SE510080C2 - Metod för automatisk debitering av tullar för fordon - Google Patents

Description

15 20 25 30 sin 080 2 av erforderlig storlek erlagts sänds därvid från centralen till de fysiska stationema. Fördelen med denna teknik är att redan befintliga infrastruktursystem kan utnyttjas, såsom i detta fall GPS-systemet samt GSM-tekniken för det digitala mobilsändarnätet. Dock tillkommer investeringar i vägsidesutrustning. En annan mycket väsentlig fördel är att tillräcklig tid kan anslås för datainformationsutbytet mellan fordonets utrustning och centralen, så att all överföring kan åstadkommas utan kapacitetsproblem med datorkfaft och kommunikation.

Detta kan normalt vålla svårigheter då all infonnation i befintliga system ska överföras inom ett område som utgörs av en fysisk tullstations kommunikationsszon. Vidare kan på detta sätt tulldebiteringen och övervakningen av att fordon erlagt korrekt avgift tidsmässigt och lokalt skiljas från varandra.

En olägenhet som uppkommer med den i PCT/DE95/00l07 beskrivna anordningen är att kvittot på erlagd betalning sänds från centralen till den fysiska tullstationen, vilket medför att stora datamängder måste skickas ut och finnas tillgängliga vid varje fysisk tullstation inom ett visst område, eftersom det vid betalningstidpunkten inte står klart vilken fysisk tullstation som senare kommer att passeras. Dessutom krävs stora lagringskapaciteter och sökkapaciteter för datorer i den fysiska tullstationen. Någon direktkommunikation mellan fordon och fysisk tullstation förekommer ej, vilket innebär att korrelation mellan fordonsidentitet och kvitto saknas.

Skriften PCT/GB95/00198 beskriver ytterligare ett exempel på en anordning för automatisk tulldebitering av fordon där GSM-teknik utnyttjas. I nämnda skrift är inriktningen att utföra en tulldebitering under bibehållande av anonymitet för fordonet. Detta åstadkoms medelst en i tulldebiteringssystemet anordnad fordonsidentifierare som identifierar ett kommunikations- organ på fordonet eller identifierar ett fordon som bär en elektronisk börs avsedd för tulldebitering. Systemet är också försett med anordningar som temporärt korrelerar fordonsidentifieraren med en identifierare för den elektroniska börsen. Systemet är också utformat på ett sätt så att fordonsidentifieraren icke utnyttjas om tulldebiteringstransaktionen är korrekt fullföljd eller att börsidentifieraren ej utnyttjas om tulldebiteringstransaktionen ej genomförs tillfredsställande. I skriften är också nämnt att kommunikationsorganet kan vara en GSM-sändare/mottagare. Någon form av virtuell debiteringsstation är dock ej beskriven.

Detta innebär att det i denna metod ej blir möjligt att fullfölja en tulldebiteringstransaktion i 10 15 20 25 30 3 510 oso förväg och att tillskriva resp fordon ett kvitto på erlagd betalning innan den fysiska nillstationen beträds. Härvid uppkommer kravet på att all kommunikation och identifiering av de olika enheterna måste utföras under den tid som står till förfogande under vilken fordonet vistas i området fór den fysiska tullstationen. Detta leder till problem p g a tidsnöd, dvs att under den korta tid som står till förfogande hinna identifiera fordonen, utföra tmnsaktionen och att även spåra fordon för vilka en korrekt debiteringstransaktiron ej kunnat genomföras för efterdebitering av sådana.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning framläggs en metod för automatisk tulldebitering av fordon såsom specificerad i patentkrav 1.

En fördel med uppfmningen i förhållande till den kända tekniken är att det digitala mobil- sändarnätet ej belastas i lika hög utsträckning som vid närmaste känd motsvarande teknik. En ytterligare fördel är att det inte krävs samma lagrings- och sökkapaciteter i rnínnesenheterna vid de fysiska tullstationema som vid den motsvarande kända tekniken beskriven inledningsvis.

F IGURBESKRIVNING Figur 1 åskådliggör schematiskt principen för tulldebitering enligt uppfinningsaspekten.

Figur 2 visar ett exempel på en konfiguration av enheter i resp fordon, fysisk tullstation och central i tulldebiteringssystemet. 10 15 20 25 30 510 080 BESKRIVNING Av UTFÖRANDEN Ett antal olika utföranden av uppfinningen beskrivs i det följande med stöd av figurerna.

Automatisk debitering av tullar för ett fordons tillträde till en trafikled eller trafikzon förutsätter övervakningsorgan. Enligt en utföringsform av metoden och anordningen för automatisk debitering av tullar för fordon innefattas i övervakningsorganet en fordonsutrustning och en vägsidesenhet. Fordonsutrustningen innefattar: ett första kommunikationsorgan 1 i fordonet Vi - V4 för lokal kommunikation 2 med en vägsidesenhet 3 vid en fysisk tullstation 4 . Det första kommunikationsorganet 1 kan utgöras av en transponder för den lokala kommunikation 2 medelst mikrovågor eller motsvarande organ, vilka utnyttjar andra överföringsmedier än mikrovågor, såsom ultraljud, ljus induktiv överföring etc. Företrädesvis används DSRC (Dedicated Short Range Communication), där mikrovågor utnyttjas som överföringsmediuin. Andra källor som kan användas som överföringsmedium vid den lokala kommunikationslänken 2 mellan fordon V1 - V4 och vägsidesenhet 3 är UWB-vågor (Ultra Wide Band radio), ultraljud, infrarött ljus, laser eller vanligt ljus, en första processor 5 för beräkning och/eller subtraktion av tullar och för styrning av kommunikationen mellan fordonets inre enheter och omvärlden, en rninnesenhet 6 för lagring av data såsom användaridentitet, positioner för virtuella tulldebiteringsstationer 7 , tariffer m m för beräkning av sagda tullar. Användaridentiteten kan utgöras av en fordonsidentitet, en börsidentitet eller en transponderidentitet, en mottagare för GNSS (Global Navigation Satellite System), vilken kan utgöras av en GPS-mottagare 8 för mottagning 9 av signaler från navigeringssatelliter 10, en sändare/mottagare i ett cellulärt nätverk, CN, vanligen i form av en GSM-telefon l 1, för en central kommunikation 12 med en i tulldebiteringssystemet anordnad central C samt företrädesvis även - en läsare 13 för läsning och debitering av smarta kort, där lämpligen CN -enhet och läsare 13 är integrerade i en mobiltelefon 15 och att 10 15 20 25 30 510 080 - de här i fordonet nämnda enhetema kommunicerar sinsemellan genom ett befintligt fordons- LAN där kommunikationen sker via CAN -databuss eller via ITS-buss eller via lämpliga gränssnitt (även sladdar).

Den fysiska tullstationen 4 innefattar: - en vågsidesenhet 3 som har ett andra kommunikationsorgan 16 för den lokala kommunikationen 2 med ett första kommunikationsorgan 1 i ett av nämnda fordon V1 - V4. Företrädesvis används DSRC (Dedicated Short Range Communication), där mikrovågor utnyttjas som överiöringsmedium. Andra källor som kan användas som överföringsmedium vid kommunikationslänken 2 mellan fordon V1 - V4 och vägsidesenhet 3 är UWB-vågor, ultraljud, infrarött ljus, laser eller vanligt ljus, - videoutrustning 17a - l7c samt härför lärnplig belysningsanordning för avbildníng av för .fordonet V1 - V4 karakteristiskt kännetecken, såsom registreringsskylt, samt för detektering av fordonets fysiska form, inkluderande nödvändig bildbehandlingsutrustning 18 med OCR-ftmktionalitet (Optical Character Recognition) tör identifiering av registreringsnummer eller motsvarande kännetecken, - en andra processor 19 i vägsidesenheten 3 för beräkning av resp fordons V3, V4 position inom den fysiska tullstationen utifrån information om inmätning m h a a) den lokala kommunikationen 2 mellan det forsta kommunikationsorganet 1 i fordonet V3, V4 och det andra kommunikationsorganet 16 hos vägsidesenheten 3, b) utifrån information från bildbehandlingsutrustningen 18 samt c) genom korrelering av positionema erhållna från inmätningen utförd med hjälp av de båda kommunikationsorganen 1, 16 och information fi-ân bildbehandlingsutrustningen 18, - en minnesenhet 20 i vägsidesenheten 3 fór lagring av data avseende positioner erhållna vid den lokala kommunikationen 2 mellan det första 1 och det andra 16 kommunikationsorganet, - utrustning 21 i vägsidesenheten 3 lämpad för överföring 22 av registrerade data till centralen (förslagsvis genom GSM, WAN eller via optiska fibernät) och - krypteringsutrustning för krypterad överföring av data mellan fysisk tullstation 4 och central C. 10 15 20 25 30 510 oss i 6 I begreppet kryptering innefattas i denna text att meddelandet kan vara krypterat för att förhindra tjuvlyssning men begreppet krypering används också eller alternativt för att innebära autentisering, dvs att till det krypterade meddelandet fogas en checksumma eller en digital signatur som används för att verifiera att meddelandet inte har förvanskats och för att verifiera att avsändaren är den angivna.

Förutom ovan nämnda enheter förutsätts att centralen C innefattar erforderlig utrustning i form av en tredje processor 23, en central minnesenhet 24, en SAM (Security Application Module) 25, kommunikationsutrustning 26 för den centrala kommunikationen 12 med fordonens GSM-telefoner ll samt med den fysiska tullstationens 4 kommunikationsutrustning 21 , varifrån överföring 22 av data från vägsidesenheten 3 till centralen C genomförs.

Tulldebiteringsproceduren förlöper enligt följ ande: I fordonets minnesenhet finns erforderlig information såsom tariffer för tulldebiteringen och positioner för virtuella tulldebiteringsstationer 7 antingen förlagrad eller för kontinuerlig uppdatering via exempelvis GSM-nät altemativt RDS-TMC-länk (uttrycket står fór Radio Data System - Trafiic Message Channel) eller ytterligare alternativt via mikrovågssändare eller motsvarande.

Via fordonets GPS-mottagare 8 (eller annan GNSS-mottagare) erhålles kontinuerligt information om fordonets position. Då nämnda position sammanfaller med en position för en virtuell tulldebiteringsstation 7, vars position finns lagrad i fordonets minnesenhet 6, såsom visat i figur 1 för fordonet V2, kontaktas centralen C från fordonets GSM-telefon 11 (eller annan sändare/mottagare i ett cellulärt nätverk). Den intagna positionen är belägen på ett lämpligt avstånd före en fysisk tullstation 4 som senare kommer att passeras av fordonet. I den virtuella tulldebiteringsstationen 7 debiteras fordonet V1 - V4 en tull via, i detta exempel, GSM-nätet. En krypterad signal sänds från fordonet V1 - V4 till centralen C med information om åtminstone en transponderidentitet och tidsangivelse. En betalningstransaktion genomförs därefter genom att centralens C processor belastar ett förbetalt konto associerat med uansponderidentiten eller drar den aktuella tullen grundad på i fordonets minnesenhet 6 10 15 20 25 30 7 510 ßso lagrade tariffer fiån ett via GSM-nätet kommunicerbart smart kort i fordonet. Tullbeloppet beräknas av fordonets processor 5. Som ett altemativ är det möjligt att från fordonet sända fordonsidentitet i stället för transponderidentitet.

I fordonet V2 bör även fmnas en utrustning (t ex lVlMl) som meddelar föraren att denne har hamnat i en geografiskt definierad zon som utgörs av en virtuell tulldebiteringsstation 7 och indikerar att betalning av tull ska ske. Detta ger fördelarna att föraren inte debiteras ovetande, att det finns möjlighet att låta föraren avgöra typ av betalningssätt, exempelvis via ett konto eller via ett smart kort och slutligen att det smarta kortet inte behöver sitta i läsaren 13 oavbrutet.

När centralens processor 23 registrerar fordonets korrekta betalning av aktuell tull sänds i krypterad form en bekräftelse tillbaka via GSM-nätet i form av en kvittens att fordonet V1 - V4 bärande den specifika transponderidentiten debiterats med en tull av viss storlek. Detta innebär att fordonet självt bär med sig en kvittens på att en tull redan betalats innan fordonet V1 - V4 kör in i en påföljande fysisk tullstations 4 område. Genom detta förfarande blir enda nödvändiga åtgärden vid den fysiska tullstationen 4 att verifiera att det passerande fordonet belastats med en tull som överensstämmer med fordonets kategori.

Då fordonet nått fram till den fysiska tullstationen 4 skickas en krypterad signal från fordonets kommunikationsorgan 1 till vägsidesenhetens 3 kommunikationsorgan 16, antingen på upp- aning från vägsidesenhetens utrustning med dess sändare eller kontinuerligt inom ett tidsinter- vall under vilket kommunikationen 2 kan fortgå beroende på att räckvidden för kommunika- tion är begränsad. Signalen består av ett lcrypterat meddelande innehållande data om trans- ponderidentitet, kvittens på att betalning erlagts och företrädesvis information om fordonets kategori. Sistnämnda information kan härvid användas för att medge att tullstationens 4 videoutrustning l7a - 17c ska kunna kontrollera fordonets kategori. Fordonets V1 - V4 passage genom den fysiska tullstationen 4 följs nämligen med hjälp av videoövervakning genom en avbildning av fordonets identitet såsom fordonets registreringsskylt eller annat fysiskt kännetecken och vidare genom detektering av fordonets fysiska form för kontroll av den fordonskategori som uppgivits av fordonet via kommunikationslänken 2 mellan fordon 10 15 20 25 30 V1 - V4 och vägsidesenhet 3 så som nyss beskrivits. Ett altemativt förfarande är att endast avbilda de fordon för vilka en korrekt kvittens av erlagd tull ej kan registreras.

Kommunikationen mellan fordon V1 - V4 och vägsidesenhet 3 innefattar en inmätning av fordonets positioner. Motsvarande positionsdetektering genomförs även med hjälp av bild- behandling på känt sätt av resultatet från videoövervakningen medhjälp av en bildbehand- lingstmustning 18 som kommunicerar med vägsidesenhetens 3 processor 19 för analys.

Genom att korrelera de inmätta positionerna från dels nämnda kommunikation 2 mellan fordon och vägsidesenhet och dels de ur videoövervakningen beräknade positionerna mot varandra kan kommunikation 2 med specifikt fordon V1 - V4 knytas till ur videoövervak- ningen visst avbildat fordon. Denna korrelering är i dagens teknik högst önskvärd, då det ännu inte anses möjligt att upprätthålla en hundraprocentig identifiering av registreringsnumren genom videoövervakning och inte heller att erhålla en hundraprocentigt fungerande fordon/vägsides-kommunikation. Om detta vore möjligt skulle det nämligen vara tillräckligt att korrelera registreringsnummer angivet av fordon/vägsides-kommunikation 2 mot registeringsnummer identifierat ur videoövervakningen. Korrelering är önskvärd för att komma ifiån risker med t ex otillåten manipulering exempelvis med fordonsdata lagrade i fordonsutrusmingen.

Om det inte är möjligt att knyta korrekt debitering till ett visst fordon till en viss video- egistrering sänds avbildningen av detta fordon tillsammans med transponderidentitet, tids- och zonangivelse till centralen som underlag för efterdebitering av en tull. Om en korrekt debiteringsoperation genomförts raderas bild och övrig information memorerad i vägsides- enhetens minne för bibehållande av integritet.

I det föreslagna exemplet används mikrovågskomrnunikation mellan fordon V1 - V4 och vägsidesenhet 3.

En fördel med det beskrivna systemet i jämförelse med de idag kända är att det medger erforderliga kommunikationstider för transaktionsdata av valfii längd. Som en följd därav kan övriga data utan svårigheter överföras mellan det första och det andra kommunikationsorganet under den korta tid som rnikrovågslärrken, enligt vårt exempel, är uppkopplad inom den 9, 51 o oss fysiska tullstationen 4. Lokal bildbehandling av de registrerade fordonen medger vidare att kraven och belastningarna på kommunikationsnätet mellan vägsidesenhet 3 och central C blir små.

En annan fördel med den föreslagna tekniken enligt uppfinningsaspekten är att den medger automatisk tulldebitering vid flerfiliga vägar samt att debitering och verkställande av betalningstransaktionema kan utföras i realtid, vilket bidrar till ökad anonymitet för användarna i systemet.

Claims (1)

1. 510 080 10 15 20 25 30 10 PATENTKRAV Metod för automatisk debitering av tullar för fordon (V l - V4 ) vid trafikleder eller trafikzoner, där resp fordon (V l - V4) är försett med kommunikationsorgan (l, ll) för kommunikation (12) med en central (C) och för kommunikation (2) med en vägsidesenhet (3) vid en fysisk tullstation (4) och där åtrninstone en virtuell tulldebiteringsstation (7) är geografiskt förutbes " d i anslutning till den fysiska stationen (4), kännetecknad av att metoden innefattar stegen: fordonets kommunikationsorgan innefattar en mottagare (1 1) för ett GNSS-system, som tillhandahåller signaler; ur vilka signaler en första processor (5) avläser fordonets (V1 - V4) position och detekterar när fordonet kommer in i en virtuell tulldebiteringsstation (7) genom att jämföra avläst fordonsposition med i ett minne (6) lagrade data om positioner “_ för virtuella tulldebiteringsstationer (7), fordonets kommunikationsorgan (11) meddelar via ett digitalt mobilsändarnät till centralen (C) att en tulldebiteringstrarisalction skall utföras, centralen (C) genomför tulldebiteringstransaktionen gentemot fordonet (V1 - V4) och returnerar till fordonet genom dess kommunikationsorgan (1 , 11) en kvittens på transaktionen, vid inträdet i den fysiska tullstationen (4) sänder fordonets (V1 - V4) kommunikationsorgan (1) via en kommunikationslårik (2) till vägsidesenheten (3) kvittensen som betalningsbevis om att korrekt tull erlagts. Metod enligt patentkrav l, kännetecknad av att vid tulldebiteringstrarisalttionen sänds åtminstone en transponderidentitet och en tidsangivelse från fordonet till centralen. Metod enligt patentkrav 2, kännetecknad av att vid tulldebiteringstransaktionen belastar centralen (C) ett med transponde 'dentiten associerat organ för innehållande av penningmedel. Metod enligt patentkrav 1 , kännetecknad av att vid tulldebiteringstransalctionen sänds åtminstone en fordonsidentitet eller börsidentiteten och en tidsangivelse från fordonet till centralen (C). 10 15 20 25 30 10. 11. 12. 13. 1, 510 oso Metod enligt patentkrav 4, kännetecknad av att vid tulldebiteiingstransalctionen belastar centralen (C) ett med fordonsidentiteten eller börsidentieten associerat organ för innehållande av penningmedel. Metod enligt något av patentkraven 1 - 5, kännetecknad av att kvittensen som sänds fiån centralen (C) till fordonet (V1 - V4) för lagring i fordonets minne (6) innehåller data som identifierar fordonet samt data om den avgifi fordonet debiterats. Metod enligt patentkrav 6, kännetecknad av att kvittensen som sänds från fordonet (Vl - V4) till den fysiska tullstationens (4) kommunikationsorgan (16) innehåller data som identifierar fordonet samt data om den avgift fordonet debiterats. i Metod enligt patentkrav 7, kännetecknad av att signalen som utgör kvittensen är krypterad. Metod enligt patentkrav 8, kännetecknad av att signalen som utgör kvittensen är krypterad och innefattar digital signatur och kryptografisk checksumma. Metod enligt patentkrav 7, kännetecknad av att kvittensen även irmehåller data om fordonets (V1 - V4) kategori. Metod enligt patentkrav 1 eller 6, kännetecknad av att kommunikationen mellan fordonet (V1 - V4) och centralen (C) är krypterad. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att resp passerande fordon (V1 - V4) identifieras i den fysiska tullstationen (4) genom att en korrelation mellan fordonsidentitet erhållen via avbildning och data íörrnedlad via fordonets kvittens genomförs. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att kommunikationen (12) mellan det första kommunikationsorganet (1) i ett fordon (V1 - V4) och kommunikationsutrustning (26) i centralen (C) sker via ett cellulärt mobilsändarnätverk såsom ett GSM-nätverk. 510 oso M 14. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att kommunikationen (2) mellan det första kommunikationsorganet (1) i fordonet (V 1 - V4) och det andra kommunikationsorganet (16) i den fysiska tullstationen (4) sker medelst något av bärmedierna mikrovågor, UWB- vågor, ultraljud, infrarött ljus, laser, vanligt ljus och induktiv överföring. 15. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att i fordonets minnesenhet (6) finns erforderlig information såsom tariffer för tulldebiteringen och positioner för virtuella tulldebiteringsstationer (7) íörlagrad.