EP1088286A2 - Strassenseitige kontrolleinrichtung für ein in einem fahrzeug installiertes mautgerät - Google Patents

Strassenseitige kontrolleinrichtung für ein in einem fahrzeug installiertes mautgerät

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EP1088286A2
EP1088286A2 EP99936355A EP99936355A EP1088286A2 EP 1088286 A2 EP1088286 A2 EP 1088286A2 EP 99936355 A EP99936355 A EP 99936355A EP 99936355 A EP99936355 A EP 99936355A EP 1088286 A2 EP1088286 A2 EP 1088286A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control device
vehicle
toll
control
classification
Prior art date
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EP99936355A
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French (fr)
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EP1088286B2 (de
EP1088286B1 (de
Inventor
Andreas Widl
Ronald Barker
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Vodafone Holding GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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Publication date
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Publication of EP1088286A2 publication Critical patent/EP1088286A2/de
Application granted granted Critical
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Publication of EP1088286B2 publication Critical patent/EP1088286B2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B15/00—Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
    • G07B15/06—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems
    • G07B15/063—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems using wireless information transmission between the vehicle and a fixed station
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/017—Detecting movement of traffic to be counted or controlled identifying vehicles

Definitions

  • the invention relates to a roadside control device for checking the proper operation of a toll device installed in a vehicle passing through the control device and having an identifying license plate, the toll device being a satellite-based electronic device
  • the known system provides that a toll device is installed in each vehicle, in which a receiver for the signals of a navigation satellite system such.
  • GPS Global Positioning System
  • Glonass and is equipped with an electronic memory in which the toll routes and the geographical zones (hereinafter referred to simply as toll roads or routes) as well as the associated usage tariffs are recorded.
  • the toll device Based on the signals from the navigation satellite system, the toll device has the current geographic position of the vehicle at all times and, based on the stored data about the toll routes, recognizes whether the vehicle is on a toll route or not, and can thus calculate the toll amounts that may be due determine automatically.
  • the known system provides for the use of credit cards (e.g. chip cards) on which the toll amounts due are debited by the toll device.
  • This method of collecting the toll amounts which can be carried out with comparatively little effort, in principle opens up a number of fraud opportunities for the operator of the respective vehicle. Appropriate precautions for the detection of corresponding abusive use are therefore essential.
  • a toll device is known from EP 0 701 722 B1, which for this purpose has a device for self-monitoring for unauthorized manipulations on the individual components of the toll device and an error memory for recording diagnostic data in the event of an unauthorized manipulation. If there is an unauthorized manipulation, the toll device can send out a signal via an appropriate signaling device, which indicates an improper operation of the device.
  • a toll device is known from EP 0 700 551, which has a signaling device via which diagnostic data, which provide information about the functionality of the toll device or its individual components, can be queried wirelessly from the outside. With the help of the transmitted diagnostic data, both non-payers and incorrect payers who bill their route usage in an incorrect fee class should be determinable. No further details are given in this document about the external monitoring devices which are intended to determine the misuse of the route and make it traceable.
  • the object of the present invention is therefore to provide a roadside control device for checking the correct operation of a toll device for satellite-based electronic toll billing, which on the one hand ensures high accuracy in the checks to be carried out, but on the other hand minimizes the effort for the device technology and the operation of the Control device required.
  • This object is achieved according to the invention by a control device with the features specified in claim 1.
  • This control device can advantageously be further developed by the features of the dependent subclaims.
  • An advantageous use of the control device according to the invention is specified in claim 17.
  • control device has at least the following devices:
  • Control device d) an evaluation device for checking the plausibility of the data supplied by the communication device and the classification device from and about the passing vehicle (or its toll device) and e) a receiving device for receiving the license plate of the passing vehicle in the event of an information exchange not taking place Communication device with the toll device of the passing vehicle or in the event of a negative result of the plausibility check of the evaluation device.
  • the invention thus provides a control device that can perform the required roadside monitoring of the passing vehicles practically automatically.
  • the control device can wirelessly request the toll device of the vehicle passing through to transmit information about the current operating state of the toll device.
  • Such information includes, in particular, information about the vehicle register used for the billing and about the proper posting of the toll amounts, for example on a credit card, or alternatively via the proper transmission of the toll amounts to a fee settlement center.
  • the roadside control device is equipped in a manner corresponding to the vehicle-side toll device with a receiver for the signals of the navigation satellite system used, then for example the satellite signals currently received on the vehicle side can be compared with the satellite signals currently received by the roadside control device. In this way, confusion with other vehicles that pass the roadside control device simultaneously or very promptly and data manipulation can be practically excluded.
  • the passing vehicle gives direct information about its current position at the time of the dialogue. If necessary, information from the vehicle for police purposes that goes beyond mere monthly billing could also be transmitted via the communication device (e.g. driving times of a truck driver or vehicle data that could be read out via a CAN bus).
  • a particularly important part of the roadside control device is the classification device, which expediently works according to an acoustic or optical measuring principle. It has the task of recognizing the respective type of the passing vehicle so precisely on the basis of characteristic signals that it can be assigned to a certain fee class with the greatest certainty.
  • acoustic measuring principles for example, the noise emitted by a vehicle can be analyzed.
  • a commercial vehicle trucks or bus
  • Ultrasound signals can be used, for example, to derive information that can be used to determine the size of a vehicle in order to be able to assign a class in this way.
  • several different measurement methods can also be combined with one another in order to increase the reliability of the assignment.
  • the classification device therefore has a sensor system that has an electronic image sensor.
  • This image sensor enables the electronic recording of images of the respective vehicle, which can then be compared with stored images from a vehicle class database. The assignment to a vehicle class is based on the greatest match in the image features. To the computing effort for such
  • the classification device works according to the principle of optical correlation.
  • the image information not the image information, but the spatial frequencies of the images are optically superimposed and illuminated vertically with a light source.
  • the intensity of the transmitted light is a direct measure of the correlation of the images and thus the vehicle class.
  • the vehicle class could also be determined, for example, based on the heat distribution over the length of the vehicle using an infrared image sensor, for example using a microbolometer array.
  • Another alternative is to assign vehicles passing through the control device using a geometric vehicle measurement See infrared detectors. This type of vehicle classification is, however, comparatively very complex and generally requires the control device to be installed on a bridge over the road to be observed.
  • the central component of the control device according to the invention is a
  • Trigger device that activates the various devices and components of the control device in a functional manner and also determines the chronological sequence of the vehicle classification.
  • the trigger device detects the point in time at which a vehicle has reached a defined position on the road or a defined distance from the control device and, if necessary, delivers z. B. additionally also an indication of the respective vehicle speed.
  • the trigger device expediently has an electronic image sensor with downstream image processing. Alternatively, a radar sensor or a laser sensor can also be provided. Of course, the combination of several different sensors is also possible.
  • the evaluation device has the task of determining whether or not the controlled vehicle is legally traveling on the road, that is, whether the road tolls due are properly determined and debited by the in-vehicle toll device according to the applicable tariff. For this purpose, the information that is supplied on the one hand via the dialog with the toll device and on the other hand from the classification device is compared with one another and checked for plausibility. If the vehicle class queried for example by radio via the communication device from the toll device of the vehicle deviates from the vehicle class determined by the classification device, the vehicle delivers
  • Evaluation device a signal that initiates further measures to punish the likely violation. Instead of a fraudulent manipulation, there could also be a technical error. The most important measure is to secure evidence that enables reliable proof that the vehicle observed has undoubtedly not properly calculated and passed on the road toll due.
  • a recording device which, in the event of a negative result of the plausibility check or in the event that there is no dialogue at all the vehicle or the toll device of the vehicle has come into existence, takes a picture of the vehicle with which this vehicle can be clearly identified.
  • the number plate of the vehicle can be used for this.
  • Such a recording device can include, for example, an electronic camera. It is also possible that the electronic camera of the recording device is physically identical to an electronic camera that forms the sensors of the classification device, so that the effort for this component can be saved.
  • the trigger device specifies the point in time at which the license plate is recorded by a corresponding signal.
  • control device comprises a radio device, in particular a data radio device, via which, in the event of improper operation of the in-vehicle toll device detected by the evaluation device, the registration of the license plate of the vehicle concerned and, if necessary, further data of the respective control process to a control center is communicable.
  • control device has a data compression device so that the data can be transmitted to the control center in a compressed form. This allows the capacity requirements for the
  • the control device according to the invention essentially consists of electronic components which require little construction volume and have low energy consumption. Therefore, this control device can be a compact device
  • the present invention makes it possible to carry out a check of the correct operation of satellite-based toll devices in random or complete form with a comparatively low outlay for the construction and operation of a roadside control device, with a very high degree of certainty being achieved with regard to the factual accuracy of the control processes carried out is. It is essential that the personnel expenditure required for this is extremely low, since the inspection tours run practically in fully automated form.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a control device according to the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of a roadside installed
  • the control device 1 shown in FIG. 1 in the form of functional blocks has a communication device 2, which is designed, for example, as a short-range radio device for a frequency in the range of 5.8 GHz.
  • the control device 1 further comprises a classification device 3, the sensor system of which contains an electronic image sensor (eg in the form of an electronic camera).
  • the control device 1 has a trigger device 4, which is connected to the communication device 2 and the classification device 3 in terms of signal technology.
  • An evaluation device 5 and a recording device 7 are also connected to the trigger device for signaling purposes.
  • the evaluation device 5 consists, for. B. from an electronic computer that performs a plausibility check with regard to the vehicle class of the vehicle being checked and the vehicle passing through the control device.
  • this computer compares information relating to this, which is obtained via the communication device 2 from the controlled vehicle or from its toll device, with the corresponding information about the passing vehicle that was determined by the control facility itself in order to be able to determine the relevant vehicle class. If the evaluation device 5 determines that the vehicle class used in the in-vehicle toll device is different from the vehicle class determined by the control device 1 itself, a signal is generated which is representative of the state that the vehicle is currently passing
  • Vehicle does not properly bill route usage fees.
  • a corresponding signal is then sent to the recording device 7 via the trigger devices 4 in order to take a picture identifying the vehicle concerned.
  • This recording device 7 is designed, for example, as an electronic camera. This can advantageously also be used simultaneously as a sensor system for the classification device 3.
  • a GPS receiver 8 with which signals from the navigation satellite system used by the vehicle-side toll device can be received, and a z. B. designed as a data radio device radio device with which the picture taken of the vehicle or its license plate together with further information about the identified occurrence can be transmitted to a control center by wireless means.
  • This control center then has reliable evidence after the transfer, on the basis of which the ascertained
  • FIG. 1 A vehicle 10, which is equipped with a toll device 11 and carries a license plate 6 identifying the vehicle, is traveling on a toll road.
  • the invention is on a mobile stand
  • Control device 1 set up.
  • the reference numeral 12 shows three satellites of a navigation satellite system which emit signals, on the basis of which an exact two-dimensional determination of the position of the respective GPS receiver and thus of the vehicle position is possible.
  • the control device 1 which of course also in a vehicle that is parked on the roadside, could be installed, the toll device 11 speaks about its
  • Short-range radio device queries the data required to determine the correct operation of the toll device 11.
  • an evidence-securing recording of the vehicle 10 is produced via the recording unit (not shown in more detail in FIG. 2) and z. B. transmitted via a radio device, not shown in Figure 2 to a control center to follow up the violation found.
  • the vehicle in question can then be pulled out of the traffic by the police at a suitable point (e.g. at a parking lot or at a rest area) and the driver concerned can be confronted with the evidence.
  • it can then be determined whether the improper operation of the toll device 11 is based on manipulation or on a technical failure of the toll device 11, which the driver of the vehicle 10 would not be responsible for.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine straßenseitige Kontrolleinrichtung (1) für die Kontrolle des ordnungsgemäßen Betriebs eines Mautgerätes (11), das in einem die Kontrolleinrichtung (1) passierenden und ein identifizierendes Nummernschild (6) aufweisenden Fahrzeug (10) installiert ist, wobei das Mautgerät (11) eine satellitengestützte elektronische Mautabrechnung durchführt und mit folgenden Einrichtungen ausgestattet ist: a) eine Kommunikationseinrichtung (2), b) eine Klassifikationseinrichtung (3), c) eine Triggereinrichtung (4), d) eine Auswerteeinrichtung (5) und e) eine Aufnahmeeinrichtung (7).

Description

Straßenseitige Kontrolleinrichtung für ein in einem Fahrzeug installiertes Mautgerät
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine straßenseitige Kontrolleinrichtung für die Kontrolle des ordnungsgemäßen Betriebs eines Mautgerätes, das in einem die Kontrolleinrichtung passierenden und ein identifizierendes Nummernschild aufweisenden Fahrzeug installiert ist, wobei das Mautgerät eine satellitengestützte elektronische
Mautabrechnung durchführt.
Aus der EP 0 691 013 B1 , deren Offenbarungsgehalt in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird, ist ein elektronisches Abrechnungssystem bekannt, mit dem Nutzungsgebühren von Fahrzeugen, die eine vorgegebene geographische Zone oder eine gebührenpflichtige Wegstrecke befahren, erhoben werden können (Nutzungsgebühren = Maut). Das bekannte System sieht vor, daß in jedem Fahrzeug ein Mautgerät installiert ist, in das über einen Empfänger für die Signale eines Navigationssatellitensystems wie z. B. GPS (= Global Positioning System) oder Glonass verfügt und mit einem elektronischen Speicher versehen ist, in dem die gebührenpflichtigen Wegstrecken und die geographischen Zonen (im folgenden wird vereinfachend nur von gebührenpflichtigen Straßen oder Wegstrecken gesprochen) sowie die jeweils zugehörigen Nutzungstarife verzeichnet sind. Anhand der Signale des Navigationssatellitensystems verfügt das Mautgerät zu jeder Zeit über die aktuelle geographische Position des Fahrzeugs und erkennt anhand der gespeicherten Daten über die gebührenpflichtigen Wegstrecken, ob sich das Fahrzeug auf einer gebührenpflichtigen Wegstrecke befindet oder nicht, und kann auf diese Weise die gegebenenfalls fälligen Mautbeträge selbsttätig ermitteln. Zur Gewährleistung einer völlig anonymen Abrechnung der Mautbeträge sieht das bekannte System die Verwendung von Wertguthabenkarten (z. B. Chipkarte) vor, auf der die jeweils fälligen Mautbeträge durch das Mautgerät abgebucht werden. Diese mit vergleichsweise geringem Aufwand durchführbare Art der Erhebung der Mautbeträge eröffnet aber im Grundsatz eine Reihe von Betrugsmöglichkeiten für den Betreiber des jeweiligen Fahrzeugs. Daher sind geeignete Vorkehrungen zur Erkennung entsprechender mißbräuchlicher Nutzungshandlungen unabdingbar.
Aus der EP 0 701 722 B1 ist ein Mautgerät bekannt, das zu diesem Zweck eine Einrichtung zur Selbstüberwachung auf unautorisierte Manipulationen an den einzelnen Komponenten des Mautgeräts sowie einen Fehlerspeicher zur Aufzeichnung diagnostizierender Daten im Falle einer unautorisierten Manipulation aufweist. Bei Vorliegen einer unautorisierten Manipulation kann das Mautgerät über eine entsprechende Signaleinrichtung ein Signal aussenden, das einen nicht ordnungsgemäßen Betrieb des Gerätes anzeigt.
Dies setzt selbstverständlich voraus, daß das Gerät selbst auch eingeschaltet ist und daß die Signaleinrichtung nicht abgeschaltet oder in sonstiger Weise manipuliert wurde.
Weiterhin ist aus der EP 0 700 551 ein Mautgerät bekannt, das über eine Signaleinrichtung verfügt, über welche Diagnosedaten, die über die Funktionstüchtigkeit des Mautgeräts bzw. ihrer einzelnen Komponenten Auskunft geben, von außen drahtlos abfragbar sind. Mit Hilfe der übermittelten Diagnosedaten sollen sowohl Nichtzahler als auch Falschzahler, die ihre Streckennutzung in einer falschen Gebührenklasse abrechnen, ermittelbar sein. Über die externen Überwachungseinrichtungen, die die mißbräuchliche Streckennutzung ermitteln und verfolgbar machen sollen, werden in dieser Schrift keine näheren Ausführungen gemacht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine straßenseitige Kontrolleinrichtung für die Kontrolle des ordnungsgemäßen Betriebs eines Mautgeräts für die satellitengestütze elektronische Mautabrechnung anzugeben, die einerseits eine hohe Treffsicherheit bei den durchzuführenden Kontrollen gewährleistet, andererseits aber einen möglichst geringen Aufwand für die Gerätetechnik und den Betrieb der Kontrolleinrichtung erfordert. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Kontrolleinrichtung mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Diese Kontrolleinrichtung läßt sich durch die Merkmale der abhängigen Unteransprüche in vorteilhafterweise weiter ausgestalten. Im Anspruch 17 ist eine vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung angegeben.
Erfindungsgemäß verfügt die Kontrolleinrichtung zumindest über folgende Einrichtungen:
a) eine Kommunikationseinrichtung zum drahtlosen Austausch von
Informationen zwischen der Kontrolleinrichtung und dem Mautgerät im passierenden Fahrzeug, b) eine Klassifikationseinrichtung zur Zuordnung des passierenden
Fahrzeuges zu einer vorgegebenen Fahrzeugklasse, c) eine Triggereinrichtung zur zeitgerechten Aktivierung der Einrichtungen der
Kontrolleinrichtung, d) eine Auswerteeinrichtung zur Plausibilitätsüberprüfung der von der Kommunikationseinrichtung und der Klassifikationseinrichtung gelieferten Daten aus dem und über das passierende Fahrzeug (bzw. dessen Mautgerät) und e) eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des Nummernschildes des passierenden Fahrzeugs im Falle eines nicht zustande kommenden Informationsaustausches der Kommunikationseinrichtung mit dem Mautgerät des passierenden Fahrzeugs oder im Falle eines negativen Ergebnisses der Plausibilitätsüberprüfung der Auswerteeinrichtung.
Die Erfindung stellt somit eine Kontrolleinrichtung zur Verfügung, die die erforderliche straßenseitige Überwachung der passierenden Fahrzeuge praktisch automatisch erledigen kann. Über die Kommunikationseinrichtung kann die Kontrolleinrichtung auf drahtlosem Wege das Mautgerät des jeweils passierenden Fahrzeugs dazu auffordern, Informationen über den aktuellen Betriebszustand des Mautgeräts zu übermitteln.
Solche Informationen beinhalten insbesondere Angaben über die für die Gebührenabrechnung zugrunde gelegte Fahrzeugkiasse und über die ordnungsgemäße Verbuchung der Mautbeträge etwa auf einer Wertguthabenkarte oder alternativ über die ordnungsgemäße Übermittlung der Mautbeträge an eine Gebührenabrechnungszentrale. Vorzugsweise ist die Kommunikationseinrichtung als Kurzstreckenfunkeinrichtung (DSRC = Dedicated Short-Range Communikation) für den Frequenzbereich von 2,4 bis 5,8 GHz ausgebildet. Es kann auch zweckmäßig sein, als Kommunikationseinrichtung ein Endgerät für ein zellulares Mobilfunknetz (CN = Cellular Network) oder ein Datenfunknetz zu verwenden. Ein solches Endgerät ist besonders dann vorteilhaft, wenn es für den digitalen Mobilfunk geeignet ist und z. B. dem GSM-Standard entspricht. Auch ein Endgerät für das System Mobitex läßt sich mit Vorteil verwenden. Grundsätzlich ist es auch möglich, eine
Kommunikationseinrichtung zu verwenden, bei der die Informationen über Infrarotoder Ultraschall-Signale übermittelt werden. Optische Übertragungsverfahren sind aber wegen ihrer Empfindlichkeit gegenüber körperlichen Hindernissen im Übertragungsweg weniger bevorzugt. Es empfiehlt sich ferner, den Dialog zwischen der Kontrolleinrichtung und dem Mautgerät des jeweiligen Fahrzeugs in verschlüsselter Form zu führen. Hierzu sind entsprechende Ver- und Endschlüsselungskomponenten in der Kontrolieinrichtung und im Fahrzeug bzw. im Mautgerät des Fahrzeugs vorzusehen. Hierdurch wird die Sicherheit gegen Manipulationen deutlich erhöht. Im Fahrzeug können die für die Verschlüsselung notwendigen Schlüssel beispielsweise in einer Chipkarte oder einem festen Speicher des Mautgeräts bzw. der fahrzeugseitig eingesetzten Kommunikationseinrichtung abgelegt sein. Einen besonders effektiven Manipulationsschutz kann man dann gewährleisten, wenn neben aktuellen Gebühren- und Chipkarteninformationen auch Satelliten-, Positions- und/oder sonstige Geräteinformationen abgefragt und an die Kontrolleinrichtung übertragen werden. Wenn die straßenseitige Kontrolleinrichtung in entsprechender Weise wie das fahrzeugseitige Mautgerät mit einem Empfänger für die Signale des benutzten Navigationssatellitensystems ausgestattet ist, dann können beispielsweise die aktuell fahrzeugseitig empfangenen Satellitensignale verglichen werden mit den aktuell von der straßenseitigen Kontrolleinrichtung empfangenen Satellitensignalen. Auf diese Weise können Verwechslungen mit anderen Fahrzeugen, die gleichzeitig oder sehr zeitnah die straßenseitige Kontrolleinrichtung passieren, und Datenmanipulationen praktisch ausgeschlossen werden. Entsprechendes gilt auch, wenn das passierende Fahrzeug direkte Angaben über seine aktuelle Position im Zeitpunkt des Dialogs gibt. Bei Bedarf könnten über die Kommunikationseinrichtung auch Informationen aus dem Fahrzeug für polizeiliche Zwecke, die über die reine Monatsabrechnung hinausgehen, übermittelt werden (z.B: Fahrzeiten eines LKW-Fahrers oder Fahrzeugdaten, die über einen CAN-Bus ausgelesen werden könnten).
Ein besonders wesentlicher Teil der straßenseitigen Kontrolleinrichtung ist die Klassifikationseinrichtung, die zweckmäßigerweise nach einem akustischen oder optischen Meßprinzip arbeitet. Sie hat die Aufgabe, anhand charakteristischer Signale den jeweiligen Typ des passierenden Fahrzeugs so genau zu erkennen, daß er mit größter Sicherheit eindeutig einer bestimmten Gebührenklasse zugeordnet werden kann. In bezug auf akustische Meßprinzipien können beispielsweise die von einem Fahrzeug emittierten Geräusche analysiert werden. So hat etwa ein Nutzkraftwagen (LKW oder Bus) ein deutlich anderes Frequenzspektrum als ein PKW oder ein Motorrad. Aus Ultraschallsignalen lassen sich beispielsweise Informationen ableiten, die zur Feststellung der Größe eines Fahrzeugs herangezogen werden können, um auf diese Weise eine Klassenzuordnung vornehmen zu können. Generell können auch mehrere unterschiedliche Meßmethoden miteinander kombiniert werden, um die Sicherheit der Zuordnung zu erhöhen. Besonders bevorzugt werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung optische Meßmethoden. Daher verfügt die Klassifikationseinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform über eine Sensorik, die einen elektronischen Bildsensor aufweist. Dieser Bildsensor ermöglicht die elektronische Aufnahme von Bildern des jeweiligen Fahrzeugs, die dann mit gespeicherten Bildern aus einer Fahrzeugklassen-Datenbank verglichen werden können. Die Zuordnung zu einer Fahrzeugklasse erfolgt jeweils nach der größten Übereinstimmung in den Bildmerkmalen. Um den Rechenaufwand für ein solches
Vergleichsverfahren zu vermindern und den Zeitbedarf zu verkürzen ist es besonders zweckmäßig, wenn die Kiassifikationseinrichtung nach dem Prinzip der optischen Korrelation arbeitet. In diesem Fall werden nicht die Bildinformationen, sondern die Ortsfrequenzen der Bilder optisch überlagert und senkrecht mit einer Lichtquelle durchleuchtet. Die Intensität des transmittierten Lichtes ist dabei ein direktes Maß für die Korrelation der Bilder und damit der Fahrzeugklasse. Die Fahrzeugklasse könnte beispielsweise auch anhand der Wärmeverteiiung über die Fahrzeuglänge mit Hilfe eines Infrarot-Bildsensors, z.B. mittels eines Mikrobolometer-Arrays, ermittelt werden. Eine andere Alternative ist in der Zuordnung der die Kontrolleinrichtung passierenden Fahrzeuge anhand einer geometrischen Fahrzeugvermessung mittels Infrarotdetektoren zu sehen. Diese Art der Fahrzeugklassifikation ist aber vergleichsweise sehr aufwendig und erfordert im Regelfall die Installation der Kontrolleinrichtung auf einer Brücke über der zu beobachtenden Fahrbahn.
Zentraler Baustein der erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung ist eine
Triggereinrichtung, die die verschiedenen Einrichtungen und Komponenten der Kontrolleinrichtung funktionsgerecht aktiviert und auch den zeitlichen Ablauf der Fahrzeugklassifikation bestimmt. Die Triggereinrichtung erfaßt den Zeitpunkt, an dem ein Fahrzeug eine definierte Position auf der Fahrbahn oder eine definierte Entfernung von der Kontrolleinrichtung erreicht hat und liefert bei Bedarf z. B. zusätzlich auch eine Angabe über die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit. Zweckmäßigerweise verfügt die Triggereinrichtung über einen elektronischen Bildsensor mit einer nachgeschalteten Bildverarbeitung. Alternativ kann auch ein Radarsensor oder auch ein Lasersensor vorgesehen sein. Selbstverständlich ist auch die Kombination mehrerer unterschiedlicher Sensoren möglich.
Die Auswerteeinrichtung hat die Aufgabe, zu ermitteln, ob das kontrollierte Fahrzeug die Straße rechtmäßig befährt oder nicht, ob also von dem fahrzeug internen Mautgerät die fälligen Straßenbenutzungsgebühren nach dem jeweils zutreffenden Tarif ordnungsgemäß ermittelt und abgebucht werden. Hierzu werden die Informationen, die einerseits über den Dialog mit dem Mautgerät und andererseits von der Kiassifikationseinrichtung geliefert werden, miteinander verglichen und auf Plausibilität geprüft. Wenn die beispielsweise per Funk über die Kommunikationseinrichtung vom Mautgerät des Fahrzeugs abgefragte Fahrzeugklasse von der durch die Klassifikationseinrichtung ermittelten Fahrzeugklasse abweicht, liefert die
Auswerteeinrichtung ein Signal, das weitere Maßnahmen veranlaßt, um den wahrscheinlich vorliegenden Rechtsverstoß zu ahnden. Statt einer betrügerischen Manipulation könnte unter Umständen auch ein technischer Fehler vorliegen. Die wichtigste Maßnahme besteht darin, Beweismaterial zu sichern, das einen zuverlässigen Nachweis dafür ermöglicht, daß unzweifelhaft das jeweils beobachtete Fahrzeug keine ordnungsgemäße Berechnung und Weiterbelastung der jeweils fälligen Straßenbenutzungsgebühr vorgenommen hat.
Hierzu ist eine Aufnahmeeinrichtung vorgesehen, die für den Fall eines negativen Ergebnisses der Plausibilitätsüberprüfung oder für den Fall, daß gar kein Dialog mit dem Fahrzeug bzw. dem Mautgerät des Fahrzeugs zustande gekommen ist, eine Aufnahme des Fahrzeugs anfertigt, mit der dieses Fahrzeug eindeutig identifizierbar ist. Hierzu eignet sich selbstverständlich in erster Linie die Aufnahme des Nummernschildes des Fahrzeugs. Eine solche Aufnahmeeinrichtung kann beispielsweise eine elektronische Kamera umfassen. Dabei ist es auch möglich, daß die elektronische Kamera der Aufnahmeeinrichtung körperlich identisch ist mit einer elektronischen Kamera, die die Sensorik der Klassifikationseinrichtung bildet, so daß der Aufwand für diese Komponente eingespart werden kann. Der Zeitpunkt, zu dem die Aufnahme des Nummernschildes vorgenommen wird, wird durch die Triggereinrichtung durch ein entsprechendes Signal vorgegeben.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kontrolleinrichtung eine Funkeinrichtung, insbesondere eine Datenfunkeinrichtung, umfaßt, über die im Falle eines durch die Auswerteeinrichtung festgestellten nicht ordnungsgemäßen Betriebes des fahrzeuginternen Mautgeräts die Aufnahme des Nummernschildes des betroffenen Fahrzeugs und soweit erforderlich weitere Daten des jeweiligen Kontrollvorgangs an eine Kontrollzentrale übermittelbar ist. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die Kontrolleinrichtung über eine Datenkompressionseinrichtung verfügt, damit die Datenübermittlung an die Kontrollzentrale in komprimierter Form erfolgen kann. Dadurch lassen sich die Kapazitätsanforderungen an die
Übertragungskanäle und damit die Kosten der Datenübermittlung deutlich reduzieren.
Die erfindungsgemäße Kontrolleinrichtung besteht im wesentlichen aus elektronischen Komponenten, die wenig Bauvolumen erfordern und einen geringen Energieverbrauch aufweisen. Daher läßt sich diese Kontrolleinrichtung als kompakte gerätetechnische
Einheit herstellen. Sie kann an festen Orten installiert werden, z. B. auf einem als Geräteträger dienenden Mast oder auch an einer über die jeweilige Straße führenden Brücke. Besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Effektivität von stichprobenartig durchgeführten Kontrollvorgängen ist jedoch die Installation in einem Fahrzeug, so daß die Kontrolleinrichtung als mobiles Gerät an beliebigen Orten einsetzbar ist. Dies hat einerseits den Vorteil, daß mit einem einzigen Gerät eine Vielzahl von Kontrollpunkten bedient werden kann und daß andererseits sich die Benutzer der gebührenpflichtigen Wegstrecken nicht auf im voraus bekannte Kontrollpunkte einstellen zu können, um beispielsweise in der Weise als "Schwarzfahrer" unentdeckt zu bleiben, daß immer rechtzeitig vor solchen Kontrollpunkten ein ordnungsgemäßer Betrieb des Mautgeräts vorgenommen wird, während im übrigen das Mautgerät z. B. einfach abgeschaltet wird. Ein besonders hohes Maß an Einsatzflexibilität und Kontrolleffektivität läßt sich erreichen, wenn man die Kontrolleinrichtung so kompakt baut, daß es als Handgerät (ähnlich wie eine "Radar-Pistole" zur Geschwindigkeitskontrolle) einsetzbar ist.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, mit einem vergleichsweise niedrigen Aufwand für den Bau und den Betrieb einer straßenseitigen Kontrolleinrichtung eine Überprüfung des ordnungsgemäßen Betriebes von satellitengestützten Mautgeräten in stichprobenartiger oder auch in lückenloser Form durchzuführen, wobei eine sehr hohe Sicherheit bezüglich der sachlichen Richtigkeit der durchgeführten Kontrollvorgänge erreichbar ist. Wesentlich dabei ist es, daß der dafür notwendige personelle Aufwand äußerst gering ist, da die Kontrollgänge praktisch in vollautomatisierter Form ablaufen.
Anhand der in den beiden Figuren wiedergegebenen schematischen Darstellungen wird die vorliegende Erfindung nachfolgend exemplarisch näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Blockschema einer erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung und
Figur 2 eine schematisch Darstellung einer straßenseitig installierten
Kontrolleinrichtung.
Die in Figur 1 in Form von Funktionsblöcken dargestellte Kontrolleinrichtung 1 weist eine Kommunikationseinrichtung 2 auf, die beispielsweise als Kurzstreckenfunkeinrichtung für eine Frequenz im Bereich von 5,8 GHz ausgebildet ist. Ferner umfaßt die Kontrolleinrichtung 1 eine Klassifikationseinrichtung 3, deren Sensorik einen elektronischen Bildsensor beinhaltet (z. B. in Form einer elektronischen Kamera). Weiterhin verfügt die Kontrolleinrichtung 1 über eine Triggereinrichtung 4, die signaltechnisch mit der Kommunikationseinrichtung 2 und der Klassifikationseinrichtung 3 verbunden ist. An die Triggereinrichtung ist außerdem eine Auswerteeinrichtung 5 und eine Aufnahmeeinrichtung 7 signaltechnisch angeschlossen. Die Auswerteeinrichtung 5 besteht z. B. aus einem elektronischen Rechner, der eine Plausibilitätsüberprüfung im Hinblick auf die Fahrzeugklasse des gerade kontrollierten und die Kontrolleinrichtung passierenden Fahrzeugs vornimmt. Hierzu vergleicht dieser Rechner diesbezügliche Informationen, die über die Kommunikationseinrichtung 2 aus dem kontrollierten Fahrzeug bzw. von dessen Mautgerät erhalten werden, mit den entsprechenden Informationen über das passierende Fahrzeug, die von der Kontrolleinrichtung selbst ermittelt wurden, um die betreffende Fahrzeugklasse festlegen zu können. Stellt die Auswerteeinrichtung 5 fest, daß die in dem fahrzeuginternen Mautgerät angewendete Fahrzeugklasse eine andere ist als die von der Kontrolleinrichtung 1 selbst ermittelte Fahrzeugklasse, dann wird ein Signal erzeugt, das für den Zustand repräsentativ ist, daß das gerade passierende
Fahrzeug keine ordnungsgemäße Abrechnung von Streckennutzungsgebühren vornimmt. Über die Triggereinrichtungen 4 wird dann ein entsprechendes Signal an die Aufnahmeeinrichtung 7 gegeben, um eine das betroffene Fahrzeug identifizierende Aufnahme zu machen. Diese Aufnahmeeinrichtung 7 ist beispielsweise als elektronische Kamera ausgebildet. Diese kann vorteilhaft gleichzeitig auch als Sensorik für die Klassifikationseinrichtung 3 benutzt werden.
Für die Funktion der erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung 1 sinnvoll, aber nicht zwingend erforderlich sind ein GPS-Empfänger 8, mit dem Signale des von dem fahrzeugseitigen Mautgerät benutzten Navigationssatellitensystems empfangbar sind, und eine z. B. als Datenfunkeinrichtung ausgebildete Funkeinrichtung 9, mit der die gemachte Aufnahme des Fahrzeugs bzw. dessen Nummernschild zusammen mit weiteren Informationen über das festgestellte Vorkommis an eine Kontrollzentrale auf drahtlosen Wege übermittelbar sind. Diese Kontrollzentrale verfügt dann nach der Übertragung über zuverlässiges Beweismaterial, auf dessen Basis der festgestellte
Rechtsverstoß des Fahrers des jeweiligen Fahrzeugs verfolgbar ist. Durch die Informationen des GPS-Empfängers 8, die mit entsprechenden GPS-Informationen verglichen werden können, die von der Kontrolleinrichtung 1 aus dem Fahrzeug abgefragt werden, kann die Authentizität der abgefragten Daten vollständig gewährleistet werden.
In Figur 2 ist der Vorgang der Kontrolle durch die Kontrolleinrichtung 1 schematisch dargestellt. Ein Fahrzeug 10, das mit einem Mautgerät 1 1 ausgestattet ist und ein das Fahrzeug identifizierendes Nummernschild 6 trägt, fährt auf einer gebührenpflichtigen Straße. Neben der Straße ist auf einem mobilen Ständer die erfindungsgemäße
Kontrolleinrichtung 1 aufgestellt. Mit dem Bezugszeichen 12 sind drei Satelliten eines Navigationssatellitensystems dargestellt, die Signale aussenden, anhand deren eine genaue zweidimensionale Bestimmung der Ortsposition des jeweiligen GPS- Empfängers und somit der Fahrzeugposition möglich ist. Die Kontrolleinrichtung 1 , die selbstverständlich auch in einem Fahrzeug, das am Straßenrand abgestellt ist, installiert sein könnte, spricht das Mautgerät 11 über seine
Kurzstreckenfunkeinrichtung an und fragt die zur Feststellung der Ordnungsgemäßheit des Betriebs des Mautgeräts 11 erforderlichen Daten ab. Sobald die Kontrolleinrichtung 1 ein Fahrzeug 10 feststellt, bei dem die Plausibilitätsprüfung hinsichtlich der Ordnungsgemäßheit zu einem negativen Ergebnis führt, wird über die in Figur 2 nicht näher dargestellte Aufnahmeeinheit eine beweissichernde Aufnahme des Fahrzeugs 10, vorzugsweise von dessen Nummernschild 6, angefertigt und z. B. über eine in Figur 2 nicht näher dargestellte Funkeinrichtung an eine Kontrollzentrale zur Weiterverfolgung des festgestellten Rechtsverstoßes übermittelt. Das betreffende Fahrzeug kann dann an einer geeigneten Stelle (z: B. an einem Parkplatz oder an einer Raststätte) von der Polizei aus dem Verkehr gezogen und der betreffende Fahrer mit dem Beweismaterial konfrontiert werden. Bei dieser Gelegenheit kann dann festgestellt werden, ob der nicht ordnungsgemäße Betrieb des Mautgeräts 11 auf einer Manipulation oder auf ein technisches Versagen des Mautgeräts 11 beruht, welches nicht vom Fahrer des Fahrzeugs 10 zu vertreten wäre.

Claims

Patentansprüche
1. Straßenseitige Kontrolleinrichtung (1) für die Kontrolle des ordnungsgemäßen
Betriebs eines Mautgerätes (11), das in einem die Kontrolleinrichtung (1) passierenden und ein identifizierendes Nummernschild (6) aufweisenden Fahrzeug (10) installiert ist, wobei das Mautgerät (11) eine satellitengestützte elektronische Mautabrechnung durchführt und mit folgenden Einrichtungen ausgestattet ist: a) eine Kommunikationseinrichtung (2) zum drahtlosen Austausch von Informationen zwischen der Kontrolleinrichtung (1 ) und dem Mautgerät (11) im passierenden Fahrzeug (10), b) eine Klassifikationseinrichtung (3) zur Zuordnung des passierenden Fahrzeuges (10) zu einer vorgegebenen Fahrzeugklasse, c) eine Triggereinrichtung (4) zur zeitgerechten Aktivierung der Einrichtungen (2, 3, 5, 7) der Kontrolleinrichtung (1), d) eine Auswerteeinrichtung (5) zur Plausibilitätsüberprüfung der von der Kommunikationseinrichtung (2) und der Klassifikationseinrichtung (3) gelieferten Daten aus dem und über das passierende Fahrzeug (10) und e) eine Aufnahmeeinrichtung (7) zur Aufnahme des Nummernschildes (6) des passierenden Fahrzeugs (10) im Falle eines nicht zustande kommenden Informationsaustausches der Kommunikationseinrichtung (2) mit dem Mautgerät (1 1 ) des passierenden Fahrzeugs (10) oder im Falle eines negativen Ergebnisses der Plausibilitätsüberprüfung der
Auswerteeinrichtung (5).
2. Kontrolleinrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationseinrichtung (2) als Kurzstreckenfunkeinrichtung (DSRC
= Dedicated Short-Range Communication) ausgebildet ist, insbesondere als Funkeinrichtung für den Frequenzbereich von 2,4 bis 5,8 GHz.
3. Kontrolleinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationseinrichtung (2) als Endgerät für ein zellulares Mobilfunknetz (CN = Cellular Network) oder Datenfunknetz, insbesondere nach dem GSM-Standard oder für das System Mobitex, ausgebildet ist.
4. Kontrolleinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationseinrichtung (2) auf eine Führung des Dialogs mit dem Fahrzeug (10) in verschlüsselter Form eingerichtet ist.
5. Kontrolleinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klassifikationseinrichtung (3) eine Sensorik aufweist, die nach einem akustischen oder optischen Meßprinzip arbeitet.
6. Kontrolleinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorik der Klassifikationseinrichtung (3) einen elektronischen Bildsensor aufweist.
7. Kontrolleinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klassifikationseinrichtung (3) nach dem Prinzip der optischen Korrelation arbeitet.
8. Kontrolleinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggereinrichtung (4) einen Bildsensor mit nachgeschalteter Bildverarbeitung oder einen Radarsensor oder einen Lasersensor aufweist.
9. Kontrolleinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (5) eingerichtet ist auf einen Vergleich der über die Kommunikationseinrichtung (2) vom Mautgerät (11) des Fahrzeugs (10) übermittelten Fahrzeugklasse mit der von der Klassifikationseinrichtung (3) ermittelten Fahrzeugklasse.
10. Kontrolleinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (7) eine elektronische Kamera aufweist.
1 1. Kontrolleinrichtung (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Kamera der Aufnahmeeinrichtung (7) körperlich identisch ist mit einer elektronischen Kamera, die die Sensorik der Klassifikationseinrichtung (3) bildet.
12. Kontrolleinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung (1) einen Empfänger für das vom Mautgerät (1 1 ) genutzte Satellitennavigationssystem (12) umfaßt und die Auswerteeinrichtung
(5) auf einen Vergleich von selbst ermittelten mit den vom Mautgerät (1 1 ) abgefragten Daten des Satellitennavigationssystems (12) eingerichtet ist, die über die Kommunikationseinrichtung (2) an die Auswerteeinrichtung (5) leitbar sind.
13. Kontrolleinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung (1) eine Funkeinrichtung (9) insbesondere eine Datenfunkeinrichtung, umfaßt, über die im Falle eines durch die Auswerteeinrichtung (5) festgestellten nicht ordnungsgemäßen Betriebs des
Mautgerätes (11 ) die Aufnahme des Nummernschildes (6) des Fahrzeugs (10) an eine Kontrollzentrale übermittelbar ist.
14. Kontrolleinrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung (1) eine Datenkompressionseinrichtung umfaßt für die Datenübermittlung an die Kontrollzentrale in komprimierter Form.
15. Kontrolleinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung (1) auf einem Mast oder an einem Brückenbauwerk, das sich über die Straße erstreckt, über die das Fahrzeug (10) fährt, montiert ist.
16. Kontrolleinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung (1) in einem neben der Straße, auf der das Fahrzeug (10) fährt, abgestellten Fahrzeug angeordnet ist.
7. Verwendung einer Kontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zur Feststellung der Ordnungsgemäßheit des Betriebs eines satellitengestützten elektronischen Mautgeräts in einem Fahrzeug und zur Beweissicherung im Falle von nicht ordnungsgemäßem Betrieb des Mautgeräts.
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