监测付账设备按规定工作的方法和装置 本发明涉及对一个装在汽车中的电子付账设备是否按规定工作进行监测的方法，该设备在汽车使用道路网或进入规定地域时应付费，本发明还涉及实现此监测方法的一种系统。
DE 4310099A1公开了一个可算作付账设备的电子装置，它属于为汽车使用一个道路网或进入规定地域，也就是说为其出现在此地域，在一个移动的存储模块中进行付账的使用结算系统。这个随车携带的移动存储模块可作为如电话卡这样的有价卡使用。汽车使用必须付费地路段或经过规定地域可以被付账设备自行识别，其识别借助于在随车携带的存储装置中含有的并对需付费路段或地域确认的数据。此确认数据对应于地理位置并且由付账设备将其与汽车的实际地理位置进行比较。汽车的实际位置信息借助于在汽车中无线接收的导航卫星系统的数据求出。在此付账设备的一个优良实施例中当付账设备按规定工作时由它可发出一个“正常”信号从汽车向车外。这个方法提供了检验可能性：查出这样的路段或地域使用者，他们想不缴付规定的费用并且例如没有开启付账设备或使用一个没有足够金额的有价卡。
为了实施上述电子的使用结算系统，不是广泛沿着路段或在地域中固定安装的红外装置应是够用的。必要的是一方面可以进行可靠的检验以查出不合法的使用，而另一方面是保证不违背数据保护法的规定。这意味着实施检验时在没有问题的使用情况下应该无条件地保证相应被检汽车及其乘客的匿名权。
为了可检查道路网单段使用的实际出现的付账(以下这同样也指规定地域的使用)，在移动的存储模块上进行的付账，刚刚使用路段的确认数据以及相应路段使用的时刻以电子发票的形式被保存。在以后对汽车检验时借助于存储模块保存的数据，例如这些数据保留一定的时间(例如几个星期)，查明汽车在使用规定路段时实际上进行了符合要求的付账。然而这样的检验可能性不排除有意的作弊。例如两个驾驶者，他们相互认识并同时刻在各自汽车中驶过相同同一路程，他们约定仅仅两个驾驶者中的一个按规定操作付账装置，而另一个驾驶者作为“黑驾驶人”使用此路段。如果现在这样来揭发非法的使用：路边的检验站通过无线方式查询从旁经过的汽车的付账设备是否按规定工作，则“黑驾驶人”的付账设备不发送出要求的“正常”信号，于是此汽车的驾驶者或拥有者以后被追究责任。但是对他来说也可以提交与他同时经过检验站的他的“朋友”的汽车的移动存储模块上的电子发票。从而可能用欺骗的手段摆脱其非法使用路段的相关证据。
GB 2295466A公开了一种基本思路与DE 4310099A1的使用结算系统一致的结算系统。其中在作为有价卡使用的移动存储模块上保存各次付账并记录汽车使用路段或进入地域的确认数据(地理座标)和使用的时刻，记录作为发票用于以后检验。此外安装在相应汽车中的付账设备可由例如安装在汽车公路上的桥上并且对应于一个车道的检验装置以无线方式查询。查询的时刻不仅被记录在被查询的付账设备中，而且也记录在相应检验装置的非易失性存储器中。在按规定工作时，此时刻在付账设备自己通过自检确定，给监测装置发出相应的状态消息。如果此表示正常工作的状态消息没有发出，则由检验装置存储用来确认从检验装置旁通过的汽车的信息(例如照片)，以便以后能追踪被确定为非法的路段使用的汽车。
本发明的任务在于，提出一种方法和实现此方法的一种系统，此方法可以在上述意义上可靠地监测电子付账设备是否按规定工作并且可识别欺骗性的操作。尤其是被查询付账设备的状态消息应以最高的可靠性保证其真实性。应用的检验装置应是可灵活使用的，并且也应不必须对设置的监测地点和车道有确定不变的条件。
上述任务中的方法由权利要求1所述方案实现。此方法的进一步优化如权利要求2至5中所述特征给出。实现本发明方法的系统具有权利要求6所述特征。权利要求7至12包括了此系统的优化结构。
本发明给出了在移动的存储模块上付账和保存使用的路段或进入的地域以及使用的时刻的方法。用此方法在移动的存储模块上好像产生了一个电子发票，如同对一个确定路段签发的车票一样。此外付账设备被一个安装在汽车外面，例如路旁或在横跨过相应道路的一座桥上的检验装置以无线方式查询。检验装置与付账设备一样安装有接收导航卫星系统的数据的装置，因而可以精确求出其地理位置。一旦付账设备被检验装置查询，立即在一个非易失性存储器上记录此次查询的时刻以及在此时刻接收到的导航卫星系统的数据。这里，优良的方式涉及移动的存储模块，在其上也进行付账。与付账设备一样，检验装置也在一个非易失性存储器上记录查询的时刻及在此时刻接收到的导航卫星系统的数据。付账设备被如此安排，使得在基于被检验装置的查询，它是按规定工作时，它发出一个相应的状态消息，即一个“正常”信号以无线方式传送给检验装置。在没有表示付账设备按规定工作的状态消息时，由检验装置存储用来确认从检验装置旁经过的汽车的信息。同时也保存刚才汽车被查询是在什么地点。合乎目的的是像雷达测速那样，这通过相应的汽车照相记录完成。在以后检验被检验的汽车，也就是被指控开黑车的驾驶者的移动存储器模块上的发票时，登录的付账被进一步检查，在汽车的非易失性存储器中记录的被检验装置查询的时刻上导航卫星系统的数据是否对应于检验装置自己记录的在这个时刻导航卫星系统的数据。这意味着，被指控驾驶者的电子发票不仅必须含有与检验装置相一致的时刻记录，而且基于导航卫星系统的数据求出的汽车在检验时刻的位置也必须对应于在检验时刻检验装置自己的位置。这样就保证了基于位置数据例如可以清楚地知道在一个多车道汽车公路上被检验的汽车在第一，第二，还是第三车道上行驶。如果一辆汽车被检验出自第二车道，而在同一时刻经过的一辆车的发票出自第一或第三车道，这辆车可被辨认出。
虽然在使用导航卫星系统(例如GPS)时定位的精度通常只有约100m的数量级大小，上述对欺骗性操作的检验还是可能的。这个精度是随时间变化的。但是因为被检验车辆和检验装置处于接近相同的地点，并且它们的信号来自同一个卫星，在被检验车辆和检验装置中的求值误差大小和符号均相同。如果检验装置在检验时刻的位置被严格地求出并已被形成文件，则通过精确地求出被检验车辆对检验装置的相对位置也可确定在此时刻汽车的精确地理位置。也可以进一步提高位置求值的精度，方法是在计算位置时考虑校正数据，这些数据补偿导航卫星系统的运行带来的测量信号偏差，该偏差限制了定位精度，这如同在DGPS位置求值(差分全球定位系统)的情况。检验装置可以从相应的发射机接收这种校正信号，并且同样存储在其非易失性存储器上。记录在被检验汽车的非易失性存储器上的导航卫星系统数据然后可以通过计及此校正数据而得到在检验时刻上高精度的汽车定位，使得基于如此确定的汽车的精确绝对位置可以清楚断定汽车真正在哪条车道上。
用记录导航卫星系统的接收信号来代替直接记录地理位置保证了高的数据真实性。一个以前公开的检验站位置的地理位置可能通过操作来伪造，而随机情况下抵达的导航卫星系统信号的数据结构实际上排除了伪造的可能性。本发明的另一优点在于，在持续更换的地点用相同设备可进行检验。
这里被推荐的检验装置设置在一个地理位置，它位于汽车行驶方向上下述地点前不远处，在该地点，若付账设备按规定工作则完成对实际行驶的路段或进入的地域的付账。合乎目的的是检验装置工作在变动的位置上，以避免给想欺诈使用路段的驾驶员以这种可能性：在快到公开的检验点之前进行调整，即及时地重新让付账设备工作起来，而在不检验的路段再关闭它。
用于实现本发明方法的系统具有多个安装在汽车中的付账设备，它们借助于存储在付账设备中的为需付费地段或地域确认的数据并借助于可在汽车中无线接收的，用于确定实际的汽车地理位置的导航卫星系统的数据自行识别需付费路段或地域的使用，并且在一个随车携带的移动存储模块上进行相应的付账。此外系统在汽车中包含一个用于发出表示付账设备按规定工作的信令的装置。按照本发明付账装置被如此安排：付账时在移动的存储模块上保存使用路段或进入地域的确认数据以及使用的时刻作为一张发票。在汽车之外沿着需付费路段或在地域中至少设置一个检验装置，它与付账装置一样配备有一台用于接收导航卫星系统数据的接收机。此外检验装置和付费设备还具有一个发送和接收装置，付账设备可通过它以无线方式被检验装置查询，并且可通过它发出一个关于付账设备按规定运行的状态消息给检验装置。本发明系统的另一显著特征在于，付账设备被检验装置查询的时刻以及这时刻接收到的导航卫星系统的数据被记录在一个非易失性存储器中。
有优点的是付账设备和检验装置的发送和接收装置被设计为传送红外或高频信号。因为在一般情况下信号传输距离小于100m，只需要相对较小的发射功率。原则上付账设备的非易失性存储器与完成付账的移动存储模块可是独立的物体，然而同一个存储器，即移动的存储模块被用作两个目的是合适的，好的方法是用芯片卡。为了在汽车滥用道路网的情况下保证法院可用的证明材料的可靠性，合适的方法是检验装置配置有一台摄像机，它在汽车没有回送出代表付账设备按规定工作的信号时自动地作出确认此从旁经过的被查询汽车的照片。为了明显提高定位的绝对精度，推荐检验装置在接收和存储时用相应的校正信号调整(例如DGPS)。类似于车速监测用的移动雷达设备那样，有优点的是检验装置被设计为移动装置，特别是自己行驶的装置。它们能在最短时间内变更其设立地点，这样欺诈的驾驶者几乎没有可能在被检验之前提前进行调整。
下面借助附图示出的简要实施例详细说明本发明。
一辆安装有本发明付账设备1的汽车4行驶在需付费道路网的街8上。标号9表示导航卫星系统(例如GPS)的卫星。付账设备1包括一个用于接收GPS卫星9发出的信号的GPS接收机，对于路段使用的结算由付账设备1在移动的存储模块10上进行，该模块例如是一个芯片卡。付账设备1还包括一个红外线发射器/接收器3。通过此红外线发射器/接收器3汽车4可被一个自己行驶的检验装置5查询，该装置停在街8的边上，例如在一个小的停车场上。检验装置5自己同样具有一个红外线发射器/接收器6以及一个用于接收GPS卫星9的数据的GPS接收机7。检验装置5还具有一个用于电子记录数据的非易失性存储器11。为了检查从旁经过的汽车4是否按规定操作其付账设备，检验装置5经过其红外线发射器/接收器6发出一个相应的查询信号给汽车4的红外线发射器/接收器3。在按规定工作的情况下一个相应的“正常”信号回送到检验装置5的红外线发射器/接收器6。在汽车4被检验装置5查询的时刻中，接收到的GPS卫星9的信号不仅被记录在汽车4中，而且也被记录在检验装置5中的非易失性存储器上。在汽车4中这记录在移动的存储模块10上，在其上也进行付账。在检验装置5中有一个非易失性存储器11。除了GPS卫星9的信号外同时记录查询的精确时刻(日期和时钟时间)。必要时也记录其它的数据，如汽车车速。为了在汽车4非法使用路段的情况下能有足够的证据，检验装置5配备有一台自动工作的摄像机12，它在检验时刻完成汽车4的确认照片及其相对于检验装置5的所在位置，如果没有表示付账设备1按规定工作的信号从汽车4回送的话。
如果一个被控进行黑驾驶的驾驶者在后来出示其在移动的存储模块10上存储的对被他所使用的路段的电子发票，基于在查询时刻由检验装置5记录的数据可以清楚地求出：是否该车精确地位于此位置，在此位置上汽车被摄像机12进行了确认照相记录。这样就可排除出示另一辆在接近相同的时刻通过检验站的汽车的发票来进行欺诈。