CH709456A1 - Fahrzeugmodul und Verfahren für die Mauterfassung. - Google Patents

Abstract

Ein Fahrzeugmodul zur Weg- und Zeitdatenerfassung von Fahrzeugen aller Art (Land, Luft, Wasser) besitzt ein GPS-Modul (17) zur laufenden Berechnung der Fahrzeugposition und des zurückgelegten Weges, eine Kommunikationseinrichtung (23) zur Kommunikation mit einem Kontrollgerät, und eine Rechnereinheit (13) mit einem Prozessor und einem Speicher (15). Die Rechnereinheit (13) steht mit dem GPS-Modul, der Kommunikationseinrichtung (23) und dem Speicher (15) in Verbindung. Im Speicher (15) des Fahrzeugmoduls sind ein Programm (27) und Daten, wie Fahrzeugmodul-ID und Fahrzeug-Stammdaten abgelegt. Ausserdem sind im Speicher (15) die Geokoordinaten einer Vielzahl von Polygonen und deren Identifikationscodes abgespeichert. Das Programm (27) ist ausgelegt, die innerhalb und ausserhalb eines Polygons zurückgelegten Kilometer und die Polygon-Einfahr- und Polygon-Ausfahrzeitpunkte zu erfassen und im Speicher (15) abzulegen. Die Polygone können mautpflichtige Bereiche darstellen.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugmodul und ein Verfahren zur Weg- und Zeitdatenerfassung, gemäss den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 5.

Stand der Technik

[0002] Mit einer GPS-Spuraufzeichnung (Track-Log) kann jedes beliebige zeit- und/oder km-abhängige Mautsystem technisch realisiert werden. Die Auswertung der Spurdaten kann sowohl in einem Fahrzeugmodul (OBU = on board unit) selbst, oder auf einem Server erfolgen.

[0003] Mit einer anderen Technik können die gefahrenen km pro Strassentype mit einer integrierten, digitalen Strassenkarte erfasst werden. Auch die gefahrenen km und Zeiten innerhalb der politischen Grenzen einer z.B. Stadt können so erfasst werden. Um jedoch die individuellen Grenzen bei einer z.B. Citymaut zu erkennen, müsste jede einzelne Strasse (auch Feldwege und Haus-Durchfahrten) die in oder aus der Stadt führt, aufwändig und punktgenau an der individuellen Citymaut-Grenze zusätzlich digital hinterlegt werden (dies gilt z.B. auch für Parkzonen oder Umfahrungsstrassen-Abschnitte). Im Weiteren ergeben sich Probleme bei der Kilometer-Erfassung von nicht digitalisierten Strassen (z.B. Off-Road). Letztlich müssen die von einem OBU erfassten km mit den Zählerständen des Fahrzeug-Tachos für die Prellkontrolle plausibel übereinstimmen.

[0004] Grösster Nachteil, selbst wenn die vorgenannten Techniken absolut funktionieren würden: Die Datenschutzbehörden vieler Länder verbieten die Speicherung bzw. Auswertung von Weg- und Geschwindigkeitsdaten, da die Privatsphäre des Fahrers verletzt werden kann.

[0005] Selbst eine GSM-Verbindung zwischen dem OBU eines Fahrzeugs und einem GSM-Netzwerkbetreiber wird von den Datenschutzbehörden bei der Mautdatenerfassung abgelehnt, da die transferierten Daten abgehört und der Weg des Fahrzeugs über GSM-Ortung aufgezeichnet werden kann.

[0006] Anmerkung: Den Datenschutzbehörden ist bekannt, dass GSM-Geräte abgehört und geortet werden können. Sollte jedoch eine Datenschutzbehörde ein Mautsystem zulassen müssen, gelten ausschliesslich die Bestimmungen dieser Datenschutzbehörde.

Aufgabe

[0007] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeugmodul und ein Verfahren zur Mauterfassung vorzuschlagen, die die Erfassung von Strecken- und Zeitdaten ermöglichen, ohne bestehende Datenschutzgesetze zu verletzen.

Beschreibung

[0008] Diese und weitere Ziele werden durch den Gegenstand gemäss Anspruch 1 und ein Verfahren gemäss Anspruch 5 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Gegenstands sind in den Unteransprüchen definiert.

[0009] In der nachfolgenden Beschreibung sind die einzelnen, verwendeten Begriffe wie folgt definiert: <tb>•<SEP>ID = Identifikations-Code GPS = Die Abkürzung GPS wird synonym für die Bezeichnung GNSS (Global Navigation Satellite System) verwendet und soll nicht ein spezifisches Satelliten Navigationssystem bezeichnen, sondern allgemein für irgendein verfügbares Satellitennavigationssystem stehen (z.B. Galileo, Navstar, GPS, Glonass (Russland) und Compass (China)). <tb>•<SEP>Polygon = Vieleck, das durch eine Vielzahl von Geodäten definiert ist. Die Geodäten beschreiben die Peripherie des Polygons, das einer geschlossenen Fläche entspricht. <tb>•<SEP>Geofencing: Darunter wird in der Telematik die Verbindung zwischen Geoinformationssystem (z.B. GPS), der Lokalisation von Objekten und aktiven Eingriffen verstanden, wenn ein überwachtes Objekt einen fiktiven, eine abgeschlossene Fläche umschliessenden Grenzzaun überschreitet <tb>•<SEP>Fahrzeugspur = eine Reihe von Geokoordinaten, die eine Strecke beschreiben = Track-Log <tb>•<SEP>OBU = On Board Unit = Fahrzeugmodul <tb>•<SEP>Geoposition = Geodäten = Geokoordinaten + UTC-Zeit (Universal Time Code) <tb>•<SEP>Prellversuch = Betrugsversuch <tb>•<SEP>Luftlinien-km = kürzeste Verbindung der letzten Geokoordinate vor einem GPS-Ausfall und der ersten Geokoordinate nach einem GPS-Ausfall <tb>•<SEP>DSRC = Dedicated Short Range Communication = alle standardisierten Frequenzen und Protokolle wie z.B. DSRC, Bluetooth, WLAN, WiFi, ZigBee, RFID oder NFC. Vorzugsweise sind DSRC- Kommunikationseinrichtungen gemäss Vorgaben des deutschen Bundesamtes für Güterverkehr eingesetzt. Solche Kommunikationseinrichtungen für den Europäischen Elektronischen Mautdienst (EETS) verwenden als Kommunikationsgrundlage für eine Kontrolle der OBU’s DSRC auf der Basis von CEN standardisierten 5,8 GHz Mikrowellentechnologie, Die entsprechenden Spezifikationen sind beim deutschen Bundesamt für Güterverkehr bezogen oder von dessen Webseite heruntergeladen werden (www.baq.bund.de) <tb>•<SEP>GPS-km-Zähler = km-Registrierung der Luftlinienverbindungen von aufeinanderfolgenden Geokoordinaten im OBU <tb>•<SEP>Permanenter GPS-Empfang liegt dann vor, wenn die Luftliniendistanz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Geopositions-Auswertungen des OBU kleiner als eine vorbestimmte Distanz, z.B. < 2 km (einstellbarer Wert) beträgt. <tb>•<SEP>Zeitbezogene Maut = Gebühr für die Benutzung von definierten Verkehrs- oder Parkflächen innerhalb eines definierten Zeitraums <tb>•<SEP>Kilometerbezogene Maut = Gebühr pro gefahrenen Kilometer resp. zurückgelegter Wegstrecke innerhalb definierter Verkehrsflächen

[0010] Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugmodul zur Weg- und Zeitdatenerfassung von Fahrzeugen aller Art (Land, Luft, Wasser) mit einem GPS-Modul zur laufenden Berechnung der Fahrzeugposition und des zurückgelegten Weges (= GPS Kilometerzähler), einer Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit einer Überwachungseinrichtung, einer Rechnereinheit mit einem Prozessor und einem Speicher, welche Rechnereinheit mit dem GPS-Modul, der Kommunikationseinrichtung und dem Speicher in Verbindung steht, und einem im Speicher abgelegten Programm und im Speicher abgelegten Daten, wie Fahrzeugmodul-ID und Fahrzeug-Stammdaten jenes Fahrzeugs, in dem das Fahrzeugmodul mitgeführt wird.

[0011] Erfindungsgemäss ist das Fahrzeugmodul dadurch charakterisiert, dass im Speicher die Geokoordinaten einer Vielzahl von Polygonen und deren Identifikationscodes abgespeichert sind, und dass das Programm ausgelegt ist, die innerhalb und ausserhalb eines Polygons zurückgelegten Kilometer und die Polygon-Einfahr- und die Polygon-Ausfahrzeitpunkte zu erfassen und im Speicher abzulegen resp. zwischen zu speichern, damit diese später an ein Überwachungsgerät übermittelt werden können. Das erfindungsgemässe Fahrzeugmodul hat den Vorteil, dass im Unterschied zu anderen bekannten Geräten und Verfahren zur Mauterfassung keine Fahrzeugspur erfasst wird, sondern nur die zurückgelegten Kilometer innerhalb von Polygonen. Solche Polygone sind direkt im Fahrzeugmodul hinterlegt, sodass keine Übermittlung von Positionsdaten an eine externe Stelle nötig ist. Folglich erfüllt ein solches Gerät die Anforderungen eines modernen Datenschutzes,

[0012] Mautflächen wie z.B. Autobahnen, Parkflächen, Stadtkerne oder Länder, etc. werden mit Polygonen umschrieben und im OBU gespeichert. Im OBU werden pro Polygon nur die darin gefahrenen Kilometer und die Polygoneinfahrts- und -Ausfahrtszeiten gespeichert, d.h. es wird innerhalb eines Polygons keine Fahrzeugspur erfasst. Die Polygoneinfahrts- und die Polygonausfahrts-Geokoordinaten werden vorzugsweise nicht gespeichert. Die Datenübertragung vom OBU zur Aussenweit erfolgt vorzugsweise ausschliesslich über DSRC-Systeme. Mit dieser Technik können die Bestimmungen von Datenschutzbehörden und die Anforderungen an ein Mautsystem weitestgehend erfüllt werden. Aus diesem Grund soll auch auf eine GSM-Verbindungseinrichtung verzichtet werden. Eine GSM-Verbindung würde es nämlich ermöglichen, ein Fahrzeugmodul innerhalb eines Gebietes zu lokalisieren, was wiederum den strikten europäischen Datenschutzbestimmungen widersprechen würde.

[0013] Um Prellversuche aufzudecken (z.B. durch Abschirmen bzw. Ausserbetriebsetzung des GPS-Empfängers bzw. des OBU), ist das Fahrzeugmodul so programmiert, dass die zuletzt erfasste Geoposition vor dem GPS-Ausfall und die zuerst erfasste Geoposition nach dem GPS-Ausfall vom Gerät aufgezeichnet und gespeichert wird. Bei entsprechend grossen Distanzen zwischen diesen beiden Geopositionen erfolgt eine Speicherung bzw. Übertragung dieser Geopositionen an den Mautserver. Die ist in Einklang mit den vorherrschenden Datenschutzbestimmungen, die bei nachweislichem Betrugsversuch die Übermittlung von solchen Daten ermöglichen.

[0014] Eine weitere Prellkontrolle ist der manuelle oder datentechnische Abgleich des regulären Kilometerzählers (Tacho) mit dem elektronischen Soll-Kilometerzähler des OBU. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass bei der Inbetriebnahme des OBU der aktuelle Kilometerstand des Fahrzeugs im Server registriert wird. Alternativ ist auch denkbar, dass der Kilometerzähler des Fahrzeugs mit dem OBU. direkt gekoppelt wird und Abweichungen in der Kilometererfassung überwacht werden.

[0015] Alternativ ist auch denkbar, dass der Betriebsstundenzähler des Fahrzeugs mit dem OBU direkt gekoppelt ist und Abweichungen zur Fahrzeiterfassung überwacht werden.

[0016] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Weg- und Zeitdatenerfassung von Fahrzeugen aller Art (Land, Luft, Wasser) gemäss Oberbegriff von Anspruch 5. Bei einem solchen Verfahren werden die Geokoordinaten eines Fahrzeugs über die Zeit erfasst und die zurückgelegte Strecke anhand der berechneten Geokoordinaten berechnet.

[0017] Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch charakterisiert, dass die mautpflichtigen Bereiche in Gestalt einer Vielzahl von Polygonen im Fahrzeugmodul abgespeichert werden, und die innerhalb und ausserhalb eines Polygons zurückgelegten Kilometer und die Polygon-Einfahr- und des- Polygon-Ausfahrzeitpunkte erfasst und im Speicher abgelegt werden, um diese zu einem späteren Zeitpunkt an eine Überwachungseinrichtung resp. Server übermitteln zu können. Im Server können dann die Mautgebühren berechnet und dem Fahrzeugbenutzer in Rechnung gestellt werden.

[0018] Vorteilhaft werden lediglich die in den einzelnen Polygonen zurückgelegten Kilometer, die. Zutrittszeit zum Polygon und die Austrittszeit aus dem Polygon erfasst und gespeichert. Dies hat den Vorteil, dass keine persönlichen Daten, die die Privatsphäre des Benutzers betreffen, übertragen werden müssen. Die erfassten Daten werden zwecks Auswertung und Abrechnung der Maut an einen zentralen Server übermittelt. Dieser kann die Mautgebühren dem Fahrzeugbenutzer in Rechnung stellen oder direkt von einem Konto in Abzug bringen.

[0019] Manipulationsversuche können durch Vergleich der durch die GPS-Kilometerzählung berechneten Strecken mit den Kilometerdaten des im Fahrzeug vorhandenen Kilometerzählers festgestellt werden.

[0020] Vorteilhaft werden die erfassten Daten zwecks Kontrolle der Funktionstüchtigkeit des Fahrzeugmoduls und/oder Berechnung der Mautgebühr an ein Mobilgerät, vorzugsweise an ein Smartphone oder einen Tablet-Computer, übermittelt.

[0021] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben. Diese zeigt schematisch die einzelnen Komponenten eines Mautsystems mit dem erfindungsgemässen Fahrzeugmodul.

[0022] Ein erfindungsgemässes Fahrzeugmodul 11 besitzt eine Rechnereinheit 13, mindestens einen Speicher 15 und ein GPS-Modul 17, für den Empfang von Geokoordinaten von einem die Erde umspannenden Satellitensystem 19. Für die Kommunikation des Fahrzeugmoduls 11 mit einem Kontrollgerät 21 ist ein DSRC-Kommunikationsmodul 23 vorgesehen. Eine Stromversorgungseinheit 25 versorgt die vorbeschriebenen Komponenten des Fahrzeugmoduls mit Strom.

[0023] Im Speicher 15 sind ein Programm 27 und Daten 29 abgelegt. Das Programm 27 dient der Steuerung des Fahrzeugmoduls und der Berechnung der zurückgelegten Strecken. Die im Speicher abgelegten Daten 29 umfassen einerseits eine Vielzahl von Polygonen und andererseits die Stammdaten des Fahrzeugs, in dem das Fahrzeugmodul mitgeführt wird. Die Polygone definieren mittels einer Vielzahl von Geodäten jene Flächen, die überwacht werden sollen und für deren Benutzung eine Mautgebühr fällig wird, Die Polygone sind vorzugsweise so angelegt, dass die zu überwachenden Flächen mit einem Sicherheitsabstand erfasst sind. Die Stammdaten des Fahrzeugs umfassen Daten wie Fahrzeugkennzeichen, Halter des Fahrzeugs,...

[0024] Das Kontrollgerät 21 steht über eine drahtgebundene oder eine drahtlöse Kommunikationsverbindung mit einem Mautserver 31 in Verbindung. Auf dem Mautserver 31 werden anhand der übermittelten Kilometerdaten die Mautgebühren berechnet und dem Benutzer in Rechnung gestellt.

[0025] Die Übermittlung der Kilometerdaten des Fahrzeugmoduls 11 kann grundsätzlich auch mittels eines Smartphones 33 erfolgen. Die Kommunikationsverbindung kann dabei ebenfalls eine DSRC-Verbindung sein. Mittels einer auf dem Smartphone ausführbaren Applikation kann die anfallende Mautgebühr anhand der übermittelten Daten berechnet werden. Ebenso können die Daten auf ein Smartphone eines Kontrollorgans übertragen werden, das beispielsweise die Funktionstüchtigkeit des OBU anhand eines Kilometer/Tacho-Vergleichs feststellen kann.

[0026] Das Fahrzeugmodul funktioniert folgendermassen: Im Fahrzeugmodul werden die zu bewirtschaftenden Flächen in Gestalt von Polygonen hinterlegt. Jedes Polygon ist durch eine Vielzahl von Geodäten definiert, die die Peripherie des jeweiligen Polygons beschreiben. Die Polygone können Strassen oder Strassenabschnitte, Parkflächen, Stadtkerne, Bundesländer etc. einschliessen. Jedes Polygon besitzt einen Identifikationscode. Die für die Benutzung der Polygonfläche fällige Gebühr kann auf Basis von Zeit- und/oder Streckendaten berechnet sein. Die entsprechenden Informationen können in einem zentralen Mautserver hinterlegt sein.

[0027] Im Betrieb erfasst das Fahrzeugmodul auf Basis der empfangenen Geodäten die in den Polygonen zurückgelegten Kilometer und speichert diese ab. Diese werden in regelmässigen oder unregelmässigen zeitlichen Abständen über die vorhandene DSR’C-Kommunikationseinrichtung an den zentralen Mautserver übermittelt, der die Abrechnung der Mautgebühren vornimmt.

Legende

[0028] <tb>11<SEP>Fahrzeugmodul <tb>13<SEP>Rechnereinheit <tb>15<SEP>Speicher <tb>17<SEP>GPS-Modul <tb>19<SEP>Satellitensystem <tb>21<SEP>Kontrollgerät <tb>23<SEP>DSRC-Kommunikationseinrichtung <tb>25<SEP>Stromversorgungseinheit <tb>27<SEP>Programm <tb>29<SEP>Daten <tb>31<SEP>Mautserver <tb>33<SEP>Smartphone

Claims (9)

1. Fahrzeugmodul zur Weg- und Zeitdatenerfassung von Fahrzeugen aller Art (Land, Luft, Wasser) mit – einem GPS-Modul (17) zur laufenden Berechnung der Fahrzeugposition und des zurückgelegten Weges, – einer ersten Kommunikationseinrichtung (23) zur Kommunikation mit einer Überwachungseinrichtung – einer Rechnereinheit (13) mit einem Prozessor und einem Speicher (15), welche Rechnereinheit (13) mit dem GPS-Modul (17), der Kommunikationseinrichtung (23) und dem Speicher (15) in Verbindung steht, und – einem im Speicher (15) abgelegten Programm (27) und – im Speicher (15) abgelegten Daten, wie Fahrzeugmodul-ID und Fahrzeug-Stammdaten jenes Fahrzeugs, in dem das Fahrzeugmodul mitgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass im Speicher (15) die Geokoordinaten einer Vielzahl von Polygonen und deren Identifikationscodes abgespeichert sind, und dass das Programm (27) ausgelegt, die innerhalb und ausserhalb eines Polygons zurückgelegten Kilometer und die Polygon-Einfahr- und des Polygon-Ausfahrzeitpunkte zu erfassen und im Speicher (15) abzulegen.

2. Fahrzeugmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines Polygons keine Fahrzeugspur erfasst wird.

3. Fahrzeugmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (23) eine DSRC-Kommunikationseinrichtung ist.

4. Fahrzeugmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm (27) ausgelegt ist, im Falle eines GPS-Ausfalls die Luftlinien-Distanz zwischen der zuletzt vor einem GPS-Ausfall erfassten Geokoordinate und der zuerst nach dem GPS-Ausfall erfassten Geokoordinate zu berechnen.

5. Verfahren zur Weg- und Zeitdatenerfassung von Fahrzeugen aller Art (Land, Luft, Wasser) mit folgenden Verfahrensschritten: a) Erfassen der Geokoordinaten eines Fahrzeugs über die Zeit, und b) Ermitteln der zurückgelegten Strecke anhand der berechneten Geokoordinaten, dadurch gekennzeichnet, dass die mautpflichtigen Bereiche in Gestalt einer Vielzahl von Polygonen in einem Fahrzeugmodul abgespeichert werden, und die innerhalb und ausserhalb eines Polygons zurückgelegten Kilometer und die Polygon-Einfahr- und des- Polygon-Ausfahrzeitpunkte erfasst und im Speicher (15) abgelegt werden, um diese zu einem späteren Zeitpunkt an eine Überwachungseinrichtung übermitteln zu können.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb und gegebenenfalls ausserhalb der einzelnen Polygonen zurückgelegten Kilometer, die Zutrittszeit zum Polygon und die Austrittszeit aus dem Polygon erfasst und gespeichert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Manipulationsversuche durch Vergleich mit den Kilometerdaten des im Fahrzeug vorhandenen Kilometerzählers festgestellt werden,

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Daten zwecks Auswertung und Abrechnung der Maut an einen zentralen Server übermittelt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Daten zwecks Kontrolle der Funktionstüchtigkeit des Fahrzeugmoduls und/oder Berechnung der Mautgebühr an ein Mobilgerät, vorzugsweise an ein Smartphone oder einen Tablet-Computer, übermittelt werden.