JP6864734B2 - 課金システム、課金方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、課金システム、課金方法及びプログラムに関する。

現在、高速道路等の有料道路に用いられる課金システムは、車種区分で料金（通行料金）を決定する車種判別課金方式と、車両重量で料金を決定する重量課金方式が知られている。

ところで、特許文献１や特許文献２には、各車両の積載重量を監視するために、軸重計を車線上に設置し、走行する車両の軸重を計測する軸重計測装置が開示されている。

特開２００１−０５０８０１号公報 特開２００３−０２８７００号公報

上記特許文献１や特許文献２のような軸重計測装置は、走行する車両の振動に留意して軸重を計測し、走行する各車両の積載重量を監視している。しかし、このような軸重計測装置の計測結果は、重量課金方式の料金決定に利用されていない。
そのため、重量課金方式において、走行時の車両の加速度や振動等による影響が軽減された軸重計測結果の取得は行われていない。
そこで、本発明は、走行時の車両の加速度や振動等による影響が軽減された軸重の計測結果の取得を行う課金システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る課金システム（１、１００）は、車線上に配置されて、通行する複数の車軸を有する車両の各車軸の軸重を計測する軸重計（６０）と、各車軸に関連する上下方向の加速度情報を、前記車両から取得する加速度情報取得部（４０Ｃ）と、前記加速度情報に基づいて各車軸の軸重計の計測結果を補正して、各車軸の補正軸重を演算する補正演算部（４０Ｄ）と、各車軸の補正軸重に基づいて前記車両の料金を決定する料金決定部（５１Ｃ、１５１Ｃ）と、を備える。

本態様によれば、課金システムは、各車軸の軸重計測結果に基づいて料金を決定しているので、車軸単位の荷重に基づいて料金を決定している。そのため、同じ総重量であっても、車軸数の異なる車両や前後の積載バランスの異なる車両の間で、課金システムは異なる料金を課金できる。
さらに、課金システムは、各車軸の上下の加速度で軸重を補正している。このため、課金システムは、走行時の車両の加速度や振動等に起因する各車軸の上下の加速度の影響が軽減された軸重計測結果によって、車両の料金を決定できる。

本発明の一態様に係る課金システムは、前記軸重計の計測結果の取得に応答し、前記車両に前記加速度情報の要求信号を送信する加速度情報要求部（４０Ｂ）をさらに備え、前記加速度情報取得部は、前記要求信号に応答して車両から提供される前記加速度情報を取得する。

本態様によれば、課金システムは、軸重計測が行われる度に加速度情報を車両から取得する。したがって、課金システムは、軸重が計測された各車軸に一対一で関連する加速度情報を取得することができる。

本発明の一態様に係る課金システムは、各車軸の補正軸重の間の代表値を演算する軸重情報演算部（５１Ｂ、１５１Ｂ）をさらに備える。

本態様によれば、課金システムは、各車軸の補正軸重の間の代表値に関連した料金を課金できる。車両単位の道路損傷への影響度の大きさは、（積載物含む）車両の軸重の代表値に関連するので、課金システムは、道路損傷への影響度の大きさに応じた料金を課金できる。

本発明の一態様に係る課金システムは、前記代表値が、各車軸の補正軸重の間の最大値又は平均値である。

本態様によれば、課金システムは、各補正軸重の最大値に関連した料金を決定するため、同じ総重量の車両であっても、車軸単位の局所的な最大荷重に関連した料金を課金できる。
また、本態様によれば、課金システムは、各補正軸重の平均値に関連した料金を決定するため、同じ総重量の車両であっても、車軸数に関連した料金を課金とすることができる。

本発明の一態様に係る課金システムは、各車軸の補正軸重の総和を演算する軸重情報演算部（５１Ｂ、１５１Ｂ）をさらに備える。

本態様によれば、課金システムは、車両の全補正軸重の総和に関連した料金を決定するため、車両の総重量に関連した料金を課金できる。車両単位の道路損傷への影響度の大きさは、各車両の総重量に関連するので、道路損傷への影響度の大きさに応じた料金を課金できる。

本発明の一態様に係る車載システムは、各車軸に関連する上下方向の加速度情報を計測する加速度計（３１、３１’）と、車線上に配置された軸重計で計測された各車軸の計測結果の取得に応答して送信される要求信号に応答して、前記加速度情報を提供する加速度情報送信部（３０Ｃ）と、を備える。

本態様によれば、車載システムは、取得した各車軸に関連する上下方向の加速度情報を提供している。これにより、車載システムは、走行時の車両の加速度や振動等に起因する各車軸の上下の加速度の影響が軽減された軸重計測結果によって、車両の料金を決定させることができる。

本発明の一態様に係る課金方法は、車線上に配置された軸重計で、通行する複数の車軸を有する車両の各車軸の軸重を計測する軸重計測ステップと、各車軸に関連する上下方向の加速度情報を、前記車両から取得する加速度情報取得ステップと、前記加速度情報に基づいて各車軸の軸重計の計測結果を補正して、各車軸の補正軸重を演算する補正演算ステップと、各車軸の補正軸重に基づいて前記車両の料金を決定する料金決定ステップと、を有する。

本発明の一態様に係るプログラムは、車線上に配置されて、通行する複数の車軸を有する車両の各車軸の軸重を計測する軸重計を備える課金システムのコンピュータを、各車軸に関連する上下方向の加速度情報を、前記車両から取得する加速度情報取得部（４０Ｃ）、前記加速度情報に基づいて各車軸の軸重計の計測結果を補正して、各車軸の補正軸重を演算する補正演算部（４０Ｄ）、として機能させる。

本発明の一態様の課金システムによれば、走行時の車両の加速度や振動等による影響が軽減された軸重の計測結果を取得できる。

本発明の第１の実施形態の概略図である。 本発明の第１の実施形態のブロック図である。 本発明の第１の実施形態の詳細を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の変形例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の加速度計測を説明するグラフである。 本発明の第１の実施形態のフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の概略図である。 本発明の第２の実施形態のブロック図である。

以下、本発明に係る各種実施形態について、図面を用いて説明する。

＜第１の実施形態＞
本発明に係る課金システム及び車載システムの第１の実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。

（全体構成）
課金システム１の全体構成について説明する。
課金システム１は、図１に示すように、有料道路である高速道路の出口料金所（料金形式によっては入口料金所）に設けられ、高速道路の利用者から、当該利用者が乗車する車両Ａに関連した額の料金の収受を行うための設備である。
車両Ａは、出口料金所に設けられた課金システム１において高速道路側から一般道路側へと通じる車線Ｌを走行している。車線Ｌの両側にはアイランドＩが敷設されており、課金システム１を構成する各種装置が設置されている。
以下、車線Ｌが延在する方向（図１における±Ｘ方向）を「車線方向」と記載し、また、車線Ｌの車線方向における高速道路側（図１における＋Ｘ方向側）を「上流側」と記載する。また、車線Ｌの車線方向における一般道路側（図１における−Ｘ方向側）を「下流側」と記載する。
更に、車線Ｌの幅方向を車線幅方向（図１における±Ｙ方向）と称し、車両Ａの車高方向を上下方向（図１における±Ｚ方向）と称する。

図１及び図２に示すように、課金システム１は、路側無線通信装置４０と、課金通信処理装置５０と、軸重計６０と、通信アンテナ８０とを備え、無線通信システム（ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System（登録商標））、ＲＦＩＤ等）による課金処理が行われる。さらに、課金システム１は、進入側車両検知器９０と、発進制御機９１と、発進側車両検知器９２とをさらに備える。
本実施形態では、課金システム１の各装置は、上流側から下流側に向かって、進入側車両検知器９０、路側無線通信装置４０、通信アンテナ８０、課金通信処理装置５０、発進制御機９１、発進側車両検知器９２の順で路側に設けられている。
軸重計６０は車線Ｌ上に配置されている。軸重計６０は、車線方向（±Ｘ方向）に関して、進入側車両検知器９０とほぼ同じ位置に配置されている。

車載システム１０は、車線Ｌを走行する車両Ａに搭載されている。車載システム１０は、路側無線通信装置４０と無線による通信処理（以下、単に「無線通信」と表記）を行い、後述する車両Ａの加速度情報及び車両ＩＤを、路側無線通信装置４０に送信する。
車載システム１０は、車載器２０と、複数の車載無線通信装置３０と、加速度計３１と、を備える。

路側無線通信装置４０は、アイランドＩ上に設けられ、軸重計６０の近傍に設置される。路側無線通信装置４０は、後述する車両Ａの加速度情報及び車両ＩＤを、車載システム１０から受信する。
本実施形態では、路側無線通信装置４０は、軸重計６０よりやや下流側に設けられているが、車載システム１０との通信時間や通信範囲に余裕があるときは、車線方向に関して軸重計６０とどのような位置関係にあってもよい。例えば、車線方向に関して軸重計６０と同じ位置に設けられもよい。
後述するように、路側無線通信装置４０は、軸重計６０から各車軸の軸重の計測値を取得すると共に車載システム１０から加速度情報を取得し、加速度情報に基づいて各車軸の軸重計の計測結果を補正して、課金通信処理装置５０に送信する。

課金通信処理装置５０は、課金システム１による一連の課金処理を司る処理部である。本実施形態では、課金通信処理装置５０は、課金情報処理部５１を備える。課金情報処理部５１は、軸重情報取得部５１Ａ、軸重情報演算部５１Ｂ及び料金決定部５１Ｃを備える。

本実施形態では、後述するプログラムを実行することにより、コンピュータを軸重情報取得部５１Ａ、軸重情報演算部５１Ｂ及び料金決定部５１Ｃとして機能させている。

課金通信処理装置５０は、車線Ｌを走行する車両Ａの加速度情報に基づいて補正された軸重情報を、路側無線通信装置４０から有線又は無線によって受信する。さらに課金通信処理装置５０は、後述する詳細な車両情報のうち、車載器２０に登録されている車種区分を、通信アンテナ８０を介して車載器２０から取得する。このとき、課金通信処理装置５０は、取得した車種区分及び加速度情報に基づいて補正された軸重情報のうち、加速度情報に基づいて補正された軸重情報だけを利用し、車軸情報に関連した料金を課金する重量課金方式としてもよい。また、課金通信処理装置５０は、車種区分及び加速度情報に基づいて補正された軸重情報を利用し、車種区分及び加速度情報に基づいて補正された軸重情報に関連した料金を課金する車両区分課金及び重量課金を併用した方式としてもよい。
図１及び図２に示すように、課金通信処理装置５０は、取得した情報や課金処理の結果等を、遠隔地Ｊに設置された中央決済処理装置７０（上位装置）に出力する。

軸重計６０は、車線Ｌの路面に車線幅方向に延びるように設けられている。本実施形態では、軸重計６０は、車線Ｌの路面に埋設されている。軸重計６０は、車線Ｌを車線方向に通行する車両Ａに踏みつけられることによって、車両Ａの車軸別の荷重（軸重）を計測する。

通信アンテナ８０は、図２及び図３に示すように、車両Ａの車載器２０との間で無線通信を行う。具体的には、通信アンテナ８０は、所定周波数（例えば、５．８ＧＨｚ程度）の電磁波を送受可能に形成されており、当該電磁波を介することで到来した車両Ａが搭載する車載器２０との無線通信を行う。
本実施形態では、図３に示すように、通信アンテナ８０は、通過する車両Ａの車載器２０から、詳細な車両情報（車軸数、各車軸の車輪数、車両ＩＤ、車種区分、カード情報、入口情報等）を受信する。また通信アンテナ８０は、通過する車両Ａの車載器２０に、課金処理の結果を含む課金データを送信する。

進入側車両検知器９０は、アイランドＩ上に設けられ、車線Ｌを車線幅方向（±Ｙ方向）に沿って投光及び受光し、車線Ｌを走行する車両Ａ（車体）の存在の有無を判別し、車両通過情報として車両Ａ一台分の所定位置の通過（進入）を検出する。

発進制御機９１は、車線Ｌの下流側に設けられ、車線Ｌを走行する車両Ａの発進の制御を行う装置である。例えば、発進制御機９１は、車両Ａとの課金処理が正規に行われなかった場合には、車両Ａの退出を制限すべく車線Ｌを閉塞する。また、発進制御機９１は、車両Ａに対する課金処理が正規に完了した場合には、車線Ｌを開放する。

発進側車両検知器９２は、車線Ｌの最も下流側に設けられ、車両Ａの課金システム１からの退出を検知する。

（車載システム）
車載システム１０の各構成及び機能について詳しく説明する。
複数の車軸を有する車両Ａは、車載器２０、加速度計３１及び複数の車載無線通信装置３０を備える。図３に示すように、本実施形態では、車両Ａは、車載器２０及び加速度計３１をそれぞれ１台備え、車載無線通信装置３０を車両Ａの車軸の数と同じ台数備える。図３の場合、車両Ａの車軸数は４なので、車両Ａは、車載無線通信装置３０を４台備える。車載無線通信装置３０は、車両Ａの各車軸に関連して、各車軸の近傍に設けられている。

車載器２０は、通信アンテナ８０の通過前後において、詳細な車両情報を通信アンテナ８０に送信する。
本実施形態では、図１に示すように、通信アンテナ８０は、路側無線通信装置４０より下流側に設けられている。これにより、車載システム１０は、路側無線通信装置４０に車両ＩＤ及び加速度情報を送信した後に、通信アンテナ８０に詳細な車両情報を送信している。

各車載無線通信装置３０は、加速度計計測値取得部３０Ａ、車両ＩＤ保持部３０Ｂ及び加速度情報送信部３０Ｃを備える。各車載無線通信装置３０は、後述するように、路側無線通信装置４０と近距離において無線通信可能である。

車両ＩＤ保持部３０Ｂは、各車両別の車両ＩＤを保持しており、保持している車両ＩＤを加速度情報送信部３０Ｃへ出力する。本実施形態では、車両ＩＤ保持部３０Ｂは、車両Ａを他の車両と識別できる車両ＩＤ（車両Ａ固有の車両ＩＤ）を予め保持している。
各車載無線通信装置３０の車両ＩＤ保持部３０Ｂは、いずれも車両Ａ固有の車両ＩＤを保持している。
変形例として、車両ＩＤ保持部３０Ｂは、図２の破線の矢印で示すように内部で車載器２０と通信可能とされ、車載器２０から通知された車両ＩＤを保持するものであってもよい。

各加速度情報送信部３０Ｃは、加速度計計測値取得部３０Ａを介して、加速度計３１で計測された加速度の計測値を取得すると共に、車両ＩＤ保持部３０Ｂから車両ＩＤを取得する。
各加速度情報送信部３０Ｃは、逐次、加速度の計測値を取得しており、後述する路側無線通信装置４０が要求するタイミングで、加速度情報を路側無線通信装置４０に送信（提供）する。本実施形態では、加速度情報送信部３０Ｃは、加速度情報に車両ＩＤを付して路側無線通信装置４０に送信する。
なお、加速度情報送信部３０Ｃは、加速度の計測値を取得しているが、計測値に関連した加速度情報であれば、どのようなアナログ信号やどのようなデジタル信号を取得してもよい。

（車載システムの変形例）
変形例として車載システムは、図４のように構成されてもよい。本変形例では、牽引車Ａ’及び被牽引車Ｂ’を車両として、牽引車Ａ’に車載システム１０が搭載され、被牽引車Ｂ’に補助車載システム１０’が搭載されている。

牽引車Ａ’に搭載した車載システム１０は、車両Ａと同様に、車載器２０、加速度計３１及び複数の車載無線通信装置３０を備える。車載システム１０は、牽引車被牽引車間通信器２５をさらに備える。各車載無線通信装置３０は、牽引車Ａ’の車両ＩＤ及び加速度情報を、路側無線通信装置４０に送信する。牽引車被牽引車間通信器２５は、牽引車Ａ’の車両ＩＤを保持している。
被牽引車Ｂ’に搭載した補助車載システム１０’は、車両Ａと同様に、加速度計３１’及び複数の車載無線通信装置３０’を備える。補助車載システム１０’は、牽引車被牽引車間補助通信器２５’をさらに備える。

牽引車Ａ’が被牽引車Ｂ’を牽引するために連結された場合、牽引車Ａ’の牽引車被牽引車間通信器２５と被牽引車Ｂ’の牽引車被牽引車間補助通信器２５’は、有線又は無線の通信回線により接続される。そして、牽引車被牽引車間通信器２５に保持された牽引車Ａ’の車両ＩＤは、牽引車被牽引車間通信器２５から牽引車被牽引車間補助通信器２５’に送信される。牽引車被牽引車間補助通信器２５’に送信された牽引車Ａ’の車両ＩＤは、各車載無線通信装置３０’に保持される。各車載無線通信装置３０’は、送信された牽引車Ａ’の車両ＩＤ及び加速度情報を受け取ったら、送信された牽引車Ａ’の車両ＩＤ及び加速度情報を、路側無線通信装置４０に送信する。

したがって、本変形例によると、牽引車Ａ’の車両ＩＤを、被牽引車Ｂ’の各車軸に取り付けられた車載無線通信装置３０’が取得することによって、路側無線通信装置４０は、被牽引車Ｂ’の各車軸が属する車両ＩＤを、牽引車Ａ’の各車軸が属する車両ＩＤと同じ車両ＩＤと認識することができる。
なお、被牽引車Ｂ’の各車軸に取り付けられた車載無線通信装置３０’が、牽引車Ａ’の有する車両ＩＤを取得するタイミングは、路側無線通信装置４０を通過する前であればいつでもよい。例えば、牽引車Ａ’と被牽引車Ｂ’とを連結する時でもよいし、被牽引車Ｂ’を牽引する牽引車Ａ’の走行を開始した後でもよい。

（路側無線通信装置）
路側無線通信装置４０の各構成及び機能について詳しく説明する。
図２に示すように、路側無線通信装置４０は、軸重計計測値取得部４０Ａと、加速度情報要求部４０Ｂと、加速度情報取得部４０Ｃと、補正演算部４０Ｄとを機能的に備える。

本実施形態では、後述するプログラムを実行することにより、コンピュータを軸重計計測値取得部４０Ａ、加速度情報要求部４０Ｂ、加速度情報取得部４０Ｃ及び補正演算部４０Ｄとして機能させている。

軸重計計測値取得部４０Ａは、軸重計６０から車両Ａの各車軸の軸重の計測値を取得する。なお、本実施形態では、軸重計６０から軸重の計測値を取得しているが、計測値に関連した軸重情報であれば、どのようなアナログ信号やどのようなデジタル信号を取得してもよい。

加速度情報要求部４０Ｂは、軸重計計測値取得部４０Ａによる各車軸の軸重の計測値の取得に応答し、各車軸の軸重の計測値を取得した瞬間に、車載システム１０に加速度情報の要求信号を送信する。本実施形態では、軸重計計測値取得部４０Ａが、各車軸の軸重の計測値を取得した瞬間に、加速度情報要求部４０Ｂは、各車軸に関連する加速度情報送信部３０Ｃに加速度情報の要求信号を送信する。
各車軸の軸重の計測値は、車両Ａの各車軸に関連する車輪が軸重計６０を踏んだ瞬間に取得されるので、加速度情報要求部４０Ｂは、車両Ａの各車軸に関連する車輪が軸重計６０を踏んだ瞬間に、各車軸に関連する加速度情報送信部３０Ｃに加速度情報を要求する。

加速度情報取得部４０Ｃは、加速度情報要求部４０Ｂの要求に応答して各加速度情報送信部３０Ｃから送信される加速度情報を、関連する車両ＩＤと共に取得する。

本実施形態では、路側無線通信装置４０と各車載無線通信装置３０とは、近距離において無線通信可能となっている。このため、各車軸の近傍に設けられた車載無線通信装置３０のうち、路側無線通信装置４０を通過した車軸の近傍に設けられた車載無線通信装置３０だけが、路側無線通信装置４０と通信することができる。
すなわち、加速度情報取得部４０Ｃは、車両Ａの複数の車軸のうち、通過した車軸の軸重が軸重計６０で計測される度に、車両Ａの複数の車軸のうち、通過した車軸に関連する車載無線通信装置３０だけから加速度情報を取得する。

もし、車両Ａが軸重計６０直前で又は通過中に加減速を行うことによって、車両Ａに作用する上下方向の加速度が変化したとしても、各車軸が通過する瞬間に計測された最新の加速度情報が、各車軸に作用する加速度情報として、加速度情報取得部４０Ｃに送信される。

なお、路側無線通信装置４０と各車載無線通信装置３０との間で通信可能な近距離は、例えば、１ｍ〜１．５ｍに設定されている。ただし、当該近距離は、１ｍ〜１．５ｍの距離に限らず、路側無線通信装置４０が、通信する車載無線通信装置３０と通信しない他の車載無線通信装置３０とを区別できる距離であれば、どのような距離に設定されてもよい。

補正演算部４０Ｄは、軸重計計測値取得部４０Ａを介して各車軸の軸重の計測値を取得すると共に、加速度情報取得部４０Ｃを介して各車軸の軸重が計測された瞬間の加速度情報を、関連する車両ＩＤと共に取得する。
補正演算部４０Ｄは、取得した各車軸の軸重の計測値を、軸重が計測された瞬間の加速度情報で補正することによって、走行する車両Ａについて計測された軸重を、各車軸に関連して静止荷重に換算する。路側無線通信装置４０は、換算された各静止荷重を、車軸の各補正軸重として、課金通信処理装置５０に送信する。

走行する車両Ａは、図５に示すように上下方向に加速度をもって振動している。このため、軸重計６０で計測される荷重は、静止荷重（上下に振動しない状態で計測される荷重）に比べて上下方向の加速度に関連する変動を受けた荷重（動荷重）となっている。図５において、横軸は時間を示し、縦軸は車両Ａが上下方向に受ける加速度を示す。
本実施形態の加速度計３１は、静止状態において下方向に重力加速度に相当する１Ｇ（≒９．８ｍ／ｓ^２）を示す。例えば、図５の振動波形の振幅の中心値は、１Ｇを示す。

本実施形態では、加速度計３１によって計測される上下方向の加速度の振動波形と、軸重計６０によって計測される荷重の振動波形とは位相が一致している。例えば、上下方向の加速度が最大値を示すとき、軸重計６０によって計測される荷重も最大値を示し、上下方向の加速度が最小値を示すとき、軸重計６０によって計測される荷重も最小値を示す。

また、加速度計３１によって計測される上下方向の加速度に対し、軸重計６０によって計測される荷重（動荷重）は比例している。例えば、上下方向の加速度が２Ｇである時に計測された動荷重は、静止荷重の２倍になり、上下方向の加速度が０．５Ｇである時に計測された動荷重は、静止荷重の０．５倍になっている。

したがって、補正演算部４０Ｄは、図５のように、軸重計６０によって計測された瞬間（軸重計ＯＮのとき）の上下方向の加速度を、車載無線通信装置３０を介して加速度計３１から取得する。そして、補正演算部４０Ｄは、軸重計６０によって計測される荷重を、取得された加速度で割ることによって、静止荷重に換算できる。

もし、加速度計３１によって計測される上下方向の加速度に対し、軸重計６０によって計測される荷重が比例しない場合、補正演算部４０Ｄは、各種上下方向の各加速度に対する静荷重の変動率を予め把握しておき、換算式や換算テーブルによって、静止荷重に換算してもよい。

さらに、加速度計３１によって計測される上下方向の加速度の振動波形と、軸重計６０によって計測される荷重の振動波形とは位相とが一致しない場合は以下のように換算してもよい。
まず、加速度計３１は、走行中の車両Ａの上下方向の加速度を常に計測し、図５のような車両Ａの加速度の振動情報（周期や振幅）を把握しておく。そして、加速度計３１は、当該振動情報に加えて、軸重計６０を踏んだ瞬間の加速度と振動周期における位相（１周期のどの部分に相当するか）とを、車載無線通信装置３０を介して補正演算部４０Ｄに出力する。
他方、補正演算部４０Ｄは、予め各種振動状態（振動波形）における各加速度及び位相での静止荷重に対する変動率を把握しておく。
このように、補正演算部４０Ｄは、車載無線通信装置３０を介して取得された振動情報と、軸重計６０を踏んだ瞬間の加速度及び位相から静止荷重に対する変動率を特定し、静止荷重に換算する。

ただし、位相が一致しない場合、加速度計３１は、軸重計６０を踏んだ瞬間の加速度が、図５の後半の振動のような定常走行状態とは異なる加速度を検出した場合（その場所にて、加減速を行った場合）は、上記の振動周期における位相が不明となる。この場合位相の代わりに、加減速であることを補正演算部４０Ｄに通知する。
この場合も、補正演算部４０Ｄは、予め各種加速減速時の振動状態（振動波形）を把握しておくことで変動率を推定することは可能であるが、単に加減速である旨を出力するだけでもよい。

このとき、補正演算部４０Ｄは、取得した車両ＩＤによって、車両Ａと、先行する車両や後続する車両等とを区別して、複数の車軸を有する車両Ａ一台分の各車軸の補正軸重を取得する。
これにより、進入側車両検知器９０による車両Ａ一台分の通過の検出は、必ずしも必要ないので、変形例として、課金システム１は、進入側車両検知器９０を設けないものとしてもよい。

（課金通信処理装置）
課金通信処理装置５０の各構成及び機能について詳しく説明する。
軸重情報演算部５１Ｂは、軸重情報取得部５１Ａを介して、車両Ａ一台分の各車軸の補正軸重を取得する。

軸重情報演算部５１Ｂは、取得した車両Ａ一台分の各車軸の補正軸重の間の代表値を演算する。本実施形態の場合、軸重情報演算部５１Ｂは、代表値として最大値を演算し、当該最大値を料金決定部５１Ｃに通知している。
変形例として、軸重情報演算部５１Ｂは、代表値として平均値、中央値等を演算してもよい。
料金決定部５１Ｃは、通知された代表値を利用して、車両Ａの料金を決定する。

各車両一台分の各車軸の補正軸重の間の代表値は、各車両が道路損傷に与える影響を、他の車両と比較するために用いることができる。具体的には、同じ総重量であっても、補正軸重の最大値や平均値等の大きい車両の方が、補正軸重の最大値や平均値等が小さい車両に比べて、道路損傷に与える影響が大きい。このように各車両一台分の各車軸の補正軸重の間の代表値を用いて料金を算出することによって、課金通信処理装置５０は、少なくとも他の車両と比較において、道路損傷に与える影響度の大きさに応じた料金を課金することができる。

変形例として、軸重情報演算部５１Ｂは、車両Ａの全補正軸重の総和（合算）を演算してもよい。この場合、軸重情報演算部５１Ｂは、演算した車両Ａの全補正軸重の総和を料金決定部５１Ｃに通知して、車両Ａの全補正軸重の総和に関連した料金を決定する。
車両Ａの全補正軸重の総和に関連して料金を決定すれば、車両Ａの総重量に関連した料金を課金できる。車両単位の道路損傷への影響度の大きさは、各車軸の総重量に関連するので、道路損傷への影響度の大きさに応じた料金を課金できる。

他の変形例として、軸重情報演算部５１Ｂは、車両Ａの全補正軸重を取得すると共に、通信アンテナ８０を介して各車軸の車輪数を取得してもよい。この場合、軸重情報演算部５１Ｂは、補正軸重を各車輪の車輪数で割って各輪重（各車輪の荷重）を算出する。また、軸重情報演算部５１Ｂは、取得した車両Ａ一台分の各車輪の輪重の間の代表値（最大値、平均値等）を演算し、演算した代表値を料金決定部５１Ｃに通知する。そして、料金決定部５１Ｃは、通知された代表値を利用して、車両Ａの料金を決定する。
例えば、同じ軸重であっても、各車軸が備える車輪数が少ない方が局所的な荷重が大きく、各車軸が備える車輪数が多い方が局所的な荷重が小さくなる。そのため、各車両一台分の各輪重の間の最大値や平均値等の代表値に基づいて料金を課金すれば、車輪別の道路損傷への影響度の大きさに応じた料金を課金できる。

（課金方法）
本発明に係る課金方法の実施形態について、課金システム１及び車載システム１０を用いて説明する。
図６に示すように、加速度計３１は、常時上下方向の加速度を計測する（Ｓ１：加速度計測ステップ）。軸重計６０は、車両Ａの各車軸の軸重を計測する（Ｓ２：軸重計測ステップ）。課金システム１に進入した車両Ａにより軸重計６０が踏みつけられ、軸重計６０で荷重が検出された場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、路側無線通信装置４０は、車両Ａの複数の車載無線通信装置３０のうち、計測された軸重に関連する車軸の近傍に設けられた車載無線通信装置３０から、加速度情報を取得する（Ｓ３：加速度情報取得ステップ）。軸重計６０で軸重が検出されない場合（Ｓ２：ＮＯ）、加速度計３１は引き続き、常時上下方向の加速度を計測する。次に、路側無線通信装置４０は、加速度情報に基づいて各車軸の軸重計６０の計測結果を補正して、各車軸の補正軸重を演算する（Ｓ４：補正演算ステップ）。次に通信アンテナ８０は、車載器２０から詳細な車両情報を取得する（Ｓ５：詳細車両情報取得ステップ）。最後に、料金決定部５１Ｃは、各車軸の補正軸重に基づいて車両Ａの料金を決定する（Ｓ６：料金決定ステップ）。その後、課金システム１は、課金処理を行い（Ｓ７：課金処理ステップ）、課金処理結果を車両Ａの車載器２０に送信すると共に、取得した情報や課金処理結果等を、中央決済処理装置７０（上位装置）に出力する。

（作用及び効果）
本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態では、課金システム１は、各車軸の軸重計測結果に基づいて料金を決定している。そのため、同じ総重量であっても、車軸数の異なる車両や前後の積載バランスの異なる車両の間で、課金システムは異なる料金を課金できる。

さらに、課金システム１は、各車軸の上下の加速度で軸重を補正している。このため、課金システム１は、走行時の車両の加速度や振動等に起因する各車軸の上下の加速度の影響が軽減された軸重計測結果によって、車両の料金を決定できる。

また、課金システム１は、軸重計測が行われる度に加速度情報を取得する。したがって、課金システム１は、計測された各車軸に一対一で関連する加速度情報を取得することができる。

また、課金システム１は、各車軸の補正軸重の間の代表値に関連した料金を課金できる。車両単位の道路損傷への影響度の大きさは、（積載物含む）車両の代表値に関連するので、課金システムは、道路損傷への影響度の大きさに応じた料金を課金できる。 特に、各補正軸重の最大値に関連した料金を決定することで、同じ総重量の車両であっても、車軸単位の局所的な最大荷重に関連した料金を課金できる。
また、各補正軸重の平均値に関連した料金を決定することで、同じ総重量の車両であっても、車軸数に関連した料金を課金とすることができる。

本実施形態の課金システム１は、アイランドＩに敷設されたセパレートレーン方式であるが、変形例として、フリーフロー方式の課金システムに適用されてもよい。

＜第２の実施形態＞
本発明に係る課金システム及び車載システムの第２の実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。

本実施形態の課金システムは、第１の実施形態と基本的に同じであるが、課金通信処理装置に代えて料金自動収受機を適用している点が異なっている。以下異なる点について詳しく説明する。

図７及び図８に示すように、課金システム１００は、料金自動収受機１５０を備える。料金自動収受機１５０は、車線Ｌを走行する車両Ａの運転者等（利用者）に課金額等を提示して、料金収受処理を行う機械である。料金自動収受機１５０の前面（車線Ｌ側を向く面）には、課金額を提示するディスプレイや紙幣、硬貨又はクレジットカード等を受け付ける受け付け口等が設けられている。
料金自動収受機１５０は、軸重計６０及び路側無線通信装置４０の下流側におけるアイランドＩ上に設けられ、車両Ａに関連した金額を課金する。
料金自動収受機１５０は、課金情報処理部１５１を備える。軸重情報取得部１５１Ａ、軸重情報演算部１５１Ｂ及び料金決定部１５１Ｃを備えた課金情報処理部１５１は、第１の実施形態と同様な機能を発揮する。
本実施形態の課金システム１００に対して、車載システム１０の車載器２０は必ずしも必要ないので、変形例として、車載システム１０は、車載器２０がない構成としてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、課金システムの課金情報処理部や路側無線通信装置の各種機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各種処理を行うものとしている。ここで、上述した各ＣＰＵの各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また、課金システムの課金情報処理部や路側無線通信装置の各種機能が、ネットワークで接続される複数の装置に渡って具備される態様であってもよい。

以上、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同様に、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ものとする。

例えば、本実施形態は、有料道路の通行料金の課金システムであるが、駐車場の駐車料金の課金システムに適用してもよい。

本実施形態の軸重計は、車線Ｌの路面に埋設されているが、変形例として、軸重計は、車線Ｌの路面に既に設置されている踏板や踏板フレーム等に埋設されてもよい。

本発明の課金システムは、走行時の車両の加速度や振動等による影響が軽減された軸重の計測結果を取得することを目的とする。

１ 課金システム
１０ 車載システム
１０’ 補助車載システム
２０ 車載器
２５ 牽引車被牽引車間通信器
２５’ 牽引車被牽引車間補助通信器
３０ 車載無線通信装置
３０’ 車載無線通信装置
３０Ａ 加速度計計測値取得部
３０Ｂ 車両ＩＤ保持部
３０Ｃ 加速度情報送信部
３１ 加速度計
３１’ 加速度計
４０ 路側無線通信装置
４０Ａ 軸重計計測値取得部
４０Ｂ 加速度情報要求部
４０Ｃ 加速度情報取得部
４０Ｄ 補正演算部
５０ 課金通信処理装置
５１ 課金情報処理部
５１Ａ 軸重情報取得部
５１Ｂ 軸重情報演算部
５１Ｃ 料金決定部
６０ 軸重計
７０ 中央決済処理装置
８０ 通信アンテナ
９０ 進入側車両検知器
９１ 発進制御機
９２ 発進側車両検知器
１００ 課金システム
１５０ 料金自動収受機
１５１ 課金情報処理部
１５１Ａ 軸重情報取得部
１５１Ｂ 軸重情報演算部
１５１Ｃ 料金決定部
Ａ 車両
Ａ’ 牽引車
Ｂ’ 被牽引車
Ｉ アイランド
Ｊ 遠隔地
Ｌ 車線

Claims (4)

1. 車線上に配置されて、通行する複数の車軸を有する車両の各車軸の軸重を計測する軸重計と、
   各車軸に関連する上下方向の加速度情報を、前記車両から取得する加速度情報取得部と、
   前記加速度情報に基づいて各車軸の軸重計の計測結果を補正して、各車軸の補正軸重を演算する補正演算部と、
   各車軸の前記補正軸重の間の最大値を演算する軸重情報演算部と、
   前記最大値に基づいて前記車両の料金を決定する料金決定部と、
   を備える課金システム。
2. 前記軸重計の計測結果の取得に応答し、前記車両に前記加速度情報の要求信号を送信する加速度情報要求部をさらに備え、
   前記加速度情報取得部は、前記要求信号に応答して車両から提供される前記加速度情報を取得する請求項１に記載の課金システム。
3. 車線上に配置された軸重計で、通行する複数の車軸を有する車両の各車軸の軸重を計測する軸重計測ステップと、
   各車軸に関連する上下方向の加速度情報を、前記車両から取得する加速度情報取得ステップと、
   前記加速度情報に基づいて各車軸の軸重計の計測結果を補正して、各車軸の補正軸重を演算する補正演算ステップと、
   各車軸の前記補正軸重の間の最大値を演算する軸重情報演算ステップと、
   前記最大値に基づいて前記車両の料金を決定する料金決定ステップと、
   を有する課金方法。
4. 車線上に配置されて、通行する複数の車軸を有する車両の各車軸の軸重を計測する軸重計と、各車軸の補正軸重の間の最大値を演算する軸重情報演算部と、前記最大値に基づいて前記車両の料金を決定する料金決定部と、を備える課金システムのコンピュータを、
   各車軸に関連する上下方向の加速度情報を、前記車両から取得する加速度情報取得部、
   前記加速度情報に基づいて各車軸の軸重計の計測結果を補正して、各車軸の前記補正軸重を演算する補正演算部、
   として機能させるプログラム。

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