Dr. Fi István Utak és környezetük tervezése 10A. előadás: Az útdíjszedés létesítményei
Bevezetés A nagy értékű autópálya-hálózat üzemeltetése, fenntartása, bizonyos mértékű fejlesztése ma már nem képzelhető el útdíjak nélkül. A díjszedési rendszer létesítése esetén alapvetően szükséges annak alapos átgondolása, hogy hány csomópont legyen az autópályán. Alapjában véve két díjszedési rendszer valósítható meg.
Nyitott útdíjszedési rendszer Ebben a rendszerben az autópálya bizonyos pontjain vagy egy nyíltvonali kapunál, vagy a csomóponti díjszedő helyeken fix összegű útdíjat kell fizetni (lásd az ábrát). A fizetendő útdíj a átlagos utazási távolságra vonatkozik, ami szakaszonként különböző lehet (vagyis az összeg nem felel meg egy konkrét kilométer díjnak).
Zárt útdíjszedési rendszer Ez a nyitott díjszedésnél szigorúbb rendszer, bár nyilvánvalóan bonyolultabb és költségesebb is. Ez a rendszer elkülöníti az autópálya-hálózat egy bizonyos, a fő fizetőkapuk közötti szakaszát, bármilyen alakzatú legyen is az (vonalas, sugárirányú illetve rácsszerű), és ellenőrzi az összes belépést és kilépést a csomópontoknál a kapuk között. Alapelve, hogy bárhol is történik a belépés illetve a kilépés (a főpályán vagy a csomópontoknál), az autós jegyet kap, amikor belép a zárt rendszerű díjas autópályára és a kilépésnél fizeti a díjat a megtett távolság szerint (lásd az ábrát).
Zárt útdíjszedési rendszer A zárt rendszer megvalósítása nem lehetséges rombusz típusú csomópontokkal. Az ilyen kialakítású csomópontok esetén minden csomóponti ágon útdíj kaput kellene létesíteni (azaz 4 kaput csomópontonként). Ezért a már létező autópályákon gyakran szükséges megváltoztatni a csomópontok kialakítását rombusz típusúról trombita típusúra, amelynél már egyetlen útdíjkapu elégséges az autópályára történő belépések illetve kilépések kezelésére. A következő ábra mutatja a két típus közötti különbséget. A már meglévő autópályákon a díjszedést egy harmadik rendszer, az úgynevezett Fejleszthető nyitott útdíjszedési rendszer teszi lehetővé.
Fizetőkapuk elhelyezése rombusz és trombita típusú csomópontban Rombusz típust pusú csomópont Trombita típust pusú csomópont
Fejleszthető nyitott útdíjszedési rendszer Itt egy olyan nyitott rendszert létesítünk, amelyben: a nyílt vonali kapu a szakasz elején és végén van elhelyezve (ugyanúgy, mint a zárt rendszerben) egyes csomópontoknál, a nyílt vonali kapu előtt és után is van díjszedés azért, hogy megakadályozzuk a díjfizetés kikerülését (lásd az alábbi ábrát). A díjbevételek ebben az esetben felhasználhatók egyrészt bizonyos csomópontok módosítására ( trombita típus) a fő fizetőkapuk között, másrészt a teljes szakasz zárt rendszerűvé alakítására is.
Az útdíjszedéssel kapcsolatos EU követelmények Kapus rendszerű vagy címkés útdíj vethető ki autópályákra és autópálya jellegű közutakra, továbbá hidakra, alagutakra, hágókra (egy időben ugyanarra az útszakaszra a kettő együtt nem vethető ki). Az útdíjnak arányban kell lennie a használat mértékével. Az útdíjnak arányban kell állnia a fenntartási, üzemeltetési és felújítási költségekkel, valamint tartalmazhat megtérülést és externális költségeket is. Az útdíj mértékét úgy kell megválasztani, hogy a forgalom ne terelődjön át az alsóbbrendű utakra (ez magas útdíjak esetén következik be). A megtett távolságtól függő útdíj beszedésére alkalmas berendezéseknek egymással összekapcsolhatónak kell lenniük és ezeket azonos feltételek szerint kell alkalmazni az EU minden egyes tagországában.
Az útdíjszedéssel kapcsolatos EU követelmények Az EU előnyben részesíti az elektronikus díjszedő rendszerek műszaki és szervezeti kompatibilitását. A díjszedési rendszer nem tartalmazhat az EU állampolgárai számára hátrányos megkülönböztetést. Az elektronikus díjszedésben alkalmazott négyféle adatátviteli frekvencia közül (100 KHz, 915 KHz, 2,45 GHz és 5,8 GHz) az EU a magyar szabályzat szerint is javasolt 5,8 GHz frekvenciát szabványosította a díjszedés számára.
Az elektronikus díjszedés bevezetésének műszaki feltételei hazánkban Az elektronikus díjszedés bevezetésének műszaki feltételei Magyarországon adottak: Vannak szabványok a közút-jármű közötti, kis távolságú adatátvitelre. Adott a banki, rendőrségi információs rendszer. Léteznek, vagy telepíthetők az országban azok a számítógéphálózatok, amelyekkel az elektronikus díjszedő rendszerek egymás közötti informatikai kapcsolatai megvalósíthatók. Kialakult az országban az a szakembergárda, amely az egységes országos díjszedő rendszert meg tudja valósítani.
Az elektronikus díjszedés elve Az autópályákon az elektronikus díjszedő rendszerek bevezetésének és alkalmazásának legfőbb célja az, hogy díjat a járművek megállása nélkül lehessen fizetni. Elektronikus díjfizető rendszerekkel mind zárt, mind nyílt rendszerű díjfizetés megvalósítható. Nyílt rendszerű díjfizetés esetén az út használója mindannyiszor egy fix összeget fizet, ahányszor csak áthalad a díjfizető ponton. A fizetendő díj alapvetően a jármű kategóriájától függ. Zárt rendszerű díjfizetés esetén a járműveknek a megtett út hosszától függően kell díjat fizetniük. Ehhez a járműveket mind a belépő, mind pedig a kilépő pontokon azonosítania kell a rendszernek.
Az elektronikus díjszedés elve A belépő pontoknál általában kevesebb és egyszerűbb berendezésre van szükség, míg a kilépő pontoknál a felépítés lényegében a nyílt rendszerű díjfizető helyek kiépítésével azonos. Az elektronikus díjszedési rendszerrel olyan automatikus díjfizető pontok alakíthatók ki, ahol a járművek egymással párhuzamosan, több sávban, vagy akár a "sávok között" is közlekedhetnek. Ehhez a díjfizető helyeken egy keretszerkezet, valamint, az arra felszerelt elektronikus berendezések (rádióadó-vevő-antenna, lézeres járműkategorizáló, videokamera, infravörös fényforrás), az ezek működését vezérlő számítógép (TPC Tolling Point Computer) és a járműben elhelyezett elektronikus fedélzeti egység (OBU On Board Unit) szükséges.
Az elektronikus díjszedés elve Az OBU érzékeli és fogadja az úttest felett levő rádió adóvevő által kibocsátott jeleket, majd a jármű díjfizető ponton való áthaladásakor visszasugározza vagy "visszatükrözi" a jármű saját egyedi azonosító kódját, illetve az egyéb információkat (járműkategória, zárt rendszer esetén a belépés időpontja, helye) tartalmazó választ. Az OBU által visszaküldött információkat az úttest felett levő rádió adó-vevő antennája fogadja, majd azokat a díjszedő helyre telepített vezérlő számítógép (TPC) felé továbbítja.
Az elektronikus díjszedés elve Nyílt rendszerű díjfizetés esetén a vezérlő számítógép (TPC) a beérkezett adatokat tárolja, illetve továbbítja a díjszedő rendszer központi számítógépe (CS Control System) felé, amely a járműkategória alapján kiszámítja a fizetendő díjat, majd ezt az értéket a számítógép-hálózaton keresztül továbbítja az ügyfelek bankszámláit kezelő bankok felé. A fizetendő díjakat így közvetlenül az ügyfelek bankszámláiról egyenlítik ki, természetesen az ügyfél és a bank közötti tranzakciós szerződés alapján.
Az elektronikus díjszedés elve Zárt rendszerű díjfizetés esetén a rendszer a belépő pontokon a járműben levő OBU memóriájába írja be a belépési hely és idő adatait, a kilépő pontokon pedig kiolvassa azokat. Kilépéskor a fizetendő díjat a központi számítógép (CS) már nem csak a jármű kategóriája, hanem az OBU-ból kiolvasott belépési adatok és a kilépési adatok együttes felhasználásával számítja ki. Míg nyílt rendszerű fizetés esetén elegendő, ha a járműben levő OBU csak olvasható memóriát tartalmaz, mert csak a jármű azonosítására szolgál, addig zárt rendszer esetén az OBU-nak írható-olvasható memóriával kell rendelkeznie a belépési adatok (hely és idő) tárolásához.
Az elektronikus díjszedés elve Az elektronikus díjszedő rendszer elsősorban az OBU-val rendelkező "előfizetők" számára jelent kényelmet azzal, hogy megállás nélkül haladhatnak át a díjfizető pontokon. Azon járművek számára, amelyek nem rendelkeznek elektronikus azonosító OBU-val, a díjfizető pontokon teljesen emberi kezeléssel működtetett fizetés valósítható meg.
Az elektronikus díjszedés elve Fél-automatikus díjfizetés esetén a teljesen automatikus, gyorsforgalmú sávok mellett egy vagy több elkülönített, esetleg sorompóval lezárt, vagy jelzőlámpával védett sávot kell kialakítani. Itt az úttest mellett kézi pénzbedobós vagy papírpénzt is elfogadni képes automatát helyeznek el. A rendszer érzékeli a járműnek a díjfizető pontra való megérkezését, hurokdetektorral, illetve infra fénysorompókkal azonosítja annak kategóriáját, majd kijelzi a kategóriától függő fizetendő díjat. A megfelelő díj bedobása után a rendszer nyomtatott nyugtát ad a fizetett összegről, és lámpajelzéssel, illetve sorompóval felszerelt helyeken annak felnyitásával engedélyezi a jármű továbbhaladását.
Az elektronikus díjszedés elve Az útdíjfizetést megtagadó járművezetők ellen a rendszert video támogatással lehet kiegészíteni. Ha a detektorok olyan járművet érzékelnek, amelyikben nincs OBU, akkor a rendszer a járműről infravörös fénnyel video fényképet készít, ezzel egyidejűleg a jármű vezetőjét lámpajelzéssel is figyelmezteti. A díjfizetőhely számítógépe (TPC) minden tranzakciót és fényképet tárol, majd összegyűjtve azokat átadja a központi számítógépnek (CS), amely a nem fizetők fényképeit és azok adatait a rendőrségi rendszer felé továbbítja. A fényképek adatainak kiértékeléséhez a rendszert optikai karakter felismerő rendszerrel is ki lehet egészíteni.
A rendszer elemei Automatikus díjfizetés megvalósításához a rendszernél szükséges elemek: Elektronikus beltéri egységek (OBU-k) a járművekben; Rádió adó-vevő-antenna az OBU-kkal való kommunikációhoz (például az MD-5850 MultiReader) (következő ábra); A díjfizető sávok vezérlő számítógépe (LC Lane Controller); A díjfizető helyeken elhelyezett vezérlő számítógép (TPC Tolling Point Computer); Jármű detektorok (az úttestbe beépített induktív hurkok és/vagy fénysorompók); Video Rendszer (VS Video System); Központi számítógép rendszer (CS Central System); Kommunikációs egységek a TPC és CS között; Opcionális elemek: Automatikus jármű kategóriaazonosító rendszer (AVC Automatic Vehicle Categorisation); Jelzőlámpák és szöveges információs kijelzők.
Rádió adó-vevő antenna
A rendszer elemei Az elemek egy lehetséges elrendezési sémáját a következő ábra mutatja. Ha az automatikus díjfizetés mellett fél-automatikus (pénzbedobós) díjfizetésű sávokat is ki kell alakítani, akkor azokhoz a következő további elemek szükségesek Pénzbedobó (papírpénz elfogadó) automata; Mágnescsíkos jegyadó berendezés a zárt rendszerű pályaszakasz belépő pontjánál; Mágnescsíkos jegyolvasó berendezés a zárt rendszerű pályaszakasz kilépő pontjánál; Sorompó és/vagy jelzőlámpák.
Rendszerelemek egy lehetséges elrendezési sémája
Amerikai, európai és japán navigációs rendszerek működési területei Az EGNOS az európai műholdas navigációs rendszer első lépcsőfoka, mely megelőzi, és egyben alapját képezi a nagyszabású GALILEO programnak.
A GALILEO program, avagy a második generáció A GALILEO program az Európai Unió és az Európai Űrkutatási Intézet (ESA) közös kezdeményezése, mely egy polgári ellenőrzésű, globális műholdas navigációs rendszer. A GALILEO rendszerrel szemben támasztott egyik legfontosabb feltétel, hogy képes legyen kommunikációra, adatcserére a már üzemelő GPS illetve GLONASS műholdakkal, valamint az EGNOS rendszerrel.
A GALILEO rendszer felépítése és szolgáltatási területei
A díjszedés németországi példája AAz autópálya hálózat hossza 12 054 km.a díjszedési rendszer műholdas helyzet meghatározáson (GPS), és a már meglévő mobil kommunikációs hálózaton (GSM) alapszik. A Toll Collect rendszer logikai felépítése
Fedélzeti egység OBU A rendszer legfontosabb eleme a helyzetmeghatározást és mobil kommunikációs fizetési tranzakciókat megvalósító fedélzeti egység. Ebben kapcsolódik össze a műholdas navigációs technológia (GPS) és a mobil kommunikációs eljárás (GSM). A Toll Collect fedélzeti egység
Fedélzeti egység OBU A fedélzeti egység a GPS vevő által szolgáltatott koordináták és egy az OBU memóriájában tárolt digitális térkép alapján határozza meg a díjfizető útszakaszokat; A megoldás érdekessége, hogy magát a díjszámítást is az OBU végzi. Miniatűr GPS vevőegység
Fedélzeti egység OBU A fedélzeti egység automatikusan kiszámolja az útdíjat, majd továbbítja a megtett távolságon alapuló számlát a díjfizető központba. A fedélzeti egység a díjfizető központtal beépített GSM modul segítségével, mobil telefonvonalon keresztül kommunikál, így a díjszámítás táblázatai és a díjfizetős szakaszok térképe a központból a GSM hálózaton keresztül frissíthető. A fedélzeti egység ezen felül tartalmaz egy DSRC modult is, az ellenőrző kapukkal és az ellenőrző járművekkel, valamint a külföldi díjfizető rendszerekkel történő együttműködés céljából.
A kijelző és kommunikációs modul
Manuális díjfizetési lehetőségek
Díjfizetés Kettős díjszedő rendszer Beltéri díjfizető terminál - fedélzeti egység - manuális díjfizetés A termináloknál a 15 centes útdíjat készpénzzel, bankkártyával vagy előre megvásárolt díjfizető kártyával lehet kiegyenlíteni.
A Toll Collect rendszer működése
Automatikus ellenőrző kapu A fedélzeti egységgel rendelkező járművekkel mikrohullámú jelekkel, DSRC technológia alkalmazásával kommunikál az ellenőrző-kapu.
Mobil ellenőrző jármű 290 darab automata mobil ellenőrző jármű tud kommunikálni a fedélzeti egységekkel
Kézi ellenőrző készülék
Többletszolgáltatások Az új rendszer különböző telematikai szolgáltatásokkal segíti a járművezetőket és a szállítmányozó vállalatokat Értékelés A rendszer azzal a jelentőséggel bír, hogy megvalósításával egyszerre juthat az alkalmazó a legkorszerűbb díjszedési rendszer birtokába és nyerhet hatékony intelligens közlekedést támogató rendszert. Segítségével teljesíthető az Unió a Fehér Könyvben leírt azon igénye, hogy a transzeurópai hálózat rendelkezzék telematikai infrastruktúrával és hatékony forgalomirányítási-tájékoztatási központokkal.
Vége az előadásnak