KR20130054740A - 다차로에서의 자동 요금 지불 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다차로에서의 자동 요금 지불 시스템에 관한 것으로, 본 발명은 2개 이상의 차로를 포함하는 다차로에서의 자동 요금 지불 시스템에 있어서, 차량에 탑재되며, 차량의 식별 정보를 포함하는 차량 정보가 저장되고, 무선 통신 수단을 구비한 OBU(On Board Unit)와, RF(Radio Frequency) 방식으로 무선 통신하여, 통행 차량의 차량 정보를 수신하고, 통행 요금 지불 정보를 해당 차량의 OBU에 송신하기 위한 RF 통신부, 차량에 탑재되며, 차량의 식별 정보를 포함하는 차량 정보가 저장되고, 무선 통신 수단을 구비한 OBU(On Board Unit)와 IR(Infra-Red) 방식으로 무선 통신하여, 통행 차량의 차량 정보를 수신하고, 통행 요금 지불 정보를 해당 차량의 OBU에 송신하기 위한 IR 통신부 및 상기 RF 통신부 및 상기 IR 통신부로부터 차량 정보를 수신하고, 해당 차량에 대한 통행 요금 지불 프로세스를 수행하고, 통행 요금 지불 정보를 상기 RF 통신부 및 상기 IR 통신부를 통하여 해당 차량의 OBU에 송신하도록 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 RF 통신부는 2개 차로를 포함하도록 통신영역이 설정되고, 각 차선 상에 배치되며, 상기 IR 통신부는 1개 차로를 포함하도록 통신영역이 설정되고, 각 차로의 중앙에 배치된다.

Description

다차로에서의 자동 요금 지불 시스템 {Electronic toll collection system in multi-lane}

본 발명은 다차로에서의 자동 요금 지불 시스템에 관한 것으로, 특히 기존에 기술적인 문제점 때문에 1개의 차로에서만 운영되었던 자동요금징수시스템을 통한 하이패스(Hi-Pass) 서비스를 다 차로에서 제공 가능토록 함으로써 무인화를 통한 인건비 절약, 톨게이트 부근의 정체 문제 등을 해결하고자 한 다차로 서비스를 제공하는 자동 요금 지불 시스템에 관한 것이다.

자동요금지불시스템(Electronic Toll Collection System: ETCS)는 고속도로 등 유료도로의 톨게이트(Tollgate)에 설치되어 운영되며, 통행료 부과대상차량에 탑재된 차량탑재장치(On Board Unit: 이하 'OBU'이라 함)와 통행료 자동 징수를 위해 도로변에 설치한 노변장치(Road Side Unit, RSU)가 서로 연동하여 도로통행요금을 자동으로 과금하는 시스템으로, 도 1에 도시된 바와 같이 사용자가 OBU(10)를 차량에 부착하여 서비스를 지원하는 차선으로 진입하게 되면 단거리전용통신(Dedicated Short Range Communication: 이하 'DSRC'이라 함)을 활용하여 RSU(20)와 OBU(10)를 통해 인증된 카드와 입력된 차량의 데이터를 획득함으로써, 자동요금징수가 이루어지게 된다.

DSRC는 통신 매체로 구분되는 RF(Radio-Frequency)-DSRC방식과 IR(Infra-Red)-DSRC방식의 두 가지 방식으로 구분되며, 이러한 두 방식의 DSRC 시스템은 서로 다른 통신 매체로 통신을 하지만 ETCS에서 두 방식 모두 활용이 가능하다.

현재 ETCS는 고속도로 톨게이트에서 DSRC 기술을 통하여 1차로 시스템을 병렬 구성하여 운영되고 있는데, 향후 고속도로를 포함한 유료도로 톨게이트 부근의 정체 문제 해결 등을 위해서는 2개 이상의 다차로(Multi-lane)에서 ETCS가 운영될 필요성이 대두되고 있다.

그러나, 종래의 ETCS에서는 다 차로 서비스 시행이 어려운 몇 가지 제한사항이 있는데, 첫 번째로 DSRC 기술은 최소 통신 반경이 10m인 점을 감안할 때 차로 간 간섭을 일으킨다는 것이고, 두 번째로 상술한 간섭 문제를 해결하기 위해서는 인접 차로 간에 주파수 채널을 다르게 하는 방안이 있으나 현재 우리나라에는 주파수가 2채널만 할당되어있다는 문제점이 있는 것이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2002-0075101호 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0086050호 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0023255호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다차로 유료 도로에서 효율적으로 요금을 징수할 수 있으며, 요금 지불을 위한 감속 주행을 방지함으로써 요금소 주변의 차량 정체를 해소할 수 있는 자동 요금 지불 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 2 이상의 차로를 포함하는 다차로에서의 자동 요금 지불 시스템에 있어서, 차량에 탑재되며, 차량의 식별 정보를 포함하는 차량 정보가 저장되고, 무선 통신 수단을 구비한 OBU(On Board Unit)와 RF(Radio Frequency) 방식으로 무선 통신하여, 통행 차량의 차량 정보를 수신하고, 통행 요금 지불 정보를 해당 차량의 OBU에 송신하기 위한 RF 통신부, 차량에 탑재되며, 차량의 식별 정보를 포함하는 차량 정보가 저장되고, 무선 통신 수단을 구비한 OBU(On Board Unit)와 IR(Infra-Red) 방식으로 무선 통신하여, 통행 차량의 차량 정보를 수신하고, 통행 요금 지불 정보를 해당 차량의 OBU에 송신하기 위한 IR 통신부 및 상기 RF 통신부 및 상기 IR 통신부로부터 차량 정보를 수신하고, 해당 차량에 대한 통행 요금 지불 프로세스를 수행하고, 통행 요금 지불 정보를 상기 RF 통신부 및 상기 IR 통신부를 통하여 해당 차량의 OBU에 송신하도록 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 RF 통신부는 2개 차로를 포함하도록 통신영역이 설정되고, 각 차선 상에 배치되며, 상기 IR 통신부는 1개 차로를 포함하도록 통신영역이 설정되고, 각 차로의 중앙에 배치된다.

상기 자동 요금 지불 시스템은 기동 기능을 가진 OBU를 기동시키기 위한 별도의 IR 기동부를 더 포함할 수 있다.

상기 IR 기동부는 2개 차로를 포함하도록 통신영역이 설정되고, 각 차선 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 1차로, 2차로, 3차로, 4차로를 포함하는 4차로 도로이며, 각 차로를 구분하는 1차선, 2차선, 3차선이 표시되어 있는 4차로 도로에서의 자동 요금 지불 시스템에 있어서, 차량의 진입부분이면서 상기 1차선, 2차선, 3차선 상에 각각 배치되는 제1 RF 통신부, 차량의 진입부분이면서 상기 1차선 및 3차선 상에 각각 배치되는 IR 기동부, 상기 제1 RF 통신부의 뒷쪽에 위치하고, 상기 1차로, 2차로, 3차로, 4차로의 중앙 부분에 각각 배치되는 제1 IR 통신부, 상기 제1 IR 통신부의 뒷쪽에 위치하고, 상기 1차선, 2차선, 3차선 상에 각각 배치되는 제2 RF 통신부, 상기 제2 RF 통신부의 뒷쪽에 위치하고, 상기 1차로, 2차로, 3차로, 4차로의 중앙 부분에 각각 배치되는 제2 IR 통신부를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면 다차로 자동 요금 지불 시스템에 있어서, 보다 효율적으로 통신부를 배치하여 시스템을 구현할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 자동 요금 지불 시스템에서는 요금소 부근에서 무정차로 통과함으로써, 차량의 속도를 감속하지 않아도 되기 때문에 요금소 부근의 차량 정체 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 자동 요금 지불 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 요금 지불 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 요금 지불 시스템을 위에서 바라본 모습을 단순화한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

본 발명은 2개 이상의 차로를 포함하는 다차로 유료도로에서의 자동 요금 지불 시스템에 관한 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 요금 지불 시스템의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 자동 요금 지불 시스템은 RF 통신부(110, 130), IR 통신부(120, 140), IR 기동부(200), 제어부(300)를 포함한다. OBU(On Board Unit)(400)은 RF 방식 OBU 또는 IR 방식 OBU이다.

RF 통신부(110, 130)는 OBU(400)와 RF(Radio Frequency) 방식으로 무선 통신하여, 통행 차량의 차량 정보를 수신하고, 통행 요금 지불 정보를 해당 차량의 OBU(400)에 송신하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서 RF 통신부(110, 130)는 2개 차로를 포함하도록 통신영역이 설정되고, 각 차선 상에 배치되는 것이 바람직하다.

IR 통신부(120, 140)는 OBU(400)와 IR(Infra-Red) 방식으로 무선 통신하여, 통행 차량의 차량 정보를 수신하고, 통행 요금 지불 정보를 해당 차량의 OBU(400)에 송신하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서 IR 통신부(120, 140)는 1개 차로를 포함하도록 통신영역이 설정되고, 각 차로의 중앙에 배치되는 것이 바람직하다.

IR 기동부(200)는 IR 통신부(120, 140)를 활성화하여 기동시키는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서 IR 기동부(200)는 OBU(400)를 탑재한 차량이 접근하면, 기동 기능을 가진 OBU(400)를 기동시킬 수 있다.

본 발명에서 IR 기동부(200)는 2개 차로를 포함하도록 통신영역이 설정되고, 각 차선 상에 배치되는 것이 바람직하다.

제어부(300)는 RF 통신부(110, 130) 및 IR 통신부(120, 140)로부터 차량 정보를 수신하고, 해당 차량에 대한 통행 요금 지불 프로세스를 수행하고, 통행 요금 지불 정보를 RF 통신부(110, 130) 및 IR 통신부(120, 140)를 통하여 해당 차량의 OBU에 송신하도록 제어한다.

OBU(On Board Unit)(400)는 차량에 탑재되며, 차량의 식별 정보를 포함하는 차량 정보가 저장되고, 무선 통신 수단을 구비하고 있다.

본 발명의 일 실시예에서 RF 통신부(110, 130)와 OBU(400)는 단거리 전용통신인 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 방식을 이용하여 통신할 수 있다.

마찬가지로, 본 발명의 일 실시예에서 IR 통신부(120, 140)와 OBU(400)는 DSRC 방식을 이용하여 통신할 수 있다.

본 발명은 다차로에서의 자동 요금 지불 시스템에 관한 것으로서, 통신영역이 비교적 작은 IR 통신부(120, 140)는 1개 차로를 포함하는 통신영역을 형성하도록 설정하고, 서로 인접한 차로에 대해서는 통신영역의 일부가 겹치도록 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 통신 영역이 비교적 큰 RF 통신부(110, 130)는 2개 차로를 포함하는 통신영역을 형성하도록 설정하고, 인접차로 간에 통신영역이 겹치도록 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명은 이렇게 IR 통신부(120, 140)와 RF 통신부(110, 130)를 적절하게 배치함으로써 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.

이제 실제 4차로로 구성된 도로에서의 안테나를 배치하는 도면을 예시하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 요금 지불 시스템을 위에서 바라본 모습을 단순화한 도면이다.

도 3의 실시예는 1차로, 2차로, 3차로, 4차로를 포함하는 4차로 도로이며, 각 차로를 구분하는 1차선, 2차선, 3차선이 표시되어 있는 4차로 도로에서의 자동 요금 지불 시스템에 대한 실시예이다.

도 3을 참조하면, 제1 RF 통신부(110)는 차량의 진입부분이면서 1차선, 2차선, 3차선 상에 각각 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 RF 통신부(110)는 RF 안테나로 구현될 수 있으며, 총 3개가 구비된다.

IR 기동부(200)는 차량의 진입부분이면서 1차선 및 3차선 상에 각각 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서 IR 기동부(200)는 IR 기동 안테나로 구현될 수 있으며, 총 2개가 구비된다.

본 발명의 일 실시예에서 OBU(400)를 탑재한 차량이 고속으로 도로에 진입하면, 기동 기능을 가진 OBU(400)를 기동시킨다. 따라서, 기동 기능을 가진 OBU(400)를 탑재한 차량이 고속으로 주행하여 도로에 진입하더라도 기동 기능을 가진 OBU(400)가 미리 사전에 기동되어 있으므로, 차량의 통행 요금을 문제없이 처리할 수 있게 된다.

제1 IR 통신부(120)는 제1 RF 통신부(110)의 뒷쪽에 위치하고, 1차로, 2차로, 3차로, 4차로의 중앙 부분에 각각 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 IR 통신부(120)는 IR 안테나로 구현될 수 있으며, 총 4개가 구비된다.

제2 RF 통신부(130)는 제1 IR 통신부(120)의 뒷쪽에 위치하고, 1차선, 2차선, 3차선 상에 각각 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서 제2 RF 통신부(130)는 RF 안테나로 구현될 수 있으며, 총 3개가 구비된다.

제2 IR 통신부(140)는 제2 RF 통신부(130)의 뒷쪽에 위치하고, 1차로, 2차로, 3차로, 4차로의 중앙 부분에 각각 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서 제2 IR 통신부(140)는 IR 안테나로 구현될 수 있으며, 총 4개가 구비된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 도 3의 실시예는 4차선 도로에서 RF 안테나 6개, IR 기동안테나 2개, IR 안테나 8개가 구비되어, 총 16개의 안테나를 2차원 배열하여 구현할 수 있다. 아울러, 2차선 도로인 경우에는 도 3에서 2차로에 해당하는 안테나만으로 구현할 수 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

110 제1 RF 통신부 120 제1 IR 통신부
130 제2 RF 통신부 140 제2 IR 통신부
200 IR 기동부 300 제어부
400 OBU

Claims (4)

1. 2개 이상의 차로를 포함하는 다차로에서의 자동 요금 지불 시스템에 있어서,
   차량에 탑재되며, 차량의 식별 정보를 포함하는 차량 정보가 저장되고, 무선 통신 수단을 구비한 OBU(On Board Unit)와 RF(Radio Frequency) 방식으로 무선 통신하여, 통행 차량의 차량 정보를 수신하고, 통행 요금 지불 정보를 해당 차량의 OBU에 송신하기 위한 RF 통신부;
   차량에 탑재되며, 차량의 식별 정보를 포함하는 차량 정보가 저장되고, 무선 통신 수단을 구비한 OBU(On Board Unit)와 IR(Infra-Red) 방식으로 무선 통신하여, 통행 차량의 차량 정보를 수신하고, 통행 요금 지불 정보를 해당 차량의 OBU에 송신하기 위한 IR 통신부; 및
   상기 RF 통신부 및 상기 IR 통신부로부터 차량 정보를 수신하고, 해당 차량에 대한 통행 요금 지불 프로세스를 수행하고, 통행 요금 지불 정보를 상기 RF 통신부 및 상기 IR 통신부를 통하여 해당 차량의 OBU에 송신하도록 제어하는 제어부를 포함하되,
   상기 RF 통신부는 2개 차로를 포함하도록 통신영역이 설정되고, 각 차선 상에 배치되며,
   상기 IR 통신부는 1개 차로를 포함하도록 통신영역이 설정되고, 각 차로의 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 요금 지불 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 자동 요금 지불 시스템은 기동 기능을 가진 OBU를 기동시키기 위한 별도의 IR 기동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 요금 지불 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 IR 기동부는 2개 차로를 포함하도록 통신영역이 설정되고, 각 차선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 요금 지불 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   1차로, 2차로, 3차로, 4차로를 포함하는 4차로 도로이며, 각 차로를 구분하는 1차선, 2차선, 3차선이 표시되어 있는 4차로 도로에서의 자동 요금 지불 시스템에 있어서,
   차량의 진입부분이면서 상기 1차선, 2차선, 3차선 상에 각각 배치되는 제1 RF 통신부;
   차량의 진입부분이면서 상기 1차선 및 3차선 상에 각각 배치되는 IR 기동부
   상기 제1 RF 통신부의 뒷쪽에 위치하고, 상기 1차로, 2차로, 3차로, 4차로의 중앙 부분에 각각 배치되는 제1 IR 통신부;
   상기 제1 IR 통신부의 뒷쪽에 위치하고, 상기 1차선, 2차선, 3차선 상에 각각 배치되는 제2 RF 통신부;
   상기 제2 RF 통신부의 뒷쪽에 위치하고, 상기 1차로, 2차로, 3차로, 4차로의 중앙 부분에 각각 배치되는 제2 IR 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 요금 지불 시스템.
   

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