Mýtná transakce pomocí DSRC rozhraní

Palubní jednotka s DSRC rozhraním a mýtnou aplikací umožňuje výběr mýtného bez nutnosti zastavení vozidla.

V rámci modernizace výběru mýta byla snaha nahradit klasické mýtnice se závorou a platbou prostřednictvím obsluhy za elektronické. Vozidlo mělo ideálně v průběhu jízdy po zpoplatněné infrastruktuře zaplatit za její použití, aniž by bylo potřeba zpomalit, nebo zastavit. Modernizace mýtných systémů probíhala již od počátku devadesátých let minulého století. Při návrhu nového způsobu platby za mýto se vycházelo z procesu používaného v mýtnicích, jen jednotlivé kroky byly převedeny do digitální formy. Podle rozsahu a typu zpoplatněné infrastruktury bylo potřeba podporovat oba klasické přístupy rozpoznání, jaká část infrastruktury byla uživatelem využita: 1) platba za každý úsek zvlášť - mýtnice nebo jejich náhrada musí být ideálně na každém úseku mezi dvěma sjezdy, a 2) platba za určitou kombinaci vstupního a výstupního místa - mýtnice musí být na všech nájezdech a sjezdech. Mýtnici nahradila tzv. mýtná brána, na které je umístěn vysílač umožňující v určitém prostoru pod bránou komunikovat s palubní jednotkou umístěnou na předním skle vozidla. Komunikace musí proběhnout ve zlomku sekundy a na jejím konci musí být jasné, zda se platba podařila nebo ne. Není proto dostatek času pro získávání dalších informací ze vzdálených systémů, takže platba a její ověření může pracovat pouze s daty, která jsou uložena v mýtné bráně a v palubní jednotce. Palubní jednotka proto musí obsahovat nejlépe všechny údaje potřebné pro provedení platby za mýto. Zároveň musí být možné ověřit, zda je jednotka umístěna ve správném vozidle, a zda uložené údaje nebyly pozměněny. Většinou uživatel platí mýto zpětně (post-pay) a palubní jednotka obsahuje pouze identifikátor zákazníka. Systém byl ale navržen tak, aby umožnil uložení prostředků přímo do palubní jednotky. Z tohoto palubního účtu se platí mýtné v dané doméně a prostředky na něm lze navyšovat na kontaktních místech (tzv. předplacený účet - pre-pay).

Řešení uvedených požadavků probíhalo v devadesátých letech minulého stolení, kdy nebylo výhodné nebo možné použít rozpoznání vozidel pomocí čtení poznávací značky, uvažovat o přenosu dat z vozidla pomocí GSM, nebo k určení polohy využít globální navigační satelitní systémy, jako např. GNSS. Přestože jsou dnes k dispozici modernější a flexibilnější technologie pro výběr mýta, technologie DSRC se používá stále, především pro svou jednoduchost a spolehlivost.

DSRC vysílač / RSE (Road side equipment, beacon) - zařízení na infrastrukruře (mýtná brána) nebo ve vozidle mobilní kontroly (enforcement), které aktivním vysíláním signálu umožňuje DSRC komunikaci s DSRC přijímači umístěnými ve vozidlech

DSRC kontext / kontrakt - datové položky obsahující základní údaje o vozidle, jehož vlastník má uzavřenou smlouvu o elektronické platbě mýta; kromě identifikačních údajů vozidla je identifikátor uživatele ve formě čísla virtuální platební karty; dále jsou zde datové položky umožňující ověřit pravost OBU a provedené poslední transakce

DSRC transakce - sekvence výměny zpráv prostřednictvím bezdrátového komunikačního kanálu na krátkou vzdálenst (DSRC) mezi DSRC vysílačem a DSRC tagem; skládá se z několika fází, ve kterých se komunikuje způsobem dotaz-odpověď, dotazy vždy klade DSRC vysílač; fáze transakce jsou inicializace, mýtná transakce a ukončení

DSRC tag - palubní jednotka ve vozidle umožňující elektronickou platbu mýta pouze v systémech využívajících DSRC

fáze DSRC transakce - inicializace - výměna BST a VST, která umožní vybrat správnou DSRC aplikaci a DSRC kontrakt, která je podporovaná jak vysílačem, tak přijímačem; výběr aplikace rozhoduje o tom, jakého kontraktu se bude transakce týkat a tedy jaké datové položky budou dále čteny

fáze DSRC transakce - čtení a zápis atributů - vysílač kontroluje, zda je DSRC kontrakt platný, jednotka pravá a není na seznamu zakákaných jednotek (black list) a vozidlo má povinnost platit; pokud ano, odečte prostředky z palubního účtu jednotky (předplacený účet), nebo uloží informaci o použití infrastruktury (centrální účet) a přejde do fáze ukončení transakce

fáze DSRC transakce - ukončení - vysílač zadá příkaz uživatelskému rozhraní, aby indikovalo výsledek transakce a informuje jednotku, že transakce skončila; jednotka od té chvíle po nastavenou dobu neprovede s tímto vysílačem další transakci, čím je zabráněno, aby byla stejná transakce provedena opakovaně

DSRC palubní jednotka (OBU) - zařízení, které obsahuje přijímač DSRC; pokud jednotka neobsahuje jiné komunikační rozhraní než DSRC, označuje se jako mikrovlnná jednotka nebo mýtný tag

parametry služeb vysílače (BST) - seznam požadavků vysílače na DSRC aplikaci a seznam jeho komunikačních schopností

parametry služeb vozidla (VST) - odpověď DSRC tagu na parametry služeb vysílače; obsahuje nabídku aplikací a identifikátorů kontextu, které tag obsahuje, a ze kterých si může RSE vybrat

vstupní/výstupní lístek - datová položka určitého DSRC kontraktu umožňující výpočet zpoplatnění na základě vstupního a výstupního místa uzavřeného systému zpoplatněné infrastruktury

DSRC API příkaz GET/SET - příkaz pro vyčtení, nebo zapsání atributu z palubní jednotky

DSRC API příkaz SET_MMI - příkaz pro indikaci výsledku transakce (pípnutí jednotky)

DSRC API příkaz DEBIT - příkaz pro odečtení prostředků z palubního účtu jednotky

identifikátor kontextu (EFCContextMark) - identifikátor poskytovatele a kontraktu, který reprezentuje množinu atributů (kontext)

Většina informací o vozidle a smlouvě mezi uživatelem a poskytovatelem mýtné služby, tzv. kontrakt, je uložena přímo v palubní jednotce. Palubní jednotka může obsahovat více kontraktů, které mohou být platné buď pouze v určitém mýtném systému, nebo i v několika mýtných systémech a případně i v několika zemích najednou.

Každý kontrakt uložený v palubní jednotce je identifikován atributem ""značka kontextu"" (""EFCContextMark""), který se skládá z identifikátoru poskytovatele mýtné služby, typu kontraktu a verze kontraktu. Brána má seznam podporovaných značek kontextu a pokud je některá z jednotkou nabízených na tomto seznamu, pak mýtná brána bude pokračovat v mýtné transakci, jinak bude vozidlo pokládat za nevybavené palubní jednotkou pro výběr mýta v této doméně. Jeden kontrakt může být platný i ve více doménách, klidně i ve více zemích.

Každý kontext má přiřazen typ aplikace, tzv. ApplicationID (AID), v současnosti se používá mýtná aplikace, kontrolní aplikace (CCC) a aplikace pro posílení lokalizace (LAC).

V palubní jednotce jsou v rámci jednoho kontextu uloženy atributy popisující kontrakt. Jsou to datové položky jejichž čísla identifikátorů a reprezentace je normalizována v EN ISO 14906. Mezi základní patří registrační značka, typ vozidla, emisní třída, počet náprav a číslo virtuálního účtu uživatele. Obecně je možné atributy rozdělit do několika skupin: 1) údaje o vozidle (RZ, typ, emisní třída, hmotnost, počet náprav ...), 2) údaje o kontraktu, kontextová značka a číslo osobního účtu (PAN), což je formálně číslo platební karty včetně údaje o platnosti, 3) atributy sloužící k  zabezpečení proti zaměrné úpravě informací, jedná se o kontrolní podpisy a šifrovací klíče, 4) atributy obsahujicí informaci o posledních dvou transakcích, nebo u uzavřených systémů o vjezdovém a výjezdovém lístku.

Mýtná brána (RSE) přistupuje k palubní jednotce (DSRC modulu) pomocí jednoduchého API, které má definováno pouze několik funkcí: přečíst atribut (GET), zapsat atribut (SET), pracovat s palubním účtem (DEBIT), oznámit uživateli výsledek transakce (SET_MMI). Sekvence jednotlivých komunikačních kroků se nazývá DSRC transakce. Sekvence je většinou specifická pro danou zemi, protože v každé mýtné doméně se mohou vyhodnocovat trochu jiné parametry vozidla zapsaná v různých atributech.

Jakmile se vozidlo s přijímačem dostane do prostoru, ve kterém je možné komunikovat s bránou, zachytí palubní jednotka periodicky vysílanou zprávu (BST) informující o pravidlech komunikace. Na tuto zprávu palubní jednotka odpoví seznamem kontraktů označených pomocí značek kontextu a jejich identifikátorem (EID). Brána si podle značky kontextu vybere kontrakt se kterým chce pracovat a dále ho označuje pomocí EID. V této úvodní fázi také může proběhnout autorizace přístupu k DSRC jednotce.

V další fázi brána zažádá o vybrané atributy, které chce z palubní jednotky načíst. Z těchto atributů zjistí všechny potřebné informace o vozidle a kontraktu a určí příslušný tarif, případně i velikost poplatku. Pokud se jedná o palubní jednotku s centrálním účtem, pak pouze prověří, zda není kontrakt uveden v seznamu zablokovaných a pokud ne, pak zapíše do palubní jednotky výsledek transakce ve formě tzv. stvrzenky. Pokud se jedná o jednotku s palubním účtem, což pozná brána pomocí typu kontraktu ze značky kontextu, pak brána po určení velikosti poplatku tento poplatek odečte z palubního účtu pomocí příkazu DEBIT. Nakonec oznámí výsledek transakce, který palubní jednotka signalizuje uživateli nejčastěji zvukově. Posledním krokem je informace o standardním ukončení transakce."

Výběr mýta pomocí DSRC komunikace je aktuálně celosvětově využíván. Popsaná výměna informací mezi bránou a palubní jednotkou je jejím základem a normy pro tuto oblast existují již desetilení.

EN ISO 14906

Nadskupina: Autonomní elektronické mýto