Изобретение касается системы расчетов за пользование с устройством идентификации участков дороги, которые проходит движущийся объект /например, легковой автомобиль, мотоцикл, грузовой автомобиль, автобус, судно, железнодорожный состав, самолет, человек, штучный груз/ внутри дорожно-транспортной сети /например, сети автострад, сети водных путей, железнодорожной сети/, или географических зон /например, внутригородских зон, зон воздушного пространства, заповедных зон/, в которые вступает объект.
Из описания изобретения к неакцептованной Европейской заявке N 0519630 известна система сбора и обработки информации о положении автомобиля, которая через систему поиска определяет данные о местоположении и отображает их с помощью индикации. Эта система поиска используется также для системы сбора и обработки информации о местоположении, как это описано в описании изобретения к неакцептованной Европейской заявке N 0519630. Запись информации может осуществляться на плату памяти или через персональный компьютер.
В заключении следует упомянуть еще и описание изобретения к неакцептованной заявке ФРГ N 3537730, где раскрывается устройство самостоятельного управления точкой цели. При этом осуществляется определение местоположения с помощью передатчика, местоположение которого известно, а отсюда определяется актуальный курс движущегося объекта.
Для расчетов за пользование мостами или туннелями принято использовать расчетные станции, аналогичные контрольно-пропускным пунктам, на которых соответствующая плата собирается персоналом или автоматами для разменной монеты. Для расчета платы на участках автострад во Франции и Италии используется система, при которой на месте въезда на автостраду или на месте перехода с участка автострады, где движение осуществляется бесплатно, к участку автострады, где производится оплата за его пользование, водитель автомобиля получает талон, на котором автомат разборчиво отмечает места въезда. На месте съезда с автострады или на месте перехода с оплачиваемого участка автострады на неоплачиваемый с помощью этого талона можно установить весь пройденный автомобилем участок дороги, а также рассчитать и получить соответствующую плату за пользование дорогой. Эта система позволяет производить надежный взаиморасчет, но предполагает использование не только значительных инвестиционных средств для создания необходимой инфраструктуры, в частности, для строительства расчетных станций с автоматами, выдающими талоны, шлагбаумами и световыми установками и т.д., но и требует значительных затрат на персонал для дневной и ночной смен работы на расчетных станциях. Сюда же относится большой недостаток, состоящий в том, что движение потока транспорта, особенно в часы пик, сильно замедляется из-за необходимости производства расчетных операций.
Для того, чтобы не нести эти расходы, в Швейцарии уже много лет применяется другая система сбора платы за пользование автострадами, которая работает на базе паушальной оплаты установленного промежутка времени. Вместо установок для сбора паушальной оплаты водитель автомобиля получает виньетку, которую следует прикрепить на видном месте в автомобиле и которая свидетельствует о праве проезда по автостраде и является, таким образом, контролируемым документом. Эта система не требует существенных затрат, связанных с созданием инфраструктуры, так как она может быть сведена к использованию уже имеющихся устройств при продаже виньеток /например, почтовых отделений, погранстанций/ и к осуществлению контроля /например, на контрольно-пропускных пунктах, установленных на автострадах, на полосах полицейского контроля/. Однако, таким способом нельзя произвести полный взаиморасчет, который бы соответствовал действительному объему пользования, так что принцип виновника учитывается недостаточно при расчете издержек.
Однако, уже предлагались системы, которые позволяют производить индивидуальный расчет издержек в соответствии с действительным объемом пользования. Но они предполагают создание соответствующей локальной инфраструктуры, так как они базируются, например, на инфракрасных системах или так называемых высокочастотных или радиолокационных системах запросчик-ответчик, то есть на специальных машинных устройствах для распознавания и идентификации отдельных автомобилей на соответствующих участках дорог, передвижение по которым подлежит обязательной оплате, или в соответствующих установленных географических зонах, таких как, например, зона центра города, движение в которой должно быть ограничено. Техника, основанная на системе запросчик-ответчик, известна уже в течение многих лет из области военно-воздушных сил для различения чужих летающих объектов от своих. Принцип заключается в том, что объект, подлежащий идентификации, "запрашивается по радиосвязи" /например, с помощью радара/ с контрольного пункта /например, с наземной станции, корабля, или самолета/, а затем на соответствующий контрольный пункт автоматически передается соответствующий опознавательный сигнал. Передача, например, на систему расчетов платы за пользование автострадой означает, что вдоль транспортной системы автострад, пользование которыми производится за плату, в определенных местах /в частности, в местах въезда и выезда/ должны быть созданы соответствующие контрольные посты, позволяющие непрерывно собирать данные, необходимые для расчета платы за пользование. Таким образом, подобная система требует значительных затрат на оборудование специальной сети инфраструктуры.
Задача изобретения состоит в предложении устройства названного выше вида, которое пригодно не только для расчета платы за пользование автострадой, но и для сбора других видов плат за пользование определенными областями /участками дорог, площадями, помещениями/, подвижными объектами и требует сравнительно меньших затрат на инфраструктуру.
Эта задача, согласно изобретению, решается с помощью признаков основного пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные другие формы выполнения изобретения указаны в дополнительных пунктах 2 - 23 формулы изобретения.
Далее, изобретение более подробно описывается на примере системы расчетов платы за пользование автострадой. Единственная фигура показывает участок дорожной сети с автострадой.
Систему, согласно изобретению, образуют три основных функциональных блока, а именно:
- установленная внутри автомобиля система определения местоположения.
- установленная внутри автомобиля система расчетов и
- мобильная запоминающая среда в качестве носителя расчетных данных.
Система определения местоположения имеет систему приема информации для распознавания действительного географического местоположения автомобиля и первое запоминающее устройство для запоминания во времени действительного местоположения. Информация для распознавания местоположения принимается беспроволочным путем от системы, установленной вне зависимости от дорожно-транспортной сети. Эта система может существовать или может быть оборудована при сравнительно небольших затратах для решения задачи передачи соответствующей информации. Примерами могут служить существующие спутниковые навигационные системы /например, GPS, Glonas/ или радиопеленгаторные системы на базе имеющихся сетей радиотелефонной связи /например, сеть "С", "D", "E"/, причем на основе разного времени прохождения сигнала к расположенным по соседству наземным станциям может происходить очень точное определение местоположения. В спутниковых навигационных системах для повышения точности определения местоположения целесообразно предусмотреть возможность приема корректирующего сигнала /например, для дифференциальной системы "GPS"/. В результате компенсируется влияние погрешностей, таких как погрешности, связанные с орбитой спутника, часовые погрешности и погрешности, связанные с распространением сигнала, а также местное прекращение связи на расстоянии менее 10 м. Такой корректирующий сигнал мог бы быть передан, например, по радио /например, RDS/ или по системе радиотелефонной связи "GMS"/. Возможны также системы, которые определяют позицию автомобиля по радиоконтакту и по показаниям датчиков, смонтированных в автомобиле. Например, могут быть предусмотрены датчик определения пути движения /например, по повороту задних колес/ и магнетронный зонд, которые позволяют точно определять местоположение по преобразованной в цифровую форму дорожной сети, если соответственно перед началом движения через расположенное в автомобиле устройство связи получают информацию о местоположении автомобиля. Для того, чтобы при кратковременном выходе из строя системы определения местоположения /например, вследствие эффектов экранирования или вследствие неблагоприятного положения спутника/ продолжать получать данные о местоположении, может быть предусмотрен датчик "Dead - Reckoning - Sensor" /например, в форме магнетронного зонда/, который находится в движущемся автомобиле.
Установленная внутри автомобиля система расчетов содержит, прежде всего, второе запоминающее устройство для перманентного запоминания заданных географических позиций /пункты идентификации/, которые позволяют произвести однозначную характеристику отдельных участков трассы дорожно-транспортной сети и/или установленных зон. Далее, предусмотрен решающий блок, который работает в качестве компаратора и через короткие промежутки времени / например, каждую секунду один или два раза/ производит сравнение действительного местоположения автомобиля с заложенными в память данными местоположения /координатами/ пунктов идентификации. Если имеет место довольно точное соответствие данных местоположения, то вычислительное устройство производит идентификацию относящегося в данный момент к пункту идентификации участка автострады, по которому производится движение. Этот процесс ниже поясняется более подробно.
Использование идентифицированных участков автострады регистрируется вычислительным устройством на мобильной запоминающей среде. Под такой мобильной запоминающей средой понимается устройство, которое может иметь с собой водитель автомобиля и которое, в случае использования, может связываться с вычислительным устройством через устройство считывания и записи, используя технику передачи и приема информации. Предпочтительным образом, эта мобильная запоминающая среда выполнена в виде карточки с магнитной запоминающей полосой или запоминающей карточки типа "чип". Но возможны, однако, и другие среды, как например, программируемые запоминающие модули, как например, модули PAL, FPLA или FPLS.
В случае, когда информация, принятая системой определения местоположения извне, не является еще в узком смысле данными о местоположении, вычислительное устройство берет на себя дополнительную задачу вычисления на основе этой информации координат соответствующего местоположения автомобиля. Второе запоминающее устройство с данными о местоположении пунктов идентификации может быть физически интегрировано в первое запоминающее устройство. Однако, предпочтительным образом, второе запоминающее устройство может быть интегрировано в мобильный модуль памяти.
Принцип произведения расчета платы за пользование может быть пояснен на основе фрагмента дорожной сети, представленного на чертеже, которая наряду с автострадой 1, передвижение по которой подлежит оплате, содержит также и пересекающие автостраду 1 дороги 4, 5, 6, свободные от оплаты. Въезды на автостраду 1, съезды с нее 2a и 2b обозначены квадратами. Географическое местоположение этих обозначенных мест введено в запоминающее устройство в виде пунктов идентификации. Если же вычислительное устройство опознает действительное местоположение автомобиля, которое совпадает с положением квадрата 2a и 2b /с заданной точностью/, то это может означать, что автомобиль находится на участке автострады, движение по которому подлежит оплате. Однако, может также случиться, что имеет место лишь пересечение автострады 1 и дороги 4 или 5, движение по которой не оплачивается. Более позднее прохождение второго квадрата не дает однозначного подтверждения в этом отношении. Так например, от квадрата 2a можно через улицы 4 и 5 попасть к квадрату 2b, точно так же, как и по автостраде 1. По этой причине задают и закладывают в память между двумя непосредственно соседствующими въездами на автостраду 1 /съездами с автострады 1 еще один расположенный на автостраде 1 (обозначенный кружком) пункт идентификации 3a, 3b. Этот другой пункт идентификации позволяет, если его будут проходить после того, как были опознаны места въезда /выезда, сделать однозначное заключение о том, какой именно участок автострады используется, чтобы сделать соответствующую бухгалтерскую запись в мобильной запоминающей среде для расчета расходов. Чтобы дать полную характеристику дородной сети автострад со всеми участками, учитываются также перекрестки автострад и треугольники между отдельными автострадами в качестве идентификационных пунктов со всеми координатами местоположения.
В принципе имеется возможность на основании соответствующим образом обозначенных мест, где производится оплата, производить ежемесячный эффективный расчет платы за пользование. Однако, существенно эффективнее использовать мобильную запоминающую среду так же, как пользуются карточкой для оплаты телефонных разговоров. Это означает, что такая "карточка оплаты за пользование автострадой" покупается пользователем, в результате чего он уже заранее приобретает право на пользование автострадой в фиксированном объеме /вклад пользователя/. В случае действительного пользования автострадой платы за участки, по которым было осуществлено движение, списывается с активов пользователя.
Если же наряду с пунктами идентификации дорожной сети автострад с мобильную запоминающую среду откладываются также и тарифы пользования, то преимущество данного факта состоит в том, что тогда можно очень просто реализовать права пользования. Например, имеется возможность выдавать специальные карточки оплаты за пользование автострадой, предназначенные для использования в определенных регионах или для определенных маршрутов /например, транзитные автострады/. Поскольку для различных видов транспортных средств /легковой автомобиль, мотоцикл, автобус, грузовой автомобиль/ должны использоваться различные ставки сбора, то это можно очень легко и без проблем учесть в карточках оплаты за пользование автострадой, имеющих разное оформление и снабженных другими тарифами.
Элементы предлагаемого устройства, находящиеся внутри автомобиля и оформленные предпочтительным образом в виде компактного мобильного бухгалтерского аппарата, физически могут быть интегрированы, например, в автомобильный радиоприемник, в терминал системы регулирования дорожным движением или в передвижную радиостанцию и устанавливаться в автомобиле. Мобильные приборы предлагаются, в частности, для расчета оплаты за иностранные автомобили, в которых нет соответствующих устройств. На пограничных пунктах наряду с карточками оплаты за пользование автострадой моугут быть выданы напрокат за соответствующую оплату также и бухгалтерские аппараты. Такой бухгалтерский аппарат начинает функционировать, предпочтительным образом, за счет того, что карточка пользования автострадой вводится в соответствующее устройство считывания и записи. При остановке автомобиля может быть предусмотрено автоматическое отключение аппарата, который вновь автоматически включается, как только автомобиль продолжит свое движение. Большое преимущество имеют встроенные в автомобиль индикаторные устройства, которые обращают внимание водителя на то, что автомобиль въезжает в зону оплаты и, кроме того, своевременно /аналогично индикации о содержимом бензобака/ дают ему знать, что сумма на счете за пользование автострадой в ближайшее время будет исчерпана. Целесообразной является текущая информация о фактической сумме, имеющейся на счете для оплаты за пользование автострадой. Предпочтительным образом, вдоль отдельных участков автострады /например, у ресторанов, бензозаправочных станций, у стоянок/ предусмотрены станции, где можно пополнить текущий счет за пользование автострадой за счет соответствующей оплаты или же за счет покупки новой карточки оплаты за пользование автострадой.
Устройство, согласно изобретению, при необходимости, обеспечивает очень дифференцированный расчет за пользование, при котором может учитываться также и интенсивность пользования /например, определение длительности пребывания в зоне оплаты/. Для этой цели могут быть предусмотрены специальные возможности ввода информации о соответствующих параметрах. Целесообразным был бы, например, вариант, при котором в период неинтенсивного движения /например, в зависимости от сезона или же ночью/ применялись бы более низкие тарифы для отдельных участков дороги или же для всей сети автострады, чтобы таким образом, за счет смещения интенсивности движения достичь разгрузки в сильно загруженные периоды времени.
Чтобы исключить незаконное пользование участками или зонами, движение по которым предусматривает оплату, и иметь возможность привлекать к ответственности за такого рода нарушения, целесообразно предусмотреть устройство сигнализации, действующее за пределами данной зоны /например, высокочастотные передатчики, радиопередатчики, лазерный диод для инфракрасного сигнала и т. д./, который будет работать в случае осуществления надлежащих расчетов и, следовательно, при правомерном использовании дороги и будет посылать сигнал "все в порядке". Приемные станции, установленные за пределами зоны оплаты /например, смонтированные контрольных автомобилях, установленных в зоне съезда с автострады/, могут, таким образом, обнаружить автомобили, в которых отсутствует система учета сборов или которые свою встроенную систему используют не надлежащим образом, то есть не оплачивают причитающиеся сборы. В качестве альтернативного или дополнительного варианта можно использовать устройство сигнализации, действующее за пределы данной зоны /например, цветную контрольную лампу/, которая включается автоматически, если автомобиль продолжает движение в зоне оплаты после того, как счет за пользование уже израсходован. В подобных случаях можно предусмотреть также передаваемый на контрольную станцию радиосигнал, который позволит произвести опознавание автомобиля. Объем недопустимого использования автострады может быть в таких случаях зарегистрирован на мобильном запоминающем модуле для целей локального контроля дорожно-транспортного движения.
Существенное преимущество решения по изобретению состоит в том, что оно не требует оборудования каких-либо новых инфраструктур, или, по крайней мере, не в таком большом масштабе, а использует уже существовавшие устройства, которые были смонтированы независимо от зоны, подлежащей обязательной оплате за ее использование. В качестве следующего важного преимущества можно рассматривать тот факт, что установление факта пользования, подлежащего оплате, и расчет оплаты производится автономно в самом автомобиле, и, таким образом, налицо имеются благоприятные условия в части защиты базы данных, которые исключают нежелательный контроль условий передвижения. Предусмотрено, что не запоминается никакая информация, которая давала бы возможность установить весь маршрут внутри подлежащей оплате зоны, пройденный соответствующим автомобилем. Промежуточная информация о пройденном маршруте после проведения списания со счета оплаты за пользование стирается. Заново в память вводятся соответственно координаты последнего пункта идентификации, пройденного автомобилем, который представляет начало нового участка движения. При наличии особого желания можно предоставить в распоряжение специальные приборы, осуществляющие списание со счета, которые осуществляют непрерывное протоколирование всех пройденных участков автострады, что позволяет, например, транспортному предприятию автоматизированное ведение дорожного дневника.
Как было уже описано в начале, применение устройства по изобретению ни в коем случае не ограничивается дорожным движением, оно может найти множество других применений.
Изобретение касается устройства идентификации участков дороги, которые проходит движущийся объект внутри дорожно-транспортной сети, или установленных географических зон, в которых пребывает объект, для системы списания со счета оплаты за пользование. Для создания по возможности более универсальной системы расчетов путем списания со счета, которая требует незначительных затрат на создание инфраструктуры, предлагается предусмотреть независимую систему беспроволочной передачи информации для определения действительного географического местоположения объекта, оснастить движущийся объект системой приема передаваемой беспроволочным способом информации, а также запоминающим устройством для временной записи в память информации, вторым запоминающим устройством для непрерывного ввода в память предварительно задаваемой информации, а также устройством сравнения для сравнения этой информации, устройством идентификации для опознавания пройденных участков дороги, предусмотреть мобильный запоминающий модуль, который имеет возможность соединения с устройством идентификации при использовании техники записи и передачи информации, что является достигаемым техническим результатом. 1 с. и 22 з.п. ф-лы, 1 ил.
EP, 0519630, А G 01 C 21/20, 1992. |
Авторы
Даты
1998-08-20—Публикация
1994-03-10—Подача