EP2372667A1 - Verfahren zur Detektion von Fahrzeugen mit Anhängern - Google Patents

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EP2372667A1
EP2372667A1 EP10450053A EP10450053A EP2372667A1 EP 2372667 A1 EP2372667 A1 EP 2372667A1 EP 10450053 A EP10450053 A EP 10450053A EP 10450053 A EP10450053 A EP 10450053A EP 2372667 A1 EP2372667 A1 EP 2372667A1
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obus
radio
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trailer
evaluation
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Kapsch TrafficCom AG
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/015—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for distinguishing between two or more types of vehicles, e.g. between motor-cars and cycles
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method for the detection of vehicles with trailers in the context of a road toll system, which comprises at least one radio beacon for radio communication with radio OBUs.
  • Road toll systems for tolling vehicles with the aid of roadside radio beacons which communicate with vehicle-side onboard units or OBUs in order to identify and locate them, are known in various designs. It is often necessary to detect the presence of a trailer, because this determines the height of the toll. In the known systems to either the number of axles is determined in order to close on a trailer with a trailer from a certain number of axles, or the presence of a trailer must be set by the user himself to the OBU of the vehicle.
  • the former requires complex systems for axle counting, such as laser scanners or induction loops in the road, the latter is prone to error and manipulation.
  • the invention has for its object to provide a method for the detection of vehicles with trailers, which is simpler and safer than the known solutions.
  • This object is achieved with a method of the type mentioned above, which is characterized in that vehicles and trailers each own, entrained by these OBUs are assigned, and that a vehicle and a trailer are detected as belonging to each other when an evaluation of the radio communications with their OBUs show that they move with limited and constant mutual distance.
  • the invention is based on the new approach of providing dedicated trailer OBUs and detecting them as belonging to a particular vehicle OBU based on an evaluation of the usual radio communication between radio beacons and OBUs. Based on this detection can then, for example, in a central system belonging to the trailer OBU trailer account assigned to a vehicle OBU vehicle account, so that on the one hand the trailer is not vermautet as a separate vehicle and on the other hand, the vehicle can be tolled as equipped with a trailer.
  • This represents a surprisingly simple way of detecting vehicles with trailers, which requires neither complex axle counting nor error-prone user input to an OBU. Since OBUs are low-cost mass-produced items, the dual OBU equipment for vehicles and trailers is not significantly significant compared to the known axle counting systems and given the toll security that can be achieved by eliminating user input.
  • the method of the invention does not require any special positioning of the trailer OBU within a trailer and trailer truck.
  • the trailer OBU can be mounted both in the trailer itself and in the towing vehicle.
  • the vehicle OBU and the trailer OBU are both arranged side by side in the vehicle, e.g. right next to each other on the windshield.
  • Said distance measurement or localization by means of radio communication can be carried out in any manner known in the art.
  • the phase shift between the two radio communications for distance measurement of the OBUs is preferably used for this purpose.
  • the amplitude difference and / or the Doppler shifts of the two radio communications can be used to measure the movements of the OBUs. In this case, only radio communications within a predetermined time window are preferably taken into account in order to increase the evaluation reliability.
  • the method of the invention is particularly suitable for dedicated short range communication (DSRC) standard road toll systems in all different technological embodiments, eg, infrared, microwave at 5.8 GHz or 5.9 GHz, etc.
  • the radio beacons are preferably DSRC -Funkbaken and the OBUs preferably DSRC-OBUS, more preferably infrared or microwave based.
  • Said evaluation of the radio communications can be performed both centrally in a central system and decentrally in a radio beacon or a e.g. for several radio beacons provided local control of the road toll system.
  • toll accounts corresponding to the OBUs can then be allocated to one another in the central system and / or the radio beacons.
  • the vehicle OBU and the trailer OBU are loaded in parallel, or, more preferably, only the toll account of the vehicle OBU.
  • trailer OBUs are looted as separate vehicles, and on the other hand be ensured that the vehicle toll account is charged with a trailer toll.
  • Fig. 1 a block diagram of the components used in the process of the invention shows.
  • a lorry 1 moves from a vehicle 2 and a trailer 3 on a road 4 as part of a road-tolling system 5, which charges (tolls) the road use.
  • the road toll system 5 includes a plurality of roadside radio beacons 6 which may be in short range radio communications 7, 8 with radio OBUs (on-board units) 9, 10 carried by the truck 1.
  • the radio communications 7, 8 are preferably carried out according to the DSCR standard.
  • the radio beacons 6 Due to the known location of the radio beacons 6 and the limited range of their radio communications 7, 8, the OBUs 9, 10 located on the respective radio coverage areas of the radio beacons 6 and thus the use of the road 4 are charged.
  • the radio beacons 6 are also in data connection with a central system 11, which has 12 toll accounts (OBU accounts) 13, 14 for the OBUs 9, 10 in a database leads.
  • the toll accounts can also be run locally, eg in computers on site at or in the radio beacons. 6
  • the OBUs 9, 10 may be of self-locating type, for example with the aid of a built-in satellite navigation receiver, and transmit their positions to the radio beacons 6 via the radio communications 7, 8.
  • the radio communications 7, 8 need not be of locally limited range and could e.g. Cellular connections and the radio beacons 6 base stations of a mobile network, as known in the art.
  • the vehicle 2 and the trailer 3 each have their own OBU 9, 10 assigned. Accordingly, there are also separate vehicle accounts 13 for vehicle OBUs 9 and own trailer accounts 14 for trailer OBUs 10 in the database 12 of the central system 11 or the decentralized computer.
  • the trailer OBUs 10 can be mounted both in the trailer 3 itself and in the vehicle 2, e.g. directly next to the vehicle OBU 9 on the windshield of the driver's cab of the vehicle 2, are mounted.
  • the two OBUs 9, 10 each move with a small and constant mutual distance in the truck 1, this circumstance can be determined by evaluating the physical parameters of the radio communications 7, 8.
  • the phase shift between the radio communications 7, 8 can be used for distance measurement of the OBUs 9, 10 and, if this distance is less than a predetermined maximum distance and does not change significantly over an observation period in the coverage area of a radio beacon 6, on an associated pair of Vehicle OBU 9 and trailer OBU 10 are closed.
  • the Doppler shift in the radio communications 7, 8 could be measured and from this the movement of the OBUs 9, 10 can be determined; if this is done in the same direction and same speed, can be closed again to an associated pair of OBUs 9, 10.
  • the associated vehicle and trailer accounts 13, 14 can then be assigned to one another in the central system 11 or the decentralized computers of the beacons 6. Thereby, e.g. both accounts 13, 14 are charged in parallel, or - particularly preferred - only the vehicle account 13, thus preventing trailer OBUs 10 from being leased as separate "vehicles" and ensuring that the vehicle account 13 is charged with a trailer toll.
  • toll accounts corresponding to the OBUs can then be allocated to one another in the central system and / or the radio beacons.
  • the vehicle OBU and the trailer OBU are loaded in parallel, or, more preferably, only the toll account of the vehicle OBU.
  • trailer OBUs are looted as separate vehicles, and on the other hand be ensured that the vehicle toll account is charged with a trailer toll.

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Abstract

Verfahren zur Detektion von Fahrzeugen (2) mit Anhängern (3) im Rahmen eines Straßenmautsystems (5), das zumindest eine Funkbake (6) zur Funkkommunikation (7, 8) mit Funk-OBUs (9, 10) umfaßt, wobei Fahrzeugen (2) und Anhängern (3) jeweils eigene, von diesen mitgeführte OBUs (9, 10) zugeordnet, und ein Fahrzeug (2) und ein Anhänger (3) als einander zugehörig detektiert werden, wenn eine Auswertung der Funkkommunikationen (7, 8) mit deren OBUs (9, 10) ergibt, daß sich diese mit begrenztem und gleichbleibendem gegenseitigen Abstand bewegen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Fahrzeugen mit Anhängern im Rahmen eines Straßenmautsystems, das zumindest eine Funkbake zur Funkkommunikation mit Funk-OBUs umfaßt.
  • Straßenmautsysteme zur Vermautung von Fahrzeugen mit Hilfe straßenseitiger Funkbaken, welche mit fahrzeugseitigen Onboard-Units bzw. OBUs kommunizieren, um diese zu identifizieren und lokalisieren, sind in verschiedensten Ausführungen bekannt. Dabei ist es häufig erforderlich, das Vorhandensein eines Anhängers zu detektieren, weil dies die Höhe der Maut bestimmt. Bei den bekannten Systemen wird dazu entweder die Anzahl der Achsen bestimmt, um ab einer bestimmten Achsanzahl auf einen Lastzug mit Anhängern zu schließen, oder das Vorhandensein eines Anhängers muß vom Benutzer selbst an der OBU des Fahrzeugs eingestellt werden. Ersteres erfordert aufwendige Systeme zur Achszählung, wie Laserscanner oder Induktionsschleifen in der Fahrbahn, letzteres ist fehler- und manipulationsanfällig.
  • Die Erfindung setzt sich zum Ziel, ein Verfahren zur Detektion von Fahrzeugen mit Anhängern zu schaffen, welches einfacher und sicherer ist als die bekannten Lösungen.
  • Dieses Ziel wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art erreicht, das sich dadurch auszeichnet, daß Fahrzeugen und Anhängern jeweils eigene, von diesen mitgeführte OBUs zugeordnet werden, und daß ein Fahrzeug und ein Anhänger als einander zugehörig detektiert werden, wenn eine Auswertung der Funkkommunikationen mit deren OBUs ergibt, daß sich diese mit begrenztem und gleichbleibendem gegenseitigen Abstand bewegen.
  • Die Erfindung beruht auf dem neuen Ansatz, eigene Anhänger-OBUs vorzusehen und diese aufgrund einer Auswertung der üblichen Funkkommunikation zwischen Funkbaken und OBUs als zu einer bestimmten Fahrzeug-OBU zugehörig zu detektieren. Auf Grundlage dieser Detektion kann dann beispielsweise in einem Zentralsystem ein zur Anhänger-OBU gehörender Anhänger-Account einem zur Fahrzeug-OBU gehörenden Fahrzeug-Account zugeordnet werden, sodaß einerseits der Anhänger nicht als gesondertes Fahrzeug vermautet wird und anderseits das Fahrzeug als mit einem Anhänger ausgestattet vermautet werden kann. Dies stellt eine überraschend einfache Art der Detektion von Fahrzeugen mit Anhängern dar, welche weder aufwendige Achszählanlagen noch fehleranfällige Benutzereingaben an einer OBU erfordert. Da OBUs kostengünstige Massenartikel sind, fällt auch die doppelte OBU-Ausstattung für Fahrzeuge und Anhänger nicht signifikant ins Gewicht, verglichen mit den bekannten Achszählanlagen und in Anbetracht der Gebührensicherheit, welche durch den Entfall von Benutzereingaben erreicht werden kann.
  • Für das Verfahren der Erfindung ist keine spezielle Positionierung der Anhänger-OBU innerhalb eines Lastzuges aus Fahrzeug und Anhänger erforderlich. So kann die Anhänger-OBU sowohl im Anhänger selbst als auch im Zugfahrzeug montiert werden. Bevorzugt werden die Fahrzeug-OBU und die Anhänger-OBU beide im Fahrzeug nebeneinander angeordnet, z.B. direkt nebeneinander an der Windschutzscheibe.
  • Die genannte Abstandsmessung bzw. Lokalisierung mittels Funkkommunikation kann auf jede in der Technik bekannte Art und Weise erfolgen. Bevorzugt wird hiefür die Phasenverschiebung zwischen den beiden Funkkommunikationen zur Abstandsmessung der OBUs herangezogen. Alternativ oder zusätzlich können die Amplitudendifferenz und/oder die Dopplerverschiebungen der beiden Funkkommunikationen zur Messung der Bewegungen der OBUs herangezogen werden. Bevorzugt werden dabei nur Funkkommunikationen innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters berücksichtigt, um die Auswertesicherheit zu erhöhen.
  • Das Verfahren der Erfindung eignet sich insbesondere für Straßenmautsysteme nach dem DSRC-Standard (dedicated short range communication), in allen unterschiedlichen technologischen Ausführungsformen, z.B. Infrarot, Mikrowelle bei 5,8 GHz oder 5,9 GHz, usw. Demgemäß sind die Funkbaken bevorzugt DSRC-Funkbaken und die OBUs bevorzugt DSRC-OBUS, besonders bevorzugt auf Infrarot- oder Mikrowellenbasis.
  • Die genannte Auswertung der Funkkommunikationen kann sowohl zentral in einem Zentralsystem als auch dezentral in einer Funkbake oder einer z.B. für mehrere Funkbaken vorgesehenen lokalen Steuerung des Straßenmautsystems durchgeführt werden.
  • Nach Detektion eines zueinander gehörenden Paares von OBUs können anschließend im Zentralsystem und/oder den Funkbaken den OBUs zugehörige Mautkonten einander zugeordnet werden. Dadurch können z.B. beide Mautkonten, das der Fahrzeug-OBU und das der Anhänger-OBU, parallel belastet werden, oder - besonders bevorzugt - nur das Mautkonto der Fahrzeug-OBU. In letzterem Fall kann damit auf besonders einfache Art und Weise verhindert werden, daß Anhänger-OBUs als gesonderte Fahrzeuge vermautet werden, und anderseits gewährleistet werden, daß das Fahrzeug-Mautkonto mit einer Anhängermaut belastet wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der beigeschlossenen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Fig. 1 ein Blockschaltbild der im Rahmen des Verfahrens der Erfindung eingesetzten Komponenten zeigt.
  • Gemäß Fig. 1 bewegt sich ein Lastzug 1 aus einem Fahrzeug 2 und einem Anhänger 3 auf einer Straße 4 im Rahmen eines Stra-βenmautsystems 5, das die Straßenbenützung vergebührt (vermautet). Das Straßenmautsystem 5 umfaßt eine Vielzahl von straßenseitigen Funkbaken 6, die in Kurzreichweiten-Funkkommunikationen 7, 8 mit Funk-OBUs (Onboard-Units) 9, 10 treten können, welche vom Lastzug 1 mitgeführt werden. Die Funkkommunikationen 7, 8 erfolgen bevorzugt nach dem DSCR-Standard.
  • Aufgrund des bekannten Orts der Funkbaken 6 und der begrenzten Reichweite ihrer Funkkommunikationen 7, 8 können die OBUs 9, 10 auf die jeweiligen Funkabdeckungsbereiche der Funkbaken 6 lokalisiert und so die Benützung der Straße 4 vergebührt werden. Zu diesem Zweck stehen die Funkbaken 6 auch mit einem Zentralsystem 11 in Datenverbindung, welches in einer Datenbank 12 Mautkonten (OBU-Accounts) 13, 14 für die OBUs 9, 10 führt. Die Mautkonten können aber auch dezentral geführt werden, z.B. in Rechnern vor Ort bei bzw. in den Funkbaken 6.
  • In einer alternativen, hier ebenfalls mitumfaßten Ausführungsform können die OBUs 9, 10 von selbst-lokalisierendem Typ sein, beispielsweise mit Hilfe eines eingebauten Satelliten-Navigationsempfängers, und ihre Positionen über die Funkkommunikationen 7, 8 an die Funkbaken 6 absetzen. In diesem Fall brauchen die Funkkommunikationen 7, 8 nicht von lokal begrenzter Reichweite sein und könnten z.B. Mobilfunkverbindungen und die Funkbaken 6 Basisstationen eines Mobilfunknetzes sein, wie in der Technik bekannt.
  • Wie in Fig. 1 dargestellt, wird dem Fahrzeug 2 und dem Anhänger 3 jeweils eine eigene OBU 9, 10 zugeordnet. Dementsprechend gibt es in der Datenbank 12 des Zentralsystems 11 bzw. der dezentralen Rechner auch eigene Fahrzeug-Accounts 13 für Fahrzeug-OBUs 9 und eigene Anhänger-Accounts 14 für Anhänger-OBUs 10.
  • Die Anhänger-OBUs 10 können sowohl im Anhänger 3 selbst als auch im Fahrzeug 2, z.B. direkt neben der Fahrzeug-OBU 9 an der Windschutzscheibe der Führerkabine des Fahrzeugs 2, montiert werden.
  • Da sich im Lastzug 1 die beiden OBUs 9, 10 jeweils mit geringem und gleichbleibendem gegenseitigen Abstand bewegen, kann dieser Umstand durch Auswertung der physischen Parameter der Funkkommunikationen 7, 8 ermittelt werden. Beispielsweise kann die Phasenverschiebung zwischen den Funkkommunikationen 7, 8 zur Abstandsmessung der OBUs 9, 10 herangezogen werden und, wenn dieser Abstand kleiner als ein vorgegebener Maximalabstand ist und sich über einen Beobachtungszeitraum im Abdeckungsbereich einer Funkbake 6 nicht signifikant ändert, auf ein einander zugehöriges Paar von Fahrzeug-OBU 9 und Anhänger-OBU 10 geschlossen werden. Alternativ oder zusätzlich könnte die Dopplerverschiebung in den Funkkommunikationen 7, 8 gemessen und daraus die Bewegung der OBUs 9, 10 ermittelt werden; wenn diese in gleicher Richtung und gleicher Geschwindigkeit erfolgt, kann wieder auf ein zugehöriges Paar von OBUs 9, 10 geschlossen werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann auch alleine aus der zeitlichen Koinzidenz von Funkkommunikationen 7, 8 auf die physische Nähe zweier OBUs 9, 10 geschlossen werden, z.B. wenn die Fahrzeuge auf der Straße 4 entsprechend vereinzelt werden oder die Funkkommunikationen 7, 8 in sehr kurzer Zeit (als "Burst") abgewickelt werden; aus zwei zeitlich kurz aufeinanderfolgenden Burst-Kommunikationen 7, 8 könnte daher auf die Passage zweier eng benachbarter OBUs 9, 10 geschlossen werden.
  • Nach Detektion eines zueinander gehörenden Paares von OBUs 9, 10 können anschließend im Zentralsystem 11 bzw. den dezentralen Rechnern der Baken 6 auch die zugehörigen Fahrzeug- und Anhänger-Accounts 13, 14 einander zugeordnet werden. Dadurch können z.B. beide Accounts 13, 14 parallel belastet werden, oder - insbesondere bevorzugt - nur der Fahrzeug-Account 13, womit verhindert werden kann, daß Anhänger-OBUs 10 als gesonderte "Fahrzeuge" vermautet werden, und anderseits gewährleistet werden, daß der Fahrzeug-Account 13 mit einer Anhängermaut belastet wird.
  • Nach Detektion eines zueinander gehörenden Paares von OBUs können anschließend im Zentralsystem und/oder den Funkbaken den OBUs zugehörige Mautkonten einander zugeordnet werden. Dadurch können z.B. beide Mautkonten, das der Fahrzeug-OBU und das der Anhänger-OBU, parallel belastet werden, oder - besonders bevorzugt - nur das Mautkonto der Fahrzeug-OBU. In letzterem Fall kann damit auf besonders einfache Art und Weise verhindert werden, daß Anhänger-OBUs als gesonderte Fahrzeuge vermautet werden, und anderseits gewährleistet werden, daß das Fahrzeug-Mautkonto mit einer Anhängermaut belastet wird.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt alle Varianten und Modifikationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Detektion von Fahrzeugen (2) mit Anhängern (3) im Rahmen eines Straßenmautsystems (5), das zumindest eine Funkbake (6) zur Funkkommunikation (7, 8) mit Funk-OBUs (9, 10) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß Fahrzeugen (2) und Anhängern (3) jeweils eigene, von diesen mitgeführte OBUs (9, 10) zugeordnet werden, und daß ein Fahrzeug (2) und ein Anhänger (3) als einander zugehörig detektiert werden, wenn eine Auswertung der Funkkommunikationen (7, 8) mit deren OBUs (9, 10) ergibt, daß sich diese mit begrenztem und gleichbleibendem gegenseitigen Abstand bewegen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeug-OBU (9) und die Anhänger-OBU (10) beide im Fahrzeug (2) nebeneinander angeordnet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die genannte Auswertung die Phasenverschiebung zwischen den beiden Funkkommunikationen (7, 8) zur Abstandsmessung der OBUs (9, 10) herangezogen wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die genannte Auswertung die Amplitudendifferenz zwischen den beiden Funkkommunikationen (7, 8) zur Abstandsmessung der OBUs (9, 10) herangezogen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die genannte Auswertung die Dopplerverschiebungen der beiden Funkkommunikationen (7, 8) zur Messung der Bewegungen der OBUs (9, 10) herangezogen werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die genannte Auswertung nur Funkkommunikationen (7, 8) innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters berücksichtigt werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkbaken (6) DSRC-Funkbaken und die OBUs (9, 10) DSRC-OBUS sind, bevorzugt auf Infrarot- oder Mikrowellenbasis.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Auswertung in einem Zentralsystem (11) des Straßenmautsystems (5) durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Auswertung dezentral in einer Funkbake (6) des Straßenmautsystems (5) oder in einer lokalen Steuerung der Funkbake (6) durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für als einander zugehörig detektierte Fahrzeug- und Anhänger-OBUs (9, 10) diesen zugeordnete Mautkonten (13, 14) belastet werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für als einander zugehörig detektierte Fahrzeug- und Anhänger-OBUs (9, 10) ausschließlich ein der Fahrzeug-OBU (9) zugeordnetes Mautkonto (13) belastet wird.
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