KR100341677B1 - 비접촉식 카드를 이용한 통행요금 지불시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차종에 따른 유료도로 통행료를 약 0.2초 이내의 빠른 통행요금 처리로 원활하게 차량을 소통시킬 수 있을 뿐만 아니라, 1회용을 사용하지 않고 무인으로 톨 부스를 운영할 수 있으므로 인건비를 포함한 막대한 예산을 절감하고 자연 환경을 보호할 수 있도록 하는 비접촉식 카드를 이용한 통행요금 지불시스템에 관한 것으로, 이는 비접촉식 카드 통신용 안테나와 요금표시기, 잔액표시기 및 정산O×표시기를 구비하여 통행료징수용 단말제어장치로 제어할 수 있도록 한 통행료 징수용 단말기와, 톨 부스 전방에서 진입하는 차량을 분별하거나 감지하여 통행료징수용 단말제어장치로 전달하는 차종감지센서와, 상기 통행료징수용 단말기에서 통행료가 정상적으로 정산되면 통행료징수용 단말제어장치에서 신호로 제어하는 차단기 제어부와, 상기 통행료징수용 단말기에서 처리된 거래데이터를 통행료징수용 단말제어장치로부터 전달 받아서 1차 내부 메모리에 보관하고 그 자료로부터 일별, 주별, 월별 회계수입금 보고서를 작성하는 거래데이터 수집시스템과, 상기 거래데이터 수집시스템에서 작성된 회계수입금 보고서를 PSTN 또는 전용선을 통해 전송받는 중앙컴퓨터로 구성함으로서 이룰 수 있는 발명이다.

Description

비접촉식 카드를 이용한 통행요금 지불시스템{A toll payment system using a non-contact card}

본 발명은 고속도로, 도심고속화도로, 유료터널 등의 통행요금을 편리하고 신속하게 지불할 수 있도록 하는 통행요금 지불시스템에 관한 것으로,

특히, 마그네틱 선불카드나 지폐, 동전 등의 현금으로 지불하던 각종 유료도로의 요금을 비접촉식 선불 또는 후불방식 카드로 지불토록 함으로서 운전자에게 편의를 제공함은 물론 차량의 흐름을 원활하게 하고, 관리시스템을 무인화하여 경영효율을 극대화 시킬 수 있도록 하는 비접촉식 카드를 이용한 통행요금 지불시스템에 관한 것이다.

일반적으로 고속도로, 도심고속화도로, 유료터널 등의 각종 유료도로(이하 고속도로라 칭함)는 크게 폐쇄형과 개방형 두가지로 나뉘며, 이들 중 폐쇄형은 입구와 출구가 별도로 설치되어 거리에 따른 통행요금을 부과하는 고속도로를 말하고, 개방형은 입구와 출구가 별도로 설치되어 있지 않고 하나의 톨 게이트(toll gate)만 있는 고속도로를 말한다.

종래의 고속도로 통행요금 지불방식 중 폐쇄형의 경우는 차량이 고속도로의 톨 부스(toll booth)에 도착하여 버튼을 누르면 톨 부스 위치가 기록된 마그네틱 통행권이 자동으로 발행되며, 운전자는 그 통행권을 가지고 고속도로를 통행한 후 출구 톨 부스에 도착하여 통행권을 제시하면 톨 부스 관리자가 통행권을 마그네틱 통행권 판독기에 삽입하여 입구위치를 파악함과 동시에 통행요금을 운전자에게 알려주면 현금 또는 고속도로 전용 마그네틱 선불카드로 통행요금을 지불하고 있다.

또한 개방형의 경우는 규정된 통행요금이 제시되어 있으므로 운전자는 톨 부스에 도착하여 현금 또는 고속도로 전용 마그네틱 선불카드로 통행요금을 지불하고 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 폐쇄형과 개방형 고속도로의 통행요금을 지불할 때 현금을 지불하면 잔액의 환전에 소요되는 시간이 과다해지고, 이로 인하여 차량이 정체되는 시간이 길어지는 문제점이 있었다.

한편, 상기의 문제점을 해소하기 위하여 개발된 고속도로 전용 마그네틱 선불카드를 사용하여 통행요금을 지불하는 경우에는 차량내의 먼지, 핸드백에 부착된자석 등으로 인하여 고속도로 전용 마그네틱 선불카드에 기록된 데이터의 훼손이 빈번하게 발생되었으며, 이로 인하여 관리원이 직접처리를 하도록 되어 있으나 그럼에도 불구하고 처리되지 않는 경우가 자주 발생되는 문제점이 있었다.

특히 상기 고속도로 전용 마그네틱 선불카드와 입차위치가 기록된 통행권은 모두 1회용으로 되어 있어 막대한 예산 낭비와 자연 환경을 훼손하는 심각한 문제가 대두되고 있을 뿐만 아니라, 고속도로 통행료를 현금으로 지불할 때는 물론 고속도로 전용 마그네틱 선불카드로 지불할 때도 톨 부스의 게이트마다 관리원이 상주하여 통행요금을 처리해야 하므로 인건비를 줄일 수 없고, 그 인건비는 통행료로 환산되어 운전자의 부담으로 작용하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 고속도로 톨 부스에 비접촉식 카드 인식용 안테나를 설치하고 운전자가 입구 톨 부스에 도착하여 비접촉식 카드를 안테나에 가볍게 근접시키면 현재 톨 부스의 위치와 현재시각이 비접촉식 카드에 기록되도록 하고, 운전자가 출구 톨 부스에 도착하여 비접촉식 카드를 안테나에 가볍게 근접시키면 입구와 출구 정보를 이용하여 통행요금을 선불형인 비접촉식 카드로부터 직접 감액토록 함으로서 약 0.2초 이내의 빠른 통행요금 처리로 원활하게 차량을 소통시킬 수 있을 뿐만 아니라, 1회용을 사용하지 않고 무인으로 톨 부스를 운영할 수 있으므로 인건비를 포함한 막대한 예산을 절감하고 자연 환경을 보호할 수 있도록 한 비접촉식 카드를 이용한 통행요금 지불시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 후불형의 비접촉식의 경우 통행요금을 지불하기 위하여 출구 톨 부스에서 안테나에 비접촉식 카드를 접촉시키면 통행요금을 계산 한 후 비접촉식 카드에서 감액하지 않고 사용기록을 신용카드 발행회사에 전송하여 승인을 받으므로서 운전자는 신용카드 회사로부터 매월 청구되는 사용료를 지불할 수 있도록 한 비접촉식 카드를 이용한 통행요금 지불시스템을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 통행료 지불시스템의 기본 구성도

도 2는 본 발명의 통행료징수용 단말기의 사시도

도 3은 본 발명의 통행료징수용 단말제어장치의 기본 구성도

도 4는 본 발명에 의한 통행료 지불시스템의 흐름도

도 5는 본 발명에 의한 차종감지센서의 회로도

도 6은 본 발명에 의한 차단기 제어부의 회로도

도 7은 본 발명에 의한 신호등 제어부의 회로도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 통행료징수용 단말제어장치 2 : 요금표시기

3 : 잔액표시기 4 : 비접촉식 카드 통신용 안테나

5 : 차종감지센서 6 : 차단기제어부

7 : 신호등제어부 9 : 거래데이터 수집시스템

13 : 콜버튼 100 : 통행료징수용 단말기

101 : 중앙연산장치 102 : 메모리

103 : 비접촉식 카드 인터페이스 모듈 104 : 디스플레이 드라이버

106 : SAM 107 : 무선데이터 송수신모듈

109 : 음성안내모듈 111 : 인터콤모듈

112 : 통신모듈

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 통행료 지불시스템의 기본 구성도로서,

비접촉식 카드 통신용 안테나(4)와 요금표시기(2), 잔액표시기(3) 및 정산O×표시기(11)를 구비하여 통행료징수용 단말제어장치(1)로 제어할 수 있도록 한 통행료 징수용 단말기(100)와,

톨 부스 전방에서 진입하는 차량을 분별하거나 감지하여 통행료징수용 단말제어장치로 전달하는 차종감지센서(5)와,

상기 통행료징수용 단말기(100)에서 통행료가 정상적으로 정산되면 통행료징수용 단말제어장치(1)에서 신호로 제어하는 차단기 제어부(6)와,

상기 통행료징수용 단말기(100)에서 처리된 거래데이터를 통행료징수용 단말제어장치(1)로부터 전달 받아서 1차 내부 메모리에 보관하고 그 자료로부터 일별, 주별, 월별 회계수입금 보고서를 작성하는 거래데이터 수집시스템(9)과,

상기 거래데이터 수집시스템(9)에서 작성된 회계수입금 보고서를 PSTN 또는 전용선(11)을 통해 전송받는 중앙컴퓨터(12)로 통행료 지불시스템이 구성된다.

이때, 상기 통행료징수용 단말기(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 그 정면에 비접촉식 카드 통신용 안테나(4)와 요금표시기(2), 잔액표시기(3) 및 정산O×표시기(11)가 구비되어 톨 부스를 통과하는 운전자가 통행료의 징수상태나 처리여부를 확인할 수 있도록 한다.

또한, 상기 통행료징수용 단말기(100)의 통행료징수용 단말제어장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이,

통행료징수용 단말제어장치(1)의 구동을 총괄제어하는 중앙연산장치(CPU;101)와,

상기 중앙연산장치(101)를 초기화 하는 프로그램이 내장된 ROM(Read Only Memory)과 중앙연산장치(101)를 구동하기 위한 프로그램이 내장된 플래시 메모리(Flash Memory)와 프로그램의 인터페이스를 위한 RAM(Random Access Memory)으로 이루어진 메모리(102)와,

비첩촉식 카드 통신용 안테나(4)에 근접된 비접촉식 카드로부터 통행료를 징수하기 위한 통행료를 징수하기 위한 비접촉식 카드 인터페이스 모튤(3)과,

상기 징수한 통행료의 정산상태를 요금표시기(2), 잔액표시기(3) 및 정산O×표시기(11)에 표시하기 위한 디스플레이 드라이버(Display Driver)와,

톨 부스로 접근하는 차량을 감지하는 차종감지센서(5)와 차단기 제어부(6) 및 신호기 제어부(7)로부터 신호를 받거나 제어신호를 송출하기 위한 In/Out 드라이버(105)와,

비접촉식 카드를 읽고 쓰기 위한 비밀키 및 기록내용의 암호화를 위한 암호 알고리즘(Algorithm)으로 이루어진 SAM(Secure Access Module;106)과,

상기 거래데이터 수집시스템(9)이 설치된 위치와 톨 부스의 거리가 원거리일 경우에 무선으로 거래데이터를 전송하는 무선데이터 송수신 모듈(107)과,

상기 통해료 지불시스템을 처음 사용하는 사람이나 사용이 익숙하지 않은 사람을 위하여 사용방법 안내 및 처리결과를 스피커(110)를 통해 음성으로 안내하는 음성안내 모듈(109)과,

운전자가 콜버튼(13)을 누르고 관리자와 통화를 할 수 있도록 하기 위한 인터콤 모듈(111)과,

상기 통행료 거래데이타를 거래데이터 수집시스템(9)으로 유선으로 실시간 전송하는 통신 모듈(112)로 통행료징수용 단말제어장치(1)가 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 도 4의 흐름도에 표시된 바와 같이 차량이 톨 부스에 접근하면 차종감지센서(5)가 이를 감지하여 신호를 통행료징수용 단말제어장치(1)로 보내면 차량의 길이와 폭으로 차량 분별 및 감지를 하게 된다.

이때 차종감지센서(5)는 도 5에 도시된 바와 같이 지하에 매설된 루프센서(51)위에 차량이 정지하거나 서서히 통과하면 루프코일의 L값이 변화하여 베이스전위가 변화하며, 따라서 TR이 턴 온/오프(Turn On/Off)되므로 차량의 길이 및 폭을 알 수 있게 되는 것이며, 루프코일을 여러개 매설하면 차종 확인을 더욱정확하게 확인할 수 있다.

이어서 운전자가 비접촉식 카드를 통행료징수용 단말기(100)의 비접촉식 카드 통신용 안테나(4)에 10cm 이내로 근접시키면 비접촉식 카드 인터페이스 모듈(103)을 통해 비접촉식 카드의 정보가 중앙연산장치(101)에 전달되어 입구측 톨 부스와 출구측 톨 부스의 정보를 이용하여 통행료를 비접촉식 카드로부터 감액한다.

이때, 상기 입구측 톨 부스와 출구측 톨 부스의 정보를 이용하여 산출된 통행료는 통행료징수용 단말기(100)의 요금표시기(2)에 디스플레이 드라이버(104)에 의해 표시되고, 차감 잔액과 통행료 징수에 따른 정산의 완료여부는 디스플레이 드라이버(104)에 의해 통행료징수용 단말기(100)의 잔액표시기(3)와 정산O×표시부(11)에 표시되어 운전자가 확인할 수 있도록 한다.

상기와 같이 통행료의 징수가 완료되어 정산O×표시기(11)에 O표시가 접등되면 통행료징수용 단말제어장치의 In/Out 드라이버(105)를 통해 차단기 제어부(6)로 완료신호를 보내면 차단기가 열려서 차량이 통과할 수 있도록 한다.

이때, 상기 도 3 및 도 6과 같이 차단기는 차단기 제어신호가 통행료징수용 단말제어장치(1)의 In/Out 드라이버(105)로부터 전달되면 모터가 회전하여 차단기를 열고 닫을 수 있도록 한 것이다.

또한 상기와 같이 운전자가 비접촉식 카드를 사용하여 통행료를 지불할 때 잔액이 부족하거나 비접촉식 카드의 고장 등의 사유로 정산O×표시기(11)에 ×표시가 점등되면 운전자가 통행료징수용 단말기(100)의 콜버튼(13)을 눌러 인터콤모듈(111)을 통해 관리자와 통화하여 인위적인 통과를 할 수 있도록 한다.

한편 상기와 같이 통행료가 징수되면 그 거래데이터는 SAM(106)에 의해 암호화되어 무선데이터 송수신 모듈(107)이나 통신모듈(112)을 통해 관리소의 거래데이터 수집시스템(9)에 전달되므로 거래데이터의 위변조등이 방지될 뿐만 아니라, 실시간으로 거래데이터가 거래데이터 수집시스템(9)의 메모리에 저장된다.

본 발명은 톨 부스의 일부를 사용하지 않거나 톨 부스에 문제가 발생되었을 때는 도 7의 신호등제어부(7)를 통해 적색램프를 온시키고, 톨 부스를 정상적으로 가동하고 있을 때는 녹색램프를 점등시킬 수 있도록 함으로서 더욱 원활한 교통 흐름을 유도할 수 있다.

상기와 같이 동작되는 본 발명은 입구측 비접촉식 카드 통신용 안테나(4)에 근접된 비접촉식 카드에 현재 톨 부스의 위치와 현재시각을 기록하게 되고, 운전자가 출구 톨 부스에 도착하여 비접촉식 카드를 비접촉식 카드 통신용 안테나(4)에 가볍게 근접시키면 입구와 출구 정보를 이용하여 통행요금을 직접 감액토록 할 수 있을 뿐만 아니라, 출구 톨 부스에서 비접촉식 카드 통신용 안테나(4)에 비접촉식 카드를 근접시키면 통행요금을 계산 한 후 비접촉식 카드에서 감액하지 않고 사용기록을 신용카드 발행회사에 전송하여 승인을 받으므로서 운전자는 신용카드 회사로부터 매월 청구되는 사용료를 지불하는 방식을 사용할 수도 있다.

상기에서와 같이 본 발명은 비접촉식 카드를 사용하여 차종에 따른 유료도로통행료를 징수할 수 있도록 함으로서 약 0.2초 이내의 빠른 통행요금 처리로 원활하게 차량을 소통시킬 수 있을 뿐만 아니라, 1회용을 사용하지 않고 무인으로 톨 부스를 운영할 수 있으므로 인건비를 포함한 막대한 예산을 절감하고 자연 환경을 보호할 수 있는 효과가 제공되는 것이다.

Claims (3)

1. 비접촉식 카드 통신용 안테나(4)와 요금표시기(2), 잔액표시기(3) 및 정산O×표시기(11)를 구비하여 통행료징수용 단말제어장치(1)로 제어할 수 있도록 한 통행료 징수용 단말기(100)와,

   톨 부스 전방에서 진입하는 차량을 분별하거나 감지하여 통행료징수용 단말제어장치로 전달하는 차종감지센서(5)와,

   상기 통행료징수용 단말기(100)에서 통행료가 정상적으로 정산되면 통행료징수용 단말제어장치(1)에서 신호로 제어하는 차단기 제어부(6)와,

   상기 통행료징수용 단말기(100)에서 처리된 거래데이터를 통행료징수용 단말제어장치(1)로부터 전달 받아서 1차 내부 메모리에 보관하고 그 자료로부터 일별, 주별, 월별 회계수입금 보고서를 작성하는 거래데이터 수집시스템(9)과,

   상기 거래데이터 수집시스템(9)에서 작성된 회계수입금 보고서를 PSTN 또는 전용선(11)을 통해 전송받는 중앙컴퓨터(12)로 구성하여서 됨을 특징으로 한 비접촉식 카드를 이용한 통행요금 지불시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   통행료징수용 단말제어장치(1)의 구동을 총괄제어하는 중앙연산장치(101)와,

   상기 중앙연산장치(101)를 초기화 하는 프로그램이 내장된 ROM과 중앙연산장치(101)를 구동하기 위한 프로그램이 내장된 플래시 메모리와 프로그램의 인터페이스를 위한 RAM으로 이루어진 메모리(102)와,

   비첩촉식 카드 통신용 안테나(4)에 근접된 비접촉식 카드로부터 통행료를 징수하기 위한 통행료를 징수하기 위한 비접촉식 카드 인터페이스 모듈(3)과,

   상기 징수한 통행료의 정산상태를 요금표시기(2), 잔액표시기(3) 및 정산O×표시기(11)에 표시하기 위한 디스플레이 드라이버와,

   톨 부스로 접근하는 차량을 감지하는 차종감지센서(5)와 차단기 제어부(6) 및 신호기 제어부(7)로부터 신호를 받거나 제어신호를 송출하기 위한 In/Out 드라이버(105)와,

   비접촉식 카드를 읽고 쓰기 위한 비밀키 및 기록내용의 암호화를 위한 암호 알고리즘으로 이루어진 SAM(106)과,

   상기 거래데이터 수집시스템(9)이 설치된 위치와 톨 부스의 거리가 원거리일 경우에 무선으로 거래데이터를 전송하는 무선데이터 송수신 모듈(107)과,

   상기 통행료 지불시스템을 처음 사용하는 사람이나 사용이 익숙하지 않은 사람을 위하여 사용방법 안내 및 처리결과를 스피커(110)를 통해 음성으로 안내하는 음성안내 모듈(109)과,

   운전자가 콜버튼(13)을 누르고 관리자와 통화를 할 수 있도록 하기 위한 인터콤 모듈(111)과,

   상기 통행료 거래데이타를 거래데이터 수집시스템(9)으로 유선으로 실시간 전송하는 통신 모듈(112)로 통행료징수용 단말제어장치(1)로 구성됨을 특징으로 한비접촉식 카드를 이용한 통행요금 지불시스템.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 통행료징수용 단말기(100)는 그 정면에 비접촉식 카드 통신용 안테나(4)와 요금표시기(2), 잔액표시기(3) 및 정산O×표시기(11)를 구비하여 톨 부스를 통과하는 운전자가 통행료의 징수상태나 처리여부를 확인할 수 있도록 하여서 됨을 특징으로 한 비접촉식 카드를 이용한 통행요금 지불시스템.