JP3213282B2 - 有料道路の自動料金収受システム - Google Patents

有料道路の自動料金収受システム

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    • G07B15/00—Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
    • G07B15/06—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems
    • G07B15/063—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems using wireless information transmission between the vehicle and a fixed station

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有料道路の料金所
を通過する車両から通行料金を自動徴収する自動料金収
受システム（Electronic Toll Collection：ＥＴＣ）に
関し、特に、誤検知を防止し、設備のコスト削減を図る
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ＥＴＣシステムでは、料金所のレーンの
上部に設置されたアンテナと車両に搭載された車載機と
の間で必要な情報が無線によって交信され、通行料金の
課金処理が行なわれる。そのため、車両は料金所をノン
ストップで通過することができ、有料道路の料金所での
渋滞を解消することができる。
【０００３】しかし、有料道路を走行する車両には、車
載機を搭載していない非ＥＴＣ車も含まれているため、
料金所では、ＥＴＣ車及び非ＥＴＣ車が進入する混在レ
ーンにおいて、ＥＴＣ車と非ＥＴＣ車とを判別し、ＥＴ
Ｃ車には無線交信による自動課金を行ない、一方、非Ｅ
ＴＣ車に対しては、路側の料金収受ブースに一旦停止さ
せて収受員が通行料金を徴収することが必要になる。
【０００４】図１０は、従来のＥＴＣシステムの外観図
を示し、図６は、このシステムのブロック図を示してい
る。レーンの脇には、光線の遮断によって車両の通過を
感知する第１車両感知器91と第２車両感知器92とが４ｍ
程度の間隔を置いて配置され、レーンの上にはＥＴＣ車
と無線交信するためのアンテナ93が設置され、この第１
車両感知器91、第２車両感知器92及びアンテナ93からの
検知情報を基に通過車両95についてＥＴＣ車であるか非
ＥＴＣ車であるかを識別して必要な処理を行なう路側機
94がレーン脇に設置されている。
【０００５】このシステムでは、車両95がレーンを通過
すると、第１車両感知器91が通過車両を検知して、その
検知情報を路側機94に伝え、路側機94はアンテナ93から
の無線送信を開始する。
【０００６】車両95がＥＴＣ車である場合には、車内の
ダッシュボード上などに車載機が設置されている。この
車載機は、アンテナ93からの無線信号を受信すると、記
憶している出発地や通過地などの情報を送信する。この
情報はアンテナ93で受信されて路側機94に送られる。路
側機94は、通過車両から無線による応答があると、この
車両をＥＴＣ車であると識別し、自動料金収受の処理を
実行する。通過車両が第２車両感知器92の位置に達する
と、第２車両感知器92は、その検知情報を路側機94に伝
え、路側機94は、アンテナ93による無線交信を停止す
る。
【０００７】また、車両95が非ＥＴＣ車である場合に
は、アンテナ93から無線を送信しても、通過車両の応答
はない。路側機94は、第２車両感知器92が通過車両を検
知するまでの間に車両95からの無線応答が無い場合に
は、通過車両は非ＥＴＣ車であると識別し、料金収受ブ
ースでの停車を指示する。
【０００８】図９は、このＥＴＣシステムの動作フロー
を図示している。
【０００９】ステップ１：通過車両が第１車両感知器91
の位置まで進入すると、 ステップ２：アンテナ93から無線通信を開始する。
【００１０】このとき、アンテナ93からの電波が及ぶ範
囲を図７（側面図）及び図８（平面図）に示している。
少なくとも第１車両感知器91と第２車両感知器92との間
の領域は、電界レベルが所定レベルを上回る規格通信領
域となるように、アンテナ93の送信電力や指向性が設定
されている。
【００１１】ステップ３：このアンテナ93と通過車両と
の間で通信が正常に行なわれた場合には、 ステップ４：路側機94は、通過車両をＥＴＣ車と識別し
て自動料金収受の処理を行ない、 ステップ５：通過車両が第２車両感知器92の位置まで進
入すると、 ステップ８：アンテナ93からの通信を停止し、 ステップ９：次の通過車両の処理に移る。
【００１２】また、ステップ３において、通信が正常に
行なわれない場合には、 ステップ６：通過車両が第２車両感知器92の位置まで進
入すると、 ステップ７：路側機94は、通過車両を非ＥＴＣ車と識別
して、料金収受ブースでの停車を指示し、 ステップ８：アンテナ93からの通信を停止し、 ステップ９：次の通過車両の処理に移る。
【００１３】このように、従来のＥＴＣシステムでは、
二対の車両感知器91、92によって車両検出地域が設定さ
れ、この検出地域を走行する車に対して無線による交信
が行なわれ、応答の有無によってＥＴＣ車と非ＥＴＣ車
とが区別される。車両感知器91と車両感知器92との間隔
は、一台の車しか入り込めない長さに設定されているた
め、車両検出地域を走行する一台ごとの車両に対して、
ＥＴＣ車か非ＥＴＣ車かを識別することが可能になる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＥＴＣ
システムでは、走行車両が十分な車間距離を保ってレー
ンに進入する場合には、ＥＴＣ車／非ＥＴＣ車の区別を
正しく識別することができるが、複数の走行車両が連な
ってレーンに進入する場合には、この識別に誤りが発生
することがある。
【００１５】これは、図７に示すように、アンテナ93か
ら放射される電波によって、規格通信領域の周辺に、可
成り広い範囲にわたって準通信領域が形成されることが
原因している。この準通信領域の電界レベルは、規格通
信領域の電界レベルに比べれば低いものの、走行車両の
車載機が電波を受信して通信動作を起動するには十分な
強さを有している。
【００１６】そのため、図１１に示すように、非ＥＴＣ
車95、ＥＴＣ車96の順に車両が連なってレーンに進入し
た場合には、先行する非ＥＴＣ車95が車両感知器91で感
知されてアンテナ93からの通信が開始されたときに、後
続するＥＴＣ車96が準通信領域に進入すると、このＥＴ
Ｃ車96の車載機は、起動してアンテナ93との無線通信を
開始してしまう。その結果、路側機94は、通過車両の非
ＥＴＣ車95をＥＴＣ車と誤って識別してしまうことにな
る。
【００１７】また、従来のＥＴＣシステムでは、車両検
出地域を設定するために、車長に見合う距離だけ隔てて
二つの車両感知器91、92を配置する必要があり、その施
工費用が増大するという問題点がある。
【００１８】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、ＥＴＣ車と非ＥＴＣ車とを正確に区別す
ることができ、また、施工コストを削減することができ
るＥＴＣシステムを提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明のＥＴＣ
システムでは、アンテナの指向性を絞り込んで、限定し
た通信領域を形成するとともに、この通信領域内の車両
を検知する車両感知器を設置し、この通信領域内に進入
して、車両感知器で検知される間の車両が無線応答した
かどうかによってＥＴＣ車／非ＥＴＣ車を識別するよう
にしている。
【００２０】そのため、限定した通信領域内に進入した
一台の車両を対象としてＥＴＣ車／非ＥＴＣ車の別を識
別することができるので、識別の誤りを回避することが
できる。この車両感知器は、一台の通過車両に関する識
別動作の終了時点を決めるためだけに必要であり、一つ
の車両感知器だけで足りる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、料金所に設置されたアンテナと、走行車両に搭載さ
れた車載機との間で無線通信を実施し、通行料の自動料
金収受を行なうＥＴＣシステムにおいて、アンテナから
常時電波を放射し、前記電波の指向性を絞り込んで、一
台の車両のみが進入できる通信領域を形成するととも
に、この通信領域内の車両を検知する唯一の車両感知器
を規格通信領域内に設置し、この通信領域内に進入した
車両が、車両感知器で始めて検知されるまでの間に無線
応答したかどうかによってＥＴＣ車／非ＥＴＣ車を識別
するようにしたものであり、レーンに進入する車両間の
車間距離が短い場合でも、各車両を個別に識別すること
が可能となり、その結果、識別の誤りを回避することが
できる。
【００２２】
【００２３】
【００２４】請求項２に記載の発明は、この通信領域の
レーン上の距離を４ｍ〜６．５ｍに設定したものであ
り、通過車両を一台ずつ識別することが可能になる。
【００２５】
【００２６】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。
【００２７】実施形態のＥＴＣシステムは、図１の側面
図及び図２のブロック図に示すように、車両の通過を検
知する車両感知器11と、狭い範囲に常時電波を放射して
限定した通信領域を形成するアンテナ13と、アンテナ13
及び車両感知器11の検知情報を基に通過車両14について
ＥＴＣ車／非ＥＴＣ車の別を識別する路側機12とを備え
ている。
【００２８】アンテナ13は、図５に示すように、絶縁基
板51上に形成された複数の矩形状の導電板（パッチアン
テナ素子）52と、各アンテナ素子52に電力を供給する給
電線53とから成り、この導電板の数を増やすことによっ
て、アンテナの指向性を絞り込むことができる。ここで
は、規格通信領域がレーン上で４ｍ、準通信領域をも含
めた通信領域が６．５ｍに限定されるように、アンテナ
の指向性を絞り込んでいる。この通信領域のレーン上の
距離は、一台の車の車長よりは長く、二台分の車の車長
よりは短くなるように設定すれば良い。
【００２９】また、車両感知器11は、規格通信領域の進
行方向先端から凡そ１ｍ下がった地点に設置している。
車両感知器11、アンテナ13及び通信領域の位置関係を図
３の平面図に示している。
【００３０】このシステムでは、アンテナ13から常時電
波が放射されており、このアンテナ13が形成する通信領
域に進入したＥＴＣ車は、車載機を通じてアンテナ13と
無線通信を開始する。一方、非ＥＴＣ車は、通信領域に
進入しても、無線による応答を行なわない。路側機12
は、車両感知器11が車両の進入を検知するまでの間に通
過車両から無線応答があるかどうかによってＥＴＣ車／
非ＥＴＣ車を識別する。
【００３１】図４は、このＥＴＣシステムの動作フロー
を図示している。
【００３２】ステップ11：アンテナ13は、限られた通信
領域に常時電波を放射する。
【００３３】ステップ12：このアンテナ13と通過車両と
の間で通信が正常に行なわれた場合には、 ステップ13：路側機12は、通過車両をＥＴＣ車と識別し
て自動料金収受の処理を行ない、 ステップ14：通過車両が車両感知器11の位置まで進入す
ると、 ステップ17：次の通過車両の処理に移る。
【００３４】また、ステップ12において、通信が正常に
行なわれない場合には、 ステップ15：通過車両が車両感知器11の位置まで進入す
ると、 ステップ16：路側機12は、通過車両を非ＥＴＣ車と識別
して、料金収受ブースでの停車を指示し、 ステップ17：次の通過車両の処理に移る。
【００３５】このように、このＥＴＣシステムでは、通
信領域によって車両検出地域を特定し、この通信領域で
の無線応答の有無によってＥＴＣ車と非ＥＴＣ車とを区
別している。この通信領域は、一台の車しか入り込めな
い距離に絞られているため、通信領域に進入した一台ご
との車両に対して、ＥＴＣ車か非ＥＴＣ車かを識別する
ことが可能であり、非ＥＴＣ車とＥＴＣ車とが連なって
レーンに進入した場合でも、それらを個別に識別するこ
とができる。
【００３６】また、このＥＴＣシステムでは、車両感知
器の設置を一つだけにすることができるため、施工コス
トを削減することができる。
【００３７】なお、アンテナは、図５の形態のものに限
らず、指向性の絞り込みが可能なものであれば、使用す
ることができる。
【００３８】また、車両感知器は、光学式以外のものを
用いることも勿論可能である。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のＥＴＣシステムは、レーンに進入する車両がＥＴＣ車
であるか非ＥＴＣ車であるかを、どのような状況の下で
も、正しく識別することができる。
【００４０】また、従来のシステムに比べて、車両感知
器の設置台数を削減することができ、施工コストの低減
化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるＥＴＣシステムの側
面図、
【図２】実施形態のＥＴＣシステムの構成を示すブロッ
ク図、
【図３】実施形態のＥＴＣシステムでの通信領域を表す
平面図、
【図４】実施形態のＥＴＣシステムでの識別動作を表す
フロー図、
【図５】実施形態のＥＴＣシステムで用いるアンテナを
示す図、
【図６】従来のＥＴＣシステムの構成を示すブロック
図、
【図７】従来のＥＴＣシステムの側面図、
【図８】従来のＥＴＣシステムでの通信領域を表す平面
図、
【図９】従来のＥＴＣシステムでの識別動作を表すフロ
ー図、
【図１０】従来のＥＴＣシステムの斜視図、
【図１１】従来のＥＴＣシステムで発生する識別の誤認
動作を説明する図である。
【符号の説明】
11 車両感知器 12、94 路側機 13、93 アンテナ 51 絶縁基板 52 パッチアンテナ素子 53 給電線 91 第１車両感知器 92 第２車両感知器 95、96 車両
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 繁樹 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番 １号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 川崎 真一郎 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番 １号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 和田 宏一 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番 １号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 八重樫 賢治 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番 １号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 布山 清治 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番 １号 松下通信工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−274506（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−202907（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G07B 15/00 510 H04B 7/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 料金所に設置されたアンテナと、走行車
    両に搭載された車載機との間で無線通信を実施し、通行
    料の自動料金収受を行なう自動料金収受システムにおい
    て、 前記アンテナから常時電波を放射し、前記電波の指向性
    を絞り込んで、一台の車両のみが進入できる通信領域を
    形成するとともに、前記通信領域内の車両を検知する唯
    一の車両感知器を規格通信領域内に設置し、前記通信領
    域内に進入した車両が、前記車両感知器で始めて検知さ
    れるまでの間に無線応答したかどうかによってＥＴＣ車
    または非ＥＴＣ車を識別することを特徴とする自動料金
    収受システム。
  2. 【請求項２】 前記通信領域のレーン上の距離を４ｍ〜
    ６．５ｍに設定したことを特徴とする請求項１に記載の
    自動料金収受システム。
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