JPWO2018150463A1 - 課金システム、車載システム、課金方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
そのため、重量課金方式において、走行時の車両の加速度や振動等による影響が軽減された軸重計測結果の取得は行われていない。
そこで、本発明は、走行時の車両の加速度や振動等による影響が軽減された軸重の計測結果の取得を行う課金システムを提供することを目的とする。
さらに、課金システムは、各車軸の上下の加速度で軸重を補正している。このため、課金システムは、走行時の車両の加速度や振動等に起因する各車軸の上下の加速度の影響が軽減された軸重計測結果によって、車両の料金を決定できる。
また、本態様によれば、課金システムは、各補正軸重の平均値に関連した料金を決定するため、同じ総重量の車両であっても、車軸数に関連した料金を課金とすることができる。
本発明に係る課金システム及び車載システムの第1の実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。
課金システム1の全体構成について説明する。
課金システム1は、図1に示すように、有料道路である高速道路の出口料金所(料金形式によっては入口料金所)に設けられ、高速道路の利用者から、当該利用者が乗車する車両Aに関連した額の料金の収受を行うための設備である。
車両Aは、出口料金所に設けられた課金システム1において高速道路側から一般道路側へと通じる車線Lを走行している。車線Lの両側にはアイランドIが敷設されており、課金システム1を構成する各種装置が設置されている。
以下、車線Lが延在する方向(図1における±X方向)を「車線方向」と記載し、また、車線Lの車線方向における高速道路側(図1における+X方向側)を「上流側」と記載する。また、車線Lの車線方向における一般道路側(図1における−X方向側)を「下流側」と記載する。
更に、車線Lの幅方向を車線幅方向(図1における±Y方向)と称し、車両Aの車高方向を上下方向(図1における±Z方向)と称する。
本実施形態では、課金システム1の各装置は、上流側から下流側に向かって、進入側車両検知器90、路側無線通信装置40、通信アンテナ80、課金通信処理装置50、発進制御機91、発進側車両検知器92の順で路側に設けられている。
軸重計60は車線L上に配置されている。軸重計60は、車線方向(±X方向)に関して、進入側車両検知器90とほぼ同じ位置に配置されている。
車載システム10は、車載器20と、複数の車載無線通信装置30と、加速度計31と、を備える。
本実施形態では、路側無線通信装置40は、軸重計60よりやや下流側に設けられているが、車載システム10との通信時間や通信範囲に余裕があるときは、車線方向に関して軸重計60とどのような位置関係にあってもよい。例えば、車線方向に関して軸重計60と同じ位置に設けられもよい。
後述するように、路側無線通信装置40は、軸重計60から各車軸の軸重の計測値を取得すると共に車載システム10から加速度情報を取得し、加速度情報に基づいて各車軸の軸重計の計測結果を補正して、課金通信処理装置50に送信する。
図1及び図2に示すように、課金通信処理装置50は、取得した情報や課金処理の結果等を、遠隔地Jに設置された中央決済処理装置70(上位装置)に出力する。
本実施形態では、図3に示すように、通信アンテナ80は、通過する車両Aの車載器20から、詳細な車両情報(車軸数、各車軸の車輪数、車両ID、車種区分、カード情報、入口情報等)を受信する。また通信アンテナ80は、通過する車両Aの車載器20に、課金処理の結果を含む課金データを送信する。
車載システム10の各構成及び機能について詳しく説明する。
複数の車軸を有する車両Aは、車載器20、加速度計31及び複数の車載無線通信装置30を備える。図3に示すように、本実施形態では、車両Aは、車載器20及び加速度計31をそれぞれ1台備え、車載無線通信装置30を車両Aの車軸の数と同じ台数備える。図3の場合、車両Aの車軸数は4なので、車両Aは、車載無線通信装置30を4台備える。車載無線通信装置30は、車両Aの各車軸に関連して、各車軸の近傍に設けられている。
本実施形態では、図1に示すように、通信アンテナ80は、路側無線通信装置40より下流側に設けられている。これにより、車載システム10は、路側無線通信装置40に車両ID及び加速度情報を送信した後に、通信アンテナ80に詳細な車両情報を送信している。
各車載無線通信装置30の車両ID保持部30Bは、いずれも車両A固有の車両IDを保持している。
変形例として、車両ID保持部30Bは、図2の破線の矢印で示すように内部で車載器20と通信可能とされ、車載器20から通知された車両IDを保持するものであってもよい。
各加速度情報送信部30Cは、逐次、加速度の計測値を取得しており、後述する路側無線通信装置40が要求するタイミングで、加速度情報を路側無線通信装置40に送信(提供)する。本実施形態では、加速度情報送信部30Cは、加速度情報に車両IDを付して路側無線通信装置40に送信する。
なお、加速度情報送信部30Cは、加速度の計測値を取得しているが、計測値に関連した加速度情報であれば、どのようなアナログ信号やどのようなデジタル信号を取得してもよい。
変形例として車載システムは、図4のように構成されてもよい。本変形例では、牽引車A’及び被牽引車B’を車両として、牽引車A’に車載システム10が搭載され、被牽引車B’に補助車載システム10’が搭載されている。
被牽引車B’に搭載した補助車載システム10’は、車両Aと同様に、加速度計31’及び複数の車載無線通信装置30’を備える。補助車載システム10’は、牽引車被牽引車間補助通信器25’をさらに備える。
なお、被牽引車B’の各車軸に取り付けられた車載無線通信装置30’が、牽引車A’の有する車両IDを取得するタイミングは、路側無線通信装置40を通過する前であればいつでもよい。例えば、牽引車A’と被牽引車B’とを連結する時でもよいし、被牽引車B’を牽引する牽引車A’の走行を開始した後でもよい。
路側無線通信装置40の各構成及び機能について詳しく説明する。
図2に示すように、路側無線通信装置40は、軸重計計測値取得部40Aと、加速度情報要求部40Bと、加速度情報取得部40Cと、補正演算部40Dとを機能的に備える。
各車軸の軸重の計測値は、車両Aの各車軸に関連する車輪が軸重計60を踏んだ瞬間に取得されるので、加速度情報要求部40Bは、車両Aの各車軸に関連する車輪が軸重計60を踏んだ瞬間に、各車軸に関連する加速度情報送信部30Cに加速度情報を要求する。
すなわち、加速度情報取得部40Cは、車両Aの複数の車軸のうち、通過した車軸の軸重が軸重計60で計測される度に、車両Aの複数の車軸のうち、通過した車軸に関連する車載無線通信装置30だけから加速度情報を取得する。
補正演算部40Dは、取得した各車軸の軸重の計測値を、軸重が計測された瞬間の加速度情報で補正することによって、走行する車両Aについて計測された軸重を、各車軸に関連して静止荷重に換算する。路側無線通信装置40は、換算された各静止荷重を、車軸の各補正軸重として、課金通信処理装置50に送信する。
本実施形態の加速度計31は、静止状態において下方向に重力加速度に相当する1G(≒9.8m/s2)を示す。例えば、図5の振動波形の振幅の中心値は、1Gを示す。
まず、加速度計31は、走行中の車両Aの上下方向の加速度を常に計測し、図5のような車両Aの加速度の振動情報(周期や振幅)を把握しておく。そして、加速度計31は、当該振動情報に加えて、軸重計60を踏んだ瞬間の加速度と振動周期における位相(1周期のどの部分に相当するか)とを、車載無線通信装置30を介して補正演算部40Dに出力する。
他方、補正演算部40Dは、予め各種振動状態(振動波形)における各加速度及び位相での静止荷重に対する変動率を把握しておく。
このように、補正演算部40Dは、車載無線通信装置30を介して取得された振動情報と、軸重計60を踏んだ瞬間の加速度及び位相から静止荷重に対する変動率を特定し、静止荷重に換算する。
この場合も、補正演算部40Dは、予め各種加速減速時の振動状態(振動波形)を把握しておくことで変動率を推定することは可能であるが、単に加減速である旨を出力するだけでもよい。
これにより、進入側車両検知器90による車両A一台分の通過の検出は、必ずしも必要ないので、変形例として、課金システム1は、進入側車両検知器90を設けないものとしてもよい。
課金通信処理装置50の各構成及び機能について詳しく説明する。
軸重情報演算部51Bは、軸重情報取得部51Aを介して、車両A一台分の各車軸の補正軸重を取得する。
変形例として、軸重情報演算部51Bは、代表値として平均値、中央値等を演算してもよい。
料金決定部51Cは、通知された代表値を利用して、車両Aの料金を決定する。
車両Aの全補正軸重の総和に関連して料金を決定すれば、車両Aの総重量に関連した料金を課金できる。車両単位の道路損傷への影響度の大きさは、各車軸の総重量に関連するので、道路損傷への影響度の大きさに応じた料金を課金できる。
例えば、同じ軸重であっても、各車軸が備える車輪数が少ない方が局所的な荷重が大きく、各車軸が備える車輪数が多い方が局所的な荷重が小さくなる。そのため、各車両一台分の各輪重の間の最大値や平均値等の代表値に基づいて料金を課金すれば、車輪別の道路損傷への影響度の大きさに応じた料金を課金できる。
本発明に係る課金方法の実施形態について、課金システム1及び車載システム10を用いて説明する。
図6に示すように、加速度計31は、常時上下方向の加速度を計測する(S1:加速度計測ステップ)。軸重計60は、車両Aの各車軸の軸重を計測する(S2:軸重計測ステップ)。課金システム1に進入した車両Aにより軸重計60が踏みつけられ、軸重計60で荷重が検出された場合(S2:YES)、路側無線通信装置40は、車両Aの複数の車載無線通信装置30のうち、計測された軸重に関連する車軸の近傍に設けられた車載無線通信装置30から、加速度情報を取得する(S3:加速度情報取得ステップ)。軸重計60で軸重が検出されない場合(S2:NO)、加速度計31は引き続き、常時上下方向の加速度を計測する。次に、路側無線通信装置40は、加速度情報に基づいて各車軸の軸重計60の計測結果を補正して、各車軸の補正軸重を演算する(S4:補正演算ステップ)。次に通信アンテナ80は、車載器20から詳細な車両情報を取得する(S5:詳細車両情報取得ステップ)。最後に、料金決定部51Cは、各車軸の補正軸重に基づいて車両Aの料金を決定する(S6:料金決定ステップ)。その後、課金システム1は、課金処理を行い(S7:課金処理ステップ)、課金処理結果を車両Aの車載器20に送信すると共に、取得した情報や課金処理結果等を、中央決済処理装置70(上位装置)に出力する。
本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態では、課金システム1は、各車軸の軸重計測結果に基づいて料金を決定している。そのため、同じ総重量であっても、車軸数の異なる車両や前後の積載バランスの異なる車両の間で、課金システムは異なる料金を課金できる。
また、各補正軸重の平均値に関連した料金を決定することで、同じ総重量の車両であっても、車軸数に関連した料金を課金とすることができる。
本発明に係る課金システム及び車載システムの第2の実施形態について、図7及び図8を参照して説明する。
料金自動収受機150は、軸重計60及び路側無線通信装置40の下流側におけるアイランドI上に設けられ、車両Aに関連した金額を課金する。
料金自動収受機150は、課金情報処理部151を備える。軸重情報取得部151A、軸重情報演算部151B及び料金決定部151Cを備えた課金情報処理部151は、第1の実施形態と同様な機能を発揮する。
本実施形態の課金システム100に対して、車載システム10の車載器20は必ずしも必要ないので、変形例として、車載システム10は、車載器20がない構成としてもよい。
また、課金システムの課金情報処理部や路側無線通信装置の各種機能が、ネットワークで接続される複数の装置に渡って具備される態様であってもよい。
10 車載システム
10’ 補助車載システム
20 車載器
25 牽引車被牽引車間通信器
25’ 牽引車被牽引車間補助通信器
30 車載無線通信装置
30’ 車載無線通信装置
30A 加速度計計測値取得部
30B 車両ID保持部
30C 加速度情報送信部
31 加速度計
31’ 加速度計
40 路側無線通信装置
40A 軸重計計測値取得部
40B 加速度情報要求部
40C 加速度情報取得部
40D 補正演算部
50 課金通信処理装置
51 課金情報処理部
51A 軸重情報取得部
51B 軸重情報演算部
51C 料金決定部
60 軸重計
70 中央決済処理装置
80 通信アンテナ
90 進入側車両検知器
91 発進制御機
92 発進側車両検知器
100 課金システム
150 料金自動収受機
151 課金情報処理部
151A 軸重情報取得部
151B 軸重情報演算部
151C 料金決定部
A 車両
A’ 牽引車
B’ 被牽引車
I アイランド
J 遠隔地
L 車線
Claims (8)
- 車線上に配置されて、通行する複数の車軸を有する車両の各車軸の軸重を計測する軸重計と、
各車軸に関連する上下方向の加速度情報を、前記車両から取得する加速度情報取得部と、
前記加速度情報に基づいて各車軸の軸重計の計測結果を補正して、各車軸の補正軸重を演算する補正演算部と、
各車軸の補正軸重に基づいて前記車両の料金を決定する料金決定部と、
を備える課金システム。 - 前記軸重計の計測結果の取得に応答し、前記車両に前記加速度情報の要求信号を送信する加速度情報要求部をさらに備え、
前記加速度情報取得部は、前記要求信号に応答して車両から提供される前記加速度情報を取得する請求項1に記載の課金システム。 - 各車軸の補正軸重の間の代表値を演算する軸重情報演算部をさらに備える請求項1又は2に記載の課金システム。
- 前記代表値は、各車軸の補正軸重の間の最大値又は平均値である請求項3に記載の課金システム。
- 各車軸の補正軸重の総和を演算する軸重情報演算部をさらに備える請求項1又は2に記載の課金システム。
- 各車軸に関連する上下方向の加速度情報を計測する加速度計と、
車線上に配置された軸重計で計測された各車軸の計測結果の取得に応答して送信される要求信号に応答して、前記加速度情報を提供する加速度情報送信部と、
を備える車載システム。 - 車線上に配置された軸重計で、通行する複数の車軸を有する車両の各車軸の軸重を計測する軸重計測ステップと、
各車軸に関連する上下方向の加速度情報を、前記車両から取得する加速度情報取得ステップと、
前記加速度情報に基づいて各車軸の軸重計の計測結果を補正して、各車軸の補正軸重を演算する補正演算ステップと、
各車軸の補正軸重に基づいて前記車両の料金を決定する料金決定ステップと、
を有する課金方法。 - 車線上に配置されて、通行する複数の車軸を有する車両の各車軸の軸重を計測する軸重計を備える課金システムのコンピュータを、
各車軸に関連する上下方向の加速度情報を、前記車両から取得する加速度情報取得部、
前記加速度情報に基づいて各車軸の軸重計の計測結果を補正して、各車軸の補正軸重を演算する補正演算部、
として機能させるプログラム。
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