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WO2024068299A1 - Verfahren zur interaktion mit einem mautsystem und fahrzeug - Google Patents

Verfahren zur interaktion mit einem mautsystem und fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2024068299A1
WO2024068299A1 PCT/EP2023/075374 EP2023075374W WO2024068299A1 WO 2024068299 A1 WO2024068299 A1 WO 2024068299A1 EP 2023075374 W EP2023075374 W EP 2023075374W WO 2024068299 A1 WO2024068299 A1 WO 2024068299A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
toll
access point
vehicle
user
computing unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/075374
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg Echard
Mark Gerban
Martin Keppler
Original Assignee
Mercedes-Benz Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mercedes-Benz Group AG filed Critical Mercedes-Benz Group AG
Priority to KR1020257008357A priority Critical patent/KR20250051710A/ko
Priority to CN202380063488.XA priority patent/CN119816876A/zh
Publication of WO2024068299A1 publication Critical patent/WO2024068299A1/de

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Classifications

    • 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
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/30—Payment architectures, schemes or protocols characterised by the use of specific devices or networks
    • G06Q20/32—Payment architectures, schemes or protocols characterised by the use of specific devices or networks using wireless devices
    • G06Q20/322—Aspects of commerce using mobile devices [M-devices]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/24—Accounting or billing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q2240/00—Transportation facility access, e.g. fares, tolls or parking

Definitions

  • the invention relates to a method for interacting with a toll system according to the type defined in the preamble of claim 1 and to a vehicle for carrying out the method.
  • Various access control mechanisms are known for granting access to or exit from a toll road section.
  • toll stations with a barrier blocking passage at the beginning and end of a toll road section.
  • a ticket is drawn and the barrier opens.
  • you leave the ticket is inserted into a corresponding machine and the applicable toll fee can be paid.
  • the disadvantage here is the high level of manual effort. The person driving the vehicle has to open their window and lean out to receive or pay for the corresponding ticket. As a result, long queues often form along the individual lanes in front of the barriers.
  • the vehicle's license plate number can be deposited with a toll system operator for a prepaid fee, for example.
  • Transponder-based devices are also known.
  • a toll device is installed or carried in a vehicle, which is used to store a unique user ID.
  • This user ID is linked to a personal user account of the person driving the vehicle with the respective toll system operator.
  • the vehicle approaches a toll station, the user ID is transmitted wirelessly. transmitted to the toll station via the transponder.
  • the toll station is connected to a central computer such as a cloud server, which stores information about which user IDs are authorized to use the corresponding toll route. If an authorized user ID is recognized, the barrier opens.
  • transponder housing can also be provided with an optoelectronic code such as a barcode or QR code, which can be held in front of a scanner at the toll station.
  • the need to pick up the transponder or toll device and manually interact with a terminal at the toll station leads to a high loss of time and reduces comfort for the person driving the vehicle.
  • queues of vehicles can form, which can put pressure on the person driving the vehicle and thus further reduce comfort.
  • WO 2022207324 A1 describes a generic method for interacting with a toll system.
  • a user ID stored in a vehicle-internal toll device which can be authorized to authorize driving on the toll road section, is transmitted wirelessly to the toll system .
  • a computing unit of a vehicle carrying the toll device determines a location of the vehicle with the aid of position determination means and compares the position of the vehicle with a digital road map, toll information being stored in the digital road map, which at least describes whether a respective road section is subject to toll and if so , which toll company manages the respective road section and where it is located Access points to the respective road section are located.
  • a payment process can be carried out when the vehicle approaches, i.e. when the vehicle falls below a minimum distance from the toll road section, in order to authorize the user ID after successful payment, ie the authorization to drive on the road section for this user ID after payment receive.
  • An identification feature assigned to the vehicle for example an official vehicle registration number and/or the user ID stored in the toll device or a transponder, can also be stored with a billing service provider and/or operator of the toll road section. If the vehicle comes to the access point, which can be equipped with a barrier, the barrier can be opened automatically if the authorized user ID, for example in the form of the vehicle license plate, is recognized on the toll system, in particular by a camera.
  • a transponder can wirelessly transmit the authorized user ID or identification feature to the toll system so that the barrier can be opened and traffic on the road section can be permitted.
  • DE 10 2013 114 935 A1 describes an internet-based payment method for parking fees.
  • an ID stored in an on-board unit is read out by an access control device, such as a barrier, using radio and linked to parking information, such as identification of the parking facility and applicable parking fees or parking duration.
  • parking information such as identification of the parking facility and applicable parking fees or parking duration.
  • This information can be sent to a service provider to automatically carry out payment for the parking process. It should be noted that in the event of disruptions, tried and tested payment methods such as taking a ticket and paying manually at a payment machine on site can generally be used.
  • the present invention is based on the object of specifying an improved method for interacting with a toll system, with the help of which user comfort is improved in a toll system based on radio technology for transmitting a user ID.
  • this object is achieved by a method for interacting with a toll system with the features of claim 1.
  • Advantageous configurations and further training as well as a vehicle to carry out the procedure result from the dependent claims.
  • a user ID stored in a vehicle-internal toll device can be transmitted wirelessly to the toll system, whereby the user ID ID is authorized to authorize driving on the toll road section, and wherein a computing unit of a vehicle carrying the toll device uses positioning means to determine a location of the vehicle and compares it with a digital road map, toll information being stored in the digital road map, which at least describes whether a respective road section is subject to toll and, if so, by which toll company the respective road section is managed and where the access points to the respective road section are located.
  • the method is further developed in that:
  • the authorised user ID is transmitted wirelessly to the access point (2);
  • the computing unit starts a timer when the vehicle approaches a respective access point
  • the computing unit detects a communication failure between the toll device and the access point if the computing unit does not detect any passage through the access point after the timer has exceeded a set time limit; and in this case:
  • the computing unit causes the authorised user ID together with an access point reference to be transmitted indirectly via a central computing device to the access point via the Internet;
  • the computing unit causes the authorised user ID or an identifier representing the user ID to be transmitted from the toll device directly or indirectly via the computing unit to a mobile terminal, whereby the user ID or the identifier can be read from the mobile terminal by the access point via an input interface.
  • the computing unit first automatically determines whether there is a communication disruption at all. If this is the case, various possible solutions are provided depending on the situation.
  • the access point can be a toll station, in particular with a barrier, to prevent further travel, for example in order to be able to drive on the road section or leave the road section being traveled on.
  • the user ID stored in the toll device can be automatically transmitted to the access point via the central computing device, so that entry into or exit from the toll road section is made possible.
  • “Transferred to the access point” in this context means both a direct transfer to the access point and an indirect transfer via a backend of the respective toll company.
  • the user ID itself can be transmitted to the access point, whereupon the access point checks whether the respective user ID is authorized to pass through the access point.
  • the access point can access a computing device in which the corresponding authorization information is stored. This can also be a computing device external to the access point, such as the backend of the toll company.
  • the user ID is transmitted to the backend of the toll company, whereupon, after successful authentication, the backend sends a command to the access point to grant continued travel, for example to open said barrier.
  • the user ID or an identifier representing the user ID can be transmitted to a mobile device of the person driving the vehicle, such as a smartphone, tablet computer, wearable or the like.
  • the identifier is, for example, a checksum, a code, an optoelectronic code or the like.
  • the identifier can then be shown on a display device of the mobile device.
  • the person driving the vehicle can then use the mobile Terminal device to an input interface of the access point.
  • the input interface can be, for example, a keypad or a camera or a scanner or the like. Using a camera or scanner, the user ID or identifier can be automatically read by the access point from the display device of the mobile terminal.
  • the person driving the vehicle can read the user ID or identifier themselves and enter it manually via the keypad. In any case, it is not necessary for the person driving the vehicle to pick up the toll device themselves or a transponder or even to remove it from a corresponding holder on the vehicle.
  • the mobile device can be coupled to the computing unit or to the toll device.
  • a coupling is possible, for example, via Bluetooth, WiFi or also wired, for example via a USB cable.
  • This enables the user ID or identifier to be transmitted directly to the mobile device.
  • the user ID or identifier can also be transmitted to mobile devices that are not coupled to the computing unit or toll device.
  • the computing unit can control an internal vehicle display device such as the display of a head unit, an instrument cluster or the like in order to display the user ID or identifier on it.
  • the mobile device can have visual recording devices such as a camera. This makes it possible to photograph the identifier or user ID issued in the vehicle with the mobile device. The photo or a display content generated from it can then be shown on the display of the mobile device and thus used to interact with the input interface.
  • an attempt is first made to see whether the fully automatic transmission of the user ID to the access point via the Internet is possible. If this is not possible, the next step is to automatically transmit the user ID or identifier to the mobile device. If this is not possible either, the last step is to display the user ID or identifier visually in the vehicle so that the person driving the vehicle can take a photo of the user ID or identifier.
  • the person driving the vehicle can also read the user ID or identifier directly from the display device in the vehicle, remember it and then enter it manually using an input interface designed as a keypad.
  • the vehicle can, for example, have a navigation device as a means of determining its position.
  • the navigation system can be based on the use of a global navigation satellite system such as GPS, Galileo, Beidou or the like. In particular, if several such systems, such as GPS and Galileo, are used, the geoposition of the vehicle can be determined particularly precisely.
  • the digital road map shows which roads or road sections are subject to tolls. It also shows which toll company manages them. This information is used to determine which company the user ID should be sent to or which user ID needs to be read out, since different user IDs can be kept for different toll companies.
  • the toll information also includes the respective locations where the access points to or from the toll road section are located. This enables the computing unit to detect when the vehicle approaches a particular access point.
  • An approach can be detected based on various approaches. For example, a fixed radius can be defined for a particular access point, whereby it is then concluded that the vehicle is approaching the respective access point if the vehicle falls below a fixed distance from this radius or enters a circle spanned by the radius.
  • the toll information can also include information describing which payment methods can be used to pay the toll at the respective toll company.
  • the payment information of the person driving the vehicle can also be stored in the computing unit, which is then transmitted together with the user ID so that a smooth payment process can be carried out.
  • the user ID and, if applicable, the payment information mentioned above can generally already be stored in the central computing device.
  • the central computing device is, for example, formed by a cloud server of the vehicle manufacturer of the vehicle of the person driving the vehicle.
  • the vehicle manufacturer thus acts as a link between the person driving the vehicle and the toll company.
  • the person driving the vehicle will have various Use the vehicle manufacturer's services that require the vehicle manufacturer to store personal data and payment information.
  • the vehicle manufacturer therefore already has the information necessary to process the toll payment process or to grant access to or exit from the toll road section.
  • the set time limit can vary depending on the situation. For example, higher time limits, such as two minutes or five minutes, can be used for toll stations with comparatively few lanes, and a comparatively shorter time limit such as 30 seconds, 45 seconds or one minute can be used for toll stations with comparatively many lanes.
  • the timer is started when the computing unit determines, based on the location of the vehicle and the location of the access point, that the vehicle is in the immediate vicinity of a respective access point, for example two meters in front of a respective barrier. It is also preferred to check whether the vehicle is stationary. This is an indication that the barrier is not opening, which in turn is an indication of a disturbed radio connection. With a functional radio connection, the barrier would open as the vehicle approached the barrier. Accordingly, the vehicle would not come to a standstill.
  • the access point reference is transmitted together with the user ID.
  • This access point reference is required so that a corresponding backend of the toll company can carry out an assignment in order to transmit the user ID or an entry or exit confirmation to open the barrier or to allow access to the respective access point.
  • the access point reference can be determined by the computing unit in different ways.
  • the access point reference of a respective access point can also be included in the toll information, i.e. in the digital road map.
  • the vehicle can also have optical detection means such as cameras, which allows visual features of the access point to be captured.
  • an access point ID can be visibly arranged at a corresponding access point, which is then read by the vehicle using the camera.
  • a backend of the toll company can be used to control the access point.
  • the authorized user ID authorizes the vehicle or the user to drive on the toll road section and according to the method according to the invention this is also possible if the direct communication between the toll device and the access point is disrupted because according to the method according to the invention there are other communication paths for transmitting the authorized User ID is provided.
  • the computing unit monitors the movement of the vehicle and determines that the vehicle is or has been stationary after the timer has started, at least until the time limit is reached;
  • the computing unit compares the position of the vehicle with the position of the access point and recognizes that the vehicle is in front of the access point in the direction of travel when the time limit is reached; and or
  • the vehicle records its surroundings using an environmental camera and the computing unit recognises, by evaluating camera images generated by the environmental camera, that the vehicle is in front of the access point in the direction of travel;
  • the computing unit receives manual user input indicating the communication disruption.
  • the detection options listed above can be used individually or in combination.
  • the combination makes it possible to determine particularly reliably whether the vehicle has passed the access point or not, which is a corresponding indication of the communication disruption. Detecting that the vehicle is in front of the access point based on the standstill of the vehicle at least until the time limit is reached represents a particularly simple method. This reduces the effort required to carry out the method according to the invention. Detecting the vehicle's presence in front of the access point based on the determined position of the vehicle and the comparison of the position of the access point stored in the digital road map is more complex, but allows an even more reliable detection of whether the vehicle is in front of the access point in the direction of travel or this happened.
  • the vehicle will not stop directly in front of the access point, for example the barrier in question, but that another vehicle with a communication disruption will block further travel. In this case, there may be no communication disruption between the toll device in your vehicle and the access point.
  • the vehicle Based on the location of the vehicle, it could be recognized that the vehicle itself is still far enough away from the actual access point, which can be used for the actual transmission of the user ID to the access point via the Internet or sending to to maintain the mobile device.
  • the vehicle can also be assigned to a lane of the access point here. However, this requires a comparatively precise determination of the whereabouts.
  • a camera-based environment detection can also be carried out by the computing unit.
  • a particularly reliable detection of the presence in front of the access point is possible.
  • visual features of the access point can also be recorded, which allows the vehicle to be assigned to a lane and thus to a respective barrier.
  • the person driving the vehicle can tap a corresponding control panel shown on a touch-sensitive display device in the vehicle. This can be labeled "malfunction" and is automatically displayed in advance, for example, when the vehicle approaches the respective access point.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention further provides that before the computing unit transmits the user ID to the access point or the user ID or the identifier is sent to the mobile device, the computing unit makes a proactive user query via a human-machine interface as to whether passing through the access point is desired, and the corresponding transmission only takes place when the user query is confirmed.
  • Various devices can be used as a human-machine interface. An interaction between the person driving the vehicle and the vehicle or computing unit is possible, for example via voice. Acoustic information can be issued as a spoken message in the vehicle and a voice response from the person driving the vehicle can be recorded using a microphone. Visual information can also be output on display devices in the vehicle. The person driving the vehicle can then use, for example, a touch-sensitive display in the vehicle to answer.
  • the mobile device can also be used as an operating interface thanks to the connection to the computing unit or the toll device.
  • the user query is also used to ask whether the user ID should be transmitted to the access point via the central computer or whether the user ID or the identifier should be transmitted to the mobile device.
  • This allows the person driving the vehicle to decide each time a communication fault occurs between the toll device and the access point how the user ID should be transmitted to the access point to allow the vehicle to continue driving.
  • a preset can also be made as to which of the methods mentioned should preferably be carried out as the standard variant. It is particularly preferred to carry out the three different reaction options one after the other automatically, starting from the highest level of automation to the variant with the highest manual effort.
  • the user ID or identifier is preferably transmitted exclusively to authorized mobile devices. This makes it possible to prevent or at least make it more difficult for an attacker to compromise the transmission of the user ID. If the user ID or identifier is transmitted to a mobile device, there could generally be a risk that an attacker from outside the vehicle could transmit the data his own mobile device. The attacker could also be responsible for the communication disruption between the toll device and the access point. If the user ID or identifier is then transmitted to the attacker's mobile device, the attacker can use the captured user ID to pass through the access point. This would result in costs for the actual owner of the user ID.
  • a mobile device can be considered authorized if it is linked to the computing unit or toll device. As already mentioned, this coupling can be done via Bluetooth, WiFi or wired, for example. In addition, the mobile device can also be identified and only those mobile devices that are included in a positive list are considered authorized. A mobile device can be identified, for example, via a serial number, a dedicated SIM card, a Bluetooth address, a MAC address or the like.
  • This optoelectronic code then only contains coded information for the access point that it should enable further travel, for example, that it should open the corresponding barrier. This makes it possible to ensure that the person driving the vehicle continues its journey in a particularly reliable manner.
  • the computing unit and the toll device are set up to carry out a method described above.
  • the vehicle can be any vehicle such as a car, truck, van, bus or the like.
  • FIG. 1 shows a schematic top view of a toll station with a disturbed radio connection.
  • Figure 1 shows a top view of an access point 2 to a toll road section 1.
  • the toll road section 1 is located behind the access point 2 in the direction of travel in Figure 1.
  • the access point 2 is therefore used to control the entrance to the toll road section 1.
  • the toll road section 1 is located in front of the access point 2 in the direction of travel and thus represents the access point 2 for controlling an exit from the toll road section 1.
  • the access point 2 is formed by a toll station 2.4.
  • the toll station 2.4 in turn comprises a barrier 2.1 for each lane to allow a respective vehicle 5 to continue driving.
  • the barriers 2.1 can be controlled centrally by a computer device 2.3, or each can have its own control device.
  • the vehicle 5 has a toll device 3 in which a user ID of the person driving the vehicle 5 is stored.
  • the user ID is linked to a user account of the person driving the vehicle with a toll company operating the access point 2. If the access point 2 receives an authorized user ID, the vehicle 5 is allowed to continue driving.
  • the user ID is typically transmitted from the toll device 3 to the access point 2 by radio.
  • the toll device 3 comprises suitable transmission means such as a transponder or an antenna 9.
  • the toll station 2.4 also has at least one antenna 2.2 for receiving the user ID.
  • the toll station 2.4 can, as shown in Figure 1, have a central antenna 2.2 or also individual antennas for individual lanes or for each barrier 2.1.
  • the radio connection between the antennas 2.2 and 9 is disrupted in FIG.
  • the transmission of the user ID from the toll device 3 to the toll station 2.4 via radio is therefore not possible.
  • the user effort can now be reduced in order to still be able to ensure that the vehicle 5 continues its journey.
  • a computing unit 4 of the vehicle 5 thus determines a location of the vehicle 5 and compares this with a digital road map. Toll information is stored in the digital road map, which describes exactly where access points 2 of a respective toll road section 1 are located and which toll company operates them. As a result, the computing unit 4 recognizes that the vehicle 5 is approaching the access point 2.
  • a location field 10 is defined for each barrier 2.1, which a timer is started when the vehicle 5 enters it. The timer can only be started when the vehicle 5 comes to a standstill in the area 10. If the timer expires, i.e. if the timer exceeds a set time limit, this is an indication that the respective barrier 2.1 remains closed, which in turn is an indication that the said radio connection between the antennas 2.2 and 9 is disturbed.
  • the computing unit 4 then preferably automatically, if necessary also only through a manual user input, causes the user ID from the toll device 3 to be transmitted to a central computing device 6 via a wireless communication interface 11 of the vehicle 5, for example via mobile radio.
  • the central computing device 6 is, for example, a cloud server of a vehicle manufacturer.
  • the user ID can already be stored in the central computing device 6.
  • the computing unit 4 sends a request to forward the user ID via the wireless communication interface 11. Together with the authorized user ID or this request, an access point reference is transmitted to the central computing device 6, whereby the central computing device 6 is informed which vehicle 5 or which person driving the vehicle which access point 2 of a respective toll company he wants to pass.
  • the central computing device 6 then contacts a backend 12 of the respective toll company.
  • the backend 12 can also be a cloud server.
  • the backend 12 is communicatively connected to the computing device 2.3 of the toll station 2.4 via a communication connection, for example also via the Internet.
  • the user ID or a request to open the barrier 2.1 is thus forwarded from the backend 12 via the computing device 2.3 to control the respective barrier 2.1. This makes it particularly convenient for the vehicle 5 to continue driving without any manual effort being required from the person driving the vehicle.
  • the forwarding of the user ID or the request to open the barrier via the central computing device 6 and the backend 12 to the computing device 2.3 may be disrupted.
  • the user ID from the toll device 3 or an identifier representing the respective user ID for example a sequence of numbers, a password, an optoelectronic code or the like, can also be transmitted to a mobile terminal 7 of the person driving the vehicle.
  • an optoelectronic code is transmitted to the mobile terminal 7 and shown on a display device of the mobile terminal 7.
  • Each barrier 2.1 has an input interface 8, in this case a camera or a scanner. The optoelectronic code can be read from the mobile terminal 7 via the input interface 8. The barrier 2.1 then opens and allows the vehicle to continue driving.
  • the corresponding information can also be shown on a display device in the vehicle 5 and photographed using the mobile terminal 7.
  • the method according to the invention allows the vehicle 5 to pass through the access point 2 with a restricted or prevented radio connection between the toll device 3 and the access point 2.
  • the person driving the vehicle would have to manually remove the user ID or a corresponding identifier from an outer skin of the toll device 3 or of a corresponding transponder.
  • the toll device 3 or the transponder must be picked up, which involves considerable effort.
  • the user ID can be transmitted to the access point 2 in a different way, preferably with a particularly high degree of automation, so that the barrier 2.1 can open.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Interaktion mit einem Mautsystem, wobei zum Gewähren einer Einfahrt in einen oder Ausfahrt aus einem mautpflichtigen Straßenabschnitt (1) an einer Zugangsstelle (2) des mautpflichtigen Straßenabschnitts (1) eine in einem fahrzeuginternen Mautgerät (3) gespeicherte Nutzer-ID, die zur Berechtigung des Befahrens des mautpflichtigen Straßenabschnitts autorisiert ist, drahtlos an das Mautsystem übermittelbar ist, wobei eine Recheneinheit (4) eines das Mautgerät (3) mitführenden Fahrzeugs (5) mit Hilfe von Positionsbestimmungsmitteln eine Aufenthaltsposition des Fahrzeugs (5) ermittelt und mit einer digitalen Straßenkarte abgleicht, wobei in der digitalen Straßenkarte Mautinformationen gespeichert sind, welche zumindest beschreiben, ob ein jeweiliger Straßenabschnitt mautpflichtig ist und wenn ja, durch welches Mautunternehmen der jeweilige Straßenabschnitt verwaltet wird und wo sich Zugangsstellen (2) zum jeweiligen Straßenabschnitt befinden. Es ist vorgesehen, dass die autorisierte Nutzer-ID drahtlos an die Zugangsstelle (2) übertragen wird; die Recheneinheit (4) beim Annähern des Fahrzeugs (5) an eine jeweilige Zugangsstelle (2) einen Timer startet; die Recheneinheit (4) eine Kommunikationsstörung zwischen Mautgerät (3) und Zugangsstelle (2) feststellt, wenn die Recheneinheit (4) nach Überschreiten des Timers eines festgelegten Zeitlimits kein Passieren der Zugangsstelle (2) feststellt; und in diesem Falle: die Recheneinheit (4) bewirkt, dass die autorisierte Nutzer-ID zusammen mit einer Zugangsstellenreferenz mittelbar über eine zentrale Recheneinrichtung (6) über das Internet an die Zugangsstelle (2) übertragen wird; oder die Recheneinheit (4) bewirkt, dass die autorisierte Nutzer-ID oder ein die autorisierte Nutzer-ID repräsentierender Identifikator aus dem Mautgerät (3) unmittelbar oder mittelbar über die Recheneinheit (4) an ein mobiles Endgerät (7) übertragen wird, wobei die Nutzer-ID oder der Identifikator von der Zugangsstelle (2) durch eine Eingabeschnittstelle (8) aus dem mobilen Endgerät (7) auslesbar ist.

Description

Verfahren zur Interaktion mit einem Mautsystem und Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Interaktion mit einem Mautsystem nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art sowie ein Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens.
Zum Gewähren von Zugang bzw. Ausfahrt aus einem mautpflichtigen Straßenabschnitt sind verschiedene Zugangskontrollmechanismen bekannt. Typischerweise befinden sich an Anfang und Ende eines mautpflichtigen Straßenabschnitts Mautstationen mit einer die Durchfahrt versperrenden Schranke. Zum Einfahren in den mautpflichtigen Straßenabschnitt wird ein Ticket gezogen und die Schranke öffnet sich. Beim Verlassen wird das Ticket in einen entsprechenden Automat eingeführt und die anfallende Mautgebühr kann entrichtet werden. Nachteilig ist dabei der hohe manuelle Aufwand. So muss die fahrzeugführende Person ihr Fenster öffnen und sich hinauslehnen, um das entsprechende Ticket in Empfang zu nehmen bzw. zu bezahlen. Hierdurch bilden sich oftmals lange Schlangen entlang der einzelnen Fahrspuren vor den Schranken.
Zur Vermeidung dieser Nachteile sind automatisierte Mautsysteme bekannt. Dabei kann das Kennzeichen des Fahrzeugs beispielsweise gegen eine Prepaid-Gebühr bei einem entsprechenden Mautsystembetreiber hinterlegt werden. An einer jeweiligen Mautstation sind Kameras vorhanden, welche die Kennzeichen der die jeweilige Mautstrecke nutzenden Fahrzeuge scannen. Wird ein hinterlegtes Kennzeichen erfasst, so wird ein Öffnen der Schranke bewirkt, um einen Zugang zum bzw. eine Ausfahrt aus dem mautpflichtigen Straßenabschnitt zu gewähren.
Ebenfalls sind transponderbasierte Vorrichtungen bekannt. So wird in einem Fahrzeug ein Mautgerät installiert bzw. mitgeführt, welches zum Speichern einer eindeutigen Nutzer-ID dient. Diese Nutzer-ID ist mit einem persönlichen Nutzerkonto der entsprechenden fahrzeugführenden Person beim jeweiligen Mautsystembetreiber verknüpft. Nähert sich das Fahrzeug einer Mautstation, so wird die Nutzer-ID drahtlos über den Transponder an die Mautstation übertragen. Die Mautstation steht in Kommunikationsverbindung zu einer zentralen Recheneinrichtung wie einem Cloudserver, auf dem Informationen hinterlegt sind, welche Nutzer-IDs zur Nutzung der entsprechenden Mautstrecke autorisiert sind. Wird eine autorisierte Nutzer-ID erkannt, so öffnet die Schranke.
Dabei kommt es des Öfteren zu Problemen. So kann die Funkverbindung zwischen Transponder und Mautstation gestört sein. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn Schnee auf der Windschutzscheibe des Fahrzeugs liegt und ein an der Windschutzscheibe befestigter Transponder genutzt wird. Somit kann die Nutzer-ID nicht übertragen werden und die Schranke bleibt geschlossen. Die fahrzeugführende Person muss dann den Transponder bzw. das entsprechende Mautgerät abnehmen und eine darauf aufgedruckte Identifikationsnummer bzw. Code ablesen und diese dann über ein Terminal an der Mautstation händisch eingeben. Ein solches Transpondergehäuse kann auch mit einem optoelektronisch Code wie einem Barcode oder QR-Code versehen sein, welcher vor einen Scanner der Mautstation gehalten werden kann. Das Erfordernis, den Transponder bzw. das Mautgerät in die Hand zu nehmen und manuell mit einem Terminal der Mautstation in Interaktion treten zu müssen, führt zu einem hohen Zeitverlust und reduziert den Komfort für die fahrzeugführende Person. Zudem können sich Fahrzeugschlangen bilden, was die fahrzeugführende Person unter Druck setzen kann und damit den Komfort zusätzlich reduziert.
Die WO 2022207324 A1 beschreibt ein gattungsbildendes Verfahren für die Interaktion mit einem Mautsystem. Zum Gewähren einer Einfahrt in einen oder Ausfahrt aus einem mautpflichtigen Straßenabschnitt an einer Zugangsstelle eines mautpflichtigen Straßenabschnitts ist vorgesehen, dass eine in einem fahrzeuginternen Mautgerät gespeicherte Nutzer-ID, die zur Berechtigung des Befahrens des mautpflichtigen Straßenabschnitts autorisiert werden kann, drahtlos an das Mautsystem übertragen wird. Eine Recheneinheit eines das Mautgerät mitführenden Fahrzeugs ermittelt mit Hilfe von Positionsbestimmungsmitteln eine Aufenthaltsposition des Fahrzeugs und gleicht die Position des Fahrzeugs mit einer digitalen Straßenkarte ab, wobei in der digitalen Straßenkarte Mautinformationen gespeichert sind, welche zumindest beschreiben, ob ein jeweiliger Straßenabschnitt mautpflichtig ist und wenn ja, durch welches Mautunternehmen der jeweilige Straßenabschnitt verwaltet wird und wo sich Zugangsstellen zum jeweiligen Straßenabschnitt befinden. Nach dem bekannten Verfahren kann ein Bezahlvorgang beim Annähern, also beim Unterschreiten eines Mindestabstands des Fahrzeugs an den mautpflichtigen Straßenabschnitt abgewickelt werden, um nach erfolgreicher Bezahlung die Nutzer-ID zu autorisieren, d.h. die Berechtigung zum Befahren des Straßenabschnitts für diese Nutzer-ID nach Bezahlung zu erhalten. Dabei kann auch ein dem Fahrzeug zugeordnetes Identifikationsmerkmal, beispielsweise ein amtliches Fahrzeugkennzeichen und/oder die im Mautgerät bzw. einem Transponder gespeicherte Nutzer-ID bei einem Abrechnungsdienstleister und/oder Betreiber des mautpflichtigen Straßenabschnitts hinterlegt werden. Kommt das Fahrzeug an die Zugangsstelle, die mit einer Schranke ausgestattet sein kann, kann die Schranke automatisiert geöffnet werden, wenn die autorisierte Nutzer-ID, beispielsweise in Form das Fahrzeugkennzeichens, insbesondere durch eine Kamera, am Mautsystem erkannt wird. Ein Transponder kann die autorisierte Nutzer-ID bzw. das Identifikationsmerkmal drahtlos an das Mautsystem übertragen, so dass die Schranke geöffnet und das Befahren des Straßenabschnitts freigegeben werden kann.
Aus der DE 10 2013 114 935 A1 ist ein internetbasiertes Bezahlen von Parkgebühren bekannt. Hierzu wird eine in einer Onbord-Unit gespeicherte ID von einer Zufahrtskontrolleinrichtung, wie einer Schranke, funkbasiert ausgelesen und mit Parkinformationen, wie einer Identifikation der Parkanlage, und anfallenden Parkgebühren bzw. einer Parkdauer verknüpft. Diese Informationen können an einen Dienstanbieter zum automatischen Durchführen der Bezahlung des Parkvorgangs versendet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass generell im Falle von Störungen bewährte Bezahlmethoden wie das Ziehen eines Tickets und das manuelle Bezahlen an einem Bezahlautomat vor Ort durchgeführt werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Interaktion mit einem Mautsystem anzugeben, mit dessen Hilfe der Nutzerkomfort bei einem auf der Funktechnologie zur Übertragung einer Nutzer-ID basierendem Mautsystem verbessert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Interaktion mit einem Mautsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie ein Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.
Bei einem Verfahren zur Interaktion mit einem Mautsystem der eingangs genannten Art ist zum Gewähren einer Einfahrt in einen oder Ausfahrt aus einem mautpflichtigen Straßenabschnitt an einer Zugangsstelle des mautpflichtigen Straßenabschnitts eine in einem fahrzeuginternen Mautgerät gespeicherte Nutzer-ID drahtlos an das Mautsystem übermittelbar, wobei die Nutzer-ID zur Berechtigung des Befahrens des mautpflichtigen Straßenabschnitts autorisiert ist, und wobei eine Recheneinheit eines das Mautgerät mitführenden Fahrzeugs mit Hilfe von Positionsbestimmungsmitteln eine Aufenthaltsposition des Fahrzeugs ermittelt und mit einer digitalen Straßenkarte abgleicht, wobei in der digitalen Straßenkarte Mautinformationen gespeichert sind, welche zumindest beschreiben, ob ein jeweiliger Straßenabschnitt mautpflichtig ist und wenn ja, durch welches Mautunternehmen der jeweilige Straßenabschnitt verwaltet wird und wo sich Zugangsstellen zum jeweiligen Straßenabschnitt befinden. Das Verfahren wird erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass
- die autorisierte Nutzer-ID drahtlos an die Zugangsstelle (2) übertragen wird;
- die Recheneinheit beim Annähern des Fahrzeugs an eine jeweilige Zugangsstelle einen Timer startet;
- die Recheneinheit eine Kommunikationsstörung zwischen Mautgerät und Zugangsstelle feststellt, wenn die Recheneinheit nach Überschreiten des Timers eines festgelegten Zeitlimits kein Passieren der Zugangsstelle feststellt; und in diesem Falle:
- die Recheneinheit bewirkt, dass die autorisierte Nutzer-ID zusammen mit einer Zugangsstellenreferenz mittelbar über eine zentrale Recheneinrichtung über das Internet an die Zugangsstelle übertragen wird; oder
- die Recheneinheit bewirkt, dass die autorisierte Nutzer-ID oder ein die Nutzer-ID repräsentierender Identifikator aus dem Mautgerät unmittelbar oder mittelbar über die Recheneinheit an ein mobiles Endgerät übertragen wird, wobei die Nutzer-ID oder der Identifikator von der Zugangsstelle durch eine Eingabeschnittstelle aus dem mobilen Endgerät auslesbar ist.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich der Nutzerkomfort im Falle einer Kommunikationsstörung zwischen Mautgerät und Zugangsstelle erhöhen, indem der manuelle Aufwand, um dennoch das Passieren der Zugangsstelle ermöglichen zu können, für die fahrzeugführende Person des Fahrzeugs auf ein Mindestmaß reduziert wird. So wird zuerst automatisiert durch die Recheneinheit festgestellt, ob überhaupt eine Kommunikationsstörung vorliegt. Ist dies der Fall, werden je nach Situation verschiedene Lösungsmöglichkeiten bereitgestellt.
Bei der Zugangsstelle kann es sich um eine Mautstation, insbesondere mit einer Schranke, handeln zum Verhindern der Weiterfahrt, beispielsweise um den Straßenabschnitt befahren oder den befahrenen Straßenabschnitt verlassen zu können.
So kann gemäß einer ersten Ausführung die im Mautgerät bevorratete Nutzer-ID automatisiert über die zentrale Recheneinrichtung an die Zugangsstelle übertragen werden, sodass eine Einfahrt in bzw. Ausfahrt aus dem mautpflichten Straßenabschnitt ermöglicht wird. Dies ist besonders komfortabel, da bei diesem Ansatz keinerlei manueller Aufwand für die fahrzeugführende Person entsteht. „An die Zugangsstelle übertragen“ meint in diesem Zusammenhang sowohl eine unmittelbare Übertragung an die Zugangsstelle, als auch eine mittelbare Übertragung über ein Backend des respektiven Mautunternehmens. Bei der unmittelbaren Übertragung kann die Nutzer-ID selbst an die Zugangsstelle übertragen werden, woraufhin die Zugangsstelle überprüft, ob die jeweilige Nutzer-ID zum Passieren der Zugangsstelle autorisiert ist. Hierzu kann die Zugangsstelle auf eine Recheneinrichtung zugreifen, in der die entsprechenden Autorisierungsinformationen gespeichert sind. Dabei kann es sich auch um eine zur Zugangsstelle externe Recheneinrichtung wie das Backend des Mautunternehmens handeln. Bei der mittelbaren Übertragung wird die Nutzer-ID an das Backend des Mautunternehmens übertragen, woraufhin das Backend nach erfolgreicher Authentifizierung einen Befehl zum Gewähren einer Weiterfahrt, beispielsweise zum Öffnen besagter Schranke, an die Zugangsstelle sendet.
Alternativ kann die Nutzer-ID oder ein die Nutzer-ID repräsentierender Identifikator an ein mobiles Endgerät der fahrzeugführenden Person wie ein Smartphone, Tabletcomputer, Wearable oder dergleichen übertragen werden. Bei dem Identifikator handelt es sich beispielsweise um eine Prüfsumme, einen Code, einen optoelektronischen Code oder dergleichen. Der Identifikator kann dann auf eine Anzeigevorrichtung des mobilen Endgeräts dargestellt werden. Die fahrzeugführende Person kann dann das mobile Endgerät zu einer Eingabeschnittstelle der Zugangsstelle führen. Bei der Eingabeschnittstelle kann es sich beispielsweise um ein Tastenfeld oder auch eine Kamera oder einen Scanner oder dergleichen handeln. Mittels einer Kamera bzw. Scanners kann die Nutzer-ID oder der Identifikator durch die Zugangsstelle automatisiert von der Anzeigevorrichtung des mobilen Endgeräts abgelesen werden. Es ist jedoch auch möglich, dass die fahrzeugführende Person selbst die Nutzer-ID bzw. den Identifikator abliest und händisch über das Tastenfeld eingibt. In jedem Falle ist es nicht erforderlich, dass die fahrzeugführende Person das Mautgerät selbst oder einen Transponder in die Hand nehmen oder gar aus einer entsprechenden Halterung am Fahrzeug entnehmen muss.
Das mobile Endgerät kann mit der Recheneinheit oder auch mit dem Mautgerät gekoppelt sein. Eine Koppelung ist beispielsweise mittels Bluetooth, WiFi oder auch kabelgebunden, beispielsweise über ein USB-Kabel, möglich. Dies ermöglicht eine unmittelbare Übertragung der Nutzer-ID bzw. des Identifikators an das mobile Endgerät. Die Nutzer-ID bzw. der Identifikator lässt sich auch an nicht mit der Recheneinheit bzw. dem Mautgerät gekoppelte mobile Endgeräte übertragen. So kann beispielsweise die Recheneinheit eine fahrzeuginterne Anzeigevorrichtung wie das Display einer Headunit, ein Kombiinstrument oder dergleichen ansteuern, um die Nutzer-ID bzw. den Identifikator darauf anzuzeigen. Das mobile Endgerät kann über visuelle Erfassungsmittel wie eine Kamera verfügen. Dies ermöglicht es den im Fahrzeug ausgegebenen Identifikator bzw. die Nutzer-ID mit dem mobilen Endgerät abzufotografieren. Das Foto oder ein daraus erzeugter Anzeigeinhalt kann dann über das Display des mobilen Endgeräts angezeigt und so zur Interaktion mit der Eingabeschnittstelle genutzt werden.
Bevorzugt wird zuerst versucht, ob die vollautomatische Übertragung der Nutzer-ID über das Internet an die Zugangsstelle möglich ist. Ist dies nicht möglich, so wird als nächstes versucht die Nutzer-ID bzw. den Identifikator automatisch an das mobile Endgerät zu übertragen. Ist auch das nicht möglich, so wird als letzter Schritt die Nutzer-ID bzw. der Identifikator visuell im Fahrzeug angezeigt, sodass die fahrzeugführende Person die Nutzer-ID bzw. den Identifikator abfotografieren kann. Selbstverständlich kann die fahrzeugführende Person die Nutzer-ID bzw. den Identifikator auch direkt von der Anzeigevorrichtung im Fahrzeug ablesen, sich merken und dann händisch über eine als Tastenfeld ausgestaltete Eingabeschnittstelle eingeben. Als Positionsbestimmungsmittel kann das Fahrzeug beispielsweise über ein Navigationsgerät verfügen. Das Navigationssystem kann auf der Nutzung eines globalen Navigationssatelittensystems wie GPS, Galileo, Beidou oder dergleichen basieren. Insbesondere wenn mehrere solcher Systeme, beispielsweise GPS und Galileo, verwendet werden, lässt sich die Geoposition des Fahrzeugs besonders genau bestimmen. In der digitalen Straßenkarte ist hinterlegt, welche Straßen bzw. Straßenabschnitte mautpflichtig sind. Zudem ist hinterlegt, welches Mautunternehmen diese verwaltet. Diese Information wird genutzt, um zu ermitteln, an welches Unternehmen die Nutzer-ID zu übersenden ist, bzw. welche Nutzer-ID ausgelesen werden muss, da für unterschiedliche Mautunternehmen auch verschiedene Nutzer-IDs vorgehalten werden können. Zudem umfassen die Mautinformationen die jeweiligen Orte an denen sich die Zugangsstellen zum bzw. aus dem mautpflichten Straßenabschnitt befinden. Dies ermöglicht es der Recheneinheit das Annähern des Fahrzeugs an eine jeweilige Zugangsstelle zu detektieren.
Eine Annäherung kann dabei basierend auf verschiedenen Ansätzen erkannt werden. Beispielsweise kann ein festgelegter Radius zu einer jeweiligen Zugangsstelle definiert werden, wobei dann auf ein Annähern des Fahrzeugs an die jeweilige Zugangsstelle geschlossen wird, wenn das Fahrzeug einen festgelegten Abstand zu diesem Radius unterschreitet bzw. einen durch den Radius aufgespannten Kreis hineinfährt. Die Mautinformationen können auch Informationen umfassen, welche beschreiben, welche Zahlungsmethoden zum Begleichen der Maut beim jeweiligen Mautunternehmen genutzt werden können. Ergänzend können auch die Bezahlinformationen der fahrzeugführenden Person in der Recheneinheit gespeichert sein, welche dann gemeinsam mit der Nutzer-ID übermittelt werden, sodass ein reibungsfreier Bezahlvorgang durchgeführt werden kann.
Die Nutzer-ID sowie gegebenenfalls ergänzend besagte Zahlungsinformationen können generell auch bereits in der zentralen Recheneinrichtung gespeichert sein. Die zentrale Recheneinrichtung wird beispielsweise von einem Cloudserver des Fahrzeugherstellers des Fahrzeugs der fahrzeugführenden Person ausgebildet. Der Fahrzeughersteller fungiert hierdurch als Bindeglied zwischen der fahrzeugführenden Person und dem Mautunternehmen. Insbesondere wird die fahrzeugführende Person verschiedene Dienstleistungen des Fahrzeugherstellers in Anspruch nehmen, welche das Speichern von personenbezogenen Daten und Bezahlinformationen beim Fahrzeughersteller erfordern. Somit verfügt der Fahrzeughersteller ohnehin über die zur Abwicklung des Bezahlvorgangs der Maut bzw. zur Gewährung von Zugang bzw. Ausfahrt aus dem mautpflichten Straßenabschnitt notwendigen Informationen.
Das festgelegte Zeitlimit kann je nach Situation unterschiedlich ausgestaltet sein. Beispielsweise können für Mautstationen mit vergleichsweise wenig Fahrspuren höhere Zeitlimits, wie zwei Minuten oder fünf Minuten, verwendet werden und für Mautstationen mit vergleichsweise vielen Fahrspuren ein hierzu im Vergleich kürzeres Zeitlimit wie 30 Sekunden, 45 Sekunden oder eine Minute. Insbesondere wird dann der Timer gestartet, wenn die Recheneinheit basierend auf der Aufenthaltsposition des Fahrzeugs und der Aufenthaltsposition der Zugangsstelle feststellt, dass sich das Fahrzeug in unmittelbarer Nähe zu einer jeweiligen Zugangsstelle befindet, beispielsweise zwei Meter vor einer jeweiligen Schranke. Bevorzugt wird dabei auch überprüft, ob das Fahrzeug stillsteht. Dies ist ein Indiz dafür, dass sich die Schranke nicht öffnet, was wiederum ein Indiz für die gestörte Funkverbindung ist. So würde sich nämlich bei einer funktionsfähigen Funkverbindung die Schranke bereits während sich das Fahrzeug der Schranke annähert öffnen. Entsprechend würde es nicht zum Stillstand des Fahrzeugs kommen.
Bei der automatisierten Weiterleitung der Nutzer-ID an die Zugangsstelle über das Internet wird zusammen mit der Nutzer-ID die Zugangsstellenreferenz übertragen. Diese Zugangsstellenreferenz wird benötigt, damit ein entsprechendes Backend des Mautunternehmens eine Zuordnung durchführen kann, um die Nutzer-ID bzw. eine Einfahr- oder Ausfahrbestätigung zum Öffnen der Schranke bzw. Freigeben einer Zufahrt an die jeweilige Zugangsstelle zu übermitteln. Die Zugangsstellenreferenz kann durch die Recheneinheit auf unterschiedliche Art und Weise ermittelt werden.
Beispielsweise kann die Zugangsstellenreferenz einer jeweiligen Zugangsstelle ebenfalls in den Mautinformationen, also in der digitalen Straßenkarte, enthalten sein. Das Fahrzeug kann jedoch auch über optische Erfassungsmittel wie Kameras verfügen, was das Erfassen von visuellen Merkmalen der Zugangsstelle erlaubt. So kann an einer entsprechenden Zugangsstelle beispielsweise eine Zugangsstellen-ID sichtbar angeordnet sein, welche dann vom Fahrzeug mittels der Kamera ausgelesen wird. Zum Ansteuern der Zugangsstelle kann wie bereits erwähnt ein Backend des Mautunternehmens genutzt werden.
Die autorisierte Nutzer-ID berechtigt das Fahrzeug bzw. den Nutzer zum Befahren des mautpflichtigen Straßenabschnitts und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist dies auch dann möglich, wenn die direkte Kommunikation zwischen Mautgerät und Zugangsstelle gestört ist, weil nach dem erfindungsgemäßen Verfahren andere Kommunikationswege zum Übertragen der autorisierten Nutzer-ID bereitgestellt werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Recheneinheit dadurch darauf schließt, dass das Fahrzeug die Zugangsstelle nicht passiert, indem nach Ablauf des Timers:
- die Recheneinheit eine Fortbewegung des Fahrzeugs überwacht und feststellt, dass das Fahrzeug nach Starten des Timers zumindest bis zum Erreichen des Zeitlimits stillsteht oder stillgestanden hat; und/oder
- die Recheneinheit die Aufenthaltsposition des Fahrzeugs mit der Position der Zugangsstelle vergleicht und erkennt, dass sich das Fahrzeug in Fahrtrichtung beim Erreichen des Zeitlimits vor der Zugangsstelle aufhält; und/oder
- das Fahrzeug mittels einer Umgebungskamera sein Umfeld erfasst und die Recheneinheit durch Auswerten mit der Umgebungskamera erzeugter Kamerabilder erkennt, dass sich das Fahrzeug in Fahrtrichtung vor der Zugangsstelle aufhält; und/oder
- die Recheneinheit eine manuelle Nutzereingabe empfängt, welche auf die Kommunikationsstörung hinweist.
Die im vorigen aufgezählten Erkennungsmöglichkeiten können einzeln oder auch in Kombination angewendet werden. Das Kombinieren erlaubt dabei besonders zuverlässig feststellen zu können, ob das Fahrzeug die Zugangsstelle passiert hat oder nicht, was ein entsprechender Hinweis auf die Kommunikationsstörung ist. Das Erkennen eines Aufenthalts des Fahrzeugs vor der Zugangsstelle basierend auf dem Stillstand des Fahrzeugs zumindest bis zum Erreichen des Zeitlimits stellt eine besonders einfache Methode dar. Dies reduziert den Aufwand zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Erkennen des Aufenthalts des Fahrzeugs vor der Zugangsstelle basierend auf der ermittelten Aufenthaltsposition des Fahrzeugs und dem Abgleich der in der digitalen Straßenkarte hinterlegten Position der Zugangsstelle ist zwar aufwändiger, erlaubt jedoch eine noch zuverlässigere Erkennung, ob sich das Fahrzeug in Fahrtrichtung vor der Zugangsstelle aufhält oder diese passiert hat. Bei der rein zeitbasierten Variante besteht nämlich das Risiko, dass das Fahrzeug nicht unmittelbar vor der Zugangsstelle, also beispielsweise besagter Schranke hält, sondern ein weiteres Fahrzeug mit einer Kommunikationsstörung die Weiterfahrt versperrt. In diesem Falle besteht dann gegebenenfalls keine Kommunikationsstörung zwischen dem Mautgerät des eigenen Fahrzeugs und der Zugangsstelle. So könnte basierend auf der Aufenthaltsposition des Fahrzeugs erkannt werden, dass das Fahrzeug an sich noch weit genug vor der eigentlichen Zugangsstelle entfernt ist, was dazu genutzt werden kann, für die eigentliche Übermittlung der Nutzer-ID an die Zugangsstelle über das Internet bzw. Versenden an das mobile Endgerät zu warten. Insbesondere lässt sich auch hier eine Zuordnung des Fahrzeugs zu einer Fahrspur der Zugangsstelle durchführen. Dies erfordert jedoch eine vergleichsweise genaue Ermittlung der Aufenthaltsposition.
Alternativ oder ergänzend kann auch eine kamerabasierte Umfelderfassung durch die Recheneinheit durchgeführt werden. Auch hier ist eine besonders zuverlässige Erkennung des Aufenthalts vor der Zugangsstelle möglich. Wie bereits im vorigen erwähnt können dabei auch visuelle Merkmale der Zugangsstelle erfasst werden, was eine Zuordnung des Fahrzeugs zu einer Fahrspur und damit zu einer jeweiligen Schranke erlaubt.
Sollten jedoch alle im vorigen erwähnten Methoden fehlschlagen, so ist es auch möglich, mittels einer manuellen Nutzereingabe der Recheneinheit mitzuteilen, dass eine Durchfahrt durch die Zugangsstelle nicht möglich ist. So kann beispielsweise die fahrzeugführende Person ein entsprechendes auf einer berührungsempfindlichen Anzeigevorrichtung im Fahrzeug dargestelltes Bedienfeld antippen. Dieses kann mit der Aufschrift „Funktionsstörung“ versehen sein, und wird beispielsweise dann vorab automatisch eingeblendet, wenn sich das Fahrzeug der jeweiligen Zugangsstelle nähert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ferner vor, dass bevor die Recheneinheit die Übertragung der Nutzer-ID an die Zugangsstelle oder der Nutzer-ID oder des Identifikators an das mobile Endgerät bewirkt, die Recheneinheit über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle eine proaktive Nutzerabfrage stellt, ob ein Passieren der Zugangsstelle gewünscht ist, und die entsprechende Übertragung erst dann erfolgt, wenn die Nutzerabfrage bestätigt wird. Hierdurch lässt sich ein versehentliches und damit unerwünschtes Übertragen der Nutzer-ID bzw. des Identifikators verhindern. Als Mensch-Maschine-Schnittstelle können verschiedene Vorrichtungen genutzt werden. So ist eine Interaktion zwischen fahrzeugführender Person und Fahrzeug bzw. Recheneinheit beispielsweise über Sprache möglich. So können akustische Hinweise als gesprochene Nachricht im Fahrzeug ausgegeben werden und eine per Sprache ausgegebene Antwort der fahrzeugführenden Person mittels Mikrofon erfasst werden. Auch können visuelle Informationen auf Anzeigevorrichtungen im Fahrzeug ausgegeben werden. Zum Antworten kann dann die fahrzeugführende Person beispielsweise ein berührempfindliches Display im Fahrzeug nutzen. Auch kann das mobile Endgerät dank der Kopplung mit der Recheneinheit bzw. dem Mautgerät als Bedienschnittstelle genutzt werden.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird mittels der Nutzerabfrage ergänzend eine Abfrage gestellt, ob die Nutzer-ID über die zentrale Recheneinrichtung an die Zugangsstelle übertragen werden soll oder, ob die Nutzer-ID oder der Identifikator an das mobile Endgerät übertragen werden soll. Hierdurch kann die fahrzeugführende Person jedes Mal beim Auftreten einer Kommunikationsstörung zwischen Mautgerät und Zugangsstelle entscheiden, auf welche Art und Weise die Nutzer-ID an die Zugangsstelle zum Freigeben einer Weiterfahrt übermittelt werden soll. Generell kann auch eine Voreinstellung getroffen werden, welche der erwähnten Methoden bevorzugt als Standardvariante ausgeführt werden soll. Besonders bevorzugt werden automatisiert die drei verschiedenen Reaktionsmöglichkeiten hintereinander ausgehend vom höchsten Automatisierungsgrad bis zur Variante mit dem höchsten manuellen Aufwand durchgeführt.
Bevorzugt wird die Nutzer-ID oder der Identifikator ausschließlich an autorisierte mobile Endgeräte übertragen. Hierdurch lässt sich das Kompromittieren der Übertragung der Nutzer-ID durch einen Angreifer verhindern oder zumindest erschweren. Wird nämlich die Nutzer-ID bzw. der Identifikator an ein mobiles Endgerät übertragen, so könnte generell das Risiko bestehen, dass ein fahrzeugexterner Angreifer eine Übertragung an sein eigenes mobiles Endgerät bewirkt. Der Angreifer könnte dabei selbst auch für die Kommunikationsstörung zwischen Mautgerät und Zugangsstelle verantwortlich sein. Wird die Nutzer-ID bzw. der Identifikator dann an das mobile Endgerät des Angreifers übertragen, so kann der Angreifer selbst die erbeutete Nutzer-ID zum Passieren der Zugangsstelle nutzen. Hierdurch würden Kosten für den eigentlichen Besitzer der Nutzer-ID entstehen.
Ein mobiles Endgerät kann als autorisiert gelten, wenn es mit der Recheneinheit bzw. dem Mautgerät gekoppelt ist. Diese Kopplung kann wie bereits erwähnt beispielsweise per Bluetooth, WiFi oder auch kabelgebunden erfolgen. Ergänzend kann das mobile Endgerät auch identifiziert werden, und nur solche mobilen Endgeräte als autorisiert gelten, die in einer Positivliste enthalten sind. Ein mobiles Endgerät lässt sich beispielsweise über eine Seriennummer, eine dedizierte SIM-Karte, eine Bluetooth- Adresse, eine MAC-Adresse oder dergleichen identifizieren.
Generell wäre es möglich, dass ein Angreifer auch die Kommunikationsverbindung der Zugangsstelle zum Backend des Mautunternehmens stört. In diesem Falle könnte die Zugangsstelle nicht mehr überprüfen, ob trotz empfangener Nutzer-ID diese für das Passieren der Zugangsstelle autorisiert ist oder nicht. Entsprechend würde eine jeweilige Schranke geschlossen bleiben. In diesem Falle könnte eine bestehende Kommunikationsverbindung des Fahrzeugs zum Internet, insbesondere zur zentralen Recheneinrichtung, genutzt werden, um entsprechende Daten auszutauschen. So könnte die Nutzer-ID über die zentrale Recheneinrichtung an das Backend des Mautunternehmens gesendet werden, welches diese prüft und feststellt, dass das Passieren der Zugangsstelle erlaubt ist. Das Backend übermittelt dann an die zentrale Recheneinrichtung eine Freigabeinformation weiter. Diese Freigabeinformation wird dann von der zentralen Recheneinrichtung an die Recheneinheit des Fahrzeugs übermittelt und in Form eines optoelektronischen Codes an das mobile Endgerät übertragen. Dieser optoelektronische Code enthält dann lediglich eine codierte Information für die Zugangsstelle, dass diese die Weiterfahrt freigeben soll, also beispielsweise die entsprechende Schranke öffnen soll. Hierdurch lässt sich in besonders zuverlässiger Art und Weise die Weiterfahrt der fahrzeugführenden Person gewährleisten. Bei einem Fahrzeug mit einer Recheneinheit und einem Mautgerät sind erfindungsgemäß die Recheneinheit und das Mautgerät zur Durchführung eines im vorigen beschriebenen Verfahrens eingerichtet. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug wie einen Pkw, Lkw, Transporter, Bus oder dergleichen handeln.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Interaktion mit dem Mautsystem ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher beschrieben wird.
Dabei zeigt Figur 1 eine schematisierte Draufsicht auf eine Mautstation mit einer gestörten Funkverbindung.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Zugangsstelle 2 zu einem mautpflichtigen Straßenabschnitt 1. Der mautpflichtige Straßenabschnitt 1 liegt in Figur 1 in Fahrtrichtung hinter der Zugangsstelle 2. Somit dient die Zugangsstelle 2 zur Kontrolle der Einfahrt in den mautpflichtigen Straßenabschnitt 1. Generell wäre es jedoch auch möglich, dass sich der mautpflichtige Straßenabschnitt 1 in Fahrtrichtung vor der Zugangsstelle 2 befindet und somit die Zugangsstelle 2 zum Kontrollieren einer Ausfahrt aus dem mautpflichtigen Straßenabschnitt 1 darstellt.
Die Zugangsstelle 2 wird durch eine Mautstation 2.4 ausgebildet. Die Mautstation 2.4 umfasst wiederum eine Schranke 2.1 für jede Fahrspur zum Freigeben einer Weiterfahrt für ein jeweiliges Fahrzeug 5. Die Schranken 2.1 können durch eine Recheneinrichtung 2.3 zentral angesteuert werden, oder auch jeweils über ein eigenes Steuergerät verfügen. Zur automatisierten Mauterfassung weist das Fahrzeug 5 ein Mautgerät 3 auf, in dem eine Nutzer-ID der fahrzeugführenden Person des Fahrzeugs 5 hinterlegt ist. Die Nutzer-ID ist mit einem Nutzerkonto der fahrzeugführenden Person bei einem die Zugangsstelle 2 betreibenden Mautunternehmen verknüpft. Empfängt die Zugangsstelle 2 eine autorisierte Nutzer-ID, so ist eine Weiterfahrt für das Fahrzeug 5 einzuräumen. Eine Übertragung der Nutzer-ID aus dem Mautgerät 3 zur Zugangsstelle 2 erfolgt typischerweise per Funk. Hierzu umfasst das Mautgerät 3 geeignete Übertragungsmittel wie einen Transponder bzw. eine Antenne 9. Die Mautstation 2.4 verfügt ebenfalls über zumindest eine Antenne 2.2 zum Empfangen der Nutzer-ID. Die Mautstation 2.4 kann, wie in Figur 1 dargestellt, eine zentrale Antenne 2.2 aufweisen oder aber auch einzelne Antennen für individuelle Fahrspuren bzw. für jede Schranke 2.1.
Wie durch einen Blitz angedeutet, ist in Figur 1 die Funkverbindung zwischen den Antennen 2.2 und 9 gestört. Die Übertragung der Nutzer-ID aus dem Mautgerät 3 an die Mautstation 2.4 per Funk ist somit nicht möglich. Mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich nun der Nutzeraufwand, um dennoch eine Weiterfahrt für das Fahrzeug 5 gewährleisten zu können, reduzieren.
So bestimmt eine Recheneinheit 4 des Fahrzeugs 5 eine Aufenthaltsposition des Fahrzeugs 5 und gleicht diese mit einer digitalen Straßenkarte ab. In der digitalen Straßenkarte sind Mautinformationen gespeichert, welche beschreiben, wo sich genau Zugangsstellen 2 eines jeweiligen mautpflichtigen Straßenabschnitts 1 befinden und durch welches Mautunternehmen diese betrieben werden. Hierdurch erkennt die Recheneinheit 4, dass sich das Fahrzeug 5 der Zugangsstelle 2 annähert. Gemäß dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist hierzu für jede Schranke 2.1 ein Aufenthaltsfeld 10 definiert, bei dessen Betreten durch das Fahrzeug 5 ein Timer gestartet wird. Der Timer kann dabei auch erst dann gestartet werden, wenn das Fahrzeug 5 im Aufenthaltsfeld 10 zum Stehen kommt. Läuft der Timer ab, sprich überschreitet der Timer ein festgelegtes Zeitlimit, so ist dies ein Indiz dafür, dass die jeweilige Schranke 2.1 geschlossen bleibt, was wiederum ein Indiz dafür ist, dass besagte Funkverbindung zwischen den Antennen 2.2 und 9 gestört ist.
Die Recheneinheit 4 bewirkt dann bevorzugt automatisch, gegebenenfalls auch erst durch eine manuelle Nutzereingabe, dass die Nutzer-ID aus dem Mautgerät 3 über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 11 des Fahrzeugs 5, beispielsweise per Mobilfunk, an eine zentrale Recheneinrichtung 6 übermittelt wird. Bei der zentralen Recheneinrichtung 6 handelt es sich beispielsweise um einen Cloudserver eines Fahrzeugherstellers. Die Nutzer-ID kann bereits in der zentralen Recheneinrichtung 6 hinterlegt sein. In diesem Falle versendete die Recheneinheit 4 über die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 11 eine Aufforderung zum Weitervermitteln der Nutzer-ID. Zusammen mit der autorisierten Nutzer-ID bzw. dieser Aufforderung wird eine Zugangsstellenreferenz an die zentrale Recheneinrichtung 6 übermittelt, wodurch die zentrale Recheneinrichtung 6 informiert wird, welches Fahrzeug 5 bzw. welche fahrzeugführende Person welche Zugangsstelle 2 eines jeweiligen Mautunternehmens passieren möchte. Daraufhin kontaktiert die zentrale Recheneinrichtung 6 ein Backend 12 des jeweiligen Mautunternehmens. Bei dem Backend 12 kann es sich ebenfalls um einen Cloudserver handeln. Das Backend 12 ist über eine Kommunikationsverbindung, beispielsweise ebenfalls über das Internet, mit der Recheneinrichtung 2.3 der Mautstation 2.4 kommunikativ verbunden. Somit wird die Nutzer-ID bzw. eine Aufforderung zum Öffnen der Schranke 2.1 vom Backend 12 über die Recheneinrichtung 2.3 zum Ansteuern der jeweiligen Schranke 2.1 weitergeleitet. Dies ermöglicht besonders komfortabel eine Weiterfahrt für das Fahrzeug 5, ohne das ein manueller Aufwand für die fahrzeugführende Person entsteht.
Gegebenenfalls kann eine Weiterleitung der Nutzer-ID bzw. der Aufforderung zum Öffnen der Schranke über die zentrale Recheneinrichtung 6 und das Backend 12 an die Recheneinrichtung 2.3 gestört sein. Um dennoch eine komfortable Weiterfahrt zu ermöglichen kann die Nutzer-ID aus dem Mautgerät 3 oder auch ein die jeweilige Nutzer- ID repräsentierender Identifikator, beispielsweise eine Ziffernfolge, ein Passwort, ein optoelektronischer Code oder dergleichen, auch an ein mobiles Endgerät 7 der fahrzeugführenden Person übertragen werden. Beispielsweise wird ein optoelektronischer Code an das mobile Endgerät 7 übertragen und dieser auf einer Anzeigevorrichtung des mobilen Endgeräts 7 dargestellt. Eine jeweilige Schranke 2.1 verfügt über eine Eingabeschnittstelle 8, in diesem Falle eine Kamera oder ein Scanner. Über die Eingabeschnittstelle 8 lässt sich der optoelektronische Code vom mobilen Endgerät 7 auslesen. Die Schranke 2.1 öffnet daraufhin und gibt die Weiterfahrt frei.
Ist eine automatische Übertragung der Nutzer-ID bzw. des Identifikators von der Recheneinheit 4 an das mobile Endgerät 7 auch nicht möglich, so kann die entsprechende Information auch auf einer Anzeigevorrichtung im Fahrzeug 5 dargestellt und mittels des mobilen Endgeräts 7 abfotografiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt das Passieren der Zugangsstelle 2 durch das Fahrzeug 5 bei einer eingeschränkten oder unterbundenen Funkverbindung zwischen dem Mautgerät 3 und der Zugangsstelle 2. Normalerweise müsste die fahrzeugführende Person die Nutzer-ID oder einen entsprechenden Identifikator manuell von einer Außenhaut des Mautgeräts 3 bzw. eines entsprechenden Transponders ablesen. Hierzu muss das Mautgerät 3 bzw. der Transponder in die Hand genommen werden, was mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich jedoch die Nutzer-ID, bevorzugt mit einem besonders hohen Automatisierungsgrad, auf einem anderen Wege an die Zugangsstelle 2 übertragen, sodass die Schranke 2.1 öffnen kann.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Interaktion mit einem Mautsystem, wobei zum Gewähren einer Einfahrt in einen oder Ausfahrt aus einem mautpflichtigen Straßenabschnitt (1) an einer Zugangsstelle
(2) des mautpflichtigen Straßenabschnitts (1) eine in einem fahrzeuginternen Mautgerät (3) gespeicherte Nutzer-ID, die zur Berechtigung des Befahrens des mautpflichtigen Straßenabschnitts autorisiert ist, drahtlos an das Mautsystem übermittelbar ist, wobei
- eine Recheneinheit (4) eines das Mautgerät
(3) mitführenden Fahrzeugs (5) mit Hilfe von Positionsbestimmungsmitteln eine Aufenthaltsposition des Fahrzeugs (5) ermittelt und mit einer digitalen Straßenkarte abgleicht, wobei in der digitalen Straßenkarte Mautinformationen gespeichert sind, welche zumindest beschreiben, ob ein jeweiliger Straßenabschnitt mautpflichtig ist und wenn ja, durch welches Mautunternehmen der jeweilige Straßenabschnitt verwaltet wird und wo sich Zugangsstellen (2) zum jeweiligen Straßenabschnitt befinden, dadurch gekennzeichnet, dass
- die autorisierte Nutzer-ID drahtlos an die Zugangsstelle (2) übertragen wird;
- die Recheneinheit
(4) beim Annähern des Fahrzeugs
(5) an eine jeweilige Zugangsstelle (2) einen Timer startet;
- die Recheneinheit (4) eine Kommunikationsstörung zwischen Mautgerät (3) und Zugangsstelle (2) feststellt, wenn die Recheneinheit (4) nach Überschreiten des Timers eines festgelegten Zeitlimits kein Passieren der Zugangsstelle (2) feststellt; und in diesem Falle:
- die Recheneinheit (4) bewirkt, dass die autorisierte Nutzer-ID zusammen mit einer Zugangsstellenreferenz mittelbar über eine zentrale Recheneinrichtung
(6) über das Internet an die Zugangsstelle (2) übertragen wird; oder
- die Recheneinheit (4) bewirkt, dass die autorisierte Nutzer-ID oder ein die autorisierte Nutzer-ID repräsentierender Identifikator aus dem Mautgerät (3) unmittelbar oder mittelbar über die Recheneinheit (4) an ein mobiles Endgerät
(7) übertragen wird, wobei die Nutzer-ID oder der Identifikator von der Zugangsstelle (2) durch eine Eingabeschnittstelle (8) aus dem mobilen Endgerät (7) auslesbar ist. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (4) dadurch darauf schließt, dass das Fahrzeug (5) die Zugangsstelle (2) nicht passiert, indem nach Ablauf des Timers:
- die Recheneinheit (4) eine Fortbewegung des Fahrzeugs (5) überwacht und feststellt, dass das Fahrzeug (5) nach Starten des Timers zumindest bis zum Erreichen des Zeitlimits im Wesentlichen stillsteht oder stillgestanden hat; und/oder
- die Recheneinheit (4) die Aufenthaltsposition des Fahrzeugs (5) mit der Position der Zugangsstelle (2) vergleicht und erkennt, dass sich das Fahrzeug (5) in Fahrtrichtung beim Erreichen des Zeitlimits vor der Zugangsstelle (2) aufhält; und/oder
- das Fahrzeug (5) mittels einer Umgebungskamera sein Umfeld erfasst und die Recheneinheit (4) durch Auswerten mit der Umgebungskamera erzeugter Kamerabilder erkennt, dass sich das Fahrzeug (5) in Fahrtrichtung vor der Zugangsstelle (2) aufhält; und/oder
- die Recheneinheit (4) eine manuelle Nutzereingabe empfängt, welche auf die Kommunikationsstörung hinweist. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bevor die Recheneinheit (4) die Übertragung der Nutzer-ID an die Zugangsstelle (2) oder der Nutzer-ID oder des Identifikators an das mobile Endgerät (7) bewirkt, die Recheneinheit (4) über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle eine proaktive Nutzerabfrage stellt, ob ein Passieren der Zugangsstelle (2) gewünscht ist, und die entsprechende Übertragung erst dann erfolgt, wenn die Nutzerabfrage bestätigt wird. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Nutzerabfrage ergänzend eine Abfrage gestellt wird, ob die autorisierte Nutzer-ID über die zentrale Recheneinrichtung (6) an die Zugangsstelle (2) übertragen werden soll oder die Nutzer-ID oder der Identifikator an das mobile Endgerät (7) übertragen werden soll. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzer-ID oder der Identifikator ausschließlich an autorisierte mobile Endgeräte (7) übertragen wird. Fahrzeug (5) mit einer Recheneinheit (4) und einem Mautgerät (3), zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
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