(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有料道路を通行する車両に対する道路通行料金の算出に必要な第１情報を送信する第１ステップと、
前記第１情報の一部に対応する第２情報を送信する第２ステップと、
前記第１ステップおよび前記第２ステップで送信された前記第１情報および第２情報を非接触で受信し、前記第２情報よりも前記第１情報を優先して記憶し、記憶した情報が前記車両とともに移動する第３ステップと、
前記第３ステップで移動した情報を取り込んで、取り込んだ情報が前記第１情報を含むならこの第１情報に基づき前記有料道路の通行料金を算出し、取り込んだ情報が前記第１情報を含まないが前記第２情報を含むならこの第２情報に基づき前記有料道路の通行料金を算出する第４ステップとを備えたことを特徴とする料金収受方法。
【請求項２】
有料道路の入口料金所において、通行する車両に対して道路通行料金の算出に必要な第１情報を送信する第１ステップと、前記第１情報の一部に対応する第２情報を送信する第２ステップと、
車両に搭載される無線機器において、前記第１ステップおよび前記第２ステップで送信された前記第１情報および第２情報を非接触で受信する受信ステップと、前記第１情報と前記第２情報とを記憶する記憶ステップと、
有料道路の出口料金所において、前記無線機器に記憶された情報を受信する情報受信ステップと、受信した情報が前記第１情報を含む場合にはこの第１情報に基づき前記有料道路の通行料金を算出し、受信した情報が前記第１情報を含まず前記第２情報を含む場合にはこの第２情報に基づき前記有料道路の通行料金を算出する算出ステップとを具備したことを特徴とする料金収受方法。
【請求項３】
前記第１情報が、少なくとも、前記料金所を特定する入口インターチェンジ情報およびこの料金所を前記車両が通過するときの時間情報を含み、前記第２情報が、前記入口インターチェンジ情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の料金収受方法。
【請求項４】
前記第１情報が、前記料金所を特定する入口インターチェンジ情報とこの料金所を前記車両が通過する時間情報とこの車両の特徴を表す情報を含み、前記第２情報が、前記入口インターチェンジ情報および前記時間情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の料金収受方法。
【請求項５】
通行する車両に搭載され、
有料道路の入口料金所において送信される道路通行料金の算出に必要な第１情報と、前記第１情報の一部に対応する第２情報とを受信可能な受信手段と、
この受信手段で受信する第１情報と第２情報について、前記第２の情報に比較して前記第１情報を優先して記憶する記憶手段と、
有料道路の出口料金所において車両の通行料金を計算するために当該出口料金所側に対して、前記記憶手段で第１情報を記憶しているときには第１情報を送信し、前記記憶手段で第１の情報を記憶せず第２の情報を記憶しているときには第２情報を送信する送信手段とを具備したことを特徴とする無線機器。
【請求項６】
通行する車両に搭載され、
有料道路の入口料金所において送信される道路通行料金の算出に必要な第１情報と、前記第１情報の一部に対応する第２情報とを受信可能な受信手段と、
この受信手段で受信する第１情報と第２情報について、前記第１情報を記憶したときには前記第２の情報を記憶せず、前記第１情報を記憶していない状態で第２情報を受信したときには第２情報を記憶する記憶手段と、
有料道路の出口料金所において車両の通行料金を計算するために当該出口料金所側に対して、前記記憶手段で第１情報を記憶しているときには第１情報を送信し、前記記憶手段で第１の情報を記憶せず第２の情報を記憶しているときには第２情報を送信する送信手段とを具備したことを特徴とする無線機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、たとえば有料道路の料金を無線等を利用して非接触で徴収する料金収受システムの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速道路等の有料道路の料金所における通行料金の非接触収受システムとして、無線カードを用いた方式のものが開発されている。
このシステムでは、例えば、料金所に設置された地上局（料金処理機）と、料金所に進入してくる車両内に搭載された無線カードとの間で、無線通信により通行料金の収受が非接触で行なわれる。このシステムに用いられる無線カードには、入口情報（入口インターチェンジ番号等）が記録される。この記録された入口情報および車種を基に、出口料金所において通行料金が精算される。このようなシステムを用いると、料金徴収の際に車両を必ずしも停止させる必要はなくなり、料金所における渋滞を防止もしくは軽減することができる。
【０００３】
但し、料金所地上局から送信される入口情報が通過車両内無線カードに記録されなかった場合には、次のような対応を行う。すなわち、料金所信号灯の点灯により、もしくは車載されている表示機を介して、入口情報の記録に失敗したことが利用者（車両ドライバ）に通達される。さらには、遮断機等で入口情報の記録に失敗した車両の通過を阻止し、係員によって対応する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、信号灯、表示機、あるいは遮断機が有効に作動しないことがある。このような場合、入口情報の記録に失敗した車両は、そのまま高速道路の本線に流入してしまう。すると、入口情報を持たない車両は、出口料金所において、料金の精算ができない（入口情報が記録されていないため、どこのインターチェンジから有料道路を利用したのかが不明）。よって、利用者に対して入口インターチェンジを限定するための事情聴取等の作業が発生し、利用者と事業主間（有料道路管理者側）で深刻なトラブルになる虞がある。
【０００５】
また、システムの信用性を向上させるため、入口料金所の車線ごとに機器の２重化を図ると、高価なシステムとなってしまう。
この発明の目的は、機器の２重化をしなくても、従来より確実に、入口情報を非接触で通行車両等へ伝達できる料金収受システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の料金収受システムは、有料道路を通行する車両に対する道路通行料金の算出に必要な第１情報を送信する第１ステップと、前記第１情報の一部に対応する第２情報を送信する第２ステップと、前記第１ステップおよび前記第２ステップで送信された前記第１情報および第２情報を非接触で受信し、前記第２情報よりも前記第１情報を優先して記憶し、記憶した情報が前記車両とともに移動する第３ステップと、前記第３ステップで移動した情報を取り込んで、取り込んだ情報が前記第１情報を含むならこの第１情報に基づき前記有料道路の通行料金を算出し、取り込んだ情報が前記第１情報を含まないが前記第２情報を含むならこの第２情報に基づき前記有料道路の通行料金を算出する第４ステップとを備えている。
【０００７】
【作用】
前記第１情報は、前記料金所（入口料金所）を特定する入口インターチェンジ情報、この料金所を前記車両が通過するときの時間情報、その他この通過車両に関する情報を含むことができ、前記第２情報は、少なくとも前記入口インターチェンジ情報を含むことができる。前記第１情報が通過車両の前記非接触媒体（前記受信手段）で正常に受信されたときは、この第１情報が前記非接触媒体（前記記憶手段）に記憶される。何らかの理由で前記第１情報が通過車両の前記非接触媒体（前記受信手段）で正常に受信されなかったときは、前記第２情報が前記非接触手段（前記受信手段）に記憶される。
【０００８】
この場合、前記料金所（入口料金所）を通過した車両の前記非接触媒体（前記記憶手段）は、機器自体（ハードウエア）の故障が無い限り、前記第１情報または第２情報中の入口インターチェンジ情報をほぼ間違いなく記憶していることになる。そうすると、この車両が別の料金所（出口料金所）を通過するときに、どこの料金所から来たのかが、車両とともに移動してきた前記非接触媒体中（前記記憶手段）の入口インターチェンジ情報から判明する。すなわち、機器（ハードウエア）の２重化はしていないが情報送受信手順（ソフトウエア）の２重化がなされ、実質的に機器の２重化をした場合と同様な高い信頼性を獲得することができる。
【０００９】
したがって、この発明の料金収受システムによれば、出口料金所において料金の精算ができないというトラブルを大幅に低減できる。
また、第２情報を送信するために配設されるランプウェイ用アンテナ（１１）と、ランプウェイ用無線処理機（１２）は、非接触媒体（８）が搭載されている全ての車両に共通して利用できるので、低コストでシステムを構築できる。
【００１０】
【実施例】
図１は、この発明の一実施例に係る無線式の料金収受システムを採用した、有料高速道路の料金所における設備配置構成を例示している。
図１の入口料金所（地上局）には、車両７の一台毎の進入・後進および車両７の軸数（車両を横から見たときの車輪の数）等を計測する車両検知装置１と、車両７に搭載される無線電波受信手段としての無線カード８と無線通信を利用して情報のやりとり（送受信）を行うアンテナ２と、アンテナ２の制御（料金処理に必要な情報の送受信のための制御）を行う無線処理機３と、係員による料金の処理（無線で料金処理ができない場合の処理）を行う料金処理機４と、利用者（車両のドライバ）に対して処理結果（無線送受信完了か否かの結果）を表示する信号灯５と、処理結果に応じて開閉し車両７の発進を阻止する阻止ゲート６とが配設されている。なお、図中矢印→は車両の進行方向を示す。
【００１１】
また、有料道路のランプウェイ部１０には、ランプウェイ入路Ａの通信領域Ｄを通過する車両全てを対象とし常に情報を一方的に送信するランプウェイ用アンテナ１１と、ランプウェイ用アンテナ１１の方向制御／動作制御を行うランプウェイ用無線処理機１２とが配設されている。
【００１２】
一方、この発明の一実施例に係る無線式料金収受システムを利用しようとする車両７には、アンテナ２からの電波を受信する無線カード８が搭載される。
アンテナ２から無線カード８への無線通信には、特定の車両７に指向性を絞って必要な情報を送信するために、例えばマグネトロンを利用したＧＨｚ帯（１〜４０ＧＨｚ程度）のマイクロ波が使用される。
【００１３】
ランプウェイ用アンテナ１１の指向性は、料金所のアンテナ２の指向性よりも広くとってある。アンテナ１１から無線カード８への無線通信には、ランプウェイ入路Ａを通過する全ての車両（無線カード搭載車）に情報を広く送信するために、アンテナ２で用いるマイクロ波より多少低い周波数帯の強力な高周波電波が使用される。
【００１４】
図２は、無線カード８に記録あるいは記憶される情報の一例を説明する図であり、（ａ）はアンテナ２から送信される第１情報を示し、（ｂ）はランプウェイ用アンテナ１１から送信される第２情報を示す。
【００１５】
アンテナ２から送信され無線カード８の内部メモリ（図示せず）に記録される第１情報としては、例えば、入口インターチェンジ（ＩＣ）番号（５桁）、車種設定（１桁）、入口月日・時分（８桁）、取扱収受員番号（４桁）、車両番号（２桁）、および軸数（１桁）がある。
【００１６】
ランプウェイ用アンテナ１１から送信され無線カード８の内部メモリに記録される第２情報としては、例えば、入口インターチェンジ番号（５桁）および入口月日・時分（８桁）がある。
【００１７】
第２情報には、ランプウェイ入路Ａを通過する全ての車両７に対して共通に送信されるので、車種設定や車両番号等のように特定の情報は含まれない。その代わり、この第２情報は、少なくとも、入口料金所のインターチェンジ番号あるいはある車両７がどの料金所から高速道路の本線に入ったのかを特定する情報を含む。
【００１８】
図３は、ランプウェイ用アンテナ１１の通信領域Ｄがどのようになっているかを例示する図である。
このインターチェンジは、ランプウェイ入路Ａと、ランプウェイ出路Ｂから構成されている（矢印→は車両の進行方向を示す）。
【００１９】
ランプウェイ入路Ａは、入口車線ａ１と、入口車線ａ２と、ランプウェイ用アンテナ１１とから構成されている。Ｄの斜線領域は、ランプウェイアンテナ１１の通信可能領域を示す。ランプウェイ出路Ｂは、出口車線ｂ１と、出口車線ｂ２とから構成されている。
【００２０】
このインターチェンジを利用する車両７は、入口車線ａ１（またはａ２）から進入する。ａ１には、図１で説明した入口料金所が設置されている。この入口料金所のアンテナ２から特定の車両７各々に対して図２（ａ）の第１情報が送信される。さらに、ランプウェイ入路Ａの通信可能領域Ｄ内において、不特定多数の車両７に対して図２（ｂ）の第２情報が送信される。
【００２１】
別のインターチェンジから進入した車両７（無線式料金収受システムによって進入した車両）が、このインターチェンジから出る場合は、ランプウェイ出路Ｂを経由し、出口車線ｂ１（またはｂ２）から退出する。車線ｂ１には、図１で説明した入口料金所と同じ構成の出口料金所が設置されている。この出口料金所において、入口料金所で記録された入口第１情報または入口第２情報に基づいて、通行料金が計算され徴収される。この料金計算およびその徴収処理は、無線処理機３あるいは料金処理機４内部の計算機（図示しないＣＰＵ）により実行される。
【００２２】
図４は、この発明の一実施例に係る無線式料金収受システムの情報送信動作を説明するフローチャートである。このフローチャートの制御は、たとえば無線処理機３内部のＣＰＵ（図示せず）により実行される。
【００２３】
入口料金所に設けられた車両検知装置１によって、車両７の進入が検知されると（ステップＳＴ１０）、収受員により進入車両７の車種、車両番号等が入力される（ステップＳＴ１２）。このとき、アンテナ２から発せられる無線通信によって、進入車両７に無線カード８が搭載されているか否か判定される（ステップＳＴ１４）。
【００２４】
進入車両に無線カード８が搭載されている場合は（ステップＳＴ１４イエス）、アンテナ２から第１情報が進入車両７の無線カード８に送信される（ステップＳＴ１６）。第１情報の送信が正常に行われると（ステップＳＴ１８イエス）、信号灯５に青信号が点灯され（ステップＳＴ２０）、阻止ゲート６が開き（ステップＳＴ２２）、進入車両７が発進する（ステップＳＴ２４）。
【００２５】
進入車両７に無線カード８が搭載されていない場合は（ステップＳＴ１４ノー）、料金処理機４の処理を経て通行券が発行される（ステップＳＴ２８）。その後、信号灯５に青信号が点灯され（ステップＳＴ２０）、阻止ゲート６が開き（ステップＳＴ２２）、進入車両７が発進する（ステップＳＴ２４）。
【００２６】
進入車両に無線カード８が搭載されている場合において（ステップＳＴ１４イエス）、第１情報の送信が正常に行われないと（ステップＳＴ１８ノー）、信号灯５に赤信号が点灯され（ステップＳＴ３０）、無線カード８に設けられたブザーが鳴動して（ステップＳＴ３２）、進入車両７の運転者に第１情報の送信が正常に行われなかったことが伝えられる。さらに、阻止ゲート６が閉じて（ステップＳＴ３４）、車両７の発進が阻止される。
【００２７】
第１情報の通信が正常終了しなかったことにより車両７が止められた場合は（ステップＳＴ３６イエス）、係員の指示にしたがって事務所（入口料金所）対応がなされる（ステップＳＴ３８）。例えば、係員が別のシステムを用いて第１情報を無線カード８に記録する。その後、車両７は発進する（ステップＳＴ２４）。
【００２８】
しかし、ステップＳＴ３０〜３４の動作が遅れ、車両７の通行が阻止されず（ステップＳＴ３６ノー）、車両が発進してしまうこともある（ステップＳＴ２４）。
【００２９】
ランプウェイ入路Ａでは、ランプウェイ用アンテナ１１から第２情報が無線カード８に常時送信されている（ステップＳＴ２６）。このため、第１情報を正常に受信できなかった車両７が万一誤って発進してしまっても（ステップＳＴ２４）、この車両７は第２情報の受信はできる（情報送信のバックアップ作用）。この第２情報には、料金の精算に不可欠な入口インターチェンジ番号等が含まれているので、出口料金所での精算は可能となる。
【００３０】
ステップＳＴ２６における第２情報の送信は、不特定多数の車両に対して常に行われており、第１情報の受信に失敗した車両の無線カード８に対してだけに行われるものではない。
【００３１】
なお、ランプウェイ入路Ａにおける情報送信のバックアップ作用（ステップＳＴ２６）で十分である場合は、ステップＳＴ３０〜ＳＴ３８の通行阻止／事務所対応は行なわれなくてもよい。
【００３２】
図５は、この発明の一実施例に係る無線式料金収受システムの情報受信・記録動作を説明するフローチャートである。このフローチャートの制御は、無線カード８内部のＣＰＵ（図示せず）により実行される。
【００３３】
アンテナ２からの第１情報が車両７の無線カード８により受信され（ステップＳＴ５０）、この受信が正常に行われた場合は（ステップＳＴ５２イエス）、その旨が無線カード８からアンテナ２へ返信され（ステップＳＴ５６）、受信に成功した第１情報が、無線カード８内部の図示しないメモリに記憶（記録）される（ステップＳＴ５８）。
【００３４】
アンテナ２からの第１情報が車両７の無線カード８により正常に受信されなかった場合は（ステップＳＴ５２ノー）、無線カード８の内部メモリに第１情報が記憶（記録）されることはない（ステップＳＴ５８）。
【００３５】
入口料金所を発進した車両７は、高速有料道路の本線に入る前に、図３に示すようなランプウエイ入路Ａの通信領域Ｄを必ず通過する。この領域Ｄを通過するときに、車両７の無線カード８は、ランプウェイ用アンテナ１１からの第２情報を受信する（ステップＳＴ６０）。
【００３６】
その車両７の無線カード８の内部メモリにアンテナ２からの第１情報が既に記憶されているならば（ステップＳＴ６２イエス）、アンテナ１１から受信した第２情報はそのまま破棄される（ステップＳＴ６４）。つまり、無線カード８に記憶する情報は、第２情報よりも第１情報の方が優先される。
【００３７】
その車両７の無線カード８がアンテナ２からの第１情報の受信に失敗しており（ステップＳＴ５２ノー）、この無線カード８の内部メモリに第１情報が記憶されていないときは（ステップＳＴ６２ノー）、アンテナ１１から受信した第２情報は無線カード８の内部メモリに記憶（記録）される（ステップＳＴ６６）。
【００３８】
こうして第１情報あるいは第２情報を記憶した無線カード８を持つ車両７は、高速有料道路の本線に入り、そこから所望の出口料金所まで通行する（ステップＳＴ６８）。
【００３９】
出口料金所の出口車線（図３のｂ１またはｂ２）に乗り入れた車両７の無線カード８からは、そこに記憶された第１情報あるいは第２情報が、出口料金所のアンテナ２に送信される（ステップＳＴ７０）。アンテナ２で受信された第１情報あるいは第２情報は出口料金所の無線処理機３または料金処理機４の内部ＣＰＵに転送され、そこで通行料金の計算、徴収等の出口処理が行われる（ステップＳＴ７２）。この出口処理が終了すると、出口料金所のアンテナ２から車両７の無線カード８へ消去命令が転送され、無線カード８の内部メモリに記憶された第１情報あるいは第２情報は消去される（ステップＳＴ７４）。つまり、正規の処理を経て出口料金所を出た車両７の無線カード８の記憶内容は、有料道路使用前の状態に戻っている。
【００４０】
なお、車両７のドライバが無線カード８を不正使用することを防止するために、無線カード８の内部メモリは、勝手な書込・消去ができないようプロテクトされている。
さらに、車両と料金所との間の情報通信手段には、無線電波以外に超音波を利用することもできる。
【００４１】
【発明の効果】
この発明によれば、下記の効果をもたらす料金収受システムを提供できる。
（１）入口情報を持たず本線に流入する車両を低減することができ、出口料金所で料金の精算ができないというトラブルを少なくできる。
【００４２】
（２）入口車線毎に機器設備を２重化するバックアップ方式と同様な信頼性を発揮するバックアップ方式を、料金所の入口車線数に影響されることなく安価に具現できる。
【００４３】
（３）信号灯や阻止機といった車両の発進を制御する装置の設備を用いなくても入口情報送受信のバックアップができるので、料金所の設備コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る料金収受システムの構成を説明する図。
【図２】図１の車両７に配備された無線カード８に送信・記録される情報の一例を説明する図であり、（ａ）はアンテナ８から送信される情報（第１情報）を示し、（ｂ）はランプウェイ用アンテナ１１から送信される情報（第２情報）を示す。
【図３】ランプウェイ用アンテナ１１の通信領域を説明する図。
【図４】図１の料金収受システムにおける料金所側のシステム動作を説明するフローチャート。
【図５】図１の料金収受システムにおける車両無線カード側の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１…車両検知装置                ２…アンテナ
３…無線処理機                  ４…料金処理機
５…信号灯                      ６…阻止ゲート
７…車両                        ８…無線カード（非接触媒体（受信手段、記憶手段））
１１…ランプウェイ用アンテナ    １２…ランプウェイ用無線処理機
Ａ…ランプウェイ入路            Ｂ…ランプウェイ出路
Ｄ…通信領域                    １０…ランプウェイ部
ａ１、ａ２…入口車線            ｂ１、ｂ２…出口車線
２、３…第１情報送信手段        １１、１２…第２情報送信手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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