专利名称：道路收费系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及如权利要求1的前序部分所述的道路收费系统。
在DE 43 04 838 C2中描述了一种具有一个车载设备的道路收费系统，所述的车载设备用于由车辆自行确定道路使用费。其中操作中心根据需要通过通信装置将对于确定道路使用费所必需的数据传输到车载设备。车载设备持续地确定各部分路段费用，并且将各个单独的费用累加而得到道路使用费总额。
本发明的目标是将此种类型的道路收费系统进行改进，以便提高用户的方便性。
本发明的目标根据权利要求1的技术特征来解决。下面所述的权利要求涉及到本发明的优选实施例和改进型。
本发明的主要思想在于，通过车辆中的车载设备来确定使用费，而实际的结算是在操作中心进行的，使用费向操作中心的传输是根据可预先定义的标准来进行的。这种在车辆里借助于芯片卡实施的结算方法的优点在于，用户不必担心芯片卡上是否有足够的金额。另外芯片卡也可能丢失。
本发明的另外一个优点是可以仅使用一个车载设备就简单地区分不同使用费结算区域的道路使用费。
在本发明的一个具有优点实施例中，达到或者超过阈值时也能符合预定的标准。在这里阈值是一定确定金额和/或从上一个传输数据的时间点起所经过的时间间隔和/或所驶过的一段确定的距离。其优点是将存储车辆里的费用金额限制得不要太高。当然，如果数据是操作中心所请求的，或者用户手动进行数据传输，也能符合标准。另外，当车辆驶过道路网的预定位置时也能引起数据传输。因此车辆每一次驶过有缴费义务的道路时都会引起数据传输。
在本发明的一个特别具有优点的实施例中，车辆用户或者车主持有一个帐户，从该帐户中自动扣除所传输的道路使用费。
为了确定车辆驶过不同使用费结算区域时的道路使用费，在本发明的一种特别具有优点的实施例中，关于至少一个本地用户区域内的边界的信息被存储，当接近本地用户区域的边界时，在边界的用户使用费结算区域，根据需要将对边界使用费结算区域所缺少的数据从操作中心传输到车载设备中，并保存该数据。
车载设备根据新的用户使用费结算区域的情况计算道路使用费，其中所确定的道路使用费传输到新的使用费结算区域的操作中心。但是只有当本地使用结算系统的运营商确认了车主承担的债务时，才进行道路使用费的结算。
下面根据附图对本发明进行详细的描述。如图所示
图1描绘了自动道路收费系统以及外部的数据关系；图2描绘了自动道路收费系统以及内部的数据关系；图3描绘了车载设备的基本功能和部件；图4描绘了车载设备的操作过程；图5描绘了不同的用户使用费结算区域。
在下面的说明中，需将缴费或计费金额理解成使用道路所必须缴纳的道路使用费。将费用结算系统或计费系统理解为道路收费系统。
由图1可见，自动道路收费系统1包括一个车载设备操作中心2、相应的车载设备3、收费数据管理装置4和辅助指向标5。对自动道路收费系统1产生影响的部件是车载设备3。它自动满足所有功能如路段费用的识别、道路使用费的结算以及收费数据的管理，这些功能对于费用结算是必需的。自动道路收费系统1中用户的车辆在许可服务点9配备有车载设备3。在自动化道路收费系统缴费的车辆在许可的服务点9配备有车载设备3。这个车载设备3在安装时设置了合适的操作数据(带有识别点的道路模型和价目表模型)，以及还设置了车辆的数据。根据请求，最好通过移动通信(GSM)将这些数据激活。通过这些数据，车载设备3自动地识别车辆是否位于需缴费的路段，以及位于哪个路段。基于车辆参数和价目表参数以及车辆在需缴费的路段所行驶的里程数计算费用，并且进行收费。数据通过移动通信(GSM)被传输到操作中心2以便进行进一步处理。为了支持实际情况的判断，车载设备3通过短距离通信(DSRC)与控制系统7进行通信。车载设备3借助一个卫星导航系统8(GPS)进行漫游，偶尔有必要通过附带安装的辅助指向标系统5来支持车载设备3的定位。
下面描述各个部件的功能。
车载设备操作中心2对车载设备3提供必要的操作数据，并将信息从“中央处理器”6转发到车载设备3。操作数据转变可以由车载设备3处理的格式。然后进行控制，将操作数据分配给车载设备3。从车载设备3接收到关于停止的状态信息，并将该信息转发到“中央处理器”6。
收费数据管理装置4接收到来自车载设备3的收费数据，将其保存，并以特性数据的形式转发到“中央处理器”6。收费数据管理装置4形成对可能接收到的收费数据的确认应答，并将这些收费数据、各种信用限制和额度分配给车载设备6。
当有缴费义务的车辆或车厢连接使用需缴费的路段时，车载设备3自动进行计费，并将收费数据传输到收费数据管理装置4。收费数据管理装置从功能上接收来自车载设备操作中心2的操作数据。此外，为用户10提供了用户接口，通过这个接口输入该用户的使用数据并调用信息。
服务点9进行车载设备3的安装、维护和周期性的检查。
用户10是有缴费义务的人，他使用收费系统来进行缴费，并操作车载设备3。
控制系统7用于识别和确定实际情况，是否存在缴费义务，如果存在这种情况，道路使用费是否符合规定，是否少缴费或者根本没有缴费。
管理机构的操作管理、技术操作、服务、财务和调度、资源以及销售和职员管理的方法和操作过程都由中央处理器6承担。这些部分支持系统部件进行结算、监督和实施操作。
结算的主要任务是，对自动道路收费系统1的特性数据(缴费和计费数据)进行周期性的收集并且进行结算，将数据发送到收费义务装置10以及产生关于结算的证明。
监控是对所有的技术装置的方法和过程的反映，这样可以检查收费系统和技术管理机构的任务是否按规定执行。
执行操作包括对所有的技术装置的操作，通过技术管理机构的操作、财务会计、客户服务(Customer Care)以及技术操作起作用。
辅助指向标5在定位时支持车载设备6，它通过高质量的短距离通信传输位置数据。
图2描绘了自动道路收费系统1的内部数据关系。
收费系统1中的车载设备操作中心2通过一个通信服务器对所有车载设备3提供必要的和实际的操作数据。车载设备操作中心2的任务包括-为所有的车载设备3提供操作数据，如路段数据、价目表模型、费用等级模型、车载设备软件版本以及密码密钥；-解码和编码，以及车载设备信息的信号化；-允许安全端/服务点的密钥公开；-为所有服务点9和控制中心7准备操作数据；-操作数据版本的管理；-操作数据分配方案的制定；-将操作数据转换为车载设备格式。
重复机制是考虑到，在车载设备操作中心2始终提供了一个实际版本的作为拷贝的基本数据库。密码部件对接收和发送的数据进行编码和解码，保证信息的完整性，并管理所有在车载设备操作中心2中必需的通信密钥。同样在车载设备操作中心2制定了一个数据分配方案。这样车载设备3可以自动工作，并且除了保存必要的通信密钥之外，还保存了操作数据(价目表、路段、车辆等级)。这些数据在基本数据管理中被处理，并且在车载设备操作中心2的数据库中以规定的格式(车载设备格式)进行管理。除此之外在那里还有车载设备的软件版本。在“操作数据传送”的过程中，为车载设备3提供与版本相关的全面的新的或实际的操作数据。这样不仅可以采用广播业务，还可以采用GSM的点对点连接方式。所有不能通过广播到达的车载设备3在其操作数据的有效性过期之前向车载设备操作中心2发出通知，在车载设备操作中心处将解码和处理请求进一步转发。然后车载设备操作中心分别为车载设备3提供实际的价目表数据和路段数据。
车载设备操作中心2不仅将操作数据传输给车载设备3，而且为服务点9提供附加的信息，对车载设备3进行安装和维护。同样控制中心7访问车载设备操作中心2的实际数据。
收费数据管理装置4的任务是-管理和处理由车载设备3发送的收费数据，-对于由车载设备3接收到的收费数据产生确认应答，-得到关于停止情况下车载设备3的清单，以及所有信用额度的清单，-对于输入和输出信息的证实，-车载设备3的询问与回答的编码和解码，-向结算系统传输正在进行的收费数据组，收费数据管理装置4的一个重要任务是确认和应答所有的车载设备信息，以及管理所有用于处理该信息的必要数据。为此，通过GSM由车载设备3发送并由通信服务器接收的包括收费数据的信息(如果必要的话)结合在一起，进行解码并保存在收费数据库里。对于该信息产生一个确认应答，它附带地包括计费卡各自的实际停止状态，以及计费卡的额度和来自安全中心的新的密码。这个确认应答被解码并且发送到车载设备3。如果车载设备3在一段时间之后没有从中心系统得到确认应答，中心系统将重新向收费数据管理装置4发送相应的数据，直到车载设备3收到确认应答为止。
辅助指向标5在道路旁边安装，在那里仅通过卫星导航系统8和联合导航(Koppelnavigation)很难或者不能足够确保车载设备3的定位。这可能是在具有悬崖峭壁的深山峡谷的单行道或者双行道，可能是隧道，可能是深山老林，可能是不同或相同的相隔很近(即只有几米)的道路以及具有急转弯的道路。辅助指向标5发送相关的位置数据给车载设备3，并且支持车载设备3的定位。
图3给出了车载设备3的软硬件的概述。
如图3所示，收费应用程序11包括一个识别算法11.1，一个价目表11.2，一个通信过程11.3，一个服务过程11.4，以及一个控制过程11.5。
识别算法11.1利用路段数据和实际位置来识别需要缴费的路段，并且启动收费事件。
价目表11.2根据路段信息、相关参数和价目表模型数据计算道路使用费。
通信过程11.3包括通过GSM在车载设备3和中心2之间的数据交换(传输收费数据和激活操作数据(价目表数据/模型、路段数据、软件实现))。另外通过短距离通信接口(DSRC)进行的数据交换还由辅助指向标5和控制系统7承担，而用于服务目的的数据交换通过服务器接口由通信过程11.3承担。
服务过程11.4是对车载设备3和用户10之间的交互作用的基于事件的控制(输入和输出，报警和出错报告，菜单控制)。
控制过程11.5包括对操作准备情况的监控、供电管理、登录、故障检查和对篡改的识别。
操作系统12是最底层的软件平台，是由车载设备制造商开发和提供的。操作系统涉及硬件控制、优先级/过程管理、操作识别、版本控制以及登录(到操作系统界面)。
自动化道路收费系统1对于车载设备3必须配备下列硬件控制单元3.1具有自身的操作系统和文件系统的控制单元；CPU 3.1.2中央处理器单元；数据存储器3.1.4暂时的和非暂时的工作存储器；计费卡3.1.3具有用于管理密码密钥的安全模块以及具有用于确保道路使用费计算的计费模块的芯片卡；HMI 3.1.1用户接口(键盘、显示器和扬声器)；服务器接口3.1.5用于数据交换的外部接口；导航部件3.2GPS 3.2.1用于定位的模块辅助传感器3.2.2用于改善导航数据；通信部件3.3GSM模块3.3.1通过SIM卡3.3.2与中心部件进行通信的模块；DSRC模块3.3.3通过红外线进行辅助指向标通信和控制通信的模块；电力网部分(未绘出)来自车辆道路网络的能源供应。
除了如上所述的硬件之外，还需要其它的附件用于车载设备3的安装，如天线(用于GSM、GPS、DSRC模块)，用于天线的电缆组，适配器，车载设备保持器，固定材料。
自动道路收费系统1需要中心部件和车辆一侧的部件。从空间上中心2可以划分成几个位置，即“分布式”结构。
为了实现道路使用费的缴费义务，必须具有用于控制的结构上的和技术上的装置。例外的情形是将辅助指向标5作为系统支持的基础设施而采用，并且安装在道路旁边。这用于支持自动定位(较差的卫星定位，困难的路段引导，以及安装位置)。辅助指向标5通常实现为固定在电线杆上的红外发射器。
另外无需采用新的基础设施，因为自动道路收费系统1应用现有的系统，如移动通信系统GSM 3.3.1或者卫星导航系统GPS 8。其它的系统，例如服务点9，必须根据收费系统1的相应的要求进行匹配或者进行调整，一些工作过程必须进行重新设计。
单个的车辆只需要一个车载设备3和相关附件参与到自动道路收费系统1中。安装的服务点9需要一个所谓的服务点PC机，它初始化并个性化车载设备3，并可对其进行测试。另外通过这个设备可以从中心2获得必要的状态数据和操作数据。
自动道路收费系统1通过外部接口与其它系统相连，其中介于“中央处理器”6和车载设备操作中心2之间的接口是作为TCP/IP连接通过局域网(LAN)或广域网(WAN)实现的。介于“中央处理器”6与收费数据管理装置4之间的接口同样也是作为TCP/IP连接通过局域网(LAN)或广域网(WAN)实现的。介于控制系统7与车载设备3之间的接口是通过短距离通信接口(DSRC)3.3.3实现的。
介于卫星导航系统GPS 8与车载设备3之间的接口是作为无线接口3.2.1(GPS标准)实现的。
与服务点9的通信是通过在车载设备3上装配服务器接口3.1.5实现的。
介于辅助指向标5与“中央处理器”6之间的接口是作为移动无线通信或固定电话网连接实现的。
介于车载设备操作中心2与车载设备3之间的自动道路收费系统1的内部接口，以及介于车载设备3与收费数据管理装置4之间的接口是作为移动无线通信连接3.3.1实现的。介于车载设备3与辅助指向标5之间的接口是作为DSRC接口3.3.3实现的。
在自动道路收费系统1的框架内具有如下主要功能-识别，-收费，-传输数据，
-完成对自动道路收费系统的访问，-对控制的支持，-通过自动道路收费系统1本身和监控保证正确的收费。
在自动收费时，在需要缴费的路段上的行驶是车辆自行进行的，即不知道路旁边的基础设施。这样车辆必须配备有车载设备3，它通过卫星导航系统GPS 3.2.1(也可采用其它传感技术3.2.2)确定实际的车辆位置。在例外情况下，当基于GPS和联合导航的定位不具有足够的保险性时，对在确定的路段上使用了附加的辅助指向标5来辅助定位。确定需要缴费的路段的识别算法是基于车载设备3的通常的定位方法。
收费是根据已知的需要缴费的路段进行的。相关的收费数据(需要缴费的路段的长度以及价目表)是根据在车载设备3中的收费等级进行分类，或者可以由用户自己声明来进行输入(缴费分类里的相关缴费参数)。应用价目表模型，自己声明的参数与在车载设备3里固定存储的数据共同用于缴费类型的分类。在需要缴费的路段上行驶的时刻考虑按照实际的收费等级、实际的价目表模型和时间点进行收费。收费数据被一起发送到收费数据管理装置4，用于进一步处理。用户10在收费时刻通过视觉(可选地，还通过听觉)接收关于收费事件的信息。
车载设备3具有用于通过移动无线通信和DSRC进行长距离通信和短距离通信的部件。通过移动无线通信可以交换如下数据
表1长距离通信/传输数据类型数据传输过程以及协议安全过程保证在两个通信端使用相同的协议版本。将要发送的数据在对面就可以被无错误地接收到，或者没有到达的数据将在晚些时刻被重发。
数据的保护是通过在移动无线网络GSM中的标准编码方法以及附带地通过在应用界面上的特有编码方法来进行编码的。
短距离通信是根据在红外范围内的DSRC标准，或者在5.8GHz微波范围内通过无线电进行的。通过这个接口与控制系统7进行数据交换，数据由辅助指向标5以更好的定位接收。接口设计为双向通信，能够获取车流中有缴费义务的车辆。
车载设备3通过DSRC与自动控制设备、移动控制设备和固定控制设备通信。这种通信由控制设备的初始化开始。车载设备3回答控制设备的相应询问。
在与控制系统交互作用时交换如下数据
表2短距离通信/控制通信有缴费义务的人10通过以下过程访问自动道路收费系统-向管理机构登记并注册；-查找服务点9(工场)，以安装和维护车载设备3；-操作车载设备3；-根据客户服务的需求通过电话、传真或者互联网回答问题以及澄清不清楚的地方；-付款；行驶时的实际道路使用费结算不会与用户发生交互作用。
自动道路收费系统只是在规定的情况下进行收费。正确的道路使用费收取通过组织上和技术上的措施来保证。组织上的措施包括-用户注册；-用户的协助义务；
-控制；-监控；参与自动道路收费系统1的前提条件是有缴费义务的人10首先在管理机构进行注册。他提供个人数据，并被告知优先的缴费方式。根据提示检查用户10的偿还能力，在用户10与管理机构之间建立协议关系，并为用户安装一个或多个车载设备3。
对于仅在确定的操作状态下才有缴费义务的车辆，或者在其不同的结构条件下，可能有不同的收费等级，必须通过驾驶员自己声明来调整操作模式。
服务点9在安装车载设备3时设置为“缺省”类型，这种类型通常对应于车辆没有附加说明时的类型。需在最简单的情况下用户10只确认此设置。如果车辆所允许的总重量小于12吨，就没有缴纳道路使用费的义务，通常“缺省”类型被设置为“无缴费义务”类型。也可以通过车载设备3的操作面板分别确定上一次的声明类型，以作为要证实的设置。只有在有缴费义务的人10明确的愿望下才调整上述标准，有缴费义务的人必须在安装确认过程中表示出这种愿望。通过声明设置的可能变化，使得无缴费义务的车辆，例如12吨以下的没有拖斗的牵引车头，在自动收费过程不必扣除款项。在安装时还输入其他的特定车辆参数，例如危害物质等级。
声明的结果或者非声明事实(无输入)与时间点和地理位置一起，以掉电保护和防伪保护的方式存储在车载设备3的日志里。这些信息可以用于读取控制器的目的，以及作为补充证明材料使用。
在行车开始时，或者在第一次行驶到需缴费的路段时，如果驾驶员没有声明或者做出错误的声明，驾驶员可能会在控制器上被确认为不缴费或者错误缴费者。可能出现的误操作或没有操作可以通过车载设备3的显示器由有缴费义务的人10得知。所设置的缴费类型被显示。输入也可以附带地通过与声明类型有关的声音信号来支持。通过确认安装车载设备3时的确定的预先设置，有缴费义务的人10可以避免没有做出声明或者做出错误声明的危险。
正确的道路使用费收取的技术上的措施包括-在车载设备3中的安全的、经过验证的收费过程和通信过程；-在整个计费系统中，根据个人用户10和路段的特定处理规定的费用金额的明确的、无例外的计费标准(价目表模型1)；-在地理位置不利的地点通过辅助指向标5来支持定位。
当车辆位于需要缴费的路段网络之外时，自动识别方法被认为是可靠的。在这种情况下，车载设备5也停止进行收费。在一些情况下，在这些地点之间可能存在转弯，例如在公路旅店(例如Hegau-West)、高速公路教堂(例如Baden-Baden)、停车场、其它的高速公路辅助设备处或者辅助工场。每个存在的可能的转弯都确定地限定了一个识别路段或识别部分。
在车辆停止或者中途停车时，车载设备3的状态以掉电保护和防伪保护的方式被存储。因此不会发生信息丢失。如果行驶继续进行，则关于行车开始的新的信息以及费用等级的声明被请求并被保存。其它情况下车载设备3根据设置的缺省值工作。识别方法尤其保证了在高速公路上中途停车时不会出现双重收费的情形。同样，在高速公路的路段内停车或者修理点范围内的变化的跟踪根据识别方法也不会出现多次收费。
车辆上的官方载重车辆标记在安装和第一次启动车载设备3时输入计费卡3.1.3的安全模块中。由管理机构颁发的计费卡作为上述信息的来源。这些数据通过出示车辆牌照来证明。载重车辆标记与上述信息一起通过车载设备3，并通过随后在安全路径上的安装传送到车载设备操作中心2，并在那里被存储。车辆卡、计费卡3.1.3、车载设备3和中心2可防止伪造、篡改和损坏。这样对于每个车载设备3都唯一分配了对于完全确定的有缴费义务的机动车辆的官方载重车辆标记。
如果要改变装有车载设备3的车辆的官方载重车辆标记，车主必须通知管理机构。此外，这个改变必须在一个服务点处被了解，即存储在计费卡3.1.3中，并通知中心2。
如果仅分配了一个新的标记而车主还是原来的，例如在地点改变之后，改变或者更换计费卡3.1.3就可以了，并向中心2发送一个相应的信息。从而保证了可能还没有传输的收费与先前的标记事先传送到中心2。
如果车主改变，例如将车辆卖掉，那么原来的车主和新的车主必须就车辆交易和道路使用费交接达成一致。
用户可以将车载设备3设置为“计帐模式”操作状态。在这种情况下，还执行对于控制和监控目的的额外收费，并且将收费数据发送至中心2，而不停止付费。这个可由用户唯一识别的操作状态在特殊情况下被显示，在这些情况下他希望明确地采用计帐系统。
在确定的情况下，在中心一侧可以停止车载设备3，例如未缴费行为、车辆盗窃等等。这些停止情况对于用户可唯一识别。
具有缴费义务的车辆的官方标记和与车载设备3相应的标记的一致性在下列情形下被检验-在自动控制中，通过比较由车载设备3所通知的标记与由光电方式获取的标记，-在固定控制或移动控制中，通过比较由车载设备3所通知的标记与实际的标记。
在仅可能的情况下，管理机构希望在确定实际标记和保存的标记之间的差别时，能够设置控制之外的车载设备3。
图4描绘了车载设备的标准操作过程。在开始之后，在步骤100中初始化车载设备3。在步骤200中实现定位，并且在步骤300中比较需缴费的路段。在步骤400中检验是否是需缴费的路段。如果是的话，那么在步骤500中获取并保存对于收费组必要的数据。在步骤600中检验是否超出了报警界限。在步骤700中检验是否达到了停止界限。在步骤800检验是否达到了预定的阈值，以及是否需要发送所得到的费用金额。在步骤900中显示用户10的缴费状态。
操作数据包括价目表数据和路段数据以及软件。车载设备3可以根据价目表数据并且考虑收费等级计算已知路段的缴费数额。利用路段数据，车载设备3通过比较实际位置和行驶路段(步骤400)识别需缴费的路段。
软件可以执行车载设备3中的缴费，并且以模央方式安装。
通过停止信息可以使车载设备3发生停止或者解除停状态，即收费结算的过程可以打开或者关闭。
分别为服务点9提供了最近版本的操作数据，这样车载设备3可以根据实际操作数据进行设置。在第一次启动时不会通过移动通信在车载设备3和车载设备操作中心2之间建立连接以供操作数据下载。
如果车载设备操作中心2从车载设备3接收到一个停止状态，则将这个停止状态转发到“中央处理器”6。
通过将输入到收费数据管理装置中的收费数据传输到检验系统，使得后来可以在批过程中检验受到控制的车载设备。
为了进行结算，特性数据从自动道路使用费系统1被传输到“中央处理器”6中。
如果车载设备3接收到停止指令或者解除停止状态指令，该设备将其停止状态(停止，不停止，出错类型)发送回车载设备操作中心2。
在服务点9进行的车载设备3的循环检验可以从车载设备3中读出状态信息。在这种情况下，这些信息是关于车载设备3的操作状态的信息，以及关于出现的错误和已知的篡改企图的信息。
每次收费都通过收费数据进行唯一的了解，并且与有缴费义务的机动车辆的官方标记相对应。其中包括收费的地点和时间，所声明的收费等级，结算的道路使用费，车载设备标识和可能附加的官方标记和用于成本区分的付费人参数。收费数据的传输可以在超过了发送界限之后，或者经过了一段确定的时间之后开始。发送界限是一个存款或者信用额度范围值。时间范围可以参数化。它开始于上一次收费数据发送后的第一次收费。如果经过了一段时间之后仍未达到发送界限，就开始传输现有的收费数据。
在控制过程中，相关的收费数据以及状态信息被传输到控制系统7。上一次的关于非正常操作状态的信息包括在过去已知的篡改企图和停止状态信息。
在安装时，实际操作数据被传输到车载设备3。这样就省去了第一次运行时为车载设备操作中心2提供的昂贵的通信设置。
完成安装之后，状态数据被传输到“中央处理器”6。如果车载设备3由于紧急原因未接入到服务点9，而是在一个非功能性的状态离开服务点9，这个状态也被通知到“中央处理器”6。
在开始行驶时，用户10将缴费义务参数输入到车载设备3中。用于改变收费等级的变化参数是一些附属参数(轴数和可靠的总重量)。当时所提供的有缴费义务的机动车辆的与收费相关的参数(危害物质扩散类型，车辆上现有的轴和可靠的总重量)在使用过程中不会改变。机动车辆参数的变化要求车辆的技术上的变化和服务点9中的车载设备3的新的配置。
在“中央处理器”6上设置的路段及价目表数据在车载设备操作中心2中转换为可由车载设备3处理的格式。
如果在“中央处理器”6上出现对于特定的车载设备3的停止或解除停止状态事件，由此会产生一个指令，并且传输到车载设备操作中心2。
在安装车载设备3时，服务点9必须检验车辆卡(用户在安装时必须出示)数据的真实性。另外，可以询问在用户10登录时刻还没有提供的信息，例如用于偿付能力检查的信息。
辅助指向标5向“中央处理器”6周期性地发送监控数据，由此可以确定辅助指向标5是否准备好工作。
辅助指向标5将用于支持定位的位置数据传输到车载设备3。
图5描绘了不同的用户结算区域13、14之间的互操作性的原理图。互操作性允许在不同用户结算区域13、14内的有缴费义务的人10通过不同的电子计费系统1、17，仅以一个车载设备3，并且一定情形下仅以一个收费协议，来扣缴费用，其中可以操作不同运营商15、16的道路收费系统。
技术上的互操作性是可以在多个道路收费系统区域13、14内使用一个车载装置3的基本前提。技术上的互操作性一方面通过车载单元3与特定运营商的地点上的装置之间的通信，另一方面通过在车载单元3内实现的功能和流程来限定，它分别由道路收费系统运营商15、16实现。
车载设备3在其基本配置中提供了移动无线通信(GSM)之上的通信信道，针对各种不同的面向电路连接和面向分组的业务，并通过红外线提供DSRC信标通信。可以选择采用根据CEN TC278的、通过5.8GHz的微波频带范围的无线电的接口进行连接，或者可以串行集成。车载设备3中的计算机系统的基本功能除了提供本身系统所包含的标准软件功能外，还可以事后通过不同的通信信道并相应安全地重新载入其他的应用程序。
在一些情况下，车载设备3的下列特征满足了技术上的互操作性的前提条件-可以连接的DSRC接口，-应用安全模块(芯片卡)，-可以通过通信信道将设备驱动程序和应用程序安全地传输到车载设备3中，从而实现了多重应用能力。这既适用于第一次安装在车辆之前，以使这些功能在一开始就可使用，也适用于事后，如果这种要求在不久之后提出，或者当限定并采用了新的系统时。
-在应用程序与车载设备3的基本功能之间定义的内部接口，允许与设备制造商无关地以统一的形式定义并实施改变/扩展。
-使用TCP/IP-PPP作为GSM服务器标准，这样也可以利用同样采用TCP/IP-PPP的其他中心执行其他的事务。
-使用ISO ENV 14906 EFC(应用接口)，以便可以支持所有在CEN DSRC之上建立的航标支持的事务。
由此，基本互操作性的前提只是通过在其他的道路收费系统17中重新载入软件包(例如通过GSM)，它使用了这个流行的标准。
对于其他的系统来说，车载设备3可以扩充一个附加的硬件通信模块。这样也可以使用其他的通信信道，这只是涉及到车辆的一小部分，并且以这种方式不会增加基本设备的成本。
通过如上所述的扩展可能性，车载设备3可以通过软件应用程序或者附带的硬件通信模块与不同的系统进行技术上的互操作。
不同的可选的通信模块被连接到经过标准化的内部接口，并且分别通过特定运营商的协议进行控制。这些协议既控制收费和缴费过程，又控制自动控制过程。
这些协议可以通过车载设备3的一个被限定的接口来载入(多重应用能力)。为此车载设备提供如下的可能-服务接口端(工场)-GSM-协议通过芯片卡(互操作性芯片卡)被载入。
当前投入运用的道路收费系统借助于芯片卡来工作，以确保通信过程的安全。在所提供的车载设备中的一个外部芯片卡的可用性是提供技术上的互操作性的另一个前提条件。当其他的道路计费区域17还不能使用同样的芯片卡时，因为还没有达成一致的前提条件，这样驾驶员可以在道路计费操作中更换芯片卡。
对于在行使过程中通过收费信标(Erhebungsbake)需要直接与芯片卡通信的系统，可以在组织上保证通信区域内的更长的停留时间。
除了单纯的技术上的互操作性之外，必须在组织层面上提供互操作性的前提条件。在这里尤其是考察支付往来。欧洲银行现在已经通过数据载体交换进行内部合作，也就是说从德国的一个银行转帐到欧盟成员国的另外一个银行，反之亦然。这样有缴费义务的人10可以在一个异地用户使用费结算区域13内的其他系统运营商16的管理下根据规定支付其道路使用费，这里有必要使其他系统运营商16的银行的请求可以由本地用户使用费结算区域14的管理机构15的银行接受，并且本地用户使用费结算区域14的管理机构15接受自己的请求。
有缴费义务的人10的偿付能力的保证是由固有的预缴费系统实现的，而后缴费系统中银行协议必须与其他系统运营商的协议协调一致。
对于所有类型的互操作性来说，在管理机构15与其他系统运营商16之间签定协议是必要的。这种漫游协议减轻了有缴费义务的人10的负担，因为他只需与一个系统运营商订立协议。
漫游协议应该至少调整如下几点-缴费管理的过程-期限的定义-安全方面，尤其是密钥的公开-道路收费系统的协议-用于控制的数据-要应用的远程通信-基础设施-证明数据的定义。
权利要求
1.道路收费系统(1)，具有一个车载设备(3)，用于在有效收费区域(13，14)内由车辆自行获取道路使用费，其中操作中心(2)根据需要通过通信装置(3.3)将对于获取道路使用费所需的数据传输到车载设备(3)，其中车载设备(3)持续地确定行驶过的部分路段的使用费，并且将各个部分的费用累加而得到道路使用费总额，其特征在于，车载设备(3)在达到一个预定的标准时通过一个通信装置(3.3)将到这一时刻为止所确定的道路使用费总额传输到操作中心(2)，以进行结算。
2.根据权利要求1的道路收费系统(1)，其特征在于，当达到或者超过一个阈值时，并且/或者当操作中心(2)请求数据时，并且/或者当数据传输是由用户手动进行时，并且/或者当驶过了道路网上预先给定的位置时，则满足了预先规定的标准，其中阈值对应于一定确定的金额，和/或一段确定的时间间隔，和/或自上一次数据传输的时刻起所经过的一段确定的距离。
3.根据权利要求1或2中任一项的道路收费系统(1)，其特征在于，车辆用户(10)或者车主(10)在向道路收费系统(1)的运营商(15)进行支付时持有一个帐户，从该帐户中可以自动地扣除所传输的道路使用费。
4.根据以上权利要求中任一项的道路收费系统(1)，其特征在于，道路收费系统(1)包含不同的使用费收费区域(13，14)，其中一个车辆在不同的使用费结算区域(13，14)中行驶时所产生的道路使用费的确定是通过唯一的车载设备(3)进行的。
5.根据以上权利要求中任一项的道路收费系统(1)，其特征在于，在车载设备(3)中保存关于至少一个本地用户使用费结算区域的界限(18)的信息，其中当接近使用费结算区域(14)的界限(18)时，车载设备(3)根据需要向中心(2)请求对于边界使用费结算区域(13)所缺少的操作数据，所请求的操作数据通过通信装置(3.3)从中心(2)传输到车载设备(3)，并保存在车载设备(3)中。
6.根据权利要求1的道路收费系统(1)，其特征在于，当超过了两个使用费结算区域(13，14)之间的边界(18)时，道路使用费的获取根据新的使用费结算区域(13，14)的条件进行。
7.根据权利要求2的道路收费系统(1)，其特征在于，如果在新的使用费结算区域(13，14)中的道路使用费由另外一个运营商(16)如在本地用户使用费结算区域(14)中一样收取，那么只有当本地用户使用结算系统的运营商(15)对车主(10)承担的债务进行确认后，才可以进行自动的费用结算。
全文摘要
本发明涉及一种具有一个车载设备的道路收费系统，用于由车辆自行确定在一个使用费结算区域内对于一个车辆的道路使用费，其中操作中心根据需要通过通信装置将对于取得于道路使用费所必需的数据传输到车载设备。车载设备持续地确定各部分路段的使用费，并且将各个部分的费用累加而得到道路使用费总额。根据本发明，当达到预定的条件时，车载设备通过通信装置将直至该时刻所确定的道路使用费总额传输到操作中心，以进行结算。
文档编号G07B15/06GK1518725SQ01822931
公开日2004年8月4日 申请日期2001年12月13日 优先权日2001年1月31日
发明者沃纳·拜尔特, 沃纳 拜尔特 申请人:戴姆勒-克莱斯勒股份公司