(57)【要約】【課題】２アンテナ方式の入口料金所における第２アンテナでの交信に失敗しても出口料金所にて確実に課金処理を行なえるようにする。【解決手段】対距離方式で料金徴収を行なうために入口料金所において２アンテナ方式でＥＴＣ車載器と交信を行ないＥＴＣ車載器に挿入したＩＣカードに入口情報の書き込みを行なう場合に、ＥＴＣ車載器は入口料金所の第１アンテナとの交信で取得した情報の内、出口料金所における課金処理に必要な最小限情報のみを取得直後にＩＣカードに書き込む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対距離方式で料金徴収を行なうために入口料金所において入口側から順次第１及び第２アンテナを配設し、この第１及び第２アンテナとＥＴＣ車載器との間で交信を行ない、前記第１及び第２アンテナから受信した情報を前記ＥＴＣ車載器に挿入したＩＣカードへ書き込みを行なうＥＴＣシステムであって、前記ＥＴＣ車載器は前記入口料金所の第１アンテナとの交信で取得した情報の内、出口料金所における課金処理に必要な最小限情報のみを、前記第２アンテナとの交信前に前記ＩＣカードに書き込むことを特徴とするＥＴＣシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のＥＴＣシステムにおいて、前記最小限情報は入口料金所番号であることを特徴とするＥＴＣシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のＥＴＣシステムにおいて、前記最小限情報は入口料金所の第１アンテナとの交信で取得した入口料金所通過日時と車両番号の何れか又は双方を更に加えたものであることを特徴とするＥＴＣシステム。
【請求項４】
対距離方式で料金徴収を行なうために入口料金所において入口側から順次設けられた第１及び第２アンテナと交信を行ない、前記第１及び第２アンテナから受信した情報がＩＣカードに書き込まれるＥＴＣ車載器であって、
前記入口料金所の第１アンテナとの交信で取得した情報の内、出口料金所における課金処理に必要な最小限情報のみを、前記第２アンテナとの交信前に前記ＩＣカードに書き込むことを特徴とするＥＴＣ車載器。
【請求項５】
請求項４に記載のＥＴＣ車載器において、前記最小限情報は入口料金所番号であることを特徴とするＥＴＣ車載器。
【請求項６】
請求項４に記載のＥＴＣ車載器において、前記最小限情報は入口料金所の第１アンテナとの交信で取得した入口料金所通過日時と車両番号の何れか又は双方を更に加えたものであることを特徴とするＥＴＣ車載器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有料道路の自動料金収受（Electronic Toll Collection:ＥＴＣ）システムとそれに使用するＥＴＣ車載器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有料道路の料金所付近における車両の渋滞を解消する目的でＥＴＣシステムが各所に導入されている。このＥＴＣシステムは、ユーザーのＩＤ、車両番号（ナンバープレート番号）、出入口情報等を記憶するＩＣカードをＥＴＣ車載器に挿入した車両が料金所のＥＴＣ車線を通過すると、料金所のアンテナとＥＴＣ車載器との間で無線により料金支払いに必要な情報が交信され、係員の手を介することなく自動的に料金の支払いが行なわれるシステムである。
【０００３】
国内の高速道路では日本道路公団によるＥＴＣシステムが稼動している。この日本道路公団のＥＴＣシステムの内、対距離徴収方式で料金収受を行なうＥＴＣシステムの入口料金所においては、入口側から第１、第２の２つのアンテナが設置されていて、この２つのアンテナと車両に搭載されたＥＴＣ車載器との間で料金収受に必要な交信が行なわれる。
この内、第１アンテナにおける交信では、ＥＴＣ車載器側から車載器に登録されている車載器ＩＤ、車載器を設置する車両番号、車種情報等の車載器固有情報、ＥＴＣ車載器に挿入したＩＣカード（ＥＴＣカード）に記録されているＩＣカード番号、車両番号、車種、有効期限等の契約情報、過去の通行履歴情報等が第１アンテナに向けて送信される。反対に第１アンテナ側からは、入口料金所番号と入口料金所通過日時を含む入口情報、通行可否の車載器指示情報、通行履歴情報等がＥＴＣ車載器に向けて送信される。
【０００４】
また、第２アンテナにおける交信では、ＥＴＣ車載器側から車載器固有情報、契約情報等が、第２アンテナからは通行可否の車載器指示情報、入口情報、通行履歴情報等が送信される。
これらの情報の内、出口料金所での課金処理に必要な情報は入口情報に含まれている。この入口情報には、上記した入口料金所番号、入口料金所通過日時の他に入口料金所の入口付近に設置された車種判別装置により判別された通過車両の車種判別情報も含まれている。車種判別情報には、通過車両の車高、車長、車重、車軸数等の外観情報、ＣＣＤカメラにより読み取られたナンバープレート番号等がある。
【０００５】
しかし、この車種判別情報の中には、車高のように検出が第１アンテナでの交信には間に合わない項目もある。このため第２アンテナでは、第１アンテナで送信された入口情報に、その後に得られた車種判別情報を追加した入口情報がＥＴＣ車載器に送信される。そして、これらの入口情報はＥＴＣ車載器に挿入したＩＣカードに書き込まれ、その内容は出口料金所にて出口料金所に設置されたアンテナとの交信で読み取られ、課金処理に使用される。
【０００６】
このように、入口情報は第１と第２のアンテナにより２度、ＥＴＣ車載器に向けて送信される。そして、第２アンテナで送信される入口情報は第１アンテナでの入口情報に新たな情報を追加した情報であるため、課金処理のためには第２アンテナで受信した入口情報がＩＣカードに書き込まれていればよく、第１アンテナで受信した入口情報をＩＣカードに書き込まなければならない必然性はない。このため、ＥＴＣ車載器の中には、第１アンテナにて受信した入口情報を、受信直後すなわち第２アンテナと交信する前にＩＣカードに書き込む方式のものと書き込まない方式のものとがある。
【０００７】
ＥＴＣ車載器が受信する入口情報には、上記した各情報の他に最近では実運用上の情報も含まれており、その情報量（ビット数）はかなり多くなっている。また、ＥＴＣ車載器内における車載器とＩＣカードとの情報交換は、通常、９６００bpsのシリアル通信で行なわれるためデータの受け渡しに時間がかかる。更に、この車載器とＩＣカードとの情報交換の際には、送信データの確認、応答など様々な処理が行なわれるため、送信データ（ビット長）を通信速度で割って計算した所要時間の数倍の時間を要する。
【０００８】
このようにＥＴＣ車載器からＩＣカードに情報を書き込むのに時間を要していると、第１アンテナにかなりの速度で車両が進入してきた場合などには、その処理中に車両が第２アンテナに到達してしまう場合が生じる。このように、ＩＣカードへのデータ書き込み途中に車両が第２アンテナに到達してしまうと第２アンテナでの交信ができなくなってしまうという問題を生じる。
【０００９】
このような事態を避けるために、前述のように第１アンテナで受信した入口情報はＩＣカードに書き込まない方式のＥＴＣ車載器がある。しかしこの場合には、第１アンテナで入口情報をＩＣカードに書き込まないので、第２アンテナで交信に失敗すると入口情報がＩＣカードに書き込まれず、出口料金所において正しく課金処理が行なえないという事態が生じてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その課題は、２アンテナ方式の入口料金所における第１アンテナにて受信した入口情報の内、出口料金所における課金処理に必要な情報は確実にＩＣカードに書き込まれるようにすることにより、第２アンテナでの交信に失敗したとしても出口料金所にて確実に課金処理を行なえるようなＥＴＣシステム及びそれに使用するＥＴＣ車載器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を達成するための請求項１に記載の発明は、対距離方式で料金徴収を行なうために入口料金所において入口側から順次第１及び第２アンテナを配設し、この第１及び第２アンテナとＥＴＣ車載器との間で交信を行ない、前記第１及び第２アンテナから受信した情報を前記ＥＴＣ車載器に挿入したＩＣカードへ書き込みを行なうＥＴＣシステムであって、前記ＥＴＣ車載器は前記入口料金所の第１アンテナとの交信で取得した情報の内、出口料金所における課金処理に必要な最小限情報のみを、前記第２アンテナとの交信前に前記ＩＣカードに書き込むことを特徴とするＥＴＣシステムである。
【００１２】
このような構成のＥＴＣシステムによれば、課金処理に必要な最小限情報のみのＩＣカードへの書き込み時間は短いため、第１アンテナでの受信情報をＩＣカードに書き込み中に車両が第２アンテナの通信領域に到達して通信ができなくなる事態が避けられる。また、課金処理に必要な最小限の情報はＩＣカードに確実に書き込まれるため、出口料金所における課金処理に支障が生じない。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＥＴＣシステムにおいて、前記最小限情報は入口料金所番号であることを特徴とする。
最小限情報として入口料金所番号がＩＣカードに書き込まれていれば、出口料金所における課金処理は可能になる。また、入口料金所番号のＩＣカードへの書き込み時間は短いため請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のＥＴＣシステムにおいて、前記最小限情報は入口料金所の第１アンテナとの交信で取得した入口料金所通過日時と車両番号の何れか又は双方を更に加えたものであることを特徴とする。
このような最小限情報をＩＣカードに書き込んでおけば、出口料金所における課金処理か更に容易となり、それらの情報のＩＣカードへの書き込み時間は十分に短いため請求項１に記載の発明と同様の効果も得られる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、対距離方式で料金徴収を行なうために入口料金所において入口側から順次設けられた第１及び第２アンテナと交信を行ない、前記第１及び第２アンテナから受信した情報がＩＣカードに書き込まれるＥＴＣ車載器であって、前記入口料金所の第１アンテナとの交信で取得した情報の内、出口料金所における課金処理に必要な最小限情報のみを、前記第２アンテナとの交信前に前記ＩＣカードに書き込むことを特徴とするＥＴＣ車載器である。
【００１６】
このような構成のＥＴＣ車載器によれば、課金処理に必要な最小限情報のみのＩＣカードへの書き込み時間は短いため、第１アンテナでの受信情報をＩＣカードに書き込み中に車両が第２アンテナの通信領域に到達して通信ができなくなる事態が避けられる。また、課金処理に必要な最小限の情報はＩＣカードに書き込まれているため、出口料金所における課金処理に支障が生じない。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のＥＴＣ車載器において、前記最小限情報は入口料金所番号であることを特徴とする。
このような構成のＥＴＣ車載器によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のＥＴＣ車載器において、前記最小限情報は入口料金所の第１アンテナとの交信で取得した入口料金所通過日時と車両番号の何れか又は双方を更に加えたものであることを特徴とする。
このような構成のＥＴＣ車載器によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明のＥＴＣシステム及びそれに使用するＥＴＣ車載器の一実施形態について詳細に説明する。図２は、対距離徴収方式で料金収受を行なうＥＴＣシステムの入口料金所に配置される各種機器の配置概要を示したものである。ＥＴＣ車載器１を搭載した車両２はＥＴＣ車載器搭載車両のための専用車線に進入する。該専用車線に沿っては各種の機器が配置されている。
【００２０】
入口側から順に設置された第１アンテナ３、第２アンテナ４の２つのアンテナは、ＥＴＣ車載器１と無線交信を行なうためのものである。専用車線に沿って設置された４個の車両検出器５〜８は、車両２の通過を検出する。案内表示板９は車線の運用状況（ＥＴＣ専用車線、ＥＴＣ混在車線、一般車線の区別）を表示する。路側表示器１０は、車両２に対して通行の可否などのメッセージを表示する。発進制御装置１１は、通過車両２の発進を制御するもので第１アンテナ３との無線通信が正常に行なわれると開くものである。
【００２１】
この他、第１アンテナ３の手前付近には車種判別装置１２が設置されている。車種判別装置１２は、通過車両２の外観から車種を特定するための車高検出器１３、車軸数検出器１４、車長検出器１５、車重検出器１６や、通過車両２のナンバープレート番号を読み取り車種を特定するためのＣＣＤカメラ等で構成される。車種判別装置１２で得られた情報は、次に説明する車線制御装置に送られる。
【００２２】
車種判別装置１２を始めとする上記の各種機器は、車線制御装置に接続されている。図３は、車線制御装置２０の構成をブロック図で表わしたものである。車線制御装置２０は、無線通信装置２１に接続された第１アンテナ３、第２アンテナ４を介してＥＴＣ車載器１と交信し、ＥＴＣ車載器１の車載器固有情報、挿入されているＩＣカードに書き込まれている契約情報、通行履歴情報を取得する。車線制御装置２０は、それらの情報及び車種判別装置１２により得られた情報に基づいて車両２の通行の可否を決定する。結果は、路側表示器１０に表示され、通行可とする場合には発進制御装置１１のバーが開けられる。
【００２３】
車線制御装置２０はまた、無線通信装置２１と第１アンテナ３、第２アンテナ４を介して、通行の可否、入口情報、通行履歴をＥＴＣ車載器１に送信する。この入口情報の交信については後で詳述する。車線制御装置２０が集めた情報は、多数の車線制御装置を統括する中央処理装置２３に送られる。車両検出器５〜８が検出したタイミング信号は、車線制御装置２０が行なう各種処理のトリガ信号として用いられる。
【００２４】
図４には、ＥＴＣ車載器１の構成及びその内部のカードスロットに挿入されるＩＣカード４０の構成をブロック図で示す。ＩＣカード４０は、ＣＰＵ４１、不揮発性メモリであるフラッシュメモリ４２とインターフェイス回路４３により構成される。フラッシュメモリ４２には、ＩＣカード番号、車両番号、車種、有効期限等の契約情報、過去の通行履歴情報等、及び後述する入口情報が記憶される。
【００２５】
ＩＣカード４０は、ＥＴＣ車載器１のＣＰＵ３０とＩＣカードインターフェイス回路３１を介して情報交換を行なう。ＩＣカードインターフェイス回路３１とインターフェイス回路４３との情報交換は、９６００bpsのシリアル通信で行なわれる。ＥＴＣ車載器１のＣＰＵ３０にはアンテナ５０を備える無線通信装置３５が接続されており、このアンテナ５０、及び車線制御装置２０に接続された第１、第２アンテナ３、４とを介してＥＴＣ車載器１と車線制御装置２０との間の交信が行なわれる。この他、ＥＴＣ車載器１はメモリ３２、表示部３３、操作部３４を備える。
【００２６】
次に、本実施形態における車線制御装置２０とＥＴＣ車載器１との間で行なう交信内容、及び交信によりＥＴＣ車載器１が取得した情報のＩＣカード４０への書き込みについて、第１アンテナ３における交信と第２アンテナ４における交信とに分けて説明する。図１は、第１アンテナ３との交信において送受信される情報の内容とその情報が送られる方向を表わしたものである。なお、この場合の無線通信方式は、社団法人電波産業会（ＡＲＩＢ）の有料道路自動料金収受システム標準規格（ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７５）に従って行なわれる。車線制御装置２０はこの標準規格の基地局に相当し、ＥＴＣ車載器１は移動局に相当する。
【００２７】
車両２が第１アンテナ３の通信エリアに入り、車線制御装置２０とＥＴＣ車載器１との間で通信状態が確立すると、車線制御装置２０からＥＴＣ車載器１に対し車載器固有情報の送信要求が出される（図示せず。）。ＥＴＣ車載器１はこれに応答して車載器固有情報を車線制御装置２０に送信する（Ｓ１）。ここで車載器固有情報とは、車載器ＩＤ、車載器を設置する車両番号、車種情報等である。これらの情報に基づいて車線制御装置２０は、進入した車両２がＥＴＣシステムを利用できる車両か否かを判定する。
【００２８】
利用可能な車両と判定した場合には、続いて契約情報、通行履歴情報の送信要求を発する（図示せず。）。契約情報、通行履歴情報はＩＣカード４０に記憶されている。従って、ＥＴＣ車載器１は送信要求を受けて、予めＩＣカード４０からメモリ３２に読み出しておいたそれらの情報を車線制御装置２０に送信する（Ｓ２、Ｓ３）。ここで、契約情報とはＩＣカード番号、車両番号、車種、カード有効期限等の契約条件であり、通行履歴情報とはＩＣカード４０に記録されている過去の通行履歴情報である。
【００２９】
それらの情報の交信が完了すると、今度は車線制御装置２０からＥＴＣ車載器１に向けて、入口情報、通行履歴、続いて車載器指示情報を送信する（Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６）。ＥＴＣ車載器１は、それらの情報の受信を完了すると受信確認の返信を行なう（図示せず。）。
ここで、入口情報とは、入口料金所番号、入口料金所通過日時を含み、その他に前記車種判別装置１２にて、交信タイミングまでに検出された車両外観情報やナンバープレート情報を含む。通行履歴情報とは、過去の通行履歴に追加すべき新たな通行履歴情報である。また、車載器指示情報とはＥＴＣシステム利用車両として入口料金所の通行を許可するか不許可とするかの通行可否情報である。
【００３０】
本実施形態のＥＴＣシステム及びそれに使用するＥＴＣ車載器１の特徴は、上記のようにしてＥＴＣ車載器１が受信した入口情報の取り扱いにある。「背景技術」の項で説明したように、従来のＥＴＣ車載器の中には第１アンテナ３にて受信した入口情報を受信直後すなわち第２アンテナと交信する前にＩＣカード４０に書き込む方式のものと書き込まない方式のものとがある。これに対して本実施形態の場合、ＩＣカード４０には、受け取った入口情報の中で出口料金所における課金処理に最低限必要とされる最小限情報のみの書き込みを行なう（Ｓ７）。
【００３１】
この最小限情報とは入口料金所番号であり、また好ましくは入口料金所通過日時と車線制御装置２０がＥＴＣ車載器１から受け取った車両番号の何れか又は双方を加えた情報である。出口料金所において対距離徴収方式の課金処理を行なう場合に必要な最小限の情報は、有料道路を使用した距離を計算するために必要な入口料金所番号である。実際の課金処理には、他に車種、車両番号、口座番号等の契約情報も必要ではあるが、これらの情報は出口料金所においてもＥＴＣ車載器１との無線交信や車種判別装置を使用して自動確認できる。また、例えそれらの情報を出口料金所において自動確認できなかったとしても、その車両を停止させて係員が対応すれば確認することができる。従って、その車両が入った入口料金所番号さえＩＣカード４０に書き込まれていれば、それに基づいてユーザーに対して料金請求することは可能である。
【００３２】
このことから、本実施形態のＥＴＣシステム及びそれに使用するＥＴＣ車載器１では、第１アンテナ３との交信で取得した情報については、その中の入口料金所番号のみを課金処理に必要な最小限情報としてＩＣカード４０に書き込むようにする。但し、出口料金所において課金処理する場合に、ＩＣカード４０に入口料金所番号のみが書き込まれていることを根拠にして課金処理しては、ユーザーが不満を述べて料金支払いに素直に応じない場合も考えられる。従って、入口料金所番号に加えて入口料金所通過日時と車両番号の何れか又は双方を最小限情報としてＩＣカード４０に書き込んでおくことが好ましい。この場合の車両番号は、入口料金所において路側のＣＣＤカメラで計測したナンバープレート番号である。
【００３３】
入口料金所番号に加えて入口料金所通過日時と車両番号の何れか又は双方もＩＣカード４０に書き込まれていることを根拠とすれば、ユーザーからの料金収受が一層容易となる。またこの場合には、ＩＣカード４０に書き込まれているこれら最小限情報と、入口料金所の第１アンテナ３によりＥＴＣ車載器１から取得され車線制御装置２０を通して中央処理装置２３に記憶された情報、同じく入口料金所の車種判別装置１２により得られ車線制御装置２０を通して中央処理装置２３に記憶された情報、及び出口料金所における無線交信と車種判別装置により得られた情報とに基づいて、車両２を停止させずに自動課金処理することも可能である。
【００３４】
入口料金所番号のみをＩＣカード４０に書き込む場合、データ長は６バイトで済む。入口料金所通過日時と車両番号を追加するとしても１０バイト程度増加するのみであり、これらの情報を９６００bpsの速度でＩＣカード４０に送信して内部のフラッシュメモリ４２に書き込むのに要する時間は５〜１５msecの短時間で済む。このような短時間であれば、ＩＣカード４０に受信情報の書き込みを行なっている途中に第２アンテナ４の通信領域に車両２が到達してしまい第２アンテナとの交信ができなくなってしまう事態の生ずることがなくなる。そして、上記したような課金処理に必要な最小限情報はＩＣカード４０に確実に書き込まれるので、第２アンテナ４との通信に失敗して第２アンテナ４からＥＴＣ車載器１に送信された情報がＩＣカード４０に全く書き込まれなかっとしても出口料金所において当該車両の課金処理が可能となる。
【００３５】
図５は、第２アンテナ４における車線制御装置２０とＥＴＣ車載器１との間の交信内容とその送信方向を表わしたものである。第２アンテナ４においても車線制御装置２０からの要求によりＥＴＣ車載器１からは、契約情報、車載器固有情報、入口情報、通行履歴情報が送信される。また、車線制御装置２０からは、入口情報、通行履歴情報、車載器指示情報がＥＴＣ車載器１へ送信される。なお、車線制御装置２０から送られる入口情報には、第１アンテナ３での交信に間に合わなかった車両外観情報やその他の確認情報等が追加されている。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】入口料金所の第１アンテナとＥＴＣ車載器との間の交信内容を示す図である。
【図２】入口料金所における各種機器の配置概要を示す図である。
【図３】車線制御装置の構成を表わすブロック図である。
【図４】ＥＴＣ車載器及びＩＣカードの構成を表わすブロック図である。
【図５】入口料金所の第２アンテナとＥＴＣ車載器との間の交信内容を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
図面中、１はＥＴＣ車載器、３は第１アンテナ、４は第２アンテナ、１２は車種判別装置、２０は車線制御装置、４０はＩＣカードを示す。
【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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