang dieser Daten, führen einen Vergleich zwischen dem zyklischen Code und dem Karten-Code aus und übertragen diese Daten an den Spur-Computer SCP. Wenn die Daten nicht empfangen werden, wird diese Tatsache dem SCP angezeigt und der Dialog endet. Dann setzt die Boje weiter ihre Abfrage an den folgenden Benutzer mittels der folgenden Nummer des zyklischen Codes durch. Nach dem Empfang der Daten von der Boje führt der SCP die Formalkontrolle auf der Karte aus, kontrolliert die Aufnahme des empfangenen Codes in die schwarzen Listen und in Zugangsrangfolgen, und beurteilt und klassifiziert im Falle der Erlaubnis das Fahrzeug.
• Fig. 7 zeigt das Blockdiagramm des Eingangsvalidationsschrittes (und des Ausgangsvalidationsschrittes, wie aus dem folgenden deutlich wird). Zu Beginn dieses Schrittes ist das Bodengerät in einem Standby zum Detektieren des Durchgangs eines Fahrzeuges von der Seite der Sensoren, die in AREA 3 angeordnet sind. Sobald ein Fahrzeug detektiert ist, wenn der Durchgang keine Verletzung darstellt (beispielsweise aufgrund der Abwesenheit eines Bordgerätes oder der Karte oder aufgrund des Fehlens des Einschaltens des letzteren oder anderer Transitanomalien), und wenn der Karten-Code akzeptabel ist, sendet die Boje die Nachricht an das wartende Fahrzeug; in diesem Fall enthält die Nachricht die Daten in Bezug auf den Autobahneingang, wie beispielsweise den Stations-Code, das Datum und die Zeit, die detektierte Klasse und die Aufnahme in die schwarze Liste und die Aufnahme in den Zugangsbereich, wie auch den zyklischen Code, auf welchen die Daten sich beziehen. Diese Daten können dann auf der Karte gespeichert werden. Dann setzt die Boje selbst in einen Standby-Zustand für den Empfang eine Rückbestätigung auf seiten des Fahrzeuges. Die Bestätigung des richtigen Empfangs und der entsprechenden Daten (zyklischer Code gleich zu dem empfangenen während des Präsentationsschrittes), die von dem Bordgerät kommen, müssen von dem Spursystem empfangen werden, bevor das Fahrzeug die Spursteuersensoren verläßt. Ansonsten aktiviert der Spur-Computer die Nummernschild-Identifikation und überträgt zur gleichen Zeit den Wert an einen Zähler, welcher in BOA 3E vorgesehen ist, und speichert die nächste Nummer des Transists an den Computer, welcher für die Aufnahme der Photographien verantwortlich ist. Das Detektieren des Nummernschildes wird ebenfalls aktiviert, wenn ein illegaler Transit detektiert wird, die Karte einen nicht akzeptablen Code aufweist oder wenn einen nicht behebbaren Fehler im Datenaustausch zwischen Boden und Fahrzeug gibt. Der Empfang der Bestätigung oder der Aufnahme des Nummernschildes im Falle eines illegalen Transits oder im Falle eines Fehlens der Bestätigung führt zu einem Abbrechen der Vorgänge in Bezug auf den Transit.
• Am Ende des Schreibens der Daten auf der Karte löscht das Bordgerät schließlich den Markierer auf der Karte, wodurch diese aus dem Leser entfernt werden kann, wenn es erforderlich ist.
• Bezüglich der Ausgangsschritte eines geschlossenen Autobahnsystems können diese Schritte unterteilt werden in einen Annäherungsschritt, welcher gleich ist zu dem schon beschriebenen in Bezug auf Fig. 5, einem Präsentationsschritt, welcher nun mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben wird, und einen Validierungsschritt, welcher ähnlich zu dem ist, der in Bezug auf Fig. 7 beschrieben worden ist.
• Der Ausgangspräsentationsschritt ist sehr ähnlich zu dem Eingangsschritt. Folglich befindet sich zu Beginn dieses Schritts das Bodengerät in einem Standby zum Detektieren des Durchgangs eines Fahrzeugs auf der Seite der Sensoren, die in AREA 2U angeordnet sind. Sobald ein Fahrzeug detektiert ist, sendet die Boje den zyklischen Code. Das Bordgerät antwortet durch Liefern des eigenen Karten-Codes plus des zyklischen Codes, der diesem zugeordnet ist, sowie der anderen Daten, die am Autobahneingang gespeichert wurden, und speichert weiterhin auf der Karte den zyklischen Code und einen Markierer, um die verriegelte Bedingung anzuzeigen. Die Einheiten, welche die Boje steuern, die nach dem Senden des zyklischen Codes sich selbst in den Standby gesetzt hat für die Daten, die von dem Fahrzeug geliefert werden, sendet die Daten, wenn sie empfangen werden, an den Spur-Computer SCP. Bei Abwesenheit von empfangenen Daten wird diese Tatsache an den SCP angezeigt und der Dialog beendet. Dann setzt die Boje das Abfragen des folgenden Benutzers mittels der folgenden Zahl des zyklischen Codes weiter. Der SCP führt die Formalkontrollen auf der Karte aus, kontrolliert die Aufnahme des empfangenen Codes in die schwarze Liste und in die Zugangsbereiche, sowie daß entsprechende Daten mit den Eingangsdaten (insbesondere in Bezug auf die Zeiten, die Eingangs- und Ausgangsstationen und die Klasse des Fahrzeugs) und berechnet weiterhin den Zoll in Abhängigkeit von der Klasse und der zurückgelegten Strecke.
• Zu Beginn des Validierungsschrittes (siehe erneut Fig. 7) ist das Bodengerät in einem Standby zum Detektieren des Durchgangs eines Fahrzeuges bei den Sensoren, die in AREA 3 angeordnet sind. Sobald ein Fahrzeug detektiert ist, sendet die Boje die Abfragenachricht an das wartende Fahrzeug; die Nachricht enthält die Ausgangsdaten, die mit der Bezahlung des Zolls in Beziehung stehen, wie beispielsweise den Betrag des Zolls, den Ausgangsstations-Code, den Ausgangsspuren- Code, das Ausgangsdatum und die Ausgangszeit, die am Ausgang detektierte Klasse, die Aufnahme in die schwarze Liste und in die Zugangsbereiche. Diese Daten werden an das Bordgerät gesendet, welches sie speichert und dann eine Bestätigung an die Boje sendet. Der Empfang dieser Bestätigung auf der Seite des Bodengerätes beendet die Transaktion. Anomalien in den Kommunikationen führen zur Betätigung der Nummernschild-Detektierung am Ausgang.
• Schließlich löscht am Ende des Schreibens der Daten auf der Karte das Bordgerät den Markierer auf der Karte, die dann von dem Leser entfernt werden kann, und löscht die Kartenzahl, die im Speicher des Bordgerätes gespeichert ist, der daher die folgenden Transaktionen selbst mit anderen Karten durchführen kann.
• Im Falle von offenen Systemen ist der Aufbau der Zollstation ähnlich zu dem, der in Fig. 3 gezeigt ist, mit dem Unterschied, daß die Stationen keine Eingangs- und Ausgangsbereiche aufweisen, sondern nur Ausgangsbereiche 1, 2, 3 für die Fahrzeuge, die in beiden Richtungen laufen, und die logischen Schritte für jede Transaktion entspricht im wesentlichen denjenigen, die für geschlossene Systeme beschrieben wurden und umfassen einen Annäherungsschritt, ähnlich zu dem, der in Bezug auf Fig. 5 beschrieben wurde, einen Präsentationsschritt, identisch zu dem, der in Bezug auf Fig. 6 beschrieben wurde, und einen Validierungsschritt, welcher identisch zu dem für den Ausgang in geschlossenen Systemen ist, wie er in Bezug auf Fig. 7 beschrieben wurde. Die Hauptunterschiede sind: das Fahrzeug trifft direkt auf das Ausgangssystem; während des Präsentationsschrittes werden die Eingangsdaten nicht von dem Fahrzeug an den Boden gesendet; der Zoll wird nur auf der Basis der Klasse des Fahrzeugs bestimmt.
• Gemäß der Erfindung ergeben alle Dialoge zwischen dem Bordgerät und dem Bodengerät die Möglichkeit der Wiederholung von Nachrichten mindestens ein zweites Mal im Falle eines Fehlers.
• Wie aus der vorangegangenen Beschreibung ersichtlich ist, erreicht die Erfindung das vorgeschlagene Ziel und die Aufgaben vollständig. Es wurde in der Tat ein System bereitgestellt, welches eine dynamische Aufgabe des Zolls durchführen kann und insbesondere in der Lage ist, automatisch die Daten bezüglich des Zugangs und Abgangs gemäß der Definition der zurückgelegten Strecke, der Identifizierung der physikalischen Charakteristiken des Fahrzeugs und der Zuordnung der Tarifklasse, der Erkennung des Benutzers, der Kontrolle der Benutzeraufnahme in Zugangslisten und Aufzeichnungen der Transaktion der Durchführung, der Durchführung der Belastung, direkt oder mittels Vertragsorganisation oder Bankkreisen, durchzuführen.
• Das System ist kompatibel sowohl mit manuellen wie automatischen Abgabesystemen, die gegenwärtig installiert sind, und ist sowohl mit offenen wie auch mit geschlossenen Autobahnen betreibbar und ist in der Lage, einen vollständigen Service mittels der Möglichkeit des Informierens des Benutzers über die Anwesenheit von Zugangstoren und seine Erlaubnis zum Transit zu schaffen.
• Das System gemäß der Erfindung ist weiterhin extrem zuverlässig aufgrund der Detektierung der Klasse sowohl am Ausgang wie am Eingang, des automatischen Vergleichs am Ausgang und des automatischen Aufzeichnens des Nummernschildes für jeden Vorgang, der negativ verlaufen ist, aufgrund eines Satzes von entsprechenden durchgeführten Kontrollen, wie auch der Gültigkeitskontrolle der Karten sowohl am Eingang wie am Ausgang.
• Die geschaffene Erfindung kann verschiedene Modifikationen und Variationen innerhalb des Rahmens der begleitenden Ansprüche unterliegen. Insbesondere Einzelheiten können durch technische Äquivalente ersetzt werden. Wo technische Merkmale in den Ansprüchen mit anschließenden Bezugszeichen genannt sind, sind diese Bezugszeichen nur zum Zwecke der Erhöhung der Klarheit der Ansprüche aufgenommen worden, und entsprechend haben die Bezugszeichen keine beschränkten Wirkung auf den Rahmen jedes Elementes, das beispielhaft durch solche Bezugszeichen identifiziert ist.

Claims (18)

1. Automatisches Zollabgabesystem für städtische und außerstädtische Autobahnen, für Brücken und Tunnel und für Zugänge zu städtischen Gebieten und Parkplätzen, umfassend:

ein Bordgerät (5-10), welches an Bord eines Motorfahrzeuges (1) montiert ist zum Empfang und zur Übertragung von Meldungen, zum Verarbeiten und Speichern von Zahlungstransaktionsdaten, für die Wechselwirkung mit einem Benutzer und das Absenden von Meldungen an den Benutzer;

ein Bodengerät (3,4), das geeignet ist, die Verbindung mit dem Bordgerät (5-10) zum Austausch von Daten und Meldungen mit diesem herzustellen, physikalische Parameter, die mit dem Fahrzeug zusammenhängen, zu übertragen, die Daten und Parameter, die von dem Bordgerät (5-10) übertragen und von dem Bodengerät (3,4) erfaßt werden, zu verarbeiten und

eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung, um die Belastung des Zolls an den Benutzer des Systems durchzuführen, wobei der Benutzer durch einen Code identifiziert wird, der von dem Bordgerät (5-10) an das Bodengerät (3,4) übertragen wird, wobei das Bodengerät ebenfalls geeignet ist, Meldungen in Verbindung mit der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung zu übertragen und zu empfangen, wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, daß

es ferner eine persönliche, entnehmbare Karte (2) aufweist, die den Code speichert, der den Benutzer identifiziert, und die geeignet ist, wenn sie in das Bordgerät (5-10) eingeführt ist, dieses zu aktivieren und die Zahlungstransaktionsdaten zu speichern, wobei das Bordgerät (5-10) einen Kartenleser (9) aufweist, um den in der persönlichen, entnehmbaren Karte (2) gespeicherten Code zu lesen, und daß die Meldungen, die von dem Bodengerät (3,4) in Verbindung mit der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung übertragen und empfangen werden, Daten umfassen, die einer formalen Überprüfung des Codes, der von der entnehmbaren Karte gelesen worden ist, einschließlich des Vorhandenseins in einer schwarzen Liste und/oder von ihr zugeordneten Zulässigkeitsbereichen gehören.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bordgerät (5-10) eine Empfänger- und Sendereinheit (6), die mit einer Antenne (5) verbunden ist, eine Steuereinheit (7), die mit einem eigenen Speicher (8) versehen ist, einen Leser (9) für die Karte, eine Anzeige (10) für Meldungen, die von der Steuereinheit (7) erzeugt und/oder von dem Bodengerät (3,4) gesendet werden und eine akustische Alarmeinrichtung (10) umfaßt.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die persönliche, entnehmbare Karte (2) einen eigenen Mikroprozessor und einen elektronisch wieder beschreibbaren Speicher umfaßt.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Karte (2) Magnetspuren umfaßt, und daß der Laser (9) des Bordgerätes geeignet ist, die Magnetspuren einer darin eingeführten Karte zu lesen.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Vielzahl von Abgabestationen (19), dadurch gekennzeichnet, daß jede Zollabgabestation (19) wenigstens einen ersten Anfahrbereich AREA 1E, AREA 1U) einen zweiten Präsentationsbereich (AREA 2E, AREA 2U) und einen dritten Gültigkeitserklärungsbereich (AREA 3E, AREA 3U) aufweist.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Anfahrbereich (AREA 1E, AREA 1U) eine radioelektrische Boje (BOA 1E, BOA 1U) aufweist, die ihre eigene Antenne zur Übertragung von Rundineldungen aufweist.

7. System nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Präsentationsbereich (AREA 2E, AREA 2U) und der Gültigkeitserklärungsbereich (AREA 3U, AREA 3E) ihre eigenen radioelektrischen Bojen (BOA 2, BOA 3) aufweisen, die mit einer Antenne versehen sind, um Daten und Meldungen mit dem Bordgerät auszutauschen, und Sensoren aufweist, um die Anwesenheit und die Bewegungen eines Fahrzeuges abzutasten und es zu klassifizieren.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren ein Paar von benachbarten, optischen Barrieren und eine die Anwesenheit abtastende Spule aufweisen.

9. System nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gültigkeitserklärungsbereich (AREA 2U, AREA 3U) eine Fernsehkamera aufweist, um das Nummernschild des Fahrzeuges aufzunehmen.

10. System nach Anspruch 9, wenn dieser abhängig ist von den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodengerät (3,4) einen Bahncomputer (20) aufweist, der den Präsentations- und Gültigkeitserklärungsbereichen zugeordnet ist und mit den radioelektrischen Bojen (BOA 2, BOA 3) der Präsentations- und Gültigkeitserklärungsbereiche, mit den Sensoren und der Fernsehkamera verbunden ist, wobei der Bahncomputer (20) über ein lokales Netzwerk mit einem zentralen Stationscomputer verbunden ist, der mit der radioelektrischen Boje (BOA E, BOA U) des Anfahrbereiches verbunden ist.

11. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die radioelektrische Boje (BOA 2) des Präsentationsbereichs (AREA 2E, AREA 2U) einen Zähler zur Erzeugung von zyklischen Codes umfaßt, die über die Antenne an das Bordgerät gesendet werden, und daß die radioelektrische Boje (BOA 3) des Gültigkeitserklärungsbereiches (AREA 3E, AREA 3U) einen Zähler zur Erzeugung einer progressiven Übergangszahl aufweist.

12. Verfahren zur automatischen Zollabgabe für städtische und außerstädtische Autobahnen, für Brücken und Tunnel und für Zugänge zu städtischen Gebieten und Parkplätzen bei einem System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche ein Bordgerät (5-10), das an Bord eines Motorfahrzeuges montiert ist, ein Bodengerät (3,4), eine persönliche, entnehmbare Karte (2), die von dem Bordgerät (5-10) lesbar ist und einen Code speichert, der den Benutzer des Systems identifiziert, und eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung aufweist, wobei das Verfahren aufweist: einen Schritt des Anfahrens, währenddessen das Bodengerät ein Signal an das Bordgerät überträgt, um es zu aktivieren, einen Schritt der Präsentation, währenddessen das Bordgerät den in der Karte gespeicherten Code an das Bodengerät überträgt, wobei das Bodengerät physikalische Parameter, die mit dem Fahrzeug zusammenhängen, abtastet, das Bodengerät den Code der Karte an die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung überträgt, und die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung eine formale Überprüfung des Codes der Karte einschließlich des Vorhandenseins auf einer schwarzen Liste und/oder dieser zugeordneten Zulässigkeitsbereiche durchführt und einen Schritt der Gültigkeitserklärung, währenddessen die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung die Berechnung des Zolls an den durch den Code der Karte identifizierten Benutzer durchführt, wobei das Bodengerät das Fahrzeug autorisiert, durchzufahren, oder das Nummernschild des Fahrzeuges erfaßt, und das Bodengerät die Zahlungstransaktionsdaten an das Bordgerät überträgt, welches diese Daten in der persönlichen, entnehmbaren Karte speichert.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfahrschritt die Übertragung eines Aktivitätssignals von dem Bodengerät umfaßt, wobei das Bordgerät beim Empfang des Aktivitätssignals aktiviert wird, die Autodiagnoseüberprüfung und Datenfunktionsüberprüfung von dem Bordgerät ausführt und die Anzeigen an dem Bordgerät von Meldungen, die mit dem Resultat der Überprüfungen in Zusammenhang stehen und/oder von dem Bodengerät gesendet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Präsentationsschritt beim Eintritt in ein geschlossenes oder offenes System das Erfassen von physikalischen Parametern, die mit dem Motor des Fahrzeugs zusammenhängen, durch das Bodengerät, das Übertragen eines zyklischen Codes von dem Bodengerät, die Speicherung einer Sperrmarkierung auf der Karte, das Speichern des Codes der Karte und des zyklischen Codes in dem Bordgerät, die Übertragung des Codes der Karte und des zyklischen Codes an das Bodengerät und die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung, die Durchführung der formalen Überprüfungen der Karte durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung und die Klassifikation des Fahrzeuges umfaßt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gültigkeitserklärungsschritt eintritt in ein Autobahnsystem des geschlossenen Typs die Erfassung des Fahrzeuges durch das Bodengerät, die Übertragung des zyklischen Codes, der von dem Bordgerät während dem Eintreten in den Präsentationsschritt gespeichert wurde und des Codes der Karte an das Bodengerät, die Durchführung von formalen Überprüfungen dieser Daten, die Übertragung der Eintrittsdaten, die mit der Einfahrt der Autobahn in Zusammenhang stehen, an das Bordgerät, die Übertragung der Empfangsbestätigung seitens des Bordgerätes an das Bodengerät und die Möglichkeit der Erfassung des Nummernschildes im Fall der Detektion von Unregelmäßigkeiten in dem Übergang oder den Übertragenen zwischen dem Bodengerät und dem Bordgerät umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Präsentationsschritt in einer Ausfahrt eines geschlossenen Autobahnsystems das Erfassen eines Motorfahrzeuges durch ein Bodengerät, das Übertragen eines zyklischen Codes von dem Bordgerät, die Speicherung einer Sperrmarkierung auf der Karte, die Übertragung des Codes der Karte von dem Bordgerät, dessen zyklischen Codes und den vorher gespeicherten Einfahrtsdaten an das Bodengerät und die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung und die Durchführung von formalen Überprüfungen durch die zentrale Datenverarbeitungseinrichtung in Bezug auf den Code der Karte und die empfangenen Daten und die Berechnung des Zolls umfaßt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Gültigkeitserklärungsschritt bei der Ausfahrt eines Autobahnsystems des geschlossenen Typs oder eines Autobahnsystems des offenen Typs die Erfassung des Kraftfahrzeuges durch das Bodengerät, die Übertragung des zyklischen Codes, der von dem Bordgerät während des Ausfahrens-Präsentationsschrittes gespeichert worden ist, und des Codes der Karte an das Bodengerät, die Durchführung von formalen Überprüfungen auf diese Daten, die Übertragung der Daten, die mit der Ausfahrt der Autobahn in Verbindung stehen, und die Zahlung des Zolls an das Bordgerät, die Übertragung von einer Empfangsbestätigung von seiten des Bordgerätes und die Möglichkeit der Aquisition des Nummernschildes des Fahrzeuges in dem Fall umfaßt, daß Anomalitäten in dem Übergang oder in den Übertragungen zwischen dem Bodengerät und dem Bordgerät auftreten.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß es die Übertragung von Meldungen, die Verkehrs- und Straßenbedingungen betreffen, von dem Bodengerät zu dem Bordgerät umfaßt.