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Technisches Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf das Bestimmen einer Steuer, Gebühr oder
Maut eines Fahrzeuges, und insbesondere auf ein System zur Bestimmung
der Steuer eines Fahrzeuges unter Verwendung eines Positionsbestimmungssystems.
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Hintergrund
der Erfindung
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Die
Technologie zur mobilen Positionsbestimmung hat im letzten Jahrzehnt
beträchtliche
Fortschritte gemacht. Viele Autos, Lastwagen, Flugzeuge, Boote und
andere Fahrzeuge sind mit Geräten ausgerüstet, die
eine praktische und zuverlässige mobile
Positionsbestimmung zur Verfügung
stellen, indem sie entweder Netzwerke von satellitenbasierten und
landbasierten Sendeempfängern
oder einen an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensor einsetzen,
wie beispielsweise ein Trägheitsnavigationssystem
oder ein Koppelnavigationssystem.
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Viele
Nutzer von mobilen Positionsbestimmungssystemen, insbesondere diejenigen,
welche gewerbliche Fahrzeuge betreiben, benötigen ebenfalls eine genaue
Bestimmung der Steuer, die von einer oder mehreren Steuerregionen
beurteilt wird, die die Fahrzeuge durchqueren. Bisher basierten
die Steuerbestimmungen auf manueller Berichterstattung und Aufzeichnungen
der Fahrzeugpositionen, oder einer Nachstellung der in den Steuerregionen zurückgelegten
Kilometer nach einem Trip. Z.B. besteht eine Art der Bestimmung
einer Steuer für
ein Fahrzeug darin, die durch das Fahrzeug zurückgelegte Kilometeranzahl auf
Grundlage einer entsprechenden Strecke zu schätzen, die entlang einer bevorzugten
Route auf einer Karte abgenommen wird. Diese Vorgehensweise kann
jedoch für
bestimmte Anwendungen, die bei der Bestimmung der Steuer mehr Genauigkeit
erfordern, nicht geeignet sein. Dementsprechend ist ein Bedürfnis für eine Vorrichtung
und ein Verfahren entstanden, das die Steuer eines Fahrzeuges genau
bestimmt. Weiterhin kann es sein, dass die Betreiber von gewerblichen
Fahrzeugen ebenso einen Weg benötigen,
diese Steuer an einen entfernten Ort zu melden. Z.B. bietet ein
Mobiltelefon in einem Fahrzeug eine bequeme Kommunikationsverbindung,
um eine ermittelte Steuer zu melden.
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EP 0 494 499 A2 lehrt
ein System zur Überwachung
und zum Melden von Ausnahmen bei Fahrleistungen außerhalb
der Route für
Lastwagen. Es werden Ausnahmeberichte nur dann erzeugt, wenn es
eine Ausnahme gibt, bei welcher der Lastwagen außerhalb einer erlaubten Zone
akzeptabler Positionen eines an Bord befindlichen Prozessors fährt. Die eigentliche
zurückgelegte
Kilometerzahl wird nicht berichtet. Diese Entgegenhaltung gibt zu,
dass der Stand der Technik Positionsinformationen auf kontinuierliche
oder periodische Weise zur Verfügung stellte.
Sie unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, dass diese
erlaubte Zone berechnet wird. Solange sich der Lastwagen innerhalb
der erlaubten Zone befindet, erfolgt kein Bericht und keine Übertragung
der Positionsinformation an einen Verteiler.
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Die
US 5 359 538 A offenbart
ein Gerät
und ein Verfahren, das Positionsinformationen und Kilometerzählerstände speichert.
Die gespeicherten Positionsinformationen und Stände des Kilometerzählers werden
dann heruntergeladen und von den staatlichen Steuerbehörden verwendet,
um die tatsächliche
Fahrleistung des Fahrzeuges in einem bestimmten Staat zu bestimmen.
Alle Fahrleistungen werden durch die staatlichen Steuerbehörden berechnet,
um angemessene Steuern zu bestimmen.
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Die
DE 44 27 392 A1 ,
eingereicht am 3. August 1994, und veröffentlicht am B. Februar 1996,
beschreibt ein System zum Abziehen einer Mautgebühr von einer Kreditkarte eines
Fahrzeugnutzers, wenn das Fahrzeug eine Mautstraße benutzt. Die Kreditkarte
wird in ein Kartenleseschreibgerät
innerhalb des Fahrzeugs eingeführt,
und wird mit dem Betrag der fällig
gewordenen Mautgebühren
belastet, wie sie in Antwort auf die Überwachung der entlang einer Mautstraße zurückgelegten
Strecke berechnet wurden. Falls die Kreditkarte nicht über genügend Guthaben
verfügt,
um eine Maut zu zahlen, oder falls eine Kreditkarte nicht eingeführt wird,
wenn eine Mautgebühr
fällig
wird, wird eine Fehlermeldung an ein Kontrollzentrum übertragen.
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Die
DE 43 44 433 A1 ,
eingereicht am 24. Dezember 1993 und veröffentlicht am 6. Juli 1995,
beschreibt ein System zur Überwachung
und zur Meldung der Anwesenheit eines Fahrzeugs auf einer gebührenpflichtigen
Autobahn. Ein GPS-Empfänger wird
verwendet, um die Position des Fahrzeugs zu überwachen, wobei diese Position
mit vorab gespeicherten Start- und Stoppkoordinaten von gebührenpflichtigen
Autobahnabschnitten verglichen wird. Falls die Fahrzeugposition
mit einer der vorab gespeicherten Koordinaten übereinstimmt, wird ein Übertragungssystem
verwendet, um diese Tatsache an eine zentrale Stelle zu übertragen.
Diese Information kann möglicherweise
von der zentralen Stelle später
genutzt werden, um die entlang der gebührenpflichtigen Autobahn zurückgelegte
Strecke und ebenso die zu zahlende Mautgebühr zu bestimmen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wurden die mit den bisherigen Techniken zusammenhängenden
Nachteile und Probleme wesentlich verringert oder überwunden.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Bestimmung
einer Steuer für
ein Fahrzeug bereitgestellt, wie es im Anspruch 1 beschrieben ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
auf einem Fahrzeug zur Bestimmung der durch das Fahrzeug in einer
Mehrzahl von Regionen zurückgelegten
Wegstrecke und zur Übertragung
der bestimmten Wegstrecke an einen entfernten Ort bereitgestellt,
wie sie im Anspruch 9 beschrieben ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Bestimmung einer Steuer für
ein Fahrzeug bereitgestellt, das durch eine Mehrzahl von Steuerregionen
fahrt, wie es im Anspruch 18 beschrieben ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Bestimmung einer Steuer für
ein Fahrzeug bereitgestellt, das durch eine Mehrzahl von Steuerregionen
fährt, wie
es im Anspruch 20 beschrieben ist.
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Wichtige
technische Merkmale der vorliegenden Erfindung umfassen die Verbesserung
der Genauigkeit der Bestimmung der zurückgelegten Wegstrecke oder
der Steuer für
ein Fahrzeug, das Regionen durchquert, unter Verwendung eines Positionsbestimmungssystems.
Die vorliegende Erfindung bietet die Bestimmung der Steuer am Fahrzeug oder
die Übertragung
der Fahrzeugpositionsinformationen zur Bestimmung an einem entfernten
Ort. Andere wichtige technische Vorteile umfassen das Melden von
Steuerinformationen an einen zentralen Ort unter Verwendung eines
drahtlosen Kommunikationsnetzwerks, wie beispielsweise das Mobilfunknetzwerk.
Ein anderer wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung
umfasst die Konsolidierung der Steuerbestimmungen mit der Erzeugung von
Rechnungsinformationen. Weitere technische Vorteile umfassen die
Bestimmung der Steuer eines Fahrzeugs auf der Grundlage der tatsächlich durch das
Fahrzeug gefahrenen Kilometer. Noch ein anderes wichtiges technisches Merkmal
der vorliegenden Erfindung umfasst die Berücksichtigung jeglicher Abweichung
von einer vorbestimmten Strecke, wenn die Wegstrecke und Steuer
bestimmt werden. Ein anderer wichtiger technischer Vorteil der Erfindung
umfasst die Verringerung der menschlichen Fehler, die mit der Bestimmung
der zurückgelegten
Wegstrecke oder der Steuer verbunden sind. Andere technische Vorteile
sind für
den Fachmann anhand der folgenden Figuren, Beschreibung und Ansprüche leicht
erkennbar.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Zu
einem vollständigeren
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und für
weitere Merkmale und Vorteile wird nun auf die folgende Beschreibung Bezug
genommen, zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen
gleiche Bezugszeichen gleiche Teile repräsentieren, in welchen:
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1 ein
System zur Bestimmung und Meldung einer Steuer eines Fahrzeugs veranschaulicht;
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2 ein
Gitternetz veranschaulicht, das über
eine Karte gelegt ist, welches in einem ersten Vergleichsbeispiel
erzeugt wird;
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3 einen
vergrößerten Abschnitt
des in der 2 gezeigten Gitternetzes veranschaulicht;
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4 ein
Gitternetz veranschaulicht, das über
eine Karte gelegt ist, welches in einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt
wird;
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5 einen
vergrößerten Abschnitt
des in der 4 gezeigten Gitternetzes veranschaulicht;
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6 eine
Tabelle veranschaulicht, die in der Ausführungsform der Erfindung erzeugt
wird;
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7 eine
Karte veranschaulicht, welche die Durchführung eines zweiten Vergleichsbeispiels zeigt;
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8 einen
vergrößerten Abschnitt
der in der 7 gezeigten Karte veranschaulicht;
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9 eine
schematische Darstellung einer mobilen Einheit ist;
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10 eine
schematische Darstellung eines Verteilers ist;
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11 ein
Flussdiagramm des ersten Vergleichsbeispiels zur Bestimmung der
Steuer eines Fahrzeugs ist, unter Verwendung des in den 2 und 3 gezeigten
Gitternetzes;
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12 ein
alternatives Flussdiagramm des ersten Vergleichsbeispiels zur Bestimmung
der Steuer eines Fahrzeugs ist; unter Verwendung des in den 2 und 3 gezeigten
Gitternetzes;
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13 ein
Flussdiagramm der Ausführungsform
zur Bestimmung der Steuer eines Fahrzeuges ist, unter Verwendung
des in den 4 und 5 gezeigten
Gitternetzes; und
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14 ein
Flussdiagramm eines zweiten Vergleichsbeispiels zur Bestimmung der
Steuer eines Fahrzeuges ist, wie es bei der Durchführung unter
Verwendung der Karte der 7 und 8 gezeigt
ist.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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1 veranschaulicht
ein System 10 zur Bestimmung der Steuer eines Fahrzeugs 20,
das von einem Ursprungspunkt X (der sich in einer Steuerregion 1
befindet) zu einem Zielort Y (der sich in einer Steuerregion 2 befindet) über eine
Regionalgrenze 1-2 fährt.
Das System 10 umfasst ein mit einer mobilen Einheit 22 ausgerüstetes Fahrzeug 20,
einen Verteiler 30 und eine Kommunikationsverbindung 40. Das
System 10 bietet für
jede der Steuerregionen 1 und 2 eine genaue Bestimmung der Steuer
für das Fahrzeug 20,
welches entlang der Route X-Y fährt. Das
System 10 kann ebenso eingesetzt werden, um die durch das
Fahrzeug 20 in unterschiedlichen Regionen zurückgelegte
Wegstrecke zu bestimmen, ohne Berechnung einer zugehörigen Steuer.
Folglich treffen alle Diskussionen weiter unten, die sich auf die
Bestimmung einer Steuer für
ein Fahrzeug 20 beziehen, ebenso auf die Bestimmung der
Distanz, die das Fahrzeug 20 in jeglichen geographischen
Regionen zurücklegt,
aus anderen Gründen
als der Steuerberechnung zu.
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1 zeigt
die mobile Einheit 22 auf dem Fahrzeug 20. Die
vorliegende Erfindung lässt
es zu, dass die mobile Einheit 22 von allen Fahrzeugtypen mitgeführt wird,
umfassend Autos, Lastwagen, Flugzeuge, Lastkähne, Schiffe, Züge, Lastwagenanhänger, oder
jegliches andere bewegliche Objekt, bei welchem es wünschenswert
ist, eine Steuer auf der Grundlage der innerhalb einer Steuerregion
zurückgelegten
Wegstrecke zu bestimmen. Die Steuerregionen können Länder, Regionen, Distrikte,
Staaten, Bezirke, Städte,
bestimmte Straßen
oder jegliche sonstige Region sein, die eine Steuer auf der Grundlage
des Kraftstoffverbrauchs, der Straßennutzung oder einer anderen
Aktivität
mit Bezug auf zurückgelegte
Strecken oder innerhalb der Region befahrenen Straßen erheben
kann. Jede Steuerregion kann ihre eigene Steuerstruktur haben. Folglich
kann sich die Besteuerung in Region 1 von der Besteuerung in Region
2 unterscheiden. Weiterhin kann jede Region ausgewiesene Mautstraßen und
mautlose Straßen umfassen,
was ebenso auf die Bestimmung der Steuer Einfluss haben kann.
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Die
mobile Einheit 22 umfasst einen Kilometerzähler 109 (9),
der zur Messung der durch das Fahrzeug 20 zurückgelegten
Wegstrecke eingesetzt werden kann. Der Kilometerzähler 109 kann
der ursprünglich
im Fahrzeug 20 eingebaute Kilometerzähler sein. Alternativ kann
der Kilometerzähler 109 ein Kilometerzähler sein,
der eher in die mobile Einheit 22 als in das Fahrzeug 20 integriert
ist. In einem Beispiel, wie es weiter unten detaillierter beschrieben wird,
liefert der Kilometerzähler 109 Streckeninformationen,
die durch die mobile Einheit 22 verwendet werden, um die
Steuer für
das Fahrzeug 20 zu bestimmen.
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Viele
Steuerbehörden
akzeptieren derzeit Kilometerzählerstände als
eine genaue Messung der durch ein Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke. Alternativ
kann die mobile Einheit 22 eine anerkannte Streckenkilometerdatenbank
verwenden, wie beispielsweise solche, die von Rand-McNally und anderen
zur Verfügung
gestellt werden, um die zurückgelegte
Wegstrecke zu bestimmen.
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Unter
Verwendung eines Positionsbestimmungssystems 50 bestimmt
die mobile Einheit 22 die Position des Fahrzeugs 20.
Genauer gesagt umfasst die mobile Einheit 22 einen Empfänger 80 zur
mobilen Positionsbestimmung (9), der
für den
Empfang von Positionsbestimmungsinformationen vom Positionsbestimmungssystem 50 einsetzbar
ist. Die mobile Einheit 22 empfängt über Positionsbestimmungsinformationsströme 54 Positionsbestimmungsinformationen
von einer Mehrzahl von Satelliten 52. Die mobile Einheit 22 bestimmt
dann ihre Standortposition unter Verwendung der Informationen von
den Positionsbestimmungsinformationsströmen 54. Die Positionsbestimmungsinformationen umfassen
genaue Satelliten-Positionsbestimmungsinformationen, die durch Satelliten 52 übertragen werden,
und Pseudoentfernungsdaten, die durch den Ankunftszeitpunkt der
Positionsbestimmungsinformationsströme 54 an der mobilen
Einheit 22 repräsentiert
werden.
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Das
Positionsbestimmungssystem 50 ist als ein satellitenbasiertes
Funknavigationssystem veranschaulicht, wie beispielsweise das NAVSTAR
global positioning system (GPS). Die Beschreibung verwendet das
NAVSTAR GPS als ein repräsentatives
Positionsbestimmungssystem 50, jedoch kann jegliches landbasiertes
oder satellitenbasiertes System verwendet werden. Z.B. kann das
Positionsbestimmungssystem 50 ein landbasiertes LORAN-C,
ein weltraumbasiertes GLONASS oder jegliche andere angemessene Positionsbestimmungstechnologie sein.
Wie es in der 1 gezeigt ist, umfasst das Positionsbestimmungssystem 50 eine
Mehrzahl von Satelliten 52. Im Allgemeinen umfasst das
Positionsbestimmungssystem 50 eine Mehrzahl von weltraumbasierten
oder landbasierten Sendern, die Positionsbestimmungsinformationen
aussenden.
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Die
Satelliten 52 halten auf genaue und synchronisierte Weise
die Zeit vor, und übertragen gleichzeitig
Positionsbestimmungsinformationen, die satellitenspezifische und
Systeminformationen umfassen, die von der mobilen Einheit 22 benötigt werden,
um die Standortposition des Fahrzeugs 20 zu bestimmen.
Die Positionsbestimmungsinformationen, die durch die Satelliten 52 übertragen
werden, können
hochpräzise
Uhr- und Ephemeridendaten für einen
bestimmten Satelliten, wenig genaue Uhr- und Ephemeridendaten für jeden
Satelliten in einer Konstellation („Almanachdaten"), den Zustand und
Konfigurationsstatus für
alle Satelliten, Textnachrichten des Nutzers, und andere Parameter
umfassen, welche den Betrieb des Positionsbestimmungssystems 50 beschreiben.
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Das
Positionsbestimmungssystem 50 kann ebenso zusätzliche
Satelliten und einen oder mehrere Positionsbestimmungsempfänger umfassen.
Die zusätzlichen
Satelliten können
ebenso Positionsbestimmungsinformationen an die mobile Einheit 22 kommunizieren.
Bei einer Ausführungsform
kann ein Positionsbestimmungsempfänger 46 an einen Empfängerstandort 44 montiert
sein, der Teil einer Kommunikationsverbindung 40 ist, um
differenziale GPS-Techniken umzusetzen. Der Positionsbestimmungsempfänger 46 erzeugt
Korrekturdaten, die es der mobilen Einheit 22 erlauben,
die Standortposition des Fahrzeugs 20 genauer zu bestimmen.
Der Positionsbestimmungsempfänger 46 überträgt die Korrekturdaten
an die mo bile Einheit 22 über jegliche geeignete Verbindung,
wie beispielsweise einen Fahrzeugsinformationsstrom 48.
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Alternativ
kann die mobile Einheit 22 selber Positionsbestimmungsinformation
unter Verwendung eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors
erzeugen. Z.B. integriert ein Trägheitsnavigationssystem
im Fahrzeug 20 Beschleunigungen, die auf das Fahrzeug 20 einwirken,
um die gegenwärtige
Position zu bestimmen. In einem anderen Beispiel berechnet ein Koppelnavigationssystem
die Fahrzeugposition basierend auf der Kompassrichtung und der in
dieser Richtung zurückgelegten
Strecke. Ein Koppelnavigationssystem im Fahrzeug 20 umfasst
einen Richtungsbestimmer, wie beispielsweise einen Kompass, der
mit einem Streckensensor integriert ist, wie beispielsweise einem
Kilometerzähler 109 oder
einem Radumdrehungszähler,
um die Position des Fahrzeugs 20 aufzuzeichnen und dessen
gegenwärtige
Position zu bestimmen.
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In
Antwort auf die Positionsbestimmungsinformationen vom Positionsbestimmungssystem 50 oder
einem an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensor bestimmt die
mobile Einheit 22 die Standortpositionen des Fahrzeugs 20.
Diese Standortpositionen können übliche geographische
Koordinaten wie Breiten- und Längengrad
umfassen.
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Die
Zeitspanne zwischen den Bestimmungen einer Standortposition kann
entweder durch die mobile Einheit 22 oder einen Verteiler 30 konfigurierbar
sein. Die Bestimmungen einer Standortposition können auch kontinuierlich sein.
Wie weiter unten beschrieben, legt diese Zeitspanne die Genauigkeit
dieser Bestimmungen der zurückgelegten
Strecke und der Steuern des Fahrzeugs 20 in einer Steuerregion fest.
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Die
vorliegende Erfindung sieht vor, dass die zusätzliche Verarbeitung von Information
und die Bestimmung der zurückgelegten
Strecke und der Steuer in einer Steuerregion an einem entfernten
Ort, wie beispielsweise einem Verteiler 30, durchgeführt werden.
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Gemäß der Erfindung
führt der
Verteiler 30 die Bestimmung der zurückgelegten Strecke und der Steuer
durch, nachdem die mobile Einheit 22 Fahrzeuginformationen,
umfassend die Standortpositionen und jegliche durch den Kilometerzähler 109 gemessene
Strecke, an den entfernten Ort übertragen hat.
Die mobile Einheit 22 umfasst folglich einen Sendeempfänger 94 (9), über welchen
die mobile Einheit 22 Fahrzeuginformationen an einen entfernten
Ort überträgt. Im Allgemeinen
initiiert die mobile Einheit 22 die Übertragung von Informationen
an den Verteiler 30 oder den Zentralrechner (Host) 35 auf der
Grundlage einer konfigurierbaren Bedingung, wie beispielsweise einem
vorbestimmtes Berichtsintervall, einem gefüllter Speicherpuffer, einer
Speicher- und Weiterleitroutine oder einer minimalen Signalstärke, die
von der Kommunikationsverbindung 40 empfangen wird.
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Die
Kommunikationsverbindung 40 ist mit der mobilen Einheit 22 auf
dem Fahrzeug 20 gekoppelt, und erlaubt die Kommunikation
zwischen der mobilen Einheit 22 und einem entfernten Ort,
wie beispielsweise dem Verteiler 30 oder dem Zentralrechner 35.
Bei der in der 1 gezeigten Ausführungsform
umfasst die Kommunikationsverbindung 40 ein Mobilfunknetzwerk.
Genauer gesagt umfasst die Kommunikationsverbindung 40 wenigstens
einen Empfängerstandort 44,
der für
den Empfang von Fahrzeuginformationen von der mobilen Einheit 22 einsetzbar
ist, und eine Mobiltelekommunikationsvermittlungsstelle (mobile
telecommunications switching office, MTSO) 42, welche den
Empfängerstandort 44 mit
dem Verteiler 30 koppelt. Die mobile Einheit 22 bestimmt
Standortpositionen und Wegstrecken und sendet diese Standorte und
Strecken zusammen mit anderen Informationen über den Fahrzeuginformationsstrom 48 an
den Empfängerstandort 44.
MTSO 42, die mit dem Empfängerstandort 44 gekoppelt
ist, leitet die Fahrzeuginformationen an den Verteiler 30 oder
Zentralrechner 35 weiter. Die Fahrzeuginformationen können unter
Verwendung herkömmlicher
Datenkodierer, wie beispielsweise einem Modem- oder einem Zweitonmultifrequenz-(DTMF)-Kodierer/Dekodierer 110,
kodiert werden (9).
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Bei
anderen Ausführungsformen
kann die Kommunikationsverbindung 40 eines oder eine Kombination
der folgenden Dinge sein: zugewiesene Telefonleitungen, vermittelte
Telefonleitungen, Mikrowellenkommunikationsverbindungen, satellitenbasierte
Kommunikationsverbindungen, spezialisierter Mobilfunk (specialized
mobile radio, SMR), erweiterter spezialisierter Mobilfunk (enhanced
specialized mobile radio, ESMR), ein persönlicher Kommunikationsdienst
(personal communication service, PCS), CB-Funk (citizen's band, CB), ein
eigenes Funksystem, wie diejenigen, die durch die Polizei und Feuerwehr
verwendet werden, oder jegliche andere geeignete Kommunikationsverbindung,
die es der mobilen Einheit 22 erlaubt, Daten an den Verteiler 30 oder den
Zentralrechner 35 zu übertragen
oder zu empfangen. Die Kommunikationsverbindung 40 kann ebenso
eine SS7 Hauptverbindung (SS7 backbone link) oder ein ähnliches
Netzwerk zur Verbindung von Landleitungs- oder Zellenverbindungsstellen
in einem öffentlichen
vermittelten Telefonnetzwerk (public switched telephone network,
PSTN) sein. Solch eine Verbindung erlaubt es Komponenten des PSTN
für die
Validierung, das Roaming, die Abrechnung, die Rufleitung und andere
Funktionen Informationen zu teilen. Die Kommunikationsverbindung 40 kann ebenso
Mittel umfassen, um bei der mobilen Einheit 22, dem Verteiler 30 oder
dem Zentralrechner 35 erzeugte Informationen an mehrere
ausgewählte Standorte
zu leiten.
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Weiterhin
kann der Fahrzeuginformationsstrom 48 der Steuerungskanal,
Funkrufkanal, Teil eines besetzten Sprach- oder Datenkanals oder
ein Verwaltungsnachrichtenstrom (overhead message stream) sein,
die derzeit in der Mobilfunktechnologie eingesetzt werden. Derzeit
stellt der Steuerungskanal den Rundruf (paging) für eingehende
Anrufe, Übergabebefehle
und andere Merkmale des Mobilfunknetzes bereit, kann aber durch
den Fachmann verändert
werden, um die Übertragung
von Fahrzeuginformationen zu umfassen. Der Fahrzeuginformationsstrom 48 kann
auch unter Verwendung irgendeiner anderen anlogen oder digitalen Kommunikationsverbindung
zwischen der mobilen Einheit 22 und dem Empfängerstandort 44 umgesetzt
sein, sei es, dass die Kommunikationsverbindung das Besetzen eines Sprach-
oder Datenkanals erfordert oder nicht, und sei es, dass ein Datenkodierer
verwendet wird oder nicht.
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Während die
mobile Einheit 22 sich von einem Ort zu einem anderen bewegt,
werden Fahrzeuginformationen an verschiedene Empfängerstandorte 44 übertragen
werden. Die Empfängerstandorte 44 sind
einsetzbar, um an die mobile Einheit 22 Signale auszusenden.
Die mobile Einheit 22 kann sich dann abwechselnd auf eines
von mehreren Signalen einstellen, die durch die Empfängerstandorte 44 ausgesandt
werden, um das stärkste
Signal zu bestimmen, das üblicherweise
dem nächstliegenden
Empfängerstandort 44 entspricht.
Die mobile Einheit 22 baut eine Kommunikation mit diesem
Empfängerstandort 44 auf.
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Zusätzlich gibt
es mehrere in der Entwicklung befindliche Technologien, die eine
zweckdienliche Umsetzung des Fahrzeuginformationsstroms 48 bieten
können.
Zum Beispiel erlaubt die zelluläre
digitale Paketdaten-(cellular digital packet data, CDPD)-Technologie
die Integration von Daten und Sprache unter Verwendung der existierenden
Mobilfunkinfrastruktur. Bei einem CDPD-System teilen sich digitale
Datenpakete und analoge Sprachsegmente denselben Kanal. Andere Entwicklungen
bei der digitalen Mobilfunkkommunikation, wie beispielsweise das
Code-Multiplexverfahren (code division multiple access, CDMA) und
das Zeitmultiplexverfahren (time division multiple access, TDMA)
erlauben es, digitale Daten und digitale Sprachsignale auf einem
Kommunikationskanal zu mischen. Diese Technologien integrieren die
digitale Datenübertragung
in eine Kommunikationsverbindung 40, und bieten folglich
ein zweckmäßiges Umsetzungsschema
für den Fahrzeuginformationsstrom 48.
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Die
mobile Einheit 22 kann die Fahrzeuginformationen an den
Empfängerstandort 44 in
einem großen
Paket oder in der Form mehrerer kleiner Pakete übersenden, die mit anderen
Daten gemischt sind, die für
die mobile Kommunikation verwen det werden. Zum Beispiel kann die
Fahrzeuginformation in existierende, aber ungenutzte Bytes des Verwaltungsnachrichtenstroms
(overhead message stream) oder in ein eigenes Protokoll gepackt
werden. Eine mögliche
Umsetzung würde
die Fahrzeuginformationen in das erweiterte Protokoll platzieren,
das in dem EIA/TIA-533 Mobilkommunikationsstandard beschrieben ist,
der eine bidirektionale Kommunikation zwischen der mobilen Einheit 22 und
dem Empfängerstandort 44 vorsieht.
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Da
der Verteiler 30 und der Zentralrechner 35 mit
der Kommunikationsverbindung 40 gekoppelt sind, können der
Verteiler 30 und der Zentralrechner 35 mit der
mobilen Einheit 22 kommunizieren. Der Zentralrechner 35 führt die
Verwaltungs- und Steuerungsfunktionen für eine oder mehrere Lastwagenflotten
durch. Folglich kann das System 10 viele Zentralrechner 35 umfassen,
die Fuhrunternehmen, Lieferdienstleistern oder anderen Organisationen
zugeordnet sind, die Fahrzeuge 20 haben, die mit mobilen Einheiten 22 ausgerüstet sind.
Der Zentralrechner 35 kann Fahrzeuginformationen direkt
von der Kommunikationsverbindung 40 empfangen. Falls die
Strecke und die Steuer für
die Fahrzeuge 20 nicht bestimmt wurden, kann der Zentralrechner 35 diese
Bestimmungen durchführen.
Alternativ kann der Verteiler 30 die Fahrzeuginformationen
von der Kommunikationsverbindung 40 empfangen und verarbeiten,
und dann diese Information an den Zentralrechner 35 leiten. Weiterhin
kann der Zentralrechner 35 Informationen an die mobile
Einheit 22 entweder direkt unter Verwendung der Kommunikationsverbindung 40 übertragen,
oder indirekt über
den Verteiler 30. Zum Beispiel kann der Zentralrechner 35 für das Fahrzeug 20 Zielortinformationen
erzeugen, und diese Information über
eine Kommunikationsverbindung an den Verteiler 30 übertragen.
Solche Zielortinformationen können
einen oder mehrere Zielorte, Termininformationen, wie beispielsweise
eine entsprechende Terminzeit für
jeden spezifizierten Zielort, Routeninformationen, Informationen
bezüglich
an jedem spezifizierten Zielort durchzuführenden Aufgaben, durchschnittliche
Fahrzeit zu jedem Zielort, Berufsverkehr und Stauinformationen und
Wetterinformationen umfassen. Der Verteiler 30 sammelt
Zielortinformationen von mehreren Zentral rechnern 35 und überträgt diese
Informationen an die Fahrzeuge 20. Alternativ kann der
Zentralrechner 35 die Zielortinformationen an die Fahrzeuge 20 über die
Kommunikationsverbindung 40 übertragen. Im Wesentlichen
können
einige der durch den Verteiler 30 ausgeführten Funktionen über mehrere
Zentralrechner 35 verteilt sein. Um der Klarheit willen
wird sich der Rest dieser Beschreibung hauptsächlich auf die Funktionalitäten des
Verteilers 30 fokussieren, aber es ist selbstverständlich,
dass der Zentralrechner 35 einige oder alle der durch den
Verteiler 30 ausgeführten
Funktionen durchführen
kann.
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Der
Verteiler 30 empfängt
die für
das Fahrzeug 20 von der mobilen Einheit 22 erzeugten
Fahrzeuginformationen unter Verwendung der Kommunikationsverbindung 40.
Insbesondere enthält
der Verteiler 30 ein Modem oder einen DTMF-Kodierer/Dekodierer 120 (10),
der Fahrzeuginformationen von der MTSO 42 empfängt. Der
Verteiler 30 kann eine Eingabe-/Ausgabeeinrichtung 126 umfassen (10),
die eingesetzt werden kann, um die Fahrzeuginformationen am Verteiler 30 visuell
oder hörbar
darzustellen, sobald die Information durch den Verteiler 30 empfangen
wurde. Zum Beispiel zeigt das Eingabe-/Ausgabegerät 126 Fahrzeuginformationen
auf einer Karte an, die zeigt, dass das Fahrzeug 20 entlang
einer Route X-Y zwischen dem Ursprungspunkt X und dem Zielort Y
fährt.
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Der
Verteiler 30 kann eine zusätzliche Verarbeitung der von
der mobilen Einheit 22 über
die Kommunikationsverbindung 40 empfangenen Informationen
durchführen.
Wie oben beschrieben, sieht es die vorliegende Erfindung vor, dass
in manchen Ausführungsformen
STET die mobile Einheit 22 nicht alle für die zurückgelegte Strecke und die Steuer
des Fahrzeugs 20 in der Steuerregion erforderlichen Bestimmungen
durchführt.
Folglich bestimmt in manchen Fällen
der Verteiler 30 in Antwort auf die Fahrzeuginformationen
die zurückgelegte
Strecke und die zugeordnete Steuer für das Fahrzeug 20 in
jeder Steuerregion, welche das Fahrzeug 20 durchfährt. Wie
es weiter unten detaillierter erklärt werden wird, kann der Verteiler 30 die
zurückgelegte
Strecke und die Steuer für
das Fahrzeug 20 unter Verwendung eines von mehreren Verfahren
bestimmen. Zusätzlich
kann der Verteiler 30 einen Bericht erzeugen, der die durch das
Fahrzeug 20 in jeder Steuerregion zurückgelegte Strecke und die entsprechende
Steuer umfasst.
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Der
Verteiler 30 übergibt
die Fahrzeugstrecke, Steuerinformation und die tatsächliche
Bezahlung der Steuern an die Steuerbehörde 32. Die Steuerbehörde 32 kann
einen Steuerbescheid für
das Fahrzeug 20 erzeugen, oder Geld empfangen und einen
Beleg für
gezahlte Steuern erzeugen. Die Überweisung
des Geldes direkt an die Steuerbehörde 32 kann durch
das physische Ausfüllen
und Versenden eines Schecks erreicht werden, oder mittels jeglicher geeigneter
elektronischer Geldüberweisungstechnologie,
wie beispielsweise der elektronische Datenaustausch (electronic
data interchange, EDI). Die automatische Bezahlung der Steuern an
die Steuerbehörde 32 rationalisiert
den Vorgang der Steuereintreibung, verringert potentielle Fehler
und Verspätungen bei
der Steuerberechnung und -bezahlung und verringert die Anzahl an
Personal, die zur Steuerberechnung und -eintreibung benötigt wird.
Wenn das Fahrzeug 20 bereits einen Teil der Steuern zum
Zeitpunkt des Auftankens oder zu anderen Zeitpunkten bezahlt hat,
können
die Gesamtsteuern, die der Steuerbehörde 32 geschuldet
werden, um den Wert der vorgezahlten Steuern verringert werden.
Informationen über
die im Voraus bezahlten Steuern können beim Fahrzeug 20 entweder
automatisch oder durch den Eingriff des Fahrers erzeugt werden.
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Der
Verteiler 30 erzeugt ebenfalls Informationen, die an das
Fahrzeug 20 unter Verwendung der Kommunikationsverbindung 40 gesandt
werden können.
Zum Beispiel kann eine Funktion des Verteilers 30 darin
bestehen, Zielortinformationen für
das Fahrzeug 20 zu erzeugen, wie oben beschrieben. Der Verteiler 30 kann
ebenso das Zeitintervall zwischen den Bestimmungen von Standortpositionen
durch die mobile Einheit 22 konfigurieren. Allgemein kann
der Verteiler 30 jegliche Information an die mobile Einheit 22 übertragen,
die die Steuerung oder Überwachung des
Fahrzeugs 20 erleichtert.
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Alternativ
können
Fahrzeuginformationen in den Verteiler 30 unter Verwendung
irgendeines geeigneten Geräts
hochgeladen werden, wie beispielsweise einer Tastatur, einer direkten
Verbindung, oder jeglicher geeigneter entfernbarer Speichermedien. Weiterhin
kann die Fahrzeuginformation an den Verteiler 30 unter
Verwendung einer lokalen drahtlosen Verbindung übertragen werden. In manchen
Fällen müssen die
in einer Steuerregion zurückgelegte
Strecke und Steuer nicht sofort bestimmt werden, nachdem das Fahrzeug 20 seinen
Zielort erreicht hat. Die Rechnungsbeträge können später eingesammelt werden. Um
unnötige
Telekommunikationskosten zu vermeiden, die mit der Nutzung der Telekommunikationsverbindung 40 verbunden
sind, können
die Fahrzeuginformationen auf dem Fahrzeug 20 gespeichert
werden und später
an den Verteiler 30 heruntergeladen werden, wenn das Fahrzeug 20 zum Verteiler 30 zurückgekehrt
ist.
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Das
System 10 unterstützt
das Berichten von Fahrzeugstrecken, die in vordefinierten Regionen aufgezeichnet
wurden. Wenn die vordefinierten Regionen den Grenzen von Steuerbehörden entsprechen,
bietet das System 10 ebenso eine genauere Bestimmung der
Fahrzeugsteuern als gegenwärtig zur
Verfügung
stehende Systeme. Es kann diese Bestimmungen fast augenblicklich
oder „im
Fluge" bereitstellen.
Diese Bestimmungen können
die Besonderheiten einer jeden Fahrt berücksichtigen, wie beispielsweise
die durch das Fahrzeug 20 befahrene Route, die tatsächlich innerhalb
einer Steuerregion gefahrenen Kilometer, die tatsächliche
Zeit und den Kilometerstand, bei welchem das Fahrzeug 20 von einer
Steuerregion in eine andere gefahren ist, und Punkte, die das Fahrzeug 20 entlang
einer bestimmten Route durchfährt.
Bei manchen Anwendungen sind Bestimmungen mit geringer Häufigkeit
und geringer Genauigkeit ausreichend. Andere Anwendungen erfordern
jedoch eine größere Genauigkeit
und eine größere Häufigkeit
der Bestimmung, fast in Echtzeit. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 20 Pakete geladen
haben, die zur Lieferung an verschiedene Haltepunkte entlang der
Route X-Y bestimmt sind. In manchen Fällen ist es wünschenswert,
einer Partei, die ein Paket empfängt,
die Liefergebühren
in dem Moment in Rechnung zu stellen, wenn das Paket geliefert ist.
Die vorliegende Erfindung bietet die Bestimmung der dieser Lieferung
zuordenbaren Steuer, wenn das Paket empfangen wird. Da diese Bestimmungen
in festgelegten Zeitintervallen, bei Nachfrage oder als ein Ergebnis
eines vorbestimmten Berichtsereignisses durchgeführt werden können, kann die
Rechnungsstellung genau zwischen Lieferungen aufgeteilt werden.
Weiterhin erlaubt die vorliegende Erfindung Anpassungen bei der
Rechnungsstellung, um Änderungen
bei der Gebühr
widerzuspiegeln, die durch zusätzlich
zurückgelegte
Strecken verursacht sein können,
wie beispielsweise im Falle einer Straßensperrung.
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Das
System 10 unterstützt
die Fernübertragung
von Fahrzeuginformationen vom Fahrzeug 20 an den Verteiler 30.
In den meisten Fällen
werden Rechnungen an einem zentralen Ort erstellt, wie beispielsweise
dem Verteiler 30. Die Rechnungen können Liefergebühren umfassen.
Die Liefergebühren wiederum
berücksichtigen
Steuergebühren.
Folglich sieht es das System 10 vor, dass Steuerbestimmungen
mit der Erzeugung von Rechnungsinformation konsolidiert werden.
Auf diese Weise können
die Gesamtsteuern für
das Fahrzeug 20 auf bestimmte Lieferungen aufgeteilt werden,
was zu einer genaueren Rechnungsstellung führt.
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Das
System 10 erlaubt die Bestimmung der Steuer für das Fahrzeug 20 auf
der Grundlage der durch das Fahrzeug 20 in den Steuerregionen
tatsächlich
gefahrenen Kilometer. Zum Beispiel, mit Bezug auf die 1,
in dem Moment, wo das Fahrzeug 20 den Ursprung X verlässt, um
zum Zielort Y zu fahren, würde
die Steuer für
das Fahrzeug 20 auf der in der Region 1 entlang der Route
X-Y zurückgelegten Strecke
und der in der Region 2 entlang der Route X-Y zurückgelegten
Strecke basieren. Es sei angenommen, dass jedoch ein heftiger Sturm
das Fahrzeug 20 dazu zwingt, am Punkt D von der Route X-Y abzuweichen.
Das Fahrzeug 20 muss dann über den Punkt Z fahren, um
den Zielort Y zu erreichen. Da die vorliegende Erfindung die Steuer
auf der Grundlage der tatsächlichen
Fahrzeugpositionen und zurückgelegten
Strecken bestimmt, wie es detaillierter weiter unten beschrieben
werden wird, wäre
das System 20 in der Lage, eine genaue Steuerbestimmung
zu bieten, selbst wenn das Fahrzeug 20 gezwungen ist, von
der Route X-Y abzuweichen.
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Das
System 10 kann die Steuerberechnung auch auf Grundlage
der durch das Fahrzeug 20 gefahrenen spezifischen Route
anpassen. Zum Beispiel kann eine Steuerregion sowohl Mautstraßen als auch
mautfreie Straßen
umfassen. Wenn die Mautstraße
privat unterhalten wird, und das Fahrzeug 20 die Maut zum
Zeitpunkt der Nutzung bezahlt, kann zu Zwecken der Steuerberechnung
die in der Steuerregion zurückgelegte
Gesamtstrecke um die Strecke verringert werden, die auf der Mautstraße zurückgelegt
wurde. Es kann auch andere Anpassungen der berechneten Steuer auf
der Grundlage der Route geben, wie z.B. Pauschalgebühren für die Nutzung
einer Straße
oder einer Brücke.
Bei Verwendung des Systems 10 könnte eine Steuerbehörde 32 auf
einfache und preiswerte Weise pauschale Mautbeträge oder Nutzungsgebühren für durch
das Fahrzeug 20 befahrene Straßen und Brücken berücksichtigen und eintreiben.
Eine berechnete Steuer kann auch von der gefahrenen Route abhängen, wobei
einige Straßen
mit einer anderen Pauschalgebühr
oder Rate versehen sind als andere. Das System 10 kann
diese und andere Berechnungen der Steuer auf Grundlage der Route
des Fahrzeugs 20 unterstützen.
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Weiterhin
werden die Fahrzeuginformationen und die Steuer für das Fahrzeug 20 automatisch bestimmt.
Jeglicher menschliche Fehler bei der Eingabe der Fahrzeuginformationen
oder der Bestimmung der Steuer wird wesentlich verringert oder beseitigt.
zum Beispiel nutzen einige frühere
Verfahren zur Bestimmung der Steuer einen Kilometerzähler, um
die durch das Fahrzeug zurückgelegte
Strecke zu messen. Diese Verfahren erfordern jedoch, dass der Fahrer
eines Fahrzeugs den durch den Kilometerzähler angezeigten Kilometerstand
aufzeichnet, wenn das Fahrzeug von einer Steuerregion in eine andere
fährt.
Dieser Kilometerstand wird dann als Grundlage zur Berechnung der
Steuer für
das Fahrzeug verwendet. Wenn der Fahrer es vergisst, den durch den
Kilometerzähler
gezeigten Kilometerstand aufzuzeichnen, wäre jedoch die Bestimmung der Steuer
ungenau. Da die vorliegende Erfindung in der Lage ist, festzustellen,
wann das Fahrzeug 20 von einer Steuerregion in eine andere
gefahren ist, und automatisch den Kilometerstand zu diesem Zeitpunkt aufzuzeichnen,
wird der den frühren
Verfahren anhaftende Fehler beseitigt. Außerdem, da der Fahrer des Fahrzeugs 20 nicht
von der Hauptaufgabe der Lenkung des Fahrzeugs 20 abgelenkt
wird, wird das Risiko, dass das Fahrzeug 20 in einen Unfall
verwickelt wird, verringert.
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Beim
System 10 erlaubt es der Verteiler 30, wenigstens
ein Fahrzeug 20 zu überwachen,
das mit einer mobilen Einheit 22 ausgerüstet ist. Ein großes Unternehmen
kann den Verteiler 30 betreiben, um eine Mehrzahl von Fahrzeugen 20 zu überwachen, die
mit mobilen Einheiten 22 ausgerüstet sind. Kleinere Unternehmen
mit beschränkteren
Ressourcen könnten
sich zusammenschließen,
um entweder gemeinsam einen Verteiler 30 zu betreiben oder
ein unabhängiges
Unternehmen zur Betreibung des Verteilers 30 zu beauftragen.
Es ist selbstverständlich, dass
die vorliegende Erfindung jegliche Anzahl und Anordnung von Verteilern 30 zur Überwachung
einer oder mehrerer Flotten von Fahrzeugen 20 vorsieht.
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Die 2 bis 8 offenbaren
verschiedene Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung und Vergleichsbeispiele. Insbesondere
veranschaulichen die 2 und 3 ein Vergleichsbeispiel,
bei welchem ein Regionengitternetz 60, das Bestandteil eines
ersten Verfahrens zur Bestimmung der Steuer des Fahrzeugs 20 ist.
Die 4 bis 6 veranschaulichen ein Fahrzeugpositionsgitternetz 65 und eine
zugehörige
Tabelle 70, die Bestandteil des Verfahrens gemäß der Erfindung
zur Bestimmung der Steuer des Fahrzeugs 20 sind. Die 7 und 8 veranschaulichen
ein Vergleichbeispiel mit einer Karte, die die Durchführung eines
zweiten Verfahrens zur Bestimmung der Steuer des Fahrzeugs 20 zeigt.
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Allgemein
umfasst ein Verfahren zur Bestimmung einer Steuer für ein Fahrzeug 20,
das eine Mehrzahl von Steuerregionen durchfährt, die Bestimmung einer Mehrzahl
von Fahrzeugpositionen, die Zuordnung einer jeden Fahrzeugposition
mit einer Steuerregion, und die Bestimmung der Steuer in jeder Steuerregion
in Antwort auf die Fahrzeugpositionen, die den Steuerregionen zugeordnet
sind.
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Bei
dem ersten Vergleichsbeispiel, das zu den 2 und 3 gehört, berechnet
die mobile Einheit 22 eine Mehrzahl von Standortpositionen
unter Verwendung entweder eines Positionsbestimmungssystems 50 oder
eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Diese Standortpositionen
sind tatsächliche
Orte, die das Fahrzeug 20 durchfahren hat. Wie oben beschrieben
können
die Standortpositionen in der Form von üblichen geografischen Koordinaten,
wie beispielsweise Breiten- und Längengrad, vorliegen. Die mobile
Einheit 22 kann dann durch Interpolation Fahrzeugpositionen
zwischen den Standortpositionen erzeugen. Die Interpolation eignet
sich eher für
Berechnungen an einem entfernten Ort, wie beispielsweise dem Verteiler 30, dem
Zentralrechner 35 oder der Steuerbehörde 32, in welchem
Fall die Detailliertheit der Ortsdaten geopfert werden kann, um
die Datenmenge zu verringern, die von der mobilen Einheit 22 übertragen
wird. Die mobile Einheit 22 kann Standortpositionsbestimmungen
ebenso in häufigeren,
fast Echtzeit-Intervallen durchführen.
Dies liefert eine genaue Bestimmung der Regionengrenzen, ohne dass
eine Interpolation erforderlich ist. Die Entscheidung zu Interpolieren und
die Anzahl von interpolierten Punkten hängt von der Häufigkeit
der Standortpositionen und der Größe der Zellen des Regionengitternetzes 60 ab.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren,
das zu den 4 bis 6 gehört, berechnet
die mobile Einheit 22 eine Mehrzahl von Standortpositionen
unter Verwendung entweder des Positionsbestimmungssystems 50 oder
eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Abhängig von
der Frequenz der Standortpositionen und der Zellengröße des Gitternetzes 65 kann
eine Anzahl von Fahrzeugpositionen durch eine Interpolation zwischen Standortpositionen
erzeugt werden. Die mobile Einheit 22 ordnet dann Standortpositionen
vorbestimmten Fahrzeugpositionen zu. Vorbestimmte Fahrzeugpositionen
sind als herausstehende geografische Punkte, wie beispielsweise
Städte,
Dörfer,
Grenzen zwischen Steuerregionen oder Kreuzungen von größeren Autobahnen,
definiert. Vorbestimmte Fahrzeugpositionen und Distanzen zwischen
vorbestimmten Fahrzeugpositionen können anhand jeglicher Streckendatenbank,
wie beispielsweise diejenigen, die von Rand-McNally, LK., oder anderen bereitgestellt
werden, bestimmt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform
akzeptieren die Steuerbehörden
Steuerberechnungen, die auf diesen Streckendatenbanken beruhen.
Das Fahrzeugpositionsgitternetz 65, das in den 4 und 5 veranschaulicht ist,
enthält
individuelle Zellen, die vorbestimmten Fahrzeugpositionen zugeordnet
sind. Unter Verwendung der vorbestimmten Fahrzeugpositionen des Fahrzeugpositionsgitternetzes 65 rekonstruiert
die mobile Einheit 22 die durch das Fahrzeug 20 befahrene
Route. Die Tabelle 70, die in 6 veranschaulicht
ist, enthält
Steuerinformationen und Strecken zwischen den vorbestimmten Fahrzeugpositionen, die
in dem Fahrzeugpositionsgitternetz 65 dargestellt sind.
Unter Verwendung der Tabelle 70 bestimmt die mobile Einheit 22 eine
Strecke und eine Steuer für das
Fahrzeug 20.
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Bei
einem zweiten Vergleichsbeispiel, das zu den 7 und 8 gehört, berechnet
die mobile Einheit 22 ebenso eine Mehrzahl von Standortpositionen
unter Verwendung entweder des Positionsbestimmungssystems 50 oder
eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Wie bei
dem ersten Verfahren sind die Standortpositionen tatsächliche
Orte, die dass Fahrzeug 20 durchfahren hat, und können in
der Form von Breitengrad-Längengradkoordinaten
vorliegen. Im Unterschied zu den zwei vorherigen Verfahren beinhaltet
dieses Verfahren kein Gitternetz. Vielmehr nutzt die mobile Einheit 22 Standortpositionen,
um die gegenwärtige
Steuerregion zu bestimmen, und den Kilometerzähler 109, um die durch
das Fahrzeug 20 in der Steuerregion zurückgelegte Strecke zu bestimmen.
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Die
Ausführungsformen
und Vergleichsbeispiele werden weiter unten detaillierter beschrieben werden,
zusammen mit einer Beschreibung der 2 bis 8.
Bei den Ausführungsformen
der Erfindung und den Vergleichsbeispielen, die in den 2 bis 8 veranschaulicht
sind, können
die Schritte entweder vollständig
am Fahrzeug 20 durch die mobile Einheit 22 oder
teilweise am Fahrzeug 20 und teilweise an einem entfernten
Ort, wie beispielsweise dem Verteiler 30, dem Zentralrechner 35 oder der
Steuerbehörde 32 durchgeführt werden.
Wie es weiter unten detaillierter erklärt werden wird, falls die Schritte
beim Fahrzeug 20 durchgeführt werden, nimmt ein Prozessor 100 (9),
der Teil der mobilen Einheit 22 ist, die Bestimmungen vor.
In ähnlicher Weise,
falls die Schritte durch den Verteiler 30 durchgeführt werden,
nimmt eine zentrale Steuerung 122 (10) die
Bestimmungen vor. Um die Ausführungsform
und die Vergleichsbeispiele besser unterscheiden zu können und
zu Zwecken der Klarheit, geht die folgende Erklärung der in den 2 bis 8 offenbarten
Verfahren davon aus, dass alle Schritte beim Fahrzeug 20 durchgeführt werden.
Es ist jedoch hervorzuheben, dass einer oder mehrere Schritte in
jeglichem der drei Verfahren ebenso an einem entfernten Ort wie
beispielsweise dem Verteiler 30 durchgeführt werden
können.
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2 veranschaulicht
das über
eine Karte gelegte Regionengitternetz 60, das in einem
Vergleichsbeispiel erzeugt wird. Die Karte zeigt drei Steuerregionen,
die als Region 1, Region 2 und Region 3 definiert sind. Die Regionen
können
Länder, Regionen,
Staaten, Bezirken, Distrikten, Städten oder jeglicher anderen
Region entsprechen, bei welcher es wünschenswert ist, eine Steuer
auf der Grundlage der in der Region zurückgelegten Strecke zu bestimmen.
Jede Steuerregion kann eine andere Steuerstruktur und/oder -rate
haben. Zum Beispiel kann die Region 1 die Steuer mit einer ersten
Rate bestimmen, während
die Region 2 die Steuer mit einer zweiten Rate bestimmt. Mehrere
Routen durch die Regionen sind teilweise durch die Punkte A, B,
C, D, E, F, G und H definiert. Diese Punkte können Städte, Grenzen zwischen Regionen
oder jegliche andere Landmarke oder geografischen Ort repräsentieren, der
eine Route definieren kann. Zum Beispiel repräsentieren die Punkte A, B,
E. F, G und H Städte
in einer bestimmten Region. Die Punkte C und D repräsentieren
Punkte an der Grenze zwischen zwei Regionen.
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Das
Regionengitternetz 60, das in 2 offenbart
ist, umfasst eine Mehrzahl von Zellen. Jede Zelle ist der Steuerregion
(entweder Region 1, 2 oder 3) zugeordnet, in welcher sie sich befindet.
Alle Zellen haben ungefähr
die gleiche Größe. Vorzugsweise befindet
sich eine Zelle vollständig
in einer oder der anderen Region. In manchen Fällen kann jedoch eine Zelle,
wie beispielsweise wenn die Grenzen zwischen den Regionen keine
Geraden sind, sich teilweise in einer Mehrzahl von Regionen befinden.
In diesem letzteren Fall kann die Zelle derjenigen Region zugeordnet
sein, in welcher sich der größte Teil der
Zelle befindet. Es kann eine Software verwendet werden, um die jeder
Zelle des Regionengitternetzes 60 zugeordneten Daten einzutragen.
Diese Daten können
die der Zelle zugeordnete Region, die die Zelle definierenden geografischen
Koordinaten, oder die über
die durch die Zelle dargestellte Fläche laufenden Routen umfassen.
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Die
durch die Zellen repräsentierte
Fläche
ist konfigurierbar. Das heißt,
die Zellen können
Parzellen von einer Quadratmeile, Parzellen von fünf Quadratmeilen,
Parzellen von zehn Quadratmeilen oder andere vorbestimmte Flächen darstellen.
Die Zellen können
Quadrate, Rechtecke, Kreise, Vielecke oder jegliche andere geometrische
Form sein, die die Definition einer Region erleichtern. Die durch
die Zellen repräsentierte
Fläche
bestimmt die Genauigkeit der Steuerbestimmung. Es sei z.B. angenommen,
dass sich eine Zelle teilweise in mehreren Regionen befindet. Die
Zelle ist einer einzigen Steuerregion zugeordnet. Wenn die durch
die Zelle repräsentierte
Fläche
eine Quadratmeile ist, wäre
der durch die Zuordnung der Zelle mit einer einzigen Region verursachte Fehler
geringer als wenn die durch die Zelle repräsentierte Fläche zehn
Quadratmeilen beträgt.
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3 veranschaulicht
einen vergrößerten Abschnitt
des Regionengitternetzes 60, das in 2 offenbart
ist. 3 zeigt eine Route B-C-D, die ein Fahrzeug 20 durchfährt. Während das
Fahrzeug 20 die Route B-C-D befährt, ermittelt die mobile Einheit 22 Standortpositionen
für das
Fahrzeug 20 an den Punkten o, p, q, r, s und t.
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Wenn
eine Interpolation durchgeführt
wird, wird der Schritt der Bestimmung eine Mehrzahl von Fahrzeugpositionen
anhand eines Satzes von Standortpositionen wie folgt durchgeführt. Die
mobile Einheit 22 beim Fahrzeug 20 ermittelt eine
Mehrzahl von Standortpositionen o, p, q, r, s und t unter Verwendung
des Positionsbestimmungssystems 50 oder eines an Bord befindlichen
Positionsbestim mungssensors. Der Prozessor 100, der Teil
der mobilen Einheit 22 ist, bestimmt eine durch das Fahrzeug 20 befahrene
Route in Antwort auf die Standortpositionen o, p, q, r, s und t.
Insbesondere wird die Route des Fahrzeugs 20 durch die
Linien, o-p, p-q, q-r, r-s und s-t dargestellt, welche die Standortpositionen
o, p, q, r, s und t miteinander verbinden. Der Prozessor 100 unterteilt
dann jede Linie in eine Mehrzahl von Segmenten. Der Endpunkt eines
jeden Segments, der durch die Punkte auf den Linien o-p, p-q, q-r,
r-s und s-t gezeigt ist, definiert eine Fahrzeugposition entlang
der Route des Fahrzeugs 20. Auf diese Weise kann die mobile
Einheit 22 für
jede durch das Positionsbestimmungssystem 50 oder einen
an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensor gelieferte Standortposition
mehrere Fahrzeugpositionen erzeugen.
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Die
Länge eines
jeden Segments kann auf die Größe der Zellen
im Regionengitternetz 60 proportioniert sein. Wie oben
beschrieben, falls häufige Standortpositionen
gemessen werden, kann es sein, dass kein Bedarf für eine Interpolation
zwischen den Standortpositionen besteht, um zusätzliche Fahrzeugpositionen
zu erzeugen. Mit oder ohne Interpolation sollte der Abstand zwischen
Standortpositionen (oder Fahrzeugpositionen, falls eine Interpolation
eingesetzt wird) mit der Zellengröße übereinstimmen, so dass ein Übergang
von einer Zelle zu einer angrenzenden Zelle erfasst wird. Es ist
hervorzuheben, dass jeglicher Verweis auf Fahrzeugpositionen interpolierte
Fahrzeugpositionen, Standortpositionen oder beides umfasst.
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Als
Nächstes
wird der Schritt der Zuordnung einer jeden Fahrzeugposition mit
einer Steuerregion wie folgt durchgeführt. Der Prozessor 100 nimmt
Bezug auf eine Karte, über
die eine Mehrzahl von Zellen gelegt sind, die in der 2 allgemein
durch das Gitternetz 60 gezeigt sind, und im Detail in 3.
Die Karte und das zugeordnete Gitternetz können durch den Prozessor 100 erzeugt
werden, wird jedoch normalerweise durch einen anderen Rechner oder
eine andere Person erzeugt und in die mobile Einheit 22 zur
Nutzung durch den Prozessor 100 geladen. Jeder Zelle ist
eine Steuerregion 1, 2 oder 3 zugeordnet. Eine oder mehrere Fahr zeugpositionen
können
innerhalb einer einzigen Zelle enthalten sein. Der Prozessor 100 identifiziert
die Zelle, die die Fahrzeugposition enthält. Der Prozessor 100 assoziiert
dann die Fahrzeugposition mit der Steuerregion, die der Zelle zugeordnet
ist.
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Als
Nächstes
wird der Schritt der Bestimmung der Steuer wie folgt durchgeführt. Der
Prozessor 100 bestimmt die in jeder Steuerregion zurückgelegte
Strecke in Antwort auf die der Steuerregion zugeordneten Fahrzeugpositionen.
Der Prozessor 100 kann die Strecke dadurch bestimmen, dass
er bei jeder Standortposition den Kilometerzähler 109 (9)
abliest. Eine andere Weise, in welcher der Prozessor 100 die
Strecke bestimmen kann, besteht in der Aufsummierung der Anzahl
an Segmenten innerhalb einer Steuerregion und dem Multiplizieren dieser
Zahl mit der durch jedes Segment repräsentierten Strecke. Zum Beispiel,
wenn das Fahrzeug 20 in einer Steuerregion 24 Segmente
durchfahren hat und jedes Segment zehn Meilen entspricht, berechnet
der Rechner 100, dass das Fahrzeug 20 240 (24 × 10) Meilen
in der Region zurückgelegt
hat.
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Eine
andere Weise, in welcher der Prozessor 100 die Strecke
für das
Fahrzeug 20 bestimmen kann, ist die Berechnung der Strecke
eines jeden Segments unter Verwendung von üblichen geometrischen Formeln
und dann das Aufsummieren dieser Strecken. Zum Beispiel, wenn das
Fahrzeug 20 Segmente mit einer Länge von 10 Meilen, 12 Meilen
und 9 Meilen in einer Steuerregion durchfahren hat, dann berechnet
der Prozessor 100, dass das Fahrzeug 20 31 (10
+ 12 + 9) Meilen innerhalb dieser Region zurückgelegt hat. Eine Berechnung
auf der Grundlage von Geradensegmenten gibt möglicherweise nicht genau die
Krümmung
der Straße
wieder. Folglich kann die Strecke dadurch angepasst werden, dass man
die Summe der Geradenabschnitte mit einem Krümmungsfaktor (d.h. 1,1) multipliziert,
der eine Schätzung
der Erhöhung
der Strecke wegen der Straßenkrümmung repräsentiert.
Es können
durch die mobile Einheit 22 verschiedene Krümmungsfaktoren
für verschiedene
Straßen
verwendet werden. Andere Techniken zur Kurvendarstellung oder Spline-Konstruktionen
können
auch verwendet werden, um die auf den Straßen zurückgelegte Strecke genauer zu
bestimmen. Der Prozessor 100 bestimmt dann eine Steuer
in der Region in Antwort auf die berechnete, durch das Fahrzeug 20 in
der Region zurückgelegte
Strecke. Die mobile Einheit 22 kann dann die bestimmte
Strecke und Steuer an einen entfernten Ort, wie beispielsweise den
Verteiler 30, übertragen.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung ist in den 4 bis 6 offenbart.
Während
das erste Vergleichsbeispiel, das in den 2 und 3 offenbart
ist, sich auf Steuerregionen fokussiert, fokussiert sich die in
den 4 bis 6 offenbarte Ausführungsform
auf vorbestimmte Fahrzeugpositionen, die herausstehenden geografischen
Landmarken oder Monumenten entsprechen, wie beispielsweise Städten, Routenkreuzungen
oder Schnittstellen von Routen mit Regionengrenzen. 4 veranschaulicht
ein Fahrzeugpositionsgitternetz 65, das über eine
Karte gelegt ist. Ähnlich
zur 2 ist die Karte der 4 in Steuerregionen
1, 2 und 3 aufgeteilt. Mehrere Routen durch die Regionen sind teilweise
durch die Punkte A, B, C, D, E, F, G und H definiert. Wie oben beschrieben,
können
diese Punkte Städte
darstellen, Grenzen zwischen Regionen oder jegliche andere Landmarke
oder geografische Position, die eine Route definieren kann. Diese
Punkte sind vorbestimmten Fahrzeugpositionen zugeordnet. Das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 umfasst
eine Mehrzahl von Zellen, die ungefähr die gleiche Größe haben
können.
Normalerweise basiert das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 auf
einer anerkannten Streckendatenbank, wie diejenigen, die durch Rand-McNally,
ALK, und andere zur Verfügung
gestellt werden.
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Im
Unterschied zum Regionengitternetz 60 sind die Zellen im
Fahrzeugpositionsgitternetz 65 den vorbestimmten Fahrzeugpositionen
zugeordnet, die Punkten entlang der durch das Fahrzeug 20 befahrenen
Route entsprechen. Das heißt,
dass die Zellen A, B, C, D, E, F, G oder H enthalten, in Zuordnung
zu der vorbestimmten Fahrzeugposition, die am Nächsten liegt. In manchen Beispielen
kann jedoch ein Teil einer Zelle sich näher an einer vorbestimmten Fahrzeugposition
befinden, während
ein anderer Teil der Zelle näher
an einer anderen vorbestimmten Fahr zeugposition gelegen sein kann.
In solch einem Fall wird die Zelle derjenigen vorbestimmten Fahrzeugposition
zugeordnet, der der größere Teil
der Zelle am Nächsten
liegt. Es kann eine Software eingesetzt werden, um die Daten, die
in jeder Zelle enthalten sind, auszufüllen. Zum Beispiel kann das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 durch
ein Programm unter Verwendung einer eine Spirale nachzeichnenden
Technik oder einer Radiuserweiterungstechnik ausgefüllt werden,
welche zum Ausfüllen
der Zellen ihren Ursprung an jeder vorbestimmten Fahrzeugposition
nimmt. Einige außen
liegende Zellen sind keiner der vorbestimmten Fahrzeugpositionen
zugeordnet.
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Die
Anzahl an vorbestimmten Fahrzeugpositionen, die in dem Fahrzeugspositionsgitternetz 65 enthalten
sind, bestimmt bei diesem Verfahren die Genauigkeit der Strecken-
und Steuerbestimmungen. D.h., dass, wenn mehr vorbestimmte Fahrzeugpositionen
verwendet werden, sich die Genauigkeit erhöht. Z.B. sei angenommen, dass
das Fahrzeug 20 von Dallas nach Los Angeles fährt. Es
sei weiterhin angenommen, dass das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 als
vorbestimmte Fahrzeugpositionen nur Dallas, Los Angeles und Phoenix
aufweist. Wie es weiter unten beschrieben werden wird, gibt es für jegliche
zwei vorbestimmte Fahrzeugpositionen des Fahrzeugpositionsgitternetzes 65 entsprechende
Strecken und Steuern. Das Fahrzeug 20 könnte jedoch von Dallas nach
Los Angeles über
Phoenix entlang wenigstens zwei verschiedener Routen fahren, wobei
die eine länger
ist als die andere. Die eine Route führt das Fahrzeug 20 durch
Amarillo, wohingegen eine andere Route das Fahrzeug 20 durch
El Paso führt.
Die Route über
Amarillo ist länger.
Die Bestimmung der Strecke und Steuer für das Fahrzeug 20 wäre ungenau,
wenn die entsprechenden Strecken und Steuern auf der Route über El Paso
basieren würden,
während
das Fahrzeug 20 tatsächlich über Amarillo
fährt. Wenn
Amarillo und El Paso auch als vorbestimmte Fahrzeugpositionen im
Fahrzeugspositionsgitternetz 65 enthalten sind, gäbe es jedoch
getrennte entsprechende Steuern und Strecken für jede der oben beschriebenen
zwei Routen. Dementsprechend würde die
Genauigkeit der Bestimmung erhöht.
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Eine
vollständige
Fahrt des Fahrzeugs 20 von Dallas nach Los Angeles kann
kleine Strecken am Anfang und am Ende der Fahrt umfassen, die der insgesamt
zurückgelegten
Strecke hinzuaddiert werden können.
Z.B., wenn die Fahrt in Fort Worth beginnt (ungefähr 35 Meilen
von Dallas entfernt), aber die erste vorbestimmte Fahrzeugposition
Dallas ist, sollte die mobile Einheit 22 die zusätzlich gefahrenen 35
Meilen zwischen Fort Worth und Dallas der Berechnung hinzufügen. In ähnlicher
Weise, falls Los Angeles die letzte vorbestimmte Fahrzeugposition der
Fahrt ist, das Fahrzeug 20 aber eine kurze Strecke weiter
zu seinem Zielort Pasadena fährt,
sollte diese Strecke der Berechnung hinzugefügt werden. Eine zusätzliche
Berechnung kann auch erforderlich sein, wenn das Fahrzeug 20 in
außen
liegende Zellen des Fahrzeugpositionsgitternetzes 65 fährt, die
keiner vorbestimmten Fahrzeugposition zugeordnet sind. In dieser
Situation kann die mobile Einheit 22 eine Hybridtechnik
anwenden, welche die anderen beschriebenen Verfahren zur Berechnung
der Strecken- und Steuerbestimmungen einsetzt, wenn das Fahrzeug 20 in
die außen
liegenden Zellen fährt.
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5 veranschaulicht
einen vergrößerten Abschnitt
des Fahrzeugpositionsgitternetzes 65, das in der 4 offenbart
ist. 5 veranschaulicht die Route B-C-D, die das Fahrzeug 20 in
den Steuerregionen 1 und 2 befährt.
Im Betrieb bestimmt die mobile Einheit 22 Standortpositionen
o, p, q, r, s und t für
das Fahrzeug 20 unter Verwendung des Positionsbestimmungssystems 50 oder
eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Die Standortpositionen
o, p, q, r, s und t werden dann vorbestimmten Fahrzeugpositionen
zugeordnet, was die durch das Fahrzeug 20 befahrene Route
B-C-D etabliert. Bei diesem Verfahren kann die Bestimmung der Steuer die
tatsächliche
Strecke zwischen den Punkten B, C und D oder Autobahnkilometer einsetzen,
die von einer Streckendatenbank abgeleitet sind.
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Die
allgemeinen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung
des Fahrzeugspositionsgitternetzes 65 der 4 sind
dieselben wie bei dem ersten Vergleichsbeispiel, dass das Regionengitternetz 60 der 2 verwendet.
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D.h.,
dass ein Verfahren zur Bestimmung einer Steuer für ein durch eine Mehrzahl von
Steuerregionen fahrendes Fahrzeug 20 folgendes umfasst: Bestimmung
einer Mehrzahl von Fahrzeugpositionen, Zuordnung jeder Fahrzeugposition
zu einer Steuerregion und Bestimmung der Steuer in jeder Steuerregion
in Antwort auf die der Steuerregion zugeordneten Fahrzeugpositionen.
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Der
Schritt der Bestimmung einer Mehrzahl von Fahrzeugpositionen wird
wie folgt durchgeführt. Die
mobile Einheit 22 etabliert eine Mehrzahl von Standortpositionen
unter Verwendung des Positionsbestimmungssystems 50 oder
eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. In Abhängigkeit
von der Häufigkeit
der Standortpositionen und der Zellengröße des Gitternetzes 65 kann
die mobile Einheit ebenso durch Interpolation Fahrzeugpositionen
zwischen den Standortpositionen erzeugen. Es wird eine Karte mit
einer Mehrzahl von Zellen erzeugt, die allgemein durch das Fahrzeugspositionsgitternetz 65 der 4 gezeigt
ist. Es werden Steuerregionen auf der Karte definiert. Jede Zelle
ist einer vorbestimmten Fahrzeugposition zugeordnet. Als nächstes assoziiert
der Prozessor 100 jede Standortposition mit einer Zelle
im Fahrzeugspositionsgitternetz 65, was eine vorbestimmte
Fahrzeugposition identifiziert. Unter Verwendung der den Standortpositionen
zugeordneten vorbestimmten Fahrzeugpositionen, rekonstruiert der
Prozessor 100 die durch das Fahrzeug 20 über die
Fahrzeugpositionen B, C und D gefahrene Route.
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In
diesem besonderen Verfahren wird der Schritt der Steuerbestimmung
wie folgt durchgeführt. Der
Prozessor 100 verwendet eine Datenbank, welche die vorbestimmten
Fahrzeugpositionen, die entsprechenden Strecken in jeder Steuerregion
zwischen Fahrzeugpositionen und die jeder Steuerregion zwischen
vorbestimmten Fahrzeugpositionen zugeordnete Steuer enthält. Der
Prozessor 100 bestimmt die in jeder Steuerregion durch
das Fahrzeug 20 zurückgelegte
Strecke, indem er sich für
die Strecke zwischen jeder vorbestimmten Fahrzeugposition entlang
der durch das Fahrzeug 20 befahrenen Route auf die Datenbank
bezieht. Der Prozessor 100 bestimmt dann die Steuer in
jeder Region, indem er sich für
die jeder Steuerregion zwischen den vorbestimmten Fahrzeugpositionen
entlang der durch das Fahrzeug 20 befahrenen Route zugeordnete
Steuer auf die Datenbank bezieht. Eine detaillierte Erklärung dieses
Verfahrens ergibt sich auch der Beschreibung der 13.
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6 veranschaulicht
die Tabelle 70, die bei der in den 4 und 5 offenbarten
Ausführungsform
der Erfindung erzeugt wird. Es kann auf die Tabelle 70 Bezug
genommen werden, um die zurückgelegte
Strecke und die Steuer des Fahrzeugs 20 zwischen jeglichen
zwei vorbestimmten Fahrzeugpositionen zu bestimmen, die den Zellen
des Fahrzeugspositionsgitternetzes 65 zugeordnet sind.
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Die
Tabelle 70 umfasst eine Mehrzahl von Abschnitten. Der erste
Abschnitt, der die Spalte 71 umfasst, enthält eine
erste vorbestimmte Fahrzeugposition und eine zweite vorbestimmte
Fahrzeugposition. Insbesondere entsprechen die vorbestimmten Fahrzeugpositionen
in der Spalte 71 den vorbestimmten Fahrzeugpositionen,
die den Zellen des Fahrzeugspositionsgitternetzes 65 zugeordnet
sind. Diese Paare vorbestimmter Fahrzeugpositionen definieren ein
Segment der durch das Fahrzeug 20 befahrenen Route.
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Ein
Streckenabschnitt 72 enthält die durch das Fahrzeug 20 in
jeder Steuerregion zwischen ersten und zweiten vorbestimmten Fahrzeugpositionen zurückgelegte
Strecke. Der Streckenabschnitt 72 kann weiterhin in Regionen-Streckenspalten 74, 75 und 76 unterteilt
sein. Jede dieser Spalten enthält
die durch das Fahrzeug 20 innerhalb einer bestimmten Steuerregion
zwischen den ersten und zweiten Fahrzeugpositionen zurückgelegte
Strecke. Genauer gesagt enthält
die Regionen-Streckenspalte 74 die
in der Region 1 zurückgelegten
Meilen, die Regionen-Streckenspalte 75 die
in der Region 2 zurückgelegten
Meilen und die Regionen-Streckenspalte 76 die
in der Region 3 zurückgelegten
Meilen. Jedes Segment der Route, das in der Spalte 71 angegeben ist,
kann einen oder mehrere Einträge
in den Regionenspalten 74, 75 und 76 umfassen.
Z.B. umfasst die Route C-D 65 Meilen in der Steuerregion 2 und
fünf Meilen
in der Steuerregion 3.
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Ein
Steuerabschnitt 73 enthält
eine Steuer für
Steuerregionen zwischen ersten und zweiten vorbestimmten Fahrzeugpositionen.
Der Steuerabschnitt 73 kann weiterhin in Regionen-Steuerspalten 77, 78 und 79 unterteilt
sein. Jede dieser Spalten enthält
eine Steuer für
das Fahrzeug 20 zwischen ersten und zweiten vorbestimmten
Fahrzeugpositionen für eine
bestimmte Steuerregion. Die Regionen-Steuerspalte 77 enthält den Dollarbetrag
der Steuer für
die Region 1, die Regionen-Steuerspalte 78 enthält den Dollarbetrag
für die
Steuerregion 2 und die Regionen-Steuerspalte 79 enthält den Dollarbetrag
für die Steuer
der Region 3. Diese Steuern können
auf einer Steuerrate pro zurückgelegter
Meile, einer Pauschalsteuer für
einen vorbestimmten Bereich an zurückgelegten Meilen, Gebühren für das Befahren
bestimmter Straßen
oder Brücken
oder jegliche sonstige Steuerberechnung auf der Grundlage der Route
des Fahrzeugs 20 basieren.
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Der
Prozessor 100 bezieht sich auf die Tabelle 70 nachdem
der Prozessor 100 ermittelt hat, dass das Fahrzeug 20 zwischen
zwei vorbestimmten Fahrzeugpositionen gefahren ist. Z.B., mit Bezug
auf die 5, nachdem der Prozessor 100 ermittelt
hat, dass das Fahrzeug 20 den Punkt D entlang der Route
B-C-D durchquert hat, bezieht sich der Prozessor 100 auf
die Zeile 3 der Tabelle 70, die der Route C-D entspricht.
Mit Bezug auf den Streckenabschnitt 72 bestimmt der Prozessor 100,
dass das Fahrzeug 20 innerhalb der Region 2 zwischen den
Punkten C und D 65 Meilen zurückgelegt
hat. Mit Bezug auf den Steuerabschnitt 73 bestimmt der
Prozessor 100, dass das Fahrzeug 20 beim Fahren
entlang der Route C-D eine Steuer von 30 Cent in der Region 2 und eine
Steuer von 2 Cent in der Region 3 verursacht hat. Diese Information
kann dann am Ausgabegerät 104 (9)
der mobilen Einheit 22 oder dem Eingabe/Ausgabegerät 126 (10)
beim Verteiler 30 angezeigt werden.
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Ein
anderes Vergleichsbeispiel ist in den 7 und 8 offenbart.
Im Unterschied zu dem ersten Vergleichsbeispiel, das in den 2 und 3 offenbart
ist, und der in den 4 und 6 offenbarten
Ausführungsform,
benutzt das zweite in den 7 und 8 offenbarte
Vergleichsbeispiel kein Gittermuster. Vielmehr verwendet dieses
Verfahren einen Kilometerzähler 109 zusammen
mit einer geographischen Datenbank, um die zurückgelegte Strecke und die Steuer
für das
Fahrzeug 20 zu bestimmen. Insbesondere veranschaulicht 7 eine Karte,
welche die Durchführung
dieser Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Die Karte ist in Steuerregionen 1, 2 und 3
unterteilt. Eine Mehrzahl von Routen durch die Regionen sind zum
Teil durch die Punkte A, B, C, D, E, F, G und H definiert. Wiederum
können diese
Punkte jegliche Landmarke oder geographische Position repräsentieren,
die eine Route definieren kann, wie beispielsweise eine Stadt, eine
Grenze zwischen Regionen, eine Schnittstelle einer Route mit einer
Grenze oder eine Kreuzung zweier oder mehrerer Routen.
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Die
geographische Datenbank enthält
Informationen, die eine Mehrzahl von Steuerregionen definieren.
Diese geographischen Informationen können Koordinaten umfassen,
die regionale Grenzen definieren, die Schnittstellen von Routen
mit regionalen Grenzen oder jegliche sonstige Information, die es
einem Prozessor erlaubt festzustellen, dass das Fahrzeug 20 von
einer Region in die andere gefahren ist. Z.B. kann die geographische
Datenbank ein Paar von Breitengrad-Längengradkoordinaten
umfassen, welche die Endpunkte einer Geraden repräsentieren, die
der Grenze zwischen der Steuerregion 1 und der Steuerregion 2 entspricht.
Die geographische Datenbank kann einen Satz von Vielecken oder anderen geometrischen
Konstruktionen definieren, welche die Steuerregion definieren. Die
geographische Datenbank kann auch Geradenabschnitte, Splines oder Kurven
umfassen, welche die Grenzen zwischen den Steuerregionen definieren.
Unter Verwendung jeglicher Definition der Flächen oder Grenzen der Steuerregionen
kann der Prozessor 100 feststellen, dass das Fahrzeug 20 sich
von einer Region in eine angrenzende Region bewegt hat.
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Die 8 veranschaulicht
einen vergrößerten Abschnitt
der in der 7 gezeigten Karte. 8 veranschaulicht
die Route B-C-D, die durch das Fahrzeug 20 in den Steuerregionen
1 und 2 befahren wird. Die mobile Einheit 22 ermittelt Standortpositionen
o, p, q, r, s und t für
das Fahrzeug 20 unter Verwendung entweder des Positionsbestimmungssystems 50 oder
eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Die Standortpositionen
o, p, q, r, s und t werden dann einer Steuerregion zugeordnet. Die
mobile Einheit 22 zeichnet den Stand des Kilometerzählers 109 bei
jeder der Standortpositionen o, p, q, r, s und t auf, wie es durch
die Meilenangaben in 8 gezeigt ist. Die Bestimmung
der Steuer basiert bei dieser dritten Methode auf der tatsächlich durch den
Kilometerzähler 109 zwischen
den Standortpositionen gemessenen Strecke.
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Die
allgemeinen Schritte des zweiten Vergleichsbeispiels unter Verwendung
der Karte der 7 und 8 sind ähnlich zu
denen des ersten Vergleichsbeispiels und denen der Ausführungsformen
der Erfindung, die in den 2 bis 6 offenbart
sind. Genauer gesagt, wie oben angegeben, umfasst ein Verfahren
zur Bestimmung einer Steuer für ein
Fahrzeug 20, das durch eine Mehrzahl von Steuerregionen
fährt,
die Bestimmung einer Mehrzahl von Fahrzeugpositionen, das Zuordnen
einer jeden Fahrzeugposition zu einer Steuerregion und das Bestimmen
der Steuer in jeder Steuerregion in Antwort auf die der Steuerregion
zugeordneten Fahrzeugpositionen.
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Bei
dem zweiten Vergleichsbeispiel wird der Schritt der Bestimmung einer
Mehrzahl von Fahrzeugpositionen wie folgt durchgeführt. Die
mobile Einheit 22 etabliert eine Mehrzahl von Standortpositionen
unter Verwendung des Positionsbestimmungssystems 50 oder
eines an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensors. Jede Standortposition kann
in der Form üblicher
geographischer Koordinaten wie beispielsweise Breitengrade und Längengrade
vorliegen.
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Der
Schritt der Zuordnung einer jeden Fahrzeugposition zu einer Steuerregion
wird wie folgt durchgeführt.
Die mobile Einheit 22 greift auf eine Datenbank zu, die
Informationen enthält,
die eine Mehrzahl von Steuerregionen definieren, und kann Koordinaten
umfassen, die regionale Grenzen, Schnittstellen zwischen Routen
und regionalen Grenzen oder jegliche andere Informationen definieren, die
es einem Prozessor ermöglichen,
festzustellen, dass das Fahrzeug 20 von einer Steuerregion
in eine andere gefahren ist. Die mobile Einheit 22 assoziiert dann
jede Standortposition mit einer Steuerregion in Antwort auf die
in der Datenbank enthaltenen geographischen Informationen.
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Bei
diesem Verfahren wird der Schritt zur Bestimmung der Steuer für das Fahrzeug 20 wie
folgt durchgeführt.
Die mobile Einheit 22 misst die durch das Fahrzeug 20 zwischen
Standortpositionen zurückgelegte
Strecke unter Verwendung des Kilometerzählers 109. Wie vorher
angegeben, kann es sich bei dem Kilometerzähler 109 um einen
Kilometerzähler
handeln, der im Fahrzeug 20 enthalten ist, oder um einen
getrennten Kilometerzähler.
Der Prozessor 100 bestimmt dann die in jeder Steuerregion
zurückgelegte
Strecke in Antwort auf die dieser Steuerregion zugeordneten Standortpositionen
und die durch den Kilometerzähler 109 gemessene
Strecke. Die vorliegende Erfindung sieht vor, dass der Prozessor 100 bei
diesem Schritt die Strecke unter Verwendung eines von zwei alternativen
Verfahren bestimmen kann.
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Der
Prozessor 100 bestimmt den seit der letzten Standortposition
durch den Kilometerzähler 109 aufgezeichneten
Kilometerbetrag und addiert diesen Betrag zu der für diese
Region bereits aufgezeichneten Strecke. Z.B. sei angenommen, dass
das Fahrzeug 20 seit der letzten Standorpposition 20 Meilen
zurückgelegt
hat und bei der zweiten Meile in eine neue Steuerregion gefahren
ist. Normalerweise schreibt der Prozessor 100 der alten
Steuerregion 20 Meilen gut. Um die Bestimmung der Distanz
(Strecke) weiter zu verfeinern, kann der Prozessor 100 die Standorpposition,
die in der geographischen Datenbank enthaltenen Informationen und übliche geometrische
Gleichungen einsetzen, um ungefähr
zu berechnen, bei welchem Kilometerstand seit der letzten Kilometerzähleraufzeichnung
das Fahrzeug 20 in die neue Steuerregion gewechselt ist.
Der Prozessor 100 schreibt dann einen proportionierten
Betrag der Kilometer der alten Steuerregion und der neuen Steuerregion
zu. Der Prozessor 100 addiert dann zwei Meilen zu der in
der alten Region zurückgelegten
Strecke und 18 Meilen zu der in der neuen Region zu rückgelegten
Strecke. Der Prozessor 100 bestimmt dann eine Steuer für jede Steuerregion
in Antwort auf die in dieser Steuerregion durch das Fahrzeug 20 zurückgelegte
Strecke. Eine detailliertere Erklärung dieses zweiten Vergleichsbeispiels
ergibt sich aus der Beschreibung der 14.
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9 ist
eine schematische Darstellung der mobilen Einheit 22. Die
mobile Einheit 22 umfasst einen mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80, ein
Mobilkommunikationsgerät 90,
einen Kilometerzähler 109 und
andere zugeordnete Hardware und Software, die weiter unten beschrieben
sind. Der mobile Positionsbestimmungsempfänger 80 umfasst eine
Antenne 82, einen Empfänger 84,
eine Steuerung 86 und einen Speicher 88. Im Betrieb
empfängt der
mobile Positionsbestimmungsempfänger 80 durch
Positionsbestimmungsinformationsströme 54 an der Antenne 82 Positionsbestimmungsinformationen
von Satelliten 52. Der Empfänger 84 verarbeitet die
Positionsbestimmungsinformationen, um Ephemeriden-, Almanach- und
Uhrkorrekturdaten zu extrahieren. Die Steuerung 86 empfängt die
Positionsbestimmungsinformationen und berechnet eine Standortposition.
Diese durch die Steuerung 86 durchgeführten Bestimmungen können im
Speicher 88 gespeicherte Daten nutzen.
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Das
Mobilkommunikationsgerät 90 umfasst eine
Antenne 92, einen Sendeempfänger 94 und ein Handgerät 96.
Im Betrieb überträgt das Mobilkommunikationsgerät 90 Fahrzeuginformationen über den Fahrzeuginformationsstrom 48.
Die Fahrzeuginformationen können
durch den Verteiler 30 unter Verwendung von Elementen der
Kommunikationsverbindung 40 empfangen werden, wie beispielsweise
dem Empfängerstandort 44,
der dem Mobilfunknetz zugeordnet ist. Das Mobilkommunikationsgerät 90 kann auch
Daten oder Anrufe empfangen, die an die mobile Einheit 22 von
einem entfernten Ort übertragen werden,
wie beispielsweise dem Verteiler 30. Das Handgerät 96 bietet übliche Sprach-
oder Datenkommunikation unter Verwendung des mobilen Kommunikationsgeräts 90.
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Der
Kilometerzähler 109 kann
der ursprünglich
im Fahrzeug 20 enthaltene Kilometerzähler sein, oder ein zweiter
Kilometerzähler,
der mehr in die mobile Einheit 22 integriert ist. Der Kilometerzähler 109 misst
die tatsächlich
durch das Fahrzeug 20 zurückgelegte Strecke. Ein wichtiger
technischer Vorteil wird durch den Kilometerzähler 109 bereitgestellt,
da viele Steuerbehörden
derzeit Kilometerzählerstände als
eine genaue Messung von durch ein Fahrzeug zurückgelegte Strecken akzeptieren.
Die Genauigkeit der Steuerbestimmung wird zum Teil von der Genauigkeit
des Kilometerzählers 109 abhängen.
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Der
Prozessor 100 verwaltet die Kommunikations-, Berechnungs-,
Positionsbestimmungs- und Berichterstattungsmerkmale der mobilen
Einheit 22. Im Betrieb empfängt der Prozessor 100 eine
Standortposition von der Steuerung 86 und eine gemessene
Strecke vom Kilometerzähler 109.
Der Prozessor 100 erzeugt dann Fahrzeuginformationen. Die
Bestimmung der Steuer für
das Fahrzeug 20 kann durch den Prozessor 100,
die zentrale Steuerung 122 beim Verteiler 30 oder
einer Kombination des Prozessors 100 und der zentralen
Steuerung 122 erfolgen. Zusätzlich kann der Prozessor 100 einen
Bericht generieren, der die durch das Fahrzeug 20 in jeder
Region zurückgelegte
Strecke und die entsprechende Steuer umfasst. Der Prozessor 100 leitet
die Fahrzeuginformationen oder die bestimmte Steuer über die
Verbindung 95 oder jeglichen anderen geeigneten Weg, wie beispielsweise
durch den Modem oder zwei-eins Ton Multifrequenz (dual one tone
multifrequency, DTMF) Kodierer/Dekodierer 110 und Bustreiber 112 an
den Sendeempfänger 94 des
Mobilkommunikationsgeräts 90.
Der Sendeempfänger 94 überträgt dann
die Fahrzeuginformationen oder die bestimmte Steuer über die
Kommunikationsverbindung 40 an den Verteiler 30.
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An
den Prozessor 100 ist ein Speicher 102 gekoppelt,
der Gitternetze, wie beispielsweise das Regionengitternetz 60 oder
das Fahrzeugpositionsgitternetz 65, Programme, Karten,
geographische Datenbanken und andere Informationen enthalten kann,
die vom Prozessor 100 benötigt werden, um seine Funktion
durchzuführen.
Der Speicher 102 kann ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff
(random ac cess memory, RAM), ein Nur-lese-Speicher (read-only memory,
ROM), ein magnetisches Medium, eine CD-ROM, entfernbare Speichergeräte oder
jegliches anderes Gerät
sein, das die Speicherung oder den Abruf von Daten erlaubt. Der
Prozessor 100 und die Steuerung 86 sowie der Speicher 102 und
der Speicher 88 können
getrennte oder integrierte Komponenten der mobilen Einheit 22 sein.
Die mobile Einheit 22 sieht jegliche Anordnung, Verarbeitungskapazität oder Aufgabenzuweisung
zwischen dem mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80, dem Mobilkommunikationsgerät 90 und
dem Prozessor 100 vor.
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Fahrzeuginformationen
oder die bestimmten Steuern können
an das Ausgabegerät 104 gesandt werden,
um eine Karte zu erzeugen, die das Fahrzeug 20 und die
Standortpositionen anzeigt. Das Ausgabegerät 104 kann hörbare Informationen
erzeugen, wie beispielsweise die Ankündigung einer bestimmten Steuer
und zurückgelegten
Strecke in einer Steuerregion an den Fahrer des Fahrzeugs 20.
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Der
Prozessor 100 ist auch mit dem Eingabegerät 106 gekoppelt,
bei dem es sich um eine Tastatur oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm handeln
kann, sowie eine Spracherkennungssoftware und Hardware, die hörbare Befehle
und Informationen annehmen kann. Weiterhin können sowohl das Ausgabegerät 104 als
auch das Eingabegerät 106 feste
oder entfernbare Speichermedien, wie beispielsweise magnetische
Rechnerplatten, CD-ROMs oder andere geeignete Medien umfassen, um
sowohl Ausgaben vom Prozessor 100 oder Speicher 102 zu empfangen
als auch Eingaben an diese zu liefern.
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Der
Fahrer des Fahrzeugs 20 kann in die mobile Einheit 22 Informationen
eingeben, wenn das Fahrzeug 20 eine bedeutende Fahrzeugposition
erreicht, wie beispielsweise die Grenze einer Steuerregion. Unter
Verwendung des Eingabegeräts 106 zeichnet
der Fahrer Informationen über
die Fahrzeugposition, die auf der durch den mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80 bestimmten
Standortposition für
das Fahrzeug 20 basiert, tatsächliche Zeit und Kilometerstand,
zu welchem das Fahrzeug 20 von einer Steuerregion in eine
andere fahrt, die tatsächliche Route
welche das Fahrzeug 20 befährt, Punkte, die das Fahrzeug 20 durchquert
und jeglichen anderen Gegenstand auf, für welchen es wünschenswert
ist, eine Aufzeichnung zu haben. Der Fahrer kann diese ganzen Informationen
manuell oder mündlich
in der mobilen Einheit 22 aufzeichnen, oder der Fahrer
kann mit dem Prozessor 100 zusammenarbeiten, um die Informationen
aufzuzeichnen. Z.B. kann der Fahrer unter Verwendung des Eingabegeräts 106 manuell
oder mündlich
den Zeitpunkt aufzeichnen, wenn das Fahrzeug 20 eine bestimmte geographische
Marke erreicht, wonach der Prozessor 100 automatisch die
anderen Gegenstände
aufzeichnet. Die geographische Marke kann eine der vorbestimmten
Fahrzeugpositionen sein, die oben in Bezug auf das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 diskutiert
wurden. Diese vorbestimmte Fahrzeugposition kann im Speicher 102 zusammen
mit anderen Informationen gespeichert werden. Die tatsächliche
Kilometerzahl auf der Autobahn zwischen vorbestimmten Fahrzeugpositionen,
die in der gespeicherten Information enthalten sein kann, kann später abgerufen werden
und verwendet werden, um existierende Datenbanken wie beispielsweise
die Tabelle 70 zu aktualisieren. Folglich kann bei zukünftigen
Fahrten die mobile Einheit 22 oder der Verteiler 30 die
Information nutzen, um die durch das Fahrzeug 20 zwischen vorbestimmten
Fahrzeugpositionen zurückgelegte Strecke
und die zugehörige
Steuer genauer zu bestimmen. Diese Informationen ermöglichen
es, die geographische Datenbank „im Fluge" zu aktualisieren, während das Fahrzeug 20 genauere
geographische Informationen erzeugt.
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Der
Prozessor 100 erzeugt Fahrzeuginformationen zur Übertragung
an den Verteiler 30 unter Verwendung des Mobilkommunikationsgeräts 90. Die
Fahrzeuginformationen können
Standortpositionen, Fahrzeugpositionen, tatsächliche Zeit und Kilometerstand,
bei welchen das Fahrzeug 20 von einer Steuerregion in eine
andere fährt,
die tatsächliche Route,
welche das Fahrzeug 20 befährt, Punkte, welche das Fahrzeug 20 durchquert,
die in einer Steuerregion bestimmte Strecke und Steuer, die Uhrzeit
der Berichterstattung, oder durch den Fahrzeugnutzer eingegebene
Informationen sowie jegliche andere Informationen umfassen, die
durch den Prozessor 100 über diverse Sensoren 108 gesammelt
werden. Z.B. können
die Sensoren 108 verschiedene Motorsensoren, Anhängersensoren,
Sicherheitsüberwacher
oder andere Geräte
umfassen, die Informationen über
den Status oder den Zustand der mobilen Einheit 22, des Fahrzeugs 20 oder
dessen Fahrer erzeugen. Insbesondere können die Sensoren 108 an
Bord befindliche Positionsbestimmungssensoren zur Bestimmung von
Standortpositionen sein, alleine oder in Kombination mit dem Positionsbestimmungssystem 50.
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Die
Erzeugung und Übertragung
dieser Fahrzeuginformationen kann auf einer Feststellung basieren,
dass das Fahrzeug 20 einen bedeutenden geographischen Punkt
durchquert hat, einer abgelaufenen Zeit, einer vorbestimmten Zeit,
einer Bewegung der mobilen Einheit 22, Sensorangaben oder jeglicher
anderen Information, die eine Meldung an einen entfernten Ort erfordern
kann. Die Fahrzeuginformationen werden vom Prozessor 100 über den Modem
oder DTMF Kodierer/Dekodierer 110 an die Bustreiber 112 und
dann den Sendeempfänger 94 zur Übertragung über die
Antenne 92 an einen entfernten Ort, wie beispielsweise
dem Verteiler 30 (10), gesandt.
Fahrzeuginformationen können ebenso
direkt an den Sendeempfänger 94 über die Verbindung 95 gesandt
werden. Die mobile Einheit 22 kann auch einen an den Prozessor 100 gekoppelten
Taktgeber 116 umfassen, der verwendet werden kann, um die
von der Steuerung 86 empfangene Standortposition mit an
den Sendeempfänger 94 übertragene
Fahrzeuginformationen zu synchronisieren.
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Die
Komponenten der mobilen Einheit 22, die in der 9 gezeigt
sind, können
in einem oder mehreren Gehäusen
zusammengefasst sein. Die mobile Einheit 22 kann auf das
Fahrzeug 20 oder einem zu verfolgenden Objekt montiert
sein. Die mobile Einheit 22 kann auch als tragbares Handgerät zusammengefasst
sein, das persönliche
Terminierungs-, Positionierungs-, Kommunikations- und Berichtsfunktionen
bereitstellt.
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10 ist
eine schematische Darstellung des Verteilers 30. Der Verteiler 30 umfasst
einen Modern oder DTMF Kodierer/Dekodierer 120, eine zentrale
Steue rung 122, einen Speicher 124, ein Eingabe/Ausgabegerät 126 und
andere zugeordnete Hardware und Software. Der Speicher 124 kann
RAM, ROM, CD-ROM, entfernbare Speichergeräte oder jegliches andere Gerät sein,
das eine Speicherung und ein Abrufen von Daten erlaubt. Das Eingabe-/Ausgabegerät 126 umfasst
jegliche Vielzahl von Ausgabegeräten,
wie beispielsweise eine Anzeige, einen Lautsprecher zur Bereitstellung
von hörbaren Informationen,
entfernbare Speichermedien oder jegliches sonstige geeignete Ausgabegerät. Das Eingabe-/Ausgabegerät 126 kann
auch eine Vielfalt an Eingabegeräten
umfassen, wie beispielsweise eine Tastatur, eine Maus, einen berührungsempfindlichen Bildschirm,
entfernbare Speichermedien oder jegliches andere geeignete Eingabegerät.
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Wie
oben beschrieben wird bei einer Ausführungsform der Erfindung die
Bestimmung der Strecke und Steuer für das Fahrzeug 20 teilweise
auf dem Fahrzeug 20 durch die mobile Einheit 22 (Ermittlung von
Standortpositionen) und teilweise beim Verteiler 30 durch
die zentrale Steuerung 122 (Zuordnung der Standorte zu
vorbestimmten Positionen, um die zurückgelegte Strecke zu bestimmen
und die Steuer zu berechnen) durchgeführt.
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Der
Verteiler 30 empfängt
Fahrzeuginformationen für
eines oder mehrere Fahrzeuge 20, die mobile Einheiten 22 mit
sich führen.
Insbesondere wird die Fahrzeuginformation an der zentralen Steuerung 122 durch
den Modem oder DTMF Kodierer/Dekodierer 120 von der Kommunikationsverbindung 40 empfangen.
Alternativ kann der Empfang von Fahrzeuginformationen beim Verteiler 30 keinen
Datenkodierer erfordern. Die Fahrzeuginformation kann Standortpositionen,
Fahrzeugpositionen, entsprechende Zeiten für jede Fahrzeugposition, gemessene
Strecke, tatsächliche
Zeit und Kilometerstand, zu welchen das Fahrzeug 20 von
einer Steuerregion in die andere fährt, Routen des Fahrzeugs 20,
Betriebsparameter und andere Informationen umfassen. Die zentrale
Steuerung 122 verarbeitet die Fahrzeuginformationen, um
die durch das Fahrzeug 20 in jeder Steuerregion zurückgelegte
Strecke und die entsprechende Steuer zu bestimmen. Die Fahrzeugpositionen,
die ermittelte Steuer und ermittelte Strecke für jede Steuerregion können im
Speicher 124 gespeichert werden und auf dem Eingabe-/Ausgabegerät 126 angezeigt
werden. Der Speicher 124 kann auch Gitternetze, wie beispielsweise
das Regionengitternetz 60 oder das Fahrzeugpositionsgitternetz 65, Programme,
Karten, geographische Datenbanken und andere Informationen umfassen,
die durch die zentrale Steuerung 122 benötigt werden,
um ihre Funktionen durchzuführen.
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Die
zentrale Steuerung 122 kann auch andere Informationen von
der mobilen Einheit 22 empfangen und diese Informationen
verarbeiten, um die erwartete Ankunftszeit zu bestimmen, die mobile
Einheit 22 zu lokalisieren, zu verfolgen, abzufertigen
und mit ihr zu kommunizieren. Z.B. kann die zentrale Steuerung 122 im
Speicher 124 eine Datenbank aller mobilen Einheiten 22 vorhalten,
mit deren derzeitigen erwarteten Ankunftszeiten, Positionen, Status
und relevanten Sensorangaben. Diese Datenbank kann auch dazu verwendet
werden, um eine Kommunikation mit der mobilen Einheit 22 zu
initiieren. Weiterhin kann die zentrale Steuerung 122 eine
Rufzustellungsfunktion durchführen,
die eingehende Anrufe über
die Kommunikationsverbindung 40 an die mobile Einheit 22 leitet.
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11 ist
ein Flussdiagramm eines Vergleichsbeispiels eines Verfahrens zur
Bestimmung einer Steuer unter Verwendung des in den 2 und 3 gezeigten
Regionengitternetzes 60. Die folgende Erklärung des
in der 11 veranschaulichten Verfahrens
geht davon aus, dass alle Schritte beim Fahrzeug 20 durchgeführt werden.
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Zu
Beginn erzeugt der Prozessor 100 der mobilen Einheit 22,
irgendein anderes an Bord befindliches oder entferntes Gerät oder eine
Person das Regionengitternetz 60 (Schritt 210),
umfassend eine Mehrzahl von Zellen, wobei jede Zelle einer Steuerregion
zugeordnet ist. Die Steuerregionen können Ländern, Staaten, Bezirken, Distrikten,
Städten
oder jeglicher anderen Region entsprechen, bei welcher es wünschenswert
ist, eine Steuer zu bestimmen. Der Prozessor 100 initialisiert
als nächstes
die Region, die durch das Fahrzeug 20 in der Region zurückgelegte
Strecke und die Steuer für
die Region (Schritt 212).
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Der
Empfänger 84 des
mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80 verarbeitet
Positionsbestimmungsinformationen, die von Satelliten 52 empfangen
werden, und die Steuerung 86 bestimmt eine Standortposition.
Alternativ etabliert ein an Bord befindlicher Positionsbestimmungssensor
eine Standortposition. Der Prozessor 100 empfängt die
Standortposition entweder vom mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80 oder
dem an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensor, die ein Segment
der durch das Fahrzeug 20 gefahrenen Route definiert. Der
Prozessor 100 bestimmt eine ursprüngliche Fahrzeugposition, welche
den Beginn des Segments repräsentiert,
das durch die Standortpositionen definiert ist (Schritt 214).
Auf der Grundlage der in dem Regionengitternetz 60 enthaltenen
Informationen und anderen Informationen, die im Speicher 102 enthalten
sein können,
ordnet der Prozessor 100 die Fahrzeugposition einer Region
zu (Schritt 216).
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Der
Prozessor 100 bestimmt (Schritt 218), ob die Region
dieselbe ist wie bisher. Falls die Region nicht dieselbe ist wie
bisher, bestimmt der Prozessor 100 die Steuer für die alte
Region (Schritt 220). Der Prozessor 100 speichert
(Schritt 222) die alte Region, die in dieser Region zurückgelegte
Strecke und die für
diese Region bestimmte Steuer im Speicher 102. Der Prozessor 100 setzt
die Region auf die neue Region fest (Schritt 224). Der
Prozessor 100 initialisiert die Distanz und Steuer für die neue
Region (Schritt 226). Der Prozessor 100 inkrementiert
die Distanz in der gegenwärtigen
Region (Schritt 228). Der Schritt der Inkrementierung der
Distanz bzw. Strecke kann unter Verwendung von Fahrzeugpositionen
durchgeführt
werden, oder indem der Kilometerstand vom Kilometerzähler 109 abgelesen
wird. Falls die Region dieselbe ist, überspringt der Prozessor 100 den Schritt
der Inkrementierung der Strecke in der gegenwärtigen Region (Schritt 228).
Die mobile Einheit 22 kehrt dann zum Schritt der Bestimmung
einer Fahrzeugposition zurück
(Schritt 214).
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Die 12 ist
ein Flussdiagamm eines alternativen Verfahrens zur Bestimmung der
Steuer unter Verwendung des im Vergleichsbeispiel der 2 und 3 gezeigten
Regionengitternetzes 60. Dieses Verfahren segmentiert jedes
Segment der Route, die durch Standortpositionen definiert ist, in
zahlreiche Fahrzeugpositionen. Wiederum kann dieses Verfahren durch
die mobile Einheit 22, den Verteiler 30 oder einer
Kombination der mobilen Einheit 22 und des Verteilers 30 durchgeführt werden.
Die Segmentierung der Standortpositionen in zahlreiche Fahrzeugpositionen
kann durchgeführt
werden, nachdem die mobile Einheit 22 eine Anzahl Standortpositionen
gesammelt hat. Folglich kann das mit Bezug auf die 12 beschriebene
Verfahren effizienter beim Verteiler 30 oder Zentralrechner 35 durchgeführt werden,
wo mehr Verarbeitungskapazitäten
und Speicherplatz vorhanden ist. Jedoch, um die Beschreibung zwischen
den verschiedenen Verfahren klarer zu machen, geht die folgende
Erläuterung
davon aus, das alle Schritte durch die mobile Einheit 22 beim Fahrzeug 20 durchgeführt werden.
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Zu
Beginn erzeugt der Prozessor 100 der mobilen Einheit 22 das
Regionengitternetz 60 (Schritt 310), das eine
Mehrzahl von Zellen umfasst, wobei jede Zelle einer Steuerregion
zugeordnet ist. Der Prozessor 100 initialisiert die Region,
die durch das Fahrzeug 20 in der Region zurückgelegte
Strecke und die Steuer für
die Region (Schritt 312). Der Prozessor 100 setzt
eine neue Standortposition als eine alte Standortposition fest (Schritt 313).
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Der
Empfänger 84 des
mobilen Positionsbestimmungsempfängers 80 verarbeitet
von Satelliten 52 empfangene Positionsbestimmungsinformationen,
und die Steuerung 86 bestimmt eine neue Standortposition
(Schritt 314). Alternativ etabliert ein an Bord befindlicher
Positionsbestimmungssensor eine neue Standortposition. Der Prozessor 100 empfängt die
neue Standortposition entweder vom mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80 oder
dem an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensor. Auf der Grundlage
dieser Information und anderer Informationen, die im Speicher 102 enthalten
sein können,
bestimmt der Prozessor 100 eine Route zwischen der alten
Standortposition und der neuen Standortposition (Schritt 316).
Der Prozessor 100 spezifiziert eine Sequenz von Fahrzeugpositionen entlang
der Route (Schritt 318). Diese Fahrzeugpositionen können entlang
der Route in gleichen Abständen
voneinander beabstandet sein.
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Der
Prozessor 100 inkrementiert zur nächsten Fahrzeugposition entlang
der Route in Richtung der neuen Standortposition (Schritt 320).
Auf der Grundlage der im Regionengitternetz 60 enthaltenen Informationen
ordnet der Prozessor 100 die Fahrzeugposition einer Steuerregion
zu (Schritt 322). Der Prozessor 100 inkrementiert
dann die Strecke (Schritt 324) innerhalb der gegenwärtigen Region. Der
Schritt der Inkrementierung der Strecke kann unter Verwendung von
Fahrzeugpositionen oder durch das Ablesen des Kilometerstands des
Kilometerzählers 109 durchgeführt werden.
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Der
Prozessor 100 bestimmt als nächstes (Schritt 328),
ob die Region dieselbe ist wie vorher. Falls die Region nicht dieselbe
ist, bestimmt der Prozessor 100 die Steuer für die alte
Region (Schritt 326) und speichert die alte Region, die
durch das Fahrzeug 20 in dieser Region zurückgelegte
Strecke und die für
diese Region bestimmte Steuer (Schritt 330). Der Prozessor 100 initialisiert
die Strecke und Steuer (Schritt 332) und setzt die Region
auf die neue Region fest (Schritt 334). Der Prozessor 100 bestimmt (336),
ob die Fahrzeugpositionen die neue Standortposition erreicht haben.
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Falls
die Region dieselbe ist wie vorher, überspringt der Prozessor 100 die
Schritte der Speicherung (330), Initialisierung (332)
und Festsetzung (334), und bestimmt (Schritt 336),
ob die Fahrzeugpositionen die neue Standortposition erreicht haben. Falls
die Fahrzeugpositionen die neue Standortposition erreicht haben,
kehrt die mobile Einheit 22 zum Schritt der Bestimmung
einer neuen Standortposition zurück.
Falls die Fahrzeugpositionen die neue Standortposition nicht erreicht
haben, kehrt die mobile Einheit 22 zum Schritt der Inkrementierung
der Fahrzeugpositionen entlang der Route in Richtung der neuen Standortposition
zurück.
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13 ist
ein Flussdiagramm des Verfahrens gemäß der Erfindung zur Bestimmung
der Steuer für
ein Fahrzeug 20 unter Verwendung des in den 4 und 5 gezeigten
Fahrzeugpositionsgitternetzes 65. Die folgende Erklärung des
in der 13 veranschaulichten Verfahrens
geht davon aus, dass alle Schritte beim Fahrzeug 20 durchgeführt werden.
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Zu
Beginn erzeugt der Prozessor 100 der mobilen Einheit 22 das
Fahrzeugpositionsgitternetz 65 und die Tabelle 70 (Schritt 410).
Das Fahrzeugpositionsgitternetz 65 umfasst eine Mehrzahl
von Zellen, wobei jede Zelle einer vorbestimmten Fahrzeugposition
zugeordnet ist. Mehrere Zellen können
dieselbe vorbestimmte Fahrzeugposition enthalten. Die Tabelle 70 enthält Informationen über die
Strecke und die Steuer für
jede Region zwischen verschiedenen vorbestimmten Fahrzeugpositionen.
Der Prozessor 100 initialisiert dann die Fahrzeugposition
(Schritt 412).
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Der
Empfänger 84 des
mobilen Positionsbestimmungsempfängers 80 verarbeitet
von Satelliten 52 empfangene Positionsbestimmungsinformationen.
Die Steuerung 86 bestimmt eine Standortposition (Schritt 414).
Alternativ etabliert ein an Bord befindlicher Positionsbestimmungssensor
eine Standortposition. Der Prozessor 100 empfängt die
Standortposition entweder von dem mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80 oder
dem an Bord befindlichen Positionssensor. Auf der Grundlage der
im Fahrzeugpositionsgitternetz 65 enthaltenen Informationen
assoziiert der Prozessor 100 die Standortposition mit einer
der vorbestimmten Fahrzeugpositionen (Schritt 416).
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Als
nächstes
bestimmt der Prozessor 100 (Schritt 418), ob die
Fahrzeugposition dieselbe ist wie vorher. Falls die Fahrzeugposition
dieselbe ist wie vorher, kehrt die mobile Einheit 22 zum
Schritt der Bestimmung der Standortposition zurück (Schritt 414).
Falls die Fahrzeugposition nicht dieselbe ist wie vorher, rekonstruiert
der Prozessor 100 (Schritt 424) in Antwort auf
die Fahrzeugpositionen eine durch das Fahrzeug 20 gefahrene
Route. Der Prozessor 100 speichert die alte Fahrzeugposition
im Speicher 102 oder dem Ausgabegerät 104 (Schritt 428).
Durch Bezugnahme auf die Tabelle 70 bestimmt der Prozessor 100 die
durch das Fahrzeug 20 in jeder Steuerregion zwischen den
Fahrzeugpositionen zurückgelegte Strecke
(Schritt 430). Der Prozessor 100 kann die Streckenbestimmung
auch durch Ablesen des Kilometerstands vom Kilometerzähler 109 erhöhen oder ergänzen. Als
nächstes
bestimmt der Prozessor 100 die Steuer in jeder Steuerregion
zwischen den Fahrzeugpositionen durch Bezugnahme auf die Tabelle 70 (Schritt 432).
Der Prozessor 100 setzt dann die Fahrzeugposition auf die
neue Fahrzeugposition fest (Schritt 434). Die mobile Einheit 22 kehrt
zum Schritt der Bestimmung einer Standortposition zurück (Schritt 414).
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14 ist
ein Flussdiagramm für
das zweite Vergleichsbeispiel zur Bestimmung der Steuer eines Fahrzeugs,
wie es in der Durchführung
unter Verwendung der in den 7 und 8 veranschaulichten Karte
gezeigt wurde. Als erstes erzeugt der Prozessor 100 eine
geographische Datenbank (Schritt 510). Die geographische
Datenbank umfasst Informationen, die es dem Prozessor 100 erlauben
festzustellen, an welchem Punkt das Fahrzeug 20 von einer Steuerregion
in die andere gefahren ist, wie beispielsweise geographische Koordinaten,
die regionale Grenzen oder Schnittstellen von Routen mit regionalen
Grenzen definieren. Der Prozessor 100 initialisiert dann
die Strecke durch Aufzeichnung des Kilometerstands des Kilometerzähler 109 und
der Fahrzeugposition (Schritt 512).
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Der
Empfänger 84 des
mobilen Positionsbestimmungsempfängers 80 verarbeitet
von Satelliten 52 empfangene Positionsbestimmungsinformationen.
Die Steuerung 86 bestimmt eine Standortposition (Schritt 514).
Alternativ etabliert ein an Bord befindlicher Positionsbestimmungssensor
eine Standortposition. Der Prozessor 100 empfängt die
Standortposition entweder vom mobilen Positionsbestimmungsempfänger 80 oder
dem an Bord befindlichen Positionsbestimmungssensor. Auf der Grundlage
der Standortposition und der in der geographischen Datenbank enthaltene
Informationen bestimmt der Prozessor 100 die Steuerregion,
in welcher sich das Fahrzeug 20 befindet (Schritt 516).
Der Prozessor 100 liest den Kilometerzähler 109 ab (Schritt 517), um
eine gemessene Strecke zu erhalten.
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Der
Prozessor 100 stellt fest (Schritt 518), ob die
Region dieselbe ist wie vorher. Falls die Region nicht dieselbe
ist, aktualisiert der Prozessor 100 die Strecke in der
alten Region (Schritt 520), auf der Grundlage der durch
den Kilometerzähler 109 gemessenen
Strecke und der in der geographischen Datenbank enthaltenen Informationen.
Wie oben beschrieben, kann der Prozessor 100 entweder die
gesamte Strecke der alten Region. gutschreiben oder einen proportionierten
Betrag der Strecke jeweils der alten Region und der neuen Region
gutschreiben. Der Prozessor 100 bestimmt dann die Steuer
für die alte
Region (Schritt 522), auf der Grundlage der in der alten
Region zurückgelegten
Strecke. Der Prozessor 100 speichert die alte Region, die
durch das Fahrzeug 20 in dieser Region zurückgelegte
Strecke und die für
diese Region bestimmte Steuer (Schritt 524). Der Prozessor 100 initialisiert
die Strecke (Schritt 526) und aktualisiert die Region auf
die neue Region (Schritt 528). Der Prozessor 100 aktualisiert die
in der gegenwärtigen
Region zurückgelegte
Strecke (Schritt 530).
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Falls
die Region dieselbe ist wie vorher, überspringt der Prozessor 100 die
Schritte der Aktualisierung in der alten Region (520),
der Bestimmung der Steuer (522), des Speicherns (524),
des Initialisierens (526) und des Aktualisierens der Region (528).
Der Prozessor 100 aktualisiert dann die in der gegenwärtigen Region
zurückgelegte
Strecke, unter Verwendung der durch den Kilometerzähler 109 gemessenen
Strecke, der Standortposition und der in der geographischen Datenbank
enthaltenen Informationen (Schritt 530).
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand mehrerer Ausführungsformen beschrieben wurde können sich
dem Fachmann zahllose Veränderungen,
Variationen, Anpassungen, Umwandlungen und Modifizierungen ergeben,
und es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung solche Veränderungen,
Variationen, Anpassungen, Transformationen und Modifikationen umfasst,
soweit sie in den Bereich der angefügten Ansprüche fallen.