DE10126345A1

DE10126345A1 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Mauterhebung

Info

Publication number: DE10126345A1
Application number: DE2001126345
Authority: DE
Inventors: Juerg Uhlmann
Original assignee: FELA MAN AG DIESSENHOFEN
Current assignee: FELA MAN AG DIESSENHOFEN
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2002-07-25
Also published as: CH695585A5

Abstract

Bei dem Verfahren zur automatischen Mauterhebung wird das mautpflichtige Straßennetz (1) in einzelne Abschnitte (7) unterteilt. Jedem der Abschnitte (7) ist mindestens ein Markiersender (9) eindeutig zugeordnet. Beim Passieren eines Markiersenders (9) durch ein Fahrzeug übermittelt der Markiersender (9) für die Mauterhebung relevante Informationen an ein Erfassungsgerät im Fahrzeug. Im Erfassungsgerät sind das Kennzeichen und weitere Merkmale des Fahrzeugs gespeichert. Beim Verlassen des Straßennetzes (1) werden das Kennzeichen des Fahrzeugs und die Informationen der Markiersender (9) an ein bei der entsprechenden Ausfahrt (A) angeordnetes Kommunikationsgerät (35) übertragen. Das Kommunikationsgerät (35) übermittelt Informationen über die Höhe der angefallenen Gebühr an das Erfassungsgerät und an eine zentrale EDV. DOLLAR A Erfassungsgeräte, Markiersender (9), Kommunikationsgeräte (35) und zentrale EDV sind Bestandteile der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur automatischen Mauterhebung.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Mauterhebung gemäss den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.

Sowohl die Erstellung als auch der Unterhalt eines Strassennetzes verschlingt enorme Geldsummen. Zu dessen Finanzierung können nebst Treibstoffzöllen und Steuergeldern auch Gebühren erhoben werden. Beispiele solcher Gebühren sind zeitgebundene Vignetten, objektbezogene Tunnelgebühren, streckengebundene Autobahngebühren oder leistungsabhängige Verkehrsabgaben. Es ist bekannt, dass in verschiedenen Ländern für die Benutzung von öffentlichen oder privaten Autobahnen Abgaben entrichtet werden müssen. Bei den Einfahrten zu solchen gebührenpflichtigen Autobahnen befinden sich ein oder mehrere Ticketausgaben. Jeder Fahrzeuglenker bezieht vor der Benutzung der Autobahn ein Papierticket aus dem Ticketautomaten. Auf dem Papierticket sind Einfahrtsort und Einfahrtszeit in Form eines maschinenlesbaren Codes, beispielsweise in Form von gestanzten Löchern, angegeben. Die Ausfahrten aus der Autobahn sind mit mehreren Zahlstellen ausgerüstet. Jede der Zahlstellen ist mit einer hebbaren Schranke versehen. An der Zahlstelle wird das Ticket in den Schlitz eines Zahlungsautomaten eingeführt, worauf der Automat entsprechend der Kennzeichnung auf dem Ticket die Benutzungsgebühr anzeigt. Sobald der geforderte Betrag bar oder mittels Kreditkarte entrichtet worden ist, wird die Schranke angehoben, sodass die Weiterfahrt möglich ist.

Ein Nachteil solcher Gebühren- oder Mauterhebungssysteme liegt darin, dass für die Ticketausgaben an den Autobahneinfahrten und insbesondere für die Zahlstellen an den Ausfahrten grosse Flächen oder Stauräume erforderlich sind. Bei längeren Autobahnstrecken werden oft zusätzliche Zahlstellen direkt auf der Autobahn installiert, die einen enormen Platzbedarf aufweisen. Ausserdem ist eine genügend hohe Anzahl von Ticketausgabe- und Zahlstellen erforderlich, welche selbst grosse Verkehrsströme zu Spitzenzeiten noch verarbeiten können. Mindestens ein Teil der Zahlstellen muss manuell bedient werden, da immer wieder Situationen auftreten, in denen die zur Verfügung stehenden Zahlungsmittel nicht für die Begleichung des geforderten Betrages geeignet sind. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Kosten für Boden, Infrastruktur und Personal bei herkömmlichen Gebührenerhebungssystemen verhältnismässig hoch sind. Auf bestehenden Autobahnen können wegen des nicht vorhandenen Stauraums nachträglich keine Ticketausgabe- und Zahlstellen mehr errichtet werden. Ausserdem erweisen sich herkömmliche Systeme mit Ticketausgabe- und Zahlstellen als ziemlich unflexibel bei der Tarifgestaltung. Änderungen bei den Tarifen müssen bei jeder Zahlstelle einzeln vorgenommen werden. Bei der Gebührenerhebung können lediglich Personenkraftwagen von Lastkraftwagen unterschieden werden; eine feinere Unterteilung, beispielsweise nach Emissionsklasse oder nach zulässigem Gesamtgewicht, ist nicht oder nur beschränkt möglich. Eine tageszeitabhängige Gestaltung der Gebühren ist mit herkömmlichen Systemen nicht möglich, da beispielsweise längere Aufenthaltszeiten eines Fahrzeugs auf einem Rastplatz nicht korrekt erfasst werden können. Somit sind herkömmliche Systeme auch nicht in der Lage, eine tageszeitabhängige Lenkungswirkung auf den Verkehrsstrom auszuüben.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mauterhebungsverfahren und eine Mauterhebungsvorrichtung zu schaffen, welche eine automatische Mauterhebung bei mautpflichtigen Fahrzeugen erlauben.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Mauterhebung gemäss den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.

Mit dem erfindungsgemässen Mauterhebungsverfahren kann die Maut bei mautpflichtigen Fahrzeugen mit geringem Aufwand und ohne Störung des Verkehrsflusses erhoben werden. Die Erfassung des von einem Fahrzeug auf den mautpflichtigen Strassen zurückgelegten Weges erfolgt berührungslos und ohne Verringerung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Das Mauterhebungsverfahren behandelt alle Benutzergruppen gleich. Eine Benachteiligung einzelner Benutzergruppen, zum Beispiel von ausländischen Fahrzeuge oder von Fahrzeugen, welche die mautpflichtigen Strassen nur selten benutzen, kann ausgeschlossen werden. Die erfindungsgemässe Mauterhebungsvorrichtung ermöglicht eine flexible Gestaltung der Tarife für die Strassenbenutzung. So können nicht nur unterschiedliche Tarife für verschiedene Streckenabschnitte zur Anwendung kommen; es ist auch möglich, Tarife auf einzelnen Streckenabschnitten in Abhängigkeit der Tageszeit zu ändern. Ebenso können bei der Tariffestsetzung fahrzeugspezifische Merkmale wie etwa die Abgasklasse oder die Anzahl Achsen des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Ausserdem kann die auf einem mautpflichtigen Strassennetz zurückgelegte Wegstrecke zwischen einer Einfahrt und einer Ausfahrt auch dann korrekt erfasst werden, wenn zwischen dieser Ein- und Ausfahrt verschiedene Wege möglich sind.

Die Mauterhebungsvorrichtung umfasst Komponenten, die autonom funktionsfähig sind. Dadurch wird sichergestellt, dass das Gesamtsystem beim Ausfall einzelner Komponenten weiter funktionsfähig ist.

Eine breite Anwendung des Mauterhebungsverfahrens bei sämtlichen Fahrzeugen ist mit einer einfachen Variante der Mauterhebungsvorrichtung möglich. Dabei wird zugunsten einer kostengünstigen und einfachen Anwendbarkeit des Verfahrens auf die Möglichkeit der räumlichen und/oder zeitlichen Variabilität Gebühren verzichtet.

Anhand einiger Figuren wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Strassennetzes mit mehreren mautpflichtigen Abschnitten,

Fig. 2 ein Ausschnitt einer mautpflichtigen Strasse mit einem Markiersender,

Fig. 3 eine Vorderansicht eines mautpflichtigen Fahrzeuges im Bereich eines Markiersenders,

Fig. 4 eine Kommunikationsvorrichtung an einer einspurigen Ausfahrt eines mautpflichtigen Strassennetzes,

Fig. 5 eine weitere Kommunikationsvorrichtung an einer mehrspurigen Ausfahrt eines mautpflichtigen Strassennetzes,

Fig. 6 ein Blockschema einer Kommunikationsvorrichtung,

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Fahrzeuges beim Eintreten in den Erfassungsbereich eine s Kommunikationsgerätes,

Fig. 8 eine Ansicht eines Erfassungsgerätes,

Fig. 9 ein Blockschema eines Erfassungsgerätes,

Fig. 10 das Ausrüsten eines mautpflichtigen Fahrzeuges mit einem Erfassungsgerät,

Fig. 11 ein Abfolgeschema beim Senden von Informationen durch einen Markiersender,

Fig. 12 eine Kontrolleinrichtung für Fahrzeuge auf mautpflichtigen Strassen,

Fig. 13 ein mobiles Kontrollgerät in einem Kontrollfahrzeug.

In Fig. 1 ist schematisch ein Ausschnitt eines mautpflichtigen Strassennetzes 1 dargestellt, der zwei sich kreuzende Autobahnen aufweist und mit Komponenten der erfindungsgemässen Mauterhebungsvorrichtung ausgerüstet ist. Die Fahrtrichtungen auf den richtungsgetrennten Fahrstreifen 3 sowie den Einfahrten E und den Ausfahrten A werden durch Pfeile angezeigt. Jeder Fahrstreifen 3 kann eine oder mehrere Fahrspuren 5 und gegebenenfalls eine Standspur 5' (in Fig. 3 dargestellt) aufweisen. Das Strassennetz 1 ist in einzelne Abschnitte 7 unterteilt. In der Regel beginnt ein Abschnitt 7 bei einer Einfahrt E, einer Kreuzung K oder einer Verzweigung der Autobahn und endet bei der in Fahrtrichtung folgenden nächsten Ausfahrt A, Einfahrt E, Kreuzung K oder Verzweigung. Es ist aber auch möglich, dass ein Abschnitt bei einem Objekt (nicht dargestellt) wie beispielsweise einer Brücke oder einem Tunnel beginnt oder endet. Jedem Abschnitt 7 ist mindestens ein Markiersender 9 in eindeutiger Weise zugeordnet. Eine eindeutige Zuordnung ist gegeben, wenn der oder die Markiersender 9 einer. Erkennungscode aussenden, aufgrund dessen der betreffende Abschnitt 7 eindeutig erkennbar ist. Das heisst, auf keinem der anderen Abschnitte 7 des landesweiten Strassennetzes 1 darf ein weiterer Markiersender 9 den gleichen Erkennungscode aussenden. Die Markiersender 9 befinden sich vorzugsweise im ersten Drittel des zugehörigen Abschnittes 7; sie können aber auch am Anfang dieses Abschnittes 7 angeordnet sein, z. B. im Bereich von Autobahneinfahrten E oder bei Tunneleingängen. Selbstverständlich können zusätzlich zu den Markiersendern 9 weitere Ergänzungsmarkiersender 9' für denselben Abschnitt 7 eingesetzt werden. Diese können auch ausserhalb des ersten Drittels des betreffenden Abschnittes 7 liegen und/oder sich in ihrer Lage und/oder Ausrichtung von einem im gleichen Abschnitt 7 angeordneten Markiersender 9 unterscheiden. Markiersender 9 und Ergänzungsmarkiersender 9' sind beispielsweise zugelassene Mikrowellensender (Dedicated Short Range Communication), kurz DSRC-Sender oder DSRC-Funkbaken genannt, mit geringer Sendeleistung und mit einer kurzen Reichweite von bis zu ca. 50 Metern. Je nach Land können unterschiedliche Frequenzbereiche genutzt werden, beispielsweise 5.8 GHz in europäischen Ländern oder 900 MHz in den USA. Entsprechende Normen für die DSRC-Kurzstreckenfunk- Kommunikation werden beispielsweise im Rahmen des CEN/TC 278 erarbeitet und legen nicht nur die verfügbaren Frequenzbänder fest, sondern auch die Art, wie die Kommunikation zu erfolgen hat, also Protokolle und Kommunikationsstandards.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, haben Markiersender 9 und Ergänzungsmarkiersender 9' eine Richtcharakteristik mit einem keulenförmigen Sendebereich oder einer Sendekeule 11. Der Markiersender 9 ist in einer Höhe H₁, beispielsweise 10-12 m über der Fahrbahn oder dem Fahrstreifen 3, unmittelbar rechts neben dem Fahrstreifen 3 angeordnet. Vorzugsweise ist die Höhe H₁ wesentlich höher als die Höhe H₂ von beispielsweise 3 m, in der ein Erfassungsgerät 13 bei mautpflichtigen Fahrzeugen 15 hinter der Frontscheibe 17 befestigt ist. Die Sendekeule 11 des Markiersenders 9 ist der Fahrtrichtung auf der nächstliegenden Fahrspur 5 so entgegengerichtet, dass ihre vertikale Symmetrieebene V die Fahrspur 5 in einem spitzen Winkel α schneidet. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Erfassungsgeräte 13 zweier Fahrzeuge 15, die ungefähr auf gleicher Höhe auf benachbarten Fahrspuren 5 in die gleiche Richtung fahren, von einem einzigen, unauffällig seitlich der Fahrspur 5 angeordneten Markiersender 9 erreichbar sind. Die Erfassungsgeräte 13 sind jeweils vorzugsweise an der linken oberen Ecke der Frontscheibe 17 angebracht, damit das Erfassungsgerät 13 des weiter vom Markiersender 9 entfernten Fahrzeugs 15 nicht in den Funkschatten des näher am Markiersender 9 vorbeifahrenden Fahrzeugs 15 zu liegen kommt. Alternativ könnte der Markiersender 9 auch an einem Galgen 19 ungefähr in der Mitte über den in gleicher Richtung verlaufenden Fahrspuren 5 montiert werden (Fig. 4). Mit einem neben dem Fahrstreifen 3 verankerten, schwenkbaren Galgen 19 sind sowohl Montage- wie Unterhalts- und Reparaturarbeiten am Markiersender 9 ohne Behinderung des Verkehrs möglich. Selbstverständlich könnte der Markiersender 9 auch im Bereich des Mittelstreifens zwischen den beiden Fahrtrichtungen montiert werden. Bei mehreren Fahrspuren 5 kann mit einem oder mehreren zusätzlichen Ergänzungsmarkiersendern 9' eine Optimierung des gesamten Sendebereichs erreicht werden, sodass selbst bei ungünstigen Verkehrssituationen die Erfassungsgeräte 13 aller den entsprechenden Abschnitt 7 passierenden mautpflichtigen Fahrzeuge 15 durch die Sendekeulen 11 erfasst werden können. Ergänzungsmarkiersender 9' und Markiersender 9 können entlang eines Fahrstreifens 3 beabstandet zueinander angeordnet oder über jeder Fahrspur 5 am Trägerbalken 21 eines auf beiden Seiten des Fahrstreifens 3 verankerten Portals 23, auch gantry genannt, befestigt sein (Fig. 5).

Markiersender 9 und Ergänzungsmarkiersender 9' senden periodisch in kurzen Abständen im Bereich von Millisekunden oder dauernd Informationen aus. In Fig. 11 ist das periodische Senden von Information in Funktion der Zeit t dargestellt, wobei zwischen den einzelnen Sendeblöcken eine Wartezeit dt₁ eingefügt ist. Die Leistungsaufnahme der Sender 9, 9' ist mit beispielsweise etwa 2 Watt klein genug, damit die Stromversorgung über eine Batterie oder einen Akku 25, der von Solarzellen 27 gespeist wird, erfolgen kann (Fig. 3). Die Sender 9, 9' können folglich autonom arbeiten und sind nicht auf ein festes Stromversorgungsnetz angewiesen. Überdies sind die Sender 9, 9' vorzugsweise mit einem GSM-Modul 29 ausgerüstet, über welches Informationen mit einer zentralen EDV 31 einer Betreibergesellschaft 33 ausgetauscht werden können. Sowohl die Erstinstallation der Sender 9, 9' als auch Änderungen infolge von Reparatur- und Unterhaltsarbeiten am Strassennetz 1 können ohne grösseren Aufwand vorgenommen werden.

Wie in den Fig. 1, 4 und 5 dargestellt sind an den Ausfahrten A des mautpflichtigen Strassennetzes 1 Kommunikationsgeräte 35 installiert. Das Blockschema in Fig. 6 zeigt, dass jedes der Kommunikationsgeräte 35 einen DSRC-Mikrowellensender, kurz M-Sender 37 genannt, einen DSRC-Mikrowellenempfänger, kurz M-Empfänger 39 genannt, eine Datenverarbeitungseinheit 41 mit Datenspeicher 43 und eine Telekommunikationsvorrichtung, vorzugsweise einen GSM-Modul 29', für den Datenaustausch mit der zentralen EDV 31 der Betreibergesellschaft 33 und eine vorzugsweise netzunabhängige Stromversorgung mit Akku 25' und Solarzellen 27' umfasst.

Über jeder Fahrspur 5 der Ausfahrt A ist je ein Kommunikationsgerät 35 an einem Galgen 19' oder am Trägerbalken 21' eines Portals 23' so angeordnet, dass es mit dem ordnungsgemäss hinter der Frontscheibe 17 eines Fahrzeuges 15 angebrachten Erfassungsgerät 13 Kontakt aufnehmen und kommunizieren kann, wenn dieses Fahrzeug 15 vor der Durchfahrt unter dem Kommunikationsgerät 35 auf der zugehörigen Fahrspur 5 in den Erfassungsbereich D dieses Kommunikationsgerätes 35 gelangt. Die Sendekeule 11' jedes M-Senders 37 ist über der zugehörigen Fahrspur 5 entgegen der Fahrtrichtung schräg nach unten gerichtet, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Verlässt ein Fahrzeug 15 das mautpflichtige Strassennetz 1, so gelangt sein Erfassungsgerät 13 in den Bereich der Sendekeule 7.1', die zugleich den Erfassungsbereich des Kommunikationsqerätes 35 widerspiegelt. Die Empfindlichkeit des M-Empfängers 39 ist so eingestellt, dass dieser Signale, die vom Erfassungsgerät 13 innerhalb der Sendekeule 11' des Kommunikationsgerätes 35 ausgesendet werden, empfangen kann. Wenn sich ungewollt gleichzeitig mehrere Erfassungsgeräte 13 im Erfassungsbereich eines Kommunikationsgerätes 35 befinden, so wird dies vom Kommunikationsgerät 35 aufgrund der unterschiedlichen Empfangssignale erkannt. Das Kommunikationsgerät 35 setzt in diesem Fall automatisch unterschiedliche Prioritäten für diese Erfassungsgeräte 13 und kommuniziert nacheinander einzeln mit jedem der betroffenen Erfassungsgeräte 13.

Fig. 8 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung eines Erfassungsgeräts 13 mit einem Anzeigefeld 45 und einer Bedientaste 47. Dieses Erfassungsgerät 13 kann nur wenig grösser sein als eine Kreditkarte. Sein Blockschema ist in Fig. 9 dargestellt. Die Speisung erfolgt über eine Batterie 49 mit vernachlässigbar kleiner Selbstentladung, beispielsweise über eine Lithiumbatterie. Auf dem Erfassungsgerät 13 ist ein Erneuerungsdatum 50 aufgedruckt, bis zu dem die Batterie 49 ausgewechselt oder das Erfassungsgerät 13 ersetzt werden muss. Nebst der Anzeige oder dem Anzeigefeld 45 und der Bedientaste 47 steht für die Kommunikation mit dem Benutzer ein akustischer Signalgeber 51 zur Verfügung. Über einen Sende- und Empfangsmodul, kurz S/E-Modul 53, mit angeschlossener Antenne 55 kann das Erfassungsgerät 13 Signale von Markiersendern 9 oder Ergänzungsmarkiersendern 9' empfangen und mit Kommunikationsgeräten 35 kommunizieren. Die Antenne 55 kann als Patch-Antenne in Gestalt einer auf einem rechteckigen Keramikplättchen aufgebrachten Kupferschicht oder als Loop-Antenne in Gestalt einer einfachen leitenden Schlaufe ausgebildet sein.

Das Erfassungsgerät 13 ist, solange es nicht im Sendebereich eines Markiersenders 9 oder eines anderen, im gleichen Frequenzbereich arbeitenden Senders ist, in einem Energiesparmodus. Sobald es in den Sendebereich eines Markiersenders 9 oder eines Ergänzungsmarkiersenders 9' gelangt, schaltet das Erfassungsgerät 13 automatisch vom Energiesparmodus in einen ersten Arbeitsmodus um, in dem das Empfangen und Verarbeiten von Informationen möglich ist. Gelangt das Erfassungsgerät 13 in den Sendebereich eines Kommunikationsgerätes 35, so wechselt es in einen zweiten Arbeitsmodus, in dem zusätzlich zum Empfangen und Verarbeiten auch das Senden von Informationen möglich ist. Anschliessend, nach einer Verzögerungszeit von wenigen Sekunden nach dem Verlassen des Sendebereichs, wechselt das Erfassungsgerät 13 wieder in den Energiesparmodus. Die Software zur Steuerung sämtlicher Funktionen des Erfassungsgerätes 13 ist in einer zentralen Verarbeitungseinheit CPU 57 vorzugsweise nichtflüchtig und änderbar hinterlegt. Das heisst, das Programm bleibt bei fehlender Stromversorgung oder beim Auftreten von Störsignalen in der Stromversorgung erhalten, kann aber bei Bedarf durch ein neues Programm ersetzt werden. Die Programmierung der CPU 57 erfolgt drahtlos über die Schnittstelle des S/E-Moduls 53. Alternativ könnte selbstverständlich auch eine optische oder leitungsgebundene Schnittstelle zur Programmierung der CPU 57 vorgesehen werden.

Die CPU 57 ist mit dem Anzeigefeld 45, der Bedientaste 47, der Batterie 49, dem Signalgeber 51 und dem S/E-Modul 53 verbunden. Eine weitere Verbindung besteht zu einem nichtflüchtigen Speichermedium, beispielsweise einem EEProm 59. Darin sind ein oder mehrere Schlüssel 60, beispielsweise 4 bis 8 Generationen von Schlüsseln 60, zum eindeutigen Erkennen von berechtigten Sendern, beispielsweise von Markiersendern 9 oder Sendern von Kommunikationsgeräten 35, und ein oder mehrere Authentifizierungscodes 61, mit denen sich das Erfassungsgerät 13 gegenüber einem Kommunikationsgerät 35 eindeutig als berechtigter Teilnehmer ausweisen kann, gespeichert. Diese und gegebenenfalls weitere Sicherheitsmassnahmen können Missbräuche des Mauterhebungssystems verhindern. Im weiteren können im EEProm 59 Daten 62 gespeichert werden, die für die Mauterhebung von Bedeutung sind. Einige Beispiele solcher Daten 62 sind nachfolgend nicht abschliessend aufgeführt: Vertragsstatus für die Mautabrechnung mit der Betreibergesellschaft 33 (Vorauszahlung oder Rechnung), Betrag der vorausbezahlten Mautgebühr, vom Guthaben der Vorauszahlung abgebuchte Mautgebühr, provisorisches und definitives Restguthaben und Anzahl gefahrener mautpflichtiger Kilometer(bei Vorauszahlung der Maut), provisorische und definitive Anzahl gefahrene mautpflichtige Kilometer seit der letzten Abrechnung (bei Kreditabrechnung der Maut). Die provisorischen Werte werden aufgrund der von den Markiersendern 9 und Ergänzungsmarkiersendern 9' vom Erfassungsgerät 13 empfangenen Informationen berechnet dienen der Information des Fahrzeuglenkers während der Benutzung der Strasse 1. Die definitiven Werte werden aus Sicherheitsüberlegungen erst durch die Kommunikationsgeräte 35 beim Verlassen des Strassennetzes 1 an das Erfassungsgerät 13 übermittelt und sind verschlüsselt. Selbstverständlich können die definitiven Werte auch unmittelbar errechnet werden. Weitere Daten 62, die im EEProm 59 gespeichert werden können, sind Fahrzeuggewicht oder -volumen, Abgas- oder Emissionsklasse des Fahrzeuges 15, Kennzeichen oder Nummernschild des Fahrzeuges 15, momentane Anzahl Achsen des Fahrzeuges 15. Ausserdem können im EEProm 59 auch Datensätze 62 _i gespeichert werden die im Zusammenhang mit der Befahrung einzelner Abschnitte 7 stehen. Den Abschnittsnummern oder Erkennungscodes der befahrenen Abschnitte 7 können beispielsweise zugehörige Daten wie Streckenlänge, Datum und Uhrzeit der Befahrung sowie Tarifinformationen zur Zeit der Befahrung des jeweiligen Abschnittes 7 für die auf das Fahrzeug 15 zutreffende Tarifklasse zugeordnet werden. Eine Tarifklasse kann durch Wertebereiche eines Parameters oder eine Kombination von Wertebereichen mehrerer Parameter definiert sein. Als Parameter können beispielsweise Ort, Zeit, Gewicht, Volumen, Achszahl und Lärm- oder Abgasemission eines Fahrzeugs 15 genannt werden.

Die Zahl der Achsen eines Fahrzeuges 15 kann ändern, abhängig davon, ob ein Anhänger am Zugfahrzeug 15 angehängt ist oder nicht. Wenn Anhänger beispielsweise auf einem Rastplatz an- oder abgehängt werden, kann die Achszahl eines Fahrzeugs 15 auch dann ändern, wenn dieses das mautpflichtige Strassennetz 1 nicht verlässt. Die Achsenzahl kann deshalb am Erfassungsgerät 13 vom Fahrer mit der Bedientaste 47 eingestellt oder geändert werden und wird im Anzeigefeld 45 angezeigt. Die Unterscheidung von Fahrzeugen mit und ohne Anhänger beim Speichern im EEProm 59 kann beispielsweise durch Klassen oder Achsklassen des Parameters "Achsenzahl" festgelegt werden: Bis zu 3 Achsen = Achsklasse 1, 4 und mehr Achsen = Achsklasse 2. Selbstverständlich könnte anstelle der Achsklasse auch eine Gewichts-, Volumen- oder Längenklasse denselben Zweck erfüllen. Die Abgas- oder Emissionsklasse eines Fahrzeugs 15 kann beispielsweise aufgrund der Angaben in den amtlichen Fahrzeugpapieren definiert werden, wobei bis zu sechs Klassen unterschieden werden können.

Die vorhergehend beschriebenen Ergänzungsmarkiersender 9', Markiersender 9, Erfassungsgeräte 13 und Kommunikationsgeräte 35 beruhen auf der DSRC-Kurzstrecken- Funktechnologie. Alternativ könnten selbstverständlich auch andere geeignete Methoden zur drahtlosen Übermittlung von Informationen über kurze Distanzen eingesetzt werden, wie z. B. Infrarotsender und -empfänger.

Das erfindungsgemässe Mauterhebungsverfahren wird im folgenden unter Einbezug von Beispielen detailliert beschrieben:
Fig. 10 zeigt schematisch das Ausrüsten eines mautpflichtigen Fahrzeuges 15 mit einem Erfassungsgerät 13. Das Erfassungsgerät 13 kann an einem Verkaufsautomaten 63 bezogen werden. Im Inland befindet sich innerhalb eines Umkreises von 10 Kilometern jeder Autobahneinfahrt E mindestens ein Verkaufsautomat 63. Im angrenzenden Ausland stehen an den Grenzübergängen und/oder innerhalb eines Umkreises von etwa 100 Kilometern vor den Grenzübergängen, z. B. im Bereich von Rastplätzen, weitere Verkaufsautomaten 63. Alternativ oder zusätzlich besteht die Möglichkeit, ein Erfassungsgerät 13 bei einer manuell bedienten Verkaufsstelle 65 zu beziehen. Wartung und Betrieb der Verkaufsautomaten 63 und der Verkaufsstellen 65 obliegen der Betreibergesellschaft 33.

Beim Bezug eines Erfassungsgerätes 13 werden Fahrzeugkennzeichen und Abgasklasse des Fahrzeuges 15 im EEProm 59 des Erfassungsgerätes 13 gespeichert oder programmiert. Selbstverständlich liessen sich beim Bezug des Erfassungsgerätes 13 auch weitere fahrzeugspezifische Merkmale speichern, wie z. B. das zulässige Gesamtgewicht. Gleichzeitig wird das Erfassungsgerät 13 mit der neuesten verfügbaren Software programmiert. Alternativ könnte die Steuerungssoftware bereits bei der Herstellung des Erfassungsgerätes 13 durch den Hersteller programmiert werden. Der Verkaufsautomat 63 umfasst für die Programmierung des Erfassungsgerätes 13 eine Programmiervorrichtung 67. Die erforderlichen Angaben für die Fahrzeugdaten können am Automaten 63 menugesteuert mit Hilfe eines Bildschirms 69 und einer Tastatur 71 vom Fahrer gemacht werden. In analoger Gleise erfolgt die Programmierung bei einer bedienten Verkaufsstelle 65. Beim Bezug eines Erfassungsgerätes 13 muss eine wählbare Mautgebühr im voraus bezahlt werden, wobei der Betrag grösser oder gleich einer von der Betreibergesellschaft 33 festgelegten minimalen Gebühr sein muss. Das Erfassungsgerät 13 selbst ist kostengünstig in der Herstellung und kann gratis oder beispielsweise gegen Hinterlegen einer Kaution abgegeben werden. An den Verkaufsautomaten 63 und den Verkaufsstellen 65 kann die gewählte Mautgebühr beispielsweise mit einer gängigen Tankkarte, einer Kreditkarte, einer EC-Karte oder bar bezahlt werden. Im Ausland kann die Mautgebühr auch in der jeweiligen ausländischen Währung bezahlt werden.

Das Mauterhebungsverfahren nutzt zwei unterschiedliche Abrechnungsmethoden, nämlich Vorauszahlung und Kreditabrechnung. Irrt folgenden ersten Beispiel wird das Verfahren mit Vorauszahlung erläutert:
Beim erstmaligen Bezug eines Erfassungsgerätes 13 liegen der Betreibergesellschaft 33 noch keine Angaben über die Kreditwürdigkeit eines Nutzers vor. Die erste Mautgebühr, die nicht kleiner sein darf als die festgelegte minimale Gebühr, muss deshalb beim Bezug des Erfassungsgerätes 13 vorausbezahlt werden. Das Erfassungsgerät 13 wird gemäss den von der Betreibergesellschaft 33 erlassenen Vorschriften beispielsweise im Bereich der rechten oder linken oberen Ecke der Frontscheibe 17 in einen selbstklebend an der Frontscheibe 17 befestigten Gerätehalter 73 gesteckt. Dieser Gerätehalter 73 wird zusammen mit dem Erfassungsgerät 13 bei einer Verkaufsstelle 65 oder einem Verkaufsautomaten 63 abgegeben. Über die Bedientaste 47 des Erfassungsgerätes 13 wird vor Antritt der Fahrt die Fahrzeugkonfiguration, also beispielsweise die jeweilige Achsenzahl des Fahrzeugs 15, eingegeben.

Fährt das so ausgerüstete Fahrzeug 15 bei einer Einfahrt E auf eine mautpflichtige Strasse 1, so erreicht es nach kurzer Fahrdauer den ersten Markiersender 9. Der Markiersender 9 sendet periodisch ohne oder mit kurzen Pausen dt₁ ein Informationspaket 75 (Fig. 11). Dieses beginnt mit einer Startsequenz 77, die den Beginn der Datenübertragung kennzeichnet, gefolgt von einer Autorisierungssequenz 79, die den Markiersender 9 eindeutig als zulässigen Markiersender 9 ausweist, einer Kennungssequenz mit Abschnittsnummer 81, die den Markiersender 9 und damit den zugehörigen Abschnitt 7 des Strassennetzes 1 eindeutig festlegen, einem Informationsblock 83 mit Angaben, die für diesen Streckenabschnitt 7 relevant sind und einer Abschlusssequenz 85, die das Ende des Informationspaketes 75 kennzeichnet. Der Informationsblock 83 kann dabei folgende Angaben umfassen: Streckenlänge 87 des zugehörigen Abschnittes 7 und Gebühr- oder Tarifangaben 89 für alle festgelegten Tarifklassen, also beispielsweise für alle Kombinationen von Achsklassen und Abgasklassen. Alternativ können die Tarifangaben 89 auch durch je einen Wert für jeden der Parameter der Tarifklassen erfolgen. Zusätzlich kann der Informationsblock 83 auch Angaben über das aktuelle Datum und die Uhrzeit enthalten (in Fig. 11 nicht dargestellt).

Gelangt das Erfassungsgerät 13 des Fahrzeugs 15 in den Bereich der Sendekeule 11 des ersten Markiersenders 9, so wird es aus dem Energiesparmodus geweckt und empfängt das zugehörige Informationspaket 75. Für das Fahrzeug 15 relevante Daten des Informationspaketes 75, insbesondere Abschnittsnummer 81, Streckenlänge 87 und der für die Achsklasse 88 und die Emissionsklasse des Fahrzeugs 15 zutreffende Teil der Tarifangabe 89, werden als neuer Datensatz 62 _i im EEProm 59 gespeichert, sofern der vorhergehend gespeicherte Datensatz 62 _i-1 nicht die gleiche Abschnittsnummer 81 aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann im EEProm 59 für jede Tarifklasse ein Zähler mit den in der betreffenden Tarifklasse gefahrenen Kilometern inkrementiert werden. Die Überprüfung des zuletzt gespeicherten Datensatzes 62 _i-1 ist erforderlich, damit die Angaben für einen spezifischen Abschnitt 7 nur einmal erfasst werden: Während sich das Erfassungsgerät 13 innerhalb der Sendekeule 11 des Markiersenders 9 befindet, kann es das Informationspaket 75 mehrmals empfangen, da die Sendedauer dt₂ für ein Informationspaket 75, das bis zu 256 Bytes umfassen kann, im Millisekundenbereich liegt und das Informationspaket 75 wiederholt gesendet wird. Ausserdem können sich auf demselben Abschnitt 7 weitere Ergänzungsmarkiersender 9' oder Markiersender 9 befinden, welche dieselben Informationspakete 75 und somit auch dieselbe Abschnittsnummer 81 senden.

Nachdem der Datensatz 62 _i gespeichert wurde, berechnet das Erfassungsgerät 13 aus der Streckenlänge 87 und der Tarifangabe 89 die für den betreffenden Abschnitt 7 zu entrichtende Gebühr und zieht diese vom provisorischen Restguthaben ab. Im Anzeigefeld 45 wird die ursprünglich vorausbezahlte Mautgebühr und das neue provisorische Restguthaben angezeigt. Alternativ könnte aus den gespeicherten Datensätzen 62 _i auch die durchschnittliche Mautgebühr pro gefahrenen Kilometer berechnet und das Restguthaben in Kilometern angezeigt werden. Bei einer weiteren Alternative könnte der Wert der durchschnittlichen Mautgebühr pro Kilometer direkt von den Markiersendern 9 an die Erfassungsgeräte 13 übermittelt werden. Der Vorgang des Abbuchens der Mautgebühr vom provisorischen Restguthaben wiederholt sich bei jedem der in der weiteren Folge durchfahrenen Abschnitte 7.

Sollte die Übermittlung des Informationspaketes 75 an das Erfassungsgerät 13 für einen einzelnen Abschnitt 7 nicht oder nicht vollständig möglich sein, weil beispielsweise der zugehörige Markiersender 9 defekt ist oder ein Hindernis die Übertragung zum Erfassungsgerät 13 behindert, so kann dieser Fehler bei der Informationsübertragung beim nächsten Markiersender 9 im folgenden Abschnitt 7 erkannt werden. Die Erkennung des Fehlers ist beispielsweise aufgrund der fehlenden vorangehenden Abschnittsnummer 81 im zuletzt gespeicherten Datensatz 62 _i-1 möglich. Eine andere Variante zur Fehlererkennung besteht darin, dass die Markiersender 9 spezielle Codes aussenden. Das Resultat eines Vergleichs oder einer Kontrollberechnung mit den Codes verschiedener Markiersender 9 zeigt an, ob die Markiersender 9 benachbarte Markiersender 9 sind oder nicht. Mit andern Worten können aufgrund der Codes zusammenhängende Abschnitte 7 des Strassennetzes 1 erkannt und von nicht zusammenhängenden Abschnitten 7 unterschieden werden. Beim Erkennen eines Fehlers kann der Fehler beispielsweise in einem Logfile im EEProm 59 des Erfassungsgerätes 13 gespeichert und von einem externen Kommunikationsgerät 35 wieder abgefragt werden.

Die Codes können so festgelegt werden, dass sie als Abschnittsnummern 81 zur Kennzeichnung der Abschnitte 7 geeignet sind. Bei geeigneter Wahl der Codes kann das Erfassungsgerät 13 fehlende Codes aus den von benachbarten Markiersendern übermittelten benachbarten Codes herleiten. Es ist auch denkbar, dass erkannte Fehler, wie sie vorhergehend beschrieben sind, vom Erfassungsgerät 13 näherungsweise behoben werden: Zwei neue Datensätze 62 _i, 62 _i+i mit den neuen Informationen werden im EEProm 59 gespeichert, wobei die Abschnittsnummer 81 des Datensatzes 62 _i durch den Eintrag "0" ersetzt wird. Der Datensatz 62 _i ist dadurch eindeutig als nachträglich eingefügter Datensatz 62 _i oder Ersatzdatensatz erkennbar. Die Gebühr für die beiden zuletzt durchfahrenen Abschnitte 7 wird vom provisorischen Restguthaben abgezogen.

Unterschreitet das provisorische oder das definitive Restguthaben einen von der Betreibergesellschaft 33 vorgegebenen Minimalwert, so muss das Restguthaben des Erfassungsgerätes 13 durch erneutes Vorauszahlen einer Mautgebühr erhöht werden. Ein solches Nachladen des Erfassungsgerätes 13 kann durch den Fahrer an jedem der Verkaufsautomaten 63 vorgenommen werden. Er braucht dazu lediglich das Erfassungsgerät 13 in den Verkaufsautomaten 63 einzuschieben und entsprechend den Anweisungen auf dem Bildschirm 69 den gewünschten Betrag nachzuzahlen. Im Unterschied zum erstmaligen Bezug eines Erfassungsgerätes 13 sind die fahrzeugspezifischen Angaben bereits im Erfassungsgerät 13 gespeichert und müssen nicht mehr neu eingegeben werden. Anschliessend an das Nachladen wird das Erfassungsgerät 13 wie nach dem Erstbezug wieder in den Gerätehalter 73 beim Fahrzeug 15 eingesetzt.

Unterlässt der Fahrer das Nachladen des Erfassungsgerätes 13 und nimmt das provisorische oder das definitive Restguthaben als Folge einen negativen Wert an, so ist dies eine Missachtung der Pflicht zur Zahlung einer Mautgebühr. Ein solches Verhalten ist strafbar und kann eine Nacherhebung durch die Betreibergesellschaft 33 oder eine Ahndung mit Busse durch die Behörden zur Folge haben.

Verlässt das Fahrzeug 15 das Strassennetz 1 bei einer Ausfahrt A, so gelangt es in den Erfassungsbereich des dort installierten Kommunikationsgerätes 35. Das Kommunikationsgerät 35 nimmt Kontakt mit dem Erfassungsgerät 13 auf. Das Erfassungsgerät 13 sendet aufgrund der im EEProm 59 gespeicherten Angaben Informationen zu Fahrzeugkennzeichen, akkumulierter Anzahl gefahrener Kilometer je Tarifklasse oder je Achsklasse und letztem definitivem Restguthaben an das Kommunikationsgerät 35 zurück. Selbstverständlich können zusätzlich auch weitere Informationen an das Kommunikationsgerät 35 übermittelt werden. So kann das Erfassungsgerät 13 z. B. die gespeicherten Datensätze 62 _i überprüfen und beim Erkennen fehlender gespeicherter Abschnittsnummern 81 einen entsprechenden Warnhinweis an das Kommunikationsgerät 35 senden. Ebenso können Logfiles, die im Erfassungsgerät gespeichert sind, an das Kommunikationsgerät übermittelt werden. Das Kommunikationsgerät 35 überprüft die erhaltenen Informationen, berechnet das neue definitive Restguthaben und übermittelt dieses an das Erfassungsgerät 13, wo es im EEProm 59 gespeichert wird. Die Übermittlung und Speicherung des definitiven Restguthabens im EEProm 59 erfolgt verschlüsselt. Externe Geräte wie beispielsweise Kommunikationsgeräte 35 können den Kontostand des definitiven Restguthabens in Erfassungsgeräten 13 nur dann verändern, wenn sie mittels entsprechender Schlüssel dazu autorisiert sind. Die Abrechnung und die Speicherung von Geldwerten erfolgen allgemein in einer Referenzwährung, z. B. in Euro. Das Kommunikationsgerät 35 bestätigt mit einem Quittiersignal den korrekt erfolgten Datentransfer. Das Erfassungsgerät 13 zeigt den Erhalt des Quittiersignals im Anzeigefeld 45 und mit einem akustischen Signal an. Fehlt diese Rückmeldung, so ist der Fahrzeuglenker Verpflichtet, das Erfassungsgerät 13 innerhalb einer festgelegten Frist bei einer bedienten Verkaufsstelle 65 überprüfen zu lassen. Ausserdem muss eine Verkaufsstelle 65 aufgesucht werden, wenn im Anzeigefeld 45 des Erfassungsgerätes ein entsprechender Hinweis angezeigt wird. Dieser Fall kann beispielsweise eintreten, wenn die Spannung der Batterie 49 unter einen Minimalwert absinkt oder wenn bei einem Selbsttest des Erfassungsgerätes 13 eine Störung des desselben erkannt wird.

Das Kommunikationsgerät 35 speichert die von den Fahrzeugen 15 beim Verlassen des Strassennetzes 1 übermittelten Informationen und sendet diese periodisch über GSM an die zentrale EDV 31 der Betreibergesellschaft 33. Zeigt die Auswertung dieser Daten für ein Fahrzeug 15 ein negatives Restguthaben oder andere Mängel, beispielsweise das Fehlen von Datensätzen 62 _i für mehrere Streckenabschnitte 7, so kann die Betreibergesellschaft 33 den Fahrzeughalter aufgrund der Fahrzeugnummer ausfindig und haftbar machen.

Sollte die Kommunikation eines Erfassungsgerätes 13 mit einem Kommunikationsgerät 35 nicht möglich sein, so kann das Erfassungsgerät 13 diesen Fehler beim nächsten Befahren des mautpflichtigen Strassennetzes 1 in analoger Weise feststellen, wie dies beim Fehlen der Information eines Markiersenders 9 beschrieben wurde. Die Kilometerzähler für die einzelnen Tarifklassen werden weiter inkrementiert. Bei der nächsten Ausfahrt A kann dann eine Berechnung aufgund der korrekt inkrementierten Zähler des Erfassungsgerätes 13 vorgenommen werden.

In einer vereinfachten Alternative des vorhergehend beschriebenen Beispiels sind die Einfahrten E des mautpflichtigen Strassennetzes 1 die Abschnitte 7. An jeder der Einfahrten ist ein Markiersender 9 angeordnet.

Ein zweites Beispiel erläutert das Mauterhebungsverfahren mit Kreditabrechnung:
Nach dem Bezug eines Erfassungsgerätes 13 hat ein Fahrzeughalter oder Nutzer die Möglichkeit, bei der Betreibergesellschaft 33 einen Antrag auf Kreditabrechnung zu stellen und dabei der Betreibergesellschaft 33 die für das Abrechnungsverfahren erforderlichen Angaben mitzuteilen. Die Betreibergesellschaft 33 kann in diesem Fall die Bonität des Nutzers abklären und vom Nutzer Sicherheiten fordern. Wird der Nutzer als kreditwürdig erachtet, so wird ihm in einem Vertrag für jedes betroffene Fahrzeug 15 eine Vertragsnummer zugeteilt. Der Nutzer muss das Erfassungsgerät 13 jedes in das Abrechnungsverfahren einbezogenen Fahrzeuges 15 bei einer bedienten Verkaufsstelle 65 neu programmieren lassen. Dabei wird zusätzlich zu den bisherigen Daten die Vertragsnummer für das jeweilige Fahrzeug 15 in das EEProm 59 einprogrammiert. Das so ausgerüstete Erfassungsgerät 13 wird anschliessend wieder im Gerätehalter 73 des Fahrzeuges 15 befestigt und kann dort, falls dies erforderlich ist, plombiert und so vor unberechtigter Entnahme geschützt werden.

Fortan zeigt das Erfassungsgerät 13 im Anzeigefeld 45 durch den Buchstaben "V" an, dass es im vertraglich geregelten Kreditabrechnungsmodus arbeitet. Neu werden die provisorische Anzahl Kilometer, die seit dem letzten Einfahren in das mautpflichtige Strassennetz 1 zurückgelegt wurden, und das Total der seit der letzten Mautabrechnung zurückgelegten Kilometerzahl angezeigt. Die Erfassung der Streckenabschnitte 7 erfolgt in gleicher Weise wie dies für das Vorauszahlungsverfahren bereits beschrieben wurde. Ein Nachladen des Erfassungsgerätes 13 an einem Verkaufsautomaten 63 ist nicht mehr erforderlich. Verlässt das Fahrzeug 15 das Strassennetz 1 bei einer Ausfahrt A, so erfolgt die Kommunikation mit dem Kommunikationsgerät 35 analog zum bereits für das Vorauszahlungsverfahren beschriebenen Dialog. Allerdings wird jetzt zusätzlich die Vertragsnummer vom Erfassungsgerät 13 an das Kommunikationsgerät 35 übermittelt. Bei der periodischen Übertragung der Daten von den Kommunikationsgeräten 35 an die zentrale EDV 31 ist somit bei Datensätzen von Fahrzeugen 15, welche die Mautgebühr nach dem Kreditabrechnungsverfahren begleichen, die Vertragsnummer für das betreffende Fahrzeug 15 mitenthalten. Die Betreibergesellschaft 33 stellt aufgrund dieser Angaben periodisch detaillierte Rechnungen an die Vertragsnutzer. In diesen Rechnungen können, aufgeschlüsselt je Fahrzeug 15, Angaben über die befahrenen Strecken und Zeiten gemacht werden, soweit diese aufgrund von Datenschutzauflagen des Gesetzgebers zulässig sind.

Anstelle von Erfassungsgeräten 13 können auch DSRC- taugliche elektronische Fahrzeuggeräte 91, die auch für andere Zwecke einsetzbar sind, als Erfassungsgeräte 13 zugelassen werden, sofern diese mit entsprechender Software so programmiert werden können, dass sie die gleichen Aufgaben wie die Erfassungsgeräte 13 erfüllen können (Fig. 10). Ein Nutzer kann in diesem Fall direkt einen Antrag auf Kreditabrechnung an die Betreibergesellschaft 33 stellen. Solche Fahrzeuggeräte 91 können beispielsweise zusätzlich eine Druckerschnittstelle oder einen Druckeranschluss umfassen. Sie können die gefahrenen Streckenabschnitte 7 eines Fahrzeuges 15 mit Angabe von Gebühren und Zeiten protokollieren. Aufgrund solcher Protokolle können beispielsweise Speditionsfirmen wesentlich einfacher und schneller detaillierte Rechnungen an ihre Kunden stellen. Eine weitere Vereinfachung stellt die Ausrüstung von Fahrzeuggeräten 91 mit GSM-Modulen dar. Detaillierte Angaben über die gefahrenen Strecken und Gebühren können so direkt an die EDV der Speditionsfirma weitergeleitet und dort verarbeitet werden. Falls zusätzlich ein Navigationssystem (GPS) am Fahrzeuggerät 91 angeschlossen ist, können zusammen mit den Gebührendaten auch Informationen über den Standort des Fahrzeuges 15 übermittelt werden. Das Fahrzeuggerät 91 kann so zusätzlich als Komponente eines Logistiksystems dienen, mit dessen Unterstützung Fahrzeugbewegungen koordiniert werden können.

Die mit GSM-Modulen ausgerüsteten Markiersender 9, Ergänzungsmarkiersender 9' und Kommunikationsgeräte 35 stehen periodisch in Kontakt mit der zentralen EDV 31 der Betreibergesellschaft 33. Dabei können von der EDV 31 Informationen von Selbstdiagnosetest dieser externen Geräte 9, 9', 35 abgefragt werden. Markiersender 9 und Ergänzungsmarkiersender 9' können mit aktuellen Daten versorgt werden. Insbesondere kann auf einfache Weise eine Anpassung von Tarifen oder Gebühren vorgenommen werden. Zusätzlich zum bereits früher erwähnten Datentransfer zwischen Kommunikationsgeräten 35 und zentraler EDV 31 können die Fahrzeugnummern und/oder Vertragsnummern von unberechtigten Benutzern des Strassennetzes 1 an Kommunikationsgeräte 35, 35' übermittelt werden, wo sie als "schwarze Liste" abrufbar sind.

Selbstverständlich ist auch eine Übermittlung solcher Daten an weitere Geräte und Anlagen, wie beispielsweise an stationäre automatische Kontrollanlagen 93 oder mobile Kontrollgeräte 95 möglich.

Automatische Kontrollanlagen 93, dargestellt in Fig. 12, sind in einer Vielzahl über das gesamte Strassennetz 1 verteilt. Sie umfassen über jeder Spur 5 am Trägerbalken 21" eines Portals 23" befestigt ein Kommunikationsgerät 35', einen Laserscanner 97 und zwei Videokameras 99, wovon eine die Fahrzeuge 15 frontal und die andere schräg von der Seite her aufnimmt. Das Kommunikationsgerät 35' nimmt mit den Erfassungsgeräten 13 sich nähernder Fahrzeuge 15 Kontakt auf. Falls bei der anschliessenden Kommunikation vom Kommunikationsgerät 35' festgestellt werden kann, dass das Fahrzeug 15 berechtigt ist, die Strasse 1 zu benutzen, d. h. eine gültige Vertragsnummer oder bei Vorauszahlung ein genügend hohes Restguthaben nachweisen kann, prüft der Laserscanner 97 die Achsenzahl des Fahrzeugs 15. Ist die am Erfassungsgerät 13 eingestellte Achsenzahl grösser oder gleich der festgestellten Achsenzahl, so passiert das Fahrzeug 15 die Kontrollanlage 93 ohne weitere Massnahmen. Ist die eingestellte Achsenzahl kleiner als die festgestellte Achsenzahl, so ist das Fahrzeug 15 nicht berechtigt, die Strasse 1 zu benutzen. Es kann es mit je einem seitlichen und einem frontalen Bild von den Videokameras 99 erfasst werden. Die Videoaufnahmen werden zusammen mit gegebenenfalls durch das Kommunikationsgerät 35' erfassten Daten an die zentrale EDV 33 übermittelt und dort während zwei Jahren gespeichert. Fehlbare Fahrzeuge 15 können beim nächsten Rastplatz oder der nächsten Ausfahrt A aus dem Verkehr geleitet werden, wo die Fahrer zur Rechenschaft gezogen werden können. Ist dies nicht möglich, so kann die Betreibergesellschaft 33 aufgrund der übermittelten Informationen eine Nacherhebung der geschuldeten Gebühr veranlassen oder die Fahrzeughalter bei den Behörden anzeigen.

Weitere Fälle, in denen ein Fahrzeug 15 nicht berechtigt ist, die Strasse 1 zu benutzen, und in denen das vorhergehend beschriebene Verfahren angewendet werden kann, sind nachfolgend nicht abschliessend aufgeführt:

- Fahrzeuge 15, die vom Laserscanner aufgrund ihrer Grösse und/oder ihrer Achsenzahl als mautpflichtig eingestuft werden und bei denen die Kommunikation mit einem Erfassungsgerät 13 nicht möglich ist oder das Fahrzeug 15 als nicht berechtigtes Fahrzeug 15 erkennbar macht.
- Fahrzeuge 15, deren Fahrzeugnummer oder Vertragsnummer auf der "schwarzen Liste" gespeichert ist.

Wie in Fig. 13 dargestellt, sind nebst den automatischen Kontrollanlagen 93 auch mobile Kontrollgeräte 95, die ein Kommunikationsgerät 35' umfassen, einsetzbar. Solche Kontrollgeräte 95 können an oder hinter der Heckscheibe eines Kontrollfahrzeugs 101 montiert werden. Ein mautpflichtiges Fahrzeug 15 kann während der Fahrt kontrolliert werden, indem das Kontrollfahrzeug 101 nahe genug vor dem Fahrzeug 15 fährt, wodurch Sendekeule 11' des Kommunikationsgerätes 35' das Erfassungsgerät 13 des Fahrzeugs 15 erreichen kann.

Fahrzeuge 15, die von der Mautpflicht ausgeschlossen sind, beispielsweise Feuerwehrkraftfahrzeuge oder öffentliche Transportbusse, werden mit einem speziellen Kennungsgerät 103 ausgerüstet (Fig. 12). Dieses antwortet bei der Kommunikation mit Kommunikationsgeräten 35, 35' an den Ausfahrten A, bei automatischen Kontrollanlagen 93 und bei mobilen Kontrollgeräten 95 mit einem Kennungscode, der das Fahrzeug 15 als nicht mautpflichtiges Fahrzeug 15 ausweist.

Bei einer Alternative des Verfahrens und der Vorrichtung zur automatischen Mauterhebung werden mautpflichtige Fahrzeuge 15 mit GSM-Modulen ausgerüstet. Die Kommunikationsgeräte 35 an den Ausfahrten (A) entfallen. In den Erfassungsgeräten 13 der Fahrzeuge 15 gespeicherte Daten 62 und Datensätze 62 _i werden im Erfassungsgerät 13 so weiterverarbeitet, dass die für die Berechnung der Maut oder Gebühr minimal erforderlichen Informationen, also beispielsweise das Fahrzeugkennzeichen und die summierten Werte der gefahrenen Kilometer je Achs-, Zeit- und Ortsklasse periodisch direkt an die zentrale EDV 31 der Betreibergesellschaft 33 übermittelt werden können.

Zusammenfassend sind nachfolgend die wesentlichen Komponenten der Mauterhebungsvorrichtung aufgeführt: In den mautpflichtigen Fahrzeugen 15 anzubringende mobile Erfassungsgeräte 13 oder Fahrzeuggeräte 91, Markiersender 9 und gegebenenfalls Ergänzungsmarkiersender 9' zur Kennzeichnung von Streckenabschnitten 7 des Strassennetzes 1, Kommunikationsgeräte 35, 35' an den Ausfahrten A des Strassennetzes 1, zentrale EDV 31 der Betreibergesellschaft 33, Verkaufsautomaten 63, automatische Kontrollanlagen 93 und mobile Kontrollgeräte 95.

Legende der Bezugszeichen

1

mautpflichtiges Strassennetz

3

Fahrstreifen

5

Fahrspur

5

' Standspur

7

Abschnitt

9

Markiersender

9

' Ergänzungsmarkiersender

11

,

11

' Sendekeule

13

Erfassungsgerät

15

mautpflichtiges Fahrzeug

17

Frontscheibe

19

,

19

' Galgen

21

,

21

',

21

" Trägerbalken

23

,

23

',

23

" Portal

25

,

25

' Akku

27

,

27

' Solarzellen

29

,

29

' GSM-Modul

31

Zentrale EDV

33

Betreibergesellschaft

35

Kommunikationsgerät

37

M-Sender

39

M-Emfänger

41

Datenverarbeitungseinheit

43

Datenspeicher

45

Anzeigefeld

47

Bedientaste

49

Batterie

51

akustischer Signalgeber

53

S/E-Modul

55

Antenne

57

CPU

59

EEProm

60

Schlüssel

61

Authentifizierungscode

62

,

62 _i

Daten, Datensätze

63

Verkaufsautomat

65

bediente Verkaufsstelle

67

Programmiervorrichtung

69

Bildschirm

71

Tastatur

73

Gerätehalter

75

Informationspaket

77

Startsequenz

79

Autorisierungssequenz

81

Abschnittsnummer

63

Informationsblock

85

Abschlusssequenz

87

Streckenlänge

89

Tarifangaben

91

Fahrzeuggeräte

93

automatische Kontrollanlage

95

mobiles Kontrollgerät

97

Laserscanner

99

Videokamera

101

Kontrollfahrzeug

103

Kennungsgerät

Claims

1. Verfahren zur automatischen Mauterhebung bei mautpflichtigen Fahrzeugen (15) auf mautpflichtigen Strassen (1), wobei Kommunikationsgeräte (35) an den Ausfahrten (A) der mautpflichtigen Strassen (1) mit Erfassungsgeräten (13) in den mautpflichtigen Fahrzeugen (15) kommunizieren und dabei Informationen an das Erfassungsgerät (13) im jeweiligen Fahrzeug (15) übermitteln, die im Zusammenhang mit der Gebühr für die vom Fahrzeug (15) zuvor befahrene Strecke stehen.

2. Verfahren zur automatischen Mauterhebung bei mautpflichtigen Fahrzeugen (15) auf mautpflichtigen Strassen (1), wobei Kommunikationsgeräte (35) an den Ausfahrten (A) der mautpflichtigen Strassen (1) mit Erfassungsgeräten (13) in den mautpflichtigen Fahrzeugen (15) kommunizieren und dabei Informationen vom Erfassungsgerät (13) im jeweiligen Fahrzeug (15) abfragen, die im Zusammenhang mit der Gebühr für die vom Fahrzeug (15) zuvor befahrene Strecke stehen.

3. Verfahren zur automatischen Mauterhebung bei mautpflichtigen Fahrzeugen (15) auf mautpflichtigen Strassen (1), wobei die mautpflichtigen Strassen (1) in einzelne Abschnitte (7) unterteilt und mindestens einem Teil der Abschnitte (7) in eindeutiger Weise Markiersender (9) zugeordnet werden.

4. Verfahren zur automatischen Mauterhebung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Markiersender (9) periodisch oder kontinuierlich Informationspakete (75) sendet, wobei jedes dieser Informationspakete (75) eine Abschnittsnummer (81) zur eindeutigen Identifizierung des jeweiligen Abschnittes (7) und einen Informationsblock (83) umfasst, der zur Bestimmung der Gebühr des betreffenden Abschnittes (7) oder der Gebühr für die Benutzung des mautpflichtigen Strassennetzes (1) dient, wobei diese Gebühr für ein Fahrzeug (15) in der jeweiligen Fahrzeugkonfiguration zur Zeit der Befahrung des Abschnittes (7) gilt.

5. Verfahren zur automatischen Mauterhebung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Erfassungsgeräte (13) in den mautpflichtigen Fahrzeugen (15) die Informationspakete (75) der Markiersender (9) empfangen und für die Mauterhebung relevante Informationen oder Datensätze in einem nichtflüchtigen Speicher speichern und/oder verarbeiten.

6. Verfahren zur automatischen Mauterhebung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im nichtflüchtigen Speicher nach fehlenden Datensätzen von Markiersendern (9) gesucht wird, die das Fahrzeug (15) bereits passiert hat, und dass anstelle fehlender Datensätze (62 _i) Ersatzdatensätze gespeichert werden.

7. Verfahren zur automatischen Mauterhebung bei mautpflichtigen Fahrzeugen (15) auf mautpflichtigen Strassen (1), wobei Kommunikationsgeräte (35) an den Ausfahrten (A) der mautpflichtigen Strassen (1) mit einer zentralen EDV (31) kommunizieren und Informationen, die im Zusammenhang mit der Benutzung der mautpflichtigen Strassen (1) durch die mautpflichtigen Fahrzeuge (15) stehen, an die zentrale EDV (31) übermitteln.

8. Verfahren zur automatischen Mauterhebung bei mautpflichtigen Fahrzeugen (15) auf mautpflichtigen Strassen (1), wobei Erfassungsgeräte (91)in den Fahrzeugen (15) mit einer zentralen EDV (31) kommunizieren und Informationen, die im Zusammenhang mit der Benutzung der mautpflichtigen Strassen (1) durch die mautpflichtigen Fahrzeuge (15) stehen, an die zentrale EDV (31) übermitteln.

9. Verfahren zur automatischen Mauterhebung bei mautpflichtigen Fahrzeugen (15) auf mautpflichtigen Strassen (1), wobei Kontrollanlagen (93) oder mobile Kontrollgeräte (95) mit Erfassungsgeräten (13) in den mautpflichtigen Fahrzeugen (15) kommunizieren und Informationen über die Berechtigung der Fahrzeuge (15) zur Benutzung der mautpflichtigen Strassen (1) von den Erfassungsgeräten (13) abfragen.

10. Vorrichtung zur automatischen Mauterhebung bei mautpflichtigen Fahrzeugen (15) auf mautpflichtigen Strassen (1), wobei die Vorrichtung von den mautpflichtigen Fahrzeugen (15) mitführbare Erfassungsgeräte (13) umfasst, mit denen von den Fahrzeugen (15) auf mautpflichtigen Strassen (1) passierte Abschnitte (7) erfassbar sind.

11. Vorrichtung zur automatischen Mauterhebung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Erfassungsgeräte (13) an Verkaufsautomaten (63) beziehbar und dabei mit Informationen über das jeweilige Fahrzeug (15) programmierbar sind.

12. Vorrichtung zur automatischen Mauterhebung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsgeräte (13) je einen Sende- und/oder Empfangsmodul zum Senden und/oder Empfangen von Informationen bei Markiersendern (9) und/oder Kommunikationsgeräten (35) umfassen.

13. Vorrichtung zur automatischen Mauterhebung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Erfassungsgeräte (13) je ein Anzeigefeld (45) zur Anzeige aktueller Daten und mindestens eine Bedientaste (47) umfasst.

14. Vorrichtung zur automatischen Mauterhebung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsgeräte (13) je eine Schnittstelle für einen Drucker und/oder einen GSM-Modul umfassen.

15. Vorrichtung zur automatischen Mauterhebung bei mautpflichtigen Fahrzeugen (15) auf mautpflichtigen Strassen (1), wobei die Vorrichtung entlang der mautpflichtigen Strassen (1) Markiersender (9) mit Solarzellen (27) und/oder Batterien zur Stromversorgung und mit je einem GSM-Modul (29) umfasst.

16. Vorrichtung zur automatischen Mauterhebung bei maulpflichtigen Fahrzeugen (15) auf mautpflichtigen Strassen (1), wobei die Vorrichtung an den Ausfahrten (A) der maulpflichtigen Strassen (1) Kommunikationsgeräte (35) mit je einem Sender und einem Empfänger für die Kommunikation mit Erfassungsgeräten (13) in Fahrzeugen (15), je einer Telekommunikationsvorrichtung für die Kommunikation mit einer zentralen EDV (31), Solarzellen (27) und/oder Batterien zur Stromversorgung umfasst.