Infokommunikáció a közlekedésben (VITMJV27)

Átírás

1 Infokommunikáció a közlekedésben (VITMJV27) Elektronikus útdíjbeszedés Vidács Attila Távközlési és Médiainformatikai Tsz. I.E.348, T:19-25, vidacs@tmit.bme.hu

2 Tartalom Elektronikus útdíjgyűjtés Esettanulmányok Kanada Anglia (London) Svájc Ausztria Németország (Toll Collect) 2

3 Elektronikus útdíjgyűjtés Miért fizetünk? Infrastruktúra finanszírozása Üzemanyag adók kiváltására/kiegészítésére Igény menedzsment Pl. ösztönzi az alternatív közlekedési eszközök használatát Torlódás menedzsment Pl. belvárosi dugók mérséklése ETC (Electronic Toll Collection) elektronikus útdíjgyűjtés Cél: ne kelljen megállni vagy lassítani a díjfizetésnél

4 Útdíjfizetés fejlődése Átalánydíj Pl. éves matrica Folyosó díjfizetés Leggyakoribb módszer, egy útszakaszra/hídra/alagútba belépve díjfizetés Zóna (kordon) díjfizetés Egy adott területre belépve díjfizetés Cél: a belépő járművek számának mérséklése Megtett út alapú díjfizetés Egy adott területen belül (pl. országos (fő)úthálózat) kilométer-alapú díjazás

5 Elektronikus útdíjgyűjtés ETC Electronic Toll Collection Nyílt rendszer (fix összeg) Zárt rendszer (távolság, időarányos) Eszközök rádió adó-vevő antenna, lézeres járműkategorizáló, videokamera, infra fényforrás, OBU aktív, passzív Díjfizetés Előzetes Utólagos

6 Elektronikus útdíjgyűjtés Előnyök: Időt spórol, utazási sebességet növel Pl. kézi díjbeszedés: kb 350 jármű/óra; pénzbedobós automata: 500 jármű/óra; ETC: >1200 jármű/óra Kevesebb torlódás, kisebb üzemaganyagfogyasztás, kisebb környezetszennyezés Bevétel növekedése jobb szolgáltatás több résztvevő Kevesebb baleset, nagyobb biztonság Úthálózat hatékonyabb kihasználása A fizetős és nem fizetős szakaszok kombinálása

7 Elektronikus útdíjgyűjtés Költségek: Díjbeszedő vállalkozás bevétele Pl: cent személyes fizetésnél, 5-10 cent automatikus rendszereknél Felhasználó odali eszköz Beszerzendő/bérlendő eszköz költsége, havidíj, letét Infrastruktúra kiépítésének költsége Ez jelentős lehet!! Működtetés kihívásai Pl. nem fizető/csaló felhasználók

8 Elektronikus útdíjgyűjtés Nyílt/zárt díjfizetési rendszer Matricás (prepaid) Rendszámkontroll Díjkapus Kártyás (prepaid, postpaid) Készpénzes (prepaid, postpaid) Automatikus OBU (prepaid/postpaid) Rendszámalapú

9 Elektronikus útdíjgyűjtés Az automatikus díjgyűjtőrendszerrel szemben támasztott követelmények: Forgalom zavarása nélkül gyűjtés és ellenőrzés (alkalmi úthasználók) Minden forgalmi körülmény mellett működjön (többsávos pálya, torlódás, szélsőséges sebesség) Rugalmas díjfizetési struktúra (járműosztályok) Műszaki megbízhatóság és rendelkezésre állás (akár manipulációk ellen is védetten) Személyes adatok védelme Interoperabilitás

10 Elektronikus útdíjgyűjtés Az automatikus útdíjgyűjtőrendszer útmenti infrastruktúrája lehet: AKTÍV az OBU-val kis hatótávolságú kommunikáció (DSRC Dedicated Short Range Communication), amely mikrohullámú vagy infravörös PASSZÍV virtuális díjszedő állomás, az útdíjgyűjtés műveletéhez kapcsolódó legfontosabb funkciók a járműben magában történnek (külső befolyás csak inicializálás). Lehet GPS is a helymeghatározáshoz, GSM segítségével az információtovábbítás A két legfontosabb komponens: járműfelismerés szenzorok, kamerák, C2I kommunikáció,... számlakezelés jármű ID felhasználó relációs adatbázis

11 ETC technológia, komponensek Beépített (in-road) szenzorok útburkolatban indukciós hurkok: jármű áthaladása, számlálás pedálok: pl. tengelyszám leszámlálása, duplakerekű járművek útszélen, sávok felett Pl. lézer-profilozó

12 ETC technológia, komponensek Kamerák a sávok felett Rendszám azonosítás (LPI) optikai karakterfelismeréssel (OCR) adatbázis keresése Hátrányok: Rossz felbontás a rossz fókusz miatt Elmosódott felvételek Rossz megvilágítási kondíciók (pl. éjszaka, hóesés) A rendszám koszos, eltakarja valami (pl. biciklitartó) Csillanó rendszámok...

13 ETC technológia, komponensek Jármű-útszéli infrastruktúra kommunikáció...

14 ETC technológia, komponensek Jármű-útszéli infrastruktúra kommunikáció Transzponderek (tag-ek) a jármű azonosítására (RFID technológia) Tag-ek programozhatósága Type 1: nem programozható, behuzalozott ID Type 2: néhány adat újraírható Type 3: mikroprocesszorral rendelkezik ( smart tag ) Tag-ek elektromos táplálása szerint passzív: nincs belső áramellátása szemi-passzív: van benne elem aktív: a jármű áramforrásához csatlakoztatott (Tag-ek bérelhetők is lehetnek)

15 További útdíjszedési technológiák Kilométerszámláló (odometer) alapú Jármű pozícionálás alapú műholdas helymeghatározás cellás mobil hálózatok

17 Kanadai rendszer Toronto 407ETR Express Toll Route

18 Kanadai rendszer Toronto 407ETR Teljesen elektronikus rendszer Megtett kilométeren alapuló számlázás Transzponderek és kamerák 180 km-es útszakasz A világ első teljesen elektronikus, akadálymentes fizetős autópályája Összes megtett kilométer Átlagos napi utazók száma

19 Kanadai rendszer

20 Kanadai rendszer

21 Kanadai rendszer

22 407ETR ETC A transzporterek bérelhetők ($2.15 havonta, $21 egy évre) Transzponder hiányában $3.50 a videókamerás leolvasás díja alkalmanként(!)

23 407ETR ETC

25 Angliai rendszer London Congestion Charge Scheme 22 km2 díjköteles zóna

26 London Congestion Charge Scheme Kamerás, rendszámfelismerésen alapuló 230 CCTV-szerű kamera, ebből 180 a zónahatáron, 50 belül A zónában tartózkodó járművek 98%-át látják Mozgó kamerás egységeket is használnak Központi szerver a rendszámfelismeréshez és adatbáziskezeléshez Díjazás 8 belépő járművenként hétköznap 7:00-18:30 között A díjat még aznap éjfélig be kell fizetni, különben 50 a büntetés. Ha este 10-ig nem fizetik be a díjat, 10-re emelkedik (ne az utolsó percben fizessenek)

27 London Congestion Charge Scheme A projekt célja: Dugók csökkentése, tömegközlekedés és bicikli használatának elősegítése A buszközlekedés radikális javítása A bevételből tovább fejlesztik a város közlekedési rendszerét Eredmények: 6 hónappal a rendszer indítása után 30 százalékkal csökkent az átlagos menetidő a zónán belül. 10 km/h-nál lassabb haladással töltött idő 25%-kal csökkent A késleltetés-ingadozása is sokkal kiszámíthatóbb lett. 60,000-rel kevesebb autó lépett be a zónába 50-60% a tömegközlekedést választotta 23-30% megkerülte a zónát 15-25% biciklire, motorra vagy telekocsira váltott Évente kb millió font bevételre számítanak

28 London Congestion Charge Scheme Előnyök There has been a six per cent increase in bus passengers during charging hours By law, all net revenue raised by the charge ( 148m in financial year 2009/10) has to be invested in improving transport in London. Növekvő dugók... Sadly, congestion has risen back to pre-charging levels but would be much worse without the charge. The rise in congestion is due to: Widespread water and gas main replacement works, which have greatly reduced the road capacity Traffic management measures to help pedestrians and other road users

30 Svájci rendszer Az alagút nem a nehéz tehergépkocsiké (Gotthard közúti alagút felavatása, 1980 szeptembere) A svájci rendszer nem az autópályahasználatot fizetteti meg, hanem a 3,5 t össztömeg feletti járművekre ró ki útdíjat a teljes úthálózatra vonatkozóan, teljesítményarányosan. Jellemzői: A megtett kilométerek automatikus rögzítése tachográf segítségével DSRC-n keresztül automatikus aktiválás és deaktiválás az országhatáron GPS és mozgásérzékelő segítségével a tachográf működésének ellenőrzése A határátlépések ellenőrzése GPS segítségével Pótkocsi felismerése egy szenzor segítségével

31 Svájci rendszer Belföldi járművek számára kötelező OBU, összekapcsolva tachográffal Az útdíj meghatározásához szükséges paraméterek közvetlenül a fedélzeti berendezésben az inicializálás során Pl. megengedett legnagyobb tömeg és a jármű károsanyagkibocsátási kategóriája vagy pedig megadhatók a járművezető által is Pl. kocsi tömege pótkocsi hozzákapcsolásával vagy anélkül A jármű tulajdonosa minden hónapban egy chipkártyán regisztrálja az adatokat, melyeket ezután megküld az adóhivatalnak A vámhivatal vagy magának a chipkártyának postán történő megküldésével, vagy pedig elektronikusan, Interneten keresztül ellenőrzi az adatok hitelességét, meghatározza a díjat, és havi számlát küld a járműtulajdonosának.

32 Svájci rendszer Külföldi járművek számára nem kötelező az OBU, Svájcba (első) belépéskor egy azonosító chipkártya (ID kártya) kerül átadásra. A díjparaméterek az ID kártyán tárolódnak. Tachográf leolvasásával km-állás bejelentés. Kilépéskor szintén km-állás bejelentés és fizetés. Bevételek 2005-ben 800 millió euró A kezdeti beruházás amortizációs költségét is beleszámítva az összes költség a bevételek 8%-át jelenti. A bevétel kétharmadát a kormány használja fel vasút fejlesztésére (elsősorban nagyberuházásokra, mint például alagútépítésre az Alpokban). egyharmadot a kantonok kapnak közlekedési beruházásokra fordítják a saját belátásuk szerint (például útfelújításra, tömegközlekedésre, kerékpárutakra).

34 Osztrák rendszer A matricás rendszer a legfeljebb 3,5 tonna össztömegű gépjárművek számára a hálózat 93%-án érvényes. A hálózat 7 százalékát jelentő 6 alpesi autópálya-szakaszon teljesítmény-, azaz távolságfüggő direkt díjat fizetnek a legfeljebb 3,5 tonna össztömegű gépjárművek. A többtengelyes, 3,5 tonna össztömegnél nehezebb gépjárművek a teljes hálózaton teljesítményfüggő útdíjat fizetnek. GO-Maut Több-sávos, menet közben érvényesített elektronikus díjbeszedő rendszer tehergépjárművek (> 3.5t) számára Üzemkezdés: 2004 január 1.

35 Osztrák rendszer DSRC (CES TC[Technical Committee] 278) based open tolling system: 5.8 GHz-es sávban, Max. 2W adóteljesítmény OBU: GO-Box a szélvédőre, megvásárláskor rögzíteni kell a járműkategóriát (pótkocsi felcsatolásakor módosítani) 400 díjkapu, a hálózat szakaszokra bontva Kommunikáció során a GO-Box azonosítója kerül a központba GO-Box-on dióda jelez, ha a bankszámlán lévő összeg egy bizonyos határ alá kerül Prepaid: Előre feltölteni a beltéri egységet (a központban a beltéri egységhez tartozó számlát) készpénz, bankkártya vagy üzemanyagkártya segítségével Postpaid: A járműtulajdonos megadott bankszámlájáról vonják le a megfelelő összeget

36 Működés

37 Díjbeszedő kapuk DSRC: OBU kommunikáció

38 Ellenőrzés Csalási formák: Nincs OBU Helytelen OBU / pl. rossz szerződéssel Kevés összeg van feltöltve Tengelyek száma hibásan van megadva Ellenőrző helyek: Automatikus ellenőrző állomások Áthelyezhető ellenőrző állomások Mobil terminálok

39 Automatikus ellenőrző állomások Automated Vehicle Classification Lézer jármű felismerés, osztályozás (hossz/tengelyszám), sebesség Automated Vehicle Identification Kamera Automated License Plate Recognition (ALPR)

40 Áthelyezhető állomások

41 Mobil egységek

43 Toll Collect (német rendszer) Teherautók és minden 12t-nál nehezebb járművek útdíjat fizetnek, a teljes autópálya hálózaton (> km), hazai és külföldi járművek egyaránt. Toll Collect privát cég kiszámítja és begyűjti a megtett távolsággal arányos díjakat A mérés során a forgalmat nem zavarhatják! Azaz nem kell lassítani, speciális sávokba sorolni, stb. Fizetős úthálózat: km autópálya Kb fel-/lehajtó Kb. 250 autópályakereszteződés Kb kamion/nap (> 12t) Németországon kívül Évente 27+ milliárd járműkm/év 35% németországon kívüli

44 Toll Collect GSM és GPS alapú megoldás A részvétel lehet automatikus OBU (On Board Unit) használatával manuális kézi bejelentkezéssel OBU Toll Collect tulajdona, ingyenes a regisztrált felhasználóknak Regisztráció: egy jármű kártya minden járműnek alapvető járműinformációk, rendszám tárolására GPS segítségével számlálja a megtett kilométereket Kommunikál a Toll Collect központi számítógépével

45 Toll Collect Automatikus bejelentkezés

46 Toll Collect Manuális bejelentkezés

47 Toll Collect Manuális bejelentkezés: A felhasználó előre fedezetet biztosít (prepaid) Bejelentkezik Interneten, vagy Toll station terminal használatával Toll station terminal 3500 regisztrációs pont (szomszédos országokban is) Németül/angolul/franciául/lengyelül Jegyvételhez hasonló a díjfizetés: 1. jármű adatainak megadása (pl. rendszám, tömeg,...) 2. belépési pont, célpont, belépés ideje 3. A regrövidebb útvonal meghatározása, felajánlása 4. Útvonal elfogadása vagy módosítása 5. Jóváhagyás, fizetés (számos opció!), igazolás nyomtatása 6. Az igazolást meg kell tartani ellenőrzéshez

48 Toll Collect Ellenőrzés 300 ellenőrző kapu + mozgó ellenőrző járművek (mint Ausztriában) Infravörös + rendszámfelismerő kamera A GPS pontosságát is ellenőrzi

49 Virtuális díjfizető kapu A virtuális kapu 6 pontból áll: 0-1: virtuális kapu 2-3 és 0-1: első négyszög, 4-5 és 0-1: második négyszög Áthaladás a virtuális kapun: ha két egymást követő koordináta a két egymást követő négyszögbe esik.

50 Zóna Zóna: legalább három koordináta által meghatározott zárt poligon.

51 Útdíjfizetés városban Különböző események, a zónákhoz kapcsolva: Belépés a zónába: Zónán kívüli koordináta, majd zónán belüli koordináta Kilépés a zónából: Zónán belüli koordináta, majd zónán kívüli koordináta Zónán belül megtett távolság: A zónából való kilépéskor meghatározzuk a jármű által a zonán belül megtett távolságot Zónán belül töltött idő: A zónából való kilépéskor meghatározzuk a jármű által a zonán belül töltött időt Átalánydíj (flat fee): a fenti egyik esemény alapján, bizonyos napok, bizonyos időszakában fizetnedő egységes díj. GPS hibák figyelembe vétele!

52 Toll Collect GNSS alapú globális navigációs műholdrendszerek Probléma: GPS véletlenszerű pozíció hibák Akár 300 meter Nagy hibákra a hiba nem Gauss-i Hibás díjbeszedés miatt fontos a megbízhatóság! ( jármű, 0.1% hiba 1000 hiba) további technológia (ellenőrzés) Infravörös rövidtávú kommunikáció Infravörös jármű felismerés/osztályozás

53 Toll Collect Tények és számok (2006): Kb. 500,000 teherautó OBU-val felszerelve 110,000 cég 735,000 járműve regisztrált 1,931 OBU szervízelő műhely (435 külföldön) 86% OBU, 14% POS/Internet bejelentkezés Kb. 1 millió tranzakció naponta ~0.7% panasz a kiszámolt útdíjak miatt Kb. 23 milliárd km egy év alatt (35% külföldi) 2.86 milliárd EUR bevétel egy év alatt Díjfizetés elmulasztása: < 2% Rendszer rendelkezésre állás: > 99% (95% a szerz.) Üres teherautók autópálya használata 15%-kal csökkent Nem mértek nem kívánt hatást