Charakteristika
Autonomní, DSRC a hybridní systémy patří mezi tzv. free-flow elektronické mýtné systémy (tj. jejich implementace má nulový či minimální dopad na plynulost dopravního toku. Názvy jednotlivých systémů zároveň tvoří klasifikační kritéria, jež zohledňují zejména použitou technologii k zajištění informací ohledně cesty vozidla v rámci dopravní infrastruktury, jež podléhá mýtnému. Základní rozlišení kritérií je následující:
- Autonomní systémy jsou systémy, jež jsou založeny na použití GNSS technologií (tj. GPS nebo Galileo jako příklady konkrétních systémů pro poskytování lokalizačních dat), sloužících k záznamu cesty vozidla (tj. souřadnice zeměpisné šířky, délky a pokud je to nutné i výšky). Palubní jednotka nainstalovaná ve vozidle tedy obsahuje komunikační jednotku, přijímající data ze satelitů a poskytující lokalizační údaje centrálnímu systému. Nutnost komunikace se satelitní soustavou omezuje tyto systémy na oblasti s odpovídající kvalitou signálu (není vhodná pro městské prostředí vzhledem k vysoké zástavbě).
- DSRC systémy získávají, oproti výše zmíněným autonomním systémům, data týkající se cesty vozidla z jednotlivých průjezdů mýtných bran, jimiž vozidlo během své cesty projede. Průjezd vozidla je zaznamenán prostřednictvím komunikace mezi mýtnou branou (resp. zařízením umístěným na mýtné bráně) a palubní jednotkou umístěnou ve vozidle. Nutnost infrastruktury na straně silnice tyto systémy silně omezuje při pokrytí silnic nižších tříd (větší hustota silniční sítě).
- Hybridní systémy využívají obou výše zmíněných technologií a v současnosti neexistuje systém, jenž by obou technologií využíval.
Popis řešené problematiky na vysoké úrovni
Vzhledem k tomu, že tyto systémy mají minimální dopad na plynulost dopravy, je dán jejich rozdíl zejména mírou flexibility týkající se rozšíření rozsahu mýtného systému a částečně pořizovacími náklady (viz tabulka níže).
| | Autonomní | DSRC |
OBU jednotka – tlustý klient | Vzhledem k výpočetním nárokům (zejména detekce mýtných objektů) je mnohem dražší než tenký klient či DSRC OBU jednotka. Jednotka musí mít datové uložiště dostatečné kapacity pro uložení map, definic mýtných objektů a tarifních tabulek (s o ohledem na rozsah výpočtů prováděných v OBU). | Jednotka obsahuje DSRC modul pro komunikaci se zařízením na mýtné bráně. Vzhledem k rychlosti vozidla a velikosti komunikační zóny je kladen velký důraz na rychlost a přesnost komunikace mezi jednotkou a zařízením na mýtné bráně. |
OBU jednotka – tenký klient | Vzhledem k přesunu složitých výpočtů do centrálního systému, jsou výpočetní nároky nižší, a tudíž je jednotka levnější. Není nutné úložiště pro mapy a definice mýtných objektů či tarifních tabulek, pouze pro bufferování lokalizačních dat. |
Rozšiřitelnost na silniční infrastrukturu | Mýtné brány nejsou nutné, pouze kontrolní, jejichž počet závisí na celkové strategii kontroly, ale obecně lze říci, že je jich řádově méně než u mýtných systémů využívající DSRC. | K rozšíření na další silniční infrastrukturu je nutné stavět další brány (mýtné a kontrolní). |
Obecně lze tedy říct, že autonomní systémy mají velkou výhodu, co se týče rozšiřitelnosti, nicméně pořizovací náklady na OBU jsou zpravidla větší než u palubních jednotek DSRC systémů (zejména pokud jde o tlustého klienta). DSRC systémy mají hlavní nevýhodu v nutnosti výstavby mýtných bran.
Definice objektů
Evropská služba elektronického mýtného (EETS) – služba definovaná Evropskou Komisí za účelem poskytnutí plně interoperabilního řešení pro uživatele evropských elektronických mýtných systémů (existujících i budoucích)
Mýtný objekt – Element reprezentující zpoplatněnou jednotku silniční infrastruktury podléhající mýtnému (např. segment dálnice mezi sousedícími vstupy / výstupy z dálnice)
Tenký klient – Palubní jednotka, která sama neprovádí detekci mýtných objektů na základě dat získaných ze satelitních navigačních systémů, ale pouze tyto data zasílá centrálnímu systému
Tlustý klient – Palubní jednotka, která sama provádí detekci mýtných objektů na základě dat získaných ze satelitních navigačních systémů a výsledky zasílá centrálnímu systému
Architektura popisovaného řešení
Ve všech typech autonomních a DSRC mýtných systémů je nutno použít palubní jednotku ve vozidle. Její složitost je daná typem technologie použité pro získání dat k výpočtu výsledného mýta. Vedle palubní jednotky používají všechny systémy tzv. centrální systém – architektonickou jednotku systému pro uchování zákaznických dat, včetně dat fakturačních (tedy dat reprezentujících jednotlivé jízdy).
Charakteristickým prvkem autonomních systémů je tzv. map-matching, což je proces, který zajišťuje správnou detekci navštívených mýtných objektů (tedy sekcí silnic či dálnic), který lze implementovat v rámci centrálního systému či palubní jednotky.
DSRC systémy spoléhají na mýtné brány konstruované na straně silniční infrastruktury, přičemž jedna brána je asociována s konkrétním zpoplatněným segmentem dálnice či silnice, a tudíž není nutný algoritmus pro detekci jako u autonomních systémů (detekce je provedena v rámci komunikace po průjezdu branou, tedy v momentě jízdy).
Obr 1. – Základní schéma DSRC a autonomního systému
Přehled funkcí popisovaného řešení
Výše uvedené systémy jsou schopné při kalkulaci výsledné částky za cestu zohlednit skutečnou vzdálenost ujetou v rámci silniční infrastruktury podléhající mýtnému zpoplatnění (i přes neexistující implementaci lze totéž předpokládat i v rámci hybridních systémů). Funkce systémů lze rozdělit do těchto základních bloků:
Detekce užití silniční infrastruktury
V obou typech systémů je nutné nejprve data, jež jsou použita k určení trasy vozidla. V případě DSRC systémů se jedná o záznamy průjezdů vozidel z mýtných bran. Tyto záznamy jsou přenášena do centrálního systému, kde jsou zpracována a uložena. V případě autonomních systémů, jsou data definující užití silniční infrastruktury nejprve zaznamenána v rámci OBU (tj. data z GPS jednotky jsou uložena v paměti OBU) a poté v pravidelných intervalech zaslána do centrálního systému ke zpracování. V rámci centrálního systému jsou v případě autonomních systémů data podrobena tzv. map-matchingu – tj. detekce silniční infrastruktury užité během jizdy.
Identifikace tarifní třídy
Pro výpočet mýtného je nutné nejprve identifikovat tarifní třídu. Tarifní třída reflektuje parametry vozidla, které jsou podstatné pro výši mýtné částky (např. počet os, maximální povolená hmotnost atd.). Ke zjištění těchto parametrů, resp. jejich hodnot, je použita vazba mezi vozidlem a jednotkou OBU, která je ve vozidle nainstalována v rámci registračního procesu. Tato vazba je unikátní, tzn. jedno vozidlo má vždy přiřazenu pouze a jenom jednu OBU jednotku. Data která centrální systém ukládá (ať už z DSRC bran či přímo z OBU) obsahují unikátní identifikátor OBU jednotky, jenž jednoznačně identifikuje vozidlo a tudíž jeho parametry nutné k určení tarifní třídy.
Výpočet mýtného
Tato funkce se liší v závislosti na typu systému:
- DSRC systémy – Výslednou kalkulaci tvoří součet vzdáleností (asociovaných s jednotlivými segmenty dálnic, přičemž každý segment je asociován s jednou mýtnou branou) vynásobených tarifním koeficientem (určeným na základě tarifní třídy). Díky komunikaci palubní jednotky a zařízení na mýtné bráně při průjezdu vozidla uchovává systém posloupnost navštívených segmentů a ta je při výsledné kalkulaci brána v potaz.
- Autonomní systémy – Výslednou kalkulaci tvoří součet vzdáleností (asociovaných s jednotlivými mýtnými objekty, které jsou identifikovány v rámci map-matchingu) vynásobených tarifním koeficientem (určeným na základě tarifní třídy).
Vzhledem k neexistenci realizované instance tohoto typu je možno pouze předpokládat, že pokud hybridní systém kombinuje obě technologie na základě typu silniční infrastruktury (tj. dálnice pomocí DSRC systému a silnice nižších tříd pomocí autonomních systémů), je použit pro výsledný výpočet mýtného proces odpovídající dané technologii.
Aplikovatelnost
V současné době jde o nejpoužívanější systémy v implementacích mýtných schémat na celostátní úrovni členských států. Rovněž jsou to systémy, jejichž mýtná technologie vyhovuje požadavkům (týkajících se tohoto aspektu) uvedených v Direktivě Evropské Unie 2019/520, která se zabývá podmínkami interoperability mýtných systémů a přeshraničního vymáhání pokut.
Odkazy a souvisící normy
Direktiva Evropské Unie 2019/520
Umístění v hierarchii témat
Nadskupina: Klasifikační kritéria mýtných systémů
Podskupina: n/a
