(57)【要約】【課題】従来の自動料金収受システムにおいては、情報の授受が不完全な状態となる場合があった。このため、道路上をＥＴＣ車と異常ＥＴＣ車が混在して通行し、これらが自動料金所へ向かって走る場合、自動料金収受システムの運用に支障をきたすという問題があった。【解決手段】応答要求信号を送信する送信器と、応答要求信号に応答する車載機からの応答信号を受信する受信器と、受信器によって前記応答信号を複数回受信した場合に通信の開始を行う通信開始判定手段とを備えた。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
応答要求信号を送信する送信器と、前記応答要求信号に応答する車載機からの応答信号を受信する受信器と、前記受信器によって前記応答信号を複数回受信した場合に通信の開始を行う通信開始判定手段とを備えたことを特徴とする自動料金収受システム。
【請求項２】
送信器は応答要求信号を周期的に送信し、通信開始判定手段は各応答要求信号に対する車載機からの応答信号を連続して正常に受信できた回数が、あらかじめ設定された連続受信回数の条件を満足した場合に通信の開始を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動料金収受システム。
【請求項３】
応答要求信号を送信する送信器と、前記応答要求信号に応答する車載機からの応答信号を受信する受信器と、前記応答信号を最初に正常に受信できたときを基点として、この基点の後に送出した前記応答要求信号の回数を記憶する送出カウンタと、
前記基点の後において前記車載機からの前記応答信号を正常に受信できなかった回数を記憶する異常受信カウンタと、
前記異常受信カウンタに記憶された回数が、前記送出カウンタに記憶された回数に応じてあらかじめ設定された許容異常回数の条件を満足した場合に通信の開始を行うことを特徴とする自動料金収受システム。
【請求項４】
送信器は道路中央あるいは道路路肩に設置され、道路上に通信領域を有することを特徴とする請求項１に記載の自動料金収受システム。
【請求項５】
送信器は有料道路の料金所あるいは本線上に設置され、道路上に通信領域を有することを特徴とする請求項１に記載の自動料金収受システム。
【請求項６】
応答要求信号を送信する第１のステップと、
前記応答要求信号に応答する車載機からの応答信号を受信する第２のステップと、
前記応答信号を複数回受信した場合に通信の開始を行う第３のステップとを備えたことを特徴とする自動料金収受方法。
【請求項７】
第１のステップにおける応答要求信号の送信は周期的に行われ、
第３のステップにおいては、各応答要求信号に対する車載機からの応答信号を連続して正常に受信できた回数が、あらかじめ設定された連続受信回数の条件を満足した場合に通信の開始を行うことを特徴とする請求項６に記載の自動料金収受方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、有料道路における自動料金収受システム及び自動料金収受方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高速道路等においては、磁気カード方式料金収受システムが導入されている。（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。
また、ノンストップ自動料金収受システムについて記載しているものがある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
東芝レビュー（４０巻３号）、昭和６０年、Ｐ１８９〜１９２「磁気カード方式料金収受システム」
【非特許文献２】
三菱重工技報ＶＯＬ．２２ＮＯ．６（１９８５−１１）、Ｐ１２７〜１３２「磁気カード方式料金収受機械におけるシステム技術」
【特許文献１】
特表平０５−５０８４９２号公報（第１頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ノンストップ自動料金収受システムでは、料金所のエリアに入った車と料金所との間で電波を用いて情報の授受を行うことが必要である。ところが、上述の従来の自動料金収受システムにおいては、この情報の授受が不完全な状態となる場合があった。このシステムの運用においては、自動料金収受機能を有する車載機を搭載した車両（以下、「ＥＴＣ車」という。）は自動的に料金収受が可能であるが、情報の授受が上述のように不完全な状態になり通信が正常に終了できない車（以下、「異常ＥＴＣ車」という。）は料金の収受を行うことができない。このため、道路上をＥＴＣ車と異常ＥＴＣ車が混在して通行し、これらが自動料金所へ向かって走る場合、自動料金収受システムの運用に支障をきたすという問題があった。この発明は上述のような問題を解決するためになされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる自動料金収受システムは、応答要求信号を送信する送信器と、応答要求信号に応答する車載機からの応答信号を受信する受信器と、受信器によって応答信号を複数回受信した場合に通信の開始を行う通信開始判定手段とを備えて構成されたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
上述のように、ノンストップ自動料金収受システムにおいては、料金所のエリアに入ったＥＴＣ車と料金所との間で電波を用いた情報の授受をおこなうことが必要である。しかしながら、情報の授受を行うための通信エリアは定規で書いたように正確なものではない。すなわち、通信エリアは予め定められてはいるが電波の性格上、情報の授受を行う通信エリアから外れてはみ出しているなど、完全に枠内に入っているとは限らない。従って、どの位置で情報の授受が行われるかわからないため、ややもすると情報の授受が不完全な状態になり得る。このことに起因して、従来技術における情報の授受が不完全な状態となるという問題が生じていると考えられる。この発明の実施の形態はかかる観点に基づいてなされたものであり、以下その内容を説明する。
【０００７】
図１はこの発明の実施の形態１にかかる自動料金収受システムの構成を示す構成図である。図１に示すように、料金所エリア１００において、料金所１が通路分離帯２上に設けられている。この通路分離帯２は隣接する通路４を分離しており、この通路４をＥＴＣ車３が矢印方向に進むことにより料金所１の料金所エリア１００内に進入しようとしている。また、このＥＴＣ車３が進入しようとしている通路４をまたぐように、門型の支持体５が通路分離帯２間に掛け渡されてい
る。
【０００８】
この支持体５の上部にはビーム６を下方の通路４に向けて照射し、通路４上に楕円で示した範囲を通信エリア７とする送信器兼受信器であるアンテナ８が下向きに取付けられている。ここでは、楕円の白抜き部分９（中央部）で料金所１とＥＴＣ車３との間で料金の収受に必要な情報の授受が行われるものとしてある。尚、アンテナ８は料金所１内に設けられた制御装置１ａ（図２にて説明）と接続されている。
【０００９】
ところで、図１において楕円状の通信エリア７中の白抜き部分９を強調して示したのは、通信エリア７の１０、１１の部分（端部）でも情報の授受は可能かもしれないが、不確実性も否定できないことを示すためである。即ち、この実施の形態では、通信エリア７中の正常に情報の授受が行い得るエリアである白抜き部分９で情報の授受を行うようにすることにより、通信の確実性を担保するものである。そして、かかる通信を可能とすべく、後述のように車載機の応答信号を受信しても、直ちに通信を開始するのではなく、あらかじめ設定した複数回あるいは連続回数の応答信号があった場合に通信を開始するようにしたものである。
【００１０】
図２はこの発明の実施の形態１にかかる制御装置１ａを中心とした説明図である。図に示すように制御装置１ａはＥＴＣ車３に搭載された車載機２０に対して応答を要求する応答要求信号を生成する応答要求信号生成手段１２を有する。また、制御装置１ａは、この応答要求信号生成手段１２に接続された情報授受手段１６を有する。この情報授受手段１６は料金所送受信器１８及び図示しない外部機器に有線あるいは無線にて接続され、ＥＴＣ車３あるいは外部機器との間で情報１７、９の授受を行う機能を有する。また、料金所送受信器１８は上述のアンテナ８に接続されている。
【００１１】
更に、制御装置１ａは情報授受手段１６に接続された応答信号受信手段１４と通信開始判定手段１５を備える。
【００１２】
次に動作について説明する。図３はこの発明の実施の形態にかかる自動料金収受システムにおける自動料金収受の方法を示すフローチャートである。図３に示すように、まず、図２の制御装置１ａは応答要求信号生成手段１２によって周期的に生成した応答要求信号を、情報授受手段１６、料金所送受信器１８、及びアンテナ８を介して送信し続ける（ステップ１）。
【００１３】
続いて、ＥＴＣ車３が通信エリア７に侵入すると、ＥＴＣ車３は、上記アンテナ８から発信された応答要求信号を車載機側アンテナ１９にて受信する。応答要求信号を受信したＥＴＣ車３は、車載機２０にて上記応答要求信号に対する応答信号を生成し、車載機側アンテナ１９を介してアンテナ８に返信する。制御手段１ａはこの応答信号をアンテナ８にて受信し、料金所送受信器１８、情報授受手段１６を介して応答信号受信手段１４に記録する。（ステップ２）
【００１４】
続いて、通信開始判定手段１５は応答信号受信手段１４に複数の応答信号を受信したかを確認する。応答信号を受信していても、未だ１回の場合には、通信の開始を見合わせ、複数回の受信を待つ。一方、通信開始判定手段１５は応答信号受信手段１４にて複数の応答信号が受信されたことを確認した場合には、車載機２０と料金所１との間で料金収受のための情報交換開始を許可する（ステップ３）。
【００１５】
更に、図４はこの実施の形態１にかかる自動料金収受システムにおける自動料金収受方法を示す詳細図である。図１においてアンテナ８からは通信エリア７に向かって応答要求信号が周期的に発信されている。ここで、ＥＴＣ車３が料金所エリアに進入した場合を考えると、通信エリア７の中の白抜き部分９においては情報の授受が比較的確実に行われるが、それ以外の斜線部分１０、１１では不確実性も否定できない状態である。このことから、図４に示すように、アンテナ８から周期的に送出されている応答要求信号３１に対して車載機２０（図２参照）から返信されるはずである応答信号１４が、アンテナ８で正常に受信できなくなる場合がある。このような状況で料金収受に必要な信号の授受を開始すると、正常に情報の授受を完了できなくなる可能性がある。このため、この実施の形態にかかる自動料金収受システムでは、制御装置１ａ内に通信開始判定手段１５を備え、車載機２０からの応答信号を受信しても直ちに通信を開始するのではなく、あらかじめ設定した複数回の応答信号を受信するという条件を満足した場合に通信を開始するようにしている。即ち、この通信開始判定手段１５は、通信の開始を判定するための閾値となる応答信号の受信回数を備えている。尚、この実施の形態では、特にこの受信回数を、連続して応答信号を正常に受信できた回数（連続受信回数Ｍ）として記憶している。このように連続を要件とすることにより、更に正確にＥＴＣ車３が通信エリア７の白抜き部分９に侵入したことを把握できるからである。図４はその連続受信回数Ｍ＝３の場合である。
【００１６】
図４に示すように、制御装置１ａは、周期的にアンテナ８から応答信号を送信し、応答要求信号３１ａにて初めて応答信号３３ａを正常に受信した。しかし、次の応答要求信号３１ｂに対する車載機２０からの応答信号３３ｂの受信には失敗している。これは、ＥＴＣ車３が通信エリア７の斜線部１０に侵入したことを示唆している。この段階では、通信開始判定手段１５は応答信号受信手段１４に記録された応答信号の受信回数が連続受信回数Ｍ＝３に満たないため、通信開始を許可しない。
【００１７】
一方、つづく３番目から５番目までの応答要求信号３１ｃ〜３１ｅに対する応答信号３３ｃ〜３３ｅは制御装置１ａにて正常に連続して３回受信されている。これはＥＴＣ車３が斜線部１０を通過し、白抜き部９に進入したことを示唆している。この段階になると、通信開始判定手段１５は、応答信号受信手段１４に記録された応答信号を連続して正常に受信した回数が連続受信回数Ｍ＝３に達したことにより、通信の開始を許可する。この許可によって、以後車載機２０と料金所１との間に料金収受に必要な情報の交換が開始される。
【００１８】
このように、この実施の形態にかかる自動料金収受システムは車載機２０からの応答信号を受信しても直ちに通信を開始するのではなく、あらかじめ設定した複数回の応答信号を受信した場合に通信を開始することとしている。このため、ＥＴＣ車３が確実に通信エリア７の白抜き部分９に侵入してから料金収受に必要な情報の交換を開始することができ、情報の授受を比較的確実に行うことができる。さらに、この実施の形態では、連続を条件とすることによって、より正確に情報の授受を行うことができるという効果がある。
【００１９】
尚、この実施の形態では、アンテナ８を送信器兼受信器として使用した。しかし、この発明はこれに限定されるものでなく、送信器と受信器を別々にし、両者を異なる場所に設置してもかまわない。送信器は道路中央、あるいは道路路肩に道路に向けて設置することにより、通信領域を確保することができる。また、この実施の形態においては、アンテナ８を料金所１（料金所エリア１００）に設置した場合について説明した。しかし、この発明はこれに限定されるものではなく、本線上に設置されてもよい。
【００２０】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２にかかる制御装置１ａを中心とした説明図である。この実施の形態２にかかる制御装置１ａは、図２に示す実施の形態１にかかる制御装置１ａの構成に加え、送出カウンタ１３及び異常受信カウンタ２７を備えている。この送出カウンタ１３は、応答要求信号生成手段１２及び通信開始判定手段１５に接続される。また、異常受信カウンタ２７は応答信号受信手段１４及び通信開始判定手段１５に接続されている。
【００２１】
次に動作について説明する。図６及び図７は、この実施の形態２にかかる自動料金収受システムにおける自動料金収受方法を示す詳細図である。まずＥＴＣ車３が不確実な通信エリアである１０に進入すると、応答要求信号生成手段１２から送出された応答要求信号に対し、その信号に応答した応答信号が車載機２０から返信される。そして、通信開始判定手段１５は、応答信号受信手段１４で最初に正しく応答信号が受信されたときを基点に、通信開始の判定をはじめる。即ち、この実施の形態では、応答信号受信手段１４で最初に正しく応答信号が受信されたときを基点として、この基点の後に送出された応答要求信号の回数が送出カウンタ１３に記憶される。これを図６の場合についてみると、最初に正しく応答信号が受信されたのは応答信号３３ａであるため、この応答信号３３ａが受信されたときを基点に、通信開始判定手段１５は通信開始の判定を開始する。そして、送出カウンタ１３には３１ａ〜３１ｆに至るまでの６回の応答要求信号の送出がカウントされる。
【００２２】
これに対し、上記基点の後において車載機２０からの応答信号を正常に受信できなかった回数が異常受信カウンタ２７には記憶される。これを図６の場合についてみると、応答要求信号３１ｂ及び３１ｆに対する応答信号が正常に受信できなかったため、異常受信カウンタ２７にはこの２回が記憶される。
【００２３】
ここで、この実施の形態にかかる通信開始判定手段１５は実施の形態１に説明した機能に加え、異常受信カウンタ２７に記憶された回数が、送出カウンタ１３に記憶された回数に応じてあらかじめ設定された許容異常回数Ｎの条件を満足した場合に通信の開始を許可するという機能を有する。即ち、この実施の形態にかかる通信開始判定手段１５は、実施の形態１で説明した通信開始を許可するための閾値である連続受信回数Ｍの他に、許容異常回数Ｎを閾値として有している。そして、たとえ制御装置１ａが応答信号を連続して正常に受信した回数があらかじめ設定された連続受信回数Ｍを上回ったとしても、応答信号の受信に失敗した回数があらかじめ設定された許容異常回数Ｎの範囲にない場合でなければ、通信の開始を許可しない。このような場合には、送出カウンタ１３がリセットされ、再び新たに応答信号が正常に受信されたときから通信開始の判定が行われることとなる。
【００２４】
これを連続受信回数Ｍ＝３、許容異常回数Ｎ＝１である場合について図６、図７で説明する。ここで、許容異常回数Ｎ＝１は、送出カウンタ１３の送出回数が６回の時の値としてあらかじめ設定されている。図６においては、応答要求信号３１ｃ〜３１ｅの間で３回正常に応答信号が受信されている（３３ｃ〜３３ｅ）。従って、連続受信回数Ｍ＝３以上の条件を満たすため、実施の形態１であれば、この状態で通信の開始が直ちに許可されるはずである。しかし、この図６では、制御装置１ａは応答要求信号３１ｂ及び３１ｆに対する応答信号の受信に計２回失敗している。このため送出回数６回に対する許容以上回数Ｎ＝１以内という条件を満足しない。従って、この実施の形態２では通信開始判定手段１５は通信の開始を許可しない。その結果、送出カウンタ１３はリセットされ、再び改めて応答信号が受信されたときより通信開始の判定が行われることとなる。
【００２５】
一方、図７は応答要求信号３１ｃ〜３１ｆに対して連続して４回正常に応答信号を受信している（３３ｃ〜３３ｆ）。従って連続受信回数Ｍ＝３の条件を満足する。さらに、この図７の場合には応答信号の受信に失敗したのは３３ｂの１回のみである。このため、この図７の場合は、許容異常回数Ｎ＝１以下という条件も満足する。従って、通信開始判定手段１５は通信の開始を許可し、以後制御装置１ａと車載機２０との間で料金収受に必要な情報の交換が開始される。
【００２６】
この実施の形態では、実施の形態１の構成に加え、送出カウンタ１３と異常受信カウンタ２７とを備え、応答信号の受信失敗回数があらかじめ設定された許容異常回数Ｎの範囲にない場合には料金収受に必要な情報交換の開始を認めないこととした。このため、実施の形態１の場合よりさらに、情報の授受を確実に行うことが可能となる。
【００２７】
尚、この実施の形態２では、通信開始の閾値として連続受信回数Ｍと許容異常回数Ｎとの両方をもつ通信開始判定手段１５について説明した。しかし、この発明はこれに限定されるものではなく、許容異常回数Ｎのみを閾値として有しているものを含む。また、この実施の形態では実施の形態１と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略した。
【００２８】
【発明の効果】
この発明にかかる自動料金収受システムは、応答要求信号を送信する送信器と、応答要求信号に応答する車載機からの応答信号を受信する受信器と、受信器によって応答信号を複数回受信した場合に通信の開始を行う通信開始判定手段とを備えて構成されたものであり、車載機を搭載した車両と料金所の間における情報の授受をより確実なものとし、システムのスムーズな運用を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる自動料金収受システムの構成を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１にかかる制御装置１ａを中心とした説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１にかかる自動料金収受システムにおける自動料金収受の方法を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１にかかる自動料金収受システムにおける自動料金収受方法を示す詳細図である。
【図５】実施の形態２にかかる制御装置１ａを中心とした説明図である。
【図６】実施の形態２にかかる自動料金収受システムにおける自動料金収受方法を示す詳細図である。
【図７】実施の形態２にかかる自動料金収受システムにおける自動料金収受方法を示す詳細図である。
【符号の説明】
１  料金所、１ａ  制御装置、２  通路分離帯、３  ＥＴＣ車、４  通路、５  支持体、７  通信エリア、８  アンテナ、１２  応答要求信号生成手段、１３  送出カウンタ、１４  応答信号受信手段、１５  通信開始判定手段、１６  情報授受手段、１８  料金所送受信器、２０  車載機、２７  異常受信カウンタ、１００  料金所エリア
【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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【図６】
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【図７】
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