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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Gebühren für von Fahrzeugen
zurückgelegte
Strecken, die durch Funkzellen für
Mobiltelefone oder für ähnliche
mobile Sender/Empfänger-Einheiten
führen.
Außerdem
betrifft die Erfindung eine Einrichtung (System) hierfür.
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Für die Mauterhebung
auf deutschen Autobahnen ist ein satellitengestütztes Abrechnungssystem vorgesehen.
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Dieses
ist relativ aufwendig und teuer. Mit der vorliegenden Erfindung
sollen ein wesentlich einfacheres Verfahren und eine einfachere
Einrichtung hierfür
bereitgestellt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende
Merkmale auf:
- a) die zu überwachenden Fahrzeuge führen jeweils
ein eingeschaltetes Mobiltelefon mit sich,
- b) das mitgeführte
Mobiltelefon nimmt automatisch in Abhängigkeit von der zurückgelegten Strecke
mit einem Rechner der berührten
oder durchquerten Funkzelle Kontakt auf,
- c) auf der Basis der Funkzellen, die das vom Fahrzeug mitgeführte Mobiltelefon
registriert haben, werden eine vom Fahrzeug zurückgelegte Strecke und damit
zusammenhängende
Gebühren berechnet.
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Die
Erfindung nutzt die vorhandene Mobiltelefon-Infrastruktur, vorzugsweise
die in Deutschland sogenannten D- und/oder E-Netze oder entsprechende
Nachfolgetechnologien, z.B. die UMTS-Netze. Zur Erhöhung der
zur Verfügung
stehenden nutzbaren Kanäle
ist eine geografische Region (z.B. Deutschland) unterteilt in viele
Funkzellen unterschiedlicher Größe. In dünn besiedelten
Gebieten mit geringerem Telefonverkehr sind größere Funkzellen vorgesehen,
in Gebieten mit stärkerem
Telefonverkehr entsprechend kleinere Funkzellen. Eingeschaltete
Mobiltelefone sind stets beim Rechner der nächstgelegenen, erreichbaren
Funkzelle angemeldet, nämlich "eingebucht". Bei Ortsveränderung
und Verlassen der Funkzelle bzw. Erreichen der benachbarten – Funkzelle
erfolgt ein Einbuchen in den Rechner der letztgenannten Funkzelle.
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Jedes
Mobiltelefon ist mit einer eindeutigen Kennung versehen, die beim
Einbuchen an den jeweiligen Rechner übermittelt wird. Durch Abspeichern
der Daten der Funkzellen, in deren Rechner das Mobiltelefon im Laufe
der Zeit eingebucht war, kann ein Bewegungsprofil für das das
Mobiltelefon mitführende
Fahrzeug erstellt werden. Je nach Größe der berührten oder passierten Funkzellen
ergibt sich so eine mehr oder weniger genaue Möglichkeit zur Streckenbestimmung
und einer davon abhängigen
Gebührenberechnung
für vom
Fahrzeug zurückgelegte
Entfernungen.
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Die
Erfindung ist besonders bevorzugt anwendbar unter Nutzung der vorhandenen
Mobilfunknetze. Möglich
ist aber auch der Einsatz jeder anderen, insbesondere bodengestützten Funktechnologie mit
Funkzellen auf der einen Seite und mobilen Sender/Emfpänger-Einheiten
auf der anderen Seiten (in den Fahrzeugen). Wichtig ist das automatische
Einbuchen der mobilen Einheiten in die Rechner der Funkzellen.
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Vorzugsweise
soll die Erfindung zur Anwendung kommen für die Berechnung der Straßenbenutzungsgebühren von
Lastkraftwagen. Möglich
ist aber auch eine Gebührenerfassung
für andere
Landfahrzeuge, für
Wasserfahrzeuge und auch für
(gegebenenfalls niedrigfliegende) Luftfahrzeuge.
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Die
geografische Lage der Funkzellen ist durch die zugehörige Antenne
und deren Reichweite und Lage definiert. Von einer Funkzelle zur
nächsten ergeben
sich Überschneidungen,
in deren Bereich die Übergabe
(das Hand-Over) des Mobiltelefons von einer Funkzelle zur nächsten stattfindet. Üblicherweise
beginnt eine Fahrt und damit ein Einbuchen in den Rechner in einer
Funkzelle, während
das Fahrtende in einer anderen Funkzelle liegt. Die Start-Funkzelle
und die End-Funkzelle werden demnach nicht passiert, sondern nur
berührt.
Zum Zweck der Abrechnung kann eine Pauschalierung vorgenommen werden,
beispielsweise derart, dass jede berührte Funkzelle nur halb berechnet
wird, während für jede passierte
Funkzelle eine volle Funkzellengebühr berechnet wird. Diese kann
in Abhängigkeit
von der Größe der Funkzelle
unterschiedlich ausfallen. Möglich
ist auch die Berechnung eines anderen Pauschalbetrages im Zusammenhang
mit einer berührten
aber nicht passierten Funkzelle.
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Der
Fahrzeugführer
hat die Verpflichtung zum Mitführen
eines entsprechenden Mobiltelefons, mit deren Hilfe die Strecken-
und Gebührenberechnung
erfolgen kann. Gegebenenfalls wird an den Fahrzeugführer ein
Leihgerät
ausgegeben oder per Gesetz die Verpflichtung zum Mitführen eines
entsprechenden Gerätes
geschaffen. Auch sollte durch eine entsprechende Verpflichtung sichergestellt
sein, dass das mitgeführte
Mobiltelefon stets eingeschaltet bleibt.
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Möglich ist
eine im Rechner des Mobilfunknetzes hinterlegte Bindung des Mobiltelefons
an ein eindeutiges Benutzerkennzeichen, etwa ein KFZ-Kennzeichen.
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Um
eine höhere
Flexibilität
zu ermöglichen, kann
das individuelle Kennzeichen auch vor Fahrtbeginn dem Rechner des
Mobilfunknetzes mittels standardisierter SMS (short message service) übermittelt werden.
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Die
Bezahlung der anfallenden Gebühren kann
durch Abbuchung von der Telefonrechnung erfolgen. Bei Mietgeräten ist
die Abbuchung von einem zuvor hinterlegten Pfandbetrag möglich. Ebenfalls vorstellbar
ist eine Abrechnung durch vorherige Einzahlung entsprechend den
bekannten Prepaid-Karten für
Mobiltelefone.
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Um
das Abschalten der Mobiltelefone und damit eine "Gebührenverkürzung" zu verhindern, sind Überwachungsmaßnahmen
zweckmäßig. Individuelle
Kontrollen erfolgen beispielsweise durch Überprüfung des individuellen Kennzeichens
im fließenden
Verkehr und Überprüfung dahingehend,
ob das zugehörige
Mobiltelefon eingeschaltet ist. Die Erfassung des individuellen
Kennzeichens kann durch entsprechende Kontrollfahrten auf wechselnden Strecken
oder durch Automaten mit Kennzeichenerkennung oder Mitarbeiter vor
Videoüberwachungsgeräten erfolgen,
wobei die Mitarbeiter – oder
Automaten das individuelle Kennzeichen in einen Rechner eingeben
bzw. an den Rechner übermitteln
und dieser dann das zugehörige
Mobiltelefon durch Anruf auf seinen Zustand überprüft.
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Nach
einem weiteren bevorzugten Gedanken der Erfindung wird ein definiertes
Streckennetz für
das Fahrzeug mit den berührten
oder passierten (durchquerten) Funkzellen abgeglichen und so eine vom
Fahrzeug zurückgelegte
Strecke ermittelt. Beispielsweise können die geografischen Daten
des deutschen Autobahnnetzes im Rechner hinterlegt sein. Durch Abgleich
der berührten
bzw. passierten Funkzellen mit dem Streckennetz ist eine – je nach Größe der Funkzellen – mehr oder
weniger genaue Streckenberechnung möglich. Wichtig in diesem Zusammenhang
ist auch die Reihenfolge der berührten oder
passierten Funkzellen. Die Reihenfolge ist bei dem Abgleich mit
dem Streckennetz zu berücksichtigen.
Je kleiner die Funkzellen sind, umso genauer ist die Berechnung
der Strecke. Vorzugsweise werden für den Abgleich auch die geografischen
Daten der letzten und/oder vorletzten und/oder weiteren berührten bzw.
passierten Funkzellen berücksichtigt.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
(System) zur Bestimmung der Gebühren
für die
von Fahrzeugen zurückgelegten
Strecken, die durch Funkzellen für
Mobiltelefone oder für ähnliche
mobile Sender/Empfänger-Einheiten
führen,
weist folgende Merkmale auf:
- a) jedes zu überwachende
Fahrzeug ist mit einem Mobiltelefon versehen,
- b) ein den Funkzellen zugeordneter Zentralrechner ermittelt
Art und/oder Anzahl der von dem jeweiligen Mobiltelefon berührten oder
durchquerten Funkzellen,
- c) auf der Basis der von dem Rechner ermittelten Daten berechnet
dieser (oder ein anderer Rechner) eine vom Fahrzeug zurückgelegte
Strecke und damit zusammenhängende
Gebühren.
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Vorteilhafterweise
ist vorgesehen, dass die in den Fahrzeugen mitgeführten Mobiltelefone
nicht abschaltbar sind. Insbesondere gilt dies bei Verwendung von
Mietgeräten.
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Nach
einem weiteren vorteilhaften Gedanken der Erfindung sind besonderen
Strecken oder besonderen Streckenpunkten eigene Funkzellen definierter
Reichweite zugeordnet. Dies kann beispielsweise Autobahnauffahrten
oder -abfahrten betreffen, so dass mit dem System auch eine Unterscheidung zwischen
abrechnungspflichtigen und abrechnungsfreien Strecken möglich ist.
Die definierten Funkzellen sind dann derartigen Übergangspunkten zugeordnet
und gerade so groß,
dass sie nicht in andere Strecken hineinreichen.
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Sobald
der zentrale Rechner die Information erhält, dass eine definierte Funkzelle
berührt
oder passiert wurde, bestimmt der Rechner in Verbindung mit der
Information über
die anschließend
berührte oder
passierte Funkzelle den Status der Streckenberechnung. Handelt es
sich bei der anschließenden Funkzelle
um eine Funkzelle über
einer gebührenpflichtigen
Strecke, handelt es sich um den Start einer gebührenpflichtigen Strecke insgesamt.
Ist die anschließende
Funkzelle einem nicht gebührenpflichtigen
Bereich zugeordnet, liegt das Ende einer gebührenpflichtigen Fahrt vor.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
durch große
und kleine Funkzellen führendes
Autobahnnetz,
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2 Mobiltelefone
in ausgesuchten Funkzellen mit Funkzellenrechnern und einem Zentralrechner.
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Ein
Beispiel für
eine durch Funkzellen abgedeckte Region, die zugleich mehrere Autobahnen aufweist,
ist in 1 grafisch dargestellt. Zwei Autobahnen 10, 11 verlaufen
quer durch die Region und schneiden einander im Bereich der Autobahnkreuze 12, 13.
Außerdem
sind kurze Anschlussautobahnen 14, 15, 16 und 17 vorgesehen,
die jeweils in nicht gezeigte Straßen niederer Ordnung übergehen
und damit zugleich Autobahnauffahrten und/oder -abfahrten darstellen.
Die Teilstücke 14, 15 treffen
auf die Autobahn 11 im Bereich eines Autobahnkreuzes 18.
Die Teilstücke 16, 17 treffen
auf die Autobahn 11 im Bereich von Abzweigungen 19, 20.
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Die
Autobahn 10 führt
ausschließlich
durch große
Funkzellen A, C, E, F und N.
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Demgegenüber führt die
Autobahn 11 durch kleine Funkzellen a, b, c und d, die
großen
Funkzellen C, A und B, die kleinen Funkzellen e, f und g, die große Funkzelle
F, die kleinen Funkzellen h, i, j und die großen Funkzellen I, J.
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Ein
in die Funkzelle A einfahrendes Fahrzeug kann den Autobahnen 10 oder 11 zugeordnet werden.
Sofern das dem Fahrzeug zugeordnete Mobiltelefon zuvor in keiner
Funkzelle eingebucht war, wird das Fahrzeug der Autobahn 10 zugeordnet.
Bei vorangehender Einbuchung in Funkzelle B wird das Fahrzeug der
Autobahn 11 zugeordnet. Etwas schwieriger ist die Situation
bei vorangegangener Einbuchung in die Funkzelle C. Es muss dann
auch die vorletzte Einbuchung berücksichtigt werden. Sofern die
vorletzte Einbuchung die Funkzelle E betrifft, wird das Fahrzeug
der Autobahn 10 zugeordnet, während eine vorletzte Einbuchung
in der kleinen Funkzelle d eine Zuordnung zur Autobahn 11 auslöst.
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Relativ
einfach ist die Situation hinsichtlich der Teilstücke 14, 15.
Bei erster Einbuchung in der Funkzelle D bzw. der kleinen Funkzelle
k wird dem Fahrzeug das Autobahnteilstück 15 bzw. 14 zugeordnet.
In jedem Falle gelangen die Fahrzeuge dann auf die Autobahn 11 (im
Fall des Autobahnteilstücks 15 zunächst durch
die kleine Funkzelle I) und damit in den Bereich der kleinen Funkzelle
b. Je nachdem, welche kleine Funkzelle a oder c das Fahrzeug mit Mobiltelefon
als nächstes
erreicht, ergibt sich eine entsprechende Fahrtrichtung.
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Etwas
komplizierter ist die Berechnung bei einem Start des Fahrzeugs auf
dem Autobahnteilstück 16,
beginnend in Funkzelle C. Theoretisch kann sich das Fahrzeug dabei
auch auf den Autobahnen 10, 11 aufhalten. Spätestens
beim Erreichen der kleinen Funkzelle m entlang des Autobahnteilstücks 16 steht
fest, dass letzteres vom Fahrzeug befahren wird. Als nächstes wird
dann die Abzweigung 19 im Bereich der kleinen Funkzelle
f erreicht.
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Relativ
einfach ist der Fall wieder für
das Autobahnteilstück 17.
Dieses beginnt in einer kleinen Funkzelle n und erreicht die Autobahn 11 im
Bereich der Abzweigung 20. Eine erste Einbuchung in die Funkzelle
n kann somit nur einen Start des Fahrzeugs zu Beginn des Teilstücks 17 bedeuten.
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Zweideutigkeiten
bei der Streckenermittlung können
sich ergeben, sofern durch die Funkzellen unterschiedliche Straßen führen, aber
nur bestimmte Straßen
hiervon gebührenpflichtig
sind. Dies lässt sich
umgehen durch Aufbau und Einrichtung ausgewählter kleiner Funkzellen im
Bereich von Autobahnauffahrten. Diese kleinen, definierten Funkzellen
sind hinsichtlich ihrer Größe so bemessen,
dass gebührenfreie
Straßen
nicht berührt
sind, so dass eine Einbuchung in eine derartige kleine Funkzelle
logisch eindeutig einen Aufenthalt des jeweiligen Mobiltelefons
am Beginn oder Ende einer gebührenpflichtigen Strecke
bedeutet. Kleine, definierte Funkzellen ohne Berührung zu weiteren Straßen können beispielsweise
die kleinen Funkzellen k und n sein.
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2 zeigt 3 Mobiltelefone
in drei Fahrzeugen und jeweils in einer eigenen Funkzelle b, A und f.
Jeder der Funkzellen ist ein Funkzellenrechner 21, 22 bzw. 23 zugeordnet.
Die Mobiltelefone sind mit den Ziffern T1, T2 und T3 versehen.
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Die
Funkzellenrechner 21, 22 und 23 sind verbunden
mit einem gemeinsamen Zentralrechner 24. Sobald ein Mobiltelefon
(z.B. das Mobiltelefon T1) in eine Funkzelle einbucht (z.B. die
kleine Funkzelle b), sendet der zugehörige Funkzellenrechner (hier der
Funkzellenrechner 21) Uhrzeit, Datum und Kennung des Mobiltelefons
T1 an den Zentralrechner 24. Bei Verlassen bzw. Ausbuchen
des Mobiltelefons aus dieser Funkzelle geht eine weitere Meldung
an den Zentralrechner 24. Zwischenzeitlich können wahlweise
in definierten Zeitabständen
Bestätigungsmeldungen
von dem zugehörigen
Funkzellenrechner an den Zentralrechner übersandt werden.
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Wird
das beschriebene Prinzip konsequent eingehalten, ergibt sich automatisch
ein Bewegungsprofil des Mobiltelefons über die besuchten bzw. eingebuchten
Funkzellen mit zugehörigen
Zeiten und Datumsangaben. Durch Vergleich mit dem im Zentralrechner 24 oder
einem angeschlossenen Rechner abgelegten Streckennetz (z.B. Autobahnnetz)
können
Streckenberechnungen durchgeführt
und die zugehörigen
Gebühren
ermittelt werden.
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Der
Zentralrechner 24 steht in Verbindung mit dem Abrechnungssystem
des Mobilfunkanbieters oder mit einem eigenen Abrechnungssystem.
Die errechneten Gebühren
können
unmittelbar über
die Telefonrechnung des Mobiltelefons, von einem Kontostand einer
Prepaid-Karte oder einem anderen laufenden Konto abgezogen werden.
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Der
Zentralrechner kann die Daten wahlweise in Echtzeit oder zur Vermeidung
von Belastungsspitzen später
verarbeiten. Für
Kontrollzwecke dürfte ohnehin
eine längerwährende Speicherung
zweckmäßig sein.
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Die
Einrichtung bzw. das System sind so ausgestaltet, dass der Zentralrechner 24 die
Plausibilität
der eingehenden Daten prüft.
Sofern beispielsweise ein Mobiltelefon in 1 nacheinander
in den Funkzellen D und E eingebucht ist, muss es sich um eine Fahrstrecke
außerhalb
der Autobahnen 10, 11 handeln. Der Rechner ruft
dann automatisch das Mobiltelefon an und verlangt eine Bestätigung dafür, dass
eine gebührenpflichtige
und/oder nicht gebührenpflichtige
Strecke befahren wird.
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Wahlweise
ist vorgesehen, dass Überwachungseinrichtungen
bzw. -maßnahmen
in dem jeweiligen Gebiet aktiviert bzw. intensiviert werden, sofern
ein oder mehrere Fahrzeuge vorgeben nicht gebührenpflichtige Strecken zu
befahren.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass zu Beginn einer jeden gebührenpflichtigen Fahrtstrecke über das
jeweilige Mobiltelefon eine standardisierte Nachricht (SMS) automatisch
oder manuell an den Zentralrechner oder eine andere autorisierte
Abrechnungsstelle geschickt wird, möglicherweise auch beim Verlassen
der gebührenpflichtigen
Strecke. Zusätzlich
oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das Mobiltelefon nicht
abschaltbar ist. Das Mobiltelefon wird vom Fahrzeugführer entweder
bei sich geführt
oder für
den Zweck des Befahrens gebührenpflichtiger
Strecken gemietet, z.B. bei der Einreise nach Deutschland.
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Nachfolgend
werden nochmals die wesentlichen Bestandteile des Verfahrens bzw.
Systems zusammengefasst wiedergegeben:
- – Jedes
teilnehmende Fahrzeug ist mit einem Mobiltelefon T1-T3 versehen,
das vorzugsweise nicht abschalbar ist.
- – Die
gebührenpflichtige
Fahrtstrecke führt
lückenlos
durch einander benachbarte Funkzellen A-J, a-n, für die jeweiligen
Mobiltelefone.
- – Die
Einbuchungen der Mobiltelefone in die jeweiligen Funkzellen werden
von einem Zentralrechner 24 erfasst. Dabei werden insbesondere Datum
und Uhrzeit des Beginns und des Endes der Einbuchung sowie die individuelle
Kennung des Mobiltelefons erfasst. Für jedes erfasste Mobiltelefon
wird ein Bewegungsprofil aufgezeichnet, aus welchem sich auch die
Reihenfolge der berührten
oder passierten Funkzellen ergibt.
- – Der
Zentralrechner 24 hat Zugriff auf die geografischen Koordinaten
der gebührenpflichtigen
Strecken und gleicht diese mit den geografischen Daten der Funkzellen
ab.
- – In
Verbindung mit den oben genannten erfassten Daten über die
von dem jeweiligen Mobiltelefon berührten oder passierten Funkzellen
berechnet der Zentralrechner 24 die befahrene und gebührenpflichtige
Strecke.
- – Die
Länge beispielsweise
der Autobahn 11 durch die Funkzellen ist bekannt. Durch
Addition der in den jeweiligen Funkzellen angeordneten Streckenabschnitte
der Autobahn 11 ergibt sich leicht die Länge der
befahrenen Strecke und damit die zugehörige streckenabhängige Gebühr.
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- 10
- Autobahn
- 11
- Autobahn
- 12
- Autobahnkreuz
- 13
- Autobahnkreuz
- 14
- Autobahnteilstück
- 15
- Autobahnteilstück
- 16
- Autobahnteilstück
- 17
- Autobahnteilstück
- 18
- Autobahnkreuz
- 19
- Abzweigung
- 20
- Abzweigung
- 21
- Funkzellenrechner
- 22
- Funkzellenrechner
- 23
- Funkzellenrechner
- 24
- Zentralrechner
- A-J
- große Funkzelle
- a-n
- kleine
Funkzelle
- T1-T3
- Mobiltelefon