KR100446965B1

KR100446965B1 - 전자식 통행 요금 징수 시스템

Info

Publication number: KR100446965B1
Application number: KR10-2002-0039804A
Authority: KR
Inventors: 이상진; 송인준; 임대운; 전준석
Original assignee: 엘지산전 주식회사
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-09-01
Also published as: KR20040005303A

Abstract

본 발명은 전자식 통행 요금 징수 시스템에 관한 것으로, 종래에는 차선제어기의 계산 부하량이 많아 위반판정의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 제1겐트리에 위치하여 통과하는 차량의 종류를 검출하는 제1차종분류장치와; 상기 제1차종분류장치의 차종검출결과를 인가받아 전송하는 제1무선통신장치와; 상기 제1무선통신장치로 부터 차종검출결과를 인가받아 저장된 차종과 비교하여 위반 여부를 판정함과 아울러 요금을 정산하고, 요금의 정산이 불가능한 경우 위반으로 판정하여 그 판정결과를 전송하는 차량무선통신단말장치와; 제2겐트리에 위치하여 차량의 진출을 감지하는 제2차종분류장치와; 상기 제2겐트리에 위치하여 상기 차량무선통신단말장치에서 전송되는 위반판정 결과를 인가받아 위반인 경우 트리거 신호를 출력하는 제2무선통신장치와; 상기 트리거 신호에 따라 위반 차량을 촬영하는 촬영장치와; 상기 촬영된 위반 차량의 영상을 인가받아 영업소 서버로 전송하는 통신장치로 구성되어, 위반차량을 판단하기 위한 별도의 장치를 구비하지 않고, 차량에 탑재된 차량무선통신단말장치를 이용하여 차량의 위반여부를 판단할 수 있도록 구성함으로써, 시스템의 구성을 단순화하고, 비용을 절감하는 효과와 아울러 위반판정 계산을 분산시켜 위반판정시간을 단축하여 보다 신뢰성있는 시스템의 구축이 가능한 효과가 있다.

Description

전자식 통행 요금 징수 시스템{ELECTRONIC TOLL COLLECTION SYSTEM}

본 발명은 전자식 통행 요금 징수 시스템에 관한 것으로, 특히 차량에 구비된 무선통신단말장치(On-Vehicle Unit, OBU)를 사용하여 요금의 정산 및 차종의 불일치 판정이 이루어지도록 하여 시스템 부하를 분산시켜 요금징수과정이 원활하게 수행될 수 있도록 하는 전자식 통행 요금 징수 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 유료 도로 상에서의 요금징수방식은 크게 두 가지로 구분된다. 그 하나는 이미 보편적으로 쓰이고 있는 방식으로서, 요금징수원이 톨게이트라고 불리우는 유료도로상의 종점에서 대기하고 있다가 시점에서 발급받아 온 통행권을 가지고 통행료를 계산하는 방식이다.

요금징수방식의 다른 하나는 요금징수원없이 차량에 장착된 통신장치와 무선통신에 의하여 요금이 징수되는 방식이다.

이중 무선통신에 의한 요금징수는 차량의 감속이나 정지없이 요금이 징수될 수 있어 요금징수원이 요금을 징수할 때와 같은, 톨게이트에서의 차량 지체 현상을 크게 줄일 수 있다.

상기 무선통신에 의한 요금징수시스템은 전자식요금징수시스템이라고도 하며, 차선의 설비가 기존의 요금징수방식과 유사하여 교통섬(Traffic Island)이라고 부르는 각종 장비와 유인부스를 설치하기 위한 공간이 필요한 단일 라인방식이 있다.

상기 단일 라인 방식과는 다르게 교통섬이 존재하지 않아 차선간의 이동이 자유로운 방식인 멀티 라인(Multi-Lane) 방식이 있으며, 멀티 라인 방식은 차선의 이용효율이 높지만 구현기술이 까다로운 것으로 평가받고 있다

이와 같은 종래 멀티 라인 방식의 요금 징수 시스템을 국내특허 출원번호 1994-0002912호를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래 요금 징수 시스템의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 기능적으로는 3개의 부분으로 나눌 수 있다.

그 하나는, 복수차선을 가진 도로를 자유롭게 통행하는 차량을 식별해서, 통행요금을 부과하기 위한 시스템(이하, AVID시스템이하고 약칭)이다.

또 하나는, 화상데이터를 중앙감시소에 전송해서 부정통행차량의 화상을 촬영하기 위한 부정통행차량촬영시스템(이하,ESC시스템이라고 약칭)이다.

나머지 하나는, 차량에 탑재되는 차량탑재기에 관한 것이다(이하 IU라고 약칭).

여기서는 주로 AVID시스템 및 ECS의 기능을 실현하기 위하여, 도1에 표시한 바와 같은 아웃스테이션(outstation)을 각지의 제어포인트에 배치한다.

아웃스테이션에 있어서는, 도로 양쪽으로 벌려세운 3개의 겐트리(1)(2)(3) 및 도로의 옆쪽에 차선제어기(4)가 설치되어 있다. 도로는 3개의 차선으로 구성되고, 복수의 차량이 자유롭게 주행한다. 각 차량에는 각각 무선통신수단을 가진 차량탑재기의 탑재를 법률로 의무화한다.

차량탑재기는 운전자의 개인적 정보를 기록한 스마트카드(SMART Card : SC)를 장착할 수 있는 형태로 한다.

여기서, 도2에 표시한 바와 같이 차량의 진행방향에 관해서, 제1겐트리(1)와 그 제2겐트리(2)와의 간격은 약 7m이고 제2겐트리(2)와 제3겐트리(3)와의 간격은 약 5m이다.

제1겐트리(1)에는 각 차선에 대응해서 3개의 요금부과용 안테나(5)(6)(7)가 가로방향을 따라서 장착되고, 또 부정통행차량을 촬영하기 위한 6대의 감시용카메라(8)(9)(10)(11)(12)(13)가 가로 방향을 따라서 장착되어 있다.

요금부과용안테나(5)(6)(7)의 교신영역은, 제 1겐트리(1)의 약 1m전방으로부터 다시 약 3m전방까지의 범위내이다. 또 인접하는 교신영역은 부분적으로 증복한다.

요금부과용안테나(5)(6)(7)는 무선통신을 마이크로파로 행하기 때문에, 특히, 비, 눈 등의 자연조건에 의한 영향을 고려해서 설계한다.

감시용 카메라(8)~(13)는 제3겐트리(3)를 통과직후의 위치에 있어서, 통과하는 차량의 번호판을 포함한 화상을 촬영할수 있도록 장착되어 있다.

감시용카메라(8)~(13)는 촬영화상을 디지털적으로 처리할 수 있도록, 전자셔터부착 흑백CCD카메라를 사용한다. 또한 도면중에서는 생략했으나, 옥외광에 의한 광량이 부족한 경우를 상정해서, 조명장치를 부설하는 것이 바람직하다.

제 2겐트리(2)에는 각 차선에 대응해서 2대씩, 합계 6대의 차량검지기(이하, VPD라고 약칭) (14)(15)(16)(17)(18)(19)가가로방향을 따라서 장착되어 있다.

차량검지기(14)~(19)는 1차원 CCD카메라를 사용하고, 제 2겐트리(2)의 바로아래를 촬영한다. 그 위치에 있어서의 도로에는, 흑백의 주기적 마크(2a)가 가로방향을 따러서 부설되어 있다. 따라서, 자동차가 존재하지 않을때에는, 1차원CCD카메라에 의해 주기적 마크(2a)가 촬영되고, 주기적 마크(2a)를 가렸을 경우에는, 직사각형파형이 흐트러진다. 이것을 시계열적으로 해석해서, 차량의 전후방향 및 가로방향의 위치를 검출한다.

이와 차량검지기 (14)~(19)로서 1차원 CCD카메라를 사용하면, 노폭방향 및 통행방향에 관하여, 약 25cm의 간격으로 검출가능하고, 바이크로부터 대형차량까지 차량을 분리할 수 있다.

제 3겐트리(3)에는 각 차선에 대응해서 3개의 확인용안테나(20)(21)(22)가 가로방향을 따라서 장착되고, 또 각 차선에대응해서 2대씩, 합계 6대의 차량분리기(이하, VS라고 약칭)(23)(24)(25)(26)(27)(28)가 가로방향을 따라서 장착되어 있다.

확인용 안테나(20)(21)(22)의 교신영역은, 제 3겐트리(3)의 약 1m전방으로부터 약3m전방가지의 범위내이다. 또 인접하는교신영역은 부분적으로 중복하는 것으로 한다. 확인용 안테나(20)(21)(22)은 무선통신을 마이크로파로 행하기 때문에,특히, 비, 눈 등의 자연조건에 의한 영향을 고려해서 설계한다.

차량분리기(23)~(28)는 1차원 CCD카메라를 사용하고, 제 3겐트리(3)의 바로 아래를 촬영하는 것으로 하고, 그 위치에 있어서의 도로에는 흑백의 주기적마크(3a)가 가로방향을 따라서 부설되어 있다. 따라서, 차량이 존재하지 않을 때에는, 1차원 CCD카메라에 의해 주기적 마크(3a)가 촬영되고, 주기적 마크와동등한 주기의 직사각형파가 관측되나, 차량이주기적마크를 가렸을 경우에는, 직사각형파형이 흐트러진다. 이것을 시계열적으로 처리해서, 차량의 전후방향 및 가로방향의 위치를 검출할 수 있다.

이와 같이 차량분리기(23)~(28)로 1차원 CCD카메라를 사용하면 노폭 방향 및 통행방향에 관하여, 약 25cm의 분해능으로 검출가능하고, 오토바이로부터 대형차량까지 차량을 분리할 수 있다.

또한, 1차원 CCD카메라의, 예를 들면 초음파, 마이크로파로도 차량을 검출하는 것이 가능하나, 지향성이 넓고, 약 25cm의분리가 불가능하다.

상기한 요금부과용 안테나(5)(6)(7)확인용 안테나(20)(21)(22), 차량검지기 (14)~(19) 및 차량분리기(23)~(28)를 제어하기 위하여, 차선제어기(4)나 제어기, 국부제어기, 차량검지기 마스터제어기, VS마스터제어기 및 ECS등이 배설되어있다.

즉, 도3에 표시한 바와 같이, 요금부과용 안테나(5)(6)(7)는 안테나제어기(29)에 접속되어 있고, 이 안테나제어기(29)는, 요금부과용 안테나(5)(6)(7)를 경유해서 차량 탑재기와의 무선통신에 의해, 차량정보 및 개인적정보를 수신시키는 동시에 요금부과치를 포함하는 요금부과정보를 송신시키는 것이다.

안테나제어기(29)로서는, 특히 요금부과용 안테나(5)(6)(7)의 간섭을 회피해서, 복수차량에 대해서 확실히 요금부과하기위하여, 후술하는 바와같이, 시분할다중액세스(TDMA)방식을 채용하는 것이 바람직하다.

확인용 안테나(20)(21)(22)는 안테나제어기(30)에 접속하고, 이 안테나제어기(30)는 확인용 안테나(20)(21)(22)를 경유해서 차량탑재기와의 무선통신에 의해, 차량정보 및 개인적정보를 수신시키는 것이다.

차량검지기(14)~(19)는 차량검지기마스터제어기(31)에 접속하고, 이 차량검지기 마스터제어기(31)는, 차량검지기(14)~(19)에 의해 검출된 차량의 전단 및 후단위치를, 안테나제어기(30)에 출력해서, 특정한 확인용 안테나를 가동기킨다.

또, 차량분리기(23)~(28)는 차량분리기마스터제어기(32)에 접속하고 있다. 이 차량분리기마스터제어기(32)는 차량분리기(23)~(28)에 의해 검출된 차량의 후단위치를 부정통행차량촬영수단에 송신한다. 부정통행차량의 경우에는, 그 차량의 번호판을 포함한 화상을 감시용카메라(8)~(13)에 의해서 촬영시킨다.

안테나제어기(29)(30), VPD마스터제어기(31), VS마스터제어기(32)는 국부제어기(33)에 접속되어 있다. 이 국부제어기(33)는 요금부과용 안테나(5)(6)(7)에서 수신된 차량정보 및 개인적정보에 의해, 요금부과대상으로 해야하는지 아닌지 및 차량정보 및 개인적정보가 정상인지 아닌지를 판단한다.

정상으로 요금부과대상으로 할 때에는 차량타입에 따른 요금부과치를 상기 안테나제어기(29)에 출력한다. 또한 안테나제어기(29)로부터 얻은 차량정보 및 개인적정보를 블랙리스트와 조희해서, 블랙리스트에 발신되는 경우에는, 당해차량을 정상이 아니라고 간주해서, 부정통행차량촬영수단에 의해 당해차량의 촬영을 행하게 한다.

ECS는 국부제어기(33)에 의해 차량정보 또는 개인적정보가 정상이 아니라고 판단되고, 혹은 블랙리스트에 해당해서 부정이라고 간주된 부정통행차량의 위치를차량분리기(23)~(28)에 의해 특정한다. 당해 위치에 대응하는 감시용 카메라(8)~(13)에 의해 부정통행차량의 촬영을 행하게 한다.

ECS와 국부제어기(33), 차량분리기마스터제어기(32)와의 사이는 ECS인터페이스(34)를 게재해서 통신가능하게 되어 있다.

또, 국부제어기(33)는 중앙연산장치(CCS)와 접속하는 ISDN 등의 고속디지틀통신망(Dignet)과 디지네트인터페이스(35)를게재해서 통신가능하게 되어있다.

또 백업용메모리가 구비되어 있다. 국부제어기에는, 기타장치, 센서, 팬이 배설되어 있다.

즉, 종래 전자식 통행 요금 징수 시스템은 각 장치의 제어를 차선제어기(4)에서 제어하며, 요금 징수에 필요한 모든 동작을 관장하고 있다.

이와 같이 차선제어기(4)가 모든 동작을 제어함으로써, 상대적으로 다른 장치에 비하여 연산량이 많게 된다.

또한, 그 연산속도도 차량이 100km/h로 주행할 경우 제1겐트리(1)와 제2겐트리(2)를 통과하는 시간은 1초 미만인 점을 감안하여 그 1초 내에 요금 정산, 무선통신장치에 전송, 위반판정 등의 작업을 수행해야 하므로, 작업의 신뢰성이 저하된다.

그리고, 위반차량에 대한 판정을 하기 위해서는 차량무선통신단말장치에 기록된 차량의 차종정보와 실제로 측정된 차종정보가 일치하는 가를 판단해야 하는데, 차량이 제1겐트리(1)를 통과한 후, 차선을 변경하여 제2겐트리(2)를 통과하는 경우 정확한 위반판정을 내릴 수 없다.

상기와 동일하게 차량이 끼어들기 등을 하는 경우에도 정확한 판정이 이루어지지 않게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 전자식 요금 징수 시스템은 차선제어기의 계산 부하량이 증가하여 위반판정이 짧은 시간내에 이루어지지 않아 작업의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 제1겐트리를 통과한 차량이 차선을 바꾸거나 다른 차량이 끼어들기를 하는 경우에도 정확한 판정이 이루어지지 않아 정상 차량을 위반으로 판정하거나, 위반차량을 정상으로 판정할 수 있는 등 그 판정의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 전자식 통행 요금 징수 시스템의 연산 부하를 줄이며, 차량의 차선변경 또는 지체 및 정체시에도 정확한 통행 요금을 징수할 수 있는 전자식 통행 요금 징수 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 전자식 통행 요금 징수 시스템의 구성도.

도2는 도1에 도시한 각 구성요소간의 이격거리 예시도.

도3은 도1에 도시한 각 구성요소의 상세 구성도.

도4는 본 발명 전자식 통행 요금 징수 시스템의 구성도.

도5a와 도5b는 각각 폐쇄식 도로에서 입구측 장치의 일실시 구성도.

도6은 제1차종분류장치의 차종 검출 모식도.

도7은 도4에 도시한 본 발명 전자식 통행요금 징수시스템의 동작 순서도.

도8은 도4에 도시한 본 발명의 각 구성요소의 상세 구성도.

도9는 본 발명을 단일 차선에 적용한 예시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

410:제1겐트리 411:제1차종분류장치

412:제1무선통신장치 413:촬영장치

420:제2겐트리 421:제2차종분류장치

422:제2무선통신장치 430:통신장치

상기와 같은 목적은 제1겐트리에 위치하여 통과하는 차량의 종류를 검출하는 제1차종분류장치와; 상기 제1차종분류장치의 차종검출결과를 인가받아 전송하는 제1무선통신장치와; 상기 제1무선통신장치로 부터 차종검출결과를 인가받아 저장된 차종과 비교하여 위반 여부를 판정함과 아울러 요금을 정산하고, 요금의 정산이 불가능한 경우 위반으로 판정하여 그 판정결과를 전송하는 차량무선통신단말장치와; 제2겐트리에 위치하여 차량의 진출을 감지하는 제2차종분류장치와; 상기 제2겐트리에 위치하여 상기 차량무선통신단말장치에서 전송되는 위반판정 결과를 인가받아 위반인 경우 트리거 신호를 출력하는 제2무선통신장치와; 상기 트리거 신호에 따라 위반 차량을 촬영하는 촬영장치와; 상기 촬영된 위반 차량의 영상을 인가받아 영업소 서버로 전송하는 통신장치로 구성하여, 차량에 탑재된 차량무선통신단말장치에서 요금의 정산 뿐만아니라 차량의 위반여부를 판단하도록 구성함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도4는 본 발명 전자식 통행 요금 징수 시스템의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 제1겐트리(410)에 설치되어 통과하는 차량의 종류를 판별하는 제1차종분류장치(411)와, 상기 제1차종분류장치(411)로 부터 차종정보를 인가받아 차량에 탑재된 차량무선통신단말장치(OBU)에 그 차량정보를 전송하는 제1무선통신장치(412)와; 상기 차량 분류정보를 인가받아 자체에 저장된 차종정보와 비교하여, 위반여부를 판정함과 아울러 요금을 계산하고, 그 요금의 계산이 이루어지지 않을때 위반판정을 수행하는 차량무선통신단말장치(OBU)와; 제2겐트리(420)에 설치되어 상기 차량이 제2겐트리(420)를 통과함을 검지하는 제2차종분류장치(421)와; 상기 차량의 차량무선통신단말장치(OBU)로 부터 위반인지 아닌지에 대한 정보를 송신받아 위반인 경우 촬상제어신호를 송신하는 제2무선통신장치(422)와; 상기 제1겐트리(410)에 설치되어 제2무선통신장치(422)의 촬상제어신호에 따라 위반 차량의 후면을 촬상하는 촬영장치(413)와; 상기 촬영장치(413)에서 촬상된 위반 차량의 영상을 영업소서버(도면 미도시)로 전송하는 통신장치(430)로 구성된다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 구성 및 동작을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 상기 제1겐트리(410)와 제2겐트리(420)는 종래와 같이 소정 간격으로 이격되어 도로를 가로 질러 소정의 높이로 위치한다.

상기 도4에 도시된 구성은 입구와 출구로 구성되는 폐쇄식 도로의 출구측 또는 진입시 요금이 부가되는 개방식 도로에 설치될 수 있다.

폐쇄식의 경우에는 도5a와 도5b 각각에 도시한 바와 같은 형상의 입구측 장치를 필요로 한다.

도5a의 경우는 겐트리(510)가 설치되어 있고, 그 겐트리(510) 상에 차량의 차량무선통신단말장치(OBU)와 통신을 위한 무선통신장치(520)를 구비한다.

도면에서 도면부호 530은 요금을 전자식이 아닌 방법으로 정산하기 위한 정산소이다.

상기 겐트리(510)에 설치된 무선통신장치(520)는 그 겐트리(510)를 통과하는 모든 차량에 대하여 겐트리(510)를 통과한 시간 및 통과한 지역의 정보, 즉 폐쇄형 도로의 어느 곳에서 진입하였는 가에 대한 정보를 전송한다.

이는 현재 경부 고속도로 등과 같이 운행구간에 따라 차등적용되는 요금을 정산하기 위해서는 필수적이다.

또한, 도5b 겐트리를 설치하지 않고, 통신장치(520)를 도로의 외곽에 높게 설치하여 통신영역이 도로의 폭 모두를 커버할 수 있는 상태로 설치된 것으로, 단순하게 차량이 도로에 진입한 시간 및 진입한 위치 정보, 요금표만을 전달하면 되는 것으로, 도5a의 구성보다 그 구성을 단순화 할 수 있으며, 설치 비용도 절약할수 있다.

이와 같이 입구측을 지난 차량에 구비된 차량무선통신단말장치(OBU)에는 폐쇄형 도로의 입구측 지역 및 시간 정보를 입력받아 저장하며, 이는 통행 요금의 정산에 사용된다.

차량이 운행을 계속하여 폐쇄형 도로의 출구측을 지나는 경우 또는 개방형 도로의 요금 정산소(도4에서 제1 및 제2겐트리)를 지나는 경우, 차량무선통신단말장치(OBU)는 운행구간 또는 정해진 금액을 정산하며, 차종에 따른 차등요금을 정확히 지불하지 못하거나, 지불 수단이 차량무선통신단말장치에 삽입되지 않았거나, 삽입되어도 요금이 부족한 경우에는 위반으로 판정되어 카메라에 의해 사진이 촬영된다.

이와 같이 폐쇄형 도로의 출구측 또는 개방형 도로의 요금 정산소를 지나면서, 요금이 지불되거나 위반의 판정을 받는 과정을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 차량이 제1겐트리(410)를 통과하는 시점에서 제1차종분류장치(411)는 통과하는 차량의 폭, 길이 등의 정보를 검출하여 차량의 종류를 검출한다.

이때의 개략적인 과정을 도6에 도시하였다.

이는 제1차종분류장치(411)에서 광을 투사하여 그 광의 반사율을 이용하여 차량의 폭을 측정하며, 그 차량의 폭을 이용해 차종을 판별하게 된다.

이처럼 판별된 차종에 대한 정보는 제1무선통신장치(412)를 통해 차량의 차량무선통신단말장치(OBU)로 전달된다.

차량무선통신단말장치(OBU)는 자체 메모리에 차종에 대한 정보를 저장하고있으며, 상기 설명한 입구의 위치정보 및 시간정보를 저장하고 있어, 상기 제1무선통신장치(412)로 부터 폐쇄형 도로의 경우 출구측의 위치정보를 전달받고, 차종 정보를 전달받으면 요금의 정산이 가능하게 된다.

개방형 도로의 경우에는 차종에 따른 정액 요금이 산출된다.

이때, 상기 차량무선통신단말장치(OBU)에 저장되어 있는 차종정보와 상기 제1무선통신장치(412)로 부터 전송되는 제1차종분류장치(411)에서 판단된 차종정보가 일치하지 않는 경우, 차량무선통신단말장치(OBU)는 자체의 판단에 의해 위반차량임을 결정한다.

또한, 저장된 차종과 판단된 차종이 일치하는 경우에도 운전자의 스마트 카드가 차량무선통신단말장치(OBU)에 삽입되어 있지 않거나, 스마트 카드의 잔액이 부족한 경우 등 요금을 정산할 수 없는 경우에도 차량무선통신단말장치(OBU)는 위반차량으로 판단하여 그 정보를 저장하게 된다.

그 다음, 상기 차량이 운행을 계속하여 제2겐트리(420)를 지나는 경우, 제2차종분류장치(421)는 차량이 통과함을 검출하고, 이때, 차량무선통신단말장치(OBU)는 그 차량이 위반인지 아닌지에 대한 정보를 제2겐트리(420)에 설치된 제2무선통신장치(422)로 전송한다.

이와 같이 제2겐트리(420)를 통과하는 차량의 위반여부에 대한 정보를 인가받은 제2무선통신장치(422)는 그 차량이 위반인 경우 촬영장치(413)에 촬영제어신호를 전송하여 그 촬영장치(413)가 위반차량의 뒷면을 촬영하도록 한다.

상기 촬영장치(413)와 제2무선통신장치(422)는 상호 대응하도록 차선의 수와동일하게 또는 적당한 간격을 유지하도록 다수가 설치되어 해당차선의 제2겐트리(420)를 통과하는 차량을 촬영한다.

이와 같이 위반차량을 촬영한 후, 그 위반차량의 영상은 제1무선통신장치(412)를 통해 통신장치(430)로 인가되거나, 직접 촬영장치(413)로 부터 통신장치(430)로 인가되며, 통신장치(430)는 위반차량의 영상을 영업소서버로 전송하여 처리될 수 있도록 한다.

상기의 요금징수 및 위반차량에 대한 처리 과정을 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도7은 도4에 도시한 본 발명 전자식 통행요금 징수시스템의 동작 순서도로서, 이에 도시한 바와 같이 제1겐트리(410)에 차량이 진입하면 제1차종분류장치(411)는 통과하는 차량의 폭, 길이 등의 정보를 검출하여 차량의 종류를 검출한다.

상기 제1차종분류장치(411)는 제1겐트리(410)와 제2겐트리(420) 사이의 거리가 짧고 차량의 속도가 빠른 것을 감안하여 보다 빠른 차종의 분류가 가능해야 하며, 이를 위채 차량의 전면으로 부터 4~5m의 정도를 가지고 차종을 판단하게 된다.

이때, 소형승용차는 차의 전체를 이용하여 차종을 판별하게 되며, 버스 또는 화물차량은 앞부분의 일부만으로 차종을 판단하게 된다.

상기 제1차종분류장치(411)의 차종분류지점은 제1무선통신장치(412)의 통신영역보다 약3~4m정도 앞에 위치하나 그 간격은 환경에 따라 조정이 가능하며, 필요한 간격은 일반승용차를 기준으로 앞부분이 제1차종분류장치(411)를 지나 무선통신이 시작되는 시점에서 차량의 끝부분이 제1차종분류장치(411)를 통과하는 정도의 간격을 설정한다.

상기 제1차종분류장치(411)는 차량의 높이와 폭을 검출하여 차종을 분류한다.

그 다음, 상기 제1차종분류장치(411)는 차종분류정보를 생성하고, 이를 제1무선통신장치(412)에 전달하여 그 제1무선통신장치(412)에서 차종분류정보를 차량에 탑재된 차량무선통신단말장치(OBU)에 전송하도록 한다.

이때, 도면에는 차종분류정보만을 전송하는 것으로 표시되어 있으나, 폐쇄형 도로의 경우 출구의 위치정보를 전송하여 구간별 운행 요금을 계산할 수 있도록 한다.

그 다음, 상기 차종분류정보를 인가받은 차량무선통신단말장치(OBU)는 지정된 차종정보와 차종분류정보를 비교하여 서로 다른 차종이면 위반판정을 하며, 상기 설명한 바와 같이 요금을 지불하지 못하는 경우에 위반판정을 한다.

이때, 위반이 아닌 것으로 판정되면, 차량무선통신단말장치(OBU)에서 요금을 정산한다.

그 다음, 차량이 제2겐트리(420)를 통과하는 시점에서 제2무선통신장치(422)와 차량무선통신단말장치(OBU)가 상호 통신하여 차량의 요금정산정보를 전달한다.

그러나, 위반차량으로 판정된 경우에는 제2겐트리(420)에 그 위반차량이 진입하면 제2무선통신장치(422)가 차량무선통신단말장치(OBU)와 무선통신을 시도하여, 차량무선통신단말장치(OBU)로 부터 위반차량임을 판단한 정보를 인가받아 촬영장치(413)을 제어하여 위반차량의 화면을 촬영하여 이를 통신장치(430)로 전송하도록 하여 위반차량을 적발할 수 있다.

상기와 같은 전자식 통행 요금 정산 시스템은 차량에 탑재된 차량무선통신단말장치(OBU)에서 직접 차량이 위반차량인가에 대한 판정이 이루어지도록 함으로써, 전자식 통행 요금 정산 시스템의 계산량을 줄여, 오류를 줄일 수 있게 된다.

또한, 차량이 제1겐트리(410)를 통과 한 후 차선을 변경하거나, 끼어들기를 하거나, 차량이 지체 및 정체 되는 경우에도 차량의 위반에 대한 정보는 차량 내에 탑재된 차량무선통신단말장치(OBU) 내에 저장되어 있으므로, 오류없이 요금 정산을 수행할 수 있게 된다.

상기의 과정을 이루기 위한 본 발명 전자식 통행 요금 정산 시스템의 상세한 구성을 도8을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 차량무선통신단말장치(OBU)는 사용자 조작버튼(717), 화면(718)을 통해 운전자의 인터페이스 및 정보제공을 수행하며, 스마트 카드(715)를 읽어 요금을 정산할 수 있는 스마트 카드리더(716)을 구비한다.

또한 무선모뎀(711)과 안테나(712)를 통해 제1 및 제2무선통신장치(412, 422)와 통신이 가능하도록 구성된다.

그리고, 제1무선통신장치(412)를 통해 인가되는 제1차종분류장치(411)에서 검출된 차종정보를 저장하는 메모리(MEMORY)와 그 정보를 비교판단하여 위반여부를 결정하는 중앙처리장치(CPU)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성에서 중앙처리장치(CPU)는 각종 정보의 처리 즉, 요금의 정산, 위반여부의 판정, 이용자 화면(718)에 표시되는 내용의 제어 등 연산을 수행한다.

특히, 본 발명에서 주목할 점은 중앙처리장치(CPU)에서 직접 차량의 위반여부를 판정하는데 있다.

즉, 제1겐트리(410)를 통과하는 시점에서 차종 정보 및 구간정보를 전송받아 저장된 차종정보와 비교하여 위반판정을 직접 수행하고, 또한 상기 스마트 카드 리더(716)를 통해 스마트 카드(715)의 삽입 또는 잔액의 부족시에 위반판정을 하고, 그 위반판정정보를 제2겐트리(420)에 위치하는 제1무선통신장치(422)에 전송할 수 있도록 한다.

상기 제1무선통신장치(412)와 제2무선통신장치(422)는 공통적으로 각부와의 연결을 위한 외부 인터페이스부와 무선전송을 위한 안테나를 구비하고, 제2무선통신장치(422)에는 촬영장치(413)에 촬영제어신호인 트리거 신호를 인가하기 위한 트리거 송신부를 더 포함한다.

상기 촬영장치(413)는 트리거 신호를 수신하는 트리거 수신부, 조명, 촬영한 영상을 저장하는 영상저장부와, 통신장치(430)로 촬영한 영상을 전송하기 위한 영상송신부를 구비한다.

상기 통신장치(430)는 촬영장치(413)로 부터 전송된 영상을 인가받아 영업소(720)의 서버(721)로 전송함으로써, 위반차량에 대한 벌금을 부과할 수 있도록 처리한다.

상기 도4가 멀티레인 즉, 다차선에 적용한 경우이고, 도9는 본 발명을 단일차선에 적용한 경우의 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 교통섬을 가지는 구조이고, 나머지 시스템은 동일하다.

만약 차량무선통신단말장치(OBU)가 탑재되지 않은 차량은 기존의 방법대로 요금을 정산하고 위의 게이트를 지날 수 있다.

도9에는 촬영장치(413)가 제1겐트리(410)에 설치되지 않고, 교통섬(440) 상에 설치되어 있으며, 촬영장치(413)는 그 위치에 관계없이 제2무선통신장치(422)의 트리거 신호에 따라 제2겐트리(420)를 통과하는 위반차량을 촬영할 수 있도록 설치된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 종래와 같이 위반차량을 판단하기 위한 별도의 장치를 구비하지 않고, 차량에 탑재된 차량무선통신단말장치를 이용하여 차량의 위반여부를 판단할 수 있도록 구성함으로써, 시스템의 구성을 단순화하고, 비용을 절감하는 효과와 아울러 위반판정 계산을 분산시켜 위반판정시간을 단축하여 보다 신뢰성있는 시스템의 구축이 가능한 효과가 있다.

Claims

개방식 도로에서 차종에 따른 일괄적인 요금을 부가하기 위한 전자식 통행 요금 정산 시스템에 있어서, 제1겐트리에 위치하여 통과하는 차량의 종류를 검출하는 제1차종분류장치와; 상기 제1차종분류장치의 차종검출결과를 인가받아 전송하는 제1무선통신장치와; 상기 제1무선통신장치로 부터 차종검출결과를 인가받아 저장된 차종과 비교하여 위반 여부를 판정함과 아울러 요금을 정산하고, 요금의 정산이 불가능한 경우 위반으로 판정하여 그 판정결과를 전송하는 차량무선통신단말장치와; 제2겐트리에 위치하여 차량의 진출을 감지하는 제2차종분류장치와; 상기 제2겐트리에 위치하여 상기 차량무선통신단말장치에서 전송되는 위반판정 결과를 인가받아 위반인 경우 트리거 신호를 출력하는 제2무선통신장치와; 상기 트리거 신호에 따라 위반 차량을 촬영하는 촬영장치와; 상기 촬영된 위반 차량의 영상을 인가받아 영업소 서버로 전송하는 통신장치로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 전자식 통행 요금 징수 시스템.
폐쇄식 도로에서 차종 및 이용구간에 따른 차등 요금을 부가하기 위한 전자식 통행 요금 정산 시스템에 있어서, 통과시간 및 통과 게이트 정보를 차량에 탑재된 차량무선통신단말장치로 송신하는 무선통신장치를 포함하는 입구측 장치와; 제1겐트리에 위치하여 통과하는 차량의 종류를 검출하는 제1차종분류장치와, 상기 제1차종분류장치의 차종검출결과를 인가받아 전송하는 제1무선통신장치와, 상기 제1무선통신장치로 부터 차종검출결과를 인가받아 저장된 차종과 비교하여 위반 여부를 판정함과 아울러 요금을 정산하고, 요금의 정산이 불가능한 경우 위반으로 판정하여 그 판정결과를 전송하는 차량무선통신단말장치와, 제2겐트리에 위치하여 차량의 진출을 감지하는 제2차종분류장치와, 상기 제2겐트리에 위치하여 상기 차량무선통신단말장치에서 전송되는 위반판정 결과를 인가받아 위반인 경우 트리거 신호를 출력하는 제2무선통신장치와, 상기 트리거 신호에 따라 위반 차량을 촬영하는 촬영장치와, 상기 촬영된 위반 차량의 영상을 인가받아 영업소 서버로 전송하는 통신장치를 구비하는 출구측 장치로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 전자식 통행 요금 징수 시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 제1겐트리와 제2겐트리는 차량의 통행 방향에 대하여 상호 소정거리 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 전자식 통행 요금 징수 시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 차량무선통신단말장치는 사용자와의 인터페이스를 위한 조작버튼 및 화면과, 스마트 카드를 읽어 요금을 정산하는 스마트 카드리더와; 상기 제1 및 제2무선통신장치와의 통신을 위한 무선모뎀과; 상기 제1무선통신장치의 차종정보를 저장하는 메모리와; 상기 메모리에 기록된 제1무선통신장치를 통해 수신된 차종정보와 차량에 탑재될때 저장된 원 차종정보를 비교하여, 위반판정을 수행함과 아울러 상기 스마트 카드의 요금 지불이 불가능한 경우 위반판정을 수행하여 그 판정결과를 상기 무선모뎀을 통해 제2무선통신장치에 전달하도록 제어하는 중앙처리장치로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 전자식 통행 요금 징수 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 입구측 장치는 겐트리와, 상기 겐트리의 수평인 부분에서 각 차선을 통행하는 차량의 차량무선통신단말기에 정보를 전달하는 다수의 무선통신장치로 구성되거나, 도로이외에 설치된 수직형 지지수단의 상부에 구비되어 모든 차선을 통행하는 차량의 차량무선통신단말기에 필요한 정보를 전달하는 하나의 무선통신장치로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 전자식 통행 요금 징수 시스템.