JP2017097788A - 料金収受システム、および料金収受方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有料道路でＥＴＣカード非利用者からの料金収受にかかるコストを低減することを課題とする。【解決手段】実施形態にかかる料金収受システム１は、有料道路の入口料金所に設けられ、入口料金所を通過する車両５の乗員が所持する携帯端末６が近接したときに、携帯端末６に入口料金所ＩＤを送信するＮＦＣタグ２６２と、出口料金所から退出する車両５の乗員が所持する携帯端末６から、ＮＦＣアンテナ３６２を介して入口料金所ＩＤを受信する受信制御部３１１と、受信した入口料金所ＩＤに基づいて、車両５の料金を計算する料金計算部３１４と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、料金収受システム、および料金収受方法に関する。

従来から、高速道路等の有料道路の料金所において、車両から道路の利用料金（以下、単に「料金」という。）を収受するための方法として、ＥＴＣシステム（Electronic Toll Collection System）と磁気通行券方式の２種類が併用されている。

ＥＴＣシステムは、料金所側に設けられ路側装置と、車両側に搭載された、ＥＴＣカード（ＩＣ（integrated circuit）カード）が装着された車載装置と、料金所とは離れて設けられた料金中央サーバとにより構成されている。そして、ＥＴＣシステムでは、路側装置、車載装置、および料金中央サーバが互いに通信することで、利用者に負担をかけることなく、車両の通行履歴情報を収集し、また、料金の計算や管理を行う。また、料金所に係員を配置する必要もない。

一方、磁気通行券方式では、入口料金所で、例えば、車種、入口料金所ＩＤ（Identifier）、入口料金所通過時刻、発券機番号、通し番号、車両ナンバー等の情報を印字および磁気書き込みした磁気通行券が発行され、利用者に渡される。利用者は、その磁気通行券を所持して車両走行し、出口料金所で磁気通行券を係員に渡す。そして、出口料金所の係員がその磁気通行券を所定の装置に読み込ませることで、料金計算をし、利用者はその料金を支払う。

特開２００５−１６５６３８号公報

しかしながら、磁気通行券方式では、磁気通行券、発券機、出口料金所における係員等が必要になり、ＥＴＣシステムに比べてコストがかかるという問題がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、有料道路でＥＴＣシステム非利用者からの料金収受にかかるコストを低減することを課題とする。

実施形態にかかる料金収受システムは、ＮＦＣタグと、受信制御部と、料金計算部と、を備える。ＮＦＣタグは、有料道路の入口料金所に設けられ、前記入口料金所を通過する車両の乗員が所持する携帯端末が近接したときに、当該携帯端末に入口料金所ＩＤを送信する。受信制御部は、出口料金所から退出する前記車両の乗員が所持する前記携帯端末から、ＮＦＣアンテナを介して前記入口料金所ＩＤを受信する。料金計算部は、前記受信した入口料金所ＩＤに基づいて、前記車両の料金を計算する。

図１は、実施形態にかかる料金収受システムの概略構成の一例が示された図である。 図２は、実施形態にかかる入口料金所制御装置で用いる超音波送信用データの一例が示された図である。 図３は、実施形態にかかる入口料金所における各構成要素の動作の一例が示されたシーケンス図である。 図４は、実施形態にかかる出口料金所における出口料金所制御装置の処理の一例が示されたフローチャートである。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成や制御、ならびに当該構成や制御によってもたらされる作用および結果（効果）は、あくまで一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成や制御以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成や制御によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）を得ることが可能である。

図１に示すように、本実施形態では、料金収受システム１は、入口料金所から有料道路に入って出口料金所から出る車両５の料金を計算する。料金収受システム１は、入口料金所における各構成要素（詳細は後述）、出口料金所における各構成要素（詳細は後述）、中央装置４を備え、車両５の乗員（例えば運転手）が所持する携帯端末６に従来の磁気通行券の役割を果たさせることで、車両５の料金の収受を実現する。

なお、本実施形態では、車両５は、自家用車、社用車、レンタカー等の種別を問わないが、ＥＴＣシステムを利用できないことを前提とする。
また、本実施形態において、「時刻」というときは、「年」、「月」、「日」のすべてあるいは一部の情報を含んでもよいものとする。

＜入口料金所における各構成要素＞
次に、入口料金所における各構成要素について説明する。入口料金所における各構成要素としては、入口料金所制御装置２、車種判別装置２４、車両ナンバー認識装置２５、入口料金所装置２６、出力装置２７、および遮断機２８が設けられている。

入口料金所制御装置２は、コンピュータとして構成され、一般的なコンピュータが備える構成要素、すなわち、制御部２１、記憶部２２、通信部２３、入力部（不図示）、出力部（不図示）などを備えている。

制御部２１（例えば、ＣＰＵ）は、ロードされたプログラム（例えば、ＯＳや、アプリケーション等）にしたがって、種々の演算処理を実行することができる。本実施形態では、一例として、プログラムにしたがったＣＰＵ等の処理によって、制御部２１の各部（暗号化部２１１、超音波送信制御部２１２等）が機能する。すなわち、プログラムには、制御部２１の各部として機能するモジュールが含まれている。なお、制御部２１の各部の動作（演算処理）については後述する。また、制御部２１における暗号化部２１１、超音波送信制御部２１２以外の動作について説明するときは、動作主体を制御部２１と記述する。

入口料金所制御装置２のプログラムは、それぞれインストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭや、ＦＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等の、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されうる。また、プログラムは、通信ネットワークに接続されたコンピュータの記憶部に記憶し、ネットワーク経由でダウンロードすることによって導入されうる。また、プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれてもよい。

記憶部２２は、制御部２１の演算で用いられる各種データを記憶する。記憶部２２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤ等である。記憶部２２は、超音波送信用データ２２１と共通鍵２２２とを記憶する。

超音波送信用データ２２１は、図２に示すように、従来の磁気通行券に付与していた情報と同様の情報として、識別番号、入口料金所ＩＤ、入口料金所通過時刻、車種、車両ナンバーの各情報である。

識別番号は、入口料金所ごとにおける超音波送信用データの通し番号である。
入口料金所ＩＤは、予め入口料金所ごとに与えられているＩＤである。
入口料金所通過時刻は、対象の車両５が入口料金所を通過した時刻である。

車種は、後述する車種判別装置２４によって判別された車両５の車種の情報である。
車両ナンバーは、後述する車両ナンバー認識装置２５によって撮影され、認識された車両５のナンバープレートの数字の情報である。

図１に戻って、共通鍵２２２は、料金収受システム１で使用する共通鍵暗号方式における暗号化用の共通鍵の情報である。

次に、制御部２１の各部について説明する。
暗号化部２１１は、超音波送信用データ２２１を共通鍵２２２により暗号化する処理を行う。なお、この暗号化する情報としては、図２に記載した超音波送信用データ２２１における５つの情報のうち、料金計算の観点から、少なくとも、入口料金所ＩＤ、入口料金所通過時刻、および車種を含んでいることが好ましい。

超音波送信制御部２１２は、暗号化部２１１によって暗号化された情報を超音波に載せて超音波スピーカ２６１から近傍にある携帯端末６に送信する処理を行う。暗号化された情報を超音波に載せる変調方式としては、例えば、振幅変調やＦＳＫ（Frequency Shift Keying：周波数偏移変調）が挙げられる。

通信部２３は、外部装置との間で、有線または無線によるデータの授受（通信）を実行する。

車種判別装置２４は、入口料金所を通過する車両５の車種（例えば、軽自動車、普通車、中型車、大型車、特大車）を判別する。車種判別装置２４が判別した車種は、制御部２１によって記憶部２２の超音波送信用データ２２１の車種の情報（図２）として保存される。

車種判別装置２４は、例えば、発光器と受光器が対になった赤外線センサ群として実現できる。また、車種判別装置２４は、ほかにも、例えば、車両５のナンバープレート部分を撮影するカメラと、その撮影画像を画像処理してナンバープレート部分の車種区分やナンバープレート自体の大きさ等を認識することで車種を判別する画像処理装置との組み合わせにより実現できる。

車両ナンバー認識装置２５は、入口料金所を通過する車両５の車両ナンバーを認識する。車両ナンバー認識装置２５が認識した車両ナンバーは、制御部２１によって記憶部２２の超音波送信用データ２２１の車両ナンバーの情報（図２）として保存される。

車両ナンバー認識装置２５は、例えば、車両５のナンバープレート部分を撮影するカメラと、その撮影画像を画像処理してナンバープレート部分の車両ナンバーを認識する画像処理装置との組み合わせにより実現できる。

なお、車種判別装置２４と車両ナンバー認識装置２５は、別々の装置である必要はなく、１つの装置により実現されてもよい。

入口料金所装置２６は、超音波スピーカ２６１とＮＦＣ（Near Field Communication）タグ２６２の組み合わせを３セット備えている。３セット備えているのは、車両５の車種によって運転席の高さが違うことに対応するためである。車両５の運転手は、この３セットのうち、使いやすいどれでも使用することができる。

ＮＦＣタグ２６２は、車両５の運転手（乗員）が所持する携帯端末６が近接したときに、その携帯端末６に、入口料金所ＩＤを送信する。具体的には、ＮＦＣタグ２６２は、約１０ｃｍ以内に近接した携帯端末６から１３．５６ＭＨｚの電磁波を受けると、その電磁波による誘導起電力を用いて、その携帯端末６に対して、内部に保持している入口料金所ＩＤのデータ送信を行う。

超音波スピーカ２６１は、ＮＦＣタグ２６２の近傍（真上）に設けられ、超音波送信制御部２１２からの指示により、近傍にある携帯端末６に対して前記した暗号化された情報を載せた超音波を送信する。

なお、本実施形態でＮＦＣタグ２６２と組み合わせて用いる無線送信の媒体として超音波を用いた理由は、次の通りである。まず、超音波の狭指向性という特性を利用するためである。図１の入口料金所装置２６からわかるように、超音波スピーカ２６１とＮＦＣタグ２６２の組み合わせが３セットあるため、広指向性の媒体を用いると、上段、中段、下段の情報が混信してしまう可能性がある。

また、超音波を受信する側の携帯端末６にはマイクが備えられている必要があるが、マイクのない携帯端末６はほとんどないので、通常の携帯端末６のハードウエアをそのまま用いることができる。

出力装置２７は、例えば、表示出力部や、音声出力部等である。表示出力部は、例えば、ディスプレイ（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＯＥＬＤ（Organic Electro-Luminescent Display）等）や、電光掲示板、回転灯等である。音声出力部は、例えば、スピーカや、ブザー等である。

遮断機２８は、アーム２８ａを備え、制御部２１からの指示により、車両５の通行を拒否する（遮る）閉位置と車両５の通行を許容する（遮らない）開位置との間でアーム２８ａを移動させる。

＜出口料金所における各構成要素＞
次に、出口料金所における各構成要素について説明する。出口料金所における各構成要素としては、出口料金所制御装置３、車両ナンバー認識装置３５、出口料金所ブース３６、出力装置３７、および遮断機３８が設けられている。以下、入口料金所における構成と同様の構成については、適宜、説明を簡略化する。

出口料金所制御装置３は、コンピュータとして構成され、一般的なコンピュータが備える構成要素、すなわち、制御部３１、記憶部３２、通信部３３、入力部（不図示）、出力部（不図示）などを備えている。

制御部３１（例えば、ＣＰＵ）は、ロードされたプログラム（例えば、ＯＳや、アプリケーション等）にしたがって、種々の演算処理を実行することができる。本実施形態では、一例として、プログラムにしたがったＣＰＵ等の処理によって、制御部３１の各部（受信制御部３１１、復号化部３１２、異常判定部３１３、料金計算部３１４等）が機能する。すなわち、プログラムには、制御部３１の各部として機能するモジュールが含まれている。なお、制御部３１の各部の動作（演算処理）については後述する。また、制御部３１における受信制御部３１１、復号化部３１２、異常判定部３１３、料金計算部３１４以外の動作について説明するときは、動作主体を制御部３１と記述する。

出口料金所制御装置３のプログラムは、それぞれインストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭや、ＦＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等の、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されうる。また、プログラムは、通信ネットワークに接続されたコンピュータの記憶部に記憶し、ネットワーク経由でダウンロードすることによって導入されうる。また、プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれてもよい。

記憶部３２は、制御部３１の演算で用いられる各種データを記憶する。記憶部３２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤ等である。記憶部３２は、共通鍵３２１と料金表データ３２２を記憶する。

共通鍵３２１は、入口料金所制御装置２における共通鍵２２２と同じ共通鍵の情報である。なお、料金収受システム１で用いる共通鍵（共通鍵２２２，３２１）は、すべての入口料金所制御装置２、出口料金所制御装置３で共通の鍵とするが、例えば、一日単位等で変更することが、セキュリティの観点から好ましい。

料金表データ３２２は、入口料金所ＩＤ、入口料金所通過時刻、出口料金所通過時刻、車種などと料金とを対応づけた表のデータである。

次に、制御部３１における各部の説明を行う。
受信制御部３１１は、出口料金所から退出する車両５の運転手（乗員）が所持する携帯端末６から、ＮＦＣアンテナ３６２を介して暗号化された情報を受信する。
復号化部３１２は、受信制御部３１１が受信した暗号化された情報を、記憶部３２の共通鍵３２１を用いて復号化する。

異常判定部３１３は、受信制御部３１１が携帯端末６からＮＦＣアンテナ３６２を介して受信した入口料金所ＩＤと、復号化された情報における入口料金所ＩＤとが一致しているか否かを判定し、一致していない場合は異常（データ改ざん、装置故障等）と判定し、異常を報知（画像や音声による出力）する。

異常判定部３１３は、受信制御部３１１が携帯端末６からＮＦＣアンテナ３６２を介して暗号化された情報とともにＧＰＳデータ（後述するＧＰＳデータ６２２）を受信すると、当該ＧＰＳデータと復号化された情報における入口料金所ＩＤとが対応しているか否かを判定し、対応していない場合は異常（データ改ざん、装置故障等）と判定し、異常を報知（画像や音声による出力）する。

また、異常判定部３１３は、受信制御部３１１が携帯端末６からＮＦＣアンテナ３６２を介して暗号化された情報とともに時刻データ（後述する時刻データ６２３）を受信すると、当該時刻データと復号化された情報における入口料金所通過時刻とが対応しているか否かを判定し、対応していない場合は異常（データ改ざん、装置故障等）と判定し、異常を報知（画像や音声による出力）する。
異常判定部３１３による他の異常判定処理については後述する。

料金計算部３１４は、復号化された情報における入口料金所ＩＤと、入口料金所通過時刻と、車種と、記憶部３２の料金表データ３２２とに基づいて、車両５の料金を計算する。計算された料金は、例えば、出力装置３７に表示される。

通信部３３は、外部装置との間で、有線または無線によるデータの授受（通信）を実行する。

車両ナンバー認識装置３５は、出口料金所を通過する車両５の車両ナンバーを認識する装置で、入口料金所の車両ナンバー認識装置２５と同様である。車両ナンバー認識装置３５が認識した車両ナンバーは、例えば、異常判定部３１３によって、復号化された情報における車両ナンバーと照合することで、データ改ざん等の異常の有無を検証することができる。

出口料金所ブース３６は、開口部３６１とＮＦＣアンテナ３６２とを備えている。
開口部３６１は、出口料金所ブース３６の内部にいる収受員が車両５の運転手と料金の受け渡しなどを行うためのスペースである。

ＮＦＣアンテナ３６２は、約１０ｃｍ以内に近接した携帯端末６からデータを受信する。

出力装置３７は、例えば、表示出力部や、音声出力部等であり、入口料金所の出力装置２７と同様の装置である。

遮断機３８は、アーム３８ａを備え、入口料金所における遮断機２８と同様の装置である。

＜中央装置４＞
次に、中央装置４について説明する。
中央装置４は、コンピュータとして構成され、一般的なコンピュータが備える構成要素、すなわち、制御部４１、記憶部４２、通信部４３、入力部（不図示）、出力部（不図示）などを備えている。中央装置４は、入口料金所制御装置２、出口料金所制御装置３と通信接続されている。

制御部４１（例えば、ＣＰＵ）は、ロードされたプログラム（例えば、ＯＳや、アプリケーション等）にしたがって、種々の演算処理を実行することができる。制御部４１は、例えば、入口料金所制御装置２や出口料金所制御装置３と通信し、車両５の通行に関するデータを収集し、記憶部４２に通行車両データ４２１として蓄積する。

記憶部４２は、制御部４１の演算で用いられる各種データを記憶する。記憶部４２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤ等である。記憶部４２は、前記した通行車両データ４２１を記憶する。

通信部４３は、外部装置との間で、有線または無線によるデータの授受（通信）を実行する。

＜携帯端末６＞
次に、携帯端末６について説明する。携帯端末６は、車両５の運転手（乗員）が所持するものであり、例えば、スマートフォンである。

携帯端末６は、携帯用の小型コンピュータとして構成され、一般的な小型コンピュータが備える構成要素、すなわち、制御部６１、記憶部６２、通信部６３、入力部（不図示）、出力部（不図示）などを備えている。

制御部６１（例えば、ＣＰＵ）は、ロードされたプログラム（例えば、ＯＳや、アプリケーション等）にしたがって、種々の演算処理を実行することができる。本実施形態では、一例として、プログラムにしたがったＣＰＵ等の処理によって、制御部６１の各部（送信制御部６１１、受信制御部６１２、ＧＰＳデータ保存処理部６１３、時刻データ保存処理部６１４等）が機能する。すなわち、プログラムには、制御部６１の各部として機能するモジュールが含まれている。なお、制御部６１の各部の動作（演算処理）については後述する。また、制御部６１における送信制御部６１１、受信制御部６１２、ＧＰＳデータ保存処理部６１３、時刻データ保存処理部６１４以外の動作について説明するときは、動作主体を制御部６１と記述する。

携帯端末６のプログラムは、それぞれインストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されうる。また、プログラムは、通信ネットワークに接続されたコンピュータの記憶部に記憶し、ネットワーク経由でダウンロードすることによって導入されうる。また、プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれてもよい。

記憶部６２は、制御部６１の演算で用いられる各種データを記憶する。記憶部６２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等である。記憶部６２は、入口料金所ＩＤ６２０、暗号化情報６２１、ＧＰＳデータ６２２、時刻データ６２３、専用アプリ６２４を記憶する。

入口料金所ＩＤ６２０は、携帯端末６がＮＦＣタグ２６２から受信した入口料金所ＩＤである。
暗号化情報６２１は、携帯端末６が超音波スピーカ２６１から受信した暗号化された情報である。

ＧＰＳデータ６２２は、携帯端末６がＮＦＣタグ２６２から入口料金所ＩＤを受信したときの、携帯端末６の現在地を示すＧＰＳデータである。
時刻データ６２３は、携帯端末６がＮＦＣタグ２６２から入口料金所ＩＤを受信したときの、携帯端末６の内部時計による現在時刻を示す時刻データである。

専用アプリ６２４は、携帯端末６に従来の磁気通行券の役割を果たさせるための専用のアプリケーションプログラムである。専用アプリ６２４は、予め携帯端末６にインストールしておく。

専用アプリ６２４によって、携帯端末６は、例えば、次のような動作をする。携帯端末６は、入口料金所でＮＦＣタグ２６２から入口料金所ＩＤを受信したとき、マイク機能をオンにする。これにより、携帯端末６は、その直後に超音波スピーカ２６１から送信される暗号化された情報が載せられた超音波をマイクで受信し、記憶することができる。
また、携帯端末６は、出口料金所でＮＦＣアンテナ３６２を検知すると、入口料金所ＩＤ６２０、暗号化情報６２１、ＧＰＳデータ６２２、および時刻データ６２３を送信する。

また、ユーザは、専用アプリ６２４を用いて、料金の支払い方法を即払いと後払いの二択から予め選択して設定することができる。即払いとは、出口料金所で料金を支払う方法である。後払いとは、出口料金所で料金を支払わず、後からコンビニエンスストア等で支払う方法である。携帯端末６はこの二択の選択結果を出口料金所でＮＦＣアンテナ３６２を介して出口料金所制御装置３に伝え、出口料金所制御装置３はそれに応じた対応をすることができる。また、後払いが選択されたときは、携帯端末６の所有者の情報（氏名、電話番号等）を携帯端末６からＮＦＣアンテナ３６２を介して出口料金所制御装置３に送信する。これにより、中央装置４は出口料金所制御装置３からその情報を受け取ることにより、その携帯端末６の所有者からの料金収受を管理できる。

次に、制御部６１における各部の説明を行う。
送信制御部６１１は、出口料金所で、ＮＦＣアンテナ３６２に対して入口料金所ＩＤ６２０、暗号化情報６２１、ＧＰＳデータ６２２、および時刻データ６２３を送信する。

受信制御部６１２は、入口料金所で、暗号化された情報が載せられた超音波を超音波スピーカ２６１から受信し、記憶部６２に暗号化情報６２１として保存する。

ＧＰＳデータ保存処理部６１３は、携帯端末６がＮＦＣタグ２６２から入口料金所ＩＤを受信したときに、自身の携帯端末６の現在地を示すＧＰＳデータを取得し、記憶部６２にＧＰＳデータ６２２として保存する。

時刻データ保存処理部６１４は、携帯端末６がＮＦＣタグ２６２から入口料金所ＩＤを受信したときに、携帯端末６の内部時計による現在時刻データを取得し、記憶部６２に時刻データ６２３として保存する。

通信部６３は、外部装置との間で、無線によるデータの授受（通信）を実行する。

＜入口料金所での動作＞
次に、図３を参照しながら（適宜図１、図２参照）、入口料金所での各構成要素の動作について説明する。

まず、入口料金所まで走行してきた車両５の運転手は、自身の所持する携帯端末６を入口料金所装置２６のＮＦＣタグ２６２にかざす（約１０ｃｍ以内に近接させる）。
そうすると、ＮＦＣタグ２６２は、携帯端末６から受信した電磁波による誘導起電力により入口料金所ＩＤと専用アプリの起動コマンドを携帯端末６に送信する（ステップＳ１）。

携帯端末６の受信制御部６１２は、入口料金所ＩＤと起動コマンドを受信し（ステップＳ２）、入口料金所ＩＤを記憶部６２に入口料金所ＩＤ６２０として記憶し、また、起動コマンドにより専用アプリ６２４を起動する（ステップＳ３）。この起動により、携帯端末６のマイク機能がオンになる。

次に、入口料金所制御装置２において、暗号化部２１１はこの車両５に関する超音波送信用データ２２１を暗号化し、超音波送信制御部２１２は暗号化された情報を超音波に載せて超音波スピーカ２６１から携帯端末６に送信する（ステップＳ４）。

携帯端末６の受信制御部６１２は、暗号化された情報を受信して（ステップＳ５）、記憶部６２に暗号化情報６２１として保存する。
次に、ＧＰＳデータ保存処理部６１３は、携帯端末６の現在地を示すＧＰＳデータを取得し、記憶部６２にＧＰＳデータ６２２として保存する（ステップＳ６）。
次に、時刻データ保存処理部６１４は、携帯端末６の内部時計による現在時刻データを取得し、記憶部６２に時刻データ６２３として保存する（ステップＳ７）。

このようにして、入口料金所において、車両５の運転手が自身の所持する携帯端末６をＮＦＣタグ２６２にかざすだけで、携帯端末６に入口料金所ＩＤ６２０、暗号化情報６２１、ＧＰＳデータ６２２、時刻データ６２３を保存させることができる。

＜出口料金所での動作＞
次に、図４を参照しながら（適宜図１、図２参照）、データでの出口料金所制御装置３等の動作について説明する。

出口料金所制御装置３において、受信制御部３１１は、ＮＦＣアンテナ３６２を介して携帯端末６からデータを受信したか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１２に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１１に戻る。

ここで、有料道路を走行して出口料金所に到達した車両５の運転手は、自身の所持する携帯端末６を出口料金所ブース３６のＮＦＣアンテナ３６２にかざす（約１０ｃｍ以内に近接させる）。そうすると、携帯端末６の送信制御部６１１は記憶部６２の入口料金所ＩＤ６２０、暗号化情報６２１、ＧＰＳデータ６２２および時刻データ６２３を送信し、出口料金所制御装置３の受信制御部３１１はＮＦＣアンテナ３６２を介して入口料金所ＩＤ６２０、暗号化情報６２１、ＧＰＳデータ６２２および時刻データ６２３を受信する（ステップＳ１１でＹｅｓ）。

ステップＳ１２において、復号化部３１２は、記憶部３２の共通鍵３２１を使って、受信した暗号化された情報（暗号化情報６２１）を復号化する（ステップＳ１２）。

次に、ステップＳ１３において、異常判定部３１３は、異常があるか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１４に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１５に進む。ステップＳ１３では、例えば、次の（Ａ）〜（Ｄ）の場合、異常ありと判定する。

（Ａ）受信した入口料金所ＩＤ６２０と、復号化された情報における入口料金所ＩＤとが一致していない場合
（Ｂ）復号化された情報における車両ナンバーと、出口料金所の車両ナンバー認識装置３５が認識した車両ナンバーが異なる場合

（Ｃ）受信したＧＰＳデータ６２２と、復号化された情報における入口料金所ＩＤとが対応していない場合
（Ｄ）受信した時刻データ６２３と、復号化された情報における入口料金所通過時刻とが対応していない（所定時間長以上相違している）場合

ステップＳ１４において、異常判定部３１３は、異常（データ改ざん、装置故障等）を報知（画像や音声による出力）する。これにより、出口料金所制御装置３のオペレータは、当該異常を認識することができる。

ステップＳ１５において、料金計算部３１４は、復号化された情報における入口料金所ＩＤと、入口料金所通過時刻と、車種と、記憶部３２の料金表データ３２２とに基づいて、車両５の料金を計算する。

次に、ステップＳ１６において、制御部３１は、計算された料金を出力装置３７に表示する。この後は、運転手によって専用アプリ６２４を用いて料金の即払いが予め選択されている場合は、車両５の運転手が出口料金所ブース３６の収受員に対して出力装置３７で表示されている料金を支払う。また、後払いが選択されている場合は、車両５の運転手はその出口料金所では支払いをせず、後からコンビニエンスストア等で支払いを行ったり、あるいは、携帯端末６の使用料金と合算して支払いを行ったりする。

なお、出口料金所ブース３６の収受員は、車両５の運転手から料金を受け取る際、出口料金所ブース３６内の表示装置（不図示）に表示された、前記復号化された情報における車種を見て、実際の車両５の車種と違っていれば、実際の車両５の車種に応じた料金の額を運転手に伝え、運転手からその額の料金を受け取る。このようにすれば、入口料金所における車種判別装置２４による車種判別エラーにも対応することができる。

このようにして、本実施形態の料金収受システム１によれば、電力不要で安価なＮＦＣタグ２６２を用い、また、従来の磁気通行券の役割を、車両５の乗員が所持している可能性の高い携帯端末６に代用させることで、有料道路でＥＴＣシステム非利用者からの料金収受にかかるコストを低減することができる。

なお、従来、ＥＴＣシステムと磁気通行券方式を併用している場合には、一般に、有料道路の料金について、ＥＴＣシステム利用者に比べて磁気通行券方式利用者（ＥＴＣシステム非利用者）のほうが高く設定されていた。しかし、ＥＴＣカードを作るには、クレジットカードの所有が条件となっており、クレジットカードを作れない人や作りたくない人は、磁気通行券方式を利用するしかなかった。本実施形態の料金収受システム１によれば、有料道路の料金収受システム全体のコストを削減でき、それに付随して、ＥＴＣシステム非利用者の料金も低減できるので、ＥＴＣシステム非利用者にとってのメリットも大きい。

また、入口料金所ＩＤと、車両の入口料金所通過時刻と、車種と、を含む情報を所定の共通鍵により暗号化してから超音波に載せて携帯端末６に送信して記憶させて、その後に出口料金所で使用することで、高セキュリティ性を実現できる。また、マイクのない携帯端末６がほとんどないことから、車両５の乗員の所持する携帯端末６を、専用アプリ６２４をインストールするだけで活用することができ、低コストで済む。

また、図４のステップＳ１３において、携帯端末６が記憶する入口料金所ＩＤ６２０に基づく入口料金所ＩＤと、復号化された情報における入口料金所ＩＤとが一致しているか否かを判定することにより（上記（Ａ））、前者のデータ改ざんがあった場合でも容易にそれを知ることができる。

また、図４のステップＳ１３において、携帯端末６が入口料金所のＮＦＣタグ２６２から入口料金所ＩＤを受信したときに記憶部６２に保存したＧＰＳデータ６２２を用いて異常判定を行うことで（上記（Ｃ））、異常判定の精度を上げることができる。ただし、異常判定にＧＰＳデータ６２２を用いることは、必須ではない。

また、図４のステップＳ１３において、携帯端末６が入口料金所のＮＦＣタグ２６２から入口料金所ＩＤを受信したときに記憶部６２に保存した時刻データ６２３を用いて異常判定を行うことで（上記（Ｄ））、異常判定の精度を上げることができる。ただし、異常判定に時刻データ６２３を用いることは、必須ではない。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、携帯端末６は、スマートフォンに限定されず、タブレット端末等であってもよい。

１ 料金収受システム
２ 入口料金所制御装置
３ 出口料金所制御装置
４ 中央装置
５ 車両
６ 携帯端末
２１ 制御部
２２ 記憶部
２３ 通信部
２４ 車種判別装置
２５ 車両ナンバー認識装置
２６ 入口料金所装置
２７ 出力装置
２８ 遮断機
３１ 制御部
３２ 記憶部
３３ 通信部
３５ 車両ナンバー認識装置
３６ 出口料金所ブース
３７ 出力装置
３８ 遮断機
４１ 制御部
４２ 記憶部
４３ 通信部
６１ 制御部
６２ 記憶部
６３ 通信部

Claims (7)

1. 有料道路の入口料金所に設けられ、前記入口料金所を通過する車両の乗員が所持する携帯端末が近接したときに、当該携帯端末に入口料金所ＩＤ（Identifier）を送信するＮＦＣ（Near Field Communication）タグと、
   出口料金所から退出する前記車両の乗員が所持する前記携帯端末から、ＮＦＣアンテナを介して前記入口料金所ＩＤを受信する受信制御部と、
   前記受信した入口料金所ＩＤに基づいて、前記車両の料金を計算する料金計算部と、
   を備えることを特徴とする料金収受システム。
2. 前記入口料金所において、
   前記入口料金所を通過する車両の車種を判別する車種判別装置と、
   前記ＮＦＣタグの近傍に設けられた超音波スピーカと、
   少なくとも、前記入口料金所ＩＤと、前記車両の入口料金所通過時刻と、前記車種判別装置によって判別した車種と、を含む情報を所定の共通鍵により暗号化する暗号化部と、
   前記暗号化された情報を超音波に載せて前記超音波スピーカから前記携帯端末に送信する超音波送信制御部と、をさらに備え、
   前記出口料金所において、
   前記受信制御部が前記携帯端末から前記暗号化された情報を受信すると、予め保有している前記共通鍵を用いて復号化する復号化部を、さらに備え、
   前記料金計算部は、前記復号化された情報における前記入口料金所ＩＤと、前記入口料金所通過時刻と、前記車種と、に基づいて前記車両の料金を計算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の料金収受システム。
3. 前記出口料金所において、
   前記受信制御部が受信した入口料金所ＩＤと、前記復号化された情報における前記入口料金所ＩＤとが一致しているか否かを判定し、一致していない場合は異常と判定する異常判定部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の料金収受システム。
4. 前記携帯端末は、
   前記ＮＦＣタグから前記入口料金所ＩＤを受信したときに、自身のＧＰＳ（Global Positioning System）データを保存するＧＰＳデータ保存処理部を備え、
   前記出口料金所において、
   前記受信制御部が前記携帯端末から前記ＮＦＣアンテナを介して前記暗号化された情報とともに前記ＧＰＳデータを受信すると、当該ＧＰＳデータと前記復号化された情報における前記入口料金所ＩＤとが対応しているか否かを判定し、対応していない場合は異常と判定する異常判定部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の料金収受システム。
5. 前記携帯端末は、
   前記ＮＦＣタグから前記入口料金所ＩＤを受信したときに、内部時計による時刻データを保存する時刻データ保存処理部を備え、
   前記出口料金所において、
   前記受信制御部が前記携帯端末から前記ＮＦＣアンテナを介して前記暗号化された情報とともに前記時刻データを受信すると、当該時刻データと前記復号化された情報における前記入口料金所通過時刻とが一致しているか否かを判定し、一致していない場合は異常と判定する異常判定部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の料金収受システム。
6. 有料道路の入口料金所に設けられたＮＦＣタグに、前記入口料金所を通過する車両の乗員が所持する携帯端末が近接したときに、前記ＮＦＣタグから当該携帯端末に入口料金所ＩＤを送信する送信ステップと、
   出口料金所から退出する前記車両の乗員が所持する前記携帯端末から、ＮＦＣアンテナを介して前記入口料金所ＩＤを受信する受信制御ステップと、
   前記受信した入口料金所ＩＤに基づいて、前記車両の料金を計算する料金計算ステップと、
   を含むことを特徴とする料金収受方法。
7. 前記入口料金所において、
   前記送信ステップの後に、
   少なくとも、前記入口料金所ＩＤと、前記車両の入口料金所通過時刻と、車種判別装置によって判別した車種と、を含む情報を所定の共通鍵により暗号化する暗号化ステップと、
   前記暗号化された情報を超音波に載せて前記ＮＦＣタグの近傍に設けられた超音波スピーカから前記携帯端末に送信する超音波送信ステップと、を含み、
   前記出口料金所において、
   前記携帯端末から前記暗号化された情報を受信すると、予め保有している前記共通鍵を用いて復号化する復号化ステップを含み、
   前記料金計算ステップは、
   前記復号化された情報における前記入口料金所ＩＤと、前記入口料金所通過時刻と、前記車種と、に基づいて前記車両の料金を計算する
   ことを特徴とする請求項６に記載の料金収受方法。

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