EP0632410A2 - Anordnung zum Erfassen und Austauschen von Daten zwischen beweglichen Objekten und Feststationen - Google Patents
Anordnung zum Erfassen und Austauschen von Daten zwischen beweglichen Objekten und Feststationen Download PDFInfo
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- EP0632410A2 EP0632410A2 EP94109378A EP94109378A EP0632410A2 EP 0632410 A2 EP0632410 A2 EP 0632410A2 EP 94109378 A EP94109378 A EP 94109378A EP 94109378 A EP94109378 A EP 94109378A EP 0632410 A2 EP0632410 A2 EP 0632410A2
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- 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 an arrangement for capturing and exchanging data between moving objects and base stations, n base stations (ne IN) following one another at a distance, the objects being provided with a device which, after activation from the outside, initiates a transaction and the signals in each case to the base station in the defined zone in which the corresponding object is moving.
- the invention can be used in systems for automatic fee collection.
- Automatic fee collection systems are based on the fact that a base station uses microwaves or infrared to establish a connection to a device in the vehicle via which a transaction is processed, for example a debiting process from a check card storing an amount of money or the transfer of an identification number for subsequent debiting from an account becomes.
- This transaction takes place as long as the vehicle or the device in the vehicle is within range of the transmitter and receiver of the base station. This is the case as long as the device is in the vehicle in a defined area, the communication zone.
- An automatic toll collection system often consists of a number of fixed stations, each of which is arranged between entrances and exits on certain roads.
- Such a fee collection system is known from DE 41 07 803 A1. If a device in a vehicle fails temporarily, for example because of an empty battery, there is no communication with a base station that has been driven through. Since the fees are not debited, the corresponding vehicle is photographed in order to be able to use the vehicle registration number to determine the vehicle owner to pay mostly much higher fees. This causes damage to the vehicle owner. Likewise, charges are not debited if a base station is temporarily out of order due to external influences, such as lightning strikes or the like. This damage is borne by the system operator.
- the vehicle registration numbers of the vehicles which do not charge a fee at a fixed station can be determined.
- the fact that no debiting takes place can happen, for example, in that the battery of the device in the vehicle is empty. If the empty battery is then exchanged for a new one, the invention enables the charges of the station at which the device has failed was to be debited at the next station. In the same way, the invention enables charges from one base station to the next base station to be debited if the first base station has failed due to external influences.
- Means are provided at each base station that transmit an identifier of the base station.
- Each device in the movable object has a memory in which the identifier of the base station is stored after the transaction has taken place. The time, for example the time of the transaction, is also stored in this memory.
- the identifier and time stored in the memory change from station to station.
- the memory must be battery-independent and only large enough to contain an identifier and a time, which is then overwritten at the next base station.
- the data stored in the memory can be sent from the device to the base station. The content of the memory is then evaluated in a test module of the base station.
- T V1 T V2 specified and in the most complex case the times are T V1 , given, where m represents a reasonable upper bound for the number of failed and repeatable transactions. results in such a barrier, for example.
- the dimensioning of the time spans in the test module must be sensibly chosen according to the distances between the base stations and the permitted speeds. Values that are too large can lead to incorrect debits in the event that a vehicle leaves the motorway and later returns.
- a transaction can therefore be carried out which comprises the transaction of the current base station and that of the station at which no transaction took place.
- the identifier of the corresponding base station and the time are then stored in the memory.
- it is also necessary to take the time into account since it would also be possible for a vehicle to leave a road on an exit in front of a base station and to drive back onto the road via the driveway behind the base station. Then of course no toll is due for the bypassed base station and therefore no toll may be deducted. However, this can be covered by predefined time intervals. Fees will then be collected retrospectively for all vehicles that have fallen below a certain time span since the time stored in the memory.
- an automatic fee entry system advantages arise both for the operator of the system and for the user.
- the operator escapes fewer fees because the reliability of the overall system is increased without having to double the individual devices to increase operational safety and the system is thus significantly more expensive.
- the administrative effort in determining the vehicle owner, of the vehicles that did not initially pay at a fixed station is significantly reduced if fees can be paid at the subsequent station. It is also much more convenient for the user that he does not have to pay an increased fee just because his equipment in the vehicle has failed.
- this system can of course also be used for other objects that move along predetermined routes.
- a transaction does not necessarily have to be the debiting of a fee, but it can also be another identification or the like that takes place between the base station and the facility through communication.
- the arrangements described below serve to locate moving objects within a predetermined zone and to carry out a transaction.
- these moving objects can be vehicles 1, for example.
- the predetermined zone 2 is then a section of a road on which communication with a base station 4 is made possible.
- the specified zone 2 is also referred to as the communication zone.
- Each vehicle 1 has a device which is preferably visible from the outside and which is arranged on the windshield and has a receiver, a transmitter, a processor which, for example, debits a required fee from a check card which stores an amount of money, and a memory, for example an EEPROM.
- a vehicle is initially in zone 3, in which there is no communication. If it enters the communication zone 2 of a base station 4, the transaction takes place with the device. This can be done, for example, by a microwave signal that is transmitted by the antenna of the fixed station 4.
- FIG. 2 shows a street 7 with a driveway 5 and an exit 6 on or from this three-lane street 7.
- Different identifiers j, j-1 and j-2 are assigned to the base stations.
- Vehicle 1 first passes base station 4 and receives the identifier j-2 there.
- vehicle 1 passes base station 4 '.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erfassen und Austauschen von Daten zwischen beweglichen Objekten und Feststationen, wobei n Feststationen (n e lN) unter Abstand aufeinander folgen, wobei die Objekte mit einer Einrichtung versehen sind, die nach einer Aktivierung von außen eine Transaktion veranlaßt und die Signale jeweils an die Feststation abgibt, in derer definierter Zone sich das entsprechende Objekt bewegt.
- Die Erfindung kann in Systemen zur automatischen Gebührenerfassung eingesetzt werden.
Automatische Gebührenerfassungssysteme basieren darauf, daß an einer Feststation mittels Mikrowellen oder Infrarot eine Verbindung zu einer Einrichtung im Fahrzeug aufgebaut wird, über die eine Transaktion, beispielsweise ein Abbuchungsvorgang von einer einen Geldbetrag speichernden Scheckkarte oder die Übergabe einer Identifikationsnummer zur anschließenden Abbuchung von einem Konto, abgewickelt wird. Diese Transaktion findet statt, so lange sich das Fahrzeug, bzw. die Einrichtung in dem Fahrzeug, in Reichweite von Sender und Empfänger der Feststation befindet. Dies ist der Fall, so lange sich die Einrichtung im Fahrzeug in einem definierten Bereich, der Kommunikationszone, befindet. Ein System zur automatischen Gebührenerfassung besteht oftmals aus einer Reihe von Feststationen, die jeweils zwischen Ein- und Ausfahrten auf bestimmten Straßen angeordnet werden. - Aus der DE 41 07 803 A1 ist ein solches Gebührenerfassungssystem bekannt. Fällt eine Einrichtung in einem Fahrzeug zeitweise aus, beispielsweise wegen einer leeren Batterie, so findet mit einer dann durchfahrenen Feststation keine Kommunikation statt. Da eine Abbuchung der Gebühren nicht erfolgt, wird das entsprechende Fahrzeug fotografiert, um so mittels des Fahrzeugkennzeichens den Fahrzeughalter zur Nachzahlung von meist viel höheren Gebühren ermitteln zu können. Es entsteht so ein Schaden beim Fahrzeughalter. Ebenso werden Gebühren dann nicht abgebucht, wenn eine Feststation aufgrund äußerer Einwirkungen, beispielsweise Blitzeinschlag oder ähnliches zeitweise außer Betrieb ist. Dieser Schaden geht zu Lasten des Systembetreibers.
- Es ist Aufgabe der Erfindung eine Anordnung zum Erfassen und Austauschen von Daten zwischen beweglichen Objekten und Feststationen anzugeben deren Zuverlässigkeit insbesondere gegenüber Ausfällen der Feststation und gegenüber zeitweisen Ausfällen der Einrichtung, erhöht wird. Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Gebührenerhebung von Fahrzeugen anzugeben, die auch beim Ausfall einer Systemkomponete eine erhöhte Zuverlässigkeit aufweist.
- Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Bei bekannten Systemen zur automatischen Gebührenerfassung ist es vorgesehen, daß die Fahrzeugkennzeichen der Fahrzeuge ermittelt werden können, die an einer Feststation keine Gebührenabbuchung vornehmen. Daß keine Abbuchung erfolgt, kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Batterie der Einrichtung im Fahrzeug leer ist. Wird die leere Batterie dann gegen eine neue ausgetauscht, so ermöglicht die Erfindung, daß die Gebühren der Station, an der die Einrichtung ausgefallen war, an der nächsten Station mit abgebucht werden. Genauso ermöglicht die Erfindung eine Abbuchung von Gebühren einer Feststation an der nächsten Feststation, wenn die erste Feststation durch äußere Einflüsse ausgefallen ist. An jeder Feststation sind Mittel vorgesehen, die eine Kennung der Feststation aussenden. Jede Einrichtung im beweglichen Objekt weist einen Speicher auf, in dem die Kennung der Feststation nach erfolgter Transaktion abgespeichert wird. Außerdem wird in diesem Speicher auch die Uhrzeit, beispielsweise die Zeit der erfolgten Transaktion, abgelegt.
- Fährt ein Fahrzeug nun beispielsweise über eine Autobahn die eine Reihe von Feststationen aufweist, die unter Abstand aufeinander folgen, so ändert sich die im Speicher abgelegte Kennung und Uhrzeit von Station zu Station. Der Speicher muß batterieunabhängig und nur so groß sein, daß er eine Kennung und eine Uhrzeit aufnimmt, die dann an der nächsten Feststation überschrieben wird. Am Anfang einer Transaktion können die im Speicher gespeicherten Daten von der Einrichtung an die Feststation gesendet werden. In einem Prüfmodul der Feststation wird dann der Inhalt des Speichers ausgewertet. Ist dieser älter als beispielsweise zwei Stunden, d.h. die seit der abgelegten Zeit vergangene Zeitspanne Ti ist größer als die vorgegebene Zeitspanne TV1, so wird davon ausgegangen, daß der Inhalt nicht mehr aktuell ist und es findet eine übliche Transaktion mit der aktuellen Feststation statt, das heißt die für diese Feststation übliche Gebühr wird abgebucht. Befindet sich in dem Speicher die Kennung der vor der aktuellen Feststation gelegenen Feststation, so wird ebenfalls an der aktuellen Feststation die dort erforderlichen Gebühr abgebucht. Es findet also eine übliche Transaktion statt. Befindet sich im Speicher eine Kennung die zu einer Feststation gehört, die noch vor der letzten Feststation liegt, so wird die Zeitspanne Ti, die seit dem Ablegen der Kennung vergangen ist, mit vorgegebenen Zeitspannen verglichen.
- Es gibt dabei mehrere Möglichkeiten:
- 1.) ganz gleich zu welcher Feststation die abgelegte Kennung gehört, die Zeitspanne Ti wird mit einer vorgegebenen Zeitspanne TV2 verglichen, wobei TV2 ≦ TV1;
- 2.) je nachdem zu welcher Feststation (j-i-1), i=1,2,3,..., vor der letzten Feststation (j-1) die abgelegte Kennung gehört, wird die Zeitspanne Ti mit einer zu dieser Kennung gehörigen vorgegebenen Zeitspanne
- Im einfachsten Fall ist im Prüfmodul also nur die Zeit
vorgegeben, wobei m eine sinnvolle obere Schranke für die Zahl der ausgefallenen und nachholbaren Transaktionen darstellt.
ergibt zum Beispiel eine solche Schranke.
Die Dimensionierung der Zeitspannen im Prüfmodul muß entsprechend den Abständen der Feststationen und den zugelassenen Geschwindigkeiten sinnvoll gewählt werden. Zu große Werte können zu unkorrekten Abbuchungen führen, im Falle, daß ein Fahrzeug die Autobahn verläßt und später wieder auffährt. - Für den Fall, daß im Prüfmodul die Zeitspannen TV2 und TV1 abgelegt sind und die Zeitspanne Ti, die seit dem Ablegen dieser Kennung vergangen ist, kleiner als die vorgegebene Zeitspanne TV2 (TV2 ≦ TV1) ist, so geht man davon aus, daß entweder die Einrichtung an der letzten Feststation ausgefallen war oder die Feststation selbst nicht in Betrieb war. Statt einer üblichen Tansaktion mit der aktuellen Feststation, bei der die an dieser Feststation erforderliche Gebühr abgebucht wird, wird dann eine Gebühr abgebucht, die aus der Summe aus der Gebühr der aktuellen Station und der Gebühr der vorhergehenden Station besteht. Man kann also davon sprechen, daß außer der üblichen Transaktion eine weitere Transaktion durchgeführt wird, was aber durchaus in einer einzigen Übertragung erfolgen kann, indem die Summe der Gebühren abgebucht wird. Es kann also eine Transaktion durchgeführt werden, die die Transaktion der aktuellen Feststation und die der Station, an der keine Transaktion stattgefunden hat, umfaßt. Nach erfolgter Transaktion wird dann die Kennung der entsprechenden Feststation nebst Uhrzeit im Speicher abgelegt. Außer dem Vergleich der Kennungen von Feststationen ist auch eine Berücksichtigung der Zeit notwendig, da es auch möglich wäre, daß ein Fahrzeug eine Straße auf einer Ausfahrt vor einer Feststation verläßt und hinter der Feststation über eine Auffahrt wieder auf die Straße auffährt. Dann ist natürlich keine Maut für die umfahrene Feststation fällig und somit darf auch keine Maut abgebucht werden. Dies kann man jedoch durch vorgegebene Zeitintervallen abdecken. Es werden dann bei all den Fahrzeugen nachträglich Gebühren eingezogen, bei denen seit der im Speicher abgelegten Uhrzeit eine bestimmte Zeitspanne unterschritten ist. Eine Vielzahl der Fahrzeuge könnte so erfaßt werden. Nur die Fahrzeuge, die während der Fahrt eine Pause einlegen oder eine Panne haben, würden nicht erfaßt. Dieser Fall kann mit einer anderen Anordnung gelöst werden. Es ist auch wichtig, daß, wenn eine Einrichtung in einem Fahrzeug ausgefallen war und das Fahrzeug von einer Feststation fotografiert worden ist, keine Ermittlung des Fahrzeughalters durchgeführt wird, wenn an der nächsten Station die vorher fällige Gebühr nachträglich abgebucht wird. Um dies zu erreichen, werden auch an Stationen, an denen nachträglich Gebühren abgebucht werden, Fotografien der Fahrzeuge aufgenommen, um diese mit den Fotografien von Fahrzeugen, bei denen keine Gebühr abgebucht wurde, in einem Zentralrechner, zu dem die Fotografien transportiert (per Datenleitung, per Richtfunkstrecke oder per Kurier) werden, zu vergleichen. Die Ereignisse des "nicht Abbuchens" an einer ersten Station und des "nachträglichen Abbuchens" an einer zweiten Station werden dann zusammengeführt, mit der Folge, daß der Ablauf im Zentralrechner zur Ermittlung des Fahrzeughalters automatisch gestoppt werden kann.
- Somit stellen sich mit einer automatischen Gebührenerfassungsanlage gemäß der Erfindung sowohl für den Betreiber der Anlage als auch für den Benutzer Vorteile ein. Dem Betreiber entgehen weniger Gebühren, da die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems erhöht wird, ohne daß einzelne Geräte zur Erhöhung der Betriebssicherheit verdoppelt werden müssen und damit das System wesentlich teurer wird. Außerdem wird für den Betreiber der Verwaltungsaufwand beim Feststellen der Fahrzeughalter, von den Fahrzeugen die an einer Feststation zunächst nicht gezahlt haben, wesentlich reduziert, wenn an der darauffolgenden Station Gebühren nachgezahlt werden können. Für den Benutzer ist es ebenfalls wesentlich angenehmer, daß er keine erhöhte Gebühr zahlen muß, nur weil seine Einrichtung im Fahrzeug ausgefallen ist.
- Neben der Anwendung der Erfindung auf automatische Gebührenerfassungssysteme bei Fahrzeugen im Straßenverkehr, kann dieses System selbstverständlich auch bei anderen Objekten, die sich auf vorgegebenen Routen bewegen, eingesetzt werden. Dabei muß eine Transaktion nicht unbedingt die Abbuchung einer Gebühr sein, sondern es kann sich auch um eine andere Identifikation oder ähnliches, die zwischen der Feststation und der Einrichtung durch Kommunikation stattfindet, handeln.
- Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:
- Figur 1 eine Aufsicht auf eine Zone, innerhalb derer eine Gebührenerfassung von Fahrzeugen stattfindet, und
- Figur 2 eine verkürzte Ansicht von einer Fahrbahn mit mehreren Feststationen und Fahrzeugen, die unterschiedliche Wege fahren und unterschiedliche Gebühren zahlen.
- Die im Folgenden beschriebenen Anordnungen dienen dazu, sich bewegende Objekte innerhalb einer vorgegebenen Zone zu lokalisieren und eine Transaktion durchzuführen. Diese sich bewegenden Objekte können, wie den Figuren zu entnehmen ist, zum Beispiel Fahrzeuge 1 sein. Die vorgegebene Zone 2 ist dann ein Abschnitt einer Straße, auf dem eine Kommunikation mit einer Feststation 4 ermöglicht wird. Die vorgegebene Zone 2 wird auch als Kommunikationszone bezeichnet. Jedes Fahrzeug 1 weist eine von außen sichtbare vorzugsweise an der Windschutzscheibe angeordnete Einrichtung auf, die einen Empfänger, einen Sender, einen Prozessor, der beispielsweise von einer einen Geldbetrag speichernden Scheckkarte eine geforderte Gebühr abbucht, und einen Speicher, beispielsweise ein EEPROM, auf. Ein Fahrzeug befindet sich zunächst in der Zone 3, in der keine Kommunikation stattfindet. Tritt es in die Kommunikationszone 2 einer Feststation 4 ein, so findet die Transaktion mit der Einrichtung statt. Dies kann beispielsweise durch ein Mikrowellensignal, daß von der Antenne der Feststation 4 ausgesendet wird, erfolgen.
- Figur 2 zeigt eine Straße 7 mit einer Auffahrt 5 und einer Ausfahrt 6 auf bzw. von dieser dreispurigen Straße 7. An dieser Straße 7 sind drei Feststationen 4, 4' und 4'' angeordnet. Den Feststationen sind unterschiedliche Kennungen j, j-1 und j-2 zugeordnet. Anhand einzelner Fahrzeuge die unterschiedliche Wege zurücklegen, wird das erfindungsgemäße System erläutert. Fahrzeug 1 passiert zunächst die Feststation 4 und erhält dort die Kennung j-2. Danach passiert Fahrzeug 1 die Feststation 4'. Beim vorliegenden Beispiel wird davon ausgegangen daß die Feststation 4' ausgefallen ist, beispielsweise durch einen Blitzschlag. Dies ist durch ein Kreuz durch die Feststation 4' in Figur 2 angedeutet. Fahrzeug 1 hat also auch nach dem Passieren von der Feststation 4' weiterhin die Kennung j-2 der Feststation 4 mit der entsprechenden Uhrzeit im Speicher der Einrichtung abgelegt. Fahrzeug 1 fährt nun weiter und passiert die Feststation 4''. Dort erkennt das Prüfmodul daß Fahrzeug 1 die Kennung der Feststation 4 im Speicher der Einrichtung abgelegt hat. Da die Zeitspanne Ti seit der im Speicher der Einrichtung des Fahrzeuges 1 abgelegten Zeit kleiner als eine im Prüfmodul abgelegte Zeitspanne
Claims (9)
- Anordnung zum Erfassen und Austauschen von Daten zwischen beweglichen Objekten (1) und Feststationen (4), wobei n Feststationen (4) (nε lN) unter Abstand aufeinander folgen, wobei die Objekte (1) mit einer Einrichtung versehen sind, die nach einer Aktivierung von außen eine Transaktion veranlaßt und die Signale jeweils an die Feststation (4) abgibt, in deren definierter Zone (2) sich das entsprechende Objekt (1) bewegt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung einen Speicher aufweist, in dem nach erfolgter Transaktion mit einer Feststation eine Kennung für diese und die Zeit abgelegt wird,
daß jede Feststation ein Prüfmodul aufweist, von dem der Inhalt des Speichers vor der Ablage der Kennung der aktuellen j-ten Feststation (jε{1,...,n}) ausgewertet wird,
daß die übliche Transaktion mit der aktuellen Feststation durchgeführt wird, falls seit der im Speicher abgelegten Zeit eine Zeitspanne Ti vergangen ist, die größer als eine vorgegebene erste Zeitspanne TV1 ist, oder falls die im Speicher abgelegte Kennung die Kennung der vor der aktuellen j-ten Feststation gelegenen (j-1)-ten Feststation ist,
daß neben der üblichen Transaktion mit der aktuellen Feststation weitere an i Feststationen (iε lN) vor der aktuellen j-ten Feststation vorgesehene Transaktionen an der j-ten aktuellen Feststation durchgeführt werden oder eine Transaktion durchgeführt wird, die die an i Feststationen vorher und an der aktuellen Feststation vorgesehenen Transaktionen umfaßt, falls die abgelegte Kennung die der (j-1-i)-ten Feststation ist und die Zeitspanne Ti kleiner als eine vorgegebene zu der (j-1-i)-ten Feststation gehörige Zeitspanne - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Prüfmodul zumindest eine vorgegebene Zeitspanne TV1 abgelegt ist.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung am Anfang einer Transaktion die im Speicher gespeicherten Daten an die Feststation sendet.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Speicher gespeicherten Daten nach erfolgter Transaktion mit einer Feststation mit den aktuellen Daten, Kennung der aktuellen Feststation und Uhrzeit, überschrieben werden.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten im Speicher erhalten bleiben, auch wenn die Einrichtung zwischen zwei Feststationen gewollt oder nicht gewollt deaktiviert ist.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststation mit einem Zentralrechner verbunden sind, daß Objekte an Feststationen fotografiert werden, fallsa) keine Transaktion stattfindet oderb) neben der üblichen Transaktion weitere Transaktionen durchgeführt werden unddaß die Daten der Fotografien zum Zentralrechner transportiert und dort verglichen werden.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Erfassen von Gebühren von Fahrzeugen (1), die sich auf einer Straße fortbewegen, eingesetzt wird.
- Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuge (1) mit einer Einrichtung versehen sind, die nach einer Aktivierung von außen eine Abbuchung der geforderten Gebühr von einer Scheckkarte oder eine Aussendung einer Identifikationsnummer zur anschließenden Abbuchung der geforderten Gebühr von einem Konto veranlaßt.
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