Overwegingen bij een kilometerteller ten behoeve van variabiliseren van autokosten

TNO-rapport

FEL-01-C039

Overwegingen bij een kilometerteller ten behoeve van variabiliseren van autokosten

TNO Fysisch en Elektronisch Laboratorium

Oude Waalsdorperweg 63 Postbus 96864 2509 JG ’s-Gravenhage Telefoon 070 374 00 00 Fax 070 328 09 61

Datum

2001 Auteur(s)

TNO-FEL TNO-Inro TNO Wegtransportmiddelen Eindredactie: P.H. van Koningsbruggen

Alle rechten voorbehouden. Niets uit dit rapport mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht van het ministerie van Defensie werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van de opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de ‘Modelvoorwaarden voor Onderzoeks- en Ontwikkelingsopdrachten’ (MVDT 1997) tussen de minister van Defensie en TNO indien deze op de opdracht van toepassing zijn verklaard dan wel de betreffende terzake tussen partijen gesloten overeenkomst.

Opdrachtnummer Opdrachtgever Organisatieonderdeel Projectbegeleider Organisatieonderdeel

Rubricering Titel Managementuittreksel Samenvatting Rapporttekst Bijlagen

 2009 TNO

Ministerie van Verkeer en Waterstaat Drs.ir. J. van Hattem Adviesdienst Verkeer en Vervoer

Vastgesteld door Vastgesteld d.d.

Ongerubriceerd Ongerubriceerd Ongerubriceerd Ongerubriceerd Ongerubriceerd Drs.ir. J. van Hattem -

Exemplaarnr. Oplage Aantal pagina’s Aantal bijlagen

82 144 (incl. bijlagen, excl. distributielijst) 5

TNO Fysisch en Elektronisch Laboratorium is onderdeel van TNO Defensieonderzoek waartoe verder behoren: TNO Prins Maurits Laboratorium TNO Technische Menskunde

Nederlandse Organisatie voor toegepastnatuurwetenschappelijk onderzoek TNO

TNO-rapport

2

Managementuittreksel Om in de toekomst automobilisten te kunnen laten betalen voor het werkelijke gebruik van hun auto, moet elke auto die in Nederland van de openbare weg gebruikmaakt, worden voorzien van een ‘kilometerteller nieuwe stijl’. Deze kilometerteller nieuwe stijl moet in staat zijn nauwkeurig alle door een voertuig verreden kilometers te meten, de gemeten kilometers te registreren en de geregistreerde gegevens te laten uitlezen. Om de mogelijkheden en onmogelijkheden van een dergelijk kilometertellersysteem te verkennen, heeft het Ministerie van Verkeer en Waterstaat, bij monde van de Adviesdienst Verkeer en Vervoer (AVV) TNO opdracht gegeven, een verkenning naar de (on)mogelijkheden van een kilometerteller nieuwe stijl uit te voeren. Voor een kilometerteller nieuwe stijl kan van een aantal technieken gebruik gemaakt worden: • Directe kilometertellers, als de bestaande kilometerteller of een boordcomputer; • Kilometertellers op basis van een satellietplaatsbepalingssysteem als GPS of, in de nabije toekomst, Galileo; • Kilometertellers op basis van snelheids- of versnellingsmeters; • Kilometertellers op basis van plaatsbepaling via mobiele telefonie (GSM of, in de nabije toekomst, UMTS). Al deze technieken voor het meten van kilometers zijn bekeken op: • Juistheid van de gemeten kilometers: een gemeten kilometer moet overeenkomen met een werkelijk gereden kilometer; • Reproduceerbaarheid van de meting: als een auto twee keer hetzelfde stuk weg aflegt, moet de kilometerteller twee keer dezelfde afstand aangeven; • Vergelijkbaarheid tussen verschillende voertuigen: als twee verschillende voertuigen hetzelfde traject afleggen, moet in beide gevallen dezelfde afstand worden aangegeven. In de verkenning is ook gekeken naar mogelijkheden van de verschillende systemen om te differentiëren naar ruimte en tijd, om eventueel in een later stadium tariefdifferentiatie te kunnen toepassen. Om de gemeten kilometers te kunnen belasten, moeten de geregistreerde kilometers gecommuniceerd worden naar een instantie die voor beprijzing en belasting is aangewezen. Ook voor de communicatie staan verschillende middelen ter beschikking: • Visueel uitlezen; • Cellulaire telefonie; • Transponders; • Dedicated radioverbindingen. Al deze communicatietechnieken zijn onderzocht op hun geschiktheid als communicatiemiddel binnen een kilometerteller. In de verkenning is verder nog gekeken naar de mogelijkheden en beperkingen van de inbouw van een kilometerteller nieuwe stijl in bestaande en nieuw te bouwen auto’s. Gekoppeld hieraan komt ook het punt ‘fraude’ aan de orde: de kilometerteller is in beginsel een ongewenst systeem voor de meeste automobilisten, dus zal naar verwachting geprobeerd worden om de kilometerteller zodanig te manipuleren, dat er toch persoonlijk voordeel uit het systeem gehaald kan worden. Tot slot is gekeken naar de te verwachten problemen bij en kosten van inbouw, ingebruikstelling en onderhoud van een kilometertellersysteem nieuwe stijl. Vooral het binnen korte tijd inbouwen van een kilometertellersysteem in het complete Nederlandse wagenpark kan grote problemen opleveren, gezien de tijd die nodig is om een kilometertellersysteem in te bouwen en de (beschikbare) capaciteit bij erkende garagebedrijven.

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

3

Uit de verkenning komt naar voren dat, gezien de gewenste nauwkeurigheid van gemeten kilometers, alleen directe kilometertellers en kilometertellers op basis van satellietplaatsbepaling een redelijke kans van slagen zullen hebben. Er moet echter rekening worden gehouden met de specifieke mogelijkheden en problemen van deze typen kilometertellers. Over de manier van uitlezen valt nog geen eensluidende conclusie te trekken, omdat er nog geen regelgeving is over hoe vaak een kilometerteller uitgelezen zal moeten worden. Wel heeft uit fraudeoogpunt het automatisch uitlezen van de kilometerteller de voorkeur boven visueel uitlezen. Vanuit zowel technisch als organisatorisch oogpunt is het aan te bevelen de inbouw van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ bij de fabricage mee te nemen. Op deze manier kan de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ ook worden ingepast in het ontwikkelingspad van voertuigen. Van de overheid vraagt dit dat zij de automotive industrie tegemoettreedt met een eigen visie, waarin integraal alle wensen vanuit het vigerende en toekomstige te verwachte overheidsbeleid zijn opgenomen. De ‘kilometerteller nieuwe stijl’ moet onderdeel uitmaken van deze visie, naast toepassingen als bijvoorbeeld ISA, de digitale tachograaf en elektronische voertuigidentificatie.

Programma

Project

Programmabegeleider -

Projectbegeleider Drs.ir. J. van Hattem, Adviesdienst Verkeer en Vervoer Projectleider P.H. van Koningsbruggen, TNO-Inro Projecttitel Kilometerteller Projectnummer 30225 Projectplanning Start April 2000 Gereed December 2000 Projectteam P. Feenstra Ir. R.A. Gutteling Ing. W.F.M. van der Heijden P.H. van Koningsbruggen H. Kostense Ir. R. van de Leijgraaf Ing. L.M. Molenkamp Dr. Ir. O. Tettero Ir. C. Witziers

Programmaleider Programmatitel Programmanummer Programmaplanning Frequentie van overleg -

TNO-rapport

4

Voorwoord In de voorliggende rapportage worden de resultaten gepresenteerd van een verkenning van de mogelijkheden en de beperkingen van bestaande of te verwachten technologie om een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ te maken. Dit is een kilometerteller die in staat is de door een voertuig verreden kilometers te meten, te registreren en te laten uitlezen, opdat de overheid de voertuiggebruikers kan laten betalen voor het daadwerkelijk gebruiken van het voertuig. De verkenning is uitgevoerd door TNO, vertegenwoordigd door de instituten Inro, Fysisch en Elektronisch Laboratorium (FEL) en Wegtransportmiddelen (WT), in opdracht van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat, bij monde van de Adviesdienst Verkeer en Vervoer (AVV). De verkenning is begeleid door een breed samengestelde projectgroep, waarin de volgende experts participeerden: • drs.ir. J. van Hattem (voorzitter) en drs.ing. A.V. Avontuur (Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Adviesdient Verkeer en Vervoer); • drs. A. Daniëls, drs. J. Tils en drs. ing. J. van Gameren (Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Directoraat-Generaal Personenvervoer); • mw. Drs. P. van den Boomgaard, de heer R. Ubbels (Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Directoraat-Generaal Goederenvervoer); • H. Zwijnenberg BSc. en ir. A. de Waal (Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Directoraat-Generaal Telecommunicatie en Post); • drs. H. Lodder (Ministerie van Financiën); • ir. V. Habers en ir. J. Engdahl (Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Project Rekeningrijden); • dhr. F. Ivens (RDW Centrum voor voertuigtechniek en informatie); • de heer G.C. Wildeman en de heer M. Drijer (Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Rijksverkeersinspectie). Wij willen hierbij alle deelnemers aan de projectgroep bedanken voor hun actieve en constructieve bijdrage, waardoor een brede verkenning van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ mogelijk is geworden. Delft, januari 2001

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

5

Inhoud Voorwoord .................................................................................................4 Samenvatting..............................................................................................9 Afkortingen..............................................................................................19 1.

Inleiding ...................................................................................................21 1.1 Context van de kilometerteller .................................................21 1.2 Doel van de verkenning............................................................21 1.3 Opzet en afbakening van de verkenning...................................22

2.

De huidige situatie als referentie voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ ..........................................................................................................25 2.1 Bestaande regelgeving rond het voertuig vanuit de overheid ....................................................................................25 2.2 Gebruikswaarde van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’..............27 2.2.1 Voor de kilometerteller relevante gebruikscriteria ...................27 2.2.2 Nauwkeurigheid .......................................................................27 2.2.3 Bereik .......................................................................................28 2.2.4 Uitleesbaarheid .........................................................................29 2.2.5 Beschikbaarheid .......................................................................30 2.2.6 Fraudegevoeligheid ..................................................................30 2.2.7 Inbouw in voertuigen................................................................31 2.2.8 Kosten.......................................................................................31

3.

Selecteren van geëigende methodes om verreden kilometers te meten........................................................................................................33 3.1 Beoordelen van de beschikbare methodes (technieken) ...........33 3.2 Directe kilometertellers ............................................................35 3.2.1 Toelichting op de methodes (technieken).................................35 3.2.2 Voorziene groeipad in directe kilometertellers.........................39 3.2.3 Nauwkeurigheid en beschikbaarheid........................................40 3.3 Kilometerteller op basis van snelheids- of versnellingsmeters ....................................................................42 3.4 Kilometerteller op basis van positiebepaling via GNSS (Global Navigation Satellite Systems). ....................................43 3.4.1 Toelichting op de methode .......................................................43 3.4.2 Nauwkeurigheid en beschikbaarheid........................................44 3.5 Kilometerteller op basis van positiebepaling via cellulaire telefonie ....................................................................................52 3.5.1 Toelichting op de methode .......................................................52 3.5.2 Nauwkeurigheid en beschikbaarheid........................................55

TNO-rapport

6

FEL-01-C039

4.

Selecteren van geëigende methodes voor het uitlezen van de geregistreerde kilometers .........................................................................57 4.1 Beoordelen van de beschikbare methodes (technieken) ...........57 4.2 Visueel uitlezen en uitlezen via een gestandaardiseerde interface ....................................................................................59 4.2.1 Toelichting op de methode .......................................................59 4.3 Cellulaire telefonie....................................................................60 4.3.1 Toelichting op de methode .......................................................60 4.3.2 Beschikbaarheid en uitleesbaarheid..........................................61 4.4 Transponders ............................................................................62

5.

Inbouw in een voertuig ............................................................................67 5.1 Aandachtspunten bij inbouw ....................................................67 5.2 Overwegingen rond de inbouw van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ ..............................................................................68 5.3 Kosten.......................................................................................71 5.3.1 Variatie in de kosten .................................................................71 5.3.2 Overzicht van activiteiten en bijbehorende inspanning en kosten........................................................................................71 5.3.3 Overzicht van de kosten per voertuig .......................................75 5.4 Inbouw van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ in het voertuigenpark ..........................................................................76

6.

Fraudegevoeligheid van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’........................77 6.1 Uitgangspunt voor de verkenning.............................................77 6.2 Afbakening verkenning fraudegevoeligheid en aannamen.......78 6.3 Nader definiëren van fraude .....................................................79 6.4 Globale indruk fraudemogelijkheden bij het kilometertellersysteem..............................................................83 6.5 Resumé fraudegevoeligheid......................................................87 6.6 Vergroten van de fraudebestendigheid .....................................88 6.6.1 Levenscyclus kilometertellersysteem .......................................88 6.6.2 Ontwerpen en realiseren van een kilometertellersysteem.........89

7.

Voorkeursopties voor de Kilometerteller nieuwe stijl .............................93 7.1 De gebruikswaarde van de geselecteerde methodes .................93 7.2 Voorkeursopties........................................................................98

8.

Uitbreidbaarheid en toekomstvastheid van de voorkeursopties .............101 8.1 Uitbreidbaarheid .....................................................................101 8.1.1 Uitbreidbaarheid in meten ......................................................101 8.1.2 Uitbreidbaarheid met betalen..................................................102 8.2 Combineren van methodes .....................................................102 8.2.1 Meerwaarde van combineren van methodes...........................102 8.2.2 Vergelijking met internationale ontwikkelingen ....................103

TNO-rapport

FEL-01-C039

7

8.3

Noodzaak tot multifunctionaliteit...........................................105

9.

Conclusies en aanbevelingen .................................................................107

10.

Referenties .............................................................................................111

11.

Ondertekening........................................................................................113 Bijlagen A Regelingen rond het voertuig vanuit de overheid in de huidige situatie B Nadere toelichting op methodes voor meten en uitlezen van verreden kilometers C Ter illustratie – enkele ‘worst case’ scenario’s rond de nauwkeurigheid van GPS D Ter illustratie – de resterende ruimte in het motorcompartiment voor de inbouw van ‘after sales’ apparatuur E Dreigingen tegen juistheid en beschikbaarheid

TNO-rapport

8

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

9

Samenvatting Doel en opzet van de verkenning Een van de nieuwe wijzen van beprijzen, is de variabilisering van de autokosten. Bij deze wijze van beprijzen kunnen veel, zo niet alle vaste heffingen rond het voertuig worden vervangen door een variabele heffing, die qua grootte in ieder geval afhankelijk is van de feitelijk verreden kilometers door datzelfde voertuig. Naast de verreden kilometers kunnen ook aspecten worden meegenomen in de prijsbepaling, als bijvoorbeeld de weg (soort en ligging), het tijdstip, de verkeerssituatie, de rijstrook, de voertuigcategorie of de karakteristieken van het voertuig. De eerste aandacht richt zich echter op de mogelijkheden en beperkingen om de verreden kilometers te meten en weer uit te lezen ten behoeve van variabilisering van de autokosten. Daartoe is een verkenning opgezet naar de (on)mogelijkheden van een kilometerteller nieuwe stijl langs een viertal doelen, namelijk: D1. Inzichtelijk maken van de nauwkeurigheid in gemeten kilometers, die onder operationele omstandigheden kan worden bereikt; alsmede mogelijke verstoringen in deze nauwkeurigheid voor de verschillende, bestaande (of verwachte) methodes (technieken). D2. Inzichtelijk maken van de technische mogelijkheden en beperkingen om een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ in te bouwen in een voertuig. D3. Inzichtelijk maken van de fraudegevoeligheid van een ‘kilometerteller nieuwe stijl’, alsmede de (controle)mogelijkheden om de fraudebestendigheid te vergroten. D4. Inzichtelijk maken van de consequenties in termen van kosten , mogelijke invoeringswijze en invoeringsplanning, van het inbouwen van de kilometerteller nieuwe stijl in het gehele voertuigenpark. De verkenning beoogt het inzicht in de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ te vergroten, hetgeen heeft geleid tot aanbevelingen voor het vervolgtraject. De resultaten uit de verkenning worden per doel kort toegelicht. Als eerste wordt echter de scope van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ vastgesteld. Kenmerkend voor de huidige situatie is dat alle terugkerende regelingen vanuit de omgeving worden geïnitieerd en afgehandeld. Met de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ wordt het voertuig een dynamisch object en kan actief een rol spelen in het beprijzen en de (bijbehorende) controle. Daartoe dient het voertuig te beschikken over de volgende functionaliteit (zie schema A): • Meten – meten van de feitelijk verreden kilometers; • Vastleggen / weergeven – vastleggen en bewaren van de gemeten kilometers, ten minste tot het moment van uitlezen door de overheid. De vastgelegde

TNO-rapport

10

FEL-01-C039

kilometers moeten te allen tijde kunnen worden uitgelezen door de bestuurder en de voertuigeigenaar; • Uitlezen – uitlezen van de vastgelegde en bewaarde kilometers door de bestuurder of voertuigeigenaar, respectievelijk door de overheid. De ‘kilometerteller nieuwe stijl’ moet deze functionaliteit bieden. Voor variabilisatie van autokosten kan niet worden volstaan met sec de functionaliteit van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’. Er moet aan de combinatie ‘voertuig versus omgeving’ functionaliteit worden toegevoegd om de geregistreerde kilometers te waarderen, het te betalen bedrag te bepalen en uiteindelijk te verrekenen. De functionaliteit in de omgeving valt buiten de scope van de verkenning. Toevoeging aanvoertuig

Toevoeging aan omgeving

Kilometertellersysteem Meten van verreden kilometers

Vastleggen/weergeven van verreden kilometers Uitlezen van verreden kilometers

Schema A.

Beheer van Kilometertellersysteem (b.v. registratiekastjes

Voertuigen personenregistratie Verwerking Kilometergegevens (b.v. voor de betaling)

Functionaliteit in het voertuig voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’

Resultaten uit de verkenning D1. Inzichtelijk maken van de nauwkeurigheid in gemeten kilometers, die onder operationele omstandigheden kan worden bereikt, alsmede mogelijke verstoringen in deze nauwkeurigheid voor de verschillende, bestaande (of verwachte) methodes (technieken).

De nauwkeurigheid van de kilometerteller laat zich karakteriseren aan de hand van: • de juistheid van de gemeten kilometers; • de reproduceerbaarheid; • vergelijkbaarheid tussen verschillende voertuigen. De juistheid staat voor de afwijking tussen het werkelijke aantal verreden kilometers door een voertuig en het gemeten aantal kilometers. Tussen het werkelijke en gemeten aantal kilometers mag ‘geen grote afwijking’ zitten. Wanneer hetzelfde voertuig twee keer dezelfde rit aflegt mag tussen de gemeten aantallen kilometers ‘geen grote afwijking’ zitten (reproduceerbaarheid). Hetzelfde geldt voor twee voertuigen die dezelfde rit afleggen (vergelijkbaarheid). Overigens moet voor een definitieve specificatie van de ‘kilometerteller nieuwe

TNO-rapport

FEL-01-C039

11

stijl’ de kwalificatie ‘geen grote afwijking’ worden gekwantificeerd (bijvoorbeeld in een vast, acceptabel percentage). De methodes voor het meten van verreden kilometers zijn getoetst aan deze definitie van nauwkeurigheid. Daaruit volgt dat het is reëel uit te gaan van een onnauwkeurigheid van circa 2%. Dit betreft zowel de onnauwkeurigheid in juistheid van de gemeten kilometers, als in reproduceerbaarheid en vergelijkbaarheid. Deze onnauwkeurigheid is te realiseren met: •

Directe kilometerteller De directe kilometerteller leidt het aantal verreden kilometers direct af uit informatiebronnen die één-op-één toebehoren aan het voertuig. Tot de directe kilometertellers behoren de mechanische tellers, elektronische tellers, elektronische teller in combinatie met ABS (‘Anti-Blokkeer Systeem’) of OBD (‘On-board Diagnostics’), digitale tachograaf en taxi meter.

•

Kilometerteller op basis van positiebepaling via GNSS (Global Navigation Satellite Systems) Deze kilometerteller leidt het aantal verreden kilometers af uit een serie van positiebepalingen van het voertuig. Het meest voor de hand liggende systeem is voor de korte termijn GPS; op de middellange termijn komt de Europese variant Galileo beschikbaar.

Voor de directe kilometerteller is de vergelijkbaarheid de zwakke kant, als gevolg van de invloed van de bandomtrek en de mogelijkheden om met de bandomtrek te manipuleren. Voor de kilometerteller gebaseerd op positiebepaling via GNSS is de reproduceerbaarheid de zwakke kant, als gevolg van de toevallige fout in iedere positiebepaling. Een kilometerteller gebaseerd op positiebepaling via GNSS zal niet altijd werken als gevolg van afscherming van de satellieten. Zo’n kilometerteller vraagt om een filter om dergelijke gaten in de metingen op te vullen. Andersom is een kilometerteller gebaseerd op positiebepaling via GNSS in staat de gemeten kilometers te differentiëren naar ruimte en tijd. De directe kilometerteller werkt altijd, maar kan hooguit differentiëren naar tijd. Andere methoden voor het meten van kilometers (kilometerteller op basis van snelheids- of versnellingsmeters en de kilometerteller op basis van positiebepaling via cellulaire telefonie (nu GSM, later UMTS), zijn niet in staat overal dezelfde nauwkeurigheid te behalen. Wel kunnen deze methodes worden gebruikt als redundante methode voor controle. Hier komt ook de uitleesbaarheid om de hoek kijken. Voor vrijwel iedere gewenste frequentie van uitlezen is een methode beschikbaar. Hoogfrequent (vaak) uitlezen kan met behulp van cellulaire telefonie. Daarvoor zullen afspraken moeten worden gemaakt met de telecommunicatie aanbieders over de belasting van het netwerk en de kosten van uitlezen. De meest basale

TNO-rapport

12

FEL-01-C039

methode voor laagfrequent (‘af en toe’) uitlezen is visuele uitlezing thuis of bij een garagebezoek. De voorkeur bij het uitlezen van geregistreerde kilometers gaat uit naar: • visueel uitlezen, vanwege de betrekkelijke eenvoud; • cellulaire telefonie, aangezien: − het benodigde netwerk operationeel is en wordt gehouden door telecomoperators; − de methode voor uitlezen als redundante methode kan worden gebruikt voor het meten van de verreden kilometers (controle); • DSRC en Bluetooth, indien vanuit andere motieven een landelijk dekkend netwerk wordt uitgerold waarop de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ kan meeliften. D2.

Inzichtelijk maken van de technische mogelijkheden en beperkingen om een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ in te bouwen in een voertuig.

Bij het in kaart brengen van de (inbouw)consequenties is uitgegaan van de volgende overwegingen (zie schema B): • de in te bouwen apparatuur is van automotive kwaliteit; • de inbouw van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ betreft de inbouw van een drietal eenheden (‘units’), te weten: - meetunits: bestaande km-teller (mechanische, elektronische), additionele km-teller (input: hall-sensor, motormanagement), of GNSS (GPS); - opslag/verwerkingsunit – ‘black-box’; - uitlees/communicatie eenheid – display en GSM of DSRC. • de eenheden kunnen worden aangebracht in/op de volgende plaatsen van het motorvoertuig: - motorcompartiment; - cabine; - koetswerk.

Schema B:

Alles omvattende set van in te bouwen eenheden voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’

TNO-rapport

FEL-01-C039

13

Er zijn twee mogelijkheden om te komen tot de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ in het voertuig, namelijk: 1. Original Equipment Manufacturer (OEM) - de kilometerteller-apparatuur wordt door de voertuigindustrie tijdens het vervaardigen van het voertuig ingebouwd; 2. After Sales (AS) - de kilometerteller apparatuur wordt door de toeleveringsindustrie vervaardigd en toegeleverd aan de gebruiker (voertuigeigenaar), die het vervolgens in het voertuig plaatst of laat plaatsen. Inbouw achteraf van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ (de ‘after sales’ optie) is niet trivaal. Het motorcompartiment biedt steeds minder ruimte. Inbouw in de cabine vraagt vanuit passieve veiligheid om zorgvuldig ontwerp en inbouw in een standaardrek (dat door de automotive-industrie zelf meestal al wordt gevuld) en vanuit actieve veiligheid om zorgvuldige plaatsing om het zichtveld niet te verkleinen. Plaatsen van een antenne vraagt een plek op het dak (doorvoer kabel) of de voorruit (beperken zichtveld); een alternatief is de bumper. Inbouw in de kofferbak brengt nu nog lange kabels met zich mee en is daarmee zondermeer fraudegevoelig. In de toekomst kan in toenemende mate direct op de databus in het voertuig (de CAN-bus) worden aangesloten. Inbouw tijdens de vervaardiging van het voertuig (de ‘OEM’ optie) verdient dan ook de voorkeur. Dat vraagt om goed overleg met de automotive industrie op een Europees niveau. In principe komt met de ‘on-board diagnostics’ (OBD) systemen en de GPS voor routenavigatie, een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ op korte of middellange termijn in het voertuig. Deze systemen zijn echter op voorhand niet bedoeld voor gebruik door de overheid en zullen zeker niet zondermeer op fraudebestendigheid zijn ontworpen. Motorfietsen en vrachtwagens laten gelijksoortige inbouwperikelen zien als personenauto’s. Een bijkomend aandachtspunt bij vrachtauto’s en motorfietsen is het verschil in voltage van de voeding. Voor vrachtauto’s is dit 24V of 40V, voor motorfietsen 6 V, 12V of wisselspanning van licht/ontstekingsspoel. Een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ moet dus voor verschillende voltages leverbaar zijn.

D3.

Inzichtelijk maken van de fraudegevoeligheid van een ‘kilometerteller nieuwe stijl’, alsmede de (controle)mogelijkheden om de fraudebestendigheid te vergroten.

De ‘kilometerteller nieuwe stijl’ is zondermeer fraudegevoelig. Uit verkenning van de fraudemogelijkheden met het kilometertellersysteem blijkt het volgende: 1. Doel van fraude: Fraude met het kilometertellersysteem heeft tot doel de kilometertellerstand te doen afwijken van de werkelijke stand, d.w.z. het werkelijk aantal gereden kilometers;

TNO-rapport

14

FEL-01-C039

2. Soorten mogelijke aanvallen: Fraude kan plaatsvinden door middel van inbreuken op de juistheid van de kilometerstand en door middel van inbreuken op de beschikbaarheid van het kilometertellersysteem; 3. Aangrijpingspunten voor fraude: Fraude kan plaatsvinden op alle componenten in het systeem (componenten t.b.v. meten, componenten t.b.v. vastleggen/weergeven, componenten t.b.v. uitlezen, componenten t.b.v. ondersteuning en koppelingscomponenten). In schema D is een overzicht opgenomen van alle aangrijpingspunten voor fraude; 4. Fraudemogelijkheden bij toename aantal componenten: Bij toename van het aantal componenten om het kilometertellersysteem vorm te geven wordt het aantal aangrijpingspunten om fraude te plegen groter; 5. Single-point-of-failure: Wanneer het kilometertellersysteem uit één component bestaat is dit een ‘single-point-of-failure’: als deze component niet beschikbaar is kan er niet worden geteld. Fraude plegen is moeilijker doordat de verbindingen tussen de onderdelen niet zondermeer toegankelijk zijn; 6. Fraudeur kijkt verder dan eigen auto: Fraude blijft niet beperkt tot het ‘kastje in het voertuig’, de fraudeur zal de mogelijkheden van de omgeving gebruiken om fraude te kunnen plegen (bijvoorbeeld verwisseling van ‘kastjes’ uit verschillende voertuigen) en, 7. Fraudemogelijkheden veranderen bij koppeling aan andere (ICT-)systemen: Koppelen van het kilometertellersysteem aan andere systemen (b.v. betalingssystemen) zal andere fraudemogelijkheden aan het licht brengen.

omgeving

A Fysieke unit voor het meten van verreden kilometers

B

C

Fysieke unit voor het weergeven/vastleggen van verreden kilometers

D

E Fysieke unit voor het H ondersteuning (power) van verreden kilometers

Fysieke unit voor het uitlezen F van verreden kilometers

G voertuig

Verbindingskanaal data (kabel, ‘door de lucht’) Verbindingskanaal power (kabel, ‘door de lucht’)

Schema D: Aangrijpingspunten voor fraude gegeven de fysieke architectuur van een kilometertellersysteem.

Wanneer gekeken wordt naar de (controle)mogelijkheden om de fraudebestendigheid te vergroten, moet de gehele levenscyclus van het kilometertellersysteem in beschouwing worden genomen. Deze levenscyclus kent meerdere fasen, waarbij in iedere fase zijn eigen betrokken organisaties kent en een plaats waar de bijbehorende handelingen plaatsvinden (zie schema C). Alle fasen in de levenscyclus kunnen positief, maar ook negatief bijdragen aan de fraude

TNO-rapport

FEL-01-C039

15

bestendigheid van het kilometertellersysteem. Bij het opzetten van het kilometertellersysteem dient daarom rekening gehouden te worden hoe in de andere delen van de levenscyclus met fraude-aspecten wordt rekening gehouden (een zogenaamd dreigingenmodel).

Kilometertellersysteem Levenscyclus

Eisen stellen

Fabriceren

Uitrollen

Gebruiken

Personen

Overheid

Ontwerper/ Assembleerder

Geaccrediteerd monteur

Voertuig gebruiker

Plaats

Kantoor

Fabriek

Garage

Voertuig

Schema C:

Uitlezen

Controleren

APK-keurder APK-keurder / RDW, Politie

Garage

Keurstation / Op deweg

Aspecten om mee te nemen in een dreigingenmodel

Een goed ontwerp en inbedden van dit ontwerp in de gehele organisatie vanaf productie tot en met inname is nodig (ontwerp en controle samen laten opgaan). Daarbij kunnen steeds verschillende typen van maatregelen tegen elkaar worden afgewogen. De volgende typen maatregelen kunnen worden onderscheiden: • Juridische maatregelen: maatregelen die worden afgedwongen door wet- en regelgeving of via een verzekering worden afgedekt (b.v. Wetboek van strafrecht, wet op computercriminaliteit); • Organisatorische maatregelen: maatregelen die de inrichting van de organisatie rondom de systemen bepalen (b.v. wie controleert de garage die kastjes inbouwt?); • Procedurele maatregelen: maatregelen die aangeven hoe de technische maatregelen gebruikt moeten worden en hoe systemen zelf gebruikt moeten worden (b.v. wat te doen als de teller niet oploopt en je rijdt wel?); • Technische maatregelen: maatregelen die in het kilometertellersysteem zelf worden genomen (b.v. meerdere tellers waarvan er maar 1 voor de bestuurder zichtbaar is of een back-up batterij in geval van stroomuitval). D4.

Inzichtelijk maken van de consequenties in termen van kosten , mogelijke invoeringswijze en invoeringsplanning, van het inbouwen van de kilometerteller nieuwe stijl in het gehele voertuigenpark.

Kosten van een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ hangen samen met: • de initiatie; • de operatie en exploitatie; • de beëindiging.

TNO-rapport

16

Initieel wordt een kilometerteller officieel in gebruik genomen ten behoeve van variabilisatie van de autokosten, na vooraf te zijn gegaan door productie en eventueel overdracht aan de voertuigeigenaar en inbouw. Vervolgens wordt de kilometerteller uitgelezen, onderhouden en gecontroleerd. Na enige tijd wordt de levensduur van de kilometerteller beëindigd (al dan niet samenvallend met het einde van de levensduur van het voertuig). Zonodig wordt de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ eerst uitgebouwd en vervolgens ingenomen en verwerkt. De kosten voor vervaardiging van een additionele ‘kilometerteller nieuwe stijl variëren tussen de 250 en 1000 Nederlandse guldens. De bestaande kilometerteller brengt uiteraard geen aanvullende kosten voor vervaardiging met zich mee. Voor alle methodes komen daar bij de kosten voor inbouw en controle. Deze kosten variëren tussen de 150 en 950 Nederlandse guldens afhankelijk van merkeen type voertuig. Naast de kosten kan het aantal uren zelf een obstakel vormen, gegeven de beschikbare capaciteit bij erkende garagebedrijven. De kosten- en urenschatting die gemaakt is voor het vervaardigen en inbouwen van de kilometerteller apparatuur laat een grote spreiding zien. De reden daarvoor is dat een aantal kostprijsbepalende zaken nog te prematuur en onbekend is Voor de vervaardiging bepaalt het uiteindelijke functionele eisenpakket, de plaats van inbouw en in hoeverre de apparatuur universeel moet/kan zijn (geschikt voor diverse voertuigmerken/typen) sterk de kostprijs. Voor de inbouw geldt hetzelfde maar naast het bovengenoemde hebben we hier ook te maken met de grote verschillen in uitvoering, inbouwmogelijkheden, etcetera, per voertuig merk en type, onderling en ook in de loop van de tijd. Deze voertuig gebonden factoren zijn van grote invloed op de prijs. De oudere en minder geavanceerde voertuigen zijn ten opzichte van de huidige over het algemeen niet volgebouwd met airco, elektronica, airbags, etc. Afgezien van het ontbreken van voldoende ruimte wordt het steeds problematiseer om apparatuur aan het voertuig bevestigt te krijgen, omdat de ondergrond daar onvoldoende sterk/stijf voor is (dunne en/of kunststoffen beplating). Door het integreren van apparatuur (bediening, controle, airbags, radio, boordcomputer, etc.) in het dashboard is het niet eenvoudig om dashboards los te nemen en te monteren. Navraag bij inbouwstations van taximeters hebben geresulteerd in verschiltijden tussen voertuigmerken van ca. 3 uur. Overwegingen met betrekking tot de invoeringsstrategie zijn vertaald in aanbevelingen. Aanbevelingen

Uit de verkenning volgt dat de grootste knelpunten liggen bij de fraudegevoeligheid en inbouw in het voertuig. Dit leidt tot de volgende aanbevelingen:

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

17

Aanbevelingen rond ‘fraudegevoeligheid’ Om te komen tot een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ die ten eerste naar behoren functioneert en ten tweede adequate maatregelen tegen fraude bevat, moeten de volgende stappen worden doorlopen: 1. Primaire eisen: Bepaal de functionele eisen aan het kilometertellersysteem: wat moet het kilometertellersysteem precies doen; 2. Eisen m.b.t. fraude: Bepaal, globaal, welk soort fraude met het kilometertellersysteem niet gewenst is: wat moet het kilometertellersysteem niet doen of niet mogelijk maken; 3. Omgevingsfactoren: Bepaal in wat voor soort omgeving het kilometertellersysteem ingezet gaat worden: wat is in de omgeving van het kilometertellersysteem te vertrouwen en wat niet; 4. Afweging risico’s t.o.v. primaire eisen: Maak een risicoafweging tussen waarvoor het kilometertellersysteem er is, de primaire eisen, en de risico’s die er gelden in de omgeving gegeven de eisen m.b.t. fraude; 5. Vertrouwensniveau: Bepaal welk vertrouwen er moet zijn dat het gerealiseerde kilometertellersysteem voldoet aan de primaire eisen en de eisen m.b.t. fraude gegeven de omgevingsfactoren; 6. Ondubbelzinnig, consistent en toetsbaar eisenpakket: Stel een ondubbelzinnig en consistent eisenpakket op dat realiseerbaar is door fabrikanten en zorg dat het mogelijk is om de gefabriceerde producten aan het eisenpakket te toetsen. Dit betekent dat voordat een fabrikant begint met het ontwikkelen en realiseren van een kilometertellersysteem de volgende eisen vaststaan: • eisen t.a.v. de werking van het product; • eisen t.a.v. fraude; • eisen t.a.v. het niveau van vertrouwen dat het product doet wat het moet doen en niet doet wat het niet moet doen. Aanbevelingen rond ‘inbouw in het voertuig’ Vanuit zowel technisch als organisatorisch oogpunt is het aan te bevelen de inbouw van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ bij de fabricage mee te nemen. Op deze manier kan de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ ook worden ingepast in het ontwikkelingspad van voertuigen. Van de overheid vraagt dit dat zij de automotive-industrie de tegemoet treedt met een eigen visie, waarin integraal alle wensen vanuit het vigerende en toekomstige te verwachten overheidsbeleid zijn opgenomen. De ‘kilometerteller nieuwe stijl’ moet onderdeel uitmaken van deze visie, naast toepassingen als bijvoorbeeld ISA, de digitale tachograaf en elektronische voertuigidentificatie.

TNO-rapport

18

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

19

Afkortingen ABS A-GPS APK AVV BS BPM BSC BTS BZK CBM CC CDMA COO DGG DGP DGPS DGTP DSRC Efrx EMC EOBD E-OTD ESP ETSI GPS GPRS GSM ICT ISA Km LA LCS MCS MS MRB Ny OBD OM PLMN PvE RDW RVI

Anti-Blokkeer Systeem Assisted GPS Algemene Periodieke Keuring Adviesdienst Verkeer en Vervoer Base Station Belasting Personenauto’s en Motorvoertuigen Base Station Center Base Station Transceiver Binnenlandse Zaken en Koninkrijksaangelegenheden Centraal Bureau voor Motorrijtuigenbelasting Common Criteria for Information Security Evaluation Code Division Multiple Access Cell Of Origin Directoraat-Generaal Goederenvervoer Directoraat-Generaal Personenvervoer Differential GPS Directoraat-Generaal Telecommunicatie en Post Digital Short-Range Communication Gebruikseis op het gebied van fraude, nummer x Elektro-Magnetische Compatibiliteit Europese OBD Enhanced Observed Time Difference Elektronisch Stabiliteits Programma European Telecommunications Standards Institute Global Positioning System General Packet Radio Service Global System for Mobile communications Informatie en Communicatie Technologie Intelligente Snelheids Adaptie Kilometer Location Area LoCation Services Mobile Services Switching Center Mobile Station Motorrijtuigenbelasting Normering, waarde y On-Board Diagnostics Openbaar Ministerie Public Land-Mobile Network Programma van Eisen RijksDienst voor het Wegverkeer Rijks Verkeers Inspectie

TNO-rapport

20

SMS TDMA TISEF TNO TNO-FEL TNO-WT TOA UMTS WAP

FEL-01-C039

Short Message Service Time division Multiple Access TNO-FEL Information Security Evaluation Facility Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Fysisch en Elektronisch Laboratorium TNO Wegtransportmiddelen Time Of Arrival Universal Mobile Telecommunication System Wireless Application Protocol

TNO-rapport

FEL-01-C039

21

1.

Inleiding

1.1

Context van de kilometerteller

In het nieuwe beleid voor verkeer en vervoer in Nederland wordt nadrukkelijk ingezet op benutten en beprijzen. Het idee achter beprijzen is dat mobilisten door nieuwe wijzen van betalen voor hun deelname aan het verkeer en vervoer, bewuster omgaan met hun mobiliteit. Bewuster in de zin dat de keuze van wel of niet verplaatsen, het tijdstip en de vervoerwijze van verplaatsen, alsmede de te volgen route, worden gerelateerd aan bijvoorbeeld de weg (soort en ligging), het tijdstip, de verkeerssituatie, de rijstrook, de voertuigcategorie of de karakteristieken van het voertuig. Een van de nieuwe wijzen van beprijzen is de variabilisering van de autokosten. Bij deze wijze van beprijzen kunnen veel, zo niet alle vaste heffingen rond het voertuig worden vervangen door een variabele heffing, die qua grootte in ieder geval afhankelijk is van de feitelijk verreden kilometers door datzelfde voertuig. Naast de verreden kilometers kunnen ook de bovengenoemde aspecten worden meegenomen in de prijsbepaling. De eerste aandacht richt zich echter op de mogelijkheden en beperkingen om de verreden kilometers te meten en weer uit te lezen ten behoeve van variabilisering van de autokosten. Daarbij gaat het om vragen als: • Wat zijn de gebruiksmogelijkheden van een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ waarmee de door een voertuig afgelegde kilometers kunnen worden gemeten, geregistreerd en vervolgens uitgelezen? • Wat zijn de reeds bestaande, praktische mogelijkheden om zo’n ‘kilometerteller nieuwe stijl’ te produceren? • Welke kosten, fraudekansen en controlemogelijkheden gaan gepaard met de kilometerteller nieuwe stijl? Deze verkennende studie beoogt de bouwstenen aan te dragen voor de discussie rond deze vragen.

1.2

Doel van de verkenning

De verkenning naar de (on)mogelijkheden van een kilometerteller nieuwe stijl is opgezet langs een viertal doelen, namelijk: D1. Inzichtelijk maken van de nauwkeurigheid in gemeten kilometers, die onder operationele omstandigheden kan worden bereikt; alsmede mogelijke verstoringen in deze nauwkeurigheid voor de verschillende, bestaande (of verwachte) methodes (technieken). D2. Inzichtelijk maken van de technische mogelijkheden en beperkingen om een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ in te bouwen in een voertuig.

TNO-rapport

22

FEL-01-C039

D3. Inzichtelijk maken van de fraudegevoeligheid van een ‘kilometerteller nieuwe stijl’, alsmede de (controle)mogelijkheden om de fraudebestendigheid te vergroten. D4. Inzichtelijk maken van de consequenties in termen van kosten , mogelijke invoeringswijze en invoeringsplanning, van het inbouwen van de kilometerteller nieuwe stijl in het gehele voertuigenpark. De verkenning beoogt het inzicht in de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ te vergroten, hetgeen tot aanbevelingen leidt voor het vervolgtraject.

1.3

Opzet en afbakening van de verkenning

Opzet van de verkenning Uitgaande van de vier beschreven doelen is de verkenning uitgevoerd langs de volgende stappen: 1. Plaatsen van variabilisatie van autokosten (sec op basis van verreden kilometers) ten opzichte van de huidige situatie; 2. Selecteren van de meest geëigende methodes (technieken) om verreden kilometers te meten; 3. Selecteren van de meest geëigende methodes (technieken) om gemeten en vastgelegde kilometers uit te lezen; 4. Nader uitwerken van de mogelijkheden om de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ in te bouwen in voertuigen en de consequenties in termen van kosten; 5. Nader uitwerken van de fraudegevoeligheid van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ en de mogelijkheden om deze fraudegevoeligheid om te zetten in fraudebestendigheid; 6. Vaststellen van de voorkeursopties voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl en aanduiden van de meerwaarde van combineren van methodes (technieken); 7. In beeld brengen van de uitbreidbaarheid en toekomstvastheid van de voorkeursopties; 8. Resumeren van de resultaten van de verkenning in conclusies en aanbevelingen. In het hoofdrapport is de uitwerking van deze stappen opgenomen. Ieder hoofdstuk behandelt één stap. Meer gedetailleerde uitwerkingen zijn opgenomen in de bijlagen. Afbakening van de verkenning Zoals gezegd staan centraal in de verkenning de mogelijkheden en beperkingen om verreden kilometers te meten en uit te lezen. Deze afbakening betekent dat de volgende aspecten buiten de scope van de verkenning vallen: • tariefstelling en wijze van betalen; • organisatorische fraude (zoals registratie van het voertuig in het buitenland, of papieren verhuizing van de voertuigeigenaar); • privacyaspecten (wel worden de privacy-implicaties kort aangeduid);

TNO-rapport

FEL-01-C039

23

•

organisatie voor het feitelijk uitlezen, verwerken en vereffenen van de verreden kilometers.

In beperkte zin zijn meegenomen in de verkenning: • invoeringsstrategie en invoeringstermijn (niet de heffingsorganisatie; wel de technische aspecten van invoering en de organisatie van de inbouw van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’); • differentiatie van de verreden kilometers naar binnenland en buitenland.

TNO-rapport

24

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

25

2.

De huidige situatie als referentie voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’

2.1

Bestaande regelgeving rond het voertuig vanuit de overheid

In de huidige situatie zijn vanuit overheidszijde meerdere regelingen getroffen betreffende beprijzen, toelating en controle, namelijk (zie figuur 2.1): • Beprijzen: − vaste lasten: Belasting op Personenauto’s en Motorrijtuigen (BPM), Motorrijtuigenbelasting (MRB); − variabele lasten: belastingaccijns op brandstof en op de onderhoudskosten (arbeid en materiaal). • Toelating: − typegoedkeuring (met daarin eisen waaraan het voertuig moet voldoen, alvorens toegelaten te worden op de Nederlandse wegen). • Controle: − Kentekenregistratie; − Algehele Periodieke Keurig (APK). In bijlage A is een korte toelichting gegeven op deze regelgevingen.

Voertuig

Omgeving Bij aanschaf

Periodiek (minstens 1 keer per jaar)

Permanent Permanent Bij introductie Bij overdracht Ieder jaar voor auto's ouder dan 3 jaar

Figuur 2.1

Belasting op Personenauto's en Motorvoertuigen (BPM)

Motorrijtuigenbelasting (MRB)

Vaste lasten

Belastingaccijns op de brandstof Onderhoud

Variabele lasten

Type goedkeuring Kentekenregistratie

Controle

Algehele Periodieke Keurring (APK)

Regelingen vanuit overheidszijde rondom het voertuig

Kenmerkend voor de huidige situatie is dat alle terugkerende regelingen vanuit de omgeving worden geïnitieerd en afgehandeld. De BPM wordt meegenomen in de aanschafwaarde, het kenteken wordt overgedragen aan de voertuigeigenaar, de

TNO-rapport

26

FEL-01-C039

MRB wordt direct met de voertuigeigenaar afgerekend, de accijnzen op brandstof en onderhoud worden meegenomen in de brandstof en onderhoudskosten en de voertuigeigenaar wordt geacht het voertuig een APK te laten ondergaan. Het voertuig zelf is een statisch object in al deze regelingen. In de typegoedkeuring staat uiteraard het voertuig centraal, edoch dat is eenmalig bij de introductie van een nieuw type. Met de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ wordt het voertuig een dynamisch object en kan actief een rol spelen in het beprijzen en de (bijbehorende) controle. Daartoe dient het voertuig te beschikken over de volgende functionaliteit (zie figuur 2.2):

• •

•

Meten – meten van de feitelijk verreden kilometers; Vastleggen / weergeven – vastleggen en bewaren van de gemeten kilometers, ten minste tot het moment van uitlezen door de overheid. De vastgelegde kilometers moeten te allen tijde kunnen worden uitgelezen door de bestuurder en de voertuigeigenaar; Uitlezen – uitlezen van de vastgelegde en bewaarde kilometers door de bestuurder of voertuigeigenaar, respectievelijk door de overheid.

De ‘kilometerteller nieuwe stijl’ moet deze functionaliteit bieden. Voor variabilisatie van autokosten kan niet worden volstaan met sec de functionaliteit van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’. Er moet aan de combinatie ‘voertuig versus omgeving’ functionaliteit worden toegevoegd om de geregistreerde kilometers te waarderen, het te betalen bedrag te bepalen en uiteindelijk te verrekenen. De functionaliteit in de omgeving valt buiten de scope van de verkenning. Toevoeging aanvoertuig

Toevoeging aan omgeving

Kilometertellersysteem Meten van verreden kilometers

Vastleggen/weergeven van verreden kilometers Uitlezen van verreden kilometers

Figuur 2.2

Beheer van Kilometertellersysteem (b.v. registratiekastjes)

Voertuigen personenregistratie Verwerking Kilometergegevens (b.v. voor de betaling)

Functionaliteit in het voertuig voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’

TNO-rapport

FEL-01-C039

27

2.2

Gebruikswaarde van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’

2.2.1 Voor de kilometerteller relevante gebruikscriteria De wens aan de basis van de verkenning is voor de vastgestelde functionaliteit van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ een selectie te maken van de meest geëigende methodes (technieken), om deze functionaliteit te realiseren. In deze beginfase van nadenken over variabilisatie van autokosten, is er nog geen duidelijk beeld van de gebruikseisen en –wensen voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’. In de verkenning is ervoor gekozen bij de selectie die technieken te selecteren, waarvan de gebruikswaarde dicht in de buurt ligt van de huidige regelingen. Deze gebruikswaarde kan worden uitgedrukt in de volgende gebruikscriteria: nauwkeurigheid, bereik, uitleesbaarheid, beschikbaarheid, fraudegevoeligheid, inbouw in voertuig en kosten. Deze criteria worden nu kort toegelicht; gaandeweg de verkenning zullen deze criteria nader worden ingevuld. 2.2.2 Nauwkeurigheid De nauwkeurigheid van de kilometerteller laat zich karakteriseren aan de hand van: • juistheid van de gemeten kilometers; • reproduceerbaarheid; • vergelijkbaarheid tussen verschillende voertuigen. De juistheid staat voor de afwijking tussen het werkelijke aantal verreden kilometers door een voertuig en het gemeten aantal kilometers. Tussen het werkelijke en gemeten aantal kilometers mag ‘geen grote afwijking’ zitten. Wanneer hetzelfde voertuig twee keer dezelfde rit aflegt mag tussen de gemeten aantallen kilometers ‘geen grote afwijking’ zitten (reproduceerbaarheid). Hetzelfde geldt voor twee voertuigen die dezelfde rit afleggen (vergelijkbaarheid). Overigens moet voor een definitieve specificatie van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ de kwalificatie ‘geen grote afwijking’ worden gekwantificeerd (bijvoorbeeld in een vast, acceptabel percentage). Wanneer een oplossing voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ wordt beoordeeld op de nauwkeurigheid waarmee de verreden kilometers worden gemeten, dan is daar een meetmogelijkheid voor, zie figuur 2.3.

TNO-rapport

28

FEL-01-C039

Juistheid → onnauwkeurigheid ten opzichte van het werkelijke aantal verreden kilometers 2%

4%

6%

8%

10%

Reproduceerbaarheid → onnauwkeurigheid in het aantal verreden kilometers bij twee dezelfde ritten door het hetzelfde voertuig 2%

4%

6%

8%

10%

Vergelijkbaarheid → onnauwkeurigheid in het aantal verreden kilometers van het ene voertuig ten opzichte van het andere voertuig bij dezelfde route 2%

4%

Figuur 2.3

6%

8%

10%

Meetmogelijkheden om ‘nauwkeurigheid’ als gebruikseis mee te nemen.

Huidige situatie: binnen de huidige regelgeving speelt de nauwkeurigheid geen rol. 2.2.3 Bereik Het bereik van meten en uitlezen staat in relatie tot: • het voertuig – werkt de kilometerteller altijd, alleen wanneer het voertuig rijdt of kan het ook anders worden aan- en uitgezet? • de locatie – werkt de kilometerteller altijd, ongeacht de locatie, zowel in het binnenland als in het buitenland? Wanneer een oplossing voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ wordt beoordeeld op het bereik, dan is daar (rekening houdende met de afbakening van deze verkenning) een meetmogelijkheid voor, zie figuur 2.4. Voertuig

→

wanneer werkt de ‘Kilometerteller nieuwe stijl’?

Altijd

Locatie

JA

Figuur 2.4

Alleen wanneer het voertuig rijdt

→

Afhankelijk van de locatie

differentiatie naar ruimte (binnen- en buitenland)

NEE

As om ‘bereik’ als gebruikseis mee te nemen.

TNO-rapport

FEL-01-C039

29

Huidige situatie: de huidige regelingen betreffende beprijzen werken altijd en overal, zij het dat de variabele kosten kunnen verschillen per provincie en land. Voor de vaste kosten wordt dit onderscheid niet gemaakt. De huidige regelingen voor controle zijn eveneens afhankelijk van het betreffende land. 2.2.4 Uitleesbaarheid Bij het uitlezen kan onderscheid worden gemaakt tussen de bestuurder / voertuigeigenaar en de heffende / controlerende instantie. Om de bestuurder goed te informeren over de verreden kilometers, moet de kilometerteller eenvoudig in de auto uitleesbaar zijn. De kilometerteller moet in dit geval eenduidige en betrouwbare informatie geven. Deze informatie dient vergelijkbaar zijn met andere systemen in het voertuig, zoals de bestaande kilometerteller of de boordcomputer. Het is voor de instantie die de heffing uitvoert of controleert niet interessant om van elke auto op elk tijdstip te weten hoeveel kilometers de betreffende auto heeft afgelegd. Het is voor pure heffingsdoeleinden wellicht al voldoende om met zekere periodiciteit (in tijd of na afloop van één of meerdere ritten) regelmaat door te krijgen hoeveel kilometers een voertuig heeft gereden. Voor handhaving en controle, en bijvoorbeeld bij koop of verkoop van een voertuig, is het wel van belang te allen tijde te kunnen waarnemen hoeveel kilometers zijn afgelegd. De uitleesbaarheid kan worden gekarakteriseerd volgens de frequentie van uitlezen. De frequentie van uitlezen kan worden uitgedrukt in het aantal keer per jaar dat voor ieder voertuig het aantal geregistreerde kilometers kan worden uitgelezen. De situatie waaronder wordt uitgelezen, kan afhankelijk zijn van het de verkeerssituatie, of het moment van de dag. Anders gezegd, de situatie hangt samen met het aantal voertuigen, waarvan op dat moment het aantal geregistreerde kilometers kan worden uitgelezen. Wanneer een oplossing voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ wordt beoordeeld op de mogelijkheden om de geregistreerde kilometers uit te lezen, dan is daar een meetmogelijkheid voor, zie figuur 2.5. Reëel geachte uitleesfrequentie per jaar

‘365x’ Dagelijks of per rit

Figuur 2.5

52x

12x

4x

2x

1x jaarlijks

As om de uitleesfrequentie als gebruikseis mee te nemen voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ als geheel

TNO-rapport

30

Huidige situatie: de uitleesbaarheid is in de vorm van een verrekening direct gekoppeld aan een rechtspersoon, zijnde de handelaar (van voertuigen of brandstof), de voertuigeigenaar of de eigenaar van het garagebedrijf. De verrekening vindt plaats met een vaste (al dan niet onderling afgesproken) frequentie. 2.2.5 Beschikbaarheid De beschikbaarheid hangt samen met de mate waarin erop kan worden vertrouwd dat de kilometerteller ook daadwerkelijk naar behoren functioneert, zowel voor meten als uitlezen. Dit laat zich karakteriseren aan de hand van: • de technische levensduur; • de gegevensoverdracht. De ‘kilometerteller nieuwe stijl’ zal óf een langere technische levensduur moeten hebben dan een voertuig, óf moeten worden vervangen voor het einde van de technische levensduur. Werkt de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ naar behoren dan moet ook de gegevensoverdracht beschikbaar zijn. Anders gezegd: een gemeten kilometer moet ook worden vastgelegd, vastgelegde kilometers moeten worden bewaard en afgegeven, bewaarde kilometers moeten in juiste vorm ook feitelijk ontvangen worden door de uitlezer. Voor de beschikbaarheid is geen meetmogelijkheid gedefinieerd. De beschikbaarheid is op voorhand niet direct gebonden aan een methode (techniek) en komt later terug bij de fraudegevoeligheid. Huidige situatie: In de huidige regelgeving speelt de beschikbaarheid van de voertuigapparatuur geen directe rol in de verrekening. Wel moet het voertuig bij afmelden voor de APK fysiek aanwezig zijn, samen met de kentekenpapieren. 2.2.6 Fraudegevoeligheid De fraudegevoeligheid betreft bovenal: • de juistheid van de gemeten, geregistreerde en uitgelezen kilometers; • de beschikbaarheid van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’. Dit zijn de twee richtingen waar de manipulatie zich op kan richten. Betreffende de ‘juistheid’ (als component van de nauwkeurigheid) ligt de gevoeligheid bij de mogelijkheden de gemeten, geregistreerde en/of uitgelezen kilometers te manipuleren. Wat de ‘beschikbaarheid’ betreft ligt de gevoeligheid bij de mogelijkheden de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ (tijdelijk) uit te schakelen, opdat niet alle verreden kilometers worden gemeten. Wanneer een deeloplossing voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ (zijnde meten, registreren óf uitlezen) wordt beoordeeld op fraudegevoeligheid dan zijn er twee meetmogelijkheden hiervoor, zie figuur 2.6.

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

31

Fraude door inbreuken op juistheid N1

N2

N3

Fraude door inbreuken op beschikbaarheid N1

N2

N3

N4

Legenda assen (tolerantie en aanwezig zijn) N1: weinig fraudemogelijkheden; N4: veel fraudemogelijkheden

Figuur 2.6:

Assen om fraude als gebruikseis mee te nemen voor iedere component uit de ‘kilometerteller nieuwe stijl’.

Huidige situatie: in de huidige regelgeving is de personenauto een statisch object. De fraudegevoeligheid jegens de regelingen vanuit de overheid beperkt zich daardoor tot de ‘omgeving’ (zie figuur 2.1). ‘Fraude’ speelt wel een rol rond de tachograaf bij de vrachtauto’s en bussen, de kentekenplaten (‘rijden met vals kenteken’), of bij de kilometerteller (‘terugdraaien’ van de teller voor verkoop). 2.2.7 Inbouw in voertuigen De inbouw van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ in voertuigen hangt samen met: • de toepasbaarheid voor alle voertuigen; • de toelating / goedkeuring. De ‘kilometerteller nieuwe stijl’ moet op een veilige en correct manier worden ingebouwd. Dat betekent in ieder geval dat de kilometerteller moet voldoen aan allerhande normen uit de automotive (zoals inbouw, vormgeving, materiaalsoort, condities waaronder de apparatuur nog moet werken, of interferentie met andere voertuigapparatuur), alsmede uit de radiodatacommunicatie (zoals in- en uitstraling of verstoring van andere apparatuur). Voor de ‘inbouw’ is geen meetmethode gedefinieerd. De inbouw in voertuigen is op voorhand geen onderscheidend gebruikscriterium voor de verschillende methodes (technieken). Huidige situatie: in de huidige regelgeving is de personenauto een statisch object. Het beroepsvervoer wordt wel uitgerust met extra apparatuur, zoals de tachograaf bij vrachtwagens en bussen en de taximeter voor taxi’s. Deze apparatuur wordt achteraf ingebouwd en voldoet aan alle normen en regelgeving. 2.2.8 Kosten Kosten van een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ hangen samen met de: • initiatie; • operatie en exploitatie; • beëindiging.

TNO-rapport

32

FEL-01-C039

Initieel wordt een kilometerteller officieel in gebruik genomen ten behoeve van variabilisatie van de autokosten, na vooraf te zijn gegaan door productie en eventueel overdracht aan de voertuigeigenaar en inbouw. Vervolgens wordt de kilometerteller uitgelezen, onderhouden en gecontroleerd. Na enige tijd wordt de levensduur van de kilometerteller beëindigd (al dan niet samenvallend met het einde van de levensduur van het voertuig). Zonodig wordt de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ eerst uitgebouwd en vervolgens ingenomen en verwerkt. Wanneer een oplossing voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ wordt beoordeeld op kosten dan zijn daar drie meetmogelijkheden voor, zie figuur 2.7. Kosten voor vervaardiging ƒ200

ƒ400

ƒ600

ƒ800

ƒ1000

Kosten voor inbouw ƒ50

ƒ100

ƒ150

ƒ200

ƒ250

Kosten voor gebruik ƒ10

Figuur 2.7:

ƒ20

ƒ30

ƒ40

ƒ50

Assen om kosten als gebruikseis mee te nemen.

Huidige situatie: In de huidige regelgeving kent alleen kent alleen het kenteken en de bijbehorende kentekenplaat voor voertuigen een gesloten levenscyclus (van initiatie tot en met beëindiging), met alle bijbehorende kosten. Voor het beroepsvervoer komt hier de tachograaf of taximeter bij.

TNO-rapport

FEL-01-C039

33

3.

Selecteren van geëigende methodes om verreden kilometers te meten

De selectie van geëigende methodes richt zich op de beschikbare methodes (technieken) om de feitelijk verreden kilometers te meten, alsmede om de geregistreerde en vastgelegde kilometers uit te lezen. De (clusters van ) methodes om deze functies te realiseren verschillen fundamenteel van elkaar. Voor de methode om de geregistreerde kilometers vast te leggen kan worden teruggegrepen op boordcomputers, die onderling geen fundamentele verschillen vertonen en derhalve ook niet zijn meegenomen in de selectie.

3.1

Beoordelen van de beschikbare methodes (technieken)

Voor de verkenning zijn op voorhand de onderstaande methodes geselecteerd voor het meten van verreden kilometers. Deze methodes zijn in de vervolgparagrafen kort toegelicht. In bijlage B is op aspecten een uitgebreidere beschrijving opgenomen.

•

Directe kilometerteller De directe kilometerteller leidt het aantal verreden kilometers direct af uit informatiebronnen die één-op-één toebehoren aan het voertuig. Tot de directe kilometertellers behoren de mechanische tellers, elektronische tellers, elektronische teller in combinatie met ABS (‘Anti-Blokkeer Systeem’) of OBD (‘On-board Diagnostics’), digitale tachograaf en taxi meter.

•

Kilometerteller op basis van snelheids- of versnellingsmeters Deze kilometerteller leidt de snelheid af uit de gemeten snelheid van een toegevoegde snelheidsopnemer (radar of licht), of uit de gemeten versnellingen van een toegevoegde versnellingsopnemer.

•

Kilometerteller op basis van positiebepaling via GNSS (Global Navigation Satellite Systems) Deze kilometerteller leidt het aantal verreden kilometers af uit een serie van positiebepalingen van het voertuig. Het meest voor de hand liggende systeem is voor de korte termijn GPS, voor de middellange termijn ook Galileo.

•

Kilometerteller op basis van positiebepaling via Cellulaire telefonie Deze kilometerteller leidt eveneens het aantal verreden kilometers af uit een serie van positiebepalingen van het voertuig. Het meest voor de hand liggende systeem is voor de korte termijn is GSM, voor de middellange termijn UMTS.

Voor de selectie zijn de verschillende methodes (technieken) vooral in relatieve zin ten opzichte van elkaar beoordeeld op hun gebruikswaarde. Daarvoor is gebruik gemaakt van de gebruikscriteria: ‘nauwkeurigheid’ en ‘bereik’. In figuur 3.1 zijn de verschillende methodes op kwalitatieve wijze ten opzichte van elkaar gepositioneerd.

TNO-rapport

34

FEL-01-C039

groot

lokalisatie voertuig t.o.v. weginfrastructuur

Nauwkeurigheid

GNSS (GPS) UMTS

Radar

GSM/E-OTD

Licht GSM/TOA Versnellingsopnemer

GSM/COO

klein

Elektronische teller+ ABS / OBD Digitale Elektronische tachograaf teller Mechanische teller

lokalisatie voertuig t.o.v. baken

geen lokalisatie

klein

groot

Bereik Figuur 3.1:

Kwalitatieve positionering meetmethodes ten opzichte van nauwkeurigheid en dekkingsgebied1

Uit de figuur volgt dat de directe kilometerteller en de op GNSS gebaseerde kilometerteller de beste gebruiksmogelijkheden bieden. De, onder operationele omstandigheden te realiseren, nauwkeurigheid ligt het hoogst bij de directe kilometertellers en GNSS. Voor deze methodes geldt: • Juistheid – het is reëel aan te nemen dat de onjuistheid in het aantal gemeten kilometers versus het werkelijke aantal gereden kilometers tot 2% is terug te brengen, zowel voor de directe kilometertellers als voor GNSS; • Reproduceerbaarheid en vergelijkbaarheid – deze zijn (binnen de gestelde juistheid) niet constant, als gevolg van de karakteristieken van beide methodes. In de volgende paragrafen wordt hierop bij de nadere toelichting op ingegaan. De reëel haalbare nauwkeurigheid zal uiteindelijk in de regelgeving moeten worden opgenomen. Wat betreft het bereik onderscheiden de directe kilometerteller en de op GNSS gebaseerde kilometerteller zich van elkaar, namelijk: • Bereik in relatie tot het voertuig – de directe kilometerteller werkt alleen tijdens de rit van het voertuig. GNSS kan in principe altijd werken, mits de ontvanger maar van stroom wordt voorzien; • Bereik in relatie tot de infrastructuur – tijdens de rit werkt de directe kilometer altijd, ongeacht de locatie. De positiebepaling via GNSS kan gaten vertonen in geval van afscherming van het voertuig (de ontvanger) ten opzichte van de satellieten. Voor het kilometertellen zal dit geen onoverkomelijke bezwaren met zich meebrengen, aangezien het steeds gaat

1

De digitale tachograaf en taxi meter vallen onder elektronische teller

TNO-rapport

FEL-01-C039

35

om het afleiden van de verreden kilometers uit een serie van positiebepalingen. Cellulaire telefonie (GSM, UMTS) lijkt in eerste instantie minder geschikt voor het meten van verreden kilometers. Met name het verschil in celgroottes en daarmee het verschil in nauwkeurigheid over het land werken tegen. In combinatie met de mogelijkheden die cellulaire telefonie biedt voor het uitlezen, blijft deze optie interessant als controle of redundante methode in een voertuig. Nieuwe technologie als radar, licht (laser) en versnellingsopnemers zijn eveneens minder geschikt voor het direct meten van verreden kilometers. Met name de versnellingsopnemers kunnen interessant zijn als controlemethode in het voertuig. Over de meerwaarde van redundantie in meten of controlemogelijkheden volgt later meer. De voorkeur bij het meten van verreden kilometers gaat uit naar de directe kilometertellers en naar de op GNSS (GPS) gebaseerde kilometerteller. Cellulaire telefonie moet zeker in beschouwing worden genomen als redundante of controlemogelijkheid (bijvoorbeeld controle van posities).

3.2

Directe kilometertellers

3.2.1 Toelichting op de methodes (technieken) Onder direct metende kilometertellers wordt verstaan: de kilometertellers, die in het voertuig op enige wijze door de beweging van het voertuig het afgelegde aantal kilometers meten. De ‘kilometerteller nieuwe stijl’ kan worden gebaseerd op: • bestaande kilometertellers die in elk voertuig aanwezig zijn; • andersoortige systemen, die reeds in voertuigen aanwezig zijn; • volledig nieuwe, in te bouwen systemen. Alle drie de vormen worden nader toegelicht. 3.2.1.1 Huidige kilometerteller (odometer) De eenvoudigste oplossing voor het tellen van gereden kilometers is het gebruik van de bestaande, in het voertuig ingebouwde kilometerteller. In alle auto's die tegenwoordig op de weg komen, is een kilometerteller voorhanden. De teller zelf is niet verplicht, maar is een toevoeging aan de wel verplichte snelheidsmeter. In het algemeen functioneren de tellers op basis van informatie van de uitgaande as van de versnellingsbak. De informatie kan op twee wijzen worden overgebracht: • De mechanische teller: via een overbrenging worden de omwentelingen van de uitgaande as van de versnellingsbak overgebracht op een roterende kabel. Deze drijft de snelheidsmeter en de kilometerteller aan met een spoeloverbrenging. • De elektronische teller: Een Hall opnemer telt (contactloos) pulsen die het aantal omwentelingen van de uitgaande as van de versnellingsbak

TNO-rapport

36

representeren. Het aantal pulsen dat wordt gemeten wordt als spanningssignaal doorgegeven aan een processor, die hiermee de uitslag van de snelheidsmeter aangeeft, en de kilometerteller aanstuurt. De laatste methode is beter wat betreft nauwkeurigheid en levensduur en is flexibeler, zowel qua ontwerp (de kabel van de mechanische teller is niet erg flexibel) als qua toepassingen (de processor kan meerdere functies, zoals dagtellers, eenvoudiger invullen). 3.2.1.2

Nieuwe vormen van kilometertellers met reeds aanwezige technologie In een voertuig worden tegenwoordig veel meetsystemen ingebouwd, naast de kilometerteller en snelheidsmeter, die kunnen worden gebruikt om de afstand te bepalen. De belangrijkste hierbij zijn het ABS (Anti Blokkeer Systeem), eventueel gecombineerd met ESP (Elektronisch Stabiliteits Programma) en boordcomputers, zoals die door de fabrikant worden geleverd. ABS verzamelt veiligheidskritische informatie, zonder terugkoppeling aan de bestuurder. Het veiligheidskritische karakter van de informatie, brengt met zich mee dat ABS aan strenge specificaties moet voldoen. ABS is gangbaar onder voertuigen vanaf bouwjaar medio 2000. Onder boordcomputers worden verstaan: systemen die voor de bestuurder informatie verzamelen. De boordcomputer kan hierom ook minder streng gespecificeerde informatie weergeven, en betrekt zijn informatie vaak van de bestaande kilometerteller. In de afgelopen decennia hebben ontwikkelingen plaatsgevonden ten behoeve van onderhoud en ten behoeve van uitlaatgasemissies, waarbij het monitoren van voertuigen, motoren en emissies belangrijke items waren. Voor deze toepassingen zijn diverse varianten van OBD's (On Board Diagnostics systemen) gerealiseerd. De Verenigde Staten lopen hierin voorop. Sinds 1996 is in de VS in elke nieuwe auto een OBD (OBD II, ofwel een tweede generatie) aanwezig, waaruit met een gestandaardiseerde interface informatie betrokken kan worden. De OBD II heeft nog verschillende interfaces, waarbij globaal onderscheid kan worden gemaakt tussen Japanse, Europese en Amerikaanse auto's. Afhankelijk van de interface die wordt gebruikt (die van de monteur, een huis tuin en keuken interface of die van de fabrikant) komt verschillende informatie vrij. In Europa vindt een aparte OBD ontwikkeling plaats (EOBD) in "The European Working Group on On Board Diagnostics (OBD)" [3]. Vanaf circa 2000 zal de EOBD in nieuwe voertuigen beschikbaar zijn. Vanaf 2003 geldt als één van de voorwaarden dat de verreden afstand moet worden opgeslagen. Vanaf 2005 dient de afstandsinformatie in alle nieuwe voertuigen beschikbaar te zijn.

Uiteindelijk resulteert dit in twee mogelijke typen van ‘kilometertellers nieuwe stijl’, namelijk gebaseerd op: • Boordcomputer / ABS; • OBD.

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

37

Boordcomputer / ABS De boordcomputer levert signalen die afgeleid worden van hetzij de (elektronische) snelheidsmeter, hetzij een ABS/ESP systeem. Meestal worden voor een boordcomputer geen aparte sensoren gebruikt, maar worden gegevens direct afgeleid van bestaande informatiebronnen zoals de ABS- of ESP-sensoren. De sensoren van het ABS systeem zijn inductieve opnemers die gemonteerd zijn bij alle wielen van het voertuig, en stellen het wieltoerental vast met behulp van een "vertande" schijf, die op de wielas gemonteerd is. De toevoeging van ESP aan het ABS systeem behoeft extra sensoren: gyroscopen nemen hierbij waar welke draaibewegingen het voertuig maakt. Door deze extra informatie kan worden bepaald of het voertuig een extreme bochtsnelheid heeft, en in hoeverre het voertuig in het grensgebied van zijn kunnen komt. In dat geval wordt door actief ingrijpen op de remmen (per wiel) de stabiliteit van het voertuig verbeterd. OBD Zoals aangegeven dient de EOBD in 2003, naast onderhoudskentallen, ook afstandsinformatie te geven. In Directive 98/69/EC, betrekking hebbend op maatregelen tegen vervuiling door emissies van voertuigen, zijn geen verdere eisen aan de afstandsregistratie gesteld, anders dan dat die aanwezig dient te zijn. De veronderstelling is dat hetzij de ABS sensoren, hetzij een gelijksoortige sensor, maar dan specifiek voor deze toepassing, zullen worden gebruikt. Het uitlezen van de EOBD geschiedt door het koppelen van geschikte meetapparatuur aan de gestandaardiseerde interface. Op eenvoudige wijze zou hiervoor ook een permanente oplossing kunnen worden bedacht. Momenteel zijn uitleesopties te koop, die via een PC- programma gegevens leveren. Een Amerikaans voorbeeld (OBD II) levert de informatie zoals weergegeven in figuur 3.2.

TNO-rapport

38

FEL-01-C039

Afstandsaanduiding vanaf laatste ‘code clear’

Figuur 3.2

Uitleesscherm OBD II

3.2.1.3 Nieuwe vormen van tellers met nieuwe technologie Naast het gebruik van de huidige tellers, en het gebruik van reeds in het voertuig bestaande systemen voor kilometertellen, is het denkbaar alternatieve methodes (technieken) te gebruiken. Hiervoor kunnen diverse oplossingen bedacht worden: pragmatisch, gebruik makend van bestaande toepassingen, zoals de (digitale) tachografen in vrachtwagens en taximeters. De digitale tachograaf werkt in principe zoals de elektronische snelheidsmeter: een inductieve / Hall-opnemer meet contactloos het aantal omwentelingen van de uitgaande as van de versnellingsbak. In principe kan hiervoor gebruik worden gemaakt van de aanwezige voertuigsensor, mits deze sensor fraudebestendig kan worden gemaakt (zie hoofdstuk 7). Het verschil met de elektronische snelheidsmeter is dat de sensor ‘intelligent’ is in zoverre dat het een ‘handshake’, ofwel een simpele communicatie met de tachograaf zelf kan uitvoeren, en dat de sensor een unieke identificatiecode heeft. Bij eerste installatie van het tachograafsysteem vindt communicatie plaats tussen sensor en tachograaf, waarbij de unieke codes van de sensor en de tachograaf worden uitgewisseld. Deze codes worden vervolgens opgeslagen in zowel de sensor als de tachograaf, waarna alleen

TNO-rapport

FEL-01-C039

39

deze combinatie van tachograaf en sensor een werkend tachograafsysteem oplevert. Zodra een andere sensor wordt aangesloten, of de sensor wordt aangesloten op een andere tachograaf, is het niet meer mogelijk een werkend systeem te krijgen zonder dat zowel de sensor als de tachograaf in de fabriek een warme herstart (‘reset’) krijgen. De verbinding tussen de tachograaf zelf en de sensor kan hiermee vrijwel niet gemanipuleerd worden.

Taxi meter2 De digitale tachograaf is specifiek voor vrachtwagens en bussen (die nu reeds over een traditionele tachograaf dienen te beschikken) ontwikkeld en is niet goed te implementeren in personenvoertuigen. Een alternatief systeem uit het beroepsvervoer is de taximeter. In taxi's wordt een kilometerteller gebruikt voor het berekenen van de ritprijs. De ritprijs wordt opgebouwd uit wachttijd (als het voertuig stil staat wordt een tarief per tijdseenheid geteld) en de afstand die gereden is maal een kilometertarief. Sinds 1995 zijn de "taximeters" die in Nederland worden gebruikt gecertificeerd. Dit houdt in dat zowel de taximeter, (fase 1 keuring) als de taximeter ingebouwd in het voertuig (fase 2 keuring) voldoen aan, door het Nederlands Meet Instituut te controleren eisen. De taximeter wordt ingebouwd door de leverancier van het systeem, en wordt voor de afstandsmeting aangesloten op de bestaande in-voertuig systemen; in de meeste gevallen de snelheidsmeter. In een verwerkingseenheid worden afstandsmeting en tijdmeting gecombineerd tot een ritprijs, die in een display wordt getoond. De meest eenvoudige taximeter heeft een geheugen. Meer geavanceerde versies hebben geïntegreerde betaalmogelijkheden (pin, zelfs Chipper/Chipknip). Deze laatste systemen leveren direct informatie aan de centrale over specifieke ritgegevens, zoals afstand, aantal personen, locatie (GPS). Verder zijn er opties om op gezette tijden (bijvoorbeeld 's nachts) meer gedetailleerde gegevens over te zenden, die niet direct met de rit te maken hebben. 3.2.2 Voorziene groeipad in directe kilometertellers Een groeipad van functionaliteit en ontwikkelingen van sensoren zoals in figuur 3.3 is te verwachten. Bij gebruikmaking van motormanagementgegevens dient rekening te worden gehouden met de bereidheid van de autofabrikanten om hieraan mee te werken. Momenteel heeft elke fabrikant de vrijheid om zijn eigen motormanagementprotocol op te stellen. Tevens dient men in acht te houden dat het aftappen van motormanagementgegevens zonder toestemming van de autofabrikant juridische gevolgen kan hebben in verband met eventuele optredende storingen of ongevallen als gevolg van falen van het motormanagementsysteem.

2

Gegevens over de taxi meter zijn afkomstig van een gesprek met TaxiTronic te Apeldoorn

TNO-rapport

40

FEL-01-C039

Kilometerteller op basis van mechanische overbrenging uit versnellingsbak Kilometerteller op basis van elektronische overbrenging uit versnellingsbak Kilometerteller op basis van ABS signalen

‘On Board Diagnostics’ met kilometerteller

Boordcomputers

Tijd

Figuur 3.3

Heden

Ontwikkelingen op het gebied van functies en applicaties in het voertuig voor directe kilometertellers.

3.2.3 Nauwkeurigheid en beschikbaarheid De nauwkeurigheid van de kilometerteller moet garanderen dat kilometerheffing op een gelijkwaardige manier plaatsvindt. Hierbij speelt de vergelijkbaarheid tussen voertuigen, reproduceerbaarheid en gewenste nauwkeurigheid voor heffing een rol. De huidige kilometerteller levert informatie die is afgeleid van de snelheidsmeter. De nauwkeurigheid van de kilometerteller is gerelateerd aan de nauwkeurigheid van de snelheidsmeter. Deze is vastgelegd in internationale regels. Voor de nauwkeurigheid van snelheidsmeters in auto's wordt wettelijk als (nauwkeurigheids)eis gesteld dat de aangewezen snelheid nooit lager mag zijn dan de werkelijke snelheid. Tussen 40 km/h en 120 km/h (of 80% Vmax) mag de afwijking nooit groter worden dan 10% van de aangewezen snelheid + 4 km/h. Dit houdt dus in dat de snelheidsmeter van een voertuig dat 120 echte kilometers per uur rijdt, maximaal 136 km/h mag aangeven. De afwijking van de gemeten snelheid is dus ca 13% bij 120 km/h, maar kan procentueel gezien toenemen voor lagere snelheden. Overigens geldt deze afwijking onder gestandaardiseerde omstandigheden. De kilometerteller die gerelateerd is aan het signaal van de snelheidsmeter, kan in principe een kleinere afwijking hebben. Recente tests hebben uitgewezen dat er een afwijking van plus of min 4% mogelijk is, met nieuwe voertuigen en relatief nieuwe banden. Een schatting aan de hand van de bovenvermelde snelheidsmeterinformatie leidt tot een grotere mogelijke foutmarge. De foutmarge wordt in zijn totaliteit beïnvloed door: • Nauwkeurigheid van de kilometerteller, zoals hiervoor beschreven. Deze kan dus op boven beschreven wijze een afwijking van ongeveer 4% (positief of negatief) genereren, en dus een variatie van bijna 8% tussen verschillende voertuigen. • Afwijkingen in de bandenmaat: Banden worden volgens richtlijnen gemaakt, maar er zitten toch verschillen in merken en types banden. Daarbij komt de

TNO-rapport

FEL-01-C039

41

•

afwijking die kan ontstaan als de gebruiker van het voertuig een andere maat band monteert dan voorgeschreven. In de regel is deze afwijking klein, rond 0,5%. Afwijkingen door “bandengebruik”: Zowel bandenspanning, bandenslijtage als asbelasting hebben invloed op de effectieve rolstraal, en dus de afstand per omwenteling van de band. De hieruit volgende afwijking is rond 2% in zijn totaliteit.

Totaal zullen voertuigen dus een verschil tot naar schatting 6,5% kunnen hebben ten aanzien van de werkelijk verreden afstand. Onderling kunnen de verschillen tussen voertuigen 8 tot 9% zijn. In het algemeen, echter, kan de nauwkeurigheid door kalibratie worden teruggebracht tot ca 2%. De afwijking van een in Nederland goedgekeurde taximeter is bijvoorbeeld kleiner dan 2%. De reproduceerbaarheid wordt enigszins aangetast doordat de bandenspanning een rol speelt bij de juistheid van meten. De vergelijkbaarheid wordt aangetast doordat zowel het voertuigtype, de bandenmaat, als de bandenspanning een rol spelen bij de juistheid van meten. Ter illustratie is in tabel 3.1 een overzicht gegeven van mogelijke bandenmaten, hun omtrek en het procentuele verschil in de gemeten, afgelegde weg bij een type band ten opzicht van de band met de kleinste bandomtrek. De meeste personenauto's hebben 13 of 14 inch velgen (R13 of R14). De bandenmaten in het grijze blok, zijn de meest voorkomende. In principe kan elke band, die om de velg past, onder een wagen worden gemonteerd. In de praktijk is dat gelimiteerd, omdat bij steeds grotere banden de kans groot is dat de band tegen de wielkast / spatbord aan komt. Dit is automerk/type afhankelijk. Sommige mensen bouwen speciaal daarvoor hun auto om (andere veren of wielkastverbreders, etcetera). Tabel 3.1.

Ter illustratie: het verschil in bandomtrek en daarmee de gemeten, afgelegde weg per bandomwenteling

Verschil in bandomtrek = afgelegde weg per bandomwenteling (5J velg)

band op R13 155/60

165/60

175/60

185/60

145/70

155/70

165/70

175/70

185/70

195/70

528

540

552

534

548

562

576

590

604

1.696

1.734

1.678

1.722

1.766

1.810

1.854

1.898

104.7

107.0

103.5

106.2

108.9

111.6

114.3

117.1

100.0

102.6

105.2

107.9

110.5

113.1

diam [mm]

516

omtrek [m]

1.621

1.659

%

100.0

102.3

%

band op R14 145/60

165/60

175/60

185/60

145/70

155/70

165/70

195/70

205/70

554

566

578

560

574

588

630

644

diam [mm]

530

omtrek [m]

1.665

1.740

1.778

1.816

1.759

1.803

1.847

1.979

2.023

%

100.0

104.5

106.8

109.1

105.7

108.3

110.9

118.9

121.5

100.0

102.5

105.0

112.5

115.0

%

TNO-rapport

42

FEL-01-C039

De beschikbaarheid van een directe kilometerteller hangt louter samen met de technische levensduur van de kilometerteller en/of het voertuig. Nauwkeurigheid directe kilometerteller De directe kilometerteller levert een cumulatieve fout opleveren op, die verschillend zal zijn voor de diverse voertuigen. ‘Cumulatief in de letterlijke betekenis van het woord, namelijk een fout die over de verschillende ritten heen wordt opgeteld. Na kalibratie is een afwijking van maximaal 2% ten opzichte van de werkelijk verreden afstand reëel. Deze afwijking is voertuigafhankelijk (voertuigtype, bandenmaat en ‘bandengebruik’), maar zal ook in tijd en temperatuur een variatie opleveren. De reproduceerbaarheid en vergelijkbaarheid worden daardoor enigszins aangetast. Beschikbaarheid directe kilometerteller De beschikbaarheid van een directe kilometerteller hangt louter samen met de technische levensduur van de kilometerteller en/of het voertuig

3.3

Kilometerteller op basis van snelheids- of versnellingsmeters

Radar/licht Radartechnologie is goed bruikbaar voor het meten van snelheden. Door het snelheidssignaal 1 maal te integreren wordt vervolgens de verplaatsing bepaald. Met radarreflectie op de grond wordt de faseverschuiving van het verzonden signaal (als het ware het Doppler effect) gemeten. Hieruit is de snelheid, en ook de verplaatsing af te leiden. Met behulp van lichtreflectie wordt ook de snelheid wel gemeten. Dit is in het algemeen een goedkoper en in veel gevallen nauwkeuriger alternatief. Versnellingsopnemers Versnellingsopnemers werken op basis van traagheid: een kleine massa wordt geveerd opgehangen. De beweging ten opzichte van de “ophanging” van de massa is een maat voor de versnelling van het voertuig in de bewuste richting. Het is dus noodzakelijk om in 3 richtingen versnellingsopnemers te gebruiken om de totale beweging van het voertuig vast te kunnen stellen. Het versnellingssignaal kan, 2 maal geïntegreerd, de verplaatsing van het voertuig bepalen. Versnellingsopnemers worden gebruikt voor o.a. ESP systemen en in geavanceerde meetapparatuur. Nieuwe ontwikkelingen op het gebied van sensoren, zoals sensoren op basis van radar, licht en versnellingsopnemers lijken niet haalbaar vanwege kostprijs, nauwkeurigheid en praktische uitvoering van het systeem.

TNO-rapport

FEL-01-C039

43

3.4

Kilometerteller op basis van positiebepaling via GNSS (Global Navigation Satellite Systems).

3.4.1 Toelichting op de methode Voor de nauwkeurige plaatsbepaling van een voertuig kan gebruik worden gemaakt van GNSS (Global Navigation Satellite Systems). Hieronder vallen alle op satellieten gebaseerde plaatsbepalingsystemen zoals GPS (Global Positioning System), GLONASS (Global Navigation Satellite System) of, in de nabije toekomst, Galileo. Galileo is een Europees satellietplaatsbepalingsysteem, dat functioneel en qua opbouw grote overeenkomsten vertoont met GPS. De realisatie van Galileo is een kwestie van jaren. Omdat GLONASS op het moment van schrijven niet operationeel is door onderhoudsproblemen, en niet te overzien is wanneer dit weer is opgelost, zal in de rest van dit hoofdstuk uit het oogpunt van leesbaarheid steeds alleen GPS genoemd worden. Alle GNSS technieken zijn echter vergelijkbare plaatsbepalingsystemen en daarvoor gelden dezelfde randvoorwaarden als voor GPS. De basis voor de verplaatsingsmeting met behulp van GPS is de plaatsbepaling (afstand is het verschil tussen twee opeenvolgende GPS posities). De plaatsbepaling kan worden omgezet in een verplaatsingsmeting. In figuur 3.4 is ter illustratie een spoor geplot van GPS-plaatsbepalingen langs een werkelijke gereden route van Scheveningen - Den Haag – Rotterdam - Gouda 5000 Scheveningen 0 -5000

0

meters

-5000

5000

10000

15000

20000

25000

30000

Utrechtse Baan - Den Haag

-10000 Gouda

A13

Auto gewisseld A20

-15000 A20 -20000

A16 Rotterdam

-25000

meters

Figuur 3.4

Voorbeeld van een spoor van GPS-plaatsbepalingen

Indien de GPS positie zeer frequent gemeten wordt (moderne ontvangers doen dit minimaal 1 keer per seconde, maar er zijn ook ontvangers die dit al 10 keer per seconde doen) kan nauwkeurig de afgelegde weg worden bepaald. Uit het

TNO-rapport

44

positieverschil tussen twee opeenvolgende metingen kan op die manier eenvoudig de afgelegde weg worden berekend. Als al deze afgelegde stukjes bij elkaar opgeteld worden ontstaat de totale afgelegde weg. 3.4.2 Nauwkeurigheid en beschikbaarheid Systemen waarbij de afgelegde weg wordt berekend vanuit positiebepaling (van welk systeem dan ook) zijn afhankelijk van de frequentie en nauwkeurigheid van de positiebepaling. Zoals gesteld is het voor de nauwkeurigheid reëel aan te nemen dat de onjuistheid in het aantal gemeten kilometers versus het werkelijke aantal gereden kilometers tot 2% is terug te brengen, edoch zullen de reproduceerbaarheid en vergelijkbaarheid niet constant zijn. Om dit te begrijpen zal de werking van GPS en de mogelijke foutenbronnen worden toegelicht. Bij al deze foutenbronnen is het goed te beseffen dat de verwachting is dat de nauwkeurigheid steeds tot op een (voor het beleid) acceptabel niveau kan worden gebracht door de berekende GPS-posities te filteren. Op zo’n manier kunnen fouten in de bepaalde posities er zodanig worden uitgefilterd, dat ze geen significante invloed zullen hebben op de nauwkeurigheid. Vrijwel alle fabrikanten hebben al een aantal filters ingebouwd, die, afhankelijk van de manier waarop de ontvanger wordt gebruikt, kunnen worden geselecteerd. Deze filters houden over het algemeen rekening met de dynamiek en de fysieke (on)mogelijkheden van de ontvanger. Zo zal bijvoorbeeld een auto niet binnen een seconde 10 meter ‘opzij’ kunnen springen. Filters die rekening houden met fysische eigenschappen, worden Kalman-filters genoemd. Vrijwel elke GPS-ontvanger heeft wel één of meer eenvoudige Kalmanfilters ingebouwd, die voor verschillende situaties kunnen worden geselecteerd. Deze filters bieden al een iets verbeterde positieoplossing ten opzichte van de ongefilterde posities. De beste positieoplossing wordt gekregen als een op maat gemaakt Kalman-filter wordt gebruikt, waarin een zo gedetailleerd mogelijk model van het betreffende voertuig is opgenomen. Een dergelijk filter maken kost echter veel tijd (en geld). Dan nu de toelichting op het functioneren van GPS. Voor de positiebepaling maakt GPS gebruik van een afstandsmeting. De afstanden worden gemeten aan de hand van de looptijden van het uitgezonden signaal van de GPS-satelliet naar de GPSontvanger. Voor een goede positiebepaling zijn minstens vier satellieten nodig, namelijk: • 1 satelliet: geeft een bol, waarop het voertuig zich bevindt; • 2 satellieten: geven een cirkel, waarop het voertuig zich bevindt; • 3 satellieten: duiden 2 punten aan waar het voertuig zich kan bevinden, waarvan één ver in de ruimte (en dus geen realistisch punt); • 4 satellieten: correctie voor lokale klokfout; • 5 satellieten of meer: redundantie in meten.

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

45

Met GPS kan een drie-dimensionale positie overal op aarde worden gemeten (breedtegraad, lengtegraad, hoogte). Dit zijn drie onbekenden, waarvoor in principe drie vergelijkingen (afstandsmetingen tot satellieten) nodig zijn. Waarvoor dan de vierde satelliet? Omdat het meten van de afstand tot een satelliet gebaseerd is op het meten van de tijd die het signaal van de satelliet nodig heeft om bij de ontvanger te komen, geeft een fout in de satelliet- of ontvangerklok een positiefout in breedtegraad, lengtegraad of hoogte. De satellietklokken (atoomklokken) zijn allemaal gesynchroniseerd en uiterst nauwkeurig, dus een eventueel optredende positiefout wordt veroorzaakt door de (goedkope) quartzklok in de ontvanger. Om nu toch een goede plaatsbepaling te krijgen, wordt de tijd als vierde onbekende factor beschouwd. We hebben dan voor de positieberekening 4 onbekenden (x, y, z en tijd), dus moeten er vier vergelijkingen zijn om dit te kunnen oplossen. Vandaar de vierde satelliet. Op deze manier is het mogelijk om de goedkope quartzklok, die op korte termijn (enkele tientallen seconden) bijna net zo nauwkeurig is als de atoomklokken uit de satellieten, door middel van het GPS-signaal te synchroniseren, waardoor toch een nauwkeurige plaatsbepaling kan worden uitgevoerd. Het getoonde spoor van positiebepalingen in figuur 3.4 laat een zekere grilligheid zien. Voor een deel valt deze grilligheid terug te voeren op de bewegingen van net voertuig (de vetergang, inhaalbewegingen, uitwijken voor motorfietsen, etcetera). Voor den ander deel valt de grilligheid wel degelijk terug te leiden op de karakteristieken van GPS. In de plaatsbepaling zit namelijk een variatie, als gevolg van verschillende foutenbronnen (zie figuur 3.5).

1

∆t

klokfout ionosfeer

reflect ie mult ipat h

5 ∆x Figuur 3.5

4

∆x

2 t ∆ 3Afscherming aarde geoïde

∆ϕ 6,7 Foutenbronnen in GPS-positiebepaling:

In tabel 3.2 is een toelichting bij de figuur opgenomen.

TNO-rapport

46

FEL-01-C039

Tabel 3.2

Geschatte afwijking in positiebepaling voor de verschillende foutenbronnen

Nr.

Omschrijving van de foutenbron

Geschatte afwijking

1

klokfout van de satelliet

max. 3 cm

2

looptijd signaal door ionosfeer

10 tot 15 meter

3

Afscherming (in combinatie met 4)

4

reflectie/multipad

enkele tientallen tot honderden meters

5

enkele centimeters

6

verschil tussen geoïde en ‘echte’ aardoppervlak Verschuiving van het fasecentrum van de antenne met de ‘zichthoek’ naar de satelliet

7

Thermische ruis in de antenne

3 tot 5 millimeter

3 tot 5 millimeter

De belangrijkste fouten zijn dus de looptijd van het signaal door de atmosfeer en de invloed van afscherming en reflectie / multipath. Alle andere fouten vallen bij deze twee in het niet. Voor een beter begrip (en daarmee bagage voor de discussie) zijn de belangrijkste fouten toegelicht, te weten: • Looptijd signaal door ionosfeer; • Invloed afscherming: - Het aantal zichtbare satellieten; - De positie van de zichtbare satellieten. • Reflecties als gevolg van de omgeving, waarin het voertuig rijdt. Looptijd signaal door ionosfeer In figuur 3.6 is ter illustratie de positiebepaling van een GPS systeem weergegeven op een vaste locatie De metingen zijn uitgevoerd 19 en 20 oktober 2000 gedurende 15 uur meten met een vaste antenne die niet eenvoudig verplaatst kon worden. Er is gebruik gemaakt van een commercieel verkrijgbaar GPS kaartje (zg OEM module) met een huidige prijs van rond de fl 250,--. Soortgelijke bordjes kunnen bij afname van grote aantallen worden gemaakt voor rond de fl 50,--. De metingen zijn verwerkt en er is voor een goed inzicht enige statistische berekening op toegepast. De hier genoemde waarden zijn representatief voor een ‘normale’ civiele GPS ontvanger, met de kanttekening dat de gebruikte ontvangstantenne bijna van horizon tot horizon vrij zicht had. Gemeten lengte- en breedtegraad zijn omgerekend naar meters, om gemakkelijker een indruk van de nauwkeurigheid te kunnen krijgen. De percentages die in het volgende overzicht zijn gegeven zijn de percentages voor de 3-dimensionale fout, dus lengte, breedte en hoogte meegerekend. Het resultaat hiervan is:
44.4% is binnen 5 meter van de ingemeten positie;
85.7% is binnen 10 meter;
95.6% is binnen 15 meter;
100% is binnen 30 meter. In dit geval zijn geen grotere afwijkingen gemeten.

TNO-rapport

FEL-01-C039

47

Als alleen in het platte vlak wordt gekeken zijn de getallen:
86.6% is binnen 5 meter van de ingemeten positie;
99.46% is binnen 10 meter;
100% is binnen 15 meter. Dit is dus nog aanmerkelijk beter.

Figuur 3.6

Ter illustratie: gemeten posities met GPS op één, vaste locatie

In zijn algemeenheid kan worden gesteld dat GPS in principe overal en altijd werkt met een absolute positienauwkeurigheid van 30 meter in 95% van alle metingen. In de praktijk blijkt, dat de positieoplossing van GPS over het algemeen minder dan 15 meter afwijking heeft. Figuur 3.7 geeft dit weer.

TNO-rapport

48

FEL-01-C039

Normaal gesproken, wanneer er voldoende satellieten in zicht zijn, die bovendien redelijk netjes over de zichtbare hemel verdeeld zijn, zal een uitgerekende GPS-positie binnen 15 meter van de werkelijke positie van de ontvanger zijn. Onder iets minder gunstige omstandigheden kan de afwijking ongeveer 30 meter worden. Het blijft echter een statistische verdeling: “de kans dat een berekende positie binnen x meter van de werkelijke positie ligt is y%”. Dit houdt dus in, dat nooit met 100% zekerheid is te zeggen dat een berekende positie “goed” is, of binnen afgesproken marges ligt. Er is altijd een kans, hoe klein dan ook, dat de berekende positie meer zal afwijken dan is toegestaan. In de praktijk kan gesteld worden:




15 meter in 66% van alle metingen (1sigma3);




30 meter in 95% van alle metingen (2 sigma);




50 meter in 99,996% van alle metingen (3 sigma).

Figuur 3.7

Absolute positienauwkeurigheid van GPS bij vier of meer zichtbare satellieten.

Ruis rond de positiebepaling De spreiding van ruim 10 meter in figuur 3.6 (2-dimensionaal) werkt als een soort ‘ruis’ op de echte positie. Indien een voertuig langere tijd (bijvoorbeeld bij een verkeerslicht) op één plaats stil staat, zal ook een dergelijk patroon gemeten worden dat afhankelijk kan zijn van plaats en tijd. Door toepassing van filtertechnieken kan de ‘ruis’ nog aanmerkelijk worden verkleind. Het weergegeven plaatje is zonder deze filtering opgenomen, maar bij een goed gekozen filter, waarbij rekening gehouden moet worden dat normaliter van een bewegend systeem gebruik gemaakt wordt (het systeem zal wat ‘trager’ worden), zal de afwijking als gevolg van deze ‘ruis’ minder worden dan 5 meter. Bij een zwaarder filter wordt de afwijking als gevolg van ‘ruis’ nog kleiner, maar dan zal de werkelijke positiebepaling als het GPS systeem in beweging komt gaan nalopen. Aantal zichtbare satellieten Zoals gezegd, is een voorwaarde voor de werking van GPS dat het signaal van minimaal 4 satellieten ontvangen wordt. Wanneer de ontvanger wordt afgeschermd, kan het gebeuren dat er niet voldoende satellieten ontvangen kunnen worden voor een positiebepaling. Dit is onder andere het geval in tunnels en garages. Ook bomen kunnen onder bepaalde omstandigheden het GPS-signaal blokkeren. Als bomen in blad staan en het heeft flink geregend, zit er zo veel water

3

Uitgaande van een normale verdeling kan de spreiding in de berekende posities worden uitgedrukt in de standaarddeviatie (sigma of σ)

TNO-rapport

FEL-01-C039

49

in en op de bladeren, dat het GPS-signaal wordt tegengehouden. Op een weg met aan weerszijden hoge, dichtbebladerde bomen, kan hierdoor het signaal volledig wegvallen. Deze situatie komt echter niet al te vaak voor, naar schatting niet vaker dan 20 dagen per jaar. De positie van de zichtbare satellieten Vier satellieten die vlak bij elkaar staan (in hoogte boven de horizon en kompasrichting), geven een minder goede plaatsbepaling dan vier satellieten die ‘netjes’ verdeeld zijn in hoogte boven de horizon en kompasrichting. Het laatste geval zal een veel nauwkeuriger plaatsbepaling opleveren. In figuur 3.8 is dit geïllustreerd voor twee dimensies. Als twee satellieten dicht bij elkaar staan en beide worden gebruikt voor een positieoplossing, dan zullen de signalen onder bijna dezelfde hoek bij de ontvanger aankomen. Het snijvlakje van de ‘banden’ waarin de positie moet liggen is hierdoor heel langgerekt, waardoor de positiefout groot is. Staan de satellieten verder uit elkaar, dan zullen de signalen uit twee behoorlijk verschillende richtingen komen. Het snijvlak van de ‘positiebanden’ is nu bijna vierkant, wat inhoudt: een kleine positiefout. Het behoeft geen verdere uitleg dat dit ook in drie dimensies opgaat. De GPS plaatsbepaling heeft dus een maximale positienauwkeurigheid wanneer de satellieten die voor de plaatsbepaling worden gebruikt niet te dicht bij elkaar staan (in hoek boven de horizon en kompasrichting ten opzichte van de waarnemer).

Groot snijgebied

Klein snijgebied

grote positiefout

kleine positiefout

Figuur 3.8

Invloed van de positie van de zichtbare satellieten op de nauwkeurigheid

Reflecties Omgevingsinvloeden spelen vooral in steden een belangrijke rol. Daar kan het voorkomen dat er geen, of te weinig, satellieten rechtstreeks zichtbaar zijn, maar wel via reflecties (zie figuur 3.9). In dit geval is een plaatsbepaling wel mogelijk, maar zal de berekende plaats onnauwkeuriger zijn dan wanneer er wel een rechtstreeks zichtpad was geweest. Als laatste hangt ook een hoop van de gebruiker af. Als de gebruiker de mogelijkheden en beperkingen van GPS niet kent, is hij/zij niet in staat om een goede interpretatie van de uitkomsten van een GPS-systeem te geven.

TNO-rapport

50

FEL-01-C039

Goede constellatie in rijrichting, kleine positiefout Slechte constellatie dwarsop, grote positiefout Foutellips wordt groter naarmate minder satellieten in zicht komen

Figuur 3.9

Invloed van zijafscherming en reflecties op de nauwkeurigheid

De positiefout die met GPS wordt gemaakt, heeft 2 componenten (eigenlijk 3, maar de fout in hoogte wordt hier even niet meegenomen): een component in de langsrichting, in het voorbeeld de rijrichting van de auto, en een component in de dwarsrichting. Deze twee componenten vormen de assen van een foutellips, waaraan de nauwkeurigheid van de positie kan worden afgelezen. Hoe groter de ellips, des te onnauwkeuriger de positie. In een stad met veel hoogbouw zou de geschetste situatie kunnen optreden. Signalen in de dwarsrichting worden geblokkeerd door gebouwen, waardoor alleen satellieten die in de langsrichting zichtbaar zijn kunnen worden ontvangen. Dit zal er toe leiden, dat de fout in de langsrichting relatief klein zal zijn (goede constellatie), maar in de dwarsrichting relatief groot (zie ook vorige sheet). Als nu de GPS-antenne niet op een hoog punt van de auto wordt gemonteerd, maar bijvoorbeeld in één van de bumpers, wordt de fout in de langsrichting groter, omdat een aantal ‘gunstige’ satellieten wordt geblokkeerd door het metaal van de auto. Met dit soort fouten moet bij een kilometerteller terdege rekening worden gehouden. Nauwkeurigheid in relatie tot de kosten Een standaard GPS-ontvangerkaartje voor inbouw kan op het moment worden gekocht voor ongeveer 80 dollar (ongeveer 200 gulden). De nauwkeurigheid van de positieoplossing uit dit bordje ligt tussen de 10 en 50 meter. Hetzelfde bordje, maar nu met gebruikmaking van Differential GPS (via bakenzenders of het radio 2 RDS-signaal) kan een nauwkeurigheid halen van 1 tot 5 meter. De extra nauwkeurigheid kost in dit geval ruim 1000 gulden en een extra antenne of koppeling met de autoradio. Nog nauwkeuriger kan ook: een geodetische ontvanger op één van de twee GPSfrequenties haalt nauwkeurigheden van 1 tot 5 centimeter. De prijs hiervoor: 23500 gulden extra.

TNO-rapport

FEL-01-C039

51

Het nauwkeurigst is een geodetische ontvanger op twee frequenties, die 3 tot 5 mm nauwkeurigheid haalt. Voor slechts 25000 gulden extra een extreem nauwkeurige positie. In figuur 3.10 is deze relatie tussen nauwkeurigheid en kosten voor aanschaf geïllustreerd.

Opmerking: nauwkeurigheid van x tot y wil zeggen: 50% van de metingen ligt binnen x, en 99,997% van de metingen binnen y. Voor de kilometerteller is steeds geredeneerd vanuit een GPS-ontvanger met een aanschafwaarde in de orde van grootte van honderd tot tweehonderd gulden! 50 meter

5 meter

5 cm

5 mm

fl 200,-

fl 1500,-

fl 25000,-

fl 50000,-

Kosten gebaseerd op huidige ontvangerprijzen

Figuur 3.10 Ter illustratie: relatie tussen nauwkeurigheid en kosten voor aanschaf van GPS

Invloed nauwkeurigheid op de gemeten, afgelegde weg Om meer gevoel te krijgen van de invloed van de onnauwkeurigheid in positiebepaling met GPS op de gemeten, afgelegde weg zijn in bijlage C enkele ’worst-case’ scenario’s getoond. Deze scenario’s vertonen aanmerkelijk slechtere resultaten dan in de praktijk haalbaar zijn. Ze laten bovenal het effect zien van de positienauwkeurigheid en het al dan niet tijdelijk wegvallen van het signaal. Nauwkeurigheid GNSS (GPS) Voor de kilometerteller is steeds geredeneerd vanuit een GPS-ontvanger met een aanschafwaarde in de orde van grootte van honderd tot tweehonderd gulden! GPS positiebepaling heeft een absolute standaardonnauwkeurigheid van 15 meter. De relatieve onnauwkeurigheid kan behoorlijk beter zijn dan dit, tot op centimeterniveau toe. De verplaatsingsonnauwkeurigheid is snelheidsafhankelijk, bij 120 km/h en één positiebepaling per seconde (GPS standaard) bedraagt de gemiddelde verplaatsingsonnauwkeurigheid 17,5 meter. De totale onnauwkeurigheid die van belang is voor de kilometerteller, ook rekening houdend met snelheden hoger dan 120 km/h en enige foutmarge, wordt voor het verdere onderzoek gesteld op 30 meter (absoluut). Hier zal echter geen cumulatieve fout optreden maar meer een absolute fout die voor iedereen gelijk zal zijn als dezelfde weg wordt afgelegd, edoch in een andere richting kan uitvallen, waardoor de reproduceerbaarheid in het geding komt.

TNO-rapport

52

FEL-01-C039

Een goed gekozen filter draagt bij aan het reduceren van de positieonnauwkeurigheid. Daarbij moet worden bedacht dat in de standaard GPSontvangers (‘off-the shelf’) aard en type van het toegepaste filter kunnen verschillen en daarmee ook de absolute positienauwkeurigheid. Beschikbaarheid GNSS (GPS) De nauwkeurigheid en beschikbaarheid van het GPS-systeem zijn nauw aan elkaar verbonden. Zo zijn er minstens 4 satellieten nodig voor een goede GPS plaatsbepaling. Daarbij geldt dat 4 satellieten die vlak bij elkaar staan (in hoogte boven de horizon en kompasrichting), een minder goede plaatsbepaling geven dan 4 satellieten die ‘netjes’ verdeeld zijn in hoogte boven de horizon en kompasrichting. Omgevingsinvloeden spelen vooral in steden een belangrijke rol. Daar kan het voorkomen dat er geen, of te weinig, satellieten rechtstreeks zichtbaar zijn, maar wel via reflecties. In dit geval is een plaatsbepaling wel mogelijk, maar zal de berekende plaats onnauwkeuriger zijn dan wanneer er wel een rechtstreeks zichtpad was geweest. Als laatste hangt ook een hoop van de gebruiker af. Als de gebruiker de mogelijkheden en beperkingen van GPS niet kent, is hij/zij niet in staat om een goede interpretatie van de uitkomsten van een GPS-systeem te geven.

3.5

Kilometerteller op basis van positiebepaling via cellulaire telefonie

3.5.1 Toelichting op de methode Net als bij GNSS is de basis voor de verplaatsingsmeting met behulp van cellulaire telefonie de plaatsbepaling (afstand is het verschil tussen twee opeenvolgende GSM posities). In een cellulair telefoniesysteem is het in principe mogelijk om aan te geven waar de mobiele gebruiker zich bevindt. In ieder geval is de cel bekend van waaruit de communicatie plaatsvindt. Deze plaatsbepaling is zeer grof en is afhankelijk van de grootte van de cel. Het is ook mogelijk om deze plaatsbepaling te verfijnen door gebruik te maken van omliggende cellen en via meting vast te stellen waar de gebruiker zich bevindt. Dit kan in principe van de gebruiker uitgaan (de mobiele ‘post’ doet dit zelf) of vanuit het netwerk. Op dit moment wordt voor mobiele communicatie voornamelijk gebruik gemaakt van GSM als tweede generatie mobiele telefoniesystemen (zie figuur 3.11). De eerste generatie was het analoge ATF netwerk maar dit is niet meer in gebruik en wordt ook niet verder meegenomen in de verkenning. De derde generatie, UMTS, zal de komende jaren worden uitgebouwd. De ontwikkeling van cellulaire, publieke telefoniesystemen kan schematisch in onderstaand diagram worden weergegeven met daarin de mogelijkheden voor datacommunicatie.

TNO-rapport

FEL-01-C039

53

bit rate [bit/s] 10 M

UMTS phase2 10M

1M

UMTS TDD 2 Mbit/s UMTS FDD 384 kbit/s GSM EDGE 384 kbit/s

100K GSM GPRS 170 kbit/s GSM HSCSD 64kbit/s GSM 14.4 kbit/s

10K

GSM 9.6kbit/s 1996

1998

2000

2002

2005 year

Figuur 3.11 Ontwikkeling cellulaire telefonie (opm.: het begin van een blok staat voor de introductie van een systeem)

GSM is een gestandaardiseerd mobiel telefoniesysteem. De standaards zijn ontwikkeld door ETSI (European Telecommunications Standards Institute). De GSM-standaard wordt nog steeds aangepast en uitgebreid. Eén van de uitbreidingen waar momenteel aan gewerkt wordt, betreft applicaties voor plaatsbepaling (LCS-applicaties: LoCation Services) en is beschreven in de GSMstandaards ETSI TS 1010 7244. In deze standaard worden drie methoden van plaatsbepaling voorgesteld: Uplink Time of Arrival (TOA), Enhanced Observed Time Difference (E-OTD) en Assisted-GPS (A-GPS). Géén van de drie methodes is op dit moment in Nederland beschikbaar voor publiekstoepassingen. Bij GSM plaatsbepaling zijn er twee mogelijkheden die een nauwkeurigheid bieden die interessant genoeg is voor de toepassing bij het berekenen van het aantal verreden kilometers, namelijk:
In het voertuig (E-OTD) aan de hand van ontvangen GSM signalen door de mobiele gebruiker
In het netwerk (TOA) aan de hand van uitgezonden GSM signalen door de mobiele gebruiker. Plaatsbepaling met GSM kan worden gedaan, doordat de posities van alle GSMzendmasten bekend zijn. Door te kijken welke zendmasten de signalen van een 4

Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Location Services (LCS); (Functional description)-Stage 2 (GSM 03.71 version 7.3.0 Release 1998)

TNO-rapport

54

bepaalde telefoon ontvangen en hoe sterk het signaal van de telefoon overkomt bij al die masten, is ruwweg te bepalen waar de telefoon zich moet bevinden. Het GSM-net moet wel geschikt gemaakt worden voor deze vorm van plaatsbepalen. Als 6 tot 10 miljoen auto’s op deze manier moeten worden gevolgd, moet het GSM-net van alle 6 tot 10 miljoen auto’s ‘continu’ de positie bijhouden. Met de huidige stand van zaken is dit nog geen haalbare optie. E-OTD (Enhanced Observed Time Diference) De E-OTD-standaard is nog in ontwikkeling. Op de markt zijn nog geen E-OTD systemen beschikbaar en dus ontbreken testresultaten van onafhankelijke instellingen voor productonderzoek. Wel zijn enige specificaties bekend van E-OTD producten in ontwikkeling. Plaatsbepaling met de E-OTD-methode vereist radiotransmissie tussen een GSMtelefoon met tenminste drie GSM-zendmasten. Voor normaal GSM-gebruik (telefonie) is één GSM-zendmast voldoende, drie bereikbare GSM-zendmasten is dus een belangrijk zwaardere eis. Nu zijn meerdere GSM-operators actief, allen met een landelijk dekkend netwerk. Als alle GSM-zendmasten worden uitgerust met E-OTD-systemen en als verder voor plaatsbepalingen de GSM-telefoon niet afhankelijk is van een GSM-netwerkoperator is er redelijk kans dat op elke willekeurige locatie tenminste drie GSM-zendmasten te ontvangen zijn. Er is echter een streven op één GSM-zenderlocatie (of mast) de apparatuur van meerdere concurerende GSM-operators onder te brengen. Dit beleid leidt er toe, dat het totale aantal benodigde GSM-zenderlocaties (masten) minder wordt. Uit oogpunt van kosten en ‘horizonvervuiling’ is dit gunstig, maar voor invoering van E-OTDapplicaties zou dit wel eens nadelig kunnen zijn. De E-OTD-dekking zal dan ook niet overeen komen met normale GSM-dekking. Een ruwe schatting is, dat bij volledige invoering van E-OTD (alle GSMzendmasten voorzien van E-OTD) een dekkingsgraad van ca. 80% haalbaar is. TOA (Time Of Arrival) In TOA (Time Of Arrival) methode worden – evenals in E-OTD – tijdverschillen naar drie (of meer) GSM-zendmasten gemeten. De dekkingsgraad van TOA komt derhalve overeen met die van E-OTD. In plaats van metingen in de GSM-telefoon zoals bij de E-OTD-methode, vinden bij de TOA-methode de metingen plaats in de GSM-zendmasten. Wat de nauwkeurigheid van locatiebepalingen zelf betreft zullen resultaten van beide methoden vergelijkbaar zijn, maar omdat in de TOA-methoden de drie weglengteverschillen gemeten worden op basis van één uitzending van een GSMtelefooncode zal eventuele bewegingssnelheid van de GSM-telefoon niet van invloed zijn op de nauwkeurigheid van de plaatsbepaling.

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

55

3.5.2 Nauwkeurigheid en beschikbaarheid Overal waar GSM-dekking is, kan in principe GSM-plaatsbepaling worden toegepast. Het netwerk dient immers altijd te weten waar een bepaalde telefoon zich bevindt om contact met deze telefoon tot stand te kunnen brengen. De nauwkeurigheid van de positieoplossing is afhankelijk van het aantal zendmasten dat de telefoon tegelijk kan ontvangen en van de grootte van de cellen van het netwerk. In steden zijn de cellen over het algemeen kleiner dan buiten de steden, dus zal de positienauwkeurigheid in een stad beter zijn dan daarbuiten. Om in tunnels (en andere afgeschermde wegvakken) ) ook GSM dekking te kunnen bieden, worden er zogeheten ‘repeaters’ geïnstalleerd, die het signaal van een zender buiten de tunnel via een kabel in de tunnel weer uitstralen. Uit communicatieoogpunt is dit een goede ontwikkeling, maar uit het oogpunt van navigatie is dit lastig; er valt immers niet meer met zekerheid te zeggen of een bij de zender ontvangen signaal rechtstreeks afkomstig is van een GSM of via de ‘repeater’. Het systeem is in principe ook geschikt voor gebruik in het buitenland als GSM dekking aanwezig is en er een ‘roaming’ overeenkomst bestaat met plaatselijke service providers. Er dient dan echter rekening gehouden te worden met extra kosten wat vooral bij dagelijkse melding behoorlijk kan oplopen. In principe kunnen de communicatiekosten worden gedragen door de gebruikers of door de ontvanger van de informatie. Bij melding in het buitenland zal altijd een deling van de kosten optreden (Nederlands deel en een buitenlands deel). De grootte van een GSM-cel bepaalt de nauwkeurigheid waarmee een positie kan worden bepaald (zie figuur 3.12). In een stad, waar de cellen soms maar enkele honderden meters groot zijn, kan de positie van een GMS-telefoon worden bepaald tot ongeveer 50 meter. Buiten de steden worden de cellen groter, met een dekkingsgebied dat kan oplopen tot enkele tientallen kilometers. Plaatsbepaling in deze grote cellen is een stuk onnauwkeuriger: niet veel beter dan 200 tot 300 meter. Verder zullen grote cellen elkaar minder overlappen dan kleine cellen, waardoor ook niet makkelijk het ontvangstsignaal van een bepaalde telefoon in meerdere cellen te bepalen is. De grote (oranje,resp. grijze) cellen dekken per stuk een veel groter gebied dan de kleine cellen. Hierdoor is de positie van een telefoon in een grote cel (‘ergens in het dekkingsgebied van…’) onzekerder dan de positie van dezelfde telefoon in een kleinere cel. Bovendien zullen kleine cellen elkaar eerder overlappen, waardoor meerdere positiebepalingen voor dezelfde telefoon op hetzelfde tijdstip mogelijk zijn. In grote cellen is dit meestal niet het geval.

Figuur 3.12 Invloed celgrootte op de nauwkeurigheid GSM positiebepaling

TNO-rapport

56

Wanneer het GSM-netwerk wordt gebruikt om posities van voertuigen bij te houden, hoeft er aan de GSM-telefoons zelf niets veranderd te worden. Er zijn wel aanpassingen aan het netwerk nodig, maar die zullen in beginsel niet worden doorberekend aan de automobilisten. Met de huidige stand van zaken kan een auto worden voorzien van een GSMtelefoon voor enkele honderden guldens (telefoon + carkit). Voor plaatsbepaling moet er echter wel weer rekening worden gehouden met het feit dat er niet overal GSM-dekking is, waardoor in bepaalde gebieden van Nederland geen GSMplaatsbepaling kan worden uitgevoerd. GSM-antennes zijn net als GPS-antennes onklaar te maken, maar GSM-antennes zijn, door de grotere vermogens die worden uitgezonden en ontvangen, beter weg te stoppen of te integreren. Er zijn al stripantennes die in de voorruit van een auto kunnen worden verwerkt of tegen de ruit aangeplakt kunnen worden, en combinatieantennes voor GSM/autoradio te koop. De grootste bottleneck voor GSM-plaatsbepaling is echter de capaciteit van het netwerk: Als 10 miljoen auto’s continu moeten worden gevolgd, is in de huidige situatie niet ondenkbaar dat het netwerk de stroom data van en naar de telefoons niet aan kan en het GSM-net plat kan gaan. Met de opvolgers van GSM (te beginnen bij GPRS) wordt dit knelpunt zeker verlicht, edoch zekerheid dat dit knelpunt ook feitelijk zal zijn opgelost is er niet. Een verschil met veel commerciële, locatiegebonden diensten is dat voor het meten van kilometers veelvuldige positiebepaling nodig is. Cambridge Position Systems (CPS), een ‘venture-capital funded organisation’ heeft het ‘Cursor’-systeem in ontwikkeling. Het principe van dit systeem komt vrijwel overeen met het TOA-principe: meten van verschillen van aankomsttijden van GSM-zendsignalen in een GSM-ontvanger. Over dit systeem zijn resultaten gepubliceerd van locatiemetingen van meer dan 9000 metingen op 94 verschillende locaties in Cambridge. De nauwkeurigheid van 83,2% van de 9000 metingen was 125 meter of beter; 2% vertoonde een grotere afwijking dan 250 meter. De E-OTD (Enhanced Observed Time Difference) methode geeft de hoogste nauwkeurigheid. De nauwkeurigheid waarmee in een GSM-netwerk de afstand afgelegd door auto kan worden bepaald, is sterk afhankelijk van het aantal zenders dat de telefoon tegelijkertijd kan ontvangen en de grootte van de cellen. In een dichtbevolkt gebied, bijvoorbeeld in een stad, is de nauwkeurigheid veel groter (ordegrootte 66 tot 80 meter) dan in dunbevolkte gebieden (300 meter tot enkele kilometers, afhankelijk van of de signaalsterkte in de berekeningen wordt meegenomen). Verder kan de signaalsterkte worden beïnvloed door weersomstandigheden of seizoensgebonden invloeden (bladeren aan bomen), waardoor reproduceerbaarheid van de plaatsbepaling niet gegarandeerd is.

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

57

4.

Selecteren van geëigende methodes voor het uitlezen van de geregistreerde kilometers

4.1

Beoordelen van de beschikbare methodes (technieken)

Voor de verkenning zijn op voorhand de volgende methodes geselecteerd voor het uitlezen van verreden kilometers. Deze methodes zijn in de vervolgparagrafen kort toegelicht. In bijlage B is op aspecten een uitgebreidere beschrijving opgenomen.

•

Visueel Visueel uitlezen van de geregistreerde kilometerstand van de teller.

•

Standaard Interface op de ‘on-board diagnostics’ (OBD) Via een ‘stekker met draad’ over korte afstand uitlezen van de OBD en met name de geregistreerde kilometerstand.

•

Cellulaire telefonie Over grotere afstand uitlezen van de geregistreerde kilometerstand via cellulaire telefonie, zoals GSM op de korte termijn en UMTS op de middellange termijn.

•

Transponders Draadloos, over korte afstand uitlezen van de geregistreerde kilometerstand via een transponder. Dat kan een generiek toepasbare transponder zijn, maar ook een specifieke transponder, zoals DSRC (5.8 GHz) voor verkeerstoepassingen en Bluetooth voor algemene telecommunicatie toepassingen. Transponders kunnen worden gecombineerd met de standaard interface op de OBD. In dat geval wordt de OBD draadloos uitgelezen.

Voor de selectie zijn de verschillende de verschillende methodes op kwalitatieve wijze ten opzichte van elkaar beoordeeld op hun gebruikswaarde. Daarvoor is gebruik gemaakt van de gebruikscriteria: ‘beschikbaarheid’ (in gegevensoverdracht) en ‘uitleesbaarheid’. Wat betreft de uitleesbaarheid is vooral de frequentie van uitlezen van belang. Deze frequentie hangt samen met de clusters van verreden kilometers waarover moet worden afgerekend. Bij betaling achteraf is dat de maximaal toelaatbare, uitstaande schuld (net zoals bij de elektronische portemonnee de betaalautomaat een maximaal aantal transacties mag bevatten van de banken). Bij betaling vooraf is dat het maximaal toelaatbaar te verstrekken budget (toelaatbaar bijvoorbeeld vanuit oogpunt van fraude en verlies, net als een strippenkaart voor het openbaar vervoer een maximaal aantal strippen kent). In figuur 4.1 zijn de verschillende methodes op kwalitatieve wijze ten opzichte van elkaar gepositioneerd.

TNO-rapport

58

FEL-01-C039

Locatie gebonden (‘wirelined’)

Beschikbaarheid

groot

Locatie gebonden (‘wireless, short range’)

Ruimte gebonden (‘wireless, wide area’)

Gestandaardiseerde interface Bluetooth

GSM

UMTS

DSRC 5.8 GHz

Visueel

Transponder

Elektronisch (digitaal) Schriftelijk

klein klein

groot

Mogelijke frequentie van uitlezen Figuur 4.1:

Kwalitatieve positionering uitleesmethodes ten opzichte van beschikbaarheid en mogelijke frequentie van uitlezen

Uit de figuur blijkt dat cellulaire telefonie brede gebruiksmogelijkheden biedt. Specifieke transponder technologie (DSRC 5.8 GHz en Bluetooth) en/of een gestandaardiseerde interface bieden een hoge mate van beschikbaarheid, zij het dat de frequentie van uitlezen beperkt(er) is door de locatie-afhankelijkheid. Met oog op de kosten lijken ‘visueel’ uitlezen vanwege de eenvoud en uitlezen via cellulaire telefonie vanwege de beschikbare infrastructuur aantrekkelijk. Uitlezen via DSRC of Bluetooth is minder aantrekkelijk, indien specifiek voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ moet worden geïnvesteerd in een landelijk dekkend netwerk. Een netwerk dat niet omzeild kan worden, ook niet door voertuigen die alleen van het onderliggende wegennet gebruik maken.Beide opties worden interessant wanneer vanuit andere motieven een landelijk dekkend netwerk wordt uitgerold en de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ hierop kan meeliften. De voorkeur bij het uitlezen van geregistreerde kilometers gaat uit naar: • visueel uitlezen, vanwege de betrekkelijke eenvoud; • cellulaire telefonie, aangezien - het benodigde netwerk operationeel is en wordt gehouden door telecomoperators; - de methode voor uitlezen als redundante methode kan worden gebruikt voor het meten van de verreden kilometers (controle). • DSRC en Bluetooth, indien vanuit andere motieven een landelijk dekkend netwerk wordt uitgerold waarop de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ kan meeliften.

TNO-rapport

FEL-01-C039

59

4.2

Visueel uitlezen en uitlezen via een gestandaardiseerde interface

4.2.1

Toelichting op de methode

Visueel Als het voor (bijvoorbeeld) kilometerheffing niet nodig is om frequent op afstand de kilometerstanden van auto’s op te vragen, kan worden overwogen om dit bijvoorbeeld eens per jaar tijdens de APK te doen, of een beperkt aantal keren door de voertuigeigenaar / bestuurder zelf te laten doen. Visueel uitlezen van de kilometerteller in de auto heeft twee voordelen: het is niet nodig om (extra) infrastructuur aan te leggen en het werkt voor alle voertuigen die van een kilometerteller zijn voorzien. De gegevens kunnen op diverse manieren worden overgebracht op ‘de omgeving’, via briefkaart, floppy-disk, e-mail of website. Bij nutsbedrijven werkt dit systeem goed omdat een historisch gevormde databank is opgebouwd. Hierbij is van iedere gebruiker een verbruikspatroon bekend dat beïnvloed wordt door seizoenen (koude winter etc.) en type woning, maar in het algemeen is het verbruik redelijk voorspelbaar. Visueel uitlezen van de kilometerstand vraagt om een soortgelijke historische databank. Het aantal verreden kilometers voor iedere gebruiker zal echter veel grilliger zijn, doordat het niet alleen afhangt van de gezinssituatie of het weer, maar ook van heel individuele, persoonsgebonden situaties, zoals de baan, het project, of een vrijkomende plaats in de kinderopvang vlak bij huis. Een dergelijke historische databank is niet beschikbaar, zodat in de beginperiode controle van de opgegeven kilometers moeilijk is. Standaard Interface op de ‘on-board diagnostics’ In geval van de APK of andersoortig bezoek aan de garage, kan ook gekozen worden voor uitlezen van de standaard interface op de OBD via een fysieke aansluiting (kabel). Hiervoor zou elke auto moeten worden uitgerust met een gestandaardiseerde interface, die communicatie met de ingebouwde kilometerteller of boordcomputer mogelijk maakt (zie ook de OBD in paragraaf 3.2.1.2). Na het uitlezen kan de kilometerstand weer op nul worden gezet, zodat er geen kilometers dubbel worden gerekend. In plaats van de fysieke aansluiting kan (op termijn) ook gebruik gemaakt gaan worden van een transponder (zie paragraaf 4.4). Deze moet dan wel gemonteerd zijn of worden op de OBD. Bij zowel het visuele uitlezen als uitlezen via een standaard interface kan gebruik worden gemaakt van de APK. Melding van de gegevens kan gecombineerd worden met de ‘afmelding’ van het voertuig na de APK. Een en ander dient dan te worden opgenomen in de APK procedure. Het grootste nadeel van deze methode op dit moment is, dat een nieuw voertuig pas na 3 jaar wordt gekeurd. Dit kan ondervangen worden door de eerste twee jaar een

TNO-rapport

60

FEL-01-C039

‘korte’ APK procedure in te voeren waarbij uitsluitend de verreden kilometers worden uitgelezen. Alternatief is een combinatie met reguliere onderhoudsbeurten, hoewel dit weer onregelmatiger is.

4.3

Cellulaire telefonie

4.3.1 Toelichting op de methode Net als bij het ‘meten’, is bij het ‘uitlezen’ de verkenning opgebouwd vanuit GSM. Communicatie via een GSM-telefoon kan op verschillende manieren plaatsvinden, namelijk: SMS, standaard GSM-kanaal en GPRS. SMS Alle GSM-providers ondersteunen tegenwoordig SMS-diensten (Short Message Service). Een SMS-dienst ondersteunt transfers van korte berichten naar en van GSM-abonnees. SMS gebruikt het signaleringskanaal in het GSM-netwerk. Een SMS-transfer kan dan ook plaatsvinden zonder dat een GSM-geprekskanaal geactiveerd moet worden of zonder dat een actief gesprekskanaal wordt gestoord. De SMS-optie is bruikbaar voor transfers van kilometergegevens vanuit auto’s naar de wegkant. Een nadeel van SMS is de beperkte lengte van de berichten (maximaal 160 karakters). Standaard GSM-kanaal Voor datatransfers kan ook gebruik gemaakt worden van ‘standaard’ GSMverbindingen. De bitrate van één GSM-radiokanaal is 13 kbit/sec. Als een GSMverbinding wordt gebruikt voor data-uitwisselingen is maximaal 9,6 kbit/sec mogelijk. Veelal is een GSM-radioverbinding niet storingsvrij en zijn coderingen nodig om bitfouten te detecteren of te corrigeren. Coderen betekent toevoegen van extra bits waardoor de netto bitrate, de bitrate voor de overdracht van de oorspronkelijke data, lager wordt. GPRS Voordat data via een standaard GSM-verbinding kan worden uitgewisseld moet de GSM-verbinding eerst worden opgebouwd. Na de transfer moet de verbinding ook weer worden gesloten. Datatransfer via een standaard GSM-verbinding onderscheidt zich dus niet van een standaard spraak-verbinding. Dit is anders als van de GPRS-optie (General Packet Radio Service) gebruik wordt gemaakt. Hierbij wordt data in blokken (‘packets’) verzonden en heeft een GSM-abonnee-unit permanent verbinding met het GSM-netwerk. Doordat GPRS van meerdere GSMkanalen gebruik maakt zijn hoge bitrates (tot 112 kbit/sec.) mogelijk. De beschikbare capaciteit binnen een GSM-radiocel wordt verdeeld naar behoefte, d.w.z. onder de actieve GPRS-abonnees binnen de cel. GPRS is een recentelijke aanvulling van de GSM-standaarden en daardoor zijn nog niet alle GSM-providers in staat GPRS-diensten aan hun abonnees aan te bieden. Omdat GPRS van cruciaal belang is voor ondersteuning van WAP-diensten (Wireless Application Protocol:

TNO-rapport

FEL-01-C039

61

een protocol voor – beperkt – internet via GSM) kan verwacht worden, dat binnen enkele jaren alle providers landelijk dekkend GPRS-diensten zullen aanbieden. 4.3.2 Beschikbaarheid en uitleesbaarheid Onafhankelijk van de uitleesfrequentie kan gesteld worden dat het initiatief van uitlezing moet uitgaan van de mobiele gebruiker. Dit voorkomt onnodige communicatiepogingen vanuit de ontvanger naar de gebruikers die niet bereikbaar zijn. De auto staat stil en de betreffende GSM staat niet onder spanning of de auto staat in de garage of anderszins waardoor roaming niet mogelijk is en er dus geen verbinding tot stand kan worden gebracht. Als het initiatief door de gebruiker wordt genomen kan het zeker worden gesteld dat er contact gemaakt kan worden (roaming signaal aanwezig) en het systeem ook operationeel is. Voor de frequentie van uitlezen gelden beperkingen voor wat betreft de capaciteit van het GSM systeem. Iedere cel heeft een maximaal aantal gelijktijdige gebruikers. Voor de uitleesfrequentie kan de volgende tabel worden opgesteld: Tabel 4.1

Aantal uit te lezen voertuigen

Frequentie 1x per jaar 4x per jaar 12x per jaar (maandelijks) Elke 10.000 km (uitgaande van gemiddeld 20.000 km per jaar) Dagelijks (uitgaande van 70% gebruik)

Aantal meldingen per dag (uitgaande van 250 gebruiksdagen per jaar) 40.000 160.000 480.000 80.000 7.000.000

Hierbij moet echter nog rekening worden gehouden met het feit dat veel voertuigen (stel 70%) maar een beperkt aantal uren per dag wordt gebruikt. Dit zal veelal in de ochtend- en avondspits zijn, stel tussen 7 en 9 uur en tussen 16 en 18 uur. Er kunnen dus grote communicatiepieken voorkomen voor het melden van de gereden kilometers. Tabel 4.2

Aantal uit te lezen voertuigen verdeeld over de spits- en daluren

Frequentie

70% spitsmeldingen per uur 1x per jaar 6.500 4x per jaar 26.000 12x per jaar 78.000 Elke 10.000 km 13.000 Dagelijks *) 1.750.000 *) niet alle voertuigen zullen echter dagelijks rijden

30% daluur meldingen per uur 2.000 8.000 24.000 4.000 500.000

TNO-rapport

62

FEL-01-C039

Vooral het dagelijks melden zal een onevenredige belasting van het GSM netwerk betekenen. In bovenstaande berekening is uitgegaan van meldingen in Nederland. Ook bij het uitlezen geldt dat het systeem in principe ook geschikt is voor gebruik in het buitenland als GSM dekking aanwezig is en er een ‘roaming’ overeenkomst bestaat met plaatselijke service providers. Bij melding in het buitenland zal altijd een deling van de kosten optreden (Nederlands deel en een buitenlands deel). Nauwkeurigheid cellulaire telefonie (GSM) De nauwkeurigheid hangt één-op-één samen met de celgroottes van het GSM netwerk. Bij celgroottes van enkele honderden meters, kan de positie van een GMS-telefoon worden bepaald tot ongeveer 50 meter. Dit is nog steeds aanmerkelijk grover dan bij GNSS (GPS). Een complicerende factor bij deze nauwkeurigheid is de beschikbaarheid. Beschikbaarheid cellulaire telefonie (GSM) De grootste bottleneck voor GSM-plaatsbepaling is de capaciteit van het netwerk. Als 10 miljoen auto’s continu moeten worden gevolgd, kan het netwerk de stroom data van en naar de telefoons niet aan en zal het GSM-net plat gaan. Het is niet de verwachting dat dit probleem opgelost zal worden door de komst van de ‘opvolgers’ van GSM. Cellulaire telefonie (GSM) wordt niet beschouwd als zijnde een serieuze, middellange termijn optie voor het meten van de feitelijk verreden kilometers. Cellulaire telefonie (GSM) is wel een zeer serieuze optie voor het uitlezen van de geregistreerde kilometers. Ook hier zal veel aandacht moeten uitgaan naar de uitleesfrequenties en -schema’s in verband met de omvang van het uit te lezen voertuigenpark in relatie tot de beschikbaarheid van het GSM-net.

4.4

Transponders

Een transponder is een op zichzelf staand of geïntegreerd systeem dat, als reactie op een externe stimulans ("ondervraging") of op tijdbasis, via elektromagnetische weg een unieke identificatiecode uitzendt aan de hand waarvan de transponder - en daarmee het voertuig of de laadeenheid waarin de transponder zich bevindt éénduidig kan worden geïdentificeerd [11]. De identificatiecode kan worden aangevuld met andere gegevens, die voor de ondervragende partij van belang zijn. Door het voertuig uit te rusten met een transponder kunnen op vaste punten gegevens worden uitgewisseld tussen het voertuig en de wegkant. Het communicatiebereik van een transpondersysteem bedraagt enkele tientallen meters. Transponders worden ontwikkeld binnen verschillende domeinen. Zo is binnen het domein der telecommunicatie ‘Bluetooth’ uitgewerkt als standaard. Binnen het domein van verkeerstoepassingen is 'DSRC 5.8 gHz' uitgewerkt als beoogde

TNO-rapport

FEL-01-C039

63

standaard. Deze ‘standaarden’ lijken sterk op elkaar en zijn goed gespecificeerd. De ontwikkeling die zij nog doormaken speelt zich af op het vlak van kleine verbeteringen, zoals de verzameling parameters en services die verplicht worden gesteld. DSRC vanuit verkeerstoepassingen De DSRC systemen die speciaal zijn ontwikkeld voor verkeerstoepassingen kennen een hoge betrouwbaarheid. Bij hoge snelheden van het voertuig (tot rond de 180 km/h) en bij slechte weersomstandigheden is gebleken dat het nog steeds mogelijk is om data uit te wisselen tussen het voertuig en het wegkantsysteem. Op enkele uitzonderingen na blijken de Europese DSRC standaarden de meest gewaardeerde oplossingen voor elektronische tolheffing te zijn. Deze stelling wordt onderbouwd door de constatering dat in Brazilië, China, Maleisië en Australië DSRC systemen worden toegepast [16]. Er wordt opgemerkt dat bij de ontwikkeling van het DSRC systeem voor verkeerstoepassingen rekening is gehouden met de situatie van meerdere rijstroken op één rijbaan (‘multi-lane’). Gegeven het feit dat DSRC een systeem is voor datacommunicatie over korte afstand, kan uitlezing alleen geschieden indien een voertuig binnen enkele meters van een uitleesstation is. Hierdoor wordt een strikt georganiseerde uitlezing onmogelijk omdat een voertuig onregelmatig langs een DSRC uitleesstation komt. Bij een dicht netwerk van DSRC stations zullen erg veel meldingen binnenkomen zodat een krachtig verwerkingssysteem vereist is. Sommige voertuigen kunnen meerdere keren per dag een uitleesstation passeren. Er zou voor gekozen kunnen worden dat melding van het aantal verreden kilometers slechts bijvoorbeeld 1 keer per week plaatsvindt en dat bij alle andere passages van DSRC stations geen overdracht van deze gegevens plaatsvindt. Deze keuze dient dan in het voertuigsysteem te worden gemaakt. Afhankelijk van de dichtheid van DSRC stations kan het ook voorkomen dat voertuigen nooit of slechts incidenteel een dergelijk station passeren waardoor melding dus erg onregelmatig wordt. Voor DSRC communicatie is het noodzakelijk om een DSRC transponder in het voertuig te monteren. Voor de uitwisseling van de gereden kilometers zullen geen communicatiekosten noodzakelijk zijn. Het is mogelijk de melding van verreden kilometers te combineren met andere toepassingen waarbij DSRC wordt gebruikt als communicatiemiddel. Echter, de hoeveelheid data die kan worden overgedragen bij een passage is beperkt. Voor dit type overdracht van gegevens is zoals reeds gezegd een DSRC netwerk nodig dat landelijk dekkend moet zijn. De kosten van aanleg hiervoor zullen aanzienlijk zijn. Voor het transport van de ontvangen gegevens naar een centrale verwerkingseenheid kan gebruik gemaakt worden van normale datacommunicatieof telefoonlijnen. Kosten van installatie in het voertuig zijn laag. In het buitenland zal dit systeem niet zondermeer gebruikt kunnen worden, tenzij ook daar DSRC-bakens zijn

TNO-rapport

64

FEL-01-C039

geïnstalleerd. Verreden kilometers in het buitenland kunnen in ieder geval gemeld worden bij de eerste passage van een DSRC station in Nederland. Bluetooth Bluetooth is een universele radio interface in de 2,45 GHz frequentie band waarmee elektronische apparaten met elkaar verbinding kunnen maken en communiceren. Bij de ontwikkeling van deze standaard heeft men zich onder andere ten doel gesteld om het 'kabelprobleem' op te lossen, dat bij de aansluiting en het gebruik van elektrische apparatuur vaak wordt ervaren. Deze doelstelling is gehaald, want Bluetooth is een radio-technologie die ieder apparaat binnen een zogenaamd piconet de mogelijkheid biedt om tot afstanden in de orde van grootte van 10 meter met maximaal 7 andere apparaten binnen datzelfde piconet draadloos te communiceren. Één apparaat kan bovendien simultaan deel uitmaken van verschillende piconetten. De afstand die via Bluetooth kan worden overbrugd is afhankelijk van het vermogen waarmee het signaal door de ether wordt gestuurd. Binnen de Bluetooth standaard zijn drie verschillende klassen gedefinieerd die het zendvermogen specificeren. Een klasse 3 apparaat zendt met 1mW (0,1-10 meter), een klasse 2 apparaat zendt met 1-2,5 mW (10 meter) en een klasse 1 apparaat zendt met 100mW en heeft hierdoor een range van rond de 100 meter5 (zie literatuur 7). De bandbreedte is ruim voldoende om kilometertellergegevens te communiceren tussen een voertuig en een walkant infrastructuur. Deze bandbreedte valt binnen een frequentiegebied waarvan vrij gebruik mag worden gemaakt. De standaard kan hierdoor eenvoudig op grote schaal door veel verschillende partijen worden toegepast. Het voordeel hiervan gaat gepaard met het nadeel dat de kans op interferentie toeneemt. Met dit aspect is tijdens het ontwerp van Bluetooth rekening gehouden. De technologie waarop de radiotransmissie is gebaseerd, maakt het mogelijk dat op betrouwbare wijze, bij relatief hoge snelheden kan worden gecommuniceerd [5]. Snelheden waar aan gedacht kan worden zijn minimaal vergelijkbaar met die van GSM. Het is echter niet het Doppler effect dat een beperking oplegt aan de relatieve snelheid tussen zender en ontvanger maar de range gecombineerd met de opbouwtijd van de verbinding. Om een verbinding op te zetten moet de zender de identiteit van de andere eenheden binnen zendbereik achterhalen. Hiertoe wordt een speciale procedure gevolgd, waarbij een verzoek om informatie wordt verstuurd (‘broadcasted’). Op het moment dat dit verzoek bij de ontvanger binnenkomt wordt een respons gestuurd dat onder andere de identiteit van de ontvanger bevat. Pas hierna kan de zender een specifieke eenheid selecteren. Zowel

5

Er bestaan ideeën om het vermogen dat door Bluetooth wordt gebruikt op te voeren zodat grotere afstanden kunnen worden overbrugd en het toepassingsgebied wordt verruimd. Het is onduidelijk hoe deze ideeën verder zullen worden uitgewerkt.

TNO-rapport

FEL-01-C039

65

het verzoek om informatie als de respons hierop nemen tijd in beslag. In onderstaande figuur wordt een indicatie gegeven van de tijd die nodig is om een verbinding op te bouwen [5]. verzoek om informatie indicatief maximaal Figuur 4.2

05,12 s 15,36 s

respons

0,64 s 7,68 s

verbinding

0,1 - 300 min

Procedures om een verbinding op te zetten en bijbehorende tijden

De aanzienlijke tijden die nodig zijn om een verbinding op te bouwen, gecombineerd met het feit dat de range van de eenheden kleiner dan 100 meter is, vormen een belangrijke randvoorwaarde voor de maximaal toegestane relatieve snelheid van de apparaten. Deze snelheid moet zeker lager zijn dan 100 meter in 23 sec (maximale tijd voor verzoek om informatie + maximale tijd van de respons) wat neerkomt op minder dan 16 km/h. Hierbij wordt de tijd die de verbinding in stand moet worden gehouden voor de dataoverdracht en eventuele veiligheidsprocedures niet in beschouwing genomen. Er kan dan ook worden geconcludeerd dat de Bluetooth technologie ongeschikt is voor gebruik tussen voertuigen die zonder restricties in beweging zijn en de walkant. Bluetooth is een open standaard waarvan de opzet is dat een brede industrie en grote markt er gebruik van kunnen maken. De verwachte prijs van toekomstige Bluetooth transceivers is hierom laag. Bovendien mag worden aangenomen dat Bluetooth systemen relatief eenvoudig in te bouwen zullen zijn. Voor Bluetooth geldt voor een groot deel hetzelfde als gesteld bij DSRC. Ook Bluetooth is een communicatiesysteem voor korte afstanden, zodat een dicht netwerk nodig is om voldoende communicatiepunten te krijgen. In het voertuig is een Bluetooth transceiver noodzakelijk. Het is uitsluitend mogelijk om dit systeem te gebruiken bij lage passeersnelheid. Daarom zouden Bluetooth stations bijvoorbeeld bij benzinestations geplaatst moeten worden, zodat een min of meer regelmatige uitlezing mogelijk is. Alleen in grensstreken kan dit problemen geven als (bijna) uitsluitend over de grens wordt getankt. In het buitenland zal een dergelijk systeem niet werken. Door het noodzakelijk dichte netwerk zijn kosten voor de infrastructuur hoog, echter de kosten voor installatie in het voertuig zijn laag. Het is op korte termijn (binnen twee jaar) niet te verwachten dat dit systeem standaard in een voertuig wordt ingebouwd voor andere toepassingen. Op de korte en middellange termijn kunnen wel Bluetooth toepassingen worden verwacht, die uitgaan van de reguliere mobiele telefoon met Bluetooth, bijvoorbeeld voor het betalen van de zojuist getankte (of te tanken) brandstof.

TNO-rapport

66

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

67

5.

Inbouw in een voertuig

5.1

Aandachtspunten bij inbouw

De introductie van ‘kilometerteller nieuwe stijl’ in voertuigen heeft consequenties voor zowel het vervaardigen als inbouwen van de kilometerteller om uiteindelijk het voertuig in staat te stellen de feitelijk verreden kilometers te meten, op te slaan en te laten uitlezen. Als eerste worden de technische consequenties per motorvoertuig6 beschreven. Waar mogelijk zullen aanverwante consequenties (wettelijke, infrastructurele, organisatorische, etc.) worden genoemd, maar niet nader worden uitgewerkt. Er zijn twee mogelijkheden om te komen tot de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ in het voertuig, namelijk: 1. Original Equipment Manufacturer (OEM) - de kilometerteller apparatuur wordt door de voertuigindustrie tijdens het vervaardigen van het voertuig ingebouwd; 2. After Sales (AS) - de kilometerteller apparatuur wordt door de toeleveringsindustrie vervaardigd en toegeleverd aan de gebruiker (voertuigeigenaar), die het vervolgens in het voertuig plaatst of laat plaatsen. Bij het in kaart brengen van de (inbouw)consequenties is uitgegaan van de volgende overwegingen (zie figuur 5.1): • de in te bouwen apparatuur is van automotive kwaliteit; • de inbouw van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ betreft de inbouw van een drietal eenheden (‘units’), te weten: - meetunits: bestaande km-teller (mechanische, elektronische), additionele km-teller (input: hall-sensor, motormanagement), of GNSS (GPS); - opslag/verwerkingsunit – ‘black-box’; - uitlees/communicatie eenheid – display en GSM of DSRC. • de eenheden kunnen worden aangebracht in/op de volgende plaatsen van het motorvoertuig: - motorcompartiment; - cabine; - koetswerk.

6

Om praktische redenen worden de consequenties beschreven vanuit de algemeen gebruikelijke voertuigtypen zoals personen auto’s (M1) en vrachtauto’s (N1). De zwaardere voertuigen (bussen, vrachtauto’s, trailers, etc.) zijn buiten beschouwing gelaten.

TNO-rapport

68

FEL-01-C039

Figuur 5.1

Alles omvattende set van in te bouwen eenheden voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’.

De inbouwperikelen bij een vrachtauto of motorfiets zullen min of meer overeenkomen met de perikelen bij een personenauto. Voor het gemak wordt in dit hoofdstuk steeds gesproken over de personenauto. Een bijkomend aandachtspunt bij vrachtauto’s en motorfietsen is het verschil in voltage van de voeding. Voor vrachtauto’s is dit 24V of 40V, voor motorfietsen 6 V, 12V of wisselspanning van licht/ontstekingsspoel. Een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ moet dus voor verschillende voltages leverbaar zijn.

5.2

Overwegingen rond de inbouw van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’

‘After-sales’ versus vooraf ingebouwde apparatuur Inbouwen van apparatuur in of aan het voertuig is geen ongebruikelijke zaak. Algemeen bekend zijn de autoradio, telefoon, of trekhaak. Kenmerkend voor deze producten is dat zij alle gewenst zijn en dat zij behalve de voeding onafhankelijk van het voertuig functioneren (‘stand-alone’). Al deze ‘after sales’ producten worden zonder veel ophef en problemen in nagenoeg alle voorkomende voertuigen gemonteerd. Zo mag verwacht worden dat ‘stand-alone’ kilometerteller apparatuur, mits deze redelijk van vorm en afmeting is, geen onoverkomelijke inbouwtechnische problemen zal opleveren. Het wordt een ander verhaal wanneer informatie vanuit het voertuig noodzakelijk is of wanneer men in het koetswerk doorvoeren moet maken. Een andere mogelijkheid is, zoals eerder aangegeven, gebruik te maken van het motormanagement (‘on-board diagnostics’) Wanneer de informatie omtrent de afgelegde weg (of de gereden snelheid) moet worden afgetakt uit het

TNO-rapport

FEL-01-C039

69

motormanagement zal er overeenstemming moeten hebben met de voertuigfabrikant, met als redenen: • de gebruikte protocollen zijn (nog) niet universeel; • de veiligheid van het voertuig mag niet in het geding komen.

Dimensies De afmetingen van de kilometerteller apparatuur zijn onbekend. Echter afgaand op de reeds bestaande aanverwante apparatuur zoals taximeter apparatuur en de apparatuur zoals deze voorzien is voor het rekening rijden zal deze in de orde van grootte van twee pakjes sigaretten liggen (10*10*5 cm = 500 cm³). Apparatuur van dergelijke afmetingen zal nog op redelijke wijze in de cabine of in het motorcompartiment geplaatst kunnen worden. Afmetingen van transponders en GPS antennes zullen in de orde van grootte van een half pakje sigaretten liggen (5*5*2,5 cm = 62,5 cm³). Montageplaats Er wordt van uitgegaan dat bij de montage de verbindingen tussen de diverse delen van de kilometerteller apparatuur (meet-, verwerking, uitlees/zendeenheid) zo kort mogelijk worden gehouden en doorvoeren naar andere compartimenten of naar buiten zoveel mogelijk zullen worden vermeden. Dit impliceert dat indien informatie omtrent de afgelegde weg van de motor/aandrijving wordt betrokken, het verwerkingsdeel in het motorcompartiment zal worden gemonteerd. Als GPS of GSM zal worden gebruikt zullen de cabine en de kofferruimte in aanmerking komen. Het plaatsen van apparatuur in het motorcompartiment zal steeds moeizamer gaan, gelet op de vele apparatuur die de voertuigindustrie zelf reeds op deze plek inbouwt. In bijlage D is via enkele foto’s de afgenomen hoeveelheid beschikbare ruimte in het motorcompartiment geïllustreerd. In zijn algemeenheid kan worden gesteld dat voertuigen met een bouwjaar vanaf medio 2000 weinig ruimte bieden om ‘after-sales’ apparatuur in te bouwen in het motorcompartiment. Bij het ontwerpen en plaatsen van apparatuur in de cabine van een voertuig moet met normen rekening worden gehouden om de inzittenden van het voertuig tijdens een botsing tegen letsel te beschermen (passieve verkeersveiligheid). Te denken valt aan de vorm en functie van de verschillende delen, het wegwerken van uitstekende delen zoals schakelaars en knoppen en het afdekken / bekleden van oppervlakken van delen die in contact kunnen komen met personen, dan wel het toepassen van beschermende middelen zoals air-bags. Zo kennen personenwagens de wettelijke eis: ECE R21, waarin bijvoorbeeld een dynamische test met een ‘headform’ op het dashboard is opgenomen. Ook zijn er voorschriften voor de afrondingsstralen aan harde delen in de cabine. Verder zijn er de eisen ten aanzien van het stuurwiel (bodyblock test ECE R12.02 74/297/EEC en FMVSS 203)

TNO-rapport

70

Bij al deze ontwerpeisen gaat het erom goede compromissen te sluiten tussen functionaliteit, bedienbaarheid en passieve veiligheid. Tenzij er wettelijke eisen in het spel zijn, dan is er geen ruimte voor compromissen. Indien aan het bedieningspaneel voorwerpen worden toegevoegd, kunnen deze voorwerpen de passieve veiligheid in gevaar brengen. Bij het ontwerp van instrumentatie betreffende het fraudebestendig kilometertellen van voertuigen moet zorgvuldig nagedacht worden over de vorm, materiaal en de plaats van de apparaten. Bij het plaatsten van antennes dient rekening te worden gehouden met voldoende vrij zichtveld en mogen zij niet afgeschermd worden door metalen delen. Idealiter worden antennes op het dak gemonteerd, waarvoor een doorvoer naar buiten noodzakelijk is. Zowel GPS als GSM antennes worden momenteel ook achter de ruit geplaatst. Een doorvoer naar buiten is daardoor niet noodzakelijk. Bij ‘aftersales’ apparatuur zal dat echter lang niet zo mooi weggewerkt zijn als bij OEM apparatuur. Dergelijke ‘after-sales’ antennes belemmeren een gedeelte van het zicht.

Voeding De apparatuur zal aangesloten moeten worden op een elektrische voeding (boordspanning). In dat geval moet rekening worden gehouden met diverse nominale voedingsspanningen. Ook dient men rekening te houden met sterke fluctuaties van de spanning (tijdens starten kan de boordspanning ca. 30% zaken). Verreweg de meeste motorvoertuigen zijn uitgevoerd met accu’s en hebben derhalve gelijkspanning aan boord. Er zijn echter ook motorvoertuigen, met name de lichtere motorfietsen, die geen accu hebben. Deze motorfietsen hebben een min of meer toerentalafhankelijk wisselspanning (nominaal 12 V) aan boord die de verlichting verzorgt. Motorvoertuigen voor personen vervoer hebben over het algemeen een 12 V installatie. Vrachtauto’s hebben meestal een 24 V installatie. Momenteel zijn er ontwikkelingen gaande om de nominale spanning van voertuigen te verhogen naar 42 V (36 V). Omgevingsinvloeden Bij het vervaardiging van kilometerteller apparatuur dient men naast functioneleen dimensie-eisen ook rekening te houden met een aantal specifieke automotive eisen. Zo zullen er eisen moeten worden gesteld voor de bestandheid tegen vocht, hoge en lage temperatuur, agressieve stoffen (zure, alkalische), trillingen, schokken en EMC. De waarden van de omgevingsfactoren zoals vocht, temperatuur, trillen en schokken kunnen in een voertuig en met name in het motorcompartiment sterk fluctueren en uiteen lopen. Temperaturen in het motorcompartiment kunnen afhankelijk van de plaats oplopen tot tussen de 120 en 650 °C. De temperatuur op een dashboard kan tot ca. 110 °C oplopen. Voorgesteld wordt om aan de Kilometertellerapparatuur te stellen eisen overeenkomstig te laten zijn met bijvoorbeeld de eisen voor alarminstallaties (zie 74/61/EEC 1998).

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

71

Afvoer Bij afvoer van het voertuig of kilometerteller apparatuur dient de apparatuur administratief te worden afgevoerd. Hergebruik van de kilometerteller apparatuur is te overwegen.

5.3

Kosten

In deze paragraaf is een inschatting gemaakt van de benodigde kosten per voertuig, die gepaard gaan aan de ‘kilometerteller nieuwe stijl’. Te beginnen met een overzicht van de benodigde activiteiten en bijbehorende inspanning en kosten. 5.3.1 Variatie in de kosten De kosten- en urenschatting die gemaakt is voor het vervaardigen en inbouwen van de kmteller apparatuur heeft een grote spreiding. De reden daarvoor is dat een aantal kostprijs bepalende zaken nog te prematuur en onbekend zijn. Voor de vervaardiging bepaalt het uiteindelijke functionele eisenpakket, de plaats van inbouw en in hoeverre de apparatuur universeel moet/kan zijn (geschikt voor diverse voertuigmerken en -typen) sterk de kostprijs7. Voor de inbouw geldt hetzelfde maar naast het bovengenoemde hebben we hier ook te maken met de grote verschillen in uitvoering, inbouwmogelijkheden, etcetera, per voertuigmerk en -type onderling en ook in de loop der tijd. Deze voertuiggebonden factoren zijn van grote invloed op de prijs. De oudere en minder geavanceerde voertuigen zijn ten opzichte van de huidige over het algemeen niet volgebouwd met airco, elektronica, airbags, etc. Afgezien van het ontbreken van voldoende ruimte wordt het steeds problematischer om apparatuur aan het voertuig bevestigd te krijgen, omdat de ondergrond daar onvoldoende sterk/stijf voor is (dunne en/of kunststoffen beplating). Door het integreren van apparatuur (bediening, controle, airbags, radio, boordcomputer, etc.) in het dashboard is het niet eenvoudig om dashboards los te nemen en te monteren. Navraag bij inbouwstations van taximeters hebben geresulteerd in verschiltijden tussen voertuigmerken van ca. 3 uur. 5.3.2 5.3.2.1

Overzicht van activiteiten en bijbehorende inspanning en kosten Bestaande kilometerteller

Vervaardiging In alle voertuigen die op de weg komen is een kilometerteller als onderdeel van de snelheidsmeter voorhanden. De snelheidsmeter is verplicht, de kilometerteller is niet verplicht (wettelijke consequentie). Bij gebruikmaking van de kilometerteller

7

Hierbij geldt de macht van de grote getallen. Er dient echter rekening mee te worden gehouden dat, indien men in een korte tijd het totale voertuigenpark wil voorzien van apparatuur, de fabrikanten van de inbouwapparatuur hun investeringen in een korte tijd ook af moeten schrijven.

TNO-rapport

72

FEL-01-C039

hoeft er niets ingebouwd te worden. Echter om fraude te kunnen bestrijden zal de kilometerteller verzegeld en gelabeld moeten worden. Dit impliceert dat de hele lijn van kilometerteller tot aan informatiegever (motormanagement of uitgaande as versnellingsbak), bereikbaar moet zijn. Kosten voor vervaardiging: Geen aanvullende kosten bovenop aanschafwaarde voertuig.

In werkingstelling IJken (kalibreren) van kilometerteller en voorzien van een label. Indien de afwijking onacceptabel is, is een voertuiggebonden correctiefactor noodzakelijk. Deze correctiefactor dient zowel bij de gebruiker als bij de verwerker van gegevens bekend te zijn. Fraudebestrijding door de apparatuur te voorzien van een label en verzegeling van kilometertellerconnectors (diverse plaatsen). Let op: Breuk van km kabel en/of bedrading stelt kilometerteller buiten gebruik. Dit heeft voor de conventionele voertuigen geen consequenties. Bij de modernere voertuigen kan het voorkomen dat uitval van snelheidsmeter/kilometerteller de motorprestaties beïnvloedt (limphome, etc.) Kosten voor in werkingstellen: Voorzien van labels + ijking + verzegeling: 1 tot 4 uur (indien demontage van dashboard nodig is). Op lange termijn kan verzegeling minder noodzakelijk zijn wegens sophisticated motormanagement systemen. Dit is fabrikant afhankelijk.

Gebruik Uitlezing visueel (gebruiker en/of bij periodieke controle) Controle op goede werking, verzegeling en (juiste) invulling van kilometerstand is een vereiste. Bij wisseling van voertuigeigenaar dient controle (kilometerstand) plaats te vinden. Kosten voor gebruik: Periodieke controle op kilometerstand, werking en verzegeling van de kilometerteller neemt ca. 0.5 – 3.5 uur in beslag. 5.3.2.2

Additionele kilometerteller (‘stand-alone’ systeem)

Vervaardiging Taxi-meter type. Hallsensor met ‘handshake’ verbinding aan verwerking/opslag unit. Instelbaar voor diverse overbrengverhoudingen (bandenmaten). Kosten vervaardiging: Circa 250,- / 750,- NLG.

TNO-rapport

FEL-01-C039

73

In werkingstelling Plaatsing in voertuig is voertuig afhankelijk (ruimte, ijking). IJken / afstellen van de kilometerteller is noodzakelijk. Kosten in werkingstelling: Plaatsen + IJken 0.5 – 1.5 uur (bij plaatsing in motorcompartiment).

Gebruik Uitlezing kan in principe visueel (door gebruiker en/of bij periodieke controle). Daarnaast is een periodieke controle op goede werking en (juiste) invulling van kilometerstand nodig. Bij wisseling van voertuigeigenaar dient controle (kilometerstand) plaats te vinden. Kosten gebruik: Periodieke controle op kilometerstand en correcte werking kilometerteller neemt ca. 0.5 uur in beslag. 5.3.2.3

Additionele kilometerteller (‘integrated system’)

Vervaardiging Afstandmeting door aftapping van motormanagement en verwerking/opslag in separate unit. Motormanagementprotocol en -signaal zijn momenteel afhankelijk van de voertuigbouwer en het voertuigtype. Bij spanninguitval is een foutmelding met datumvermelding noodzakelijk. Kosten voor vervaardiging: Circa 300,- / 750,- NLG bovenop de reguliere aanschafwaarde van het voertuig.

In werkingstelling Plaatsing in voertuig is voertuigafhankelijk (ruimte, ijking). IJken / afstellen van de kilometerteller is noodzakelijk. Kosten voor in werkingstellen: Plaatsen en ijken nemen circa 0.5 – 1 uur (bij plaatsing in motorcompartiment) in beslag.

Gebruik Uitlezing kan in principe visueel geschieden (door de gebruiker en/of bij periodieke controle). Periodieke controle op goede werking en (juiste) invulling van kilometerstand is noodzakelijk. Bij wisseling van voertuigeigenaar dient controle (kilometerstand) plaats te vinden. Kosten voor gebruik: Controle op kilometerstand en werking van de kilometerteller neemt ca. 0.5 uur in beslag.

TNO-rapport

74

5.3.2.4

FEL-01-C039

GPS kilometerteller (‘stand-alone’ systeem)

Vervaardiging De kilometerteler bestaat uit een GPS-ontvanger en een separate eenheid voor verwerking/opslag van de ontvangen signalen. Kosten voor vervaardiging: Circa: 300,- / 800,- NLG.

In werkingstelling Plaatsing in voertuig is voertuigafhankelijk (ruimte, plaats antenne). Controle op werking is nodig, doch er hoeft geen ijking plaats te vinden. Kosten voor in werkingstellen: Het plaatsen van de apparatuur neemt circa 1 – 1.5 uur in beslag.

Gebruik Uitlezing kan in principe visueel (door de gebruiker en/of bij periodieke controle). Periodieke controle op goede werking en kilometerstand is noodzakelijk. Bij wisseling van voertuigeigenaar dient controle (kilometerstand) plaats te vinden. Kosten voor gebruik: Periodieke controle op kilometerstand en correcte werking kilometerteller neemt ca. 0.5 uur in beslag. 5.3.2.5

GPS kmteller met uitlezen via GSM of DSRC (‘stand-alone systeem’) Tot zover konden alle genoemde typen van kilometertellers visueel worden uitgelezen. Ter illustratie is ook een kilometerteller uitgewerkt met uitlezing van buitenaf (GSM of DSRC). Darbij is voor het gemak aangesloten bij de voorgaande variant, namelijk meten via GPS.

Vervaardiging De kilometerteler bestaat uit een GPS-ontvanger en een separate eenheid voor verwerking/opslag van de ontvangen signalen en een separate datacommunicatieeenheid voor het uitlezen (GSM, DSRC). Kosten voor vervaardigen: Circa 450,- / 1000,- NLG.

In werkingstelling Plaatsing van de kilometerteller in het voertuig is voertuigafhankelijk (ruimte, plaats antennes). Controle op correcte werking is noodzakelijk. In geval van GPS zal geen ijking nodig zijn. Kosten voor inwerkingstellen: Het plaatsen van de apparatuur neemt circa 1,5 – 2.5 uur in beslag.

TNO-rapport

FEL-01-C039

75

Gebruik Periodieke controle op goede werking en (juiste) invulling van kilometerstand is een vereiste. Bij wisseling van voertuigeigenaar dient controle (kilometerstand) plaats te vinden. Kosten voor gebruik: In geval van GSM worden er kosten gemaakt voor het uitlezen van de kilometerstand. Daarbij kan gebruik worden gemaakt bestaande netwerken. In geval van DSRC zal een netwerk moeten worden uitgerold. Deze kosten vallen in de omgeving en zijn hier niet meegenomen. Periodieke controle op kilometerstand en werking vergt ca. 0.5 uur. 5.3.3 Overzicht van de kosten per voertuig Het overzicht van benodigde activiteiten en bijbehorende inspanning en kosten is in tabel 5.1 samengevat in één kostenoverzicht. Dit zijn de kosten voor één individueel voertuig. De kosten in de omgeving (bijvoorbeeld het netwerk voor uitlezen via DSRC) zijn buiten beschouwing gelaten. Tabel 5.1

Kosten voor de kilometerteller nieuwe stijl voor een individueel voertuig Totaal vervaardiging

inbouw

Controle minimaal

Bestaande kilometerteller uren NLG (100/uur)

Maximaal

1-4

0.5-3.5

1.5 150

7.5 750

Additionele kilometerteller (‘standalone’) uren NLG (100/uur) 250 - 750

0.5 - 1.5 50 - 150

0.5 50

1 350

2 950

Additionele kilometerteller (‘integrated system’) Uren NLG (100/uur)

300 - 750

0.5 - 1 50 - 150

0.5 50

1 400

1.5 950

GPS Uren NLG (100/uur)

300 - 800

1 - 1.5 100 - 150

0.5 50

1.5 150

2 200

GPS met GSM of DRSC Uren NLG (100/uur)

450 - 1000

1.5 - 2.5 150 -250

0.5 50

2 200

3 300

0

TNO-rapport

76

5.4

FEL-01-C039

Inbouw van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ in het voertuigenpark

Voortbordurend op tabel 5.1 in paragraaf 5.3 zijn de benodigde inspanning en bijbehorende kosten ingeschat van de inbouw van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ in het gehele voertuigenpark (tabel 5.2). De vraag is nu hoe reëel dit is gegeven de capaciteit bij de beschikbare garagebedrijven. Als wordt uitgegaan van een wagenpark van 6 miljoen auto’s, dan is bij een inbouw- en controletijd van in het gunstigste geval 1 uur (zie tabel 5.1) en in het ongunstigste geval 7,5 uur tussen de 6.000.000 en 45.000.000 mensuren nodig om het volledige wagenpark van een kilometertellersysteem te voorzien. Uitgaand van 10.000 gecertificeerde inbouwpunten (APK-garages), is dit 600 tot 4.500 mensuren per inbouwpunt. Dit komt, uitgaande van 168 werkbare uren gemiddeld per maand, overeen met 3,5 tot bijna 27 mensmaanden full-time werk per inbouwpunt. Om in het slechtste geval (7,5 uur per auto) 6.000.000 auto’s binnen een jaar te voorzien van een kilometerteller, zijn 22.322 monteurs nodig, die het hele jaar lang full-time bezig zijn met het inbouwen van kilometertellers. Hierbij is er van uitgegaan, dat een ingebouwde kilometerteller niet binnen het jaar kapot gaat en terugkomt, en dat het wagenpark (6 miljoen voertuigen) niet groeit. Tabel 5.2

Inspanning en kosten voor de inbouw van de ‘kilometerteller’ per miljoen voertuigen. per miljoen voertuigen

per 6 miljoen voertuigen

tot min

tot max

tot min

tot max

(in miljoenen)

(in miljoenen)

(in miljoenen)

(in miljoenen)

Bestaande kilometerteller Uren

1.5

7.5

9.0

45

NLG (100/uur)

150

750

900

4500

Additionele kilometerteller (‘standalone’) Uren

1.0

2.0

6.0

12

NLG (100/uur)

350

950

2100

5700

Additionele kilometerteller (‘integrated system’) Uren

1.0

1.5

6.0

9.0

NLG (100/uur)

400

950

2400

5700

Uren

1.5

2.0

9.0

12

NLG (100/uur)

450

1000

2700

6000

GPS met GSM (of DSRC) Uren

2.0

3.0

12

18

NLG (100/uur)

650

1300

3900

7800

GPS

TNO-rapport

FEL-01-C039

77

6.

Fraudegevoeligheid van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’

6.1

Uitgangspunt voor de verkenning

Teneinde de fraudegevoeligheid van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ in beeld te kunnen brengen, is eerst het begrip ‘fraude’ nader ingevuld, alsmede de mogelijkheden om fraude te plegen met de kilometerteller. Als uitgangspunt is gebruikt dat de kilometertellersysteem een ongewenst apparaat is voor de voertuigbezitter waarbij de kilometerteller is geïnstalleerd. De directe meerwaarde voor de voertuigbezitter ontbreekt en de voertuigbezitter is straks verplicht om een kilometertellersysteem in het voertuig te hebben en te gebruiken. De doelstelling van een kilometertellersysteem, en daarmee ook het nut hiervan, is immers anders voor een voertuigbezitter dan bijvoorbeeld een routeinformatiesysteem. Het uitgangspunt is geïllustreerd in figuur 6.1.

Nieuw van de makers van de ‘gratis Filmnet decoder’ Bespaar nu op uw kilometerkosten. Stel zelf uw kilometerteller in. Dit kan al met •onze verloopstekker en CD-ROM •en uw computer. WWW.GE ENKILO METERT EVEEL. NL

Bestel vandaag nog! Voor slechts 25 euro!!

Figuur 6.1

D e Co u r a n t 4 / 1 2 / 2 0 1 1

Advertentie

Advertentie in ‘De Courant’ van 4 december 2011.

De verkenning van de fraudegevoeligheid van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’, alsmede de mogelijkheden deze fraudebestendigheid te vergroten, is als volgt opgebouwd: • Aanduiden van de reikwijdte van de uitspraken over fraude; • Vaststellen van een aantal algemene aspecten van fraude gerelateerd aan de behoefte van het kilometertellersysteem; • Per geselecteerde methode voor zowel meten als uitlezen, aangegeven waar de fraudegevoeligheid ligt. In bijlage E identificeren we een aantal soorten aanvalsmethoden, en geven daarbij enkele voorbeelden.

TNO-rapport

78

6.2

FEL-01-C039

Afbakening verkenning fraudegevoeligheid en aannamen

Het kilometertellersysteem (de ‘kilometerteller nieuwe stijl’) zal operationeel zijn in een bepaalde omgeving. De grenzen van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ ten opzichte van deze omgeving.zijn reeds gedefinieerd in figuur 2.2. In navolging van deze gekozen afbakening is in figuur 6.2 aangegeven welke functionaliteit (‘wat doet het’) tot het kilometertellersysteem behoort en wat voor soort functionaliteit tot de omgeving behoort. De omgeving, zoals aangegeven in figuur 6.2, geeft slechts voorbeelden van functionaliteit die tot de omgeving kunnen behoren, bijvoorbeeld: • Beheeractiviteiten ten behoeve van het kilometertellersysteem, zoals registratie van serienummers; • ICT-infrastructuur ten behoeve van het verwerken van informatie uit een auto, bijvoorbeeld het GSM netwerk; • ICT-infrastructuur ten behoeve van plaatsbepalingen (meten), bijvoorbeeld de satellieten; • Verwerkingen van betalingen op basis van de kilometerteller, bijvoorbeeld d.m.v. communicatie via publieke netwerken tussen de RDW en de Belastingdienst.

Omgeving Kilometertellersysteem Meten van verreden kilometers

Vastleggen/weergeven van verreden kilometers Uitlezen van verreden kilometers

Figuur 6.2:

Beheer van Kilometertellersysteem (b.v. registratie kastjes)

Voertuigen personen registratie Verwerking Kilometergegevens (b.v. t.b.v. betaling)

Afbakening tussen het kilometertellersysteem (links) en de omgeving van dit systeem (rechts).

Aanname 1: De verkenning beperkt zich tot uitspraken over fraude met het kilometertellersysteem (de ‘kilometerteller nieuwe stijl’). Fraude die voorkomt met kilometergegevens in de omgeving zijn niet in dit rapport meegenomen. Dit betekent onder andere dat niet is ingegaan op fraude die ontstaat door overdracht van de geregistreerde kilometers naar een systeem voor de verwerking en betalingsafhandeling.

TNO-rapport

FEL-01-C039

79

Het doel van het kilometertellersysteem is om op adequate wijze het aantal verreden kilometers te tellen [22]. Om dit mogelijk te maken is er een manier nodig om te bepalen hoeveel kilometers een voertuig verreden heeft en om het aantal gereden kilometers te registreren.

Aanname 2: In de verkenning is aangenomen dat alle apparatuur voor het kilometertellersysteem in het voertuig zit. Aanname 3: Bij de beoordeling van een concreet systeem kunnen pas uitspaken over de fraude worden gedaan wanneer de functionele en omgevingseisen (onder andere dreigingen) aan dit systeem duidelijk zijn en wanneer deze ondubbelzinnig zijn gedefinieerd. Het kilometertellersysteem is nog in de ideevormende fase. Aanname 4: De mogelijkheden tot fraude en de mogelijkheden om fraude tegen te gaan zijn afhankelijk van de gekozen oplossing. Hoe het kilometertellersysteem vorm zal krijgen is op dit moment onbekend. Manieren waarop dit zou kunnen gebeuren, zijn bijvoorbeeld de volgende: • Communicatie tussen modules via publiek (onveilige) netwerken; • Eén fysieke module versus verscheidene fysieke modules; • Eén hardware-module versus een op hardware en software gebaseerde module; • Mogelijkheden tot interacties met de omgeving; • Een combinatie van oplossingen.

Aanname 5: Er zijn in de verkenning nog geen maatregelen ter voorkoming van fraude opgenomen.

6.3

Nader definiëren van fraude

Fraude kent een aantal algemene aspecten, gerelateerd aan de behoefte van het kilometertellersysteem. Voor een goed wederzijds begrip zijn eerste deze algemene aspecten in beeld gebracht, door de volgende vragen te beantwoorden: 1. Wat is fraude? 2. Wat zijn de doelstellingen van een fraudeur? 3. Waar richten fraude-aanvallen zich op? 4. Wanneer is het zinvol om fraudebestrijdingsmaatregelen te nemen? 5. Hoe bepaal je of het zinvol is om maatregelen te nemen?

TNO-rapport

80

FEL-01-C039

Vraag 1. Wat is fraude? In de verkenning is de volgende definitie voor het begrip fraude toegepast op de situatie van de kilometertellersysteem (definitie op basis van [24]): Fraude is het willens en wetens manipuleren van het kilometertellersysteem zodanig dat ‘geregistreerde kilometers’ niet overeenkomen met ‘werkelijk gereden kilometers’. Merk op dat er ook door andere oorzaken dan door fraude verschillen kunnen zijn tussen ‘geregistreerde kilometers’ en ‘werkelijk gereden kilometers’. Bijvoorbeeld door de onnauwkeurigheid van de meetapparatuur. Vraag 2. Wat zijn de doelstellingen van een fraudeur? Gegeven de wens van de fraudeur om het kilometertellersysteem te manipuleren, wat wil de fraudeur dan bereiken? Hiervoor zijn drie verschillende situaties onderscheiden, namelijk: 1. Fraudeur moet zelf de kosten van de geregistreerde kilometers betalen; 2. Een ander dan de fraudeur heeft toegezegd de geregistreerde kilometers te betalen (bijvoorbeeld de werkgever betaalt voor de kilometers van het woonwerkverkeer); 3. Fraudeur kan de kosten van geregistreerde kilometers ten laste laten komen van een ander voertuig (bijvoorbeeld verwisseling met een teller in een ander voertuig). In tabel 6.1 zijn voor deze situaties de doelen van de fraudeur weergegeven, waarbij de fraudeur de berijder van het voertuig is. De geregistreerde eigenaar van het voertuig kan de berijder zelf zijn, dus de fraudeur, of iemand anders, bijvoorbeeld de maatschappij die voertuigen verhuurt. In deze verkenning zijn de mogelijkheden bekeken om méér of minder kilometers te kunnen registreren. Tabel 6.1:

Doelstellingen van fraudeur in verschillende betaalsituaties.

Berijder betaalt kilometers zelf

De eigenaar krijgt kilometers betaald door iemand anders dan de berijder

Eigen voertuig

Minder kilometers dan in werkelijkheid registreren

Meer kilometers dan in werkelijkheid registreren

Lease voertuig

Minder kilometers dan in werkelijkheid registreren

—

Kilometers worden ten laste aan ander dan fraudeur gebracht Een andere teller de kilometers van de fraudeur laten tellen Een andere teller de kilometers van de fraudeur laten tellen

TNO-rapport

FEL-01-C039

81

Vraag 3. Waar richten fraude-aanvallen zich op? Om de zelfverrijking mogelijk te maken zal de fraudeur mogelijkheden zoeken om het kilometertellersysteem te manipuleren. Te onderscheiden zijn twee soorten richtingen waar de manipulatie zich op richt: juistheid en beschikbaarheid.

Juistheid van de registratie van de kilometer Uitgangspunt bij deze fraudemogelijkheid is het kilometertellersysteem niet de kilometerstand aangeeft, die het volgens het werkelijk verreden aantal kilometers wel zou moeten aangeven. De informatie die verwerkt wordt in het kilometertellersysteem moet ongeschonden blijven. Manipulatie van de juistheid van het kilometertellersysteem richt zich op het expres onjuist maken of vernietigen van gegevens in het kilometertellersysteem. Juistheid wordt ook wel integriteit genoemd. Voorbeeld: De software in het kilometertellersysteem wordt veranderd (b.v. door een trojan horse of virus) zodat op elke 10 kilometer 1 kilometer niet geregistreerd wordt.

Beschikbaarheid van het kilometertellersysteem om kilometers te kunnen registreren Uitgangspunt bij deze fraudemogelijkheid is dat als het kilometertellersysteem niet beschikbaar is, er niet kan worden geregistreerd hoeveel er verreden wordt. Alle onderdelen moeten tijdig beschikbaar zijn om te kunnen registreren hoeveel kilometers er zijn verreden. Manipulatie van de beschikbaarheid van het kilometertellersysteem richt zich op het niet beschikbaar zijn van delen van het systeem, door middel van overbelasting of defecten. Voorbeeld: Loskoppelen van de sensor waarmee kilometers worden geregistreerd. De kilometerteller ontvangt nu geen nieuwe informatie om de teller op te hogen. In bijlage E is een overzicht opgenomen van dreigingen, met enkele voorbeelden behorende bij deze manipulatierichtingen. Vraag 4. Wanneer is het zinvol om fraudebestrijdingsmaatregelen te nemen? We bekijken deze vraag vanuit het perspectief van de fraudeur en van de overheid die een kilometertellersysteem verplicht wil laten gebruiken in voertuigen.

Vanuit het perspectief van de fraudeur geldt het volgende: Het is interessant te frauderen wanneer de kosten om fraude te plegen lager zijn dan de opbrengst (b.v. door zilverpapier om een GPS-antenne te vouwen registreer ik minder kilometers; kosten: 2 cent, opbrengst: x maal het kilometerbedrag).

TNO-rapport

82

FEL-01-C039

Vanuit het perspectief van de overheid geldt het volgende: Het is interessant om maatregelen tegen fraude te eisen, wanneer de totale kosten van een maatregel (ontwerp, fabricage, inbouw, controle) lager zijn dan de inschatting van het totale fraudebedrag dat per jaar zal ontstaan. Of het zinvol is om bepaalde maatregelen te nemen, is ook afhankelijk van waar bepaalde tegenmaatregelen kunnen worden genomen en waar dit het meest effectief is. In figuur 6.3 staat een cyclus van wat er kan gebeuren met fraude, zie ook [24]. Een dreiging is enige omstandigheid of gebeurtenis die in potentie schade aan een systeem kan doen toekomen (door bijvoorbeeld vernietiging/verandering van het systeem of beschikbaarheidsaanvallen).

Dreiging

Preventie Vermindering

Geval van fraude

Detectie Onderdrukken

Schade / verlies Corrigeren/herstellen Herstel Evaluatie

Figuur 6.3:

Levenscyclus van fraude: mogelijke gebeurtenissen (links) en soorten maatregelen die kunnen worden genomen(rechts).

De maatregelen uit figuur 6.3 kunnen als volgt worden uitgelegd: • Preventie: maatregelen die trachten te voorkómen dat een fraude incident plaatsvindt; • Vermindering of reductie: maatregelen die trachten de schade te beperken in geval een fraude incident plaatsvindt; • Detectie: maatregelen die trachten te ontdekken dat een fraude incident plaatsvindt; • Onderdrukken of repressie: maatregelen die de omvang van de schade door een fraude incident proberen te beteugelen; • Corrigeren/herstellen: maatregelen die de situatie van vóór de aangerichte schade proberen te herstellen (bijvoorbeeld in relatie met detectie); • Evaluatie: maatregelen die ondersteuning bieden bij het onderzoeken of de andere maatregelen naar behoren hebben gewerkt in geval van een fraude incident. Vraag 5. Hoe bepaal je of het zinvol is om maatregelen te nemen? Er zijn verschillende methode beschikbaar om af te wegen of de kosten van een maatregel niet te hoog zijn voor de fraude die bestreden dient te worden. Zulke

TNO-rapport

FEL-01-C039

83

methoden heten risicoanalyse methoden en ondersteunen het proces van het identificeren van fraudemogelijkheden, het bepalen van de grootte/impact en het identificeren van de juiste maatregelen. In een risicoanalyse worden verschillende typen van maatregelen tegen elkaar afgewogen. De volgende typen van maatregelen kunnen worden onderscheiden: • Juridische maatregelen: maatregelen die worden afgedwongen door wet- en regelgeving of via een verzekering worden afgedekt (b.v. Wetboek van strafrecht, wet op computercriminaliteit); • Organisatorische maatregelen: maatregelen die de inrichting van de organisatie rondom de systemen bepalen (b.v. wie controleert de garage die kastjes inbouwt?); • Procedurele maatregelen: maatregelen die aangeven hoe de technische maatregelen gebruikt moeten worden en hoe systemen zelf gebruikt moeten worden (b.v. wat te doen als de teller niet oploopt en je rijdt wel?); • Technische maatregelen: maatregelen die in het kilometertellersysteem zelf worden genomen (b.v. meerdere tellers waarvan er maar 1 voor de bestuurder zichtbaar is of een back-up batterij in geval van stroomuitval).

6.4

Globale indruk fraudemogelijkheden bij het kilometertellersysteem

In deze paragraaf is per geselecteerde methode voor zowel meten, weergeven/vastleggen als uitlezen, aangegeven waar de fraudegevoeligheid ligt. Bij vraag 3 in paragraaf 6.3 is reeds aangegeven dat het kilometertellersysteem aanvallen kan verwachten op zijn juistheid en beschikbaarheid. Waar kunnen dit soort aanvallen verwacht worden? De soort aanvallen hangen af van de manier waarop het kilometertellersysteem wordt opgezet (niet de realisatie maar in de architectuur van het systeem). Om een analyse te kunnen maken moet eerst worden bepaald, wat de belangrijkste onderdelen van het kilometertellersysteem zijn en waar (in welke omgeving) deze te vinden zijn. De belangrijkste onderdelen zijn in figuur 6.4 gepresenteerd, en zijn: • Fysieke unit voor meten - meten van het aantal verreden kilometers door een specifiek voertuig; • Fysieke unit voor weergeven/vastleggen – registreren (weergeven en vastleggen) van de gemeten kilometers van het specifieke voertuig; • Fysieke unit voor uitlezen - uitlezen van de geregistreerde kilometers door het specifieke voertuig; • Fysieke unit voor het ondersteunen – de spanningsbron voor de bovengenoemde drie onderdelen. Deze vier functionele onderdelen vormen samen de architectuur van het kilometertellersysteem, in dit geval vorm gegeven als een fysieke architectuur (d.w.z. de fysieke structuur van het systeem).

TNO-rapport

84

FEL-01-C039

We zijn geïnteresseerd in waar wat voor soort fraude gepleegd kan worden. In figuur 6.5 staat in het verlengde van figuur 5.1 een voorbeeld hoe de onderdelen in een auto kunnen worden ingedeeld.

omgeving

Fysieke unit voor het meten van verreden kilometers

Fysieke unit voor het weergeven/vastleggen van verreden kilometers

Fysieke unit voor het ondersteuning (power) van verreden kilometers

Fysieke unit voor het uitlezen van verreden kilometers

voertuig

Verbindingskanaal data (kabel, ‘door de lucht’) Verbindingskanaal power (kabel, ‘door de lucht’)

Figuur 6.4:

Voorbeeld van een fysieke architectuur van het kilometertellersysteem.

Meetdeel = Communicatiedeel = Spanningsbron = Blackbox =

Figuur 6.5:

aandrijving of antenne antenne accu verwerking en opslag

Voorbeeld van de inbouw het van kilometertellersysteem in een voertuig.

Gegeven de fysieke architectuur van het kilometertellersysteem, waar zijn dan de aangrijpingspunten voor fraude? Deze aangrijpingspunten zijn weergegeven in figuur 6.6.

TNO-rapport

FEL-01-C039

85

omgeving

A Fysieke unit voor het meten van verreden kilometers

B

C

Fysieke unit voor het weergeven/vastleggen van verreden kilometers

D

E Fysieke unit voor het H ondersteuning (power) van verreden kilometers

Fysieke unit voor het uitlezen F van verreden kilometers

G voertuig

Verbindingskanaal data (kabel, ‘door de lucht’) Verbindingskanaal power (kabel, ‘door de lucht’)

Figuur 6.6:

Aangrijpingspunten voor fraude gegeven de fysieke architectuur van een kilometertellersysteem.

Hieronder gaan we voor de drie opties kort in op de mogelijkheden tot fraude. In figuur 6.7 is aangegeven welke onderdelen van de fysieke architectuur in het kilometertellersysteem een rol spelen voor elke optie. In tabel 6.2 en tabel 6.3 is voor de drie opties en voor de fraude-aangrijpingspunten een aantal voorbeelden gegeven voor respectievelijk inbreuken op de juistheid en inbreuken op de beschikbaarheid van het kilometertellersysteem. Dit beeld beoogt niet volledig te zijn.

TNO-rapport

86

FEL-01-C039

omgeving

A Fysieke unit voor het weergeven/vastleggen van verreden kilometers

D G

voertuig

omgeving

A Fysieke unit voor het meten B van verreden kilometers

C

Fysieke unit voor het weergeven/vastleggen van verreden kilometers

D G

Fysieke unit voor het H ondersteuning (power) van verreden kilometers

voertuig

omgeving

A Fysieke unit voor het meten van verreden kilometers

B

C

Fysieke unit voor het weergeven/vastleggen van verreden kilometers

D

E Fysieke unit voor het H ondersteuning (power) van verreden kilometers

Fysieke unit voor het uitlezen F van verreden kilometers

G voertuig

Verbindingskanaal data (kabel, ‘door de lucht’) Verbindingskanaal power (kabel, ‘door de lucht’)

Figuur 6.7:

Aangrijpingspunten voor fraude bij gebruik van het bestaande kilometertellersysteem voor - optie 1: bestaande kilometerteller (boven); - optie 2: additionele kilometerteller en visueel uitlezen (midden); - optie 3: GPS (onder).

TNO-rapport

FEL-01-C039

87

Afschermen van het inkomende signaal Afschermen van het uitgaande signaal Herhaald versturen van oude gegevens Signaal veranderen Signaal verstoren, bijvoorbeeld door introductie ruis Terug- of vooruit-draaien van de kilometerteller (fysiek) Terug- of vooruit-draaien van de kilometerteller (logisch) Veranderen van voertuigkarakteristieken t.o.v. kalibratie8 Verwisselen van een onderdeel met een onderdeel uit een ander voertuig

A

A

D

D

optie 3: GPS A G C, E, H C, E, H A, C, E, G, H D B, F D

Afschermen van het inkomende signaal Afschermen van het uitgaande signaal Loskoppelen van de aandrijving van de kilometerteller Loskoppelen of onklaar maken van onderdeel van de kilometerteller

A

optie 3: GPS

Inbreuken op de beschikbaarheid van de kilometerteller bij de fraudeaangrijpingspunten.

Voorbeelden van inbreuken

6.5

D

C C C B, D

optie 2: additionele kilometerteller en visueel uitlezen

Tabel 6.3:

optie 2: additionele kilometerteller en visueel uitlezen

Voorbeelden van inbreuken

optie 1: bestaande kilometerteller

Inbreuken op de juistheid van de kilometerteller bij de fraudeaangrijpingspunten.

optie 1: bestaande kilometerteller

Tabel 6.2:

A

H

A G H

D

B, C, D

B, C, D, E, F

Resumé fraudegevoeligheid

Uit verkenning van de fraudemogelijkheden met het kilometertellersysteem blijkt het volgende: 1. Doel van fraude: Fraude met het kilometertellersysteem heeft tot doel de kilometertellerstand te doen afwijken van de werkelijke stand, d.w.z. het werkelijk aantal gereden kilometers;

8

Voorbeelden hiervan zijn verandering van bandenspanning, de grootte van de banden, gebruik van versleten banden. Deze vorm van fraude is bijvoorbeeld bekend bij het gebruik van een tachograaf.

TNO-rapport

88

FEL-01-C039

2. Soorten mogelijke aanvallen: Fraude kan plaatsvinden door middel van inbreuken op de juistheid van de kilometerstand en door middel van inbreuken op de beschikbaarheid van het kilometertellersysteem; 3. Aangrijpingspunten voor fraude: Fraude kan plaatsvinden op alle componenten in het systeem (componenten t.b.v. meten, componenten t.b.v. vastleggen/weergeven, componenten t.b.v. uitlezen, componenten t.b.v. ondersteuning en koppelingscomponenten); 4. Fraudemogelijkheden bij toename aantal componenten: Bij toename van het aantal componenten om het kilometertellersysteem vorm te geven wordt het aantal aangrijpingspunten om fraude te plegen groter; 5. Single-point-of-failure: Wanneer het kilometertellersysteem uit één component bestaat is dit een ‘single-point-of-failure’: als deze component niet beschikbaar is kan er niet worden geteld. Fraude plegen is moeilijker doordat de verbindingen tussen de onderdelen niet zondermeer toegankelijk zijn; 6. Fraudeur kijkt verder dan eigen auto: Fraude blijft niet beperkt tot het ‘kastje in het voertuig’, de fraudeur zal de mogelijkheden van de omgeving gebruiken om fraude te kunnen plegen (bijvoorbeeld verwisseling van ‘kastjes’ uit verschillende voertuigen); 7. Fraudemogelijkheden veranderen bij koppeling aan andere (ICT-)systemen: Koppelen van het kilometertellersysteem aan andere systemen (b.v. betalingssystemen) zal andere fraudemogelijkheden aan het licht brengen. Naast de mogelijkheden tot fraude die in deze paragraaf zijn geschetst is het ook mogelijk dat de eigenaar van een voertuig de juistheid van de gegevens van de kilometerteller aanvecht.

6.6

Vergroten van de fraudebestendigheid

Het kilometertellersysteem is dus ronduit fraudegevoelig. Hoe kan een kilometertellersysteem worden ontworpen dat alle functionaliteit van de ‘kilometerteller nieuwe stijl biedt, dat het doet én dat adequate maatregelen tegen fraude bevat?. Om deze vraag te beantwoorden is als eerste een dreigingen levenscyclus geschetst. Uitgaande van deze cyclus zijn de principes voor een goed systeemontwerp van het kilometertellersysteem op een rij gezet, opdat de fraudebestendigheid een inherent onderdeel gaat vormen van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’. Gegeven de aard van de verkenning is niet ingegaan op concrete beveiligingsmechanismen. 6.6.1 Levenscyclus kilometertellersysteem Op dit moment is het kilometertellersysteem een concept, het bestaat nog niet. Het kilometertellersysteem zal een levencyclus kennen met aan iedere fase uit deze cyclus personen die daarbij betrokken zijn en de plaats waar de bijbehorende handelingen plaatsvinden. In figuur 6.8 is dit weergegeven.

TNO-rapport

FEL-01-C039

89

Kilometertellersysteem Levenscyclus

Eisen stellen

Fabriceren

Uitrollen

Gebruiken

Personen

Overheid

Ontwerper/ Assembleerder

Geaccrediteerd monteur

Voertuig gebruiker

Plaats

Kantoor

Fabriek

Garage

Voertuig

Figuur 6.8:

Uitlezen

Controleren

APK-keurder APK-keurder / RDW, Politie

Garage

Keurstation / Op deweg

Aspecten om mee te nemen in een dreigingenmodel

Vanuit het perspectief van fraude is het onvoldoende te kijken naar het systeem zoals dat zich in het voertuig bevindt. Alle fasen in de levenscyclus kunnen positief, maar ook negatief bijdragen aan de fraudebestendigheid van het kilometertellersysteem. Bij het opzetten van het kilometertellersysteem dient daarom rekening te worden gehouden met hoe in de andere delen van de levenscyclus met fraude-aspecten rekening wordt gehouden (een zogenaamd dreigingenmodel). Met behulp van figuur 6.8 kan worden uitgezocht waar eventuele fraude mogelijk is. Bijvoorbeeld voor het uitrollen van het kilometertellersysteem kan ervoor worden gekozen dat voertuigbezitters dit zelf aansluiten in hun voertuig, met de kans dat ze het niet doen, waardoor de teller op nul blijft staan. Wanneer de uitrol in een willekeurige garage plaats vindt kan hetzelfde gebeuren. Door bijvoorbeeld met geaccrediteerde monteurs te werken, waar een bepaalde waarborg voor geldt, kan dit risico worden verminderd. Het voorbeeld geeft een mogelijke oplossing aan. De figuur geeft aan dat er een visie moet zijn waar welk soort fraude moet worden tegengegaan, en waar gevallen van fraude minder ernstig zijn. In deze visie moeten meespelen dat fraude bestrijdingsmaatregelen een mix van technische, organisatorische, procedurele, fysieke en juridische maatregelen zijn die op verschillende momenten in een fraude cyclus kunnen worden ingezet (zie figuur 6.3). 6.6.2 Ontwerpen en realiseren van een kilometertellersysteem In deze paragraaf nemen we aan dat het kilometertellersysteem wordt aangeboden aan een fabrikant die geacht wordt het systeem te realiseren. Het realiseren van systemen waarbij bescherming tegen fraude een belangrijke eis is, heeft sterke overeenkomsten met de manier waarop ICT-systemen worden ontwikkeld waarin informatiebeveiliging een belangrijke eis is. In beide gevallen wordt geprobeerd manieren te definiëren en te realiseren tegen geïdentificeerde dreigingen voor een systeem en tegen kwetsbaarheden van het systeem.

TNO-rapport

90

Ervaringen met het evalueren van beveiligingsfunctionaliteit van ICT-systemen brengen de volgende lessen naar voren: 1. Ondubbelzinnige specificatie van functionaliteit is essentieel; 2. Absolute zekerheid bestaat niet; 3. Zoek naar eenvoudige, alternatieve oplossingen; 4. Bewaak de relatie tussen opdrachtgever en fabrikant. Ondubbelzinnige specificatie van functionaliteit is essentieel Telkenmale blijkt dat het achteraf aanbrengen van beveiligingsmaatregelen op of in een systeem het systeem niet veiliger maakt. Er blijven mogelijkheden aanwezig om om de beveiligingsmaatregelen heen te gaan. Daarom moet al in een vroeg stadium nagedacht worden wat de koper/opdrachtgever (in dit geval het Ministerie van Verkeer en Waterstaat) van het systeem wil hebben, dus welke eisen er op het fraudegebied zijn. Deze eisen komen naast de functionele eisen voor zo’n systeem. Concreet betekent dat, dat de opdrachtgever voor het kilometertellersysteem moet zorgen dat de volgende twee zaken geregeld zijn vóórdat een opdracht bij fabrikanten wordt gelegd, namelijk: 1. Het moet duidelijk zijn tegen welke vormen van fraude er bescherming in het kilometertellersysteem moet worden aangebracht (de fraudebestrijdingsmaatregelen); 2. Ontwikkelaars en producenten van het kilometertellersysteem zullen ondubbelzinnig moeten weten: a. wat het kilometertellersysteem moet doen; b. maar vooral ook: wat het kilometertellersysteem niet moet doen en/of niet mogelijk moet maken. Voordat deze zaken geregeld zijn is het niet zinvol om in te gaan op concrete (technische) beveiligingsmechanismen. Absolute zekerheid bestaat niet De huidige systemen, waarin vaak een ICT-component zit, zijn complex systemen: ze kunnen en ze bieden een heleboel, vaak meer dan bedoeld (bijvoorbeeld: voor videorecorders is vaak één chip voldoende om alle mogelijkheden te bieden, de knoppen op het frontpaneel geven de gebruiker de beperkingen voor wat wel en niet kan met het apparaat). Het kilometertellersysteem is ook een complex systeem. Om te vertrouwen dat het systeem doet wat het moet doen, worden vaak testen gedaan. Gegeven de complexiteit van de systemen is het ondoenlijk om alle mogelijkheden of alle combinaties van mogelijkheden van het systeem te testen. Dus, om zekerheid te krijgen als koper/opdrachtgever dat het product doet wat het moet doen, zal het nodig zijn om naast het testen van het product ook andere zaken aan bod te laten komen. Deze andere zaken zijn vanuit het oogpunt van fraudebestrijding, het bepalen dat het product niet doet wat het niet mag doen. En omdat testen van afwezigheid van ongewenste functionaliteit nooit compleet kunnen zijn, kan een

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

91

klant nooit absolute zekerheid hebben dat het product werkt, maar altijd maar een bepaalde mate. Met de constatering dat heden ten dagen testen alleen niet voldoende is, is ‘vertrouwen in het systeem’ een maatlat geworden om te weten of er voldoende en adequate maatregelen tegen fraude in het kilometertellersysteem zijn aangebracht om aan de gedefinieerde dreigingen het hoofd te kunnen bieden. De maatregelen zullen zeer waarschijnlijk een mix van technische, organisatorische, procedurele, fysieke en juridische maatregelen zijn. Om het vertrouwen in beveiligingsmaatregelen van ICT-systemen te kunnen meten bestaat een internationale maatlat, de Common Criteria for Information Security Evaluation (CC, [20]), waarmee de claim die een fabrikant maakt voor de beveiligingsfunctionaliteit kan worden geëvalueerd. In zo’n evaluatie wordt een product op de volgende aspecten onderzocht: • Zijn de eisen aan het product juist gedefinieerd? D.w.z. zijn de eisen volledig gegeven de dreigingen en de verwachte operationele omgeving en daarnaast: zijn deze ondubbelzinnig opgeschreven? • Zijn de eisen aan het product juist geïmplementeerd? • Voldoet het proces van ontwikkeling, testen, fabricage en aflevering aan zekere eisen? • Voldoet de documentatie aan zekere eisen? Er zijn diverse niveaus van vertrouwen mogelijk: d.w.z. de strengheid waarmee bovenstaande aspecten worden onderzocht. Men kan voor een laag niveau kiezen voor weinig zekerheid (relatief snel te doen en goedkoop) of een hoog niveau voor veel zekerheid (langere tijd nodig om dat te onderzoeken). Maar…de ervaring leert: verlang niet het hoogste niveau en ook niet het één-na-hoogste. Daarnaast geldt: • Het laagste niveau is het enige niveau dat geheel onafhankelijk van een fabrikant kan worden uitgevoerd; • Voor een middenniveau is het van belang dat de fabrikant al vóórdat met de ontwikkeling is begonnen, rekening wordt gehouden met de criteria die invloed hebben op het ontwikkelproces. Zijn er eenvoudige alternatieve oplossingen Het kilometertellersysteem is een technologische oplossing voor een zeker probleem. De technische oplossing, inclusief installatie, beheer en controle is complex. Uit ervaringen blijkt dat oplossingen waar beveiliging onderdeel van dienen te vormen eenvoudig moeten zijn. Complexiteit van het product maakt dat niet meer in te schatten is waarom bepaalde gebeurtenissen kunnen gebeuren of het is moeilijk in te schatten dat bepaalde gebeurtenissen kunnen gebeuren. Complexe oplossingen zijn vaak technische hoogstandjes. De praktijk laat zien dat er oplossingen komen die technisch hoogstaand zijn (primaire eisen), maar geen aandacht hebben besteed aan de beveiligingseisen.

TNO-rapport

92

Relatie opdrachtgever en fabrikant Wat heeft een fabrikant nodig om een kilometertellersysteem te kunnen realiseren? Uit ervaringen blijkt dat de volgende onderdelen een noodzakelijke voorwaarde zijn: • Functionele eisen ondubbelzinnig vastgelegd; • Beveiligingseisen behorende bij de functionele eisen ondubbelzinnig vastgelegd; • Omgeving/dreigingen model (inclusief de niet-technische maatregelen) vastgelegd. Hoe kan de opdrachtgever er op vertrouwen dat wordt opgeleverd dat wat geëist was? Dat kan hij door: • Toetsbare eisen te definiëren; • Vertrouwen te ontwikkelen in het ontwerpproces van de fabrikant; • Vertrouwen te ontwikkelen in de opleverprocedures (van fabrikant naar voertuig); • Te toetsen dat het product doet wat het moet doen, en niet doet wat het niet moet doen; • Vertrouwen te ontwikkelen in het product in de operationele omgeving. Verder is het van belang om niet te denken in termen van de technische oplossingen die in het product zouden moeten komen. Bijvoorbeeld “het moet op basis van een smartcard zijn” of “er moet biometrie worden gebruikt”. Tot slot, het uitgangspunt in dit hoofdstuk is dat het kilometertellersysteem een ongewenst apparaat is. Wanneer een functie voor dit apparaat kan worden bedacht waardoor het een gewenst apparaat wordt, zullen de fraudemogelijkheden in een geheel ander licht komen te staan (vgl. koppeling met autoverzekering [26]).

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

93

7.

Voorkeursopties voor de Kilometerteller nieuwe stijl

7.1

De gebruikswaarde van de geselecteerde methodes

De gebruikswaarde van de geselecteerde methodes (technieken) voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ kan worden getoetst volgens de meetmogelijkheden, zoals beschreven bij de gebruikscriteria in hoofdstuk 2. Wanneer deze meetmogelijkheden samen worden genomen, ontstaat een ‘beoordelingsroos’ (zie figuur 7.1). De essentie van deze ‘roos’ is dat een methode minder gunstig is voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’, naarmate zij op de verschillende gebruikscriteria ‘verder van het hart van de roos’ scoort. Hoe verder naar buiten, des te ongunstiger

Reëel geachte Fraude uitleesfrequentie per beschikbaarheid jaar N4 1X

Fraude juistheid

4X

N2 2X

Bereik - actief zijn kilometerteller

5x 36

alt

ƒ50 ƒ100 ƒ150 ƒ200 ƒ250

2%

Onnauwkeurigheid reproduceerbaarheid

2%

4% 6% 8% 10 %

Figuur 7.1

N1

ƒ2 00 ƒ4 0

ijd 6%

4%

10%

8%

Onnauwkeurigheid juistheid

N2

N1

ja

buitenland)

e ne

Bereik - differentiatie naar ruimte (binnen- en

N3

0 ƒ6 00 ƒ8 00 ƒ10 00

X 12

nd g de rij ertui vo jk eli nk ha Af a t i e l oc

N3

ƒ10 2% ƒ 20 ƒ30 4%

6%

Kosten voor vervaardiging

Kosten voor inbouw

ƒ40 ƒ50

8%

Kosten voor gebruik

10%

Onnauwkeurigheid vergelijkbaarheid

‘Beoordelingsroos’ om geselecteerde methodes (technieken) op hun gebruikswaarde te toetsen.

Meten van de verreden kilometers In de ‘beoordelingsroos’ zijn als eerste de methodes om de verreden kilometers te meten geplaatst, te weten: de bestaande, geijkte en verzegelde kilometerteller (figuur 7.2), de additionele kilometerteller (figuur 7.3), GPS (figuur 7.4) en voor de volledigheid (en met oog op het uitlezen) GSM (figuur 7.5).

TNO-rapport

94

FEL-01-C039

Reëel geachte Fraude uitleesfrequentie per beschikbaarheid jaar N4 1X 4X

Af loc ha ati nk Bereik - actief zijne elij kilometerteller k

Bereik - differentiatie naar ruimte(binnen- en Onnauwkeurigheid juistheid

10 %

N2

2X 36 alti 5x jd

N1

ja

nee

buitenland)

8%

N3 12 X

rijd voen ert d uig

6%

Onnauwkeurigheid reproduceerbaarheid

N2

ƒ1 ƒ8 00 ƒ6 00 0 N1 ƒ4 00 ƒ2 00 00 ƒ50 ƒ100 ƒ150ƒ200ƒ250

ƒ10 2% 2% ƒ20 4% 4% ƒ30

8% 10%

N3

2%

4%

6%

Fraude juistheid

6%

Kosten voor vervaardiging

Kosten voor inbouw (verzegelen)

ƒ40 ƒ50

8% 10%

Kosten voor gebruik

Onnauwkeurigheid vergelijkbaarheid

= gebruikswaarde bestaande, geijkte en verzegelde kilometerteller

Figuur 7.2

Beoordeling van de bestaande, geijkte en verzegelde kilometerteller voor het meten van verreden kilometers op de gebruikscriteria

Sec voor het meten van verreden kilometertellers is de gebruikswaarde van de bestaande kilometerteller redelijk, mits deze geijkt is en verzegeld. De onnauwkeurigheid is dan terug te brengen tot een orde van grootte van 2%. Aangezien de kilometerteller nooit is ontworpen op fraudebestendigheid, is omgekeerd de fraudegevoeligheid ook na verzegelen groot. Enige differentiatie naar ruimte is niet mogelijk. De kilometerteller is in de huidige vorm direct geschikt voor visueel uitlezen. De kosten blijven beperkt tot kosten voor ijken, verzegelen en controle.

TNO-rapport

FEL-01-C039

95

Reëel geachte Fraude uitleesfrequentie per beschikbaarheid jaar N4 1X 4X

Af loc ha ati nk Bereik - actief zijne elij kilometerteller k

Bereik - differentiatie naar ruimte(binnen- en Onnauwkeurigheid juistheid

10 %

N2

2X 36 alti 5x jd

N1

ja

nee

buitenland)

8%

N3 12 X

rijd voen ert d uig

6%

Onnauwkeurigheid reproduceerbaarheid

N2

ƒ1 ƒ8 00 ƒ6 00 0 N1 ƒ4 00 ƒ2 00 00 ƒ50 ƒ100 ƒ150ƒ200ƒ250

Kosten voor vervaardiging

Kosten voor inbouw

ƒ10 2% 2% ƒ20 4% 4% ƒ30

8% 10%

N3

2%

4%

6%

Fraude juistheid

6%

ƒ40 ƒ50

8% 10%

Kosten voor gebruik

Onnauwkeurigheid vergelijkbaarheid

= gebruikswaarde additionele, directe kilometerteller

Figuur 7.3

Beoordeling van de additionele, directe kilometerteller voor het meten van verreden kilometers op de gebruikscriteria

De toegevoegde waarde van een additionele, directe kilometerteller is vooral gelegen in de fraudebestendigheid. Doordat deze kilometerteller specifiek op fraudebestendigheid kan worden ontworpen, kan de fraudegevoeligheid worden verlaagd ten opzichte van de bestaande kilometerteller. Dat geldt direct voor de fraudegevoeligheid in beschikbaarheid. Door in de additionele kilometerteller ook de sensoren mee te nemen (en geen gebruik te maken van bestaande sensoren in het voertuig) kan ook de fraudegevoeligheid in juistheid worden teruggebracht. Enige differentiatie naar ruimte is ook nu niet mogelijk. De additionele, directe kilometerteller zal direct geschikt zijn voor visueel uitlezen.

TNO-rapport

96

FEL-01-C039

Reëel geachte Fraude uitleesfrequentie per beschikbaarheid jaar N4 Af loc ha ati nk Bereik - actief zijne elij kilometerteller k

Bereik - differentiatie naar ruimte(binnen- en buitenland)

Onnauwkeurigheid juistheid

1X 4X

rijd voen ertd uig

Fraude juistheid

N3 12 X

N2

2X 36 alti 5x jd

N1

N3 N2

ƒ1 ƒ8 00 ƒ6 00 0 ƒ4 00 00

Kosten voor vervaardiging

N1 ƒ2 00 Kosten voor inbouw ja ƒ50 ƒ100 ƒ150ƒ200ƒ250 nee 2% ƒ10 4% 2% 2% 6% ƒ20 8% 4% 10 4% ƒ30 % ƒ40 6% 6% ƒ50 8% 8% Kosten voor gebruik 10% 10%

Onnauwkeurigheid reproduceerbaarheid

Onnauwkeurigheid vergelijkbaarheid

= gebruikswaarde GPS

Figuur 7.4

Beoordeling van GPS voor het meten van verreden kilometers op de gebruikscriteria

GPS voegt ten opzichte van de gebruikswaarde van de directe kilometertellers, direct de mogelijkheden tot differentiatie naar ruimte toe, bij gelijkblijvende nauwkeurigheid. De fraudegevoeligheid in juistheid is relatief groot, doordat het signaal van buiten het voertuig komt. De fraudegevoeligheid in beschikbaarheid is relatief groot doordat gewerkt moet worden met een antenne. Een kilometerteller gebaseerd op GPS zal direct geschikt zijn voor visueel uitlezen.

TNO-rapport

FEL-01-C039

97

Reëel geachte Fraude uitleesfrequentie per beschikbaarheid jaar N4 1X

Fraude juistheid

4X X 12

ijd 10 %

Onnauwkeurigheid reproduceerbaarheid

2%

6%

4%

10%

8%

8%

ƒ2 00 ƒ4 00 ƒ6 00 ƒ8 00 ƒ10 00

alt

ƒ50 ƒ100 ƒ150 ƒ200 ƒ250

2%

4% 6%

N2

Kosten voor vervaardiging

N1

e

buitenland)

Onnauwkeurigheid juistheid

N1

ja

ne

Bereik - differentiatie naar ruimte (binnen- en

N3

N2 2X

Bereik - actief zijn kilometerteller

5x 36

nd de g rij ertui vo jk eli nk ha Af atie l oc

N3

ƒ10 2% ƒ 20 ƒ30 4%

6%

ƒ40

Kosten voor inbouw

ƒ50

8%

Kosten voor gebruik

10%

Onnauwkeurigheid vergelijkbaarheid

= gebruikswaarde GSM

Figuur 7.5

Beoordeling van GSM voor het meten van verreden kilometers op de gebruikscriteria

De gebruikswaarde van GSM sec is relatief gering. De nauwkeurigheid is aanmerkelijk kleiner dan realiseerbaar is met een directe kilometerteller of met een kilometerteller gebaseerd op GPS. De fraudegevoeligheid is gelijk aan GPS en dus relatief groot. GSM voegt ten opzichte de directe kilometerteller en GPS aan de gebruikswaarde toe, dat direct uitlezen op afstand mogelijk is. In die zin blijft GSM zondermeer interessant voor uitlezen plus controleoptie voor het meten van de verreden kilometers. Op deze wijze kan de methode voor uitlezen worden gebruikt om de fraudebestendigheid te vergroten van de directe kilometerteller of de op GPS gebaseerde kilometerteller. Een aandachtspunt bij GSM zijn de kosten voor gebruik. Uitgaande van de netwerken van commerciële telecommunicatiebedrijven zal ook voor het gebruik van GSM moeten worden betaald.

Uitlezen van de verreden kilometers In de ‘beoordelingsroos’ is vervolgens een tweetal methodes om de verreden kilometers te meten geplaatst, te weten: visueel en GSM (figuur 7.6). Uitlezen via transponders (DSRC of Bluetooth) heeft een vergelijkbare gebruikswaarde voor uitlezen als GSM. In beide gevallen is de additionele, directe kilometerteller voor het meten van de verreden kilometers opgenomen, zodat een compleet beeld ontstaat van de gebruikswaarde van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’. De bestaande, directe kilometerteller is voor een deel van het voertuigenpark nog mechanisch uitgevoerd en laat zich in dat geval moeizaam combineren met GSM.

TNO-rapport

98

FEL-01-C039

Minder fraudegevoelig bij uitlezen dan visueel Vaker uit te lezen dan visueel N4

1X 4X Af jk h a lo cn k ati eli g e

%

%6

N3

N2 2X

36 alt i x 5 jd

N4

N2

N1 N1 ƒ2 00

ƒ1 ƒ8 00 ƒ6 00 0 ƒ4 00 00

%2

%4

8 % 10 %

6 %

2 % 4 %

Eenvoudiger te differentiëren naar ruimte dan visueel

ƒ10 2 ƒ20 % 4 ƒ 30 % ƒ 40 6 ƒ50 % 8 % 10 %

Visueel uitlezen

1X 4X

Af lo c h a ati n k e eli j k

ƒ 5 0 ƒ 10 0ƒ1 5 0ƒ 2 00ƒ 25 0

ja

ne e 8 1 0%

N3

12 X

rij v o de ert nd ui

ne e

%

Als controlemethode voor ‘meten’ te gebruiken

1% 0

8

N3 12 X

rij vo de ert u ign d

N2 2X

36 alt ix 5 jd

%4

ƒ1 ƒ8 00 ƒ6 0 0 0 N ƒ 4 00 1ƒ 2 0 0 00 ƒ 5 0 ƒ 10 0ƒ1 5 0ƒ 2 00ƒ 25 0

ja %6

N1

N3 N2

%2

6 % 8 % 10 %

2 % 4 %

ƒ10 2 % ƒ20 4 ƒ 30 % ƒ 40 6 ƒ50 % 8 % 10 %

Uitlezen via GSM

= gebruikswaarde additionele, directe kilometerteller voor meten = gebruikswaarde visueel, respectievelijk GSM voor uitlezen

Figuur 7.6

Beoordeling van visueel en GSM voor het uitlezen van verreden kilometers op de gebruikscriteria

De gebruikswaarde van visueel uitlezen scoort qua kosten gunstig ten opzichte van uitlezen via GSM (vervaardiging/aanschaf, inbouw en gebruik GSM-apparatuur). Direct aan de kosten is de eenvoud van in gebruikname gerelateerd. Voor visuele uitlezing is geen inbouw van aanvullende apparatuur voor uitlezen nodig. Afgezien van de kosten (en de eenvoud van in gebruikname) is de gebruikswaarde van GSM hoog. GSM is minder fraudegevoelig bij uitlezen, doordat een onbetrouwbaar geachte uitlezing ‘direct’ kan worden herhaald. Het aantal maal dat kan worden uitgelezen is zeer hoog in vergelijking tot visueel uitlezen (of uitlezen via transponders). Daarnaast kan GSM worden gebruikt als ‘controlemethode’ voor het meten van de verreden kilometers en als methode om de meting te differentiëren naar ruimte.

7.2

Voorkeursopties

Uiteindelijk leidt de nadere uitwerking van de methodes (technieken) in de hoofdstukken 3, 4 en 5, alsmede de score van deze methodes op de gebruikscriteria, tot de voorkeursopties voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ zoals weergegeven in tabel 7.1. Bij deze voorkeursopties: • zijn de bestaande kilometerteller en het visuele uitlezen meegenomen vanwege hun betrekkelijke eenvoud; • zijn de additionele kilometerteller en GPS meegenomen als zijnde de methodes voor het meten van de verreden kilometers met de hoogste gebruikswaarde;

TNO-rapport

FEL-01-C039

99

• is GSM meegenomen als methode voor het uitlezen van de verreden kilometers met de hoogste gebruikswaarde.

Tabel 7.1

Voorkeursopties voor de kilometerteller nieuwe stijl.

Meten ↓ Uitlezen→ Visueel Bestaande kilometerteller * Additionele kilometerteller * GPS * * = voorkeursoptie voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’

GSM

* *

TNO-rapport

100

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

101

8.

Uitbreidbaarheid en toekomstvastheid van de voorkeursopties

Bij de voorkeursopties zijn mogelijkheden aangegeven voor het meten en voor het uitlezen van de verreden kilometers. Hier wordt vooral de mogelijkheid besproken voor uitbreiding in de toekomst. Dit kan zijn een uitbreiding van de mogelijkheden van meten en uitlezen, maar ook een uitbreiding van functionaliteit vanwege andere behoeftestelling. Beide aspecten worden in de volgende paragrafen besproken.

8.1

Uitbreidbaarheid

Belangrijk voor een voorkeursoptie is in hoeverre deze optie ook uitbreidbaar is in de toekomst, wanneer nieuwe technologie of nieuwe beleidswensen op de voorgrond treden. 8.1.1 Uitbreidbaarheid in meten Bij meten zijn drie opties voorhanden:
Gebruik van de bestaande, geijkte en verzegelde kilometerteller;
Een additionele, directe kilometerteller;
Een kilometerteller gebaseerd op GPS. De eerste methode kan alleen gebruikt worden bij visuele uitlezing. Hierbij wordt de kilometerstand van de teller in het voertuig afgelezen. Meer mogelijkheden zijn er niet. Er is geen mogelijkheid om te differentiëren naar tijd, plaats en/of afstand. Waar voertuigen nu nog beschikken over mechanische tellers, is de trend onmiskenbaar naar elektronische tellers. Dit zal geen invloed hebben op de gemeten waarden. Wel kan een elektronische teller worden gekoppeld aan een ‘real-time’ klok (die moet worden ingebouwd), opdat differentiatie van de gereden afstand naar tijd mogelijk wordt. De additionele, directe kilometerteller is per definitie elektronisch en kan dus in alle gevallen differentiëren naar tijd (als tenminste een goed lopende ‘real-time’ klok wordt ingebouwd) en naar gereden afstand. Differentiatie naar plaats zal niet mogelijk zijn. Nieuwe technische ontwikkelingen op het gebied van elektronische kilometertellers zullen geen invloed hebben op de gemeten waarden. Bij gebruik van GPS kunnen alle vormen van differentiatie worden gebruikt. Toekomstige ontwikkelingen op het gebied van GNSS, zoals bijvoorbeeld GALILEO, zullen geen invloed hebben op bestaande systemen. Er zullen dan wel systemen ontstaan voor het meten van de afgelegde kilometers die gebaseerd zijn op dit nieuwe satellietplaatsbepalingsysteem.

TNO-rapport

102

FEL-01-C039

8.1.2 Uitbreidbaarheid met betalen De wijze van afrekenen van de verreden kilometers hangt samen met de methode voor uitlezen van de geregistreerde kilometers. Bij visuele uitlezing zal de doorgifte van de kilometerstand schriftelijk dan wel een e-mail of internet toepassing worden. Ook telefonische doorgifte is mogelijk. Doordat de gebruiker toch een zekere procedure moet volgen zal dit doorgeven zich beperken tot de doorgifte van de kilometerstand. Bij differentiatie op de verreden kilometers zijn weer twee mogelijkheden:
Er vindt in het voertuig als functie van tijd, afstand of plaats een vermenigvuldiging plaats als functie van de kilometers en de tijd, cq. plaats en afstand. Er staat dus maar één getal op de teller dat verrekend moet worden;
Er worden afzonderlijke waarden doorgegeven over kilometers gereden onder de diverse omstandigheden, zoals tijdblok en plaats. Dit laatste leent zich minder voor visuele uitlezing en doorgifte, aangezien vergissingen voor de hand liggen. Bij elektronische doorgifte daarentegen kan deze differentiatie eenvoudig worden meegenomen en derhalve apart belast.

8.2

Combineren van methodes

8.2.1 Meerwaarde van combineren van methodes Bij het afleiden van de voorkeursopties, kwam reeds de meerwaarde van combineren van methodes naar voren (figuur 7.6). In zijn algemeenheid geldt dat combineren van methodes meerwaarde kan hebben vanuit oogpunt van: • controle / redundantie; • functionaliteit. In alle genoemde voorbeelden voor het combineren van methodes, moet in de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ aanvullende functionaliteit worden ingebouwd, juist om de combinatie van methodes te kunnen benutten.

Controle / redundantie Twee (of meer) methodes doen hetzelfde, maar gebruiken andere apparatuur. De op deze wijze ingebouwde redundantie kan worden gebruikt als controlemogelijkheid. Een voorbeeld is de in paragraaf 7.1 aangehaalde combinatie van GSM met een additionele, directe kilometerteller of met GPS. GSM kan in dit geval worden gebruikt ter controle van de gemeten kilometers met de primaire kilometerteller of, in geval van GPS, ter controle van de bepaalde locatie In geval van uitlezen kan een tweede methode worden ingezet om tussentijds uit te lezen. Een voorbeeld is de combinatie van visueel uitlezen en uitlezen via een standaardinterface in de garage. Op deze wijze kan worden gecontroleerd in hoeverre de uitgelezen en doorgegeven kilometerstand correct is.

TNO-rapport

FEL-01-C039

103

Vanuit oogpunt van controle door redundantie zijn interessante combinaties: • Voor meten – een elektronische, directe kilometerteller met GPS of met GSM en GPS met GSM; • Voor uitlezen – visueel uitlezen met uitlezen via standaardinterface. Een andere vorm van controle is controle op de beschikbaarheid en juistheid vanuit oogpunt van fraude. Aan de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ kan bijvoorbeeld een transponder of GSM worden toegevoegd, louter om op locatie te kunnen controleren in hoeverre de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ van de passerende voertuigen beschikbaar is en juist registreert. Zo niet dan kan tot handhaving worden overgegaan.

Functionaliteit Uit de verkenning blijkt dat ieder methode zijn beperkingen heeft. Een voorkeursoptie kan worden gecombineerd met een tweede (of derde) methode juist om deze beperkingen op te heffen (voor zover deze beperkingen ook vanuit het beleid als beperkingen worden onderkend). Een tweetal voorbeelden kan dit duidelijk maken. Het eerste voorbeeld betreft GPS. Uit de verkenning blijkt dat GPS (of in het algemeen GNSS) ook op één en dezelfde positie (als gevolg van variaties in de looptijd van het uitgezonden signaal door de ionosfeer) een variatie vertoont in de gemeten positie (zie figuur 3.6). Dat betekent dat een stilstaand voertuig volgens een op GPS gebaseerde kilometerteller toch ‘kilometers’ aflegt. Zoals aangegeven, kan dit euvel worden verholpen via een gericht filter. Een tweede mogelijkheid is GPS te combineren met een meetmethode die zich baseert op snelheid of versnelling (zie paragraaf 3.3). Indien er geen snelheid of versnelling wordt gemeten, zal de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ concluderen dat het voertuig stil staat. Het tweede voorbeeld betreft de directe kilometerteller. Het bereik van deze kilometertellers is zodanig dat ze altijd meten wanneer het voertuig rijdt, ongeacht of dit nu in Nederland of in het buitenland is. Wanneer alleen de in Nederland gereden kilometers van belang zijn, kan een tweede methode worden toegevoegd om naar ruimte te differentiëren (valt samen met combineren vanuit het oogpunt van controle en redundantie) en/of om de kilometerteller bij de landsgrenzen aan of uit te zetten. Voor het van buitenaf aan- of uitzetten kan gebruik worden gemaakt van transponders of GSM-TOA; voor het intern aan- of uitzetten kan gebruik worden gemaakt van GPS en GSM. 8.2.2 Vergelijking met internationale ontwikkelingen In diverse landen wordt gekeken naar de mogelijkheden om kilometers te meten en uit te lezen, als basis voor diverse vormen van afrekenen per verreden kilometer (kilometerheffing). Ter illustratie zijn de voorgestelde methodes in Denemarken en Zwitserland aangehaald.

TNO-rapport

104

In Denemarken is het zogeheten FORTRIN programma [27] opgezet, waarin een beschrijving is opgesteld van een afstandafhankelijk rekeningrijdensysteem (‘Distance-Dependant Road Pricing System’). In dit systeem wordt een heffing opgelegd, afhankelijk van het aantal kilometers dat is gereden op een zekere plaats en tijdstip. Voor dit systeem is men op zoek gegaan naar een kilometertellersysteem (als onderdeel van het complete ‘road pricing system’) dat in staat is te differentiëren naar ruimte (locaties) en tijd (tijdstip van de dag). Een dergelijk systeem bevat de volgende onderdelen: • een positiebepalingsunit. Hiervoor is gekozen voor GPS; • een ‘timer’, gebaseerd op een eenvoudige quartzklok, aangezien geen betere nauwkeurigheid dan enkele seconden is gewenst; • een datacollectie en -verwerkingsunit (welke de data gedurende een zekere tijd bewaart, informatie bevat omtrent de opbouw van het tarief, de bijbehorende heffing berekent, etcetera); • een communicatie unit voor: − het uitlezen, afhankelijk van het inmiddels verschuldigde bedrag (opdat wordt voorkomen dat de gebruiker een te groot bedrag ineens moet betalen); − ‘updaten’ van de zone indeling, tariefstructuur, en andere informatie. Hierbij wordt gedacht aan RDS-TMC (alleen voor het updaten) of aan DSRC (zowel updaten als uitlezen). • een gebruikersinterface, waarmee de voertuiggebruiker zich bewust is van de kosten die hij of zij op dat moment maakt (aanpassing gedrag) en het aantal geregistreerde kilometers en de bijbehorende kosten kan controleren. De Deense variant zit dus heel dicht bij de voorkeursvariant GPS/GSM voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ (zie tabel 7.1), zij het dat in plaats van GSM een DSRC netwerk wordt voorzien dat de benzinestations, grensovergangen en veerboot (‘ferry’) havens afdekt. Verder maakt de Deense variant onderdeel uit van een compleet pakket aan door de overheid gewenste functionaliteit in het voertuig, waartoe ondermeer ook de ‘mayday’ functie, ISA en de ‘black-box’ (zie ook paragraaf 8.3) behoren. Zwitserland wil een afstandafhankelijk tarief instellen voor zware voertuigen (‘distance-related Heavy Vehicle Fee (HVF)’). De hoogte van het tarief is proportioneel met het aantal gereden kilometers en is afhankelijk van het maximum geladen gewicht en de emissiewaarden van het voertuig. Ten behoeve van de HVF is een ‘on-board unit’ (OBU) ontworpen onder de naam ‘TRIPON’, die opgebouwd is uit de volgende onderdelen [28, 29]: • Een digitale tachograaf voor het meten van de kilometers (gereden in Zwitserland); • Een ‘black-box’ voor het verwerken en registreren van de gemeten kilometers, het vaststellen van de tarieven en voor aanvullende beveiligingslagen; • Een DSRC unit: − om het meten en registeren van de verreden kilometers aan- en uit te schakelen bij grensovergangen; − voor controledoeleinden bij controlepunten langs de weg.

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

105

•

Een chipcard unit voor: − het uitlezen van een chipcard (ICC – Integrated Circuit Card) met de registratiedata; − het wegschrijven van de in rekening te brengen tarieven en alle bijbehorende data op een declaratiechipcard (uitlezen geschiedt dus via een chipcard en indienen via de back-office van de vervoerder); − het uitlezen van een chipcard waarmee het gebruik van een trailer wordt aangemeld. • Een ‘toetsenbord’ om eventueel manueel het gebruik van een trailer aan te melden; • Een mens-macine interface om de registratie te kunnen aflezen en controleren; • Vanuit oogpunt van controle / redundantie is aan de OBU toegevoegd: − een GPS-unit en een bewegingssensor, voor het controleren van de verreden kilometers en het functioneren van de digitale tachograaf; − een senor om de aanwezigheid van een trailer te detecteren; − lichtjes zichtbaar op enige afstand buiten de vrachtwagen, om het functioneren van de OBU te kunnen controleren. De on-board unit is één gesloten eenheid, inclusief de antennes voor GPS en DSRC, en wordt bevestigd tegen de voorruit van de vrachtwagen. De Zwitserse variant zit daarmee heel dicht bij de voorkeursvariant Directe kilometerteller/visueel (zie tabel 7.1), zij het dat ‘visueel’ in dit geval een chipcard met bijbehorende lezer is.

8.3

Noodzaak tot multifunctionaliteit

De ‘kilometerteller nieuwe stijl’ is een van de vele innovaties in het voertuig, waarover wordt nagedacht door de overheid. Andere innovaties zijn de elektronische kentekenplaat (EKP), Rekeningrijden, of intelligente snelheidsadaptie (ISA). Idealiter worden al deze innovaties ondergebracht in het ontwikkelingspad van het voertuig. Op deze wijze kan de complexiteit rond de inbouw achteraf (zowel technisch als organisatorisch) worden omzeild en kunnen de compontenten van elkaars functionaliteit gebruik maken. Zo zal voor alle vormen van kilometerregistratie en uitlezing enige vorm van identificatie van het voertuig of de gebruiker noodzakelijk zijn. Als persoonlijke uitlezing wordt gebruikt zal het kenteken van het voertuig het meest aangewezen middel zijn. Bij alle vormen van automatische (elektronische) uitlezing zal een elektronische identificatie van voertuig, kenteken of gebruiker gewenst zijn. Als in de toekomst enige vorm van elektronische voertuigidentificatie (zoals de EKP) wordt ingevoerd is het gebruik daarvan voor registratie en melding van verreden kilometers voor de hand liggend. Rond de voertuig-gerelateerde ontwikkelingen kan het volgende beeld worden geschetst [18]: • Statusbepaling – dynamisch vaststellen van de identiteit en status van het voertuig, via systemen als elektronische voertuigidentificatie, bepaling van

TNO-rapport

106

• • •

•

• • •

FEL-01-C039

positie en snelheid van het voertuig, diagnosesystemen, schoksensoren en motormanagementsystemen. De ‘kilometerteller nieuwe stijl’ zit duidelijk in deze categorie; Bedienen voertuig – vergroten van het manoeuvreergemak via ystemen als ABS, ‘traction control’ en ‘Active Steering Control’; Informeren en geleiden bestuurder – toevoegen van informatie voor de bestuurders via systemen voor routenavigatie en verkeersinformatie; Passieve veiligheid – reduceren van de impact van een ongeluk en direct melden van pech of ongeval via systemen als intelligente airbags, ‘mayday’knop, ‘black-box’ en digitale tachograaf; Actieve veiligheid – ondersteunen van de bestuurder bij het waarnemen, bewaken van de taakbelasting van een bestuurder, ondersteunen van de bestuurder bij beoordelen en autonome controle, via systemen als ‘vision enhancement’, ‘autonomous collision avoidance’, ISA, ‘autonomous cruise control, en anderen; Sociale veiligheid – diefstalpreventie en achterhalen van de locatie van een voertuig; Milieubelasting – bewaken van de emissienormen, via systemen als een regelbare katalysator; Comfort en infotainment – voorzien van het voertuig van alle comfort voor infotainment, zoals de CAR-PC.

TNO-rapport

FEL-01-C039

107

9.

Conclusies en aanbevelingen

De verkenning van de (on)mogelijkheden voor de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ leidt tot de volgende conclusies: 1. Nauwkeurigheid – het is reeël uit te gaan van een onnauwkeurigheid van circa 2%, zowel met een directe kilometerteller, als met een kilometerteller gebaseerd op positiebepaling. Dit betreft zowel de onnauwkeurigheid in juistheid van de gemeten kilometers, als in reproduceerbaarheid en vergelijkbaarheid). Voor de directe kilometerteller is de vergelijkbaarheid de zwakke kant, als gevolg van de invloed van de bandomtrek en de mogelijkheden om met de bandomtrek te manipuleren.Voor de kilometerteller gebaseerd op positiebepaling via GNSS is de reproduceerbaarheid de zwakke kant, als gevolg van de toevallige fout in iedere positiebepaling. 2. Bereik – een kilometerteller gebaseerd op positiebepaling via GNSS zal niet altijd werken als gevolg van afscherming. Zo’n kilometerteller vraagt om een filter om dergelijke gaten in de metingen op te vullen. Aan de andere kant is een kilometerteller gebaseerd op positiebepaling via GNSS in staat de gemeten kilometers te differentiëren naar ruimte en tijd. De directe kilometerteller werkt altijd, maar kan hooguit differentiëren naar tijd. 3. Uitleesbaarheid – voor vrijwel iedere gewenste frequentie van uitlezen is een methode beschikbaar. Hoogfrequent (vaak) uitlezen kan met behulp van cellulaire telefonie (GSM, UMTS). Daarvoor zullen afspraken moeten worden gemaakt met de telecommunicatieaanbieders over de belasting van het netwerk en de kosten van uitlezen. Deze methode van uitlezen is ook geschikt voor differentiatie naar ruimte en als controlemogelijkheid van de kilometerteller. De meest basale methode voor laagfrequent (‘af en toe’) uitlezen is visuele uitlezing thuis of bij een garagebezoek. 4. Beschikbaarheid – De beschikbaarheid in de zin van de technische levensduur vraagt om zorgvuldige inbouw, opdat kapotte onderdelen kunnen worden vervangen en tegelijkertijd de fraudegevoeligheid niet toeneemt. Aanvallen op de beschikbaarheid van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ zullen naast aanvallen op de juistheid van meten het oogmerk gaan vormen van ‘de fraudeur’. 5. Fraudegevoeligheid – de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ is zondermeer fraudegevoelig. Een goed ontwerp en inbedden van dit ontwerp in de gehele organisatie vanaf productie tot en met inname is nodig (ontwerp en controle samen laten opgaan). De huidige ‘off-the-shelf’ produkten zijn niet ontworpen op fraudebestendigheid. 6. Inbouw in voertuig – inbouw achteraf van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ (de ‘after sales’ optie) is niet trivaal. Het motorcompartiment biedt steeds minder ruimte. Inbouw in de de cabine vraagt vanuit passieve veiligheid om zorgvuldig ontwerp en inbouw in een standaardrek (dat door automotive

TNO-rapport

108

FEL-01-C039

industrie zelf vaak al wordt gevuld) en vanuit actieve veiligheid om zorgvuldige plaatsing om zichtveld niet te verkleinen. Plaatsen van een antenne vraagt een plek op dak (doorvoer kabel) of voorruit (beperken zichtveld); een alternatief is de bumper. Inbouw in de kofferbak brengt nu nog lange kabels met zich mee en is daarmee zondermeer fraudegevoelig. In de toekomst kan in toenemende mate direct op de databus in het voertuig (de CAN-bus) worden aangesloten. Motorfietsen en vrachtwagens laten gelijksoortige inbouwperikelen zien als personenauto’s. Inbouw tegelijkertijd met het vervaardigen van het voertuig (de ‘OEM’ optie) verdient dan ook de voorkeur. Dat vraagt om goed overleg met de automotive industrie op een Europees niveau. In principe komt met de ‘on-board diagnostics’ (OBD) systemen en de GPS voor routenavigatie, een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ op korte of middellange termijn in het voertuig. Deze systemen zijn echter op voorhand niet bedoeld voor gebruik door de overheid en zullen zeker niet zondermeer op fraudebestendigheid zijn ontworpen. 7. Kosten – De kosten voor vervaardiging van een additionele ‘kilometerteller nieuwe stijl’ variëren tussen de 250 en 1000 nederlandse guldens. De bestaande kilometerteller brengt uiteraard geen aanvullende kosten voor vervaardiging met zich mee. Voor alle methodes komen daar de kosten voor inbouw en controle nog bij. Deze kosten variëren tussen de 150 en 950 nederlandse guldens afhankelijk van merke en type voertuig. Naast de kosten kan het aantal uren zelf een obstakel vormen, gegeven de beschikbare capaciteit bij erkende garagebedrijven. Uit de conclusies volgt dat de grootste knelpunten liggen bij de fraudegevoeligheid en inbouw in het voertuig. Dit leidt tot de volgende aanbevelingen:

Aanbevelingen rond ‘fraudegevoeligheid’ Om te komen tot een ‘kilometerteller nieuwe stijl’ die ten eerste naar behoren functioneert en ten tweede adequate maatregelen tegen fraude bevat, moeten de volgende stappen worden doorlopen: 1. Primaire eisen: Bepaal de functionele eisen aan het kilometertellersysteem: wat moet het kilometertellersysteem precies doen; 2. Eisen m.b.t. fraude: Bepaal, globaal, welk soort fraude met het kilometertellersysteem niet gewenst is: wat moet het kilometertellersysteem niet doen of niet mogelijk maken; 3. Omgevingsfactoren: Bepaal in wat voor soort omgeving het kilometertellersysteem ingezet gaat worden: wat is in de omgeving van het kilometertellersysteem te vertrouwen en wat niet; 4. Afweging risico’s t.o.v. primaire eisen: Maak een risicoafweging tussen waarvoor het kilometertellersysteem er is, de primaire eisen, en de risico’s die er gelden in de omgeving gegeven de eisen m.b.t. fraude;

TNO-rapport

FEL-01-C039

109

5. Vertrouwensniveau: Bepaal welk vertrouwen er moet zijn dat het gerealiseerde kilometertellersysteem voldoet aan de primaire eisen en de eisen m.b.t. fraude gegeven de omgevingsfactoren; 6. Ondubbelzinnig, consistent en toetsbaar eisenpakket: Stel een ondubbelzinnig en consistent eisenpakket op dat realiseerbaar is door fabrikanten en zorg dat het mogelijk is om de gefabriceerde producten aan het eisenpakket te toetsen. Dit betekent dat voordat een fabrikant begint met het ontwikkelen en realiseren van een kilometertellersysteem de volgende eisen vaststaan: • eisen t.a.v. wat doet het product; • eisen t.a.v. fraude; • eisen t.a.v. het niveau van vertrouwen dat het product doet wat het moet doen en niet doet wat het niet moet doen.

Aanbevelingen rond ‘inbouw in het voertuig’ Vanuit zowel technisch als organisatorisch oogpunt is het aan te bevelen de inbouw van de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ bij de fabricage mee te nemen. Op deze manier kan de ‘kilometerteller nieuwe stijl’ ook worden ingepast in het ontwikkelingspad van voertuigen. Van de overheid vraagt dit dat zij de automotive industrie tegemoet treedt met een eigen visie, waarin integraal alle wensen vanuit het vigerende en in de toekomst te verwachten overheidsbeleid zijn opgenomen. De ‘kilometerteller nieuwe stijl’ moet onderdeel uitmaken van deze visie, naast toepassingen als bijvoorbeeld ISA, de digitale tachograaf en elektronische voertuigidentificatie.

TNO-rapport

110

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

111

10. [1] [2] [3]

[4] [5] [6]

[7]

[8] [9] [10]

[11] [12]

[13]

[14]

[15] [16] [17]

Referenties Plan van aanpak project ‘Kilometerteller’, TNO-FEL, 29 maart 2000 "Verkenning van de technische haalbaarheid van kilometerheffing, eindrapport", CMG Public Sector, 8 juli 1999, versie 3.0 Diverse schrijvers, "Directive 98/69/EC of the European Parliament and of the council relating to measures to be taken against Air Pollution by emissions from motor vehicles and amending council directive 70/220/EEC", Luxemburg, 13 October 1998 Bluetooth, http://www.bluetooth.com/ Jaap Haartsen, Bluetooth - The universal radio interface for ac hoc, wireless connectivity, Ericsson Review No. 3, 1998 Juha T. Vainio, Bluetooth Security, Department of Computer Science and Engineering Helsinki University of Technology, 2000, http://www.niksula.cs.hut.fi/~jiitv/bluesec.html David Blankenbeckler, An introduction to Bluetooth, Wireless developer network, 2000, http://www.wirelessdevnet.com/articles/feb2000/bluetooth.html Thomas Muller, Bluetooth security architecture version 1.0, Nokia white paper, 1999, via [4] GSM 02.09 (ETS 300 506), Digital cellular telecommunications system (Phase 2); Security aspects. kernteam communicatie voertuig-wal, verslag van de demodag van het thema communicatie voertuig-wal, Ministerie van Verkeer en Waterstaat, 1998 R.A. Gutteling, Drs. W.J.M. Dunnewold, Transpondertechnologie in transport tussenraportage, TNO-FEL, FEL-00-C057, 1999 A.J.A. Bruinsma, J.C. Henkus, P.J. van der Mark, Experiments with prototype infrared and microwave datatransmission equipment for rekening rijden, TNO-TPD, TPD-HAI-RPT-90-31, 1990 A. Zandbergen, Evaluation of different transmission media for use in automatic debiting systems, DACAR Conference communication techniques in road traffic informatics, 1991 P.J. van der Mark, Evaluation of an infrared- and a microwave datatransmission system for electronic toll payment, TNO-TPD, TPD-HAIRPT-89-24, 1989 A.J.A. Bruinsma, Datatransmissie met infrarood licht, TNO-TPD, TPDHAI-RPT-89-19, 1989 Rolf Olstad, Short-range forecasts, Tolltrans traffic technology international supplement Aug/Sep 2000 P.H. van Koningsbruggen, H. Hadderingh (CMG), J. Vieveen (Joanknecht&Vieveen), Den Haag, 14 september 1998 ‘EVI in relatie tot de ontwikkelingen in en rondom het voertuig’

TNO-rapport

112

[18] P.H. van Koningsbruggen, (TNO Inro), paper voor Euroforum congres ‘Het intelligente voertuig’, november 1999, Den Haag [19] Breed, N.F., D.J. Out and O. Tettero, Informatiebeveiliging, een blik achter de schermen. Samsom BedrijfsInformatie, Alphen a/d Rijn/Zaventem, 1995. [20] Common Criteria for Information Technology Security Evaluation, version 2.1, August 1999 [21] D.J. Out, Common Criteria / ISO 15408, Evaluation Assurance Level 4, Guidance for Developers. Part II of the CC Explained Series of TNO-FEL Information Security Evaluation Facility, verstion 1.18, 24 August 2000. [22] CMG Public Sector, Verkenning van de technische haalbaarheid van kilometerheffing, eindrapport, versie 3.0, CMG, 8 juli 1999, [23] TNO-FEL, Plan van aanpak project ‘Kilometerteller’, 29 maart 2000 [24] TNO-FEL diverse auteurs, Telecommunicatiefraude – wie bepaalt wie betaalt? Rapportnr. FEL-98-C313, december 1998. [25] TNO-FEL, TNO-WT, TNO-INRO (eindredactie ing W.F.M. van der Heijden), Programma van Eisen voor de realisatie van een kilometerteller t.b.v "kilometerheffing" Rapportage 1e fase [Concept]. September 2000. [26] Winnett. R., Car insurance to be charged by the mile. Sunday Times, 3 December 2000. [27] Jensen P., Kildebogaard J., The FORTRIN Programme: description of a Distance-Dependant Road Pricing System, Centre for Traffic and Transport Research (CTT), Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark, 1999 [28] Häusler H., Oehry B., The Collection System for Distance Related Heavy Vehicles Fee in Switzerland, paper for the 7th World Congress in ITS, Turin, Italy, 2000 [29] Bibaritsch M., Egeler Ch., Burkhalter E., Enforcing the Swiss Heavy Vehicles Fee, paper for the 7th World Congress in ITS, Turin, Italy, 2000

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

113

11.

Ondertekening

……………………………………………………..

……………………………………………………..

Ir. J.P. Dezaire Groepsleider

Ir. R.A. Gutteling Namens auteurs

TNO-rapport

114

FEL-01-C039

TNO-rapport

FEL-01-C039

A.1

Bijlage A

Bijlage A

Regelingen rond het voertuig vanuit de overheid in de huidige situatie

Als toelichting bij figuur 2.1 uit het hoofdrapport, is een korte toelichting opgenomen van de belangrijkste regelingen vanuit overheidszijde rondom het voertuig.

Motorrijtuigenbelasting MRB Bij het op zijn naam stellen van een motorvoertuig doet de nieuwe kentekenhouder tevens aangifte voor de motorrijtuigenbelasting. De gegevens worden via de RDW naar het Centraal Bureau Motorrijtuigenbelastingen gestuurd (CBM). De aanslag wordt door het CBM toegestuurd aan de kentekenhouder. Verzekering Iedere voertuigeigenaar heeft de wettelijke verplichting om een verzekering af te sluiten voor wettelijke aansprakelijkheid. Gegevens over het verzekerde voertuig en de verzekeringsmaatschappij liggen in het verzekeringsregister opgeslagen. Algemene Periodieke Keuring (APK) De APK is een in Europa wettelijk verplichte keuring ter bevordering van de verkeersveiligheid en ter bescherming van het milieu. In Nederland staat de keuringsplicht beschreven in de Wegenverkeerswet 1994 en daarvan afgeleide regelingen. Volgens deze regelgeving moet men een personenauto of bedrijfsauto jaarlijks laten keuren. Tenminste, als de auto drie jaar of ouder is. In het keuringsregister is vastgelegd of voertuigen de jaarlijkse APK keuring hebben ondergaan vanaf het moment dat zij keuringsplichtig zijn. Belasting van personenauto's en motorrijwielen (BPM) [bron: www.bovag.nl] De BPM is op 1 januari 1993 ingevoerd als gevolg van het afschaffen van de fiscale binnengrenzen van de Europese Unie. Voor de BPM gelden de volgende belastbare feiten: • de registratie van een personenauto of motorrijwiel in Nederland in het krachtens de Wegenverkeerswet 1994 aangehouden register van opgegeven kentekens; • de registratie als personenauto of, indien geen nieuw kenteken wordt afgegeven, de aanvang van het gebruik als personenauto in Nederland van een auto op grijs kenteken die is omgebouwd tot personenauto; • de aanvang van het gebruik in Nederland van de openbare weg in de zin van de Wegenverkeerswet 1994 ingeval een niet-geregistreerde personenauto, of een niet geregistreerd motorrijwiel, feitelijk ter beschikking staat van een in Nederland wonende natuurlijke persoon of gevestigd lichaam.

TNO-rapport

A.2

FEL-01-C039 Bijlage A

In veel gevallen zal het zo zijn dat de importeur een nieuwe personenauto of motorrijwiel laat registreren. Feitelijk verloopt de heffing van de BPM dan ook meestal via de importeur. Op grond van de belastbare feiten voor de BPM geldt dat de BPM ook van toepassing is voor (rechts)personen die in Nederland zijn gevestigd en een personenauto of motorrijwiel met een buitenlands kenteken feitelijk tot hun beschikking hebben. De houder van zo'n voertuig zal in deze gevallen zelf aangifte moeten doen op een BPM aangifte- en betaalpunt van de douane en voor de betaling van de BPM moeten zorgdragen. Als maatregel die met name het rijgedrag kan beïnvloeden, en waarvan wordt verwacht dat zij een gunstig effect heeft op het milieu, is in het Belastingplan 2000 voorgesteld de inbouw van fabriekswege van de zogenoemde in-car-instrumenten, zoals de econometer, de cruise-control en de boordcomputer te stimuleren door de waarde van deze instrumenten - voorzover zij betrekking hebben op het meten en aangeven van het brandstofverbruik - tijdelijk buiten de grondslag van de BPM te laten. Tijdelijk wil volgens het Belastingplan 2000 zeggen: tot het moment waarop personenauto's in hoofdzaak standaard van deze instrumenten zijn voorzien. De forfaitaire bedragen die per 1 mei 2000 gelden zijn fl. 100,-- voor de econometer en fl. 700,-- voor de cruise-control en de boordcomputer. Deze maatregel is op 1 mei 2000 ingevoerd.

TNO-rapport

FEL-01-C039

B.1

Bijlage B

Bijlage B

Nadere toelichting op methodes voor meten en uitlezen van verreden kilometers

Randvoorwaarden voor GNSS (GPS) plaatsbepaling Bij plaatsbepaling met satellieten kunnen enkele specifieke problemen optreden, die de kwaliteit van de positieoplossing negatief kunnen beïnvloeden. Het eerste probleem dat kan optreden is afscherming. Voor een goede positiebepaling heeft een GPS-ontvanger vrij zicht op minimaal 4 satellieten nodig. Wanneer over de snelweg wordt gereden, zal dit vrijwel altijd het geval zijn. In steden wordt het al moeilijker. Vooral wanneer op een bepaalde plek veel hoogbouw is geconcentreerd (de zogenaamde ‘urban canyons’), is er door de afscherming van de signalen van de GPS-satellieten vrijwel geen plaatsbepaling mogelijk. Ook (stalen) bruggen, tunnels en parkeergarages zijn plaatsen waar GPS niet of niet naar behoren functioneert. Omdat hier de signalen helemaal niet door kunnen dringen, is het op deze plaatsen onmogelijk om GPS-gebaseerde plaatsbepaling uit te voeren. GPS heeft ook last van seizoensgebonden afscherming. Wanneer over een weg wordt gereden met aan beide kanten bomen, zal een GPS-ontvanger daar in de winter geen last van hebben. In de zomer echter, wanneer alle bomen in blad staan, is een regenbui al voldoende om GPS plaatsbepaling op deze weg onmogelijk te maken, omdat het natte bladerdak dan als uiterst effectief GPS-filter fungeert. Aan afscherming van GPS-signalen is over het algemeen niets te doen. Bij het ontwerpen van een op GPS plaatsbepaling gebaseerd systeem, zal met deze beperking rekening moeten worden gehouden. Wanneer uitval van het navigatiesysteem in de hierboven beschreven gevallen absoluut onacceptabel is, zal er naast GPS een ander systeem moeten worden ingezet om de tijdelijke uitval van GPS te overbruggen. Een ander probleem waar GPS last van kan krijgen, is reflectie. Hierdoor doen de signalen van een GPS-satelliet er langer over om de ontvanger te bereiken. Omdat GPS plaatsbepaling gebaseerd is op het meten van looptijden van signalen, zal een looptijdverschil, veroorzaakt doordat het signaal een ‘omweg’ heeft gemaakt, leiden tot een positieafwijking. De grootte van deze afwijking is afhankelijk van het aantal zichtbare satellieten en de grootte van de omweg. Problemen met reflectie van signalen treden hoofdzakelijk op in stedelijke gebieden en gebieden waar een weg door een dal loopt. Zeker in combinatie met de eerdergenoemde afscherming kan reflectie voor grote positiefouten zorgen. Een derde probleem dat kan optreden is storing. Omdat GPS-satellieten behoorlijk ver weg staan (ongeveer 20.000 km) en uitzenden met relatief weinig vermogen (ongeveer 40 Watt), is het signaal dat de ontvanger bereikt zeer zwak. Het is derhalve niet moeilijk om een stoorzendertje te bouwen dat op dezelfde frequentie als GPS uitzendt, maar met veel meer vermogen, waardoor de GPS-ontvanger de signalen van de satellieten niet meer kan ontvangen (in-band jamming). Ook

TNO-rapport

B.2

FEL-01-C039 Bijlage B

GSM-, radio- en televisiezenders kunnen storingen op het GPS-signaal veroorzaken. Oplossingen voor GPS-problemen Hoewel niet alle problemen die zich kunnen voordoen met het gebruik van GPS eenvoudig zijn op te lossen, kan in de meeste gevallen toch van GPS gebruik worden gemaakt. Het is bijvoorbeeld mogelijk om een bepaald percentage ‘uitval’ van het GPS plaatsbepalingssysteem te accepteren, waarbij op het moment dat het plaatsbepalingssysteem weer functioneert aan de hand van de laatst bekende positie en de nieuw gemeten positie kan worden uitgerekend, wat de verplaatsing is geweest. Dit zal niet altijd even nauwkeurig zijn. Zeker in bergachtige gebieden, waar veel gereden moet worden om relatief weinig te verplaatsen (haarspeldbochten of bochtige tunnels om een groot hoogteverschil te overwinnen) kan hiermee een (veel) te lage indicatie van de afgelegde afstand worden gekregen. Een andere mogelijkheid is om GPS te ‘ondersteunen’ met één of meer andere systemen, die de navigatietaak kunnen overnemen als GPS het laat afweten. Een bekend voorbeeld hiervan is GPS in combinatie met wielsensoren en mapmatching, veel gebruikt in de verschillende in-car navigatiesystemen (Carin, travelpilot). Het voordeel hiervan is dat zelfs zonder GPS-ontvangst de positiemetingen gewoon door kunnen gaan. Wanneer er weer GPS-informatie beschikbaar is, kan een eventueel opgetreden positiefout eenvoudig gecorrigeerd worden. Een nadeel van deze methode is, dat er niet één, maar minimaal twee extra systemen in de auto moeten worden ingebouwd, hetgeen de totale kosten van het systeem weer hoger maakt. Enige uitzondering is het ondersteunen van GPS door de gewone kilometerteller, die al in de auto aanwezig is. Deze geeft echter geen richtinginformatie door, waardoor de combinatie kilometerteller/GPS niet veel toegevoegde waarde heeft ten opzichte van enkel een kilometerteller of enkel GPS. Voor enkel het meten van afstanden kan deze combinatie echter wel nut hebben. Het is ook mogelijk om een GPS-ontvanger via een mobiel communicatiekanaal te voorzien van informatie over satellieten en satellietbanen (de baanparameters), zodat de GPS-ontvanger op het moment dat er voldoende satellieten in zicht zijn, meteen een positiebepaling kan doen en niet eerst een initialisatieslag hoeft uit te voeren. Dit zogeheten Aided GPS kan er, in gebieden waar GPS-ontvangst moeilijk is, voor zorgen dat er toch GPS-metingen kunnen worden uitgevoerd, zij het niet continu. Ook dit systeem heeft het nadeel dat er weer een ander systeem bij nodig is (in dit geval een communicatiesysteem) om goed te kunnen werken. Geschiktheid van GPS voor de kilometerteller Ondanks alle mogelijke problemen, zal GPS als plaatsbepalingssysteem voor het meten van afstanden binnen Nederland naar alle waarschijnlijkheid redelijk goed werken. Er zijn in Nederland immers weinig gebieden waar het terrein roet in het

TNO-rapport

FEL-01-C039

B.3

Bijlage B

eten zal gooien van GPS plaatsbepaling. Alleen in grote steden en misschien richting de Nederlands-Duitse grens zouden er problemen kunnen ontstaan door het terrein. Zolang rekening wordt gehouden met de beperkingen, is GPS één van de betere plaatsbepalingstechnieken, die kunnen worden ingezet voor het realiseren van een kilometerteller. Bovendien is GPS bij gebruik op deze schaalgrootte goedkoop: naar verwachting slechts enkele tientallen guldens per ontvanger. Technische levensduur Gezien het feit dat veel van de eerste GPS-ontvangers nu nog steeds werken, kan ervan worden uitgegaan, dat de gemiddelde technische levensduur van een GPSontvanger langer is dan de gemiddelde technische levensduur van een auto. Hierdoor bestaat wel de kans, dat een aantal ontvangers niet alle functionaliteit zal hebben die door het GPS-systeem wordt ondersteund. Reproduceerbaarheid Een op GPS plaatsbepaling gebaseerde verplaatsing heeft een (on)nauwkeurigheid van rond de 20 meter, ongeacht plaats, tijd of afgelegde afstand. Een afgelegde afstand zal dus met een totale afwijking van minder dan 20 meter kunnen worden gereproduceerd, mits er voldoende satellieten in zicht zijn en de ontvanger niet wordt afgeschermd. Technische inbouw Een GPS-ontvanger kan relatief eenvoudig in bestaande of nieuwe auto’s worden ingebouwd. Bij de meeste auto’s die voorzien zijn van een routenavigatiesysteem, wordt GPS nu al gebruikt voor de positiebepaling. De enige moeilijkheid met inbouw is het plaatsen van de antenne, die nooit al te zeer afgeschermd mag zijn. Eén van de bumpers, mits niet meegespoten met metallic lak, is over het algemeen een acceptabele plaats. Nauwkeurigheid GPS positiebepaling heeft een absolute standaardonnauwkeurigheid van 15 meter. De relatieve onnauwkeurigheid kan behoorlijk beter zijn dan dit, tot op centimeterniveau toe. De verplaatsingsonnauwkeurigheid is snelheidsafhankelijk, bij 120 km/h en 1 positiebepaling per seconde (GPS standaard) bedraagt de gemiddelde verplaatsingsonnauwkeurigheid 17,5 meter. De totale onnauwkeurigheid die van belang is voor de kilometerteller, ook rekening houdend met snelheden hoger dan 120 km/h en enige foutmarge, wordt voor het verdere onderzoek gesteld op 35 meter. Er dient hierbij wel rekening te worden gehouden met de (on)mogelijkheden van GPS, zoals gevoeligheid voor afscherming en verplaatsingsfouten die optreden doordat de tijd tussen twee positie-updates te groot is (bijvoorbeeld na een aantal opvolgende gemiste positiebepalingen).

TNO-rapport

B.4

FEL-01-C039 Bijlage B

Uitleesbaarheid Vrijwel elke GPS-ontvanger is uitgerust met een scherm, dat in ieder geval de positie, tijd en actuele snelheid weergeeft. Voor de gebruiker is deze informatie dus continu uitleesbaar. Verder zijn de meeste GPS-ontvangers voorzien van een communicatiepoort voor data-uitwisseling, zodat de gewenste gegevens kunnen worden opgeslagen of – al dan niet draadloos – worden verstuurd naar de belastingdienst. Kosten Omdat het GPS-signaal nog steeds gratis door de amerikanen ter beschikking wordt gesteld, zijn de kosten van afstandmeting met GPS alleen afhankelijk van de gekochte apparatuur en inbouw van deze apparatuur in een auto. Gezien de huidige ontvangerprijzen, zullen de kosten van het gebruik van GPS rond de fl 100,- per auto liggen, wanneer GPS op grote schaal wordt ingevoerd. Bereik Hoewel GPS in principe een wereldwijd werkend systeem is, heeft het toch ook beperkingen in de vorm van gevoeligheid voor afscherming (tunnels, parkeergarages), reflecties (hoge gebouwen) en opzettelijke storingen. Het is dus niet te garanderen dat een op GPS gebaseerd systeem altijd en overal zal werken. Fraudegevoeligheid Hoewel GPS niet snel te frauderen is, is het wel betrekkelijk eenvoudig om de GPS ontvangst te storen of te onderdrukken. Hierdoor loopt de teller niet als de auto toch in beweging is, waardoor er een te lage kilometerstand zal worden doorgegeven. Plaatsbepalingsmethoden met cellulaire telefonie Cellulaire telefoniesystemen kunnen niet alleen gebruikt worden voor communicatie, maar ook voor plaatsbepaling. Het meest voor de hand liggende systeem hiervoor is GSM. Het oude, analoge, ATF-netwerk is ondertussen ontmanteld en de UMTS-netwerken moeten nog gebouwd worden. Niettemin geldt het meeste dat voor GSM geldt, ook voor UMTS. GSM is een gestandaardiseerd mobiel telefoniesysteem. De standaards zijn ontwikkeld door ETSI (European Telecommunications Standards Institute). De GSM-standaard wordt nog steeds aangepast en uitgebreid. Een van de uitbreidingen waar momenteel aan gewerkt wordt, betreft applicaties voor plaatsbepaling (LCS-applicaties: LoCation Services) en is beschreven in de GSMstandaards ETSI TS 1010 7249.

9

Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Location Services (LCS); (Functional description)-Stage 2 (GSM 03.71 version 7.3.0 Release 1998)

TNO-rapport

FEL-01-C039

B.5

Bijlage B

In deze standaard worden drie methoden van plaatbepaling voorgesteld: Uplink Time of Arrival (TOA), Enhanced Observed Time Difference (E-OTD) en Assisted-GPS (A-GPS). LCS zoals beschreven in de ETSI TS 1010 724-staandaard is een netwerk feature, geen service supplement. Het is dus alleen beschikbaar voor netwerkoperators, niet voor derden. De standaard beschrijft vooral de implementatie van berichtentype en -stromen (request/response) in een GSM-netwerk. Voor de feitelijke plaatsbepaling worden geen oplossingen gegeven. Naast methoden beschreven in de ETSI-standaard kan ook nog de methode Cell Of Origin (COO) worden genoemd. COO en de ETSI-principes van plaatsbepalingsmethoden worden in de volgende paragrafen beschreven. A-GPS Plaatsbepalingen in A-GPS zijn gebaseerd op metingen met behulp van GPS. De GPS-unit is gekoppeld met een GSM-MS (Mobile Station, de GSM-telefoon10). Aanvullende functies in de GSM-telefoon en het GSM-netwerk maken het mogelijk, dat de locatie van de GSM-telefoon, zonder persoonlijke tussenkomst van de eigenaar van deze telefoon, via een GSM-verbinding kunnen worden opgevraagd. COO (Cell Of Origin) In een GSM-net is van elke GSM-telefoon bekend via welk GSM-BST (Base Station Transceiver, de zend/ontvangstmast2) deze bereikbaar is. Geografisch gezien moet derhalve de GSM-telefoon zich bevinden binnen het gebied dat door de betreffende GSM-zendmast wordt bestreken (cel of radiobereik van base station). Omdat geografische gegevens van GSM-zendmasten bekend zijn is het in een GSM-netwerk op eenvoudige wijze mogelijk de geografische locaties van alle GSM-telefoons te achterhalen. In de GSM-telefoon zijn geen modificaties nodig en de aanvullingen in het GSM-netwerk zijn gering.

Nauwkeurigheid De nauwkeurigheid van de COO-mehode is niet groot: het enige dat bekend wordt is de GSM-cel waarin de mobiele gebruiker zich bevindt. De nauwkeurigheid is dus gelijk aan de afmetingen van het verzorgingsgebied van een GSM-zendmast. In stedelijke omgevingen kan deze nauwkeurigheid enkele honderden meters zijn, in dun bevolkte gebieden kan dit oplopen tot enkele kilometers. Een lichte verbetering kan worden bereikt door bij de ontvanger de signaalsterkte van het uitgezonden signaal te meten. Als het zendvermogen bekend is, is uit het verschil van zend- en ontvangniveau het propagatieverlies te bepalen. Omdat het propagatieverlies afhankelijk is van de afstand is in principe de afstand tussen zender en ontvanger te berekenen. Hierbij moet vermeld worden dat naast afstand ook het profiel van de radioweg tussen zender en ontvanger van enorme invloed is op het

10 Omwille van de leesbaarheid zal in dit document GSM-telefoon worden gebruikt in plaats van GSM-MS en GSM-zendmast in plaats van GSM-BST.

TNO-rapport

B.6

FEL-01-C039 Bijlage B

propagatieverlies. De methode van signaalsterktemeting levert dan ook slechts een geringe verbetering ten opzichte van de COO-plaatsbepaling.

Dekkingsgraad De dekkingsgraad van COO-plaatsbepaling is gelijk aan de GSM-dekkingsgraad. Overal waar een GSM-verbinding mogelijk is, is ook COO-plaatsbepaling mogelijk. Privacy COO maakt gebruik van identiteitscodes (SIM) en protocollen die normaal al in GSM aanwezig zijn. De gebruiker van een GSM-telefoon heeft, buiten uitzetten van zijn toestel, geen mogelijkheden dit proces te beïnvloeden. De GSMnetwerkbeheerder moet privacy van gegevens over locaties van GSM-telefoons garanderen. E-OTD (Enhanced Observed Time Difference) In de standaard ETSI TS 1010 724 wordt het E-OTD principe behandeld. E-OTD is gebaseerd op metingen van transmissietijden in de GSM-telefoon van GSMzendmast naar GSM-telefoon. Als drie GSM-zenders synchroon uitzenden en de GSM-telefoon is in staat de onderlinge verschillen van de aankomsttijden van zendersignalen (per paar) te meten, dan kunnen in de GSM-telefoon uit de verschiltijden de verschillen in weglengte naar de drie GSM-zendmasten worden berekend (= looptijd * lichtsnelheid). Als de geografische posities van de GSMzendmasten bekend zijn en aan de GSM-telefoon bekend gemaakt kunnen worden, is de GSM-telefoon in staat uit deze gegevens zijn locatie te berekenen. E-OTD vereist modificatie van GSM-telefoons en van het GSM-netwerk. In het GSM-netwerk is synchronisatie vereist van zendsignalen tussen alle GSMzendmasten. Momenteel is dit niet het geval. Het grote voordeel van E-OTD is dat locatiebepalingen door de GSM-gebruiker worden uitgevoerd. Een hoge graad van privacy is daardoor eenvoudig te waarborgen.

Nauwkeurigheid De E-OTD-standaard is nog in ontwikkeling. Op de markt zijn nog geen E-OTD systemen beschikbaar en dus ontbreken testresultaten van onafhankelijke instellingen voor productonderzoek. Wel zijn enige specificaties bekend van E-OTD producten in ontwikkeling. Bij afwezigheid van betrouwbare specificaties is het zinvol het principe van E-OTD te beschouwen. Met de E-OTD-methode worden tijdverschillen gemeten van GSM-signalen. Eén GSM-radiokanaal is onderverdeeld is cycli van 8 tijdsloten. Een tijdslot is 576,92 µsec lang en een tijdslot bevat 156,25 bits, waaruit volgt dat één GSM-informatiebit 3,69 µsec lang is. Het meten van tijdverschillen in E-OTD is gebaseerd op metingen van verschil in aankomsttijd van de GSMinformatiebits. Met hedendaagse technieken zijn tijdrelaties van bits goedkoop en

TNO-rapport

FEL-01-C039

B.7

Bijlage B

nauwkeurig te meten. Helaas zal door allerlei oorzaken in de radioweg van een reeks ontvangen GSM-bits de onderlinge tijdrelatie t.o.v. die van het originele zendpatroon worden vervormd (jitter). Deze jitter is de belangrijkste oorzaak van onnauwkeurigheid in de metingen van aankomsttijden. Voor een goede GSMverbinding moet al met 5% tot 10% jitter rekening worden gehouden. Als de ontvangstkwaliteit afneemt neemt de jitter toe, maar zelfs bij een jitter van ca. 20% zal nog steeds verstaanbaar telefonie mogelijk zijn. Uitgedrukt in tijd is dit 0,1845 tot 0,269 µsec voor een goede verbinding (0,05*3,69 tot 0,1*3,69) en 0,738 µsec (0,2*3,69) voor een net toereikende verbinding. Uit de tijdverschillen worden weglengteverschillen berekend en uit de weglengteverschillen wordt met gebruikmaking van de geografische coördinaten van de GSM-zendmasten de locatie van de GSM-telefoon berekend. De onnauwkeurigheid (spreiding) van metingen van tijdverschillen leidt derhalve tot onnauwkeurigheid (spreiding) in de bepaling van de locatie van de GSM-telefoon. Daar radiosignalen zich voortplanten met de lichtsnelheid (300.106 m/s), leiden de bovenvermelde onnauwkeurigheden van metingen van tijdverschillen tot een onnauwkeurigheid in de locatiebepaling van 55 tot 110 meter bij kwalitief goede GSM-verbindingen tot 221 meter voor net acceptabele GSM-verbindingen. In de E-OTD-methode worden in drie (of meer) opeenvolgende metingen in de GSM-telefoon de aankomsttijden van signalen van de drie GSM-zendmasten gemeten. De tijd, die nodig is tussen twee opeenvolgende metingen is bij mobiliteit van de GSM-telefoon oorzaak van een extra onnauwkeurigheid, die evenredig is met de snelheid van de GSM-telefoon. Stel, dat een auto een snelheid heeft van 120 km/u en tussen opeenvolgende metingen is 1 sec nodig, dan leidt dit tot een aanvullende onnauwkeurigheid van 66 meter.

Dekkingsgraad Plaatsbepaling met de E-OTD-methode vereist radiotransmissie tussen een GSMtelefoon met tenminste drie GSM-zendmasten. Voor normaal GSM-gebruik (telefonie) is één GSM-zendmast voldoende, drie bereikbare GSM-zendmasten is dus een belangrijk zwaardere eis. Nu zijn meerdere GSM-operators actief, allen met een landelijk dekkend netwerk. Als alle GSM-zendmasten worden uitgerust met E-OTD-systemen en als verder voor plaatsbepalingen de GSM-telefoon niet afhankelijk is van een GSM-netwerkoperator is er redelijk kans dat op elke willekeurige locatie tenminste drie GSM-zendmasten te ontvangen zijn. Er is echter een streven op één GSM-zenderlocatie (of mast) de apparatuur van meerdere concurerende GSM-operators onder te brengen. Dit beleid leidt er toe, dat het totale aantal benodigde GSM-zenderlocaties (masten) minder wordt. Uit oogpunt van kosten en ‘horizonvervuiling’ is dit gunstig, maar voor invoering van E-OTDapplicaties zou dit wel eens nadelig kunnen zijn. Samengevat moet geconcludeerd worden, dat E-OTD-dekking niet overeen zal komen met normale GSM-dekking. Een ruwe schatting is, dat bij volledige

TNO-rapport

B.8

FEL-01-C039 Bijlage B

invoering van E-OTD (alle GSM-zendmasten voorzien van E-OTD) een dekkingsgraad van ca. 80% haalbaar is.

Privacy Positiebepalingen van GSM-telefoons vindt met de E-OTD-methode plaats bij de GSM-telefoons. Resultaten worden via de GSM-verbinding doorgegeven naar de wegbeheerder. De privacy op de overdracht van locatiegegevens is derhalve hoog, gelijk aan die van een gewone GSM-telefoonverbinding. Verder zijn bij de GSMtelefoon aanvullende privacy-opties te implementeren, bijvoorbeeld opties waarmee afhankelijk van de gebruiker of van de regio overdracht van sommige gegevens wordt geblokkeerd. TOA (Time Of Arrival) Eveneens in de standaard ETSI TS 1010 724 wordt de TOA-methode vermeld. In E-OTD worden verschillen in aankomsttijd van GSM-zendersignalen gemeten in de GSM-telefoon. TOA is gebaseerd op een zelfde principe, maar meet de verschillen van aankomsttijden in omgekeerde richting: in drie GSM-zendmasten i.p.v. in de GSM-telefoon. In een GSM-netwerk zendt een GSM-telefoon, ook in de idle-toestand, regelmatig speciale signaalcodes uit. Het zijn signaalcodes om toegang tot het net te krijgen of om bij mobiliteit wisselen van GSM-zendmast te bewerkstelligen. De TOA-methode maakt gebruik van deze codes. Drie of meer GSM-zendmasten meten de verschillen in aankomsttijd van de uitgezonden GSMtelefooncode. De gemeten verschiltijden worden doorgegeven naar een centrale verwerkingseenheid. Uit de verschiltijden zijn de weglengteverschillen te berekenen. Omdat de geografische locaties van de drie GSM-zendmasten bekend zijn is met kennis van de verschillen in weglengte tussen GSM-zendmasten en de GSM-telefoon de locatie van de GSM-telefoon te berekenen. Voor positiebepalingen met TOA zijn geen modificaties van de GSM-telefoons nodig. In het GSM-netwerk moet in elke GSM-zendmast speciale hardware voor het meten van aankomsttijden van de RF-signalen worden geïnstalleerd en is in het telefoonnet aanvullende software nodig. Bovendien moeten alle GSM-zendmasten tijdgesynchroniseerd zijn.

Nauwkeurigheid Ook bij de TOA-methode worden tijdverschillen gemeten. Maar in plaats van metingen in de GSM-telefoon zoals bij de E-OTD-methode, vinden bij de TOAmethode de metingen plaats in de GSM-zendmasten. Wat de nauwkeurigheid van locatiebepalingen zelf betreft zullen resultaten van beide methoden vergelijkbaar zijn, maar omdat in de TOA-methoden de drie weglengteverschillen gemeten worden op basis van één uitzending van een GSM-telefooncode zal eventuele bewegingssnelheid van de GSM-telefoon niet van invloed zijn op de nauwkeurigheid van de plaatsbepaling.

TNO-rapport

FEL-01-C039

B.9

Bijlage B

Cambridge Position Systems (CPS), een ‘venture-capital funded organisation’ heeft het ‘Cursor’-systeem in ontwikkeling. Het principe van dit systeem komt vrijwel overeen met het TOA-principe: meten van verschillen van aankomsttijden van GSM-zendsignalen in een GSM-ontvanger. Over dit systeem zijn resultaten gepubliceerd van locatiemetingen van meer dan 9000 metingen op 94 verschillende locaties in Cambridge. De nauwkeurigheid van 83,2% van de 9000 metingen was 125 meter of beter; 2% vertoonde een grotere afwijking dan 250 meter.

Dekkingsgraad In TOA worden – evenals in E-OTD – tijdverschillen naar drie (of meer) GSMzendmasten gemeten. De dekkingsgraad van TOA komt derhalve overeen met die van E-OTD. Privacy In de TOA-methode wordt van standaard GSM-identiteitscodes (SIM) en protocollen gebruik gemaakt. De gebruiker van een GSM-telefoon heeft, buiten het uitzetten van zijn toestel, geen mogelijkheden dit proces te beïnvloeden. De GSMnetwerkbeheerder moet de privacy van gegevens over locaties van GSM-telefoons garanderen. Overzicht eigenschappen GSM plaatsbepaling

Reproduceerbaarheid Voor plaatsbepaling met GSM (en als afgeleide hiervan, het bepalen van verplaatsing) wordt gebruik gemaakt van kennis over de dekkingsgebieden van verschillende GSM-zendmasten. In combinatie met ontvangen signaalsterkte levert dit een ruwe positieschatting op. De signaalsterkte kan echter worden beïnvloed door weersomstandigheden of seizoensgebonden invloeden (bladeren aan bomen), waardoor reproduceerbaarheid van de plaatsbepaling niet gegarandeerd is. Technische inbouw Voor plaatsbepalen met GSM is het bezitten van een mobiele telefoon alleen niet genoeg. Er is ook minimaal een geografische database nodig, waarin de posities van alle zenders van het betreffende GSM-netwerk zijn opgenomen. Verder kan een telefoon niet veel met die gegevens; voor het berekenen van de positie is toch ook nog wat processorcapaciteit, bijvoorbeeld van een (boord)computer, nodig. Nauwkeurigheid De nauwkeurigheid waarmee in een GSM-netwerk de plaats en snelheid van een mobiele telefoon kunnen worden bepaald, is sterk afhankelijk van het aantal zenders dat de telefoon tegelijkertijd kan ontvangen en de grootte van de cellen. In een dichtbevolkt gebied, bijvoorbeeld in een stad, is de nauwkeurigheid veel groter (ordegrootte 50 tot 80 meter) dan in dunbevolkte gebieden (300 meter tot enkele kilometers, afhankelijk van of de signaalsterkte in de berekeningen wordt meegenomen).

TNO-rapport

B.10

FEL-01-C039 Bijlage B

Uitleesbaarheid Omdat de berekening van de plaats voorlopig nog buiten de telefoon zal plaatsvinden, zal een ander systeem moeten worden gebruikt om de positie te kunnen aflezen. Voor de bestuurder betekent dit, dat de GSM-positie (en/of aan de hand hiervan berekende verplaatsing) op een display in het dashboard kan worden weergegeven. De totale afgelegde afstand kan in de telefoon of boordcomputer worden opgeslagen en – al dan niet draadloos – naar de belastingdienst worden doorgestuurd. Kosten Een mobiele telefoon is met enig zoekwerk haast gratis te krijgen. Een telefoon zonder abonnement is al te koop voor onder de f 100,-. De aanschafkosten van de telefoon hoeven dus geen probleem te zijn. De aanschaf en het inbouwen van een aangepaste carkit, die ook extra informatie uit de telefoon kan halen, is ook een éénmalige investering, die niet extreem veel hoeft te kosten. Wat overblijft zijn de variabele kosten (bellen/communiceren) en de kosten van onderhoud van het netwerk. Deze kosten kunnen behoorlijk oplopen. Bereik Ondanks alle beloftes en claims van de verschillende telecombedrijven, heeft geen van deze bedrijven in Nederland voor 100% dekking. Er zijn altijd plekken op de kaart van Nederland waar het moeilijk of onmogelijk is om dekking te realiseren, zonder dat er aanpassingen aan telefoons en/of zendmasten nodig zijn. Verder heeft GSM, net als bijvoorbeeld GPS, last van afscherming in tunnels en parkeergarages. Voor dit dekkingsprobleem is een technische oplossing door in de betreffende tunnel of parkeergarage een repeater neer te zetten, maar lang niet alle netwerken hebben al voor deze oplossing gekozen, en als er al voor gekozen is, dan zeker niet in alle tunnels en parkeergarages. Op het moment dat een automobilist naar het buitenland rijdt, is het afhankelijk van de buitenlandse netwerkbeheerders en de roamingovereenkomsten van de nederlandse provider met deze buitenlandse beheerders, of een dienst als GSM plaatsbepaling ook buiten Nederland werkt. Fraudegevoeligheid In zowel COO, TOA en E-OTD wordt gebruik gemaakt van GSMradioverbindingen en zijn in de eerste plaats de eigenschappen van de GSM bepalend voor de stoorgevoeligheid van locatiemetingen. De methode van locatiemetingen in zowel COO als TOA is gebaseerd op zendsignalen vanuit de GSM-telefoon (de auto). Als mechanisch voorkomen kan worden, dat de GSMzender wordt uitgezet, dan is de auto-eigenaar niet in staat opzettelijk het meten van zijn locaties te verstoren. Bovendien is, doordat het GSM-netwerk de locatie van de GSM-telefoons permanent bijhoudt, eenvoudige controle mogelijk In de E-OTD-methode wordt de locatie bepaald bij de GSM-telefoon (in de auto). Het is niet nodig en uit oogpunt van netwerkbelasting ook niet gewenst, dat de

TNO-rapport

FEL-01-C039

B.11

Bijlage B

resultaten van de locatiemetingen direct naar de wegbeheerder worden verzonden. Doordat E-OTD gebaseerd is op metingen van ontvangen signalen in de GSMtelefoon (de auto) is het voor de autobestuurder eenvoudig mogelijk met een klein stoorzendertje de locatiemetingen te verstoren. Als, wat waarschijnlijk is, locatieupdates slechts sporadisch naar de wegbeheerder worden verstuurd, zijn er bovendien geen eenvoudige controlemiddelen beschikbaar om dergelijke opzettelijke storingen op te sporen.

TNO-rapport

B.12

FEL-01-C039 Bijlage B

TNO-rapport

FEL-01-C039

C.1

Bijlage C

Bijlage C

Ter illustratie – enkele ‘worst case’ scenario’s rond de nauwkeurigheid van GPS

Toegepaste rekenmodellen Voor de rekenvoorbeelden is een track gedefinieerd die is opgebouwd uit lijnstukken van 5 meter precies. De begin- en eindpunten van elk lijnstuk zijn gedefinieerd door een X- en een Y-coördinaat in een rechtsdraaiend, rechthoekig assenstelsel. Vervolgens is per deel van de track bepaald met welke snelheid een auto over dat deel van de track kan/mag rijden. Hierbij zijn de volgende afrondingen gemaakt:

• • • • •

35 km/h (binnen bebouwde kom) 55 km/h (binnen bebouwde kom) 75 km/h (B-weg, buiten bebouwde kom) 90 km/h (snelweg) 110 km/h (snelweg)

= 10 m/s; = 15 m/s; = 20 m/s; = 25 m/s; = 30 m/s.

Met deze benaderingen en uitgaande van 1 GPS-meting per seconde is vervolgens bepaald welke van de gedefinieerde punten als meetpunt zouden terugkomen. Op deze meetpunten is een periodieke (voorspelbare) en een willekeurige (onvoorspelbare) verstoring gezet volgens de volgende formules: X’n = Xn + 10*{sin (t/113) - 0,5} + 5*{random(0..1) - 0,5} Y’n = Yn + 10*{cos (t/143) - 0,5} + 5*{random(0..1) - 0,5} Hierbij is t de tijd vanaf de start van de track in seconden, en random(0..1) is een willekeurig getal tussen 0 en 1, 0 en 1 inclusief. Aan de formules is te zien dat de periodieke afwijking 10 meter bedraagt en de willekeurige afwijking 5 meter. De afwijking in afstand ten opzichte van de gedefinieerde track is verkregen door tussen twee ‘meetpunten’ de afstand uit te rekenen: ______________________ dn = √{(X’n-X’n-1)2 + (Y’n-Y’n-1)2} (de wortel uit de som van de kwadraten van de verschillen in X en Y, volgens Pythagoras) en al deze afstandjes te sommeren. Omdat de werkelijke tracklengte bekend was, is op deze manier redelijk eenvoudig uit te rekenen wat de afwijking in afstand van de totale (gemeten) track is. Het gebruikte rekenmodel is een vrij grove benadering van het werkelijke gedrag van GPS, en zal daarom een grotere afwijking te zien geven dan wanneer een

TNO-rapport

C.2

FEL-01-C039 Bijlage C

‘echte’ GPS dataset met een bekende track wordt vergeleken. Desalniettemin geven de voorbeeldberekeningen een aardig idee van hoe een op GPS gebaseerde kilometerteller zich zal gedragen.

Enkele ‘worst-case’ scenario’s De autosnelweg

Scenario 1: zoveel mogelijk bochten; ‘sinus’ • blauwe lijn: werkelijke track; • roze lijn: 1 op de 4 meetpunten gebruikt voor afstandmeting; • gele lijn: 1 op de 8 meetpunten gebruikt voor afstandmeting. Geschatte afwijkingen: • roze lijn t.o.v blauwe lijn: 1,41%; • gele lijn t.o.v. blauwe lijn: 5,02%. 1.500

1.000

0.500

0.000 0.00 -0.500

-1.000

-1.500

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

TNO-rapport

FEL-01-C039

C.3

Bijlage C

Scenario 2: ‘gat’ in metingen rond 1/4, 3/8 en 1/2 van de weg, gedurende 1/4 van de afgelegde weg • •

blauw = werkelijke track én gat rond 1/2 van de weg (valt over elkaar); roze = gat op 1/4 van de weg, geel = gat op 3/8 van de weg.

Afwijkingen: • roze lijn t.o.v. blauwe lijn: 7,02%; • gele lijn t.o.v. blauwe lijn: 0,73%; • groene lijn t.o.v. blauwe lijn: 0,02%. 1 .5 0 0

1 .0 0 0

0 .5 0 0

0 .0 0 0 0 .0 0

0 .5 0

1 .0 0

1 .5 0

2 .0 0

2 .5 0

-0 .5 0 0

-1 .0 0 0

-1 .5 0 0

Scenario 3: realistische track: 80 km/h weg, lengte 3000m • •

De paarse stippen staan op een onderlinge afstand van 20 meter (=72 km/h bij 1 meting per seconde); Berekende afwijking in afstand: 1,59%. 1000

500

Worst-case scenario 0 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

TNO-rapport

C.4

FEL-01-C039 Bijlage C

Scenario 4: realistische track: 80 km/h weg, 10 sec. GPS kwijt • • •

GPS kwijt op meest vervelende punt: in de ‘bocht’ rond 500 meter; Berekende afwijking in afstand: 0,37%; Doordat rekenmodel iets te hoge afwijking voorspelt, is de afwijking in afstand zelfs verbeterd. 1000

500

Worst-case scenario 0 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Scenario 5: realistische track: 80 km/h weg, 20 sec. GPS kwijt • •

GPS kwijt rond 2e bocht; Berekende afwijking in afstand: 0,81%. 1000

500

Worst-case scenario 0 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

TNO-rapport

FEL-01-C039

C.5

Bijlage C

Scenario 6: voorbeeldtraject in stedelijk gebied •

Berekende afwijking in afstand: 7.82%. 900

Worst-case scenario 700

500

300

100

-100 -100

100

300

500

700

900

TNO-rapport

C.6

FEL-01-C039 Bijlage C

TNO-rapport

FEL-01-C039

D.1

Bijlage D

Bijlage D

Ter illustratie – de resterende ruimte in het motorcompartiment voor de inbouw van ‘after sales’ apparatuur

Ter illustratie van de afnemende ruimte in het motorcompartiment, zijn enkele foto’s gemaakt van het motorcompartiment van een auto anno 1990 (middenklasse) en een tweetal auto’s anno 2000 (luxe en middenklasse)

Beschikbare ruimte in motorcompartiment in auto anno 1990 (middenklasse)

TNO-rapport

D.2

FEL-01-C039 Bijlage D

TNO-rapport

FEL-01-C039

D.3

Bijlage D

Beschikbare ruimte in motorcompartiment in auto anno 2000 (luxe klasse)

TNO-rapport

D.4

FEL-01-C039 Bijlage D

Beschikbare ruimte in motorcompartiment in auto anno 2000 (middenklasse)

TNO-rapport

FEL-01-C039

E.1

Bijlage E

Bijlage E

Dreigingen tegen juistheid en beschikbaarheid

Door de juistheid of de beschikbaarheid van een systeem te manipuleren probeert een fraudeur de kilometerteller een andere stand te geven dan het werkelijk gereden aantal kilometers. Afhankelijk van de doelstelling van de fraudeur méér of minder kilometers. In deze bijlage geven we een aantal soorten aanvallen die manipulatie mogelijk maken. Deze soorten aanvallen zijn gebaseerd op aan informatiebeveiliging gerelateerde aanvallen zoals beschreven in [BrOT95]. Daarnaast geven we in deze bijlage een indruk van de fraudemogelijkheden voor de drie opties van de kilometerteller alsook een indruk van maatregelen.

Juistheid •

•

•

•

Andere volgorde van berichten (invalid message sequencing): Als twee gebruikers een aantal berichten uitwisselen, is de volgorde van die berichten vaak even belangrijk als de inhoud ervan. We spreken van invalid message sequencing als om wat voor reden dan ook deze volgorde verstoord raakt. Bijvoorbeeld de volgorde van meetpunten wordt anders doorgegeven, waardoor de verreden weg anders lijkt dan deze in werkelijkheid is. Herhaald zenden (replay): De berichten die twee partijen uitwisselen kunnen worden opgeslagen en nog een keer worden verstuurd. Hierdoor kan bijvoorbeeld de kilometerteller extra worden verhoogd. Ongeautoriseerde modificatie of vernietiging van gegevens: iemand die daartoe niet geautoriseerd is kan gegevens vernietigen of modificeren die opgeslagen zijn in, of verwerkt worden door een systeem of die worden uitgewisseld tussen twee systemen. Deze aanval kan zich bijvoorbeeld manifesteren tussen het meetinstrument en het opslagmedium. Ongeautoriseerde modificatie van programma's: variant van ongeautoriseerde modificatie van gegevens, aangezien programma's ook weer gegevens zijn. Het verschil is echter dat de gemodificeerde programma's op hun beurt weer zelfstandig andere programma's en gegevens kunnen vernietigen en modificeren, of ongeautoriseerden toegang kunnen verlenen tot gegevens. Bijvoorbeeld de programma’s ter vaststelling van het aantal kilometers.

Beschikbaarheid •

Denial of service (DoS): We spreken over denial of service als door een of andere oorzaak een systeem uitvalt, of als de verbinding met dat systeem uitvalt, of ernstig verstoord of vertraagd wordt. We onderscheiden twee soorten denial of service:

TNO-rapport

E.2

FEL-01-C039 Bijlage E

•

•

DoS defecten: Deze vorm van denial of service treedt op als het systeem of de verbinding met dat systeem defect raakt. Bijvoorbeeld een opzettelijke botsing. • DoS overbelasting: Denial of service door overbelasting treedt op als het systeem of de verbinding met dat systeem overbelast raakt. Bijvoorbeeld teveel voertuigen vragen tegelijkertijd aan een GSM-centrale een bericht over de huidige positie en tijd status. Ongeautoriseerd gebruik van apparatuur: Apparatuur in het bezit van een organisatie, mag meestal alleen worden gebruikt voor de doelen die de organisatie nastreeft. We spreken over ongeautoriseerd gebruik van apparatuur als iemand toegang heeft tot deze apparatuur uit hoofde van zijn functie, maar deze apparatuur vervolgens gebruikt voor andere doeleinden als waar hij voor bedoeld is. In sommige gevallen ondervindt de organisatie verminderde beschikbaarheid, omdat de ongeautoriseerd gebruikte apparatuur niet meer, of minder goed, voor de oorspronkelijke doeleinden kan worden gebruikt, in andere gevallen kan de organisatie aansprakelijk worden gesteld voor de handelingen die op haar apparatuur worden verricht. Bijvoorbeeld een GPS signaal wordt ook gebruikt voor andere metingen, waardoor niet alle gegevens bij de kilometerteller uitkomen.

Dreigingen en de drie kilometertelleropties Hieronder gaan we voor de drie opties van een kilometerteller voorbeelden van mogelijkheden tot fraude. Gegeven de beperkte tijdsduur van de fraude quick-scan wordt geen uitputtend beeld worden gegeven. In figuur E.1 tonen we de aangrijpingspunten voor fraude gegeven de fysieke architectuur van een kilometertellersysteem.

omgeving

A Fysieke unit voor het meten van verreden kilometers

B

C

Fysieke unit voor het weergeven/vastleggen van verreden kilometers

D

E Fysieke unit voor het H ondersteuning (power) van verreden kilometers

Fysieke unit voor het uitlezen F van verreden kilometers

G voertuig

Verbindingskanaal data (kabel, ‘door de lucht’) Verbindingskanaal power (kabel, ‘door de lucht’)

Figuur E.1: Aangrijpingspunten voor fraude gegeven de fysieke architectuur van een kilometertellersysteem.

TNO-rapport

FEL-01-C039

E.3

Bijlage E

Fraude en optie 1: bestaande kilometerteller

omgeving

A Fysieke unit voor het weergeven/vastleggen van verreden kilometers

D G

voertuig Verbindingskanaal data (kabel, ‘door de lucht’) Verbindingskanaal power (kabel, ‘door de lucht’)

Figuur E.2: Aangrijpingspunten voor fraude bij gebruik van het bestaande kilometertellersysteem.

Inbreuken op de juistheid van de kilometerstand A - Karakteristieken van het voertuig zijn anders dan bij kalibratie (b.v. bandenspanning); D - Fysiek terug- of vooruit-draaien van de kilometerteller; Onderdeel verwisselen met een onderdeel uit een ander voertuig; G - Geen. Inbreuken op beschikbaarheid A - Loskoppelen van de aandrijving van de kilometerteller (sensor); C - Onbruikbaar maken d.m.v. loskoppelen of onklaar maken; F - Geen. Fraude en optie 2: additionele kilometerteller en visueel uitlezen

omgeving

A Fysieke unit voor het meten van verreden kilometers

B

C

Fysieke unit voor het weergeven/vastleggen van verreden kilometers

Fysieke unit voor het H ondersteuning (power) van verreden kilometers

D G

voertuig

Verbindingskanaal data (kabel, ‘door de lucht’) Verbindingskanaal power (kabel, ‘door de lucht’)

Figuur E.3: Aangrijpingspunten voor fraude bij gebruik van additionele kilometerteller en visueel uitlezen.

TNO-rapport

E.4

FEL-01-C039 Bijlage E

Inbreuken op de juistheid van de kilometerstand A - Karakteristieken van het voertuig zijn anders dan bij kalibratie (b.v. bandenspanning); B - Fysiek terug- of vooruit-draaien van de kilometerteller; C - Opnieuw versturen van oude gegevens; Veranderen en/of storen van signalen; D - Fysiek terug- of vooruit-draaien van de kilometerteller; Onderdeel verwisselen met een onderdeel uit een ander voertuig; G - Geen; H - Geen. Inbreuken op beschikbaarheid A - Veranderen en/of storen van signalen; B - Onbruikbaar maken d.m.v. loskoppelen of onklaar maken; C - Onbruikbaar maken d.m.v. loskoppelen of onklaar maken; D - Onbruikbaar maken d.m.v. loskoppelen of onklaar maken; G - Geen; H - Onbruikbaar maken d.m.v. loskoppelen of onklaar maken. Fraude en optie 3: GPS

omgeving

A Fysieke unit voor het meten van verreden kilometers

B

C

Fysieke unit voor het weergeven/vastleggen van verreden kilometers

D

E Fysieke unit voor het H ondersteuning (power) van verreden kilometers

Fysieke unit voor het uitlezen F van verreden kilometers

G voertuig

Verbindingskanaal data (kabel, ‘door de lucht’) Verbindingskanaal power (kabel, ‘door de lucht’)

Figuur E.4: Aangrijpingspunten voor fraude bij gebruik van GPS.

Inbreuken op de juistheid van de kilometerstand A - Afschermen van het inkomende signaal; Introduceren van verstoring op het signaal, bijvoorbeeld ruis; B - Logisch terug- of vooruit-draaien van de kilometerteller; C - Opnieuw versturen van oude gegevens; Veranderen en/of storen van signalen; D - Fysiek terug- of vooruit-draaien van de kilometerteller; Onderdeel verwisselen met een onderdeel uit een andere auto;

TNO-rapport

FEL-01-C039

E.5

Bijlage E

E - Opnieuw versturen van oude gegevens; Veranderen en/of storen van signalen; F - Logisch terug- of vooruit-draaien van de kilometerteller; G - Afschermen van het uitgaande signaal; Introduceren van verstoring op het signaal, bijvoorbeeld ruis; H - Opnieuw versturen van oude gegevens; Veranderen en/of storen van signalen.

Inbreuken op beschikbaarheid A - Afschermen van het inkomende signaal; B - Onbruikbaar maken d.m.v. loskoppelen of onklaar maken; C - Onbruikbaar maken d.m.v. loskoppelen of onklaar maken; D - Onbruikbaar maken d.m.v. loskoppelen of onklaar maken; E - Onbruikbaar maken d.m.v. loskoppelen of onklaar maken; F - Onbruikbaar maken d.m.v. loskoppelen of onklaar maken; G - Afschermen van het uitgaande signaal; H - Onbruikbaar maken d.m.v. loskoppelen of onklaar maken.

Maatregelen en de drie kilometertelleropties In paragraaf 6.6 van het hoofdrapport zijn de stappen aangegeven om tot een kilometertellersysteem te komen dat (a) het doet en (b) adequate maatregelen tegen fraude bevat. In diezelfde paragraaf wordt betoogd dat het van belang is om niet te denken in termen van technische oplossingen. Omdat er in de praktijk al oplossingen worden gebruikt, geven we hiervan hierna enkele voorbeelden. Met nadruk vermelden we dat dit slechts deeloplossingen kunnen zijn. De gepresenteerde oplossingen laten onverlet dat gebruik van deze oplossingen niet zomaar moeten gebeuren, maar moet worden afgewogen binnen de risico’s die zijn onderkend in de gehele levenscyclus van het kilometertellersysteem.

Verzegeling van onderdelen Een oplossing die wel wordt gebruikt om loskoppelen van een sensor te voorkomen is verzegeling. Tijdige ontdekking van ongeautoriseerde verbreken van de verzegeling is afhankelijk van de frequentie van fysieke inspecties van de verzegeling. Controles Ter voorkoming van fraude kunnen controles ingesteld worden, bijvoorbeeld bij elke APK keuring kan: 1. verzegeling van apparatuur worden gecontroleerd; 2. een verband worden gelegd tussen onderdelenverbruik, benzinekosten en het aantal kilometers; 3. gelijktijdige kalibratie van de onderdelen plaatsvinden, waarmee de nauwkeurigheid van de kilometerteller opnieuw kan worden vastgesteld.

TNO-rapport

E.6

FEL-01-C039 Bijlage E

Naar aanleiding van punt 2 valt op te merken dat er nog geen historie van individuele kilometerteller-informatie bij registrerende instanties bekend is. Hiermee verschilt de kilometerteller-situatie sterk van het systeem van heffing dat door sommige energiebedrijven wordt toegepast. Dus is het inschatten van de validiteit van opgegeven informatie moeilijk toetsbaar. Naar aanleiding van punt 3 valt op te merken dat na kalibratie mogelijkheden tot fraude blijven bestaan. Voorbeelden hiervan zijn verandering van bandenspanning, de grootte van de banden, gebruik van versleten banden. Deze vorm van fraude is bijvoorbeeld bekend bij het gebruik van een tachograaf.

Meervoudig gebruik van kilometergegevens Het gebruik van de kilometerteller-informatie voor andere systemen in een voertuig, zoals een boordcomputer of het motormanagementsysteem, is een methode om fraude tegen te gaan. Dit is mogelijk wanneer fraude aan het kilometertellersysteem ook direct gevolgen heeft voor de juistheid of beschikbaarheid van de informatie van een boordcomputer of het motormanagementsysteem. En deze informatie is door de bestuurder gewenst. Algemene informatiebeveiligingsmechanismen Er bestaan verschillende soorten mechanisme die een aandeel kunnen leveren in een bepaald beveiligingprobleem. Uit [BrOT95] halen we de volgende mechanismen die m.n. gericht zijn t.b.v. informatiebeveiliging (in alfabetische volgorde): 1. Authenticatie: a. Op basis van kennis; b. Op basis van biometrische kenmerken; c. Op basis van tokens. 2. Data-recovery (gegevens herstellen): a. Fysieke beschadiging van gegevens op opslagmedia; b. Verdwenen gegevensopslag; c. Terughalen van gegevens die tijdens communicatie zijn verdwenen. 3. Datum-Tijdstempels/Integriteit volgorde nummers; 4. Digitale handtekening t.b.v. detectie modificatie en bewijzen van een identiteit; 5. Fall-back systemen/redundante systemen; 6. Loggen van gegevens/auditing; 7. Fysieke beveiliging; 8. Ontvangst/verzend bevestiging; 9. Routing control, naar wie gaat een bericht; 10. Toegangscontrole; 11. Unieke berichtencode (Message Authentication Code); 12. Vercijfering: a. Symmetrische methodes; b. Asymmetrische methodes.

Distributielijst 1-40.

Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Adviesdienst Verkeer en Vervoer, t.a.v. Drs.ir. J. van Hattem

41-50.

TNO Inro, t.a.v. P.H. van Koningsbruggen

51-60.

TNO Wegtransportmiddelen, t.a.v. H. Kostense

61-70.

TNO Verkeer en Vervoer

71.

DM&P TNO-DO

72.

Directeur TNO-FEL

73.

Adjunct-directeur TNO-FEL, daarna reserve

74.

Archief TNO-FEL, in bruikleen aan MPC, daarna reserve

75.

Archief TNO-FEL, in bruikleen aan Ir. R.A. Gutteling

76.

Archief TNO-FEL, in bruikleen aan Ir. R. van de Leijgraaf

77.

Archief TNO-FEL, in bruikleen aan Dr. ir. O. Tettero

78.

Archief TNO-FEL, in bruikleen aan P. Feenstra

79.

Archief TNO-FEL, in bruikleen aan Ing. W.F.M. van der Heijden

80.

Archief TNO-FEL, in bruikleen aan Ir. J.P. Dezaire

81.

Documentatie TNO-FEL

82.

Reserve

Indien binnen de krijgsmacht extra exemplaren van dit rapport worden gewenst door personen of instanties die niet op de verzendlijst voorkomen, dan dienen deze aangevraagd te worden bij het betreffende Hoofd Wetenschappelijk Onderzoek of, indien het een K-opdracht betreft, bij de Directeur Wetenschappelijk Onderzoek en Ontwikkeling. *) Beperkt rapport (titelblad, managementuittreksel, RDP en distributielijst).