JP3357367B2 - 使用精算システム - Google Patents

使用精算システム

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、移動体（例えば乗用車、オートバイ、バ
ス、トラック、船舶、鉄道車両、航空機、人間、小口扱
い貨物）が移動行程網（例えば自動車道路網、水路網、
鉄道網）を辿った区間、又は、移動体が乗り入れた地理
的ゾーン（例えば市内領域、空間ゾーン、自然公園ゾー
ン）を、使用精算システムのために識別する識別装置を
有する使用精算システムに関する。
ヨーロッパ特許出願公開第EP−Ａ−0519630号公報か
ら、GPSシステムを介して位置データを求め、表示装置
を介して教える自動車のための位置検出システムが公知
である。このGPSシステムは、例えばヨーロッパ特許出
願公開第EP−Ａ−0519630号公報に開示されている別の
位置検出システムにも利用されている。データ記録は、
メモリカード又はPCに行うことができる。
最後に、ドイツ特許出願公開第DE−Ａ−3537730号公
報に、目的点へ自動的に案内する装置が開示されてい
る。この場合、無線による場所探知は、既知の設置場所
を有する送信機を介して行われ、更に、移動体の実際の
コースが求められる。
橋又はトンネルの使用料金を精算するために、国境検
問所に類似する精算所を設けることが普通である。精算
所では、作業員又はコイン自動支払機により、その都度
の料金が請求される。高速道路の料金精算のために、フ
ランス又はイタリアで利用されているシステムでは、高
速道路の入口と、無料高速道路区間から有料高速道路区
間への移行個所とで、その都度運転者によりチケットが
引出され、このチケットには入口個所が機械的に読取り
可能に記入されている。出口個所、又は、有料高速道路
区間から無料高速道路区間への移行個所では、このチケ
ットに基づいて、使用された全区間が求められ、その都
度の使用料金が計算され、徴収される。このシステムは
確かに確実な精算を可能にするが、しかし必要な基幹施
設（インフラストラクチャ）例えばチケット自動引出し
装置を有する精算所、遮断機、光装置等の設置のために
大きい投資を必要とするだけでなく、精算所での昼夜の
仕事のために多数の従業員を必要とする。その上、交通
の流れがとりわけ交通ピーク時に精算行為により大幅に
妨げられる重大な欠点がある。
このような煩わしさを回避するために、スイスでは数
年来、高速道路使用料金を取立てる別のシステムが利用
され、このシステムは所定時間区間に対する一括支払を
基礎にしている。一括料金を支払って運転者は装飾図案
付証書を購入する。この証書は外部から見えるように自
動車に取付けられ、従って、高速道路を走行する権利を
有することが外部から分かり、コントロール可能に記録
される。このシステムは大きいインフラストラクチャを
必要としない。何故ならば既存の設備を利用して装飾図
案付証書を販売でき（例えば郵便局、国境検問所）コン
トロールをできる（例えば高速道路国境検問所、警察の
パトロール隊）からである。しかしこの場合実際の使用
規模に応じた精算は不可能であり、従ってコスト計算の
際に、受益者負担の原理が充分に考慮されていない。
実際の使用規模に応じた個別の精算を可能にするシス
テムも既に提案されている。しかしこれらのシステムは
適切な局地的なインフラストラクチャの設置を前提とし
ている。何故ならばこれらのシステムは例えば赤外線装
置又はHF応答機（トランスポンダー）又はRF応答機（ト
ランスポンダー）を基礎としているからである。すなわ
ち、その都度の有料道路区間、又は対応する所定の地理
的ゾーン、例えば自動車交通が制限される市内領域等に
ある個々の自動車を検出及び識別する特別の機械装置を
基礎とするからである。応答機（トランスポンダー）技
術は、数年来、軍事的航空運輸の領域から公知であり、
これにより飛行物体において敵と味方とを区別する。そ
の原意は識別すべき対象がコントロール個所（例えば地
上ステーション、船舶、又は航空機）から（例えばレー
ダーにより）無線により問いかけられ、次いでこの対象
は自動的に適切な認識信号をその都度のコントロール個
所に送信する。これを、高速道路料金精算システムの場
合に適用するときは、有料高速道路網に沿って特定の個
所（例えば入口及び出口）に相応する機械的コントロー
ル個所を設置し、これにより使用精算に必要なデータの
隙間の無い検出を行わなければならないことになる。従
って、このようなシステムは、面的に広がる特別のイン
フラストラクチャの設置のために大きいコストを必要と
する。
本発明の課題は、高速道路料金の精算のためだけでな
く移動体による所定領域（区間、面、空間）のその他の
使用を検出するためにも適し、比較的小さいインフラス
トラクチャ的コストしか必要としない冒頭に記載の形式
の装置を提供することにある。
上記課題は、本発明により、請求の範囲第１項の特徴
部分に記載の特徴により解決される。本発明の有利な実
施例は、第２項〜第23項に記載されている。
次に本発明を、高速道路使用料金精算システムを例
に、詳細に説明する。ただ１つの図は、高速道路網の一
部を示す。
本発明の装置は、３つの機能ブロックから形成され
る。すなわち、 − 自動車内部の位置検出システムのブロックと、 − 自動車内部の精算システムのブロックと、 − 精算データ担体としての移動メモリ媒体のブロック
とである。
位置検出システムは、自動車の実際の地理的位置を検
出するための情報を受信する装置と、実際の位置を一時
的に記憶する第１のメモリ装置とを有する。位置検出の
ための情報は、ワイヤレスで、高速道路網とは無関係に
独自に設けられているシステムから受信される。このシ
ステムはすでに多数存在し、あるいはその目的に比較し
て僅かなコストで相応する情報を送信することもできる
ように形成できる。例として、衛星航法システム（例え
ばGPS,Glonass）、又は既存の無線電話網を基礎とした
無線方向探知システム（例えばＣ網,D網,E網）があり、
隣接の地上ステーションへの信号走行時間が異なること
を利用して非常に正確な位置検出を行うことができる。
衛星航法システムの場合、位置検出精度を高めるため
に、補正信号を受信する（例えば差分GPSシステムのた
めの）受信機を設けると好適である。これにより、例え
ば衛星軌道誤差、時間誤差、及び信号伝搬誤差等の誤差
が、補償され、10mより小さい場所分解能が可能であ
る。このような補正信号は、例えばラジオ（例えばRD
S）を介して、又はGSM無線電話網を介して送信できる。
自動車位置を無線通信と、車載のセンサとから求めるシ
ステムも可能である。その都度の走行開始前に自動車位
置が車載通信装置を介して得られる場合、例えば、（例
えば後輪の回転数等を介して）走行距離を求めるセンサ
と、ディジタル化された道路網に基づいて正確な場所検
出を可能にする地磁気センサとを設けることもできる。
（例えば遮蔽効果又は不都合な衛星位置により）位置検
出システムが短時間故障した場合でも、位置データの連
続的記録の継続を可能にするために、（例えば地磁気セ
ンサの形の）推測航法センサを自動車に搭載することも
可能である。
車載精算システムは、まず初めに、所定の地理的位置
（識別点）を恒久的に記憶する第２のメモリ装置を有
し、この第２のメモリ装置は道路網及び／又は所定ゾー
ンの個々の道路を一義的に表すことを可能にする。更に
計算装置が設けられ、この計算装置は比較装置として動
作し、常に短い間隔（例えば毎秒１又は２回）で実際の
自動車位置を識別点の記憶されている位置データ（座
標）と比較する。位置データが充分に正確に一致する
と、計算装置はこの識別点に割当て可能な丁度走行中で
ある高速道路部分区間を識別する。これについては後に
詳細に説明する。
識別された高速道路部分区間を使用したことは、計算
装置により移動メモリ媒体に記帳される。移動メモリ媒
体とは、自動車の運転者により携帯され、使用する場合
には読出し／書込み装置を介して情報技術的に計算装置
と接続可能であるものをいう。有利にはこの移動メモリ
媒体は磁気テープメモリカード又はチップメモリカード
として形成されている。しかし例えばPALモジュール又
はFPLAモジュール又はFPLSモジュール等のプログラマブ
ルメモリモジュール等の別の媒体も可能である。
位置検出システムにより外部から受信された情報が、
狭い意味では位置データではないときは、計算装置は、
この情報からその自動車位置の座標を計算する付加的役
割を引受る。識別点の位置データを有する第２のメモリ
装置は、第１のメモリ装置の中に一体的に組込むことが
できる。しかし有利には第２のメモリ装置を移動メモリ
モジュールの中に集積する。
使用精算の原理を、道路網の一部であり図に示されて
いる部分に基づいて説明する。図中、有料高速道路１の
外に、これと交差する無料道路4,5,6が示されている。
高速道路１の出入口2a及び2bは、矩形により示されてい
る。これらの図示の個所の地理的位置は、識別点として
第２のメモリ装置の中に記憶されている。計算装置によ
り矩形2a及び2bの位置と（所定の精度で）一致する実際
の自動車位置が検出される場合、これは自動車が有料高
速道路区間の中にあることを意味することもある。しか
し高速道路１を横切って無料道路４又は５を走行してい
るにすぎないこともある。同様に、後に第２の矩形を通
過することも、この意味で一義的に解釈できない。例え
ば、矩形2aから道路４及び５を走行して矩形2bに到達す
ることも可能であり、高速道路１を走行して到達するこ
とも可能である。この理由から、高速道路１に設けられ
ている２つの直接に隣接する出入口の間に、高速道路１
に位置しそれぞれ少なくとも１つの別の（円により示さ
れている）識別点3a,3bが設けられ、記憶されている。
この別の識別点3a,3bにより、識別された出入口の後に
この識別点を通過すると、いずれの高速道路部分区間を
丁度使用したかが一義的に分かり、従ってコスト精算の
相応の記帳を移動メモリ媒体に行うことができる。高速
道路網をすべての部分区間も含めて完全に表すために、
高速道路交差点及び高速道路合流・分岐点も識別点とし
てそれらの位置座標と一緒に記憶される。
原理的には使用料金の効果的な精算を例えば月毎にそ
れぞれ記録されている使用に基づいて料金支払所で行う
ことも可能である。しかし有利にはテレフォンカードに
類似する移動メモリ媒体を使用する。これは、このよう
な“高速道路料金カード”を使用者が購入し、これによ
り使用者が前もって所定規模の高速道路使用権利（使用
預託金）を購入することを意味する。高速道路を実際に
使用する場合、順次にその都度走行した部分区間の料金
を実際の使用預託金から引出す。
高速道路網の識別点の外に、使用料金体系も移動メモ
リ媒体に記憶されている場合、これは、簡単に使用可能
な預託金残高を段階状に減少させることが実現できる大
きい利点を有する。例えば、ある特定の地域又はある特
定の経路（例えば外国一時通過高速道路）のための特別
の高速道路料金カードを発行することが可能である。異
なる自動車タイプ（乗用車、オートバイ、バースト、ト
ラック）に対して異なる料金体系を適用する場合、これ
も異なって形成され別の料金体系が設定されている高速
道路料金カードにより問題なく考慮できる。
有利にはコンパクトな移動記帳機器として形成されて
いる本発明の装置の車載構成要素は、例えばカーラジ
オ、ナビゲーションシステムの端末、又は移動無線機器
の中に一体的に集積でき、ひいては自動車の中に固定し
て内蔵させることが可能である。移動機器は、とりわ
け、相当する装置を有しない外国の自動車の料金精算に
適切である。この場合、国境検問所で高速道路使用カー
ドの外に記帳機器も相応の賃貸料金で借りることができ
る。記帳機器は、有利には、高速道路網カードが対応す
る書込み／読出し装置の中に導入されることにより作動
される。自動車が停止している場合記帳機器は自動的に
スイッチオフされ、再び走行すると自動的に再び作動さ
れるように形成できる。有利には有料ゾーンに入ったこ
とを運転者に教え、更に、（燃料タンク表示装置のよう
に）使用預託金が間もなく零になることを適切な時点に
はっきりと教える車載表示装置が、設けられる。好適に
は、実際の使用預託金が連続的に表示される。有利に
は、高速道路部分区間（例えば休憩所、給油所、駐車場
等）に沿って、ステーションを設け、これらのステーシ
ョンでは、支払金額に応じて使用預託金を満額にするこ
とができ、又は新しい高速道路使用カードを購入するこ
とができる。
本発明の装置は、必要な場合は使用の非常にきめ細か
い精算を可能にし、この精算では使用の頻度（例えば有
料ゾーンの中での滞在時間の検出）も考慮できる。この
ために相応するパラメータの入力が可能になっている。
１つの有益な変形は、例えば交通量が少ない時間帯（例
えばそのような季節又は夜間）では個々の部分区間又は
高速道路網全体の料金体系を低くし、これにより交通量
をずらして負担が大きい時間帯の負担を軽減できる。
有料区間又はゾーンの不正使用を防止しこのような不
正使用を追跡可能にするために、外方へ作用する信号装
置（例えばHF送信機、RF送信機、赤外線信号のためのレ
ーザダイオード等）が好適であり、この信号装置は精算
方法が規則通りの場合には、したがって道路使用が合法
的である場合には動作し、“OK"信号を送信する。これ
により、（例えば高速道路出口で使用されるコントロー
ル用自動車の中に設置されている）外部に配置されてい
る受信ステーションは、料金検出装置を持っていない自
動車、又は料金検出装置が正しく機能しない自動車、す
なわち、支払うべき料金を支払わない自動車を検出でき
る。代替的に又は補足的に、外方へ作用する信号装置
（例えばコントロール用カラー照明）を設ける。この信
号装置は、使用預託金が零になっても有料領域内で走行
を継続すると自動的に作動する。このような場合に、自
動車の識別を可能にする無線信号を監視ステーションに
送信することも可能である。このような場合、無許可の
使用継続の規模を、局地的な交通コントロールのための
移動メモリモジュールに記録できる。
本発明の解決法の１つの重要な利点は、基幹施設（イ
ンフラストラクチャ）を新たに設ける必要が全く無い
か、又は少なくとも大規模に設ける必要はなく、すなわ
ち既存の装置を使用するだけで済み、従って、本発明の
装置を、使用料を精算すべき領域とは無関係に独自に設
けることができることにある。別の１つの重要な利点は
有料使用の検出及び精算を自動車自身の中で自律的に行
うことができ、従ってデータ保護の面で、走行状況の監
視という望ましくないことを除外できる好適な条件が得
られる。本発明では、それぞれの自動車が有料領域内で
辿った全区間の識別を可能にする情報が、記憶されたま
ま残ることが無い。走行した部分区間に関する一時的に
緩衝記憶されている情報は、使用料金を使用預託金から
引出した後に消去される。自動車が、実際に走行してい
る部分区間の始点を表す最後に通過した識別点の座標が
メモリの中に新たに記憶される。しかし、はっきりと要
望があった場合、特別の料金預託金引出し機器を提供
し、辿ったすべての道路区間を間隙無く記録し、これに
より、例えば運送会社のために自動的に走行記録を実行
することもできる。
冒頭に説明したように、本発明の装置の使用は、道路
交通に制限されず、多数の別の用途も可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−35951（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−275599（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−67113（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−12419（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G07B 15/00 G06F 17/60 G08G 1/0968

Claims (23)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】移動体が移動行程網を辿った区間、又は、
    移動体が乗り入れた所定の地理的ゾーンを識別する識別
    装置を有する使用精算システムにおいて、上記識別装置
    が ａ） 移動体の外部に位置し、辿ることが可能な区間及
    び所定の地理的ゾーンとは無関係に独自に設置され、移
    動体の実際の地理的位置を検出するための情報を無線で
    伝達するシステムと、 ｂ） 移動体により携帯され、無線伝達された位置検出
    情報を受信する受信システムと、 ｃ） 移動体により携帯され、移動体の実際の地理的位
    置のデータを一時的に記憶する第１のメモリ装置と、 ｄ） 移動体により携帯され、移動行程網の個々の区間
    及び／又は所定の地理的ゾーンを一義的に表す所定の地
    理的位置（識別点）を恒久的に記憶する第２のメモリ装
    置と、 ｅ） 移動体により携帯され、規則的間隔で求められた
    移動体の地理的位置を識別点の位置データと比較する比
    較装置と、 ｆ） 移動体が丁度通過し比較装置により求められ識別
    点と一致した地理的位置に基づいて、移動体が辿った区
    間及び／又は移動体が入り又は出た所定の地理的ゾーン
    を識別する、移動体により携帯されている識別装置と、 ｇ） 識別された実際に移動体が辿った区間及び／又は
    所定の地理的ゾーンの中の移動体の滞在を記帳するため
    に、識別装置本体と情報技術的に接続可能な移動メモリ
    モジュールとを具備することを特徴とする使用精算シス
    テム。
  2. 【請求項２】移動体により計算装置が携帯され、前記計
    算装置は、無線で伝達された情報がそれ自体は位置デー
    タを表していない場合、無線で伝達されたその情報から
    移動体の地理的位置を計算することを特徴とする請求の
    範囲第１項に記載の識別装置。
  3. 【請求項３】地理的位置に関する情報を無線で伝達する
    システムが、衛星航法システムであることを特徴とする
    請求の範囲第１項又は第２項に記載の識別装置。
  4. 【請求項４】位置検出の精度を高める補正信号を受信す
    る携帯受信システムが設けられていることを特徴とする
    請求の範囲第３項に記載の識別装置。
  5. 【請求項５】移動体により、例えば地磁気センサの形の
    推測航法センサが携帯され、前記推測航法センサは、ナ
    ビゲーションシステムが短時間故障した場合でも、位置
    データの連続的記録を継続することを特徴とする請求の
    範囲第３項又は第４項に記載の識別装置。
  6. 【請求項６】地理的位置に関する情報を無線で伝達する
    装置がセルラー無線電話網の中に組込まれ、移動体の中
    の受信装置が無線電話であり、位置検出が移動体から無
    線電話網の個々の受信ステーションまでの異なる信号走
    行時間に基づいて無線電話網の計算機により行われ、そ
    の結果が位置データとして移動体に伝達され、無線電話
    が識別データを規則的に送信し、実際の電話使用時でな
    くとも位置データを受信する装置が設けられていること
    を特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の識別
    装置。
  7. 【請求項７】地理的位置に関する情報を無線伝達するシ
    ステムが、無線方向探知システムであることを特徴とす
    る請求の範囲第１項又は第２項に記載の識別装置。
  8. 【請求項８】移動メモリモジュールが、磁気テープメモ
    リカード又はチップメモリカードであることを特徴とす
    る請求の範囲第１項から第７項のうちのいずれか１つの
    項に記載の識別装置。
  9. 【請求項９】識別点の位置データを有する第２のメモリ
    装置が、移動メモリモジュールの一部であることを特徴
    とする請求の範囲第１項から第８項のうちのいずれか１
    つの項に記載の識別装置。
  10. 【請求項１０】移動体が道路走行型乗り物であり、移動
    行程網が高速道路網である請求の範囲第１項から第９項
    のうちのいずれか１つの項に記載の識別装置において、 識別点に関する恒久的に記憶されているデータが、高速
    道路の接続個所（入口及び出口）と、２つの直接に順次
    に続く接続個所の間の高速道路区間の途中に位置する中
    間点とを基準としていることを特徴とする請求の範囲第
    １項から第９項のうちのいずれか１つの項に記載の識別
    装置。
  11. 【請求項１１】受信システム、第１のメモリ装置、比較
    装置、及び識別点装置が、統合されて１つの記帳機器を
    形成していることを特徴とする請求の範囲第１項から第
    10項のうちのいずれか１つの項に記載の識別装置。
  12. 【請求項１２】記帳機器の機能が、移動メモリモジュー
    ルの接続により作動可能であることを特徴とする請求の
    範囲第11項に記載の識別装置。
  13. 【請求項１３】記帳機器が、カーラジオの一部か、又
    は、ナビゲーションシステムの車載端末の一部であるこ
    とを特徴とする請求の範囲第11項又は第12項に記載の識
    別装置。
  14. 【請求項１４】記帳機器が、移動型に形成されている請
    求の範囲第11項から第13項のうちのいずれか１つの項に
    記載の識別装置。
  15. 【請求項１５】有料道路網の中で実際に辿られたと識別
    された道路区間の記帳及び／又は所定の地理的ゾーンへ
    の乗り入れが、それぞれ、第２のメモリ装置又は移動メ
    モリモジュールに恒久的に記憶されている道路網に関す
    る料金情報に基づいて、移動メモリモジュールの中に記
    憶されている預託金額（使用預託金）から引出す形で行
    うことができることを特徴とする請求の範囲第１項から
    第14項のうちのいずれか１つの項に記載の識別装置。
  16. 【請求項１６】選択された点、有利には高速道路の休憩
    所又は給油所に、記憶されている預託金額を再び満額に
    するための支払所が設けられていることを特徴とする請
    求の範囲第15項に記載の識別装置。
  17. 【請求項１７】移動体の中で、預託金額が間もなく零に
    なることを教える信号を出力する第１の表示装置が設け
    られていることを特徴とする請求の範囲第15項又は第16
    項に記載の識別装置。
  18. 【請求項１８】記帳機器が、移動体による道路網の使用
    の時間及び／又は頻度を表すパラメータの入力手段を有
    することを特徴とする請求の範囲第11項から第17y項の
    うちのいずれか１つの項に記載の識別装置。
  19. 【請求項１９】移動体の中に、使用精算をすべき区間又
    は地理的ゾーンへの乗り入れの際に識別装置により作動
    可能であり、対応する合図を移動体の中でシグナリング
    する第２の表示装置が設けられていることを特徴とする
    請求の範囲第１項から第18項のうちのいずれか１つの項
    に記載の識別装置。
  20. 【請求項２０】外方へ作用する信号装置が移動体により
    携帯され、預託額を使いきった後に、有料区間又は有料
    の対応する特定の地理的領域にさらに滞在するときにこ
    の信号装置が作動することを特徴とする請求項第15項か
    ら第19項のいずれか１つの項に記載の識別装置。
  21. 【請求項２１】外方へ作用する信号装置が移動体により
    携帯され、規則通りの使用精算が行われているかぎり前
    記信号装置がOK信号を送信することを特徴とする請求の
    範囲第15項から第19項のうちのいずれか１つの項に記載
    の識別装置。
  22. 【請求項２２】外方へ作用する信号装置が、光学信号、
    例えば赤外線信号であることを特徴とする請求の範囲第
    20項又は第21項に記載の識別装置。
  23. 【請求項２３】外方へ作用する信号装置が、無線信号を
    送信することを特徴とする請求の範囲第20項又は第21項
    に記載の識別装置。
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