JP5562756B2 - 不正車両監視システム、不正車両監視方法及びそのプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、車載器との無線通信を利用して不正車両を検知する不正車両監視システムに関する。

近年、高速道路などの有料道路では、乗用車やトラックなどの車両に搭載された車載器と表記する）との無線通信を利用して、道路の利用料金を自動的に収受するシステムが使用されることが多くなっている。

このようなシステムには、無線通信機能を有し、利用者がシガーソケットなどに任意に取り外し可能な車載器と、料金決済用ＩＣカードとして例えば電子マネーカードとを使用する方式がある。この方式では、利用者は、有料道路の入口ゲートで最大料金を電子マネーカードで支払いを行う。入口ゲートでは、入口用アンテナと車載器との無線通信により、車載器のＩＤ情報や入口ゲート番号などを含む入口情報が上位の中央システムに送信される。さらに、出口ゲートにおいても、出口用アンテナと車載器との無線通信により、車載器のＩＤ情報や出口ゲート番号などを含む出口情報が中央システムに送信される。

中央システムでは、これら入口情報と出口情報とに基づいて算出することで利用者の通行料金を決める。そして、入口ゲートで支払った最大料金に満たない場合には、その差額を利用者の電子マネーカードに対して返金を行なう処理を行なうこととなる。

特開２０００−３６０９４号公報

前述のような有料道路での自動的に料金を収受するシステムでは、車両から車載器が容易に着脱可能になっている。このため複数の車両が同じ入口ゲートを入った後、複数の車両から１台の車両にそれぞれの車両に搭載していた車載器を移し、その後全ての車載器が搭載された車両だけ最も近い出口ゲートから出て、その他車載器を搭載していない車両が長距離を走行して出口ゲートから出るような不正な料金収受が行なわれる可能性がある。

そこで、有料道路での自動的に料金を収受するシステムでは、不正な料金収受を行なう不正車両を検知できる不正車両監視システムの実現が求められる。

本実施形態によれば、不正車両監視システムは、通信手段と、情報取得手段と、位置検出手段と、判定手段と、記録手段と、不正車両検知手段とを備えた構成である。通信手段は、車両に搭載された車載器との間で無線通信を行なう。情報取得手段は、前記通信手段により前記車載器から送信される車載器情報を取得する。位置検出手段は、前記車載器からの電波に基づいて前記車載器の位置を検出する。判定手段は、前記位置検出手段にて検出された車載器の位置に基づいて前記車載器が所定の範囲内に存在する場合、当該車載器が複数存在するか否かを判定する。記録手段は、前記判定手段により前記所定の範囲に前記車載器が複数存在すると判定された場合に、前記各車載器に関連した前記車載器情報に関わる記録を行う。不正車両検知手段は、前記判定手段により前記所定範囲内に前記車載器が複数存在すると判定された場合に、前記車載器を搭載した車両を不正車両であると検知する。

実施形態に関するシステムの構成を説明するためのブロック図。 実施形態に関するテーブル情報を説明するための図。 実施形態に関する路側装置の動作を説明するためのフローチャート。 実施形態に関する不正車両の内容を説明するための図。 実施形態に関する車両監視システムの動作を説明するためのフローチャート。

以下図面を参照して、実施形態を説明する。

［システムの構成］
図１は、本実施形態のシステムの全体的構成を説明するためのブロック図である。

図１に示すように、システム全体は、アンテナ１０と、カメラ１１と、路側装置１２と、中央システム１３と、車両監視システム１４と、データベース１５と、ゲート装置１６とから構成されている。

本システムは、高速道路などの有料道路に適用するものである。アンテナ１０、カメラ１１及び路側装置１２はそれぞれ、便宜的に有料道路の出口ゲートに配置されている。アンテナ１０は、車両１に搭載されている車載器１００との無線通信を行なうための通信ユニットであり、車載器１００から発信された電波を受信する。アンテナ１０は、例えば、複数のアンテナ素子を平面に配列させたアレーアンテナであり、個々のアンテナ素子出力の位相差から受信した電波の発信方向を計測可能なものである。

カメラ１１は、出口ゲートに接近した車両１を撮影し、撮影画像（カメラ画像）を路側装置１２に伝送する。路側装置１２は、アンテナ１０及びカメラ１１に接続され、後述するように、車載器１００の位置検出、情報伝送、及び電波発射源可視化処理を実行するコンピュータから構成されている。路側装置１２は、アンテナ１０を介して、ＤＳＲＣ(dedicated short range communication)と呼ばれる狭域無線通信方式により、車載器１０との間で無線通信を行なう情報取得ユニット及び位置検出ユニットに相当する。

ゲート装置１６は路側装置を含み、図示しない入口ゲートに配置されており、例えば電子マネーカードで支払い処理の情報、車載器１００との無線通信による車載器のＩＤ情報や入口ゲート番号などを含む入口情報を中央システム１３に送信する。なお、本実施形態では、便宜的に、出口ゲートは、係員が常駐せずに、自由に通過できる所謂フリーフロー（ＦＦ）出口ゲートとする。

中央システム１３は、有料道路の通行料金収受を自動的に処理する料金収受システムであり、コンピュータシステムにより構成されている。本実施形態の車両監視システム１４は、中央システム１３に組み込まれており、後述する不正車両の検知および通知を含む不正車両監視処理を実行する判定ユニット及び監視情報生成ユニットに相当する。データベース１５は、中央システム１３により処理された情報を蓄積すると共に、車両監視システム１４により作成されるテーブル情報（図２を参照）を蓄積する。

［システムの動作］
以下、図２から図５を参照して、本実施形態のシステムの動作を説明する。

まず、本実施形態のシステムは、車両１のシガーソケットなどに任意に取り外し可能な車載器１００と、料金決済用ＩＣカードとして例えば電子マネーカードとを使用する方式である。車載器１００はＤＳＲＣ方式の無線通信機を内蔵し、有料道路に入る際には入力ゲートに配置された入口用アンテナと、また有料道路からおりる場合は出口ゲートに配置されたアンテナ１０（出口アンテナ）と無線通信を行なう。車載器１００は、車載器のＩＤ情報（車載器識別情報）として、例えばＷＣＮ（wireless call number）情報（車載器に付与されている固有番号）を送信する。

本実施形態の路側装置１２は、アンテナ１０で受信した、車載器１００からのＷＣＮ情報を含む車載器情報を取得する。車載器情報には、ＷＣＮ情報以外に、例えば車両の基本情報（車種、型式、燃料の種類などの情報）が含まれる。また、路側装置１２は、カメラ１１により撮影された車両１の画像（カメラ画像）を取得する。

図３のフローチャートに示すように、路側装置１２は、アンテナ１０で受信された車載器１００からの電波に基づいて、当該電波の発信源、即ち車載器１００の位置（座標）と電波強度を測定する（ステップＳ１）。即ち、路側装置１２は、予め設定されているアンテナ１０の位置と、車載器からの電波の方向及び電波強度に基づいて、車載器１００の位置（座標）情報を作成する。

具体的には、路側装置１２は、アンテナ１０の各アンテナ素子出力の位相差に基づいて受信した電波の発信方向を計測する。また、路側装置１２は、アンテナ１０の位置及び車載器からの電波強度に基づいて電波の発信源である車載器１００との距離を算出する。これにより、路側装置１２は、後述するように、車両監視システム１４にて複数の車載器１００の位置が同一の車両の範囲（車両の幅と長さにより設定される範囲）内に存在するか否かを判定するための車載器１００の位置（座標）情報を作成する。

路側装置１２は、車載器１００の位置（座標）情報と電波強度情報を監視システム１４に送信する。車両監視システム１４は、後述するように、路側装置１２から送信された情報を使用して、不正車両の検知及び監視情報（テーブル情報）の作成を含む不正車両監視処理を実行する（図２及び図５を参照）。

さらに、路側装置１２は、カメラ１１により撮影された車両１の画像を取得し、当該画像、車載器１００の位置情報、及び電波強度情報を重ね合わせた情報を生成する（ステップＳ２）。車両監視システム１４は、当該重ね合わせた情報を使用して、電波発射源可視化処理を実行する（後述する他の実施形態を参照）。

次に、図２及び図５を参照して、路側装置１２及び車両監視システム１４の動作を説明する。

まず、図１に示すように、車両１が有料道路の出口ゲートに到着すると、路側装置１２は、アンテナ１０を介して車両１に搭載されている車載器１００との無線通信を実行する（ステップＳ１１）。路側装置１２は、車載器１００から送信されるＷＣＮ情報を含む車載器情報を取得する。このとき、路側装置１２は、カメラ１１により撮影された車両１の画像を取得する。なお、本実施形態では、出口ゲートは、車両１が自由に通過できるＦＦゲートである。

路側装置１２は、アンテナ１０で受信された車載器１００からの電波に基づいて、当該電波の発信源である車載器１００の位置（座標）と電波強度を測定する。前述した方法により、路側装置１２は、予め設定されているアンテナ１０の位置、電波の方向及び電波強度に基づいて、車載器１００の位置（座標）情報を作成する（ステップＳ１２）。

路側装置１２は、単一又は複数の車載器１００のＷＣＮ情報を含む車両情報、位置（座標）情報、及び電波強度情報を車両監視システム１４に送信する。車両監視システム１４は、路側装置１２から送信された位置情報及びＷＣＮ情報を使用して、不正車両の検知及びテーブル情報の作成を含む不正車両監視処理を実行する。

車両監視システム１４は、複数のＷＣＮ情報及び位置（座標）情報に基づいて、複数の車載器１００の位置が同一の車両の範囲（車両の幅と長さにより設定される範囲）内に存在する場合には、当該各ＷＣＮ情報に対応する車両（実際には１台の車両）が不正車両であると判定する（ステップＳ１３のＹＥＳ）。逆に、車両監視システム１４は、１つのＷＣＮ情報に対応する１台の車載器の位置が、同一の車両の範囲内であれば、当該車両は不正車両に該当しないと判定する（ステップＳ１３のＮＯ）。

車両監視システム１４は、不正車両であると判定した場合、各ＷＣＮ情報と不正車両であること示す不正情報（フラグ情報）を中央システム１３に通知する（ステップＳ１４）。一方、車両監視システム１４は、不正車両でない場合には、当該ＷＣＮ情報を中央システム１３に通知する（ステップＳ１５）。

車両監視システム１４は、不正車両検知結果に基づいて、図２に示すような監視情報（テーブル情報）２０を作成して、データベース１５に記録する（ステップＳ１６，Ｓ１７）。図２に示すように、監視情報２０は、路側装置１２から送信される出口番号２１、ＷＣＮ情報２２、時間２３、フラグ情報２４、及び不正回数情報２５を含むテーブル情報である。

出口番号２１は、有料道路の出口ゲートの位置を識別する情報である。ＷＣＮ情報２２は車載器に設定される固有番号である。時間２３は、路側装置１２が車載器との間で通信したときの時間である。フラグ情報２４は、不正車両を識別するための情報であり、ＷＣＮ情報２２に対応付けられる。

従って、本実施形態では、フラグ情報２４は、不正車両であると検知された複数のＷＣＮ情報２２に対応付けられてセットされる。換言すれば、フラグ情報２４は、複数のＷＣＮ情報を送信する車載器（実際には複数の車載器）を搭載していることを示す情報である。不正回数情報２５は、不正車両として検知された回数のカウント値である。

以上のように本実施形態のシステムであれば、有料道路の出口ゲートにおいて、車載器１００と路側装置１２とのＤＳＲＣ方式の無線通信を利用して、正規の利用料金の収受を実行しない不正車両を検知し、当該不正車両を監視できる監視情報２０を作成してデータベース１５に登録することができる。従って、中央システム１３は、データベース１５に格納された監視情報２０を参照して、例えば、不正回数情報２５のカウント値が所定の回数（５０回など）を示す車両をＷＣＮ情報２２により特定し、所定の警告処理などの不正対処のための所定の処理を実行することが可能である。これにより、有料道路での不正車両の抑制を図ることができる。

なお、本実施形態では、不正車両検知処理は、中央システム１３に組み込まれる車両監視システム１４により実行される場合について説明したが、これに限ることなく、路側装置１２により実行する構成でもよい。この場合には、車両監視システム１４は、ＷＣＮ情報に対応付けられた不正情報（フラグ情報）を路側装置１２から取得し、監視情報（テーブル情報）２０を作成してデータベース１５に記録する。

また、本実施形態では、路側装置１２は、アンテナ１０で受信された車載器１００からの電波に基づいて、予め設定されているアンテナ１０の位置、電波の方向及び電波強度に基づいて、車載器１００の位置（座標）情報を作成する構成である。これに限ることなく、路側装置１２は、車載器１００からの無線通信により位置情報を取得する構成でもよい。この場合、車載器１００は、ＧＰＳ（global positioning system）などの位置計測装置を搭載し、当該位置計測装置により計測された位置情報を無線通信により送信できる構成である。

以下、本実施形態のシステムの具体的な適用例を、図４（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明する。

図４（Ａ）に示すように、高速道路などの有料道路において、例えば３台の車両４０〜４２が、入口料金所で電子マネーカードにより最大料金を支払って、入口ゲートを通過する。車両４０〜４２はそれぞれ、各ＷＣＮ情報を送信する車載器４００，４１０，４２０を搭載している。ここで、各車両４０〜４２とも、それぞれの車載器４００，４１０，４２０の着脱が容易であるとする。

次に、図４（Ｂ）に示すように、有料道路の例えばパーキングエリアにおいて、各車両４１，４２から車載器４１０，４２０を取り外して、１台の車両４０に全ての車載器４００，４１０，４２０を搭載させる。

図４（Ｃ）に示すように、全ての車載器４００，４１０，４２０を搭載した１台の車両４０は、入口ゲートから直近の出口ゲートから有料道路を降りる。一方、図４（Ｄ）に示すように、その他の車両４１，４２は、目的地まで走行するため、相対的に入口ゲートから長距離の出口ゲートから有料道路を降りる。

このような状況において、本実施形態のシステムが適用されない場合には、図４（Ｃ）に示すように、１台の車両４０は、搭載した全ての車載器４００，４１０，４２０と、直近の出口ゲートに配置されたアンテナ１０との間で無線通信を行なう。当該車両４０は、ＦＦ出口ゲートを通過し、有料道路を降りる。

中央システムは、当該車両４０が通過した直近の出口ゲートの位置に応じて、全ての車載器４００，４１０，４２０に対して相対的に近距離での利用料金の決済を実行する。即ち、中央システムは、入口ゲートで支払った最大料金から、近距離に応じた差額を車両４０〜４２の各利用者の電子マネーカードに対して返金を行なう処理を行なう。

要するに、本実施形態のシステムが適用されない場合には、その他の車両４１，４２が長距離を走行してＦＦ出口ゲートから出た場合に、中央システムは、近距離の走行に応じた差額を車両４１，４２の各利用者の電子マネーカードに対して返金を行なうことになる。従って、車両４１，４２の両者に対しては、不正に安価な料金請求となる。即ち、３台の車両４０〜４２の利用者が結託して、不正な料金収受が行なわれたことになる。

そこで、本実施形態のシステムが適用された場合には、図４（Ｃ）に示すように、全ての車載器４００，４１０，４２０を搭載した１台の車両４０が直近の出口ゲートを通過するときに、路側装置１２はアンテナ１０を介して、車載器４００，４１０，４２０の全てと無線通信を実行する。これにより、路側装置１２は、各車載器４００，４１０，４２０の各ＷＣＮ情報と位置（座標）情報を不正車両監視システム１４に送信する。

車両監視システム１４は、ＷＣＮ情報及び位置（座標）情報に基づいて、複数の車載器４００，４１０，４２０の位置が同一の車両の範囲（ここでは１台の車両４０の範囲）に存在することを検知する。従って、車両監視システム１４は、当該各ＷＣＮ情報に対応する車両（実際には１台の車両４０）が不正車両であると判定する。車両監視システム１４は、車載器４００，４１０，４２０に対応する各ＷＣＮ情報に対応付けて、不正者利用であることを示すフラグ情報をセットした監視情報（テーブル情報）２０を作成してデータベース１５に登録する。

以上のように本実施形態のシステムを適用すれば、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すような状況での不正な料金収受を行なう不正者車両４０〜４２を検知して、監視情報２０として記録することができる。この監視情報２０を使用することで、有料道路での不正な料金収受の発生を抑制することが可能となる。

（他の実施形態）
前述したように、路側装置１２は、電波発射源可視化処理に必要な情報として、車載器１００の位置（座標）情報、電波強度情報、及び車両１の画像を重ね合わせた情報を生成して、車両監視システム１４に送信する。

車両監視システム１４は、路側装置１２から送信される情報を使用して、電波発射源可視化処理を実行する。具体的には、車両監視システム１４は、ディスプレイ上に、出口ゲートでの車両１の画像を表示すると共に、路側装置１２で測定された電波の発信源である車載器１００の位置（座標）と電波強度の測定結果とを重ね合わせて表示する。これにより、中央システム１３の管理者は、ディスプレイ上で、複数の車載器１００から発信される電波強度に基づいて当該各車載器１００が同一車両に搭載されていることを目視で確認することが可能となる。換言すれば、中央システム１３の管理者は、ディスプレイ上で不正車両と推定される車両を目視で確認することが可能となる。

このような車両監視システム１４での電波発射源可視化処理を実行することにより、中央システム１３の管理者は、図４（Ｃ）に示すように、出口ゲートを通過する車両４０をディスプレイ上で確認することができる。この車両４０は、全ての車載器４００，４１０，４２０を搭載した不正車両として、目視においても確認することができる。

また、前述した実施形態では、アンテナ１０の位置と、車載器情報に係る電波を受信するアンテナ１０にて受信した電波の強度等により車載器の位置を特定したが、車載器の位置を特定するため車載器からの電波の強度等を測定するためのアンテナとは別に車載器情報に係る電波を受信するアンテナを設けても同じ効果を奏しうる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…車両、１０…アンテナ、１１…カメラ、１２…路側装置、１３…中央システム、
１４…車両監視システム、１５…データベース、１６…ゲート装置、
４０〜４２…車両、１００…車載器、４００，４１０，４２０…車載器。

Claims (10)

1. 車両に搭載された車載器との間で無線通信を行なう通信手段と、
   前記通信手段により前記車載器から送信される車載器情報を取得する情報取得手段と、
   前記車載器からの電波に基づいて前記車載器の位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段にて検出された車載器の位置に基づいて前記車載器が所定の範囲内に存在する場合、当該車載器が複数存在するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記所定の範囲に前記車載器が複数存在すると判定された場合に、前記各車載器に関連した前記車載器情報に関わる記録を行う記録手段と、
   前記判定手段により前記所定範囲内に前記車載器が複数存在すると判定された場合に、前記車載器を搭載した車両を不正車両であると検知する不正車両検知手段と
   を具備する不正車両監視システム。
2. 前記不正車両検知手段により検知された不正車両を示す不正車両情報を含む監視情報を生成して記録する監視情報生成手段を有する請求項１に記載の不正車両監視システム。
3. 前記位置検出手段は、
   前記通信手段の有するアンテナの位置、前記無線通信での電波の方向及び電波の電波強度に基づいて、前記車載器の位置を検出して位置情報を作成する請求項１に記載の不正車両監視システム。
4. 前記不正車両検知手段は、
   前記判定手段により前記車載器情報により識別される複数の車載器の位置が、１台の車両の大きさに対応する前記所定範囲内にあると判断した場合には、当該車両は不正車両であると判定する請求項１に記載の不正車両監視システム。
5. 前記監視情報生成手段は、
   前記不正車両情報として不正車両を示すフラグ情報、前記車載器情報に含まれる車載器識別情報及び不正回数情報を含むテーブル情報を前記監視情報として生成する請求項２に記載の不正車両監視システム。
6. 前記通信手段と無線通信を行なう車載器を搭載した車両を撮影するカメラと、
   前記カメラから取得される画像と前記無線通信に係る車載器からの電波強度の情報とを重ね合わせてディスプレイ上に表示可能な情報を作成する電波発射源可視化処理手段と
   を有する請求項１に記載の不正車両監視システム。
7. 前記監視情報生成手段により生成された前記監視情報を使用して、前記不正車両に対する不正対処のための所定の処理を実行する手段を有する請求項２に記載の不正車両監視システム。
8. 車両に搭載された車載器との間で無線通信を行なう通信手段と、
   前記通信手段により前記車載器から送信される車載器情報を取得する情報取得手段と、
   前記車載器からの無線通信に基づいて前記車載器の位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段にて検出された車載器の位置に基づいて前記車載器が所定の範囲内に存在する場合、当該車載器が複数存在するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記所定の範囲に前記車載器が複数存在すると判定された場合に、前記各車載器に関連した前記車載器情報に関わる記録を行う記録手段と、
   前記判定手段により前記所定範囲内に前記車載器が複数存在すると判定された場合に、前記車載器を搭載した車両を不正車両であると検知する不正車両検知手段と
   を具備する不正車両監視システム
9. 車両に搭載された車載器との間で行なう無線通信に基づいて、不正車両を監視する不正車両監視システムに適用する不正車両監視方法であって、
   前記無線通信により前記車載器から送信される車載器情報を取得する処理と、
   前記車載器からの電波に基づいて前記車載器の位置を検出する処理と、
   前記検出された車載器の位置に基づいて前記車載器が所定の範囲内に存在する場合、当該車載器が複数存在するか否かを判定する処理と、
   前記判定処理により前記所定の範囲内に前記車載器が複数存在すると判定された場合に、前記各車載器に関連した前記車載器情報に関わる記録を行う処理と、
   前記判定手段により前記所定範囲内に前記車載器が複数存在すると判定された場合に、前記車載器を搭載した車両を不正車両であると検知する処理と
   を実行する不正車両監視方法。
10. コンピュータにより実行されるプログラムであって、
    無線通信により車両に搭載された車載器から送信される車載器情報を取得する手段と、
    前記車載器からの電波に基づいて前記車載器の位置を検出する手段と、
    前記車載器の位置に基づいて前記車載器が所定の範囲内に存在する場合、当該車載器が複数存在するか否かを判定する手段と、
    前記所定の範囲に前記車載器が複数存在すると判定された場合に、前記各車載器に関連した前記車載器情報に関わる記録を行う手段と、
    前記所定範囲内に前記車載器が複数存在すると判定された場合に、前記車載器を搭載した車両を不正車両であると検知する手段と
    して前記コンピュータを動作させるプログラム。

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