JPH10505691A - Electronic vehicle toll system and method - Google Patents

Electronic vehicle toll system and method

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JPH10505691A
JPH10505691A JP8508737A JP50873795A JPH10505691A JP H10505691 A JPH10505691 A JP H10505691A JP 8508737 A JP8508737 A JP 8508737A JP 50873795 A JP50873795 A JP 50873795A JP H10505691 A JPH10505691 A JP H10505691A
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ジェイ． ハセット，ジョン
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エイティー／コム インコーポレイテッド
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    • G01S13/765—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted with exchange of information between interrogator and responder
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/017—Detecting movement of traffic to be counted or controlled identifying vehicles

Abstract

(57)【要約】 本発明の自動料金徴収システムは、ユーザにより購入される利用可能料金額を格納するためのメモリを有する車両料金プロセッサ(IVC)と、近づいてくる料金徴収設備１８のアイデンティティを指示する料金徴収設備識別子信号を送信する料金徴収設備識別部を備える。車両１６が識別部に近づくと、車両内プロセッサ(IVC)は識別子信号を受信し、借方記入されるべき料金を計算する。車両１６が料金徴収設備１８を通過するとき、車両プロセッサは、そのアイデンティティ、その正味残高および料金を伝送し、その料金が口座残高から引き落とされる。車両内プロセッサは低い残高をインクリメントすることもできるが、この場合には車両内プロセッサは情報を伝送し、これが請求を発するため中央システム１４０に中継される。違反者の車両内要素を遮断しあるいは反則者の車両を識別するための種々の手段が設けられている。 (57) Abstract The automatic toll collection system of the present invention combines a vehicle toll processor (IVC) with a memory for storing the available toll amount purchased by a user, and the identity of the upcoming toll collection facility 18. A toll collection facility identification unit for transmitting an instructed toll collection facility identifier signal is provided. When the vehicle 16 approaches the identification, the in-vehicle processor (IVC) receives the identification signal and calculates the fee to be debited. As the vehicle 16 passes through the fare collection facility 18, the vehicle processor transmits its identity, its net balance and the fare, and the fare is deducted from the account balance. The in-vehicle processor may also increment the lower balance, but in this case the in-vehicle processor transmits the information, which is relayed to the central system 140 for issuing a claim. Various means are provided for shutting off elements in the offender's vehicle or identifying the offender's vehicle.

Description

【発明の詳細な説明】 電子的車両料金徴収システムおよび方法 ［発明の利用分野］ 本発明は、車両料金徴収システムに関し、特定すると、自動非接触車両料金高 速徴収装置および方法に関する。 ［発明の背景］ ますます増大する数の車両がハイウェイを走行し、ハイウェイはますます混雑 を極めつつある。従来手段による料金の徴収は、ハイウェイの処理量と安全性に よくない影響を及ぼしてきた。料金所での混雑と停滞はますます一般的となりつ つある。このような状態は、時間の損失を通じて相当の経済的原価を包含するも のであり、生産性を低減させた。さらに、運転者や機械的故障により引き起こさ れる料金所における由々しい事故も頻度を増した。 ある料金機関は、コイン作動の料金徴収装置を設置することによって、あるい は料金プレートシステムを設け、料金徴収者が入って来る車両を適切な料金プレ ートまたはスティッカーであるか否かついて可視的に検査することによって、こ れらの問題について対処することを試みた。しかしながら、コイン作動徴収シス テムは、処理量を増すことにほとんど貢献せず、偽造コインの使用により詐欺を 受け易い。料金プレートシステムは同じ欠陥に遭遇し、各車両が、可視検査領域 に入る間鋭く減速することを必要とする。それゆえ、このシステムは、料金徴収 者の注意力に大きく依存する。 さらに、料金徴収のための無線周波数識別（RFID）技術を利用するための多く のシステムが提案された。これらのシステムでは、運転者は、料金ブースを通る とき一連番号により車両を識別するために反射性の送信機または個別的送信機と して作用する「タグ」または「カード」を取得する。この技術は、自動車両識別 （AVI）とも称される。 このシステムにも多数の欠陥がある。特に、RFIDタグは勘定書を操作し記憶す るためのマシンインンテリジェントプロセッサを欠くから、料金機関は、システ ムの全ユーザに対して個々の料金勘定書を維持しなければならない。これは、有 料交通量の高い都市領域で特に煩雑となる。料金機関は、数十万もの個々の勘定 書を管理することを要することになり、これはAVI システムの操作により作り出 される負担である。 さらに、RFIDタグは、プロセッサまたはユーザインターフェースを欠くから、 車両の運転者は、勘定書の残金を容易に確認できないし、限定または消費された クレジット（残高）に関する警告を有しない。運転者は若干でも警告をもつ従来 の料金徴収レーンと交錯するから、これは混乱と潜在的な安全上の危険を招く。 さらに、単一国家の料金機関の不存在の場合、各関与する運転者は、別個の料 金機関の勘定書に各々対応する複数のカードを車両に付けることが必要になるだ ろう。 RFIDシステムはまた、詳細な車両特有の移動記録の生成と蓄積を要するから、 ユーザのプライバシの問題を起こすことになる。 従来の料金徴収手段が増加したハイウェイ交通量により招来する要求を処理で きないことに答えて、改良された料金徴収方法およびシステムを提供する自動化 料金設備が提案された。これらの自動化料金徴収設備は、車両が自動化料金徴収 ブース中を移動するとき必要な取引きを遂行する無線送信機と受信機の使用によ って、従来の料金徴収手段の手動的取引きを除去する。一つのこの種のシステム は、車両により運ばれる料金クレジットの電子キャッシュ（蓄積量）から料金を 電子的に徴収する。このように、車両運転者は、有料道路走行前にある量の料金 クレジットを購入し得る。車両がその後料金徴収ブースを通って移動するとき、 無線周波数の交換が行われ、適当量が車両の料金クレジットから自動的に引き出 される。 上述の自動化料金徴収システムは、単一レーン有料道路や単一レーンの橋やト ンネルに対してよく機能するが、システムが複式レーンの環境で実施されるとき 重大な問題が存在する。複式レーンの環境においては、各有料レーンは、そのレ ーンを通過する車両の移動無線トランシーバと相互作用する固定の無線トランシ ーバを備えている。複式通路の問題は、一つのレーンの１台の車両から伝送され る情報が、複式有料レーンの固定トランシーバによりピックアップされるときに 起こる。それゆえ、レーン１の車両から徴収される料金がレーン２の車両に貸し 方記入（貸付け）されるという可能性が存在する。他通路の影響は、料金回避者 が自動化料金システムを悪用したり、請求を偶発的に誤割当したりすることを可 能にする。 他通路の影響を最小化するための多数の従来システムが存在する。これらのシ ステムは、普通、一方のレーンの料金トランシーバを、隣接するレーンを走行す る移動体から伝送される信号から遮蔽することを試みる。この種のシステムは、 車両が予定された領域に入ったときを識別する近接ゾーンを設定し、ついで車両 が予定された時間限界内に料金を伝送することを要求する方法を含む。他のシス テムは、有料レーンに近接する領域の背後かつそれに隣接してブランキング（無 効化）フィールドが伝送される複式フィールド環境を設定する。ブランキングゾ ーンは、料金ステーションにより受信されるような複式通路信号を埋没させる働 きをする。従来のシステムは、接近する移動体の実際の位置を決定する手段を提 供しない。このため、従来のシステムは、料金徴収システムが該料金徴収システ ムに接近してくるトラフィックの物理的順序を決定することができない。さらに 、従来のシステムは、レーンのサイズおよびレーントランシーバ間に存在しなけ ればならない間隔に関して規制をおく。 したがって、本発明の目的は、道路の交通容量を相当に増すことができる改良 された料金徴収方法および装置を提供する。 本発明の他の目的は、ハイウェイの安全性を向上しながら料金徴収の速度を増 す料金徴収方法および装置を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、複数の料金徴収機関または複数の幅広に離間され た位置にある機関により料金徴収手段を利用し支持するに便利なこの種の装置お よび方法を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、運営管理負担を低減し、使用者および料金徴収機 関に対する取引きリポートの発行を容易にし、さらにユーザのプライバシを保護 する料金徴収システムを提供することである。 本発明のさらに他の目的は、信頼性があり、詐欺や料金回避の試みに抗し、し かも既存の料金管理システムに容易に組み込める料金徴収システムを提供するこ とである。 本発明のさらに他の目的は、自動化料金システムに接近してくる車両のレーン 位置を決定するためのシステムを提供することである。 本発明のさらに他の目的は、自動化料金システムに接近してくる移動体の順序 を決定するための機構を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、固定トランシーバに接近してくる移動目標の相対 位置を決定するためのシステムを提供することである。 本発明のさらに他の目的は、他の料金徴収トランシーバと接近下に働き得る料 金徴収トランシーバを使用する自動化料金徴収のためのシステムを提供すること である。 本発明の他の一般的目的および特定の目的は、一部は明らかであり、一部は以 下の記述から明らかとなろう。 ［発明の概要］ 上述の目的は、道路に沿って高速度で移動する車両から料金を自動的に徴収す る方法およびシステムにより達成される。 本発明のシステムは、その一側面として、料金徴収のために車両が通過し得る 少なくとも第１の料金徴収設備と、接近しつつある料金徴収設備での料金取引に おいて借方記入するのに利用可能な金銭量を表わす利用可能料金額信号と車両固 有の識別子を格納するためのメモリを有する車両内応答用料金プロセッサとを備 える。最初、料金プロセッサは、例えばある料金徴収設備にて、初利用可能料金 額の値を表わす電子的な総料金額信号でロードされる。 第１の料金徴収設備の徴収部に対応しかつ該徴収部から離間された第１の料金 徴収設備識別部が、(i)第１料金徴収設備の位置を一意的に、さらに(ii)道路に 対応する料金徴収スケジュールを任意的に表わす第１の料金徴収設備識別子信号 を伝送する。移動車両が第１料金徴収設備識別部に近づくと、車両内料金プロセ ッサは、第１料金徴収設備識別子信号を受信、格納し、第１料金徴収設備識別子 信号に応答して、第１料金徴収設備にて借方記入（請求）されるべき料金額を計 算する。 特に、車両内料金プロセッサは、計算された料金額を車両内プロセッサに格納 される利用可能料金額信号と比較して、利用可能料金額信号により表される金銭 量が計算された料金額に等しいかそれよりも多いかを試験する。車両内プロセッ サは、この比較の選択された結果に応答して、第１自動化料金徴収設備利用許可 を表わす、ビーッ音または閃光着色光を伴うビーッ音のような信号を車両運転者 に供給する。 ついで、車両が第１料金徴収設備の徴収部に近付きそれを通過するとき、第１ 料金徴収設備の徴収部は、料金徴収信号を伝送し、車両内料金プロセッサに蓄積 額から料金額を請求することを命令する。車両内料金プロセッサは応答し、その 蓄積額から計算された料金額を請求し、請求された量に従って利用可能料金額信 号の値を減ずる。ついで、車両内プロセッサは、料金徴収設備の徴収部に、その 識別、計算された料金額および勘定残高を指示する取引き確認信号を伝送する。 本発明のシステムは、他の側面として、車両内プロセッサにより実行される比 較により、利用可能料金額が計算された料金額より少ないか、20ドルのような予 め定められプログラムされた最小残高より少ないことを指示されると、車両内プ ロセッサは、それに応答して、残高を内部的にインクリメントし、料金徴収設備 が銀行口座やクレジットカード会社のようなクレジットまたは請求機関に新しい 増分を請求することを保証するように請求メッセージを起動する。 本発明のシステムは、他の側面として、料金額が車両がどこで有料道路に入り どこから有料道路を出るかに依存して変わる漸増有料道路での動作を可能にする 。本発明システムは、この側面においては、第１料金徴収設備から離れた少なく とも第２の料金徴収設備を備える。この場合、第２料金徴収設備の徴収部に対応 しておりかつこれから離間した第２の料金徴収設備識別部が備えられる。第２料 金徴収識別部は、(1)第２料金徴収設備の位置を一意に表わしさらに好ましくは( ii)道路に対応する料金徴収スケジュールを表わす少なくとも第２の料金徴収設 備識別子信号を伝送する。以下に論述されるように、料金スケジュールは、全出 口に対する全種の車両に対するスケジュールとしてもよいし、特定の場所に出入 りする前者車両に対するスケジュールとしてもよい。 車両内料金プロセッサは、第２料金徴収設備識別子信号を受信し、そして車両 が第１料金徴収設備を予め通過していなければ、車両内料金プロセッサは、格納 されている第１料金徴収設備識別子信号上に第２料金徴収設備識別子信号を上書 きする。 本発明の１側面として、料金徴収設備識別子信号、車両識別子信号および料金 取引き信号または確認信号は、無線周波数信号にコード化され、そしてこのコー ド類は、詐欺の可能性を減ずるようにあるいは追加の選択された情報を搬送する ように動的に変更できる。 車両が料金徴収ステーションを通過するときの車両の位置の精確な識別は、本 発明の一側面で達成されるが、この一側面として、既知のフィールドパターンで 識別信号を伝送する複式レーン道路の１レーン上に位置付けされた少なくとも一 つ固定トランシーバユニットが含まれる。複式レーン道路に沿って走行する移動 送信機ユニットが、識別信号を受信し、固定トランシーバユニットのアイデンテ ィティをデコードし、信号の強さを評価する。移動トランシーバは、この情報か ら固定トランシーバユニットに関するその位置を決定する。 特に、少なくとも一つの固定トランシーバユニットが、複式レーン道路の１レ ーン上に位置付けられる。トランシーバは、無線周波数信号を伝送する高指向性 アンテナを具備する。信号は、道路に沿って接近してくる車両の方向に向けられ る。アンテナから放送される信号は、複式レーン道路の１レーン内にフィールド パターンを設定する。信号をアンテナが向けられるレーンを識別する情報デコー ド化することによって、道路の１レーンを一意的に識別する無線周波数フィール ドを設定できる。 本発明にしたがって作られたトランシーバを具備する車両が、アンテナフィー ルドパターンを受信し処理することによって、車両の移動レーンおよび固定トラ ンシーバからの車両の距離を決定する。自動車のような車両内に固定された移動 トランシーバは、固定トランシーバにより発生される信号を受信する。移動トラ ンシーバは、これらの信号をでコードし、どのレーンから信号が放送されたかを 決定する。ついで、移動トランシーバは、信号強度を各レーンのアイデンティテ ィと関連づけるが、この強度は固定トランシーバ指向アンテナの既知のフィール ドパターンに比較できる。移動トランシーバは、信号強度と信号アイデンティテ ィを処理して、固定トランシーバに関するその位置を決定する。 続いて、車両が固定トランシーバユニットを通過するとき、車両はその車両識 別番号とそのレーン位置を送信するから、固定トランシーバはどの車両がどのレ ーンで通過しつつあるか知る。 以下、本発明の性質および目的をさらに完全に理解して頂くため、図面を参照 しながら本発明の具体例について説明する。しかしながら、当技術に精通したも のであれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の変更、追加お よび削減をなし得ることは明らかであろう。 ［図面の簡単な説明］ 図１は固定料金道路上で使用するに適合した本発明に従う自動料金徴収システ ムを示す概略ブロック図である。 図２は漸増料金道路上で使用するに適合した本発明の他の具体例の概略ブロッ ク図である。 図２Ａは他の具体例を示す線図である。 図３は図１および図２の具体例に利用される車両内要素(IVC)の詳細を示すブ ロック図である。 図４は本発明にしたが構成されたＴ０およびＴ１送信機の詳細を示すブロック 図である。 図５は本発明にしたが構成されたＴ２送信機の詳細を示すブロック図である。 図６は図１および図２の具体例に利用される増強システムを示す線図である。 図７は本発明にしたがって発生されるＲＦ遮蔽フィールドを示す線図である。 図８は図１および図２に利用される料金取引管理(TTM)システムのブロック図 である。 図９Ａおよび図９ＢはＴ２送信機により発生される徴収信号の簡単化された形 式および本発明にしたがってIVC により発生される確認信号の簡単化された形式 を示す線図である。 図１０および図１０Ａは本発明のガントリ型料金徴収システムの具体例および ガントリ上の増強カメラを示す線図である。 図１１は本発明に従う道路交通監視および管理システムの概略ブロック図であ る。 図１２は極座標にプロットされたアンテナフィールドパターンのグラフ表示で ある。 図１３はアンテナにより設定される無線フィールドエネルギパターンを例示す る本発明の１具体例のグラフ線図である。 図１４は特に図１１のシステムで動作するに適合した車両トランスポンダの概 略ブロック図である。 図１５は道路トラフィックトランシーバからの直線距離を決定するための本発 明の１具体例に従う概略ブロック図である。 図１６はレーン検出信号の有効性を決定するマイクロプロセッサコードの流れ 図である。 ［例示具体例についての説明］ 本発明のシステムは、情報の受信、記憶、計算および伝送のための各車両内に 設けられた双方向性のモジュールを包含し、そして該モジュールは好ましくは有 料レーンを識別するように構成された、料金徴収ステーションに設けられたＲＦ トランシーバと通信する。全通信は車両がハイウェイスピードで走行しつつある 間に行なうことができるが、各車両の位置は精確に知られ、法律違反者や料金反 則者に有効な施行を可能にする。交通レーン局所化技術は、しばらく図１１に飛 んで説明することにより理解されるであろう。 図１１は、本発明に従う複式レーン車両位置決めシステム２１０（２００代の 参照番号は図面上では図面を簡単にするために二桁の番号で記載してあるから２ ００を追加して読まれたい）のブロック図である。例示の具体例２１０は、車両 ２１２〜２１６が道路２２４に沿って走行中、車両位置情報がホスト車両２１２ 〜２１６に位置する車両トランスポンダからレーン送信ユニット２１８〜２２２ に転送され、車両位置が決定されることを可能にする。 簡単にするため、図１１は３レーン道路２２４を図示しており、所与のホスト 車両に対する走行方向は、ここでは「下流方向」と称せられ、矢印で示されてい る。当技術に精通したものであれば、本発明は、複数レーンに分割されたハイウ ェイ、橋およびトンネルを含む追加のレーンを有する道路と関連して実施できる ことを理解できよう。当技術に精通したものは、本発明が、線路や水路のような 数々の他の移送システムと関連して実施できることも理解できよう。 例示の具体例は、二つの主要素、すなわち、車両トランスポンダ２２８とレー ン固定トランシーバ２１８〜２２２を備える。以下にさらに詳細に論述されるよ うに、本発明の好ましい具体例である車両トランスポンダ２２８は、ホスト車両 により運ばれ、無線周波数送信機および受信機、中央処理ユニット早期警告信号 検出ユニット、信号強度検出ユニット、信号デコードユニットおよびユーザイン ターフェースを備える。道路固定トランシーバの好ましい具体例は、送信ユニッ トと、該送信ユニット下方のレーンに向けられた既知のアンテナパターンを有す る指向性アンテナを備える。 車両トランスポンダ２２８は、レーン送信ユニット２１８〜２２２から信号を 受信し、これらの信号を処理してどのレーンの固定送信機が特定の信号を送った かを決定する。トランスポンダ２２８はまたこれらの信号を処理して、種々のレ ーン送信ユニットから受信される信号の相対強度を決定する。受信された信号の 測定された強度を比較し、この情報を既知のアンテナフィールド強度パターンと 比較することによって、トランスポンダは、それらのレーンの位置、したがって レーン送信ユニットに関する車両位置を決定できる。 図１１に例示される本発明の具体例において、レーン送信ユニット２１８〜２ ２２は、一つの送信ユニットが各レーン上に位置するように複式レーン道路を横 切って位置付けられる。図１１にさらに指示されるように、各トランシーバユニ ット２１８〜２２２は、接近しつつある車両の方向にアンテナフィールドパター ン２２６を設定するレーン識別信号を放射する。レーン識別信号は、単一フィー ルドパターンが特定のレーンと関連づけられるようにレーン識別情報でコード化 される。例示の具体例において、トランシーバユニット２１２〜２１８により発 生される信号は、無線周波数（ＲＦ）信号である。 図１２は、トランシーバ２１８〜２２２の送信ユニットから放射されるアンテ ナパターンを詳細に例示している。図１２に例示の具体例において、フィールド パターンは、904.5Mhzにて送信する寄生導波器をもつフェーズドアレイレーダシ ステムにより設定されるが、斯界において周知の任意の同様な送信装置を使用で きることは明らかなはずである。さらに詳述すると、アンテナフィールドパター ンは、移動方向における長手方向偏波作用とビーム成形作用をもつスロット付き 導波管アレイにより発生された。フェーズドアレイアンテナは、その放射エネル ギの大部分を主ローブ２４０内に送信する。斯界に周知のように、サイドローブ ２４２は誤目標検出を防ぐように最小化される。図１２に示されるように、サイ ドローブは、主ローブからおおむね18db減衰されており、おおむね225 度で角度 に広がっている。道路の各レーンに沿ってこのような既知のフィールドパターン を放射することによって、道路は別個の放射フィールド領域に有効に分割される 。 本発明の代替具体例においては、アンテナの後部から投射されるバックローブ は、より大きな領域の既知のフィールドパターンを創成するのに使用されること は、当技術に精通したものには明らかなはずである。 図１３はアンテナパターンにより既知の領域に分割されている道路の例を示す 。図１３において、アンテナ素子２５０は、道路２５８のレーン２５２、２５４ および２５６に沿って既知のフィールド活動パターンを放射する。例示の具体例 において、道路の各レーンは、料金障壁２６０により分割される。各レーン内ま たは障壁の数値、例えば-25 は、dbで表わされるＲＦフィードの各位置における 強度レベルの減少を表わす。図示される例において、中心レーン２５４に沿って 向けられる信号は、アンテナ素子２５０からの距離に関係するエネルギ勾配を設 定する。図示の例において、レーン２５４におけるアンテナフィールド強度は、 料金障壁２６０の一端から遠端間で測定される40フィートにわたり30db減ずる。 さらに図１３図に示されるように、隣接するレーン２５２および２５６内の平行 位置は、中心レーン２５４内の平行点より最低14db低い(すなわち、中心レーン に対して-65db そして隣接レーンに対して-79db)。移動トランシーバがアンテナ ２５０に近づくとき、隣接するレーン内の平行位置間の強度差は増す（すなわち 、アンテナに最近点において45db）。図示の例において、各レーンの中心は、隣 接するレーンの中心から最小１４フィート離間されている。このように、本発明 は、トランシーバユニット２１８〜２２２が従来の料金徴収ブースの代表的間隔 だけ離間されることを可能にする。 図１３に示される例から分かるように、-40db の信号強度測定値は、限定され たレーン２５４の約途中である道路領域に対応している。当技術に精通したもの であれば、本発明は、送信ユニットに関する位置を指示する他のフィールド強度 パターンで実施できることが理解できよう。また、当技術に精通したものであれ ば、フィールドパターンは、間欠または定常送信により発生されてもよくあるい は各フィールドは独立の周波数特性を有してもよいことを理解できよう。 本発明の１実施例において、レーン識別情報は、送信ユニットから放送される 信号にディジタル的にコード化される。ディジタルコード化情報の場合、ヘッダ 情報およびデータ情報を設定するデータフィールドが創成される。 ----------------------------------------- フィールド サイズ スタートファイル ２ バイト レーン識別 ４ バイト エンドフィールド ２ バイト 当技術に精通したものであれば、本発明は他のデータフィールドパラメータ、 または技術上周知の位相シフトキーイング、マンチェスタコード化またはその他 の技術のような代替形式のコード化技術との関連において実施できることを理解 できるであろう。 図１４はトランスポンダ２２８の詳細を示している。トランスポンダは、デー タプロセッサ２７０、アンテナ素子２７３に接続された受信機２７２、受信機２ ７２に接続されたデコード手段２７４、受信機２７２とプロセッサ２７０間に接 続された信号強度検出ユニット２７６、これも受信機２７２とプロセッサ２７０ 間に接続された早期警告信号検出ユニット２７８、送信機２８０、プロセッサ２ ７０に接続されるメモリ要素２２８およびユーザインターフェースセクション２ ８３とを含む。従来形式の電源２８９がトランスポンダの必要電力を提供する。 プロセッサ２７０は、8086マイクロプロセッサまたは8051マイクロコントロー ラまたは車両位置を決定するために必要な計算を実行し得る他のプロセッサとし 得る。図１４Ａに示される具体例においては、受信機２７２とプロセッサ２７０ に接続されるデコード手段２７４が、受信機２７２で受信される信号にコード化 されているレーン識別情報をデコードする。代替具体例においては、プロセッサ ２７０も、追って詳細に記載される態様でコード化信号をデコードし、解釈する 。メモリ要素２２８は、好ましくは、信号強度検出情報およびレーン識別情報の 処理のための情報を含むプログラム情報を格納するに十分の非揮発性メモリを提 供するのがよい。 トランスポンダアンテナ２７３は、トランスポンダモジュールそれ自体に合体 されてもよいし、セルラー電話装置と関連して採用されるものに類似の従来形式 の窓取付けアンテナに取り付けるためレセプタクルを提供してもよい。 ユーザインターフェースセクション２８３は、好ましくはユーザ作動キー２８ ２、LCD またはLED ディスプレイユニット２８４および可聴警報モジュール２８ ６を備えるのがよい。ディスプレイおよび可聴警報要素は、必要なとき可視の、 可聴警報信号を提供し、キーおよびディスプレイ要素は、車両運転者が、レーン 位置および固定ベースユニットからの距離に関する情報を得、かつ必要となる任 意の情報を装入することを可能にする。ディスプレイおよびユーザインターフェ ースキーは、プロセッサを制御する従来の格納ソフトウェアルーチンとの組み合 わせで、ユーザが、レーン内または道路に沿っての車両位置に関する情報を監視 することを可能にする。１具体例においては、ユーザインターフェースは、各々 １０の記号の２本のラインを有するアルファベット数字表示を含む。 電源装置は、リチウムパワー電池のようなコンパクトなユーザ交換可能な長寿 命電池２８９を含むのがよい。これらの要素はまた、電池チェック位置を組み込 んだオン／オフスイッチを具備してよい。 図１４Ａに示される諸要素は、設計および構造が従来形式であり、トランスポ ンダは、既知のトランスポンダおよびマイクロプロセッサ原理に従って構成でき る。例示のトランスポンダは、ダッシュボード表面あるいは車両内の他の便利な 位置に取外し可能に取り付けられるよう適合されたコンパクトな携帯可能包囲体 内に収納できる。 図１４Ａに示される諸要素の組合せは、トランスポンダが、信号情報を処理し て、そのレーン位置および固定送信ユニットからの直線距離を決定することを可 能にする。さらに、トランスポンダメモリ２８８は、道路上の他のレーンの位置 に関する移動車両の位置を決定するためのソフトウェアおよびアルゴリズムを格 納し得る。追ってより詳細に説明されるように、複式レーン道路に沿って走行す る車両の相対位置は、複式レーン道路に沿って走行する車両の順序を決定するた めに、自動化料金徴収システムまたは他の自動化交通管理システムに伝送できる 。本発明の１具体例においては、マイクロプロセッサは、低電力消費状態を有す るが、これは電力を節約するために使用される待機モードである。待機モードに おいては、マイクロプロセッサは、すべての活動を停止する。プロセッサは、マ イクロプロセッサ２７０上の入力を賦活することによってこのモードから引き出 される。トランスポンダが信号位置情報を処理していないとき電力を節約するこ とは、平均電力需要を減じ、電池寿命を相当に延ばす。 図１４Ｂは、本発明の１具体例で実施されるような早期警報ユニットの要素を 示している。早期警告ユニットの機能は、パワースイッチ２９４を介してトラン スポンダ回路の残部を「目覚めさせる」ことである。フィルタ９０は、アンテナ ２７３によりピックアップされる信号を監視する。フィルタ要素２９０は、技術 上周知なように構成された代表的バンドパスフィルタであり、電磁スペクトル内 の特定の周波数を検出するように機能する。フィルタ２９０を通過した信号は、 ダイオードおよびコンデンサアレイまたは技術上周知の他の構造から構成される 検出器２９２に送られる。検出器は、濾波された信号の信号強度を決定するよう に機能する。濾波された信号が十分のエネルギを有すれば、検出器は車両がアン テナフィールドパターンに接近しつつあることを決定する。検出器２９２は、信 号をパワースイッチ位置２９４に中継する。パワースイッチ２９４はマイクロプ ロセッサ２７０を賦活する。 信号強度検出ユニット２７６は、受信機２７２から信号を受信する。信号強度 検出ユニット２７６は、受信されたアナログ信号の強度を測定し、アナログ−デ ィジタル変換を遂行して、信号強度を指示するディジタル信号を発生する。ディ ジタル信号は、追ってより詳細に説明されるように車両の位置を決定するために プロセッサ２７０に転送される。 信号デコード手段２７４は、受信機２７０から送られる信号を処理し、この信 号とともに伝送されるレーン識別情報をデコードする。レーン識別情報はプロセ ッサ２７０に送られる。プロセッサ２７０は、測定された信号強度にレーン識別 信号を付する。ついで、プロセッサは、レーン識別情報および信号強度情報を使 用して、送信ユニットに関する車両の位置を決定する。 代替具体例においては、搬送波はレーン識別情報信号から除去され、データが 残される。レーンアイデンティティおよびエラー修正情報は、マンチェスタコー ド化フォーマットからデコードされ、エラーについてチェックされる。受信され た信号の完全性をチェックするために、技術上周知の他の形式のエラー修正も使 用できる。 図１５は、信号強度検出ユニット２７６に対する回路設計の１例を示す。図１ ５に示される例は、経済性を達成する信号強度検出ユニットの一つの可能な構造 を描くもので、それゆえ本発明の使用を促進するものである。 アンテナ２７３により受信される信号は、ユニット２７６に送られる。信号強 度検出ユニット２７６は既知の値の蓄積コンデンサ２０３を有するから、コンデ ンサ２０３は、受信機２７２からの信号が該コンデンサ２０３に転送されるとき 既知の割合で充電する。信号強度検出ユニット２７６は、反転入力が蓄積コンデ ンサ２０３に接続されたコンパレータ２０６を有する。コンパレータ２０６の非 反転入力は、バイアス要素２１４に接続される。図示のバイアス要素は、二つの 抵抗２０２および２０４から構成される簡単な電圧分圧器である。抵抗２０４に 掛かる電圧は定基準電圧である。 コンパレータ２０６の出力は、プロセッサ２７０上のレーン検出入力ピンに接 続される。レーン検出ピン上の高電位状態は、コンデンサ２３０に掛かる電圧が 抵抗２０４に掛かる基準電圧より大きいことを指示する。プロセッサ２７０は、 その出力ピンが放電トランジスタ２０７のベース入力に接続されている。放電ト ランジスタ２０７のコレクタは、コンパレータ２０６の反転入力と蓄積コンデン サ３０の信号入力に接続される。プロセッサは、トランジスタ２０７をプロセッ サの出力制御ピンを通じて賦活することによって蓄積コンデンサをリセットする 。 図１５の諸要素の構成は、特定の期間到来信号をサンプルしそして収集された 電圧を既知の基準電圧と比較し得る１ビットアナログ−ディジタルコンバータを 形成する。信号が読み取られると、コンデンサ２３に掛かる蓄積電圧を除去する ことによってコンバータはリセットされ、プロセスは再度ランする。このように 、コンデンサ２０３とコンパレータ２０６とバイアス回路２１４は、受信された 信号の強度を指示し得るディジタル信号を発生する１ビットアナログ−ディジタ ルコンバータを形成する。抵抗２０２および２０４の比は、コンパレータ２０６ の非反転入力上に特定の検出信号強度例えば-40db に対応する基準電圧を発生す るように選ばれる。それにより、特定の時点にコンデンサ２０３上の電圧をチェ ックすることによって、プロセッサ２７０はアンテナフィールドの強度をサンプ ルする。 当技術に精通したものは、本発明が、他のフィールド強度評価方法、詳しくい うと別個のアナログ−ディジタルコンバータを使用する方法および受信信号の信 号強度の多ビット表示を生成する方法と関連して実施し得ることを理解できよう 。 本発明の１具体例においては、トランスポンダは、レーン位置および固定トラ ンシーバからの直線距離を決定するために下記の態様で作動される。 図１１を再度参照すると、車両２１２のトランスポンダ２２８は、送信ユニッ ト２１８のアンテナフィールド２２６に接近するとき不活動である。車両がフィ ールド２２６に入ると、早期警告信号検出ユニット２７８はプロセッサ２７０を 活動モードに入れ、トランスポンダは受信信号の処理を開始する。 図１６は、車両レーン位置を決定するためのプロセッサコードの流れ図である 。図１６に示されるように、プロセッサ２７０は、活動モードにあると、受信機 ２７２が復調信号情報をそれに送るのを待つ。プロセッサ２７０は、信号識別情 報をデコードし、受信信号を伝送したレーンのアイデンティティを決定する。次 いでプロセッサは信号強度決定ユニット２７６をリセットするから、この回路は ０にイニシャライズされる。プロセッサは、ついで、ある期間信号強度決定ユニ ットが信号の強度を決定するのを待つ。所与の例において、プロセッサ２７０は 50ミリ秒待ち、コンデンサ２０３を充電させる。50ミリ秒の終了時に、プロセッ サはこの回路からの信号強度を読み、格納する。 ついで、プロセッサ２７０は、測定された信号強度を送信ユニットの既知のフ ィールドパターンと比較する。信号強度で車両が識別されたレーン内にあること が指示されると、そのレーンアイデンティティと関連するレーン位置カウンタが インクリメントされる。ついで、プロセッサは、十分のレーン検出が記録されて レーン識別の公算を指示するかどうかをプリセットカウンタから決定する。１例 として、同じレーンからの信号の５回の連続検出があり、しかもその信号強度が 車両がそのレーン内にあることを指示していると、車両のレーン位置を識別する のに十分である。レーンアイデンティティが信号強度によりチェックされてしま うと、プロセッサは待ち状態に戻る。 本発明の他の具体例においては、決定されたレーン識別情報がプロセッサ２７ ０によりメモリ２８８のレジスタに格納される。レーン識別情報は、予め割り当 てられた車両アイデンティティ情報とともに、トランスポンダ２２８から固定ト ランシーバ２１８〜２２２に送信される全信号にコード化される。１例として、 送信ユニット２１８〜２２２は、自動化料金徴収所またはガントリのレーン上に 位置付けられる。トランシーバ２１８〜２２は、料金徴収所に接近してくる車両 への信号を制御し、情報信号を車両のレーン上のトランシーバに戻すべきことを 車両に要求する。本発明に従って構成された装置においては、プロセッサ２７０ は、メモリ２８８からレーンアイデンティティを検索し、そのレーンアイデンテ ィティを他の情報とともにトランシーバ２１８〜２２２に送信する。このように して、トランシーバ２１８〜２２２は、各受信信号を正しい車両に相関づけるこ とによって多通路の問題を克服する。 本発明の他の側面として、複式レーン道路上を走行する車両位置を決定する方 法は、下記のステップにより決定される。第１のステップとして、トランシーバ ユニットが複式レーン道路の１レーン上に位置付けられ、高指向性アンテナを介 してレーン識別情報でコード化された信号を送信する。 第２のステップとして、移動トランスポンダユニットが送信された信号を受信 し、これらの信号を処理して、レーン識別情報および信号強度情報を決定する。 第３のステップとして、レーン識別情報および信号強度情報が処理され、車両レ ーン位置および固定トランシーバユニットからの距離を決定する。 他の方法は、レーン識別情報が移動トランスポンダからトランシーバユニット への全伝送においてコード化され得るようにレーン識別情報を記憶することを含 み、そのようにしてトランシーバユニットが送信車両のレーン位置を確定できる ようにする。 上述の構造や上述の動作順序は本発明の技術思想から逸脱することなく種々の 変更をなし得ることは理解されるであろう。本発明の他の具体例においては各レ ーンのアイデンティティ信号と関連付けられる相対信号強度から車両の位置を決 定するのに代替アルゴリズムが使用される。例えば、各レーンアイデンティティ 信号の相対信号強度が決定され、複式レーン道路の既知のフィールドパターンと 比較され、そして可能性のある隣接のレーンが決定される。このようにして、各 固定トランシーバユニットにより発生されるフィールド強度の測定から移動目標 の位置の相対的決定がなされる。 本発明の他の構成においては、例示の無線周波数送信機は他の領域の電磁スペ クトルで動作する赤外線送信機または放射器で置き換えることができる。さらに 本発明はレール路や水路の運搬機と関連して、あるいはパッケージ追跡用として 実施できる。 ［固定料金道路での動作］ 図１は固定有料道路、または橋またはトンネル上で使用するための、本発明に 従って構成された電子的料金徴収システム１０の全構造および動作を図示する。 例示の具体例は、単位時間当りおおむね０ないし60マイルの速度で料金徴収設備 または料金徴収所中を走行しつつある車両から料金の自動的収集を可能にする。 車両は、料金徴収のために停止したり相当に減速することを要しない。 簡潔にするため、図１は単一レーン道路１２のみを図示してあり、そして所与 の車両１４に対する移動方向は、ここでは「下流方向」と称され、矢印で指示さ れている。当技術に精通したものは、本発明が複式レーンの分割された道路、あ るいはレール路線網やその他の移送システムで実施できることを理解できよう。 例示の具体例は二つの主要要素を含む。第１は、Ｔ１およびＴ２と称される２ つの送信機モジュールを有する通信システムである。これらの送信機は、普通、 料金徴収機関により所有され、料金徴収機関の施設上に置かれる。第２の要素は 、車両運転者により購入またはリースされる車両内料金プロセッサまたは車両内 要素８(IVC)１６である。以下に記述されるように、IVC １６は、料金取引きに おいて借方記入するため車両により利用可能な金銭を表わすある量を格納し、操 作しそしてそれについて報告するための、トランスポンダ、マイクロプロセッサ およびメモリを含む。IVC は、Ｔ１およびＴ２と通信することによって請求料金 の引出しを含む料金関連の借方記入／貸方記入取引きを制御し、処理する。 図１に示されるように、Ｔ１送信機は、道路１２に隣接して、料金徴収所（以 下料金所と記す）１８からおおむね1/4 ないし1/2 マイルのところに置かれるか ら、単位時間あたり０ないし約60マイル間の速度で走行する車両は、料金所に遭 遇する十分前にＴ１信号に遭遇する。Ｔ１モジュールは、近づいてくる料金所を 識別する電磁気的「料金徴収設備識別子」信号を放射する。例示の具体例におい て、Ｔ１により発生される信号は無線周波(RF)信号である。 第２送信機モジュールＴ２は料金所に置かれる。Ｔ２モジュールは、以下に説 明されるようにコード化COLLECT（徴収）信号２０を送信することによって料金 取引きを開始する送信機／センサ装置である。 図１に示される具体例において、料金取引きは以下の態様で行われる。料金所 への車両の到着のある時間前に、料金クレジット設備１７にある料金徴収機関は 、IVC を車両運転者により購入された利用可能な初料金額を負荷する。IVC はま た、IVC が設置される車両の種類を表わすコードが負荷される。本発明のこの側 面についてはさらに後述する。車両運転者は、IVC を車両に設置し、道路に沿っ て進む。料金所から約1/4 マイルないし1/2 マイルのところで、車両およびIVC は、送信機Ｔ１により発生される無線フィールド１９を通過する。Ｔ１無線信号 １９は、近づいてくる料金徴収設備を識別する料金コードを含む。本発明の１具 体例において、料金コードは、種々の種類の車両に対する規定料金を特定する道 路に対する料金スケジュールも含む。固定有料道路上においてのみ使用されるIV C ユニットの場合、スケジュールはIVC に格納できる。 Ｔ１送信機によりIVC に供給される情報に基づき、IVC は、IVC が設置されて いる車両の種類に対する適切な規定料金を計算する。IVC はこの情報を読んで、 十分な利用可能な料金額残高がその道路に対する料金徴収機関に対応する口座に 存するか否かをそのメモリに質問する。適切な口座にある利用可能な料金額が近 づいてくる料金所の費用を越すと、IVC は、関連する可視ディスプレイ上に認知 可能な「進行」メッセージを発生し、車両運転者が自動化料金徴収設備中を進行 し得ることを指示する。 近づいてくる料金所の費用が関連する口座に対する利用可能料金額を越えると 、IVC は適当な警報メッセージを発生するが。このメッセージは、例えば可聴警 報および「INSUFFICIENT-MERGE LEFT（残額不十分）」のような可視ディスプレイ を含んでよい。それにより、車両運転者は標準料金ブースを進行するように通知 される。 適切な道路機関口座に利用可能料金額残高が十分であることを指示されると、 確認のユーザ認知信号が発生され、車両およびIVC は電子的料金徴収レーンに進 行する。 再度図１を参照して説明すると、車両が料金徴収設備を単位時間当りおおむね ０〜60マイルの速度で通過するとき、Ｔ２送信機はCOLLECT 信号２０を送信し、 そのメモリに格納されている利用可能料金額から計算された料金額を借方記入す るようにIVC に指令する。IVC は、それに応答して、計算された額を借方記入し 、IVC において適切な借方記入が実行されたことを指示する確認信号２２をＴ２ に送信する。以下に追って説明されるように、料金徴収設備にある読取り装置２ ４が、確認信号を受信し、強制ランプアレイにある緑色ランプを付勢する。 料金取引きが完了すると、IVC 内に格納される利用可能な料金額は料金に対応 する額だけ低減され、口座に残っている利用可能料金額が表示される。 IVC は、追ってより詳しく記述される態様で、複数の料金徴収機関口座に対応 する異なる利用可能料金額を格納することができる。このように、単一のIVC が 複数の料金徴収機関による料金徴収に対して有効である。本発明のこの特徴は、 数種の料金徴収機関により支配される道路、橋およびトンネルを有する地理的領 域において特に有利である。 図１は単一のレーンを支配するＴ２モジュールのみを図示しているが、本発明 はまた、複数のＴ２送信機の対応するものにより各々支配される複数の自動化レ ーンと関連して実施できる。複式レーン間のＲＦ漏話の可能性を減じ、単一レー ン間における個々の車両間の個々の判別を増すために、ＲＦ遮蔽モジュール２８ が提供される。遮蔽フィールドモジュールの動作および構造は以下に論述する。 例示のシステムは、車両の接近が車両検出器３８により検出されるときCOLLEC T 信号を放射することをＴ２送信機に指令する送信機制御要素３０と、IVC 確認 信号を受信するための読取り装置２４と、車両の種類を指示しかつ適切な確認信 号を発生することなく進行する車両があればこれを識別するための強制ランプ２ ６と、料金徴収機関に対する料金取引きを記録するための料金取引管理(TTM)シ ステム３２と、TTM に結合され、車両運転者が予め支払われた利用可能な料金額 を購入することを可能にするキャッシュ端末１７とを備える。これらの要素の構 造および機能については追って詳細に説明する。 図１は、固定料金道路上で採用するように適合された本発明の具体例を示して いる。本発明はまた、図２に示される具体例では漸増有料道路上で実施できる。 ［漸増有料道路での動作］ 図２に例示するシステム１０は、ターンパイクのような漸増有料道路上での使 用さ適合されており、この場合、料金値は既知の入口および出口を基準にして計 算される。この種の道路上では、車両は、選択された入口ランプを通って道路に 入り、所与の出口を選択し他の出口はパスして、選択された出口ランプから道路 を出る。普通、別個の料金徴収設備が各出口ランプに配置されている。 本発明の漸増料金の具体例は、固定料金システムと関連して上述したIVC、Ｔ １およびＴ２送信機を利用する。さらに、図２に示されるように、Ｔ０送信機と して言及される他の送信機が、漸増有料道路への各入口ランプ１１に隣接して配 置される。各Ｔ０送信機は、そのＴ０送信機が対応する入口ランプを一意的に識 別する入口点識別子信号４２を放射する。この信号は、IVC に、漸増有料ハイウ ェイへの車両入口点について知らせるのに使用される。 車両が有料道路に入るとき、車両およびIVC はＴ０無線フィールドを通過する が、この無線フィールドは、IVC に対して入口ランプ位置または入口ランプ番号 を特定するコード化入口点識別子信号４２を含む。IVC はこの情報をそのメモリ 要素に格納する。 各出口料金徴収所からおおよそ1/4 ないし1/2 のところで、車両およびIVC は Ｔ１送信機に接近し、近づいてくる出口ランプ料金徴収設備を識別するＴ１コー ド化料金徴収設備識別子信号を受信する。Ｔ１信号はまた、道路に対する料金ス ケジュールも特定する。この料金スケジュールは、距離／費用および車種／費用 データを含む。 IVC は、Ｔ１信号データに応答しかつIVC に格納されるＴ０入口点データに基 づいて、IVC が設置されている車両に対する適切な規定料金を計算する。 IVC は、この料金データを読み、そのメモリに質問して、道路の料金機関に対 応する口座に十分の利用可能料金額残金が存在するか否かを試験する。 近づいてくる料金所の費用が、関連する口座に対する利用可能料金額を越すと 、IVC はユーザが認知可能な警報メッセージを発生するが。このメッセージは、 例えば可聴警報および「INSUFFICIENT FUND--MERGE LEFT（残存資金不十分）」の ような可視ディスプレイを含んでよい。それにより、車両運転者は、近づいてく る出口ランプで有料道路を出ることを選択するならば標準料金ブースを利用すべ きことを通知される。 もしも適切な口座内の利用可能料金額が近づいてくる料金所の費用に等しいか それ以上であれば、IVC は、そのディスプレイ上に認知可能な「PROCEED(進行)」 メッセージを発生し、運転者が近づいてくる出口ランプにて有料道路を出るこ とを選ぶならば、自動化料金徴収設備を通過してよいことを運転者に指示する。 料金徴収設備における動作は、その後、本発明の固定有料道路と関連して上述 したものに類似の態様で進行する。 車両運転者が近づいてくる出口ランプで有料道路を出ないことを選び、代わり に現在の出口をパスして次の出口に進むと、車両およびIVC は、次の出口ランプ にて、後続の出口ランプ料金徴収設備に対応しかつ該設備から離間された後続の Ｔ１送信機に遭遇する。この新しいらしいＴ１信号に応答して、IVC はメモリに 新しいＴ１データを格納し、古いＴ１データに上書きする。しかしながら、Ｔ０ 入口点情報は保持されており、IVC は、Ｔ０データおよび新Ｔ１情報に基づいて 新料金計算および利用可能料金試験を実施する。この動作サイクルは、車両運転 者がパスすることを選ぶ各自動化出口設備に対して反復される。Ｔ０入口点情報 は、料金徴収設備におけるＴ２ TOLL-collect の受領後または新Ｔ０データの受 領の際メモリから消去される。後者は、車両が漸増有料道路に再侵入するときに 起こる。 例示の具体例において、Ｔ１送信機は、反対方向から料金徴収設備に接近する IVC によるＴ１信号の不適切な検出を避けるためにＴ２送信機からおおむね１／ ４ないし１マイルのところに置かれる。さらにＴ１が、IVC が対応するＴ２を通 過する前に反対方向から近づいてくるIVC をＴ１が不適切にリセットしないこと を保証するために、Ｔ１送信機は近づいてくる車両に向かって傾斜され、反対方 向の車両から反らされるように傾斜されてよい。 ［ＩＶＣ］ 図３はIVC １６の詳細を示す。IVC は、プロセッサ要素５０、制御ソフトウェ ア５３を格納するための関連するEPROM ５２、利用可能料金額およびその他のデ ータを格納するためのCMOS RAM要素５４、制御ファームウェア、ＲＦ送信機５６ および関連するアンテナモジュール５８、ＲＦ受信機６０および関連するアンテ ナモジュール６２、ユーザインターフェース要素６６、６８、７０、双方向性通 信ポートおよび電源要素を備える。 プロセッサ要素５０は、Ｔ１送信機から受信される料金スケジュールに基づい て料金額を決定するに必要な計算を実施できる8086またはその他のマイクロプロ セッサとし得る。マイクロプロセッサはまた、追って詳述される態様でコード化 信号のデコードおよび解釈を制御する。ＲＡＭ要素５４は、好ましくは、多数の 料金徴収機関口座に対する料金データを格納するに十分の非揮発性メモリを提供 するのがよい。 IVC アンテナ５８、６２は、IVC 組み込まれてもよいし、セルラー電話装置と 関連して採用されるものに類似の従来の窓取り付けアンテナに取りつけるためレ セプタクルを設けてもよい。 ユーザインターフェース要素は、好ましくはユーザ作動キー６６、LCD または LED ディスプレイユニット６８および可聴警報モジュール７０を備えるのがよい 。ディスプレイおよび可聴警報要素は、必要なとき可視または可聴警報信を提供 し、キーおよびディスプレイ要素は、車両運転者が、IVC RAM に格納される各料 金徴収機関口座に対する利用可能料金額に関する情報を得ることを可能にする。 ディスプレイおよびユーザインターフェースキーは、マイクロプロセッサを制御 するための従来のEPROM 格納ソフトウェアルーチンとの組み合わせで、ユーザが IVC RAM に格納されている各口座の残額を見ることを可能にする。１具体例にお いて、ユーザインターフェースは、各々10の記号の２本のラインを有するアルフ ァベット数字ディスプレイを含む。 双方向性通信ポート６４は、料金徴収機関データプロセッサを含む他のマイク ロプロセッサが、IVC RAM にデータを書込みそして該RAM からデータを読み取る ことを可能にする。総料金額の購入、診断操作およびリポート生成を含むこれら の読取り／書込み機能は、追って詳細に論述する。 電源要素は、好ましくはリチウムパワ一電池のようなコンパクトな、ユーザ交 換可能な長寿電池７４を備えるのがよい。これらの諸要素はまた、電池チェック 位置を組み込んだオン／オフスイッチを具備してよい。 図３に示されるIVC 要素は、設計および構造が従来形式であり、そしてIVC は 、既知のトランスポンダおよびマイクロプロセッサ制御原理にしたがって構成し 得る。例示のIVC トランスポンダ／プロセッサは、車両内のダッシュボード面ま たは他の便利な位置に取外し可能に取り付けるように適合されたコンパクトな携 帯可能な包囲体に収容できる。 図３に示される諸要素の組合せは、IVC が固定料金および漸増料金取引きを処 理することを可能にする。さらに、IVC は、種々の料金徴収機関、料金徴収設備 または料金徴収ブースに対する異なる料金値を格納し、処理することができるか ら、単一のIVC で、複数の料金徴収機関および複数の車種に必要な拡張された漸 増料金テーブルに順応し得る。 特に、IVC は、Ｔ１送信機信号を受信し、デコードし、格納し、格納された信 号を解釈し、格納された信号に基づいて必要とされる料金額を計算し、計算され た料金額を格納し、送信機Ｔ２からのCOLLECT 信号に応答して料金徴収設備にて 計算された量を借方記入する。IVC は、適切な口座から計算された料金額を減じ 、車種メッセージおよび借方記入動作の確認を含む確認信号を送信する。 以下により詳細に論述されるように、確認信号は、Ｔ２信号からのCOLLECT 信 号に対するコード化論理応答の形式を採る。 確認の送信に続き、IVC は、それが次のＴ１フィールドを通過するまで不活性 に留まる。かくして、IVC は間欠的に、料金データ処理に必要とされるときのみ パワーを消費する。この特徴は、平均電力需要を減じ、電池寿命を相当に延ばす 。 ［IVC データフィールド］ 本発明の実施例において、IVC に格納される料金口座情報は、下記の情報をも つデータフィールドを有する個々の有料道路ファイルを含む。 フィールド サイズ 開始ファイル ２ビット 料金徴収設備名 １０ビット 事前の残高 ６ビット 借方記入額 ６ビット 貸方記入額 ６ビット 現在残高 ６ビット 終了ファイル ２ビット 当技術に精通したものは、本発明が他のデータフィールドパラメータと関連し て実施できることを理解できよう。 各データファイルは、追って詳述されるようにIVC と料金徴収Ｔ２モジュール 間、あるいはIVC と料金徴収機関データ処理システム間での個々の取引きのため 、必要に応じて操作、編集できる。 ［IVC動作状態］ 本発明の１具体例においては、IVC ユニットは下記の動作状態を利用できる。 デフォルトロジック： メモリ内に「Travel Data」を有さないIVC がＴ２を受信すると、IVC はＴ２記 録からデフォルト料金を読み取り、適切な口座からデフォルト金額を抹消する。 「IVC料金計算ロジック」 固定料金：IVC は固定料金Ｔ１フィールド中を通過し、固定料金を指示するコ ード化Ｔ１記録を受信する。IVC はついで、料金スケジュールフィールドに見出 される固定レートに基づいて次のＴ２部における規定料金を計算する。もしもIV C がＴ２フィールドに遭遇する前に他のＴ１中を通過すると、IVC は古いＴ１記 録を抹消し、それを新Ｔ１記録で置き換える。 漸増料金：IVC はＴ０フィールドを通過し、コード化されたＴ０記録が将来の 処理のために格納される。この記録は下記を含む。 １．開始メッセージ ２ビット ２．料金徴収設備識別子 ６ビット ３．方向識別子 ２ビット ４．Ｔ０識別子 ２ビット ５．終了メッセージ ２ビット Ｔ０メッセージを受け取ると、IVC はメモリ内の全「Travel Data」を抹消する 。 IVC がＴ１フィールド中を通過すると、IVC は下記のように漸増料金を指示す るコード化記録を受信する。 １．開始メッセージ ２ビット ２．料金徴収識別子 ６ビット ３．方向識別子 ２ビット ４．Ｔ１識別子 ２ビット ５．料金形式（漸増または固定）２ビット ６．料金スケジュール ２５６ビット ７．終了メッセージ ２ビット Ｔ０およびＴ１記録を受信すると、IVC はそれが遭遇する次のＴ２で規定料金 を計算する。もしも、IVC がＴ２に遭遇する前に他のＴ１中を通ると、IVC は先 行のＴ１記録を抹消し、それを新Ｔ１記録で置き換え、規定料金を再計算する。 Ｔ２中を通過する際、IVC は特定されたIVC 料金徴収機関口座から適切な料金 を借方記録する。 全Ｔ２記録は下記を含む。 １．開始メッセージ ２ビット ２．Ｔ２識別子（送信機がＴ２ であることを簡単に記述） ２ビット ３．料金徴収機関／ブース識別子６ビット ４．方向識別子 ２ビット ５．デフォルト料金額 ８ビット ６．終了メッセージ ２ビット これらのＴ０およびＴ１記録は、漸増料金を計算するに必要な全データを含む 。方向識別子はエラー検出計算において使用され得る。 漸増料金Ｔ１記録内の256 ビットの料金スケジュールフィールドは、Ｔ０およ びＴ(1)記録にそれぞれ特定される入口点（この例におけるＡ〜Ｃ）および出口 点（Ａ〜Ｃ）に基づく全値のマトリクスである。 Ａ Ｂ Ｃ Ａ ０ ＄ ＄ Ｂ ＄ ０ ＄ Ｂ ＄ ＄ ０ ［Ｔ０，Ｔ１送信機］ 図４は、本発明に従って構成された入口ランプ送信機７０および料金徴収設備 識別子送信機Ｔ１の構造を示す。当技術に精通したものであれば、例示のＴ０お よびＴ１送信機は無線周波数信号発生要素を利用するが、本発明は赤外線ＩＲま たはその他の電磁放射エネルギ波長を利用するトランスポンダと関連して実施で きることが理解できよう。 上に論述したように、Ｔ０送信機およびＴ１送信機は、IVC トランスポンダに 料金計算および徴収に必要なデータを供給するコード化信号を反復的に放出する 。 Ｔ０料金徴収設備識別子信号フィールドは、下記の記録でコード化される。 １．開始メッセージフラグ ２．料金識別子（料金徴収設備を識別する） ３．方向識別子 ４．Ｔ０識別子（番号でなく、Ｔ０のような信号源を簡単に識別する） ５．終了メッセージフラグ Ｔ１メッセージは下記の記録でコード化される。 １．開始メッセージ ２．料金識別子（料金徴収設備を識別する） ３．方向（ＡまたはＢ） ４．料金スケジュール ５．Ｔ１識別子（番号でなく、Ｔ１のような信号源を簡単に識別する） ６．料金形式（漸増および固定） ７．終了メッセージ 料金スケジュールは、料金および車の形式によるそれらの分類を識別する。Ｔ １信号は、IVC が受信メッセージ内の必要データについてチェックし、それが必 要とするメッセージのみを格納するという点でインクリメントに受信可能である 。 開始および終了メッセージは、個々のIVC ユニットが完全なメッセージのみを 読み、すでに進行中のメッセージを読むことを試みないということを保証する上 で重要である。 例示される各送信機ユニットＴ０、Ｔ１は、従来形式のＲＦ送信機８２および アンテナ素子８４と、マイクロプロセッサおよび関連する消去可能なプログラマ ブルリードオンリーメモリ(EPROM)８６と、電源要素８８とを備える。EPROM は 、送信機の制御および動作のためのソフトウェアを格納する。これらの要素は設 計および材料が従来のものであり、送信機は周知の工学的慣例に従って構成でき る。完全なＴ０およびＴ１アセンブリは、道路環境に特有な範囲の温度、湿度、 紫外線放射に抗するために、好ましくは頑丈な耐天候型ハウジング９０内に収納 されるのがよい。Ｔ１送信機は赤外線や光学的な車両検出器により賦活され得る から、Ｔ１送信機は車両が送信機に接近しているときのみ信号を放出する。 ［Ｔ２送信機］ 図５は、本発明に従う料金徴収送信機Ｔ２を示すもので、この送信機は、IVC に計算された料金額を借方記入することを命令するTOLL-COLLECT（料金徴収）信 号を送信するためのものである。本発明の１具体例において、TOLL-COLLECT信号 は４バイトのデータを含むディジタル信号である。 Ｔ２送信機は、好ましくは耐天候型ハウジング９２内に収納されるのがよく、 従来形式のＲＦ送信機モジュール９４および関連するアンテナ素子９６と、マイ クロプロセッサと、制御ソフトウェア９８を格納するためのEPROM と、電源要素 １００を備える。例示のＴ２送信機は無線周波数信号発生要素を具備するが、赤 外線（ＩＲ）またはその他の電磁放射エネルギ波長を利用するトランスポンダと 関連しても実施できる。 Ｔ２信号は下記の情報でコード化される。 １．開始メッセージフラグ ２．Ｔ２識別子（番号でなく、それがＴ２であることを簡単に記述する） ３．料金識別子（料金徴収機関および料金ブースを含む） ４．方向識別子 ５．デフォルト料金額--もしもＴ０点識別子が失われるかその他の理由で存在 しないと貸方記入される額 ６．終了メッセージフラグ ［料金徴収設備ハードウェア］ 図１および５に示される具体例において、Ｔ２送信機は、送信機制御ユニット (TCU)３０および車両検出器３８に電気的に接続される。車両検出器は、例えば 車両の存在を光学的に感知しVEHICLE PRESENT（車両存在）信号を発生するため 、Ｔ２送信機の10ないし15フィート内に配置された光電セルとし得る。VEHICLE PRESENT 信号がTCU に中継されるとき、TCU はＴ２送信機にCOLLECT（徴収）メ ッセージを送信すべきことを指令する。かくして、所与のレーンに対するＴ２送 信機は、VEHICLE PRESENT 信号により指示されるようにレーンに「目標」車両が 存在するときのみ「COLLECT」信号を放出する。 送信機制御ユニットはまた、確認信号読取り装置２４と相互接続されている。 従来のＲＦ受信機を利用する読取り装置２４は、確認信号--したがってその中に 含まれる車種識別子--を各車両IVC から受信し、料金借方記入取引きが完了した ことを確認する。読取り装置は、近づいてくる車両に向けて下方に傾斜されて料 金徴収設備天蓋の前縁上に取り付けることができる。単一の料金徴収障壁にある 一方向の交通のカバーする複数の読取り装置を、読取り装置制御ユニット(RCU) に接続し、このRCU で診断を実行し、各レーンの活動を記録し、そして活動の記 録をさらに処理のためTTM に送ることができる。 各読取り装置が確認信号を受信する度に、読取り装置は車両識別子を図６に図 示される強制システムに送信する。 強制システム１００は、料金回避の可能性を減するために設けられる。詳述す ると、磁気カードのような従来形式のイネーブル装置を利用する自動化料金徴収 システムにおいては、自動車のような低料金車種に指定されるイネーブル装置を トラックその他の高料金車両に利用することによって料金が回避されることがあ る。図６に示すシステムは、一つの自動化レーンを支配する。このシステムは、 耐天候型のほぼ円筒状の包囲体内に収容される垂直アレイの１０の指示ランプ１ １２と、スイッチユニット１１４と、プロセッサ１１６と、通信リンク１１８と 、電源１２０と警報１２２とを備える。ランプアレイ内の各指示ランプは、車両 の異なる種類--バス、車、トラックまたはその他を表わす。マイクロプロセッサ １１６は、レーンに対する読取り装置２４からの信号に応答して選択された指示 ランプを付勢するようにスイッチ１１４を制御する。読取り装置２４により発生 される信号は、通信リンク１１８を介してプロセッサ１１６に中継される。 読取り装置２４は、レーンのIVC から確認信号と車種識別子を受信する度に、 読取り装置は、車種識別子を通信リンク、プロセッサ、スイッチおよびランプ列 に伝送し、それにより単一の選択された指示ランプを付勢せしめる。選択された ランプは、料金徴収設備の対応するレーンを現在通過する車両内のIVC により特 定される車種を表わす。強制係員は、そのとき各自動化レーンに対するランプ列 を監視し、可視的に観察される車種と各IVC により指示される車種間の適正な対 応を確認することができる。適当な対応の欠如は、現在車両内のIVC が、IVC が 設置される車種に対して正しくなくイニシャライズされたことを指示する。 さらに、所与のレーンに対する車両検出器が車両を検出するが、読取り装置が 予め予定された時間間隔内に適正な確認信号を受信しないと、強制プロセッサは 警報モジュールを賦活する。警報モジュールは、ブザーやストローブランプのよ うな可聴および可視警報要素を備えることができる。 ［ＲＦ隔絶］ 本発明が複式レーンの具体例で実施される場合、一つのレーンで動作するIVC または読取り装置が、隣接レーンで動作する送信機により発生される信号を不注 意に検出する可能性が存在する。その結果としての混乱は、システムのユーザを 挫折させたり、回避者が自動化システムを悪用することを可能にする。例えば、 図７に示されるように、隣接する第１および第２のレーンにおいて複式レーン自 動化料金徴収設備に接近しつつある第１および第２の車両および対応するIVC を 考えよう。この例の目的のため、第２車両が第１車両の後ろにある。第１車両が 第１レーンの料金徴収帯域に入ると、第１レーンに対するＴ２送信機はTOLL COL LECT（料金徴収）信号を送信する。適当な隔絶の不存在の場合、第２レーンにあ る第２IVC は、第１車両に向けられるCOLLECT 信号を受信することがあり、第２ レーン料金徴収帯域に達する前に確認信号を送信する。第２車両のIVC は、続い てそれが第２レーン料金徴収帯域に達する前に確認信号を発生しないことになろ う。 逆に、適切な隔絶がないと、第１レーンの第１IVC により発生される確認信号 は、第２レーンの料金回避車が、適正な確認信号を発生せずかつ警報をトリガす ることなく第２レーン料金徴収帯域を通過することを可能にする。 かくして、複数レーン間の漏話の可能性を減じかつ単一のレーンの個々の車両 間の縦列方向の弁別を増すためにカーテン法を採用しなければならない。 読取り装置が、目標車両IVC からの確認信号と隣接する車両からの「誤」確認 信号またはその他の信号源とを弁別することを可能にするために、制御ユニット （図５）は、車両検出器がレーンにおける車両の物理的近接を指示するVEHICLE- PRESENT（車両存在）信号を発生するまで、読取り装置が確認信号を検出するの を防ぐ。 さらに、IVC は、Ｔ２送信機がCOLLECT 信号を送出後予定されたミリ秒のうち にその確認信号を発生するようにプログラムされ、対応する読取り装置は、この 時間窓の間のみ確認信号をチェックする。VEHICLE-PRESENCE信号が発生するとき のみ読取り装置をイネーブルし、確認、送信および検出のために限定された時間 窓を使用することは、確認信号の時間的な分配を可能にし、それによって第１レ ーンに対する読取り装置が隣接第２レーンにおけるIVC からの確認信号を検出す る可能性を減ずる。 隔絶はまた、TOLL-COLLECT信号の送信および続いての確認信号の検出が唯一の 車両レーンにおいて一度に直列的に起こるように、隣接するレーンから伝送され るTOLL-COLLECT信号の送信時間を制御することによって提供できる。 他の手法は、図７に示されるように、Ｔ２モジュールを二重ＲＦフィールドを 発生するように構成することによってＲＦ隔絶を向上させる。意図する到来目標 車両に向けられる一つのフィールド１３０は、有効なコード化TOLL-COLLECTメッ セージを搬送する。目標車両の背後および両側に向けられる第２のフィールド１ ３２は、COLLECT メッセージから近傍の車両を有効に隔絶するから、Ｔ２送信機 および読取り装置に近接する唯一の目標車両のみが、Ｔ２TOLL-COLLECTメッセー ジを受信し確認信号を発生することができる。連続的に反復する遮蔽フィールド 信号１３２はコード化されないが、本発明の１具体例においては、IVC ユニット が有効コード化COLLECT 信号を受信するよう用意することを命令する値を組み込 むことによって到来IVC ユニットをイニシャライズするのに使用できる。 送信機１３４、アンテナ１３６および遮蔽フィールド１３２を含む本発明に従 うＲＦ遮蔽要素は、図７に図示されている。例示の具体例は、重畳無線フィール ドを発生するように選択された角度に配向されたアンテナ１３６を有する複式遮 蔽フィールド送信機１３４を利用する。この形態は、Ｔ２ TOLL-KOLLECT 信号ま たはその他の「VALID」伝送を受信することができる選択された「VALID（有効）」領 域を隔絶または遮蔽する。遮蔽送信機１３４は少なくとも二つのアンテナ１３６ を利用する。これらの送信機ないしエミッタは、コード化されない時間に関して 不変のＲＦ信号を連続的に送信する。かくして、遮蔽信号は、IVC が借方記入動 作を実行する命令として確認しないNO-OP またはNOT-CLLECT信号である。 図７に示されるように、遮蔽フィールドＲＦ送信機１３４および関連するアン テナ１３６は、一部重畳するローブを有するフィールド１３２を提供するように 配置される。遮蔽フィールド重畳領域内においては、遮蔽信号の平均振幅はＴ２ COLLECT 信号の振幅より高く、それによりCOLLECT 信号を無効化する。この構成 で、隣接するレーン間のＲＦの隔絶を行う。 遮蔽要素の動作は、十分の「VALID」信号が存在する領域--すなわち遮蔽フィー ルドローブが重畳しない「VALID」領域においてのみIVC がCOLLECT メッセージを 確認するという事実を利用する。 遮蔽フィールドアンテナ１３６は、料金徴収設備天蓋１４０上の選択された位 置に取り付けてよく、そして各アンテナは、車両およびレーン間のＲＦ隔絶を最 適にするようにシステムの他のアンテナに関して選択された角度配向に回転して よい。好ましくは、多数の遮蔽フィールドアンテナ１３６は、近づいてくる車両 にほぼ向けてかつ水平面から下方におおむね45度傾斜させて、料金徴収設備の天 蓋１４０の前縁１４１上に位置付けるのがよい。単一の周波数または複数の周波 数の遮蔽信号を１または複数の遮蔽フィールド送信機１３４により発生し得る。 所与のレーンにおける複数の車両間の隔絶、およびＴ２信号の隣接レーンから の隔絶は、Ｔ２送信機に指向性アンテナを利用し、放出されるされるＴ２無線フ ィールドを近づいてくる車両に焦点を合わせることによって向上される。 動作において、IVC が適切な料金がすでに計算された料金所に近づくとき、IV C は遮蔽フィールドに遭遇し、それに応答して、コード化有効フィールドを受信 するように用意する。料金徴収設備天蓋１４０の前縁および後縁間のほぼ途中で 天蓋に取り付けることができるＴ２の有効送信機は、車両検出器によりトリガさ れるときそのTOLL-CLLECT 命令を送信する。IVC は料金額を借方記入し、予定さ れた時間間隔内に応答して、借方記入取引きを簡単に確認しかつ車両の型を識別 するメッセージを送信する。本発明の１具体例において、確認信号は４バイトの ディジタルデータを含むディジタル信号である。 ＲＦ遮蔽システムはまた、Ｔ０入口ランプ送信機から漸増有料道路上を走行す る車両を遮蔽する非コード化の第２のフィールドを送信するすることによってＴ ０入口ランプ送信機と関連して使用できる。 例示の遮蔽フィールドの形態はまた、位置検出のためにも採用できる。特に、 選択された周波数を有する信号が各アンテナから異なる振幅で送信されるとき、 アンテナに関する受信機の相対位置を、受信機が重畳遮蔽フィールドを通過する とき、受信信号の振幅変動に基づいて決定できる。異なる周波数の信号または単 一の周波数のコード化変動の信号が各アンテナから送信されるとき、アンテナに 関する受信機の相対位置を、受信機が重畳する遮蔽フィールドを通過するとき受 信信号間の差から決定できる。 ［料金取引き管理］ 自動化料金徴収システムが広く受け入れられるようにするため、各料金徴収ブ ースおよび料金徴収設備にて交通の活動状況や料金取引きを正確に説明するため の情報および記録を提供すべきである。システムはまた料金（料金権）購入プロ セスも処理すべきである。 これらの利点は、本発明の１実施例においては、図８に図示される料金取引き 管理(TTM)システムにより提供されるが、このシステムは料金徴収を監視し、料 金権購入およびIVC 負荷を可能にし、料金権購入、料金徴収および交通活動につ いてのリポートを生成する。 TTM システム３２は、全キャッシュ取引き--すなわち料金権購入--および自動 化料金借方記入取引きの記録を維持する。これらの記録は、料金徴収機関中央コ ンピュータへの周期的負荷のため維持されフォーマット化される。TTM はまた、 追って詳細に説明されるように必要なとき各IVC についての診断試験を実行し、 各IVC における料金口座の状態を確認する。 TTM システムは、中央プロセッサ１４０、中央プロセッサと通信できるキャッ シュ端末１７、料金徴収機関中央コンピュータ１３６との双方向データ通信のた めの通信リンク３７とを備える。システムはまた、従来形式のRAM、磁気、光ま たはその他のディジタルデータメモリおよび格納要素を有するデータメモリおよ び格納モジュール１４３を備える。 TTM 中央プロセッサ１４０は、自動化料金徴収システムのサイズおよびデータ 取扱要求に依存して、従来形式のマイクロコンピュータまたはミニコンピュータ とし得る。中央プロセッサは、各自動化料金徴収レーンにある読取り装置２４と 相互接続されており、車種識別子、取引き時間およびレーンごとの交通活動情報 を含む料金徴収データを集める。必要とされるとき、読取り装置とTTM 中央プロ セッサ間の遠隔通信がモデムまたは他のデータ通信装置により提供できる。 キャッシュ端末１７は、従来形式のディスプレイ１４６、キーボード１４８お よびプリンタ１５０を備える。端末はまた、各IVC ユニット（図３）上の類似の ポートと接続するよう適合したRS-132または他の従来形式の通信ポート１５２を 備える。通信ポート１５２を使用すると、キャッシュ端末１７は、車両運転者が 、選択された料金額を事前支払することによって、それらのIVC 口座に貸方記入 する--すなわち選択された利用可能料金徴収金額を負荷することを可能にする。 運転者は、料金を事前支払し、IVC を負荷することを希望すると、局所の料金 徴収設備に進み、料金徴収機関に対するIVC に、彼または彼女が事前支払するこ とを希望する料金額に等しいキャッシュまたはクレジットカードによる授権を与 える。料金徴収期間は、IVC 通信ポート６４をキャッシュ端末通信ポート１５２ に接続し、特定された料金徴収機関口座に対するIVC メモリに格納されるように 金銭額をキャッシュ端末に装入する。 キャッシュ端末１７は、IVC 内の選択された口座への特定された金銭額に対す るクレジット（貸方記入）を指示する信号をIVC １６に送信する。キャッシュ端 末はまた、その口座へのクレジットを確認するレシートを印刷する。このレシー トは、先攻の取引き以来のIVC を包含する全料金取引きを特定し得る。キャッシ ュ端末１７は、ついでTTM 中央プロセッサ１４０と通信し、キャッシュ取引きを 確認する。この情報は、後続の処理、格納および料金徴収機関中央コンピュータ との通信のためTTM のメモリ１４３に保持される。 料金権の購入および他のキャッシュ取引きに加えて、キャッシュ端末１７は、 プリントされた診断リポートまたは走行データリポートを生成するため、個々の IVC ユニット１６に質問し得る。 図８に示されるように、TTM 中央プロセッサ１４０は、料金徴収設備内の各読 取り装置２４に接続される。読取り装置２４は、IVC から確認信号および車種識 別子を受信すると、車種識別子をTTM 中央プロセッサ１４０に中継し、さらに処 理および格納のためにフォーマット化する。各借方記入取引きに対してTTM によ り生成されるフォーマット化された記録は、料金取引き記録と称される。 料金取引き記録に加えて、図８に図示されるTTM システムの形態は、各料金徴 収機関により使用するための種々の記録を生成できる。この種の記録の数および 形式は、料金徴収機関の要求に依存して変わるが、このTTM システムは、キャッ シュ取引き記録、交通記録およびキャッシュ集計記録を生成し得る。キャッシュ 取引き記録は、運転者が選択された両金額の事前支払によりそのIVC 口座に貸方 記入する度に、上述のようにTTM により発生される。 TTM は、各到来する料金取引き記録から関連するデータを集計することによっ て交通記録を生成する。交通記録は、ついで料金徴収機関の中央コンピュータに 中継される。キャッシュ集計記録は、到来する全キャッシュ取引き記録を処理す ることによってTTM により生成される。キャッシュ集計記録はまた、料金徴収機 関の中央コンピュータに伝送される。これらの各記録に対するデータフィールド の例は以下に記載する。 これらの各記録は、異なる料金徴収機関コンピュータにより最終的に利用され ることが意図されるから、標準データフォーマットは、外部の料金徴収機関プロ セッサとの通信に利用されるべきである。現在の研究では、たいていの料金徴収 機関のコンピュータはASCII フラットファイルを読み取りかつ書き込むことが示 されている。かくして、本発明の１実施形態においては、TTM はASCII 形式を有 するファイルを生成し、料金徴収機関コンピュータに対する標準化出力を可能に する。 各レーンにおけるキャッシュ取引き、借方記入取引きおよび交通活動に基づく 記録を生成し格納するTTM の機能は、OracleまたはDbase IIのような商業的に利 用可能なデータベースプログラムを利用することによって提供できる。交通およ び財政的取引き記録は、キャッシュ端末ディスプレイ１４６上で格納し、追跡し そして表示できる。 さらに、複数のTTM システムを漸増有料道路にそって分配し、TTM システムと 料金徴収機関本部にあるメインフレームコンピュータとの間に従来の通信網で結 んでよい。 ［TTMデータフィールド］ 上述の各TTM 記録は、料金徴収取引きに関する選択された情報を含む。本発明 の１実質的に形態で使用されるデータフィールドを例として下に掲げる。当技術 に精通したものであれば、本発明は下記のもの以外のデータフィールドで実施で きることを認められよう。各場合、データは、固定フォーマットASCII 記録とし て実時間式にTTM に転送できる。各記録はキャリジリターン／ラインフィードシ ーケンスで終了し、「record type（クロック形式）」インジケータで始まる。デ ータが必要とされるとき、フィールドは年−月−日−時間−分−秒形式で、日時 がスタンプされる。 料金徴収データフィールド 交通記録データフィールド キャッシュ集計データフィールド ［信号コード化］ 図９Ａおよび９Ｂは、本発明の１実施形態にしたがってコード化されるCollec t および確認信号を図示している。本明細書においてディジタル時間セグメント 変調(DTSM)と称されるコード化プロセスに従うと、送信機オン状態中ほとんど常 時搬送波信号が存在し、ディジタル時間セグメント１６４〜１６７間に短い間隔 またはギャップ１６０〜１６３が挿入される。各ギャップの時間位置は、各ディ ジタル時間セグメントの長さを定めるもので、ディジタルデータを表わす量であ る。特に、図９Ａに図示されるように、各ギャップの位置はコード化情報を指示 するビットセルを定める。 例示の具体例において、Ｔ２送信機は915MHzにて搬送波信号を放射し、確認信 号は46MHz で送信される。しかしながら、当技術に精通したものには明らかなよ うに、DTSM法は、情報を任意の波長または周波数の電磁信号にコード化するのに 利用できる。 図９Ａに図示されるように、代表的送信信号は、受信機を被送信信号振幅に調 節する期間であるRECEIVER-ADJUST（受信機調節）部分１７０と、受信機と送信 信号間の同期を可能にするSYNCすなわち同期部分１７２と、MESSAGE（メッセー ジ）部分１７４とを含む。メッセージ部分は、少なくとも一つのパリティビット またはチェックサムビットを含むメッセージ保証部分１７６を含むことができ、 そしてこの部分は、従来のエラーチェックの慣例に従ってメッセージの正確性を チェックするためのものである。 通信事象は、普通下記の動作を含む。 １．料金徴収設備に対するコントローラモジュール（図１、２および６）が、車 両検出器から、対応するレーンにおける車両の存在を指示するVEHICLE-PRESENT 信号を受信する。 ２．料金徴収設備に対するコントローラモジュールがＴ２送信機を起動する。 ３．Ｔ２送信機が、図９Ａに図示され上述の態様でコード化されるRF TOLL-COLL ECT 信号を放射する。 ４．IVC が、TOLL-COLLECT信号を受信し、適切な口座に借方記入し、類似の態様 で高度化されかつディジタル時間セグメント１８２，１８３間に挿入されたギャ ップ１８０，１８２をもつ確認信号（図９）を送信する。確認信号は、周波数変 調または振幅変調できる。 ５．料金徴収設備が確認信号を受信し、強制ランプ列（図６）の適切なランプを 付勢する。 DTSMはコード化システムは、従来形式の位相、振幅、または周波数変調コード 化法に優る相当の利点を提供する。搬送波信号は、送信機のオン状態中ほとんど 常時存在し、高い平均信号電力をもたらし、ピーク到来信号を収集するのにIVC に簡単で、中程度の感度で、低コストの受信機の使用を可能にする。さらに、コ ード化は、データが固定の既知の位置を有する信号を提供する。このコード化は また、受信機がデータ部分の伝送前に信号を収集するように収集の機会を拡大す る。さらに、コード化信号は、従来のディジタル技術を使用して容易にデコード される。 本発明の１具体例において、確認メッセージの開始位置は、TOLL-COLLECT信号 が送信される時間ならびにCOLLECT 信号の内容に基づいて変わる。さらに、確認 信号の授権されない記録や複製の潜在性を減ずるためにTOLL-COLLECTメッセージ は固定メッセージではない。TOLL-COLLECTメッセージは、各々IVC によりTOLL-C OLLECTメッセージとして確認される一組のTOLL-COLLECTメッセージから選択され る。COLLECT メッセージは時間に関して変わり、確認信号はCOLLECT メッセージ の時間と内容に依存するから、必要とされる確認信号も時間に関して変わり、し たがって先に記録された確認は、後の時点では有効であり得ない。 コード化装置はまた、運転者に対する話された道路状態リポートまたは搭載マ ップ表示装置に対するコード化データを含む補助機械読取り可能情報およユーザ 読取り可能情報を挿入し得る。 自動化料金徴収システムの上述の特定の具体例に加えて、本発明は、IVC およ びＴ２／中央システム間の処理および会計データの分配に、情報を動的に変化さ せることが含まれるが、短時間にかつシステムの酷使またはデータエラーの可能 性を最小として取引きが有効に完了せしめられるようなシステムを企画する。 図２Ａに示されるこの種のシステムにおいて、上述の車両料金スケジュールは 、出口識別送信機Ｔ１により送信ないが、各入口送信機Ｔ０により送信される。 料金スケジュール情報がこのようにIVC に提供されるとき、各送信機Ｔ０は全入 口（エントリ）および出口に対して料金額の全マトリクスを送信することを要し ないが、Ｔ０が位置付けられる特定の固定の入口に入る車両に対するスケジュー ルのみを送信することを要する。かくして、例えば漸増有料道路スケジュールは 、入口点、出口点および車種に依存する場合、Ｔ０は、三次元料金スケジュール マトリクスではなく、入口識別子および車種および出口番号により配列される二 次元料金マトリクスを伝送する。そのときIVC は、ほぼそれに関連する程度のテ ーブルを受信し格納する。各IVC は固定の車種に対して発行されることが企画さ れる（例えば10トン重量以下の２軸普通車両、３軸商業車両）ので、車両が入口 送信機Ｔ０を通過するとき、車両は、送信されたスケジュールを受信し、出口番 号により配列されたところの、それ自身の車種の車両に対する各出口での料金に 対応する単一ラインの料金表を格納する。装置は、もし望むならば、受信するす べての情報を格納するように構成される。 かくして、車両が道路に入るとき、車両は後での料金支払のために必要なすべ ての情報を収集する。特に、その口座が適切な残金を維持することをチェックす るステップは、Ｔ１環境における意図される出口点においてでなく、この入口点 の後の任意の時点でもなし得る。意図される出口点においては、交通およびＲＦ 信号の環境は各々より錯綜し、エラーや遅延を引き起こすことがあり得る。 追ってより詳細に説明されるように、本発明の好ましい具体例では、車両要素 により大きな「インテリジェンス」を分配付与し、それらを受け身的な支払者で なく、請求および会計情報のより活動的な宝庫とする。入口または出口で日時間 に基づいて追徴料金が賦課されるような料金徴収システムでは、IVC プロセッサ はこの種の追徴料金をインクリメントする処理プログラムを含むことができる。 この場合、入口送信機Ｔ０または出口送信機Ｔ１は現在時間を放送することもで きる。 本発明の他の側面に従うと、IVC は、その口座残額がプログラムされた最低残 額借方記入カードとして維持されるように構成される。簡単に説明すると、ソフ トウェア５３（図３）は、口座残額を、ある出口にて現在義務づけられた料金で なく、好ましくは20または30ドルのような金額であるプログラムされた最低残高 レベル、または入口で放送されるスケジュールにしたがって義務づけられること がある最大の道路料金に対してチェックするようなアルゴリズム実施する。もし も残高がプログラムされた最低レベル以下に落ちてしまうと、プロセッサ５０は 、メモリに維持される残高を授権された固定増分（10または20ドル）だけインク リメントすることによって残高を補填し、ACCOUNT INCREMENT（口座インクリメ ント）フラグをセットする。これは追って説明されるように、中央データシステ ムが、クレジットカードや電話請求システムのような外部の独立の請求システム を介して補填代価をユーザに請求できるように後続の通信中アクセスされる。必 要とされる最低残高を達成するに必要な特定の不足額だけ残高をインクリメント するようにIVC を構成することもできるが、料金が支払われる度にカードを再充 填する別個の請求操作をもたらすから、これは好ましくない。 本発明のこの側面の例示の具体例においては、以下のように実施される。IVC がユーザに最初に提供されるとき、ユーザは、例えば50ドルのような初残高を得 るために支払いを行ない、数種の利用可能な「最低残高」レベル（例えば20また は30ドル）の一つを選択し、そしてまた、最低レベルを維持するために企てられ る口座取引きについて特定のクレジットカード番号、電話口座、銀行口座または 同等物に対して請求のための授権を実行する。授権は、残高が最低または最低以 下に落ちたとき、例えば20ドルのような固定増分だけ口座を補填するようにIVC に命令する。この授権された請求情報は、中央データシステムにおけるユーザフ ァイルの一部となるが、適当なプログラム命令でより低いスレッショルド残高お よび増分がIVC の非揮発性メモリ５２に装入される。そのとき、ソフトウェア５ ３は、指示されたスレッショルドに対して上述のような残高チェックを実施する 。もしも料金支払い後に残る残高がスレッショルドより落ちると、最初の具体例 に関して上述したように支払いステーション１７における財政取引を開始するこ とをユーザに報知するのでなく、IVC は、最初単に残高をインクリメントし、取 引の記録を創成する、例えばBALANCE INCREMENTED フラグをセットする。この取 引き情報は、ついでプロセッサ５０でアクセスされ、追って論述されるように、 IVC トランスポンダによる次の出口通信に包含される。 本発明のこの側面の最も好ましい具体例においては、これは下記のように遂行 される。IVC プロセッサ５０は、車両が出口または料金所に近づくときＴ１から 出口または料金所識別子を受信後、その格納された料金スケジュールから料金額 を検索し、残額に借方記入を行なう。ついで、プロセッサは、残っている残高を 指示された最低額についてチェックし、そしてその残額をチェックしてそれがス レッショルド以下にあることを決定すると、残高を20ドルインクリメントし、BA LANCE INCREMENTED フラグをセットする。プロセッサは、料金所受信機にメッセ ージを送り、それが料金所を通過するとき確認信号を受信し、借方記入された残 額を非揮発性メモリに格納する。各料金徴収部にてIVC により伝送されるデータ は、三つの情報を含む。すなわち、 １．IVC 識別番号 ２．その料金徴収部にて払う料金 ３．口座残高 任意的に、最終入り口点指示、入り口時間、あるいは料金所に、メッセージの 形式的な正しさを確認せしめたり、TTM に勘定を確認させたりする情報のような 他の情報も、料金所受信機に通される基本メッセージの一部としてよい。IVC 識 別子は、好ましくは車種および個々の識別番号を指示するコードビットを含のが よく、そして上述の口座残高リポートは、もしそうならば残高が最終使用の後イ ンクリメントされたことを報知するコードビットまたは情報を含む。この伝送さ れた情報は、出口における料金徴収端末が、以下のように、二重の入口帳簿記載 を遂行し適当な電子的または印刷の請求取引き記録を生成するに十分である。 料金徴収部にあるＲＦ受信機／読取り装置２４は、IVC から車両料金取引きリ ポートを受信すると、IVC に確認信号を送り、そしてIVC はその取引き処理を完 了し、冬眠状態に戻る。IVC が識別、料金および残高を伝送したら、車両は有効 であることが仮定され、通過を許される。しかしながら、料金所受信機は、IVC リポートで受信される情報を料金取引きモジュール３２に供給し、そして該モジ ュールは、識別されたIVC に対する財務記録を検索し、受信された残高と払われ た料金を、システム中央情報記録に現われるその識別番号に対する最後に記録さ れた残高と比較する。IVC で報告の残高と中央記録残高との間に違いがあり、BA LANCE INCREMENTED ビットが伝送されてしまっていると、TTM はそのインクリメ ントに対する財務取引き記録を生成する。この記録は、そのときまたは後刻、中 央口座記録を更新し貸主口座（銀行、クレジットカードまたは電話請求口座）に 請求される増分量の記録を生成する。しかして、その増分は、ユーザにより先に 指示され授権されたものである。そうではなくて、残高の違いはあるが、BALANC E INCREMENTED ビットが受信メッセージに現われていないと、これは、いじりの ようなユーザの違法行為か、IVC または中央記録の誤機能またはエラーのいずれ かを表わすものと解釈される。これは記録の検査や帳簿の修正を必要とすること になる。このような場合には、ERROR/INVALID 記録が生成され、これが、そのIV C に対する他の受信された車両出口料金記録と一緒に中央システム記録に装入さ れる。 ERROR/INVALID メッセージがIVC の異常残高の検出に基づいて中央記録に送ら れると、IVC 識別番号が無効IVC の中央リストに加えられる。このINVALID IVC は、クレジットカード会社により小売業者に配布される紛失、盗難、無効化また は中止クレジットカードのような一般的に使用されているリストにほぼ対応する 。この種のリストの場合のように、INVALID IVC リストは、現在無効であると決 定されている各IVC のアイデンティティを含むが、この決定は、叙上のように検 査や修正を必要とする異常残高数字のため、あるいはIVC 最低残高増分が請求さ れるべきであった金額をユーザが払わなかったり支払いを中止したため、あるい はそうではなくてIVC それ自体が紛失し、盗難を受け、あるいは詐欺的料金取引 きまたは非授権取引き（高い料金スケジュールでの支払いを避けるために重いク ラスの車両で他のIVC を使用するような）のためなされる。 INVALID LISTは、好ましくは識別されたIVC が料金を回避するのに反復的に使 用されないことを保証するために、下記のように強制されるのがよい。上述のよ うに、各料金所または出口で、送信機Ｔ１はその料金所のアイデンティティを放 送する。叙上のINVALID LISTを有するシステムにおいては、送信機Ｔ１は、この リストのコピーを受信し、それも放送する。すなわち、Ｔ１は、無効IVC の完全 なリストを好ましくはIVC 識別番号の連続列として放送するのがよい。送信機Ｔ １は料金所の先方に置いてあり、おおむね１マイルの範囲を有することが思い起 こされよう。その結果、この伝送は、ほぼ1/2 ないし２分の時間間隔の間にハイ ウェイ車両によって受信される。IVC は数乃至数百のIVC 識別番号を含むことが 企画されるから、その伝送は代表的な9600ホーの伝送速度で秒の何分の一しかか からないであろう。 伝送されたIVC 番号は、接近してくる車両のIVC の受信機のセクション６０に より受信、復調され、そして無効IVC 識別番号はシステムとレジスタを通過し、 このレジスタは、逐次のIVC 番号を出力ワードとして送出する。このレジスタの 各出力ワードのビットは、マルチゲートコンパレータアレイの各ゲートの一方の 入力に結合される。他方、他の各入力は、IVC それ自体の識別番号の対応するビ ットを固定的に受信している。無効IVC リスト上の番号がIVC 識別番号に一致す るとき、コンパレータアレイの出力は高電位に移行する。そのとき、この信号は スイッチを作動し、そしてこのスイッチがIVC 送信機５６をターンオフする。こ のようにして、IVC のレスポンダ部分は、車両が料金所の１マイル内に接近する ときその動作を不能化される。これは、IVC が料金所に如何なる自動化支払いを も送信できないことを保証する。IVC 送信機の遮断と同時に、ビーッ音や点滅赤 色警報のような車両内警報が作動し、IVC が不作動であり車両が手動支払いステ ーションで停止されるべきことを運転者に直接警告する。 本発明のこの側面の他の代替具体例においては、IVC 送信機を単にターンオフ することなく、料金違反者従って究極的に強制を受けるものを識別するためのユ ーザ追従の追加のシステムに依存して、送信機は付勢状態のままとされ、ファー ムウェアおよび包含されるソフトウェアにより制御されて、普通の料金／残高メ ッセージではなく、特別のOFFENDER（反則者）メッセージをそのIVC 識別ととも に即座に放送し始める。この代替具体例においては、料金所の受信機は、IVC 送 信を受信し続け、狭フィールド送信機をもつ到来車両のレーン位置を識別し、IV C OFFENDER車両が走行してくる精確なレーンを識別し続けることができる。送信 機／受信機により受信されるOFFENDERメッセージから車両を識別すると、単一の ロジカルスイッチまたはTTM ３２が警報ランプをターンオンし、強制係員に反則 者車両が走行している交通レーンを指示する。もしも車両が、その無効口座残高 に拘らず自動化料金所中を進行しようと試みると、INVALID IVC リストの放送は IVC を反則者識別ビーコンとして動作するように変換する。 本発明のこの側面の関連する具体例においては、この種のOFFENDERメッセージ は、料金所への通信が影響されるRFメッセージ送信機を使用する以外の手段によ り送信できる。例えば、車両登録タグまたはライセンスプレートに隣接して取り 付けられた赤外線（ＲＦ）または可視光エミッタの形式のビーコンを賦活（また は賦活解除）し、INVALID IVC またはOFFENDER状態を指示できる。この形式のビ ーコンは、例えば赤外線観察装置またはビデオカメラ式の強制システムを使用す ることによって、認識、記録し、あるいは他の方法で可視的に取り締まることが できる。この形式の好ましいイメージ式の強制システムでは、照明されたＩＲビ ーコンの存在により有効料金支払い者を認識することが企画される。この場合、 有料道路交通のビデオカメラ像上に作用する目標追跡ソフトウェアで、ＩＲビー コン欠いたり、確認プロトコル中ＩＲビーコンを閃光させなかった全車両を反則 者として識別することになろう。このシステムは、反則者が検出されたならば道 路上の車両を撮影するように強制カメラを作動させることになろう。このシステ ムでは、ビンーコンの欠如を検出することによって、IVC を全然欠いている車両 や、Ｔ１にて遮断またはOFFENDER識別メッセージを受信した無効IVC を有する車 両を識別し撮影することになろう。 以上の説明で、料金徴収ステーションの配置を米国北東諸州のハイウェイシス テムに共通の形態で記述した。他の共通の配置は、各５ないし２５マイルの間隔 で現われる多少とも連続する料金所を包含する。この後者の形式の有料道路にお いては、１対の逐次の料金所間に数本の入口道路が設けられるが、請求される料 金は、車両入口点に関して変えることを要しない。代わりに、車両は、料金所を 通過するとき、最初にいつ道路に入ったかに拘りなく固定料金を払う。この料金 所は出口におかれることを要しないが、おそらく、そして一般に出口間または出 口直前に置かれる。 IVC ソフトウェア５２は、この種の一つの料金徴収設備を有するシステムで使 用されるとき、車両入口点を追跡することを要せず、各Ｔ１で放送される料金ス ケジュールは、単一金額でよく、料金所は番号または他の識別子を有することを 必要としない。送信機Ｔ０の役割は余計であり、Ｔ１により伝送されるデータは 相応に減ぜられる。しかしながら、IVC により送られる取引きリポートは、この 種の料金徴収システムに向けられるとき、なお上述のように識別および残高情報 を含む。 さらに、上述の自動化料金所は、阻止ゲートや回転バーを有する一組の料金ブ ースどころか、道路自体の上に構造体を全然必要とせず、機械的には道路の全レ ーンにわたって延びる単一のガントリで実施できる。この場合、料金支払い通信 を受信するために、ガントリ頂部上に、狭ビーム料金所送信機および受信機が取 り付けられる。好ましくは、これらの受信機／送信機はまた、交通の流れの下流 に対面するレーン指示ランプを作動し、下を通る各車両の料金支払いに対して有 効性と、そして任意的に料金クラスを可視的に指示するのがよい。 図１０は、この種のガントリ装置４０を例示しており、識別送信機Ｔ１の下流 に配置された支持フレームが、下を通る車との料金取引を各々取り扱う複数の狭 ビームレーン識別送信機を支持している。任意的に、強制用のビデオカメラをガ ントリ上に支持してもよい。その場合、一つのカメラ４３（図１０Ａ）は通過す る各車の瞬間的位置を分析するために本質的に下に向けられてよく、他のカメラ ４５は複数レーンの反則者のライセンス番号を記録するために下流に向けてよい 。 本発明は、先行の記述から明らかにされたものの中で、取分け上述の目的を有 効に達成するものであることが分かろう。特に、本発明は、高速度で走行する車 両から料金を遠隔的に、かつ高速度で徴収するための方法および装置を提供する 。それにより、本発明は、従来の料金徴収システムにより達成できなかった高い 処理量を可能にする。システムは、料金徴収機関との相互作用を容易にし、車両 運転者および料金徴収施設に対して有効で、低価額の記録保存や取引報告を可能 にする。本発明は、料金所近傍での速度差を減ずることによってハイウェイの安 全性を高め、かつ既存の料金管理システムに容易に組み込まれる。 開示された上述の構造および動作手順は、本発明の技術思想から逸脱すること なく変更し得ることは、当技術に精通したものであれば容易に理解されよう。例 えば、例示の無線周波数送信機は、電磁スペクトルの他の領域で動作する送信機 やエンッタで置き換えることができる。 さらに、本発明は、線路の車両やその他の料金または関税徴収の応用と関連し て実施できる。 したがって、上に説明され図面に示される全内容は、限定的意味を有するもの でなく例示として解釈されることが意図される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Electronic vehicle toll system and method The present invention relates to a vehicle toll collection system, and more particularly to an automatic non-contact vehicle toll collection system and method. BACKGROUND OF THE INVENTION An increasing number of vehicles are traveling on highways, which are becoming increasingly congested. Toll collection by conventional means has had a negative impact on highway throughput and security. Congestion and stagnation at tollgates is becoming increasingly common. Such a condition involves considerable economic costs through loss of time and has reduced productivity. In addition, severe accidents at toll booths caused by drivers and mechanical failures have also increased in frequency. Some toll agencies have installed a coin-operated toll collection system or have set up a toll plate system to visually check the incoming vehicle for the appropriate toll plate or sticker. By addressing these issues. However, coin activated collection systems contribute little to increasing throughput and are susceptible to fraud through the use of counterfeit coins. Toll plate systems encounter the same deficiencies and require each vehicle to sharply decelerate while entering the visual inspection area. Therefore, the system relies heavily on the attention of the toll collector. In addition, many systems have been proposed for utilizing radio frequency identification (RFID) technology for tolling. In these systems, the driver obtains a "tag" or "card" that acts as a reflective or individual transmitter to identify the vehicle by a serial number as it passes through the toll booth. This technique is also called automatic vehicle identification (AVI). This system also has a number of deficiencies. In particular, since RFID tags lack a machine intelligent processor for manipulating and storing bills, the toll agency must maintain a separate bill for every user of the system. This is especially troublesome in urban areas with high toll traffic. Toll agencies will need to manage hundreds of thousands of individual accounts, a burden created by the operation of the AVI system. In addition, the RFID tag lacks a processor or user interface, so that the vehicle operator cannot easily see the balance on the bill and has no warning about limited or spent credits. This creates confusion and potential safety hazards, as the driver is intersected with conventional toll lanes with some warning. Further, in the absence of a single state toll agency, each participating driver would need to attach multiple cards to the vehicle, each corresponding to a separate toll agency bill. RFID systems also create user privacy issues because they require the generation and accumulation of detailed vehicle-specific movement records. In response to conventional tolling means being unable to handle the demands posed by increased highway traffic, automated tolling facilities have been proposed that provide improved tolling methods and systems. These automated toll collection facilities eliminate the manual transaction of conventional toll collection means by using wireless transmitters and receivers to perform the necessary transactions as vehicles move through the automated toll booth. One such system collects charges electronically from an electronic cash (accumulation) of charge credits carried by the vehicle. In this way, the vehicle driver may purchase a certain amount of toll credit before traveling on a toll road. As the vehicle subsequently moves through the toll booth, a radio frequency exchange occurs and the appropriate amount is automatically withdrawn from the vehicle's toll credit. While the automated toll collection system described above works well for single lane toll roads and single lane bridges and tunnels, there are significant problems when the system is implemented in a multiple lane environment. In a multiple lane environment, each toll lane has a fixed radio transceiver that interacts with the mobile radio transceiver of the vehicle passing through the lane. The problem of multiple paths occurs when information transmitted from one vehicle in one lane is picked up by a fixed transceiver in a multiple toll lane. Therefore, there is a possibility that the fee collected from the vehicle in Lane 1 is credited (loaned) to the vehicle in Lane 2. The effects of other passages allow toll avoiders to abuse the automated toll system or accidentally misassign billing. There are a number of conventional systems for minimizing the effects of other paths. These systems typically attempt to shield the toll transceiver in one lane from signals transmitted from vehicles traveling in adjacent lanes. Such systems include a method of establishing a proximity zone that identifies when a vehicle has entered a scheduled area, and then requires that the vehicle transmit a fee within a scheduled time limit. Other systems set up a dual field environment in which blanking fields are transmitted behind and adjacent to the area adjacent to the toll lane. The blanking zone serves to bury the multiple path signal as received by the toll station. Conventional systems do not provide a means to determine the actual position of the approaching mobile. For this reason, conventional systems cannot allow the toll collection system to determine the physical order of traffic approaching the toll collection system. In addition, conventional systems place restrictions on the size of the lanes and the spacing that must exist between the lane transceivers. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved toll collection method and apparatus that can significantly increase road traffic capacity. It is another object of the present invention to provide a toll collection method and apparatus that increases the speed of toll collection while improving the security of the highway. It is yet another object of the present invention to provide such an apparatus and method which is convenient for utilizing and supporting toll collection means by a plurality of toll collection agencies or a plurality of widely spaced institutions. . It is still another object of the present invention to provide a toll collection system that reduces the management burden, facilitates the issuance of transaction reports to users and toll collection agencies, and protects the privacy of users. It is yet another object of the present invention to provide a toll collection system that is reliable, resists fraud and attempts to avoid tolls, and can be easily integrated into existing toll management systems. Yet another object of the present invention is to provide a system for determining the lane position of a vehicle approaching an automated toll system. It is yet another object of the present invention to provide a mechanism for determining the order of moving vehicles approaching an automated toll system. It is yet another object of the present invention to provide a system for determining the relative position of a moving target approaching a fixed transceiver. Yet another object of the present invention is to provide a system for automated toll collection that uses a toll transceiver that can work in close proximity to other toll transceivers. Other general and specific objects of the invention will in part be obvious and will in part be apparent from the following description. Summary of the Invention The above objects are achieved by a method and system for automatically collecting tolls from vehicles traveling at high speed along roads. The system of the present invention, in one aspect, can be used to debit in at least a first toll collection facility through which a vehicle can pass for toll collection and a toll transaction at an approaching toll collection facility. An in-vehicle response toll processor having a memory for storing an available toll amount signal representing a monetary amount and a vehicle-specific identifier. Initially, the toll processor is loaded, for example, at a toll collection facility, with an electronic total toll signal representing the value of the initially available toll amount. A first toll collection facility identification unit corresponding to and separated from the collection unit of the first toll collection facility, (i) uniquely identifies the position of the first toll collection facility, and (ii) identifies the location of the first toll collection facility A first toll collection facility identifier signal optionally representing a toll collection schedule corresponding to. When the moving vehicle approaches the first toll collection facility identifier, the in-vehicle toll processor receives and stores the first toll collection facility identifier signal, and in response to the first toll collection facility identifier signal, responds to the first toll collection facility identifier signal. Calculate the amount to be debited (billed) at. In particular, the in-vehicle toll processor compares the calculated toll amount with the available toll amount signal stored in the in-vehicle processor, and the monetary amount represented by the available toll amount signal is equal to the calculated toll amount. Test for or more. The in-vehicle processor, in response to the selected result of the comparison, provides a signal, such as a beep or a beep with a flashing light, to the vehicle driver indicating the first automated toll collection facility permission. Then, when the vehicle approaches and passes through the collection section of the first toll collection facility, the collection section of the first toll collection facility transmits a toll collection signal and bills the in-vehicle toll processor for the toll amount from the accumulated amount. Order that. The in-vehicle toll processor responds, charges the toll amount calculated from the stored amount, and reduces the value of the available toll amount signal according to the amount charged. The in-vehicle processor then transmits a transaction confirmation signal indicating the identification, the calculated charge amount and the account balance to the collection unit of the charge collection facility. In another aspect, the system of the present invention provides that the available charge amount is less than the calculated charge amount or less than a predetermined programmed minimum balance, such as $ 20, by comparison performed by the in-vehicle processor. When instructed, the in-vehicle processor responds by incrementing the balance internally and instructing the toll collection facility to charge the credit or billing agency, such as a bank account or credit card company, for a new increment. Trigger solicitation message to guarantee. In another aspect, the system of the present invention enables operation on an incremental toll road where the toll amount varies depending on where the vehicle enters and exits the toll road. In this aspect, the system of the present invention comprises at least a second fare collection facility remote from the first fare collection facility. In this case, a second toll collection facility identification unit corresponding to and separated from the collection unit of the second toll collection facility is provided. The second toll collection identification unit transmits (1) at least a second toll collection facility identifier signal that uniquely indicates the position of the second toll collection facility, and more preferably (ii) indicates a toll collection schedule corresponding to the road. As discussed below, the fare schedule may be a schedule for all types of vehicles for all exits or a schedule for former vehicles entering and exiting a particular location. The in-vehicle toll processor receives the second toll collection facility identifier signal, and if the vehicle has not previously passed through the first toll collection facility, the in-vehicle toll processor identifies the stored first toll collection facility identifier signal. The second toll collection equipment identifier signal is overwritten. In one aspect of the invention, the toll collection equipment identifier signal, the vehicle identification signal and the toll transaction or confirmation signal are encoded into a radio frequency signal, and the codes are reduced or added to reduce the likelihood of fraud. Can be dynamically changed to carry the selected information. Accurate identification of a vehicle's location as it passes through a toll collection station is achieved in one aspect of the invention, which includes one aspect of a dual lane road transmitting identification signals in a known field pattern. At least one fixed transceiver unit located on the lane is included. A mobile transmitter unit traveling along a dual lane road receives the identification signal, decodes the identity of the fixed transceiver unit, and evaluates the signal strength. From this information, the mobile transceiver determines its position with respect to the fixed transceiver unit. In particular, at least one fixed transceiver unit is located on one lane of a dual lane road. The transceiver includes a highly directional antenna for transmitting radio frequency signals. The signal is directed to the approaching vehicle along the road. The signal broadcast from the antenna sets a field pattern within one lane of a dual lane road. By decoding the signal with information identifying the lane to which the antenna is directed, a radio frequency field that uniquely identifies one lane of the road can be set. A vehicle equipped with a transceiver made in accordance with the present invention receives and processes the antenna field pattern to determine the vehicle's travel lane and the vehicle's distance from the fixed transceiver. A mobile transceiver fixed in a vehicle, such as an automobile, receives signals generated by the fixed transceiver. The mobile transceiver codes these signals and determines from which lane the signal was broadcast. The mobile transceiver then associates the signal strength with the identity of each lane, which can be compared to the known field pattern of the fixed transceiver directional antenna. The mobile transceiver processes the signal strength and signal identity to determine its position with respect to the fixed transceiver. Subsequently, when the vehicle passes through the fixed transceiver unit, the vehicle transmits its vehicle identification number and its lane position, so that the fixed transceiver knows which vehicle is passing in which lane. Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings for a more complete understanding of the nature and purpose of the present invention. However, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and reductions can be made without departing from the spirit and scope of the invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic block diagram showing an automatic toll collection system according to the present invention adapted for use on fixed toll roads. FIG. 2 is a schematic block diagram of another embodiment of the present invention adapted for use on a toll road. FIG. 2A is a diagram showing another specific example. FIG. 3 is a block diagram showing details of an in-vehicle element (IVC) used in the specific examples of FIGS. FIG. 4 is a block diagram showing details of the T0 and T1 transmitters configured according to the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing details of a T2 transmitter configured according to the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating the augmentation system utilized in the embodiments of FIGS. FIG. 7 is a diagram illustrating an RF shielding field generated in accordance with the present invention. FIG. 8 is a block diagram of the toll transaction management (TTM) system used in FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating a simplified form of the collected signal generated by the T2 transmitter and a simplified form of the acknowledgment signal generated by the IVC in accordance with the present invention. 10 and 10A are diagrams showing a specific example of the gantry-type fee collection system of the present invention and an intensified camera on the gantry. FIG. 11 is a schematic block diagram of a road traffic monitoring and management system according to the present invention. FIG. 12 is a graphical representation of an antenna field pattern plotted on polar coordinates. FIG. 13 is a graph of one embodiment of the present invention illustrating a wireless field energy pattern set by an antenna. FIG. 14 is a schematic block diagram of a vehicle transponder particularly adapted to operate with the system of FIG. FIG. 15 is a schematic block diagram for determining a straight line distance from a road traffic transceiver according to one embodiment of the present invention. FIG. 16 is a flow chart of the microprocessor code for determining the validity of the lane detection signal. Description of Illustrative Embodiments The system of the present invention includes a bi-directional module provided in each vehicle for receiving, storing, calculating and transmitting information, and the module preferably comprises a toll lane. In communication with an RF transceiver located at the toll collection station configured to identify the transceiver. All communications can take place while the vehicle is traveling at highway speeds, but the location of each vehicle is precisely known, allowing effective enforcement by law violators and toll offenders. The traffic lane localization technique will be understood by briefly referring to FIG. FIG. 11 shows a dual-lane vehicle positioning system 210 according to the present invention (200s reference numbers are shown in the figures as two-digit numbers for simplicity of the drawing, so please add 200). It is a block diagram of. Illustrative example 210 shows that while vehicles 212-216 are traveling along road 224, vehicle position information is transferred from vehicle transponders located in host vehicles 212-216 to lane transmission units 218-222 to determine vehicle positions. To be able to For simplicity, FIG. 11 illustrates a three-lane road 224, where the direction of travel for a given host vehicle is referred to herein as the "downstream direction" and is indicated by an arrow. Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced in connection with roads having additional lanes including highways, bridges and tunnels that are divided into multiple lanes. Those skilled in the art will also appreciate that the present invention may be implemented in connection with a number of other transport systems, such as tracks and waterways. The illustrated embodiment includes two main components, a vehicle transponder 228 and a lane fixed transceiver 218-222. As will be discussed in further detail below, the vehicle transponder 228, which is a preferred embodiment of the present invention, is carried by a host vehicle and includes a radio frequency transmitter and receiver, a central processing unit, an early warning signal detection unit, a signal strength detection. A unit, a signal decoding unit and a user interface. A preferred embodiment of the road fixed transceiver comprises a transmitting unit and a directional antenna having a known antenna pattern directed to a lane below the transmitting unit. Vehicle transponder 228 receives signals from lane transmission units 218-222 and processes these signals to determine which lane's fixed transmitter sent the particular signal. Transponder 228 also processes these signals to determine the relative strength of the signals received from the various lane transmission units. By comparing the measured strength of the received signal and comparing this information with the known antenna field strength pattern, the transponders can determine their lane positions and thus the vehicle position with respect to the lane transmitting unit. In the embodiment of the present invention illustrated in FIG. 11, lane transmission units 218-222 are positioned across a multiple lane road such that one transmission unit is located on each lane. As further indicated in FIG. 11, each transceiver unit 218-222 emits a lane identification signal that sets an antenna field pattern 226 in the direction of the approaching vehicle. The lane identification signal is coded with lane identification information such that a single field pattern is associated with a particular lane. In the illustrated embodiment, the signals generated by transceiver units 212-218 are radio frequency (RF) signals. FIG. 12 illustrates in detail the antenna patterns radiated from the transmitting units of the transceivers 218-222. In the embodiment illustrated in FIG. 12, the field pattern is set by a phased array radar system with a parasitic director transmitting at 904.5 Mhz, but it will be apparent that any similar transmitter well known in the art can be used. It should be. More specifically, the antenna field pattern was generated by a slotted waveguide array having longitudinal polarization and beam shaping in the direction of travel. The phased array antenna transmits most of its radiant energy into main lobe 240. As is well known in the art, side lobes 242 are minimized to prevent false target detection. As shown in FIG. 12, the side lobes are approximately 18 db attenuated from the main lobe and extend angularly at approximately 225 degrees. By radiating such a known field pattern along each lane of the road, the road is effectively divided into separate radiating field regions. It should be apparent to those skilled in the art that in an alternative embodiment of the present invention, the back lobe projected from the rear of the antenna is used to create a known field pattern of a larger area. It is. FIG. 13 shows an example of a road divided into known regions by an antenna pattern. In FIG. 13, antenna element 250 emits a known field activity pattern along lanes 252, 254 and 256 of road 258. In the illustrated embodiment, each lane of the road is divided by a toll barrier 260. A numerical value within each lane or barrier, eg, -25, represents a decrease in the intensity level at each location in the RF feed, expressed as db. In the example shown, the signal directed along the center lane 254 sets an energy gradient related to the distance from the antenna element 250. In the example shown, the antenna field strength in lane 254 is reduced by 30 db over 40 feet measured from one end of fare barrier 260 to the far end. As further shown in FIG. 13, the parallel position in adjacent lanes 252 and 256 is at least 14 db below the parallel point in central lane 254 (ie, -65 db for the central lane and- 79db). As the mobile transceiver approaches the antenna 250, the intensity difference between parallel positions in adjacent lanes increases (ie, 45 db closest to the antenna). In the illustrated example, the center of each lane is at least 14 feet away from the center of an adjacent lane. Thus, the present invention allows the transceiver units 218-222 to be separated by the typical spacing of conventional toll booths. As can be seen from the example shown in FIG. 13, the measured signal strength of -40 db corresponds to a road area approximately halfway through the limited lane 254. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented with other field strength patterns that indicate position with respect to the transmitting unit. Also, those skilled in the art will appreciate that field patterns may be generated by intermittent or steady transmissions, or that each field may have independent frequency characteristics. In one embodiment of the invention, the lane identification information is digitally encoded into a signal broadcast from the transmitting unit. In the case of digitally coded information, data fields are created for setting header information and data information. ----------------------------------------- Field size Start file 2 bytes Lane identification 4 bytes End field 2 bytes If you are familiar with this technology, The present invention provides other data field parameters, Or phase shift keying as known in the art, It will be appreciated that it can be implemented in the context of alternative forms of coding techniques, such as Manchester coding or other techniques. FIG. 14 shows the transponder 228 in detail. The transponder is Data processor 270, A receiver 272 connected to the antenna element 273, Decoding means 274 connected to the receiver 272; A signal strength detection unit 276 connected between the receiver 272 and the processor 270, This is also an early warning signal detection unit 278 connected between the receiver 272 and the processor 270, Transmitter 280, A memory element 228 connected to the processor 270 and a user interface section 283 are included. A conventional power supply 289 provides the transponder power requirements. Processor 270 includes: It may be an 8086 microprocessor or 8051 microcontroller or other processor capable of performing the calculations necessary to determine vehicle position. In the specific example shown in FIG. 14A, Decoding means 274 connected to receiver 272 and processor 270 The lane identification information encoded in the signal received by the receiver 272 is decoded. In an alternative embodiment, Processor 270 also Decoding the coded signal in a manner described in detail below; Interpret. The memory element 228 Preferably, Sufficient non-volatile memory should be provided to store program information, including signal strength detection information and information for processing lane identification information. The transponder antenna 273 is It may be integrated into the transponder module itself, A receptacle may be provided for mounting on a conventional window mounted antenna similar to that employed in connection with a cellular telephone device. The user interface section 283 Preferably, the user activation key 282, An LCD or LED display unit 284 and an audible alarm module 286 may be provided. The display and audible alarm element Visible when needed, Provide an audible alarm signal, Keys and display elements are The vehicle driver Get information about lane position and distance from fixed base unit, In addition, it is possible to insert any necessary information. The display and user interface keys are In combination with traditional storage software routines that control the processor, The user It allows to monitor information about the position of the vehicle in the lane or along the road. In one specific example, The user interface is Includes an alphanumeric display with two lines of ten symbols each. The power supply is It may include a compact, user-replaceable, long-life battery 289, such as a lithium power battery. These elements also An on / off switch incorporating a battery check position may be provided. The elements shown in FIG. The design and construction are conventional, The transponder is It can be configured according to known transponder and microprocessor principles. An exemplary transponder is It can be housed in a compact, portable enclosure adapted to be removably mounted on the dashboard surface or other convenient location in the vehicle. The combination of the elements shown in FIG. The transponder is Process the signal information, It allows to determine its lane position and linear distance from the fixed transmitting unit. further, The transponder memory 288 Software and algorithms for determining the position of the moving vehicle with respect to the position of other lanes on the road may be stored. As will be explained in more detail later, The relative position of vehicles traveling along a double lane road is To determine the order of vehicles traveling along a double lane road, It can be transmitted to an automated toll collection system or other automated traffic management systems. In one embodiment of the present invention, The microprocessor is Has a low power consumption state, This is a standby mode used to conserve power. In standby mode, The microprocessor is Stop all activity. The processor is It is derived from this mode by activating an input on microprocessor 270. Saving power when the transponder is not processing signal location information Reduce average power demand, Prolong battery life considerably. FIG. Figure 2 illustrates elements of an early warning unit as implemented in one embodiment of the present invention. The function of the early warning unit is To "wake up" the rest of the transponder circuit via the power switch 294. The filter 90 is The signal picked up by the antenna 273 is monitored. Filter element 290 A representative bandpass filter configured as is known in the art, It functions to detect a specific frequency in the electromagnetic spectrum. The signal passing through the filter 290 is It is sent to a detector 292 consisting of a diode and capacitor array or other structure known in the art. The detector is It functions to determine the signal strength of the filtered signal. If the filtered signal has enough energy, The detector determines that the vehicle is approaching the antenna field pattern. The detector 292 is The signal is relayed to the power switch position 294. Power switch 294 activates microprocessor 270. The signal strength detection unit 276 A signal is received from the receiver 272. The signal strength detection unit 276 Measure the strength of the received analog signal, Performing analog-to-digital conversion, Generate a digital signal indicating signal strength. The digital signal is It is forwarded to the processor 270 to determine the position of the vehicle as described in more detail below. The signal decoding means 274 Process the signal sent from the receiver 270, The lane identification information transmitted together with this signal is decoded. The lane identification information is sent to the processor 270. Processor 270 includes: A lane identification signal is added to the measured signal strength. Then The processor is Using lane identification and signal strength information, Determine the position of the vehicle with respect to the transmitting unit. In an alternative embodiment, The carrier is removed from the lane identification signal, Data is left. Lane identity and error correction information Decoded from Manchester coded format, Checked for errors. To check the integrity of the received signal, Other types of error correction known in the art can also be used. FIG. An example of a circuit design for the signal strength detection unit 276 will be described. The example shown in FIG. It depicts one possible structure of a signal strength detection unit that achieves economy, Therefore, it facilitates the use of the present invention. The signal received by antenna 273 is It is sent to the unit 276. Since the signal strength detection unit 276 has the storage capacitor 203 of a known value, The capacitor 203 is When the signal from the receiver 272 is transferred to the capacitor 203, it charges at a known rate. The signal strength detection unit 276 It has a comparator 206 whose inverting input is connected to the storage capacitor 203. The non-inverting input of comparator 206 is Connected to bias element 214. The bias element shown is It is a simple voltage divider composed of two resistors 202 and 204. The voltage applied to the resistor 204 is a constant reference voltage. The output of the comparator 206 is Connected to lane detect input pin on processor 270. The high potential state on the lane detection pin is It indicates that the voltage applied to the capacitor 230 is higher than the reference voltage applied to the resistor 204. Processor 270 includes: Its output pin is connected to the base input of discharge transistor 207. The collector of the discharge transistor 207 is It is connected to the inverting input of the comparator 206 and the signal input of the storage capacitor 30. The processor is Activating transistor 207 through the output control pin of the processor resets the storage capacitor. The configuration of the various elements in FIG. It forms a 1-bit analog-to-digital converter that can sample the incoming signal for a specified period of time and compare the collected voltage to a known reference voltage. When the signal is read, Removing the stored voltage across capacitor 23 resets the converter, The process runs again. in this way, The capacitor 203, the comparator 206, and the bias circuit 214 Form a 1-bit analog-to-digital converter that generates a digital signal that can indicate the strength of the received signal. The ratio of the resistors 202 and 204 is It is selected to generate a reference voltage on the non-inverting input of comparator 206 which corresponds to a particular detected signal strength, eg, -40db. Thereby, By checking the voltage on capacitor 203 at a particular time, Processor 270 samples the strength of the antenna field. Those familiar with the technology The present invention Other field strength evaluation methods, It will be appreciated that this can be implemented in particular in connection with the use of a separate analog-to-digital converter and the generation of a multi-bit representation of the signal strength of the received signal. In one embodiment of the present invention, The transponder is It is operated in the following manner to determine the lane position and the linear distance from the fixed transceiver. Referring again to FIG. The transponder 228 of the vehicle 212 Inactive when approaching the antenna field 226 of the transmitting unit 218. When the vehicle enters field 226, The early warning signal detection unit 278 puts the processor 270 into an active mode, The transponder starts processing the received signal. FIG. 5 is a flowchart of a processor code for determining a vehicle lane position. As shown in FIG. Processor 270 includes: When in active mode, Wait for receiver 272 to send demodulated signal information to it. Processor 270 includes: Decoding signal identification information, Determine the identity of the lane that transmitted the received signal. Then the processor resets the signal strength determination unit 276, This circuit is initialized to zero. The processor is Then Wait for a period of time for the signal strength determination unit to determine the strength of the signal. In the given example, Processor 270 waits 50 milliseconds, The capacitor 203 is charged. At the end of 50 milliseconds, The processor reads the signal strength from this circuit and Store. Then Processor 270 includes: The measured signal strength is compared to a known field pattern of the transmitting unit. When the signal strength indicates that the vehicle is in the identified lane, The lane position counter associated with that lane identity is incremented. Then The processor is A determination is made from the preset counter whether sufficient lane detection is recorded to indicate the likelihood of lane identification. As an example, There are five consecutive detections of the signal from the same lane, And if the signal strength indicates that the vehicle is in that lane, Sufficient to identify the lane position of the vehicle. When lane identity is checked by signal strength, The processor returns to the wait state. In another embodiment of the present invention, The determined lane identification information is stored in the register of the memory 288 by the processor 270. Lane identification information is Along with pre-assigned vehicle identity information, It is coded into all signals transmitted from transponder 228 to fixed transceivers 218-222. As an example, The transmission units 218 to 222 Located on an automated toll gate or gantry lane. Transceivers 218-22 are Control signals to vehicles approaching the toll booth, Request the vehicle to return the information signal to the transceiver on the vehicle's lane. In an apparatus constructed according to the invention, The processor 270 includes: Retrieve lane identity from memory 288, The lane identity is transmitted to transceivers 218-222 along with other information. In this way, The transceivers 218 to 222 Overcoming the multipath problem by correlating each received signal to the correct vehicle. As another aspect of the present invention, The method of determining the position of a vehicle traveling on a double lane road is as follows. It is determined by the following steps. As a first step, A transceiver unit is located on one lane of a dual lane road, A signal coded with lane identification information is transmitted via a highly directional antenna. As a second step, A mobile transponder unit receives the transmitted signal, By processing these signals, Determine lane identification information and signal strength information. As a third step, Lane identification information and signal strength information are processed, Determine the vehicle lane position and distance from the fixed transceiver unit. Another way is Storing the lane identification information so that the lane identification information can be encoded in all transmissions from the mobile transponder to the transceiver unit; In this way, the transceiver unit can determine the lane position of the transmitting vehicle. It will be understood that the above-described structure and the above-described operation sequence can be variously changed without departing from the technical idea of the present invention. In another embodiment of the invention, an alternative algorithm is used to determine the position of the vehicle from the relative signal strength associated with each lane's identity signal. For example, The relative signal strength of each lane identity signal is determined, Compared to the known field pattern of a double lane road, A possible adjacent lane is then determined. In this way, A relative determination of the position of the moving target is made from a measurement of the field strength generated by each fixed transceiver unit. In another configuration of the present invention, Exemplary radio frequency transmitters can be replaced by infrared transmitters or radiators that operate in other regions of the electromagnetic spectrum. Further, the present invention relates to a transporter for rail roads and waterways, Alternatively, it can be implemented for package tracking. [Operation on Fixed Toll Road] FIG. 1 shows a fixed toll road, Or for use on bridges or tunnels, 1 illustrates the overall structure and operation of an electronic toll system 10 configured in accordance with the present invention. Illustrative examples are: Allows automatic collection of tolls from vehicles traveling through toll collection facilities or toll gates at speeds of approximately 0 to 60 miles per unit time. The vehicle is There is no need to stop or slow down significantly for toll collection. For brevity, FIG. 1 illustrates only a single lane road 12, And the direction of movement for a given vehicle 14 is Here, it is called "downstream direction" Pointed by arrows. Those familiar with the technology The present invention provides a double lane divided road, Alternatively, it will be understood that it can be implemented on a rail network or other transport system. The illustrated embodiment includes two main components. The first is 1 is a communication system having two transmitter modules, referred to as T1 and T2. These transmitters usually, Owned by the toll collection agency, Located on the toll collection facility. The second element is In-vehicle toll processor or in-vehicle element 8 (IVC) 16 purchased or leased by the vehicle driver. As described below, IVC 16 Storing an amount representing the money available by the vehicle to debit in toll transactions; To operate and report on it, transponder, Includes microprocessor and memory. IVC is Controlling charge-related debit / credit transactions including withdrawing billing charges by communicating with T1 and T2; To process. As shown in FIG. The T1 transmitter is Adjacent to road 12, It will be located approximately 1/4 or 1/2 mile from the tollgate (hereinafter referred to as tollgate) 18, Vehicles traveling at speeds between 0 and about 60 miles per unit time The T1 signal is encountered well enough before encountering the tollgate. The T1 module is Emit an electromagnetic "toll collection facility identifier" signal identifying the approaching tollgate. In the illustrated example, The signal generated by T1 is a radio frequency (RF) signal. The second transmitter module T2 is located at the toll booth. The T2 module is A transmitter / sensor device that initiates a toll transaction by transmitting a coded COLLECT signal 20 as described below. In the specific example shown in FIG. The fee transaction is performed in the following manner. Some time before the vehicle arrives at the tollgate, The fee collection agency in the fee credit facility 17 The IVC is charged with the available initial fee purchased by the vehicle driver. IVC also A code indicating the type of vehicle on which the IVC is installed is loaded. This aspect of the invention is described further below. The vehicle driver Install the IVC on the vehicle, Proceed along the road. About 1/4 or 1/2 mile from the toll gate, Vehicles and IVCs It passes through a radio field 19 generated by the transmitter T1. The T1 radio signal 19 is Includes a fee code identifying the approaching toll collection facility. In one embodiment of the present invention, The charge code is It also includes toll schedules for roads that specify specified rates for various types of vehicles. For IV C units used only on fixed toll roads, Schedules can be stored in the IVC. Based on the information provided to the IVC by the T1 transmitter, IVC is Calculate the appropriate regulatory fee for the type of vehicle on which the IVC is installed. IVC reads this information, The memory is queried as to whether there is sufficient available toll balance in the account corresponding to the tolling agency for the road. If the available charge in the appropriate account exceeds the cost of the upcoming toll gate, IVC is Generates a noticeable "progress" message on the associated visual display, Indicates that the vehicle driver can proceed through the automated toll collection facility. If the cost of the upcoming toll booth exceeds the amount available for the associated account, Although the IVC will generate an appropriate alert message. This message is For example, it may include an audible alarm and a visual display such as "INSUFFICIENT-MERGE LEFT". Thereby, The vehicle driver is notified to proceed through the standard fare booth. When you are instructed that the available toll balance is sufficient in the appropriate road agency account, A confirmation user awareness signal is generated, Vehicles and IVCs proceed to electronic toll lanes. Referring again to FIG. When a vehicle passes through the toll collection facility at a speed of approximately 0 to 60 miles per unit time, The T2 transmitter sends a COLLECT signal 20, Instructs the IVC to debit the charge calculated from the available charge stored in that memory. IVC is In response, Debit the calculated amount, Send an acknowledgment signal 22 to T2 indicating that proper debiting has been performed at the IVC. As explained below, The reader 24 in the toll collection facility Receiving a confirmation signal, Activate the green lamp in the forced lamp array. When the price transaction is completed, The available charges stored in the IVC are reduced by the amount corresponding to the charges, The available charge remaining in the account is displayed. IVC is In a manner described in more detail later, Different available fee amounts corresponding to a plurality of fee collecting agency accounts can be stored. in this way, A single IVC is valid for toll collection by multiple tolling agencies. This feature of the invention is: Roads dominated by several tolling agencies, It is particularly advantageous in geographical areas with bridges and tunnels. FIG. 1 illustrates only the T2 module dominating a single lane, The present invention also provides It can be implemented in connection with a plurality of automation lanes each governed by a corresponding one of the plurality of T2 transmitters. Reduce the possibility of RF crosstalk between multiple lanes, To increase individual discrimination between individual vehicles between single lanes, An RF shielding module 28 is provided. The operation and structure of the shielded field module will be discussed below. An exemplary system is: A transmitter control element 30 for instructing the T2 transmitter to emit a COLLECT T signal when vehicle approach is detected by the vehicle detector 38; A reader 24 for receiving the IVC confirmation signal; A compulsory ramp 26 for indicating the type of vehicle and for identifying any traveling vehicle without generating an appropriate confirmation signal; A toll transaction management (TTM) system 32 for recording toll transactions to toll collectors; Joined to TTM, And a cash terminal 17 which allows the vehicle driver to purchase a prepaid available fee. The structure and function of these elements will be described in detail later. FIG. 1 shows an embodiment of the invention adapted for adoption on a fixed toll road. The present invention also provides The embodiment shown in FIG. 2 can be implemented on an incremental toll road. [Operation on Incremental Toll Road] The system 10 illustrated in FIG. It is adapted for use on incremental toll roads like turnpike, in this case, The fare value is calculated based on known entrances and exits. On this kind of road, The vehicle is Enter the road through the selected entrance ramp, Choose a given exit, pass the other exits, Exit the road from the selected exit ramp. usually, Separate toll collection facilities are located at each exit ramp. Specific examples of the incremental fee of the present invention are: IVC, described above in connection with the fixed fee system, Utilizes T1 and T2 transmitters. further, As shown in FIG. Other transmitters, referred to as T0 transmitters, It is located adjacent to each entrance ramp 11 to the progressive toll road. Each T0 transmitter: The T0 transmitter emits an entry point identifier signal 42 that uniquely identifies the corresponding entry ramp. This signal is IVC, Used to signal about the vehicle entry point to the incremental toll highway. When a vehicle enters a toll road, The vehicle and IVC pass through the T0 radio field, This wireless field is Includes a coded entry point identifier signal 42 identifying the entry ramp position or entry ramp number for the IVC. The IVC stores this information in its memory element. Approximately 1/4 or 1/2 from each exit toll gate, The vehicle and IVC approach the T1 transmitter, A T1 coded toll collection facility identifier signal identifying an approaching exit ramp toll collection facility is received. The T1 signal also The toll schedule for the road is also specified. This pricing schedule Includes distance / cost and vehicle / cost data. IVC is Based on the T0 entry point data responsive to the T1 signal data and stored in the IVC, Calculate the appropriate regulatory fee for the vehicle on which the IVC is installed. IVC is Read this pricing data, Ask that memory, Test if there is a sufficient available balance remaining in the account corresponding to the road toll agency. The cost of the toll booth approaching, Beyond the amount available for the associated account, Although the IVC generates a user-recognizable alert message. This message is For example, it may include an audible alarm and a visual display such as "INSUFFICIENT FUND--MERGE LEFT". Thereby, The vehicle driver If you choose to leave the toll road with the approaching exit ramp, you will be notified that a standard toll booth should be used. If the available charge in the appropriate account is equal to or greater than the cost of the upcoming toll gate, IVC is Generates a noticeable "PROCEED" message on that display, If the driver chooses to leave the toll road at the approaching exit ramp, Instruct the driver that he may pass through the automated toll collection facility. The operation of the toll collection facility is afterwards, Proceed in a manner similar to that described above in connection with the fixed toll road of the present invention. The vehicle driver chooses not to leave the toll road with the approaching exit ramp, Instead, pass the current exit and proceed to the next exit, Vehicles and IVCs At the next exit ramp, A subsequent T1 transmitter corresponding to and spaced from a subsequent exit ramp charge collection facility is encountered. In response to this new T1 signal, IVC stores new T1 data in memory, Overwrite old T1 data. However, T0 entry point information is retained, IVC is A new charge calculation and available charge test are performed based on the T0 data and the new T1 information. This operation cycle is Iterated for each automated exit facility that the vehicle driver chooses to pass. T0 entry point information It is deleted from the memory after receiving T2 TOLL-collect at the toll collection facility or when receiving new T0 data. The latter is Occurs when a vehicle re-enters an incremental toll road. In the illustrated example, The T1 transmitter is It is placed approximately 1/4 to 1 mile from the T2 transmitter to avoid improper detection of the T1 signal by the IVC approaching the toll collection from the opposite direction. In addition, T1 To ensure that T1 does not improperly reset the IVC approaching from the opposite direction before the IVC passes through the corresponding T2, The T1 transmitter is tilted towards the approaching vehicle, It may be tilted so that it is deflected from the vehicle in the opposite direction. [IVC] FIG. 3 shows details of the IVC 16. IVC is Processor element 50, An associated EPROM 52 for storing control software 53; A CMOS RAM element 54 for storing available charges and other data; Control firmware, RF transmitter 56 and associated antenna module 58; RF receiver 60 and associated antenna module 62; User interface element 66, 68, 70, It has a bidirectional communication port and a power supply element. The processor element 50 It may be an 8086 or other microprocessor capable of performing the calculations required to determine the charge amount based on the charge schedule received from the T1 transmitter. The microprocessor also It controls the decoding and interpretation of the coded signal in a manner described in more detail below. RAM element 54 Preferably, Sufficient non-volatile memory may be provided to store fee data for multiple toll collection account. IVC antenna 58, 62 is IVC may be incorporated, Receptacles may be provided for mounting on conventional window mounted antennas similar to those employed in connection with cellular telephone devices. User interface elements are: Preferably a user activated key 66, An LCD or LED display unit 68 and an audible alarm module 70 may be provided. The display and audible alarm element Provide visible or audible alerts when needed Keys and display elements are The vehicle driver Allows you to obtain information about the available charge amount for each toll collection agency account stored in the IVC RAM. The display and user interface keys are Combined with traditional EPROM storage software routines to control the microprocessor, Allows the user to see the balance of each account stored in the IVC RAM. In one specific example, The user interface is Includes an alphanumeric display with two lines of 10 symbols each. The bidirectional communication port 64 Other microprocessors, including toll collector data processors, Enables writing data to and reading data from the IVC RAM. Purchase the total price, These read / write functions, including diagnostic operations and report generation, It will be discussed in detail later. The power element is Preferably a compact like lithium power battery, Preferably, a longevity battery 74 that can be replaced by the user is provided. These factors also An on / off switch incorporating a battery check position may be provided. The IVC element shown in FIG. The design and construction are conventional, And IVC, It can be constructed according to known transponder and microprocessor control principles. An exemplary IVC transponder / processor is: It can be housed in a compact, portable enclosure adapted to be removably mounted on a dashboard surface or other convenient location in a vehicle. The combination of the elements shown in FIG. Enables the IVC to process fixed and incremental fee transactions. further, IVC is Various toll collection agencies, Store different fee values for toll collection equipment or toll booths, Can be processed, With a single IVC, It may accommodate an extended incremental fee table required for multiple toll collection agencies and multiple vehicle types. Especially, IVC is Receiving the T1 transmitter signal, Decode and Store, Interpret the stored signal, Calculate the required fee based on the stored signal, Store the calculated fee amount, In response to the COLLECT signal from transmitter T2, debit the amount calculated at the toll collection facility. IVC is Subtract the calculated amount from the appropriate account, A confirmation signal including a vehicle type message and confirmation of debit entry operation is transmitted. As discussed in more detail below, The confirmation signal is It takes the form of a coded logical response to the COLLECT signal from the T2 signal. Following the submission of the confirmation, IVC is It remains inactive until it passes the next T1 field. Thus, IVC intermittently Consumes power only when required for toll data processing. This feature Reduce average power demand, Prolong battery life considerably. [IVC Data Field] In the embodiment of the present invention, The fee account information stored on the IVC is Includes individual toll road files with data fields with the following information: Field size Start file 2 bits toll collection facility name 10 bits advance balance 6 bits debit entry 6 bits credit entry 6 bits current balance 6 bits end file 2 bits Understand what can be done in conjunction. Each data file can be manipulated and edited as needed for individual transactions between the IVC and the toll collection T2 module, or between the IVC and the toll collection agency data processing system, as described in more detail below. [IVC operating state] In one embodiment of the present invention, the IVC unit can use the following operating states. Default Logic: When an IVC that does not have "Travel Data" in memory receives a T2, the IVC reads the default fee from the T2 record and deletes the default amount from the appropriate account. "IVC Charge Calculation Logic" Fixed Charge: The IVC passes through the fixed charge T1 field and receives a coded T1 record indicating a fixed charge. The IVC then calculates the specified fee in the next part T2 based on the fixed rate found in the fee schedule field. If the IV C passes through another T1 before encountering the T2 field, the IVC will erase the old T1 record and replace it with a new T1 record. Incremental charges: The IVC passes through the T0 field and the coded T0 record is stored for future processing. This record includes: 1. 1. Start message 2 bits Toll collection equipment identifier 6 bits 3. 3. Direction identifier 2 bits 4. T0 identifier 2 bits End Message Upon receiving the 2-bit T0 message, the IVC deletes all "Travel Data" in memory. As the IVC passes through the T1 field, the IVC receives a coded record indicating the incremental fee as follows. 1. 1. Start message 2 bits 2. Charge collection identifier 6 bits 3. Direction identifier 2 bits 4. T1 identifier 2 bits 5. Charge format (incremental or fixed) 2 bits Charge schedule 256 bits 7. Upon receiving the end message 2 bit T0 and T1 records, the IVC calculates the prescribed fee at the next T2 it encounters. If the IVC passes through another T1 before encountering T2, the IVC will delete the previous T1 record, replace it with a new T1 record, and recalculate the prescribed fee. As it passes through T2, the IVC debits the appropriate fee from the specified IVC toll collection agency account. All T2 records include: 1. 1. Start message 2 bits 2. T2 identifier (simply describe that the transmitter is T2) 2 bits 3. Toll collection agency / booth identifier 6 bits 4. Direction identifier 2 bits Default fee 8 bits 6. End message 2 bits These T0 and T1 records contain all the data needed to calculate the renewal fee. The direction identifier may be used in the error detection calculation. The 256-bit rate schedule field in the incremental rate T1 record is a matrix of full values based on the entry points (AC in this example) and the exit points (AC) specified in the T0 and T (1) records, respectively. It is. ABCA 0 ＄ B ＄ 0 ＄ B ＄ ， 0 [T0, T1 Transmitter] FIG. 4 shows the structure of the entrance ramp transmitter 70 and the toll collection identifier transmitter T1 configured according to the present invention. Those skilled in the art will appreciate that while the exemplary T0 and T1 transmitters utilize radio frequency signal generating elements, the present invention can be implemented in connection with transponders utilizing infrared IR or other electromagnetic radiation energy wavelengths. Can understand. As discussed above, the T0 and T1 transmitters repeatedly emit coded signals that provide the IVC transponder with the necessary data for billing and collection. The T0 toll collection identifier signal field is coded in the following record. 1. 1. Start message flag 2. Fee identifier (identifies the fee collection equipment) Direction identifier 4. T0 identifier (easily identifies the source, such as T0, not the number) End message flag The T1 message is coded with the following record. 1. Start message 2. 2. Fee identifier (identifies the fee collection equipment) Direction (A or B) Rate schedule 5. 5. T1 identifier (easily identifies the signal source like T1, not the number) 6. Charge format (incremental and fixed) End message The fare schedule identifies their classification by fare and vehicle type. The T1 signal can be received in increments in that the IVC checks for the required data in the received message and stores only the messages it needs. Start and end messages are important to ensure that individual IVC units read only complete messages and do not attempt to read messages already in progress. Each illustrated transmitter unit T0, T1 comprises a conventional type RF transmitter 82 and antenna element 84, a microprocessor and associated erasable programmable read only memory (EPROM) 86, and a power supply element 88. EPROM stores software for transmitter control and operation. These elements are conventional in design and material, and the transmitter can be constructed according to well-known engineering practices. The complete T0 and T1 assemblies are preferably housed in a rugged weatherproof housing 90 to withstand a range of temperatures, humidity, and UV radiation that are characteristic of the road environment. Since the T1 transmitter can be activated by infrared or optical vehicle detectors, the T1 transmitter emits a signal only when a vehicle is approaching the transmitter. T2 Transmitter FIG. 5 shows a tolling transmitter T2 according to the invention, which transmits a TOLL-COLLECT signal instructing the IVC to debit the calculated fee. Is for sending. In one embodiment of the present invention, the TOLL-COLLECT signal is a digital signal containing 4 bytes of data. The T2 transmitter is preferably housed in a weatherproof housing 92 and includes a conventional RF transmitter module 94 and associated antenna elements 96, a microprocessor, and an EPROM for storing control software 98. And a power supply element 100. The exemplary T2 transmitter includes a radio frequency signal generating element, but may be implemented in conjunction with a transponder that utilizes infrared (IR) or other electromagnetic radiation energy wavelengths. The T2 signal is coded with the following information. 1. 1. Start message flag 2. T2 identifier (not a number, but simply describe that it is T2) 3. Fee identifiers (including toll collection agencies and toll booths) Direction identifier 5. Default Fee Amount-the amount credited if the T0 point identifier is lost or otherwise absent. End Message Flag [Toll Collection Hardware] In the embodiments shown in FIGS. 1 and 5, the T2 transmitter is electrically connected to a transmitter control unit (TCU) 30 and a vehicle detector 38. The vehicle detector may be, for example, a photocell located within 10 to 15 feet of the T2 transmitter to optically sense the presence of the vehicle and generate a VEHICLE PRESENT signal. When the VEHICLE PRESENT signal is relayed to the TCU, the TCU commands the T2 transmitter to send a COLLECT message. Thus, the T2 transmitter for a given lane emits a "COLLECT" signal only when there is a "target" vehicle in the lane, as indicated by the VEHICLE PRESENT signal. The transmitter control unit is also interconnected with a confirmation signal reader 24. A reader 24 utilizing a conventional RF receiver receives an acknowledgment signal--and thus the vehicle type identifier contained therein--from each vehicle IVC to confirm that the toll debit transaction has been completed. The reader can be mounted on the leading edge of the toll collection canopy, tilted down towards the approaching vehicle. Connect multiple readers for one-way traffic at a single toll barrier to a Reader Control Unit (RCU), perform diagnostics on this RCU, record the activity of each lane, and Records can be sent to TTM for further processing. As each reader receives the confirmation signal, the reader transmits the vehicle identifier to the forcing system illustrated in FIG. Enforcement system 100 is provided to reduce the possibility of toll avoidance. More specifically, in an automated toll collection system that uses a conventional type of enabling device such as a magnetic card, a fee is set by using an enabling device specified for a low-cost vehicle such as an automobile for trucks and other high-cost vehicles. May be avoided. The system shown in FIG. 6 controls one automation lane. The system includes a vertical array of ten indicator lamps 112, a switch unit 114, a processor 116, a communication link 118, a power supply 120, and an alarm 122 housed within a weather-resistant, generally cylindrical enclosure. Prepare. Each indicator lamp in the lamp array represents a different type of vehicle-bus, car, truck or other. Microprocessor 116 controls switch 114 to activate the selected indicator lamp in response to a signal from reader 24 for the lane. The signal generated by reader 24 is relayed to processor 116 via communication link 118. Each time the reader 24 receives an acknowledgment signal and a vehicle type identifier from the IVC of the lane, the reader transmits the vehicle type identifier to the communication link, processor, switch and lamp train, thereby providing a single selected indicator lamp. Energize. The selected ramp represents the vehicle type identified by the IVC in the vehicle currently passing through the corresponding lane of the toll collection facility. The compulsory attendant can then monitor the ramp train for each automation lane and confirm the proper correspondence between the visually observed vehicle type and the vehicle type indicated by each IVC. Lack of proper response indicates that the IVC in the current vehicle has been incorrectly initialized for the type of vehicle on which the IVC will be installed. Further, if the vehicle detector for a given lane detects a vehicle, but the reader does not receive a proper confirmation signal within a pre-scheduled time interval, the enforcement processor activates the alarm module. The alarm module can include audible and visible alarm elements, such as a buzzer or strobe lamp. [RF Isolation] When the present invention is implemented in a dual lane embodiment, an IVC or reader operating in one lane may inadvertently detect a signal generated by a transmitter operating in an adjacent lane. Exists. The resulting confusion can frustrate users of the system or allow evaders to exploit the automated system. For example, consider first and second vehicles and corresponding IVCs approaching a dual lane automated tolling facility in adjacent first and second lanes, as shown in FIG. For the purpose of this example, the second vehicle is behind the first vehicle. When the first vehicle enters the toll collection band of the first lane, the T2 transmitter for the first lane transmits a TOLL COL LECT (toll collection) signal. In the absence of adequate isolation, the second IVC in the second lane may receive a COLLECT signal directed to the first vehicle and sends an acknowledgment signal before reaching the second lane toll collection band. The IVC of the second vehicle would not subsequently generate an acknowledgment signal before it reached the second lane toll band. Conversely, without proper isolation, the acknowledgment signal generated by the first IVC in the first lane will cause the toll avoidance vehicle in the second lane to generate a second acknowledgment signal without generating an appropriate acknowledgment signal and without triggering an alarm. Enables you to pass through the lane collection band. Thus, the curtain method must be employed to reduce the possibility of crosstalk between multiple lanes and to increase the tandem discrimination between individual vehicles in a single lane. To enable the reader to discriminate between the confirmation signal from the target vehicle IVC and the "false" confirmation signal or other signal source from an adjacent vehicle, the control unit (FIG. 5) includes a vehicle detector. Generates a VEHICLE-PRESENT signal indicating the physical proximity of the vehicle in the lane, preventing the reader from detecting the confirmation signal. In addition, the IVC is programmed to generate its acknowledgment signal within a predetermined millisecond after the T2 transmitter has sent the COLLECT signal, and the corresponding reader checks the acknowledgment signal only during this time window. . Enabling the reader only when the VEHICLE-PRESENCE signal occurs and using a limited time window for acknowledgment, transmission and detection allows the temporal distribution of the acknowledgment signal, and thereby the first lane Reduces the likelihood that the reader for the will detect the confirmation signal from the IVC in the adjacent second lane. Isolation also controls the transmission time of TOLL-COLLECT signals transmitted from adjacent lanes, such that transmission of the TOLL-COLLECT signal and subsequent detection of the acknowledgment signal occur serially in only one vehicle lane at a time. Can be provided. Another approach improves RF isolation by configuring the T2 module to generate dual RF fields, as shown in FIG. One field 130 directed to the intended incoming target vehicle carries a valid coded TOLL-COLLECT message. The second field 132, which is directed behind and on both sides of the target vehicle, effectively isolates nearby vehicles from the COLLECT message, so that only the target vehicle in proximity to the T2 transmitter and reader will receive the T2 TOLL-COLLECT message. And a confirmation signal can be generated. The continuously repeating occluded field signal 132 is not coded, but in one embodiment of the invention the incoming IVC unit is incorporated by incorporating a value that instructs the IVC unit to receive a valid coded COLLECT signal. Can be used to initialize An RF shielding element according to the present invention, including a transmitter 134, an antenna 136, and a shielding field 132 is illustrated in FIG. The illustrated embodiment utilizes a dual shielded field transmitter 134 having an antenna 136 oriented at an angle selected to generate a superimposed radio field. This configuration isolates or blocks selected "VALID" regions that can receive T2 TOLL-KOLLECT signals or other "VALID" transmissions. The shielded transmitter 134 utilizes at least two antennas 136. These transmitters or emitters continuously transmit an RF signal that is invariant with respect to uncoded time. Thus, the occlusion signal is a NO-OP or NOT-CLLECT signal that the IVC does not recognize as a command to perform the debit operation. As shown in FIG. 7, a shielded field RF transmitter 134 and associated antenna 136 are arranged to provide a field 132 with partially overlapping lobes. Within the occluded field overlap region, the average amplitude of the occluded signal is higher than the amplitude of the T2 COLLECT signal, thereby nullifying the COLLECT signal. With this configuration, RF isolation between adjacent lanes is performed. The operation of the shielding element takes advantage of the fact that the IVC sees the COLLECT message only in the region where there is sufficient "VALID" signal--that is, in the "VALID" region where the shielding field lobe does not overlap. The shielded field antennas 136 may be mounted at selected locations on the toll collection canopy 140, and each antenna may be at an angle selected with respect to the other antennas in the system to optimize RF isolation between vehicles and lanes. The orientation may be rotated. Preferably, a number of shielded field antennas 136 are located on the leading edge 141 of the toll collection canopy 140, generally toward the approaching vehicle and approximately 45 degrees below horizontal. Single frequency or multiple frequency shielding signals may be generated by one or more shielding field transmitters 134. Isolation between multiple vehicles in a given lane, and isolation of T2 signals from adjacent lanes, utilizes directional antennas in the T2 transmitter and focuses on vehicles approaching the emitted T2 radio field. It is improved by matching. In operation, when the IVC approaches the tollgate for which the appropriate fare has already been calculated, the IVC encounters an occluded field and prepares to receive a coded valid field in response. The T2 valid transmitter, which can be attached to the canopy approximately halfway between the leading and trailing edges of the canopy 140, sends its TOLL-CLLECT command when triggered by the vehicle detector. The IVC will debit the fee amount and respond within a scheduled time interval to send a message to easily confirm the debit transaction and identify the vehicle type. In one embodiment of the present invention, the confirmation signal is a digital signal including 4 bytes of digital data. The RF shielding system can also be used in conjunction with the TO entrance lamp transmitter by transmitting a second non-coded field that shields vehicles traveling on an incremental toll road from the TO entrance lamp transmitter. The exemplary occluded field configuration can also be employed for position detection. In particular, when the signal having the selected frequency is transmitted from each antenna at a different amplitude, the relative position of the receiver with respect to the antenna is determined based on the amplitude variation of the received signal when the receiver passes through the superimposed shielding field. it can. When a signal of a different frequency or a signal of a single frequency coding variation is transmitted from each antenna, the relative position of the receiver with respect to the antenna is determined from the difference between the received signals as the receiver passes through the overlapping shielding fields. Can decide. [Toll Transaction Management] Provide information and records to accurately explain traffic activities and toll transactions at each toll booth and toll collection facility so that automated toll collection systems can be widely accepted. Should. The system should also handle the fee (rate) purchase process. These benefits are provided, in one embodiment of the present invention, by the Toll Transaction Management (TTM) system illustrated in FIG. 8, which monitors toll collection and reduces toll purchases and IVC loads. Enable and generate reports on toll purchases, toll collection and transportation activities. The TTM system 32 maintains a record of all cash transactions--ie, toll purchase--and automated toll debit transactions. These records are maintained and formatted for periodic loading on the toll collector central computer. The TTM will also perform diagnostic tests for each IVC as needed, as described in detail below, and check the status of the toll account at each IVC. The TTM system includes a central processor 140, a cache terminal 17 capable of communicating with the central processor, and a communication link 37 for two-way data communication with a toll collector central computer 136. The system also includes a data memory and storage module 143 having conventional RAM, magnetic, optical or other digital data memory and storage elements. The TTM central processor 140 may be a conventional microcomputer or minicomputer, depending on the size and data handling requirements of the automated tolling system. The central processor is interconnected with the reader 24 at each automated toll lane and collects toll data including vehicle type identifiers, transaction times and traffic activity information for each lane. When needed, remote communication between the reader and the TTM central processor can be provided by a modem or other data communication device. The cache terminal 17 includes a conventional display 146, a keyboard 148, and a printer 150. The terminal also includes an RS-132 or other conventional communication port 152 adapted to connect with a similar port on each IVC unit (FIG. 3). Using the communication port 152, the cash terminal 17 allows the vehicle driver to credit their IVC account by pre-paying the selected fare amount--ie, loading the selected available fare collection amount. To be able to If the driver wishes to prepaid and wishes to charge the IVC, he proceeds to the local tolling facility and gives the IVC to the tolling agency a cash equivalent to the amount of the charge he or she wishes to prepaid. Or give authorization by credit card. During the fee collection period, the IVC communication port 64 is connected to the cash terminal communication port 152, and the cash amount is loaded into the cash terminal so as to be stored in the IVC memory for the specified toll collection agency account. The cash terminal 17 sends a signal to the IVC 16 indicating a credit (credit entry) for the specified amount of money to the selected account in the IVC. The cash terminal also prints a receipt confirming the credit to the account. This receipt may identify all toll transactions, including IVCs, since the first transaction. The cash terminal 17 then communicates with the TTM central processor 140 to confirm the cash transaction. This information is retained in the memory 143 of the TTM for subsequent processing, storage and communication with the toll collection center computer. In addition to purchasing tolls and other cash transactions, cash terminal 17 may interrogate individual IVC units 16 to generate printed diagnostic or driving data reports. As shown in FIG. 8, a TTM central processor 140 is connected to each reader 24 in the toll collection facility. Upon receipt of the confirmation signal and vehicle type identifier from the IVC, reader 24 relays the vehicle type identifier to TTM central processor 140 and formats it for further processing and storage. The formatted record generated by TTM for each debit transaction is referred to as a toll transaction record. In addition to toll transaction records, the form of the TTM system illustrated in FIG. 8 can generate various records for use by each toll collection agency. The number and type of such records will vary depending on the demands of the toll collector, but the TTM system can generate cash transaction records, traffic records and cash summary records. A cash transaction record is generated by the TTM, as described above, each time a driver credits his IVC account with pre-payment of both selected amounts. TTM generates traffic records by aggregating relevant data from each incoming toll transaction record. The traffic records are then relayed to the central computer of the toll collection agency. A cash tally record is generated by TTM by processing all incoming cash transaction records. The cache tally is also transmitted to the central computer of the tolling agency. Examples of data fields for each of these records are described below. Since each of these records is intended to be ultimately used by a different toll collection computer, the standard data format should be used for communication with an external toll collection processor. Current research has shown that most toll collection computers read and write ASCII flat files. Thus, in one embodiment of the present invention, the TTM creates a file having an ASCII format and allows for standardized output to a toll collection computer. TTM's ability to generate and store records based on cash transactions, debit transactions and traffic activity in each lane can be provided by utilizing commercially available database programs such as Oracle or Dbase II. Traffic and financial transaction records can be stored, tracked, and displayed on the cash terminal display 146. In addition, multiple TTM systems may be distributed along incremental toll roads and connected by a conventional communication network between the TTM system and a mainframe computer at the toll collection headquarters. TTM Data Field Each TTM record described above contains selected information about a toll transaction. The data fields used in one substantial form of the invention are listed below by way of example. Those skilled in the art will recognize that the present invention can be implemented with data fields other than those described below. In each case, the data can be transferred to the TTM in real time as a fixed format ASCII record. Each record ends with a carriage return / line feed sequence and begins with a "record type" indicator. When data is needed, the fields are date and time stamped in year-month-day-hour-minute-second format. Toll collection data field Traffic record data field Cache summary data field Signal Encoding FIGS. 9A and 9B illustrate Collect and acknowledgment signals encoded according to one embodiment of the present invention. According to an encoding process referred to herein as Digital Time Segment Modulation (DTSM), a carrier signal is almost always present during the transmitter on state, and a short interval or gap 160-163 exists between the digital time segments 164-167. Inserted. The time position of each gap defines the length of each digital time segment and is a quantity representing digital data. In particular, as shown in FIG. 9A, the position of each gap defines a bit cell that indicates coded information. In the illustrated embodiment, the T2 transmitter emits a carrier signal at 915 MHz and the acknowledgment signal is transmitted at 46 MHz. However, as will be apparent to those skilled in the art, the DTSM method can be used to encode information into electromagnetic signals of any wavelength or frequency. As shown in FIG. 9A, a representative transmit signal includes a RECEIVER-ADJUST portion 170 that adjusts the receiver to the transmitted signal amplitude, and allows synchronization between the receiver and the transmit signal. 172, and a MESSAGE (message) part 174. The message portion may include a message assurance portion 176 including at least one parity bit or checksum bit, and this portion is for checking the correctness of the message according to conventional error checking practices. Communication events typically include the following operations. 1. The controller module for the toll collection facility (FIGS. 1, 2 and 6) receives a VEHICLE-PRESENT signal from the vehicle detector indicating the presence of the vehicle in the corresponding lane. 2. The controller module for the toll collection facility activates the T2 transmitter. 3. A T2 transmitter emits an RF TOLL-COLLECT signal illustrated in FIG. 9A and encoded in the manner described above. 4. The IVC receives the TOLL-COLLECT signal, debits the appropriate account, is enhanced in a similar manner and has a confirmation signal with gaps 180,182 inserted between the digital time segments 182,183 (FIG. 9). Send The confirmation signal can be frequency modulated or amplitude modulated. 5. The toll collection facility receives the confirmation signal and activates the appropriate ramp in the forced ramp train (FIG. 6). DTSM coding systems offer considerable advantages over conventional phase, amplitude, or frequency modulation coding methods. The carrier signal is almost always present during the on state of the transmitter, resulting in high average signal power, easy to use for IVC to collect peak arriving signals, moderate sensitivity, and low cost receiver use To Further, the encoding provides a signal whose data has a fixed known position. This coding also expands the collection opportunity so that the receiver collects the signal before transmitting the data portion. Further, the coded signal is easily decoded using conventional digital techniques. In one embodiment of the present invention, the start position of the confirmation message changes based on the time at which the TOLL-COLLECT signal is transmitted and the content of the COLLECT signal. Further, the TOLL-COLLECT message is not a fixed message to reduce the potential for unauthorized recording and duplication of acknowledgment signals. The TOLL-COLLECT message is selected from a set of TOLL-COLLECT messages, each identified as a TOLL-C OLLECT message by the IVC. Since the COLLECT message changes in time and the acknowledgment signal depends on the time and content of the COLLECT message, the required acknowledgment signal also changes in time, so that the previously recorded acknowledgment cannot be valid at a later point in time. . The coding device may also insert auxiliary machine readable information and user readable information including spoken road condition reports for the driver or coded data for the on-board map display. In addition to the specific embodiment described above of the automated tolling system, the present invention involves dynamically changing information in the distribution of processing and accounting data between the IVC and the T2 / Central system, but with a short period of time. Design a system that allows transactions to be completed effectively and with minimal potential for system overuse or data errors. In this type of system shown in FIG. 2A, the above-mentioned vehicle fare schedule is not transmitted by the exit identification transmitter T1, but is transmitted by each entrance transmitter T0. When the tariff schedule information is thus provided to the IVC, each transmitter T0 does not need to transmit the entire matrix of tariff amounts to all entries (entries) and exits, but the specific fixed location at which T0 is located. Only the schedule for vehicles entering the entrance of the car needs to be transmitted. Thus, for example, if the incremental toll road schedule relies on entry points, exit points and vehicle types, T0 will not transmit a three-dimensional toll schedule matrix, but rather a two-dimensional toll matrix arranged by entrance identifiers and vehicle types and exit numbers. . The IVC then receives and stores a table approximately related to it. As each IVC is planned to be issued for a fixed vehicle type (eg, a 2-axle regular vehicle, 3-axle commercial vehicle weighing less than 10 tons), when the vehicle passes through the entrance transmitter T0, the vehicle: It receives the transmitted schedule and stores a single-line fare table corresponding to the fare at each exit for vehicles of its own model, arranged by exit number. The device is configured to store any information it receives, if desired. Thus, when the vehicle enters the road, the vehicle collects all the necessary information for later payment. In particular, the step of checking that the account maintains an appropriate balance may be done not at the intended exit point in the T1 environment, but at any time after this entry point. At the intended exit point, the traffic and RF signal environment can each be more complex, causing errors and delays. As will be explained in more detail below, in a preferred embodiment of the present invention, the vehicle elements are distributed with greater "intelligence" and they are not passive payers, but rather a more active repository of billing and accounting information. And In toll collection systems in which a surcharge is imposed based on day and time at the entrance or exit, the IVC processor can include a processing program that increments such surcharge. In this case, the entrance transmitter T0 or the exit transmitter T1 can also broadcast the current time. According to another aspect of the invention, the IVC is configured such that its account balance is maintained as a programmed minimum balance debit card. Briefly, the software 53 (FIG. 3) provides the account balance with a programmed minimum balance level, preferably an amount such as $ 20 or 30, or an entry, instead of the currently obligated fee at one exit. Implement an algorithm that checks against the maximum road tolls that may be required according to the schedule broadcast in. If the balance falls below the programmed minimum level, processor 50 compensates for the balance by incrementing the balance maintained in memory by an authorized fixed increment ($ 10 or $ 20), and cancels the ACCOUNT INCREMENT ( Account increment) flag is set. This will be accessed during subsequent communications so that the central data system can be billed to the user via an external independent billing system, such as a credit card or telephone billing system, as will be described later. The IVC could be configured to increment the balance by a certain deficit required to achieve the required minimum balance, but would result in a separate billing operation to recharge the card each time the fee is paid. This is not preferred. In an illustrative embodiment of this aspect of the invention, implementations are as follows. When an IVC is first offered to a user, the user makes a payment to obtain an initial balance, for example, $ 50, and may make one of several available "minimum balance" levels (for example, $ 20 or $ 30). Select one, and also perform a billing authorization for a particular credit card number, telephone account, bank account or equivalent for account transactions attempted to maintain a minimum level. The authorization instructs the IVC to replenish the account by a fixed increment, for example, $ 20, when the balance falls below or below the minimum. This authorized billing information becomes part of the user file in the central data system, but lower threshold balances and increments are loaded into the nonvolatile memory 52 of the IVC with appropriate program instructions. At that time, the software 53 performs the above-described balance check on the specified threshold. If the balance remaining after payment of the fee falls below the threshold, rather than informing the user to initiate a financial transaction at payment station 17 as described above with respect to the first embodiment, the IVC simply increments the balance and initiates the transaction. Create a record for the BALANCE INCREMENTED flag, for example. This transaction information is then accessed by processor 50 and included in the next exit communication by the IVC transponder, as will be discussed later. In the most preferred embodiment of this aspect of the invention, this is accomplished as follows. The IVC processor 50 receives the exit or tollgate identifier from T1 when the vehicle approaches the exit or tollgate, retrieves the toll amount from its stored toll schedule, and debits the balance. The processor then checks the remaining balance for the indicated minimum amount and, if it checks the remaining amount and determines that it is below the threshold, increments the balance by $ 20 and sets the BA LANCE INCREMENTED flag. I do. The processor sends a message to the tollgate receiver, receives a confirmation signal as it passes through the tollgate, and stores the debited balance in non-volatile memory. The data transmitted by IVC at each toll collection unit includes three pieces of information. That is, 1. IVC identification number 2. 2. Fees paid by the fee collection department. Account balance Optionally, other information, such as the last entry point indication, entry time, or other information, such as to let the toll booth confirm the formal correctness of the message or have TTM verify the account, It may be part of a basic message passed to the receiver. The IVC identifier should preferably include code bits indicating vehicle type and individual identification number, and the account balance report described above indicates if the code bits, if any, indicate that the balance has been incremented after final use. Or include information. This transmitted information is sufficient for the toll collection terminal at the exit to perform the dual entry bookkeeping and generate the appropriate electronic or printed billing transaction record as follows. Upon receiving the vehicle toll transaction report from the IVC, the RF receiver / reader 24 at the toll collection unit sends a confirmation signal to the IVC, which completes the transaction and returns to hibernation. Once the IVC has transmitted the identification, fare and balance, the vehicle is assumed to be valid and allowed to pass. However, the tollgate receiver supplies the information received in the IVC report to the toll transaction module 32, which retrieves the financial records for the identified IVC, retrieves the balance received and the fee paid. Is compared with the last recorded balance for that identification number as it appears in the system central information record. If there is a difference between the reported balance and the centrally recorded balance in the IVC and the BALANCE INCREMENTED bit has been transmitted, TTM will generate a financial transaction record for that increment. This record then or later updates the central account record to generate a record of the incremental amount charged to the lender account (bank, credit card or telephone billing account). Thus, the increment was previously instructed and authorized by the user. Otherwise, if there is a balance difference, but the BALANC E INCREMENTED bit does not appear in the received message, this could mean either user misconduct such as tampering, or malfunction or error in the IVC or central record. Is interpreted as representing This would require inspection of records and revision of books. In such a case, an ERROR / INVALID record is generated, which is populated in the central system record along with other received vehicle exit toll records for that IV C. When an ERROR / INVALID message is sent to the central record based on the detection of an abnormal IVC balance, the IVC identification number is added to the central list of invalid IVCs. This INVALID IVC roughly corresponds to commonly used lists such as lost, stolen, invalidated or discontinued credit cards distributed by credit card companies to retailers. As in the case of this type of list, the INVALID IVC list contains the identity of each IVC that is currently determined to be invalid, but this determination, as described above, indicates the abnormal balance that requires inspection or correction. The IVC itself is lost, stolen, or fraudulently charged transactions due to the number, or because the user has not paid or stopped paying the amount for which the IVC minimum balance was to be charged, or otherwise. Or non-authorized transactions (such as using other IVCs in heavy class vehicles to avoid paying on a high rate schedule). The INVALID LIST may be enforced as follows, preferably to ensure that the identified IVCs are not used repeatedly to avoid charges. As described above, at each tollgate or exit, transmitter T1 broadcasts the identity of that tollgate. In systems with the above INVALID LIST, transmitter T1 receives a copy of this list and also broadcasts it. That is, T1 broadcasts a complete list of invalid IVCs, preferably as a continuous sequence of IVC identification numbers. It will be recalled that transmitter T1 is located ahead of the tollgate and has a range of roughly one mile. As a result, this transmission is received by the highway vehicle during a time interval of approximately one-half to two minutes. Since the IVC is intended to contain several to hundreds of IVC identification numbers, its transmission will take only a fraction of a second at a typical 9600 hoe transmission rate. The transmitted IVC number is received and demodulated by the oncoming vehicle's IVC receiver section 60, and the invalid IVC identification number is passed through the system and registers, which register the sequential IVC number in the output word. Is sent out. The bit of each output word of this register is coupled to one input of each gate of the multi-gate comparator array. On the other hand, each of the other inputs is fixedly receiving the corresponding bit of the IVC's own identification number. When the number on the invalid IVC list matches the IVC identification number, the output of the comparator array goes high. The signal then activates a switch, which turns off the IVC transmitter 56. In this way, the responder portion of the IVC is disabled when the vehicle approaches within one mile of the tollgate. This ensures that the IVC cannot send any automated payments to the toll booth. Simultaneous with shutting down the IVC transmitter, an in-vehicle alarm such as a beep or flashing red alarm will be activated, alerting the driver directly that the IVC is inactive and the vehicle should be stopped at the manual payment station. In another alternative embodiment of this aspect of the invention, relying on an additional system of user-following to identify the offender and therefore the ultimately enforced one without simply turning off the IVC transmitter. , The transmitter is left energized and controlled by firmware and included software, immediately begins broadcasting a special OFFENDER message with its IVC identification, rather than a normal charge / balance message . In this alternative embodiment, the tollgate receiver will continue to receive IVC transmissions, identify the lane location of the arriving vehicle with a narrow field transmitter, and identify the exact lane from which the IV C OFFENDER vehicle will travel. You can continue to do. Upon identifying the vehicle from the OFFENDER message received by the transmitter / receiver, a single logical switch or TTM 32 turns on the warning lamp and indicates to the compulsory attendant which traffic lane the offending vehicle is traveling. If the vehicle attempts to travel through an automated tollgate regardless of its invalid account balance, the broadcast of the INVALID IVC list converts the IVC to operate as a fraudulent beacon. In a related embodiment of this aspect of the invention, such an OFFENDER message can be transmitted by other means than using an RF message transmitter whose communication to the toll booth is affected. For example, a beacon in the form of an infrared (RF) or visible light emitter mounted adjacent to a vehicle registration tag or license plate can be activated (or deactivated) to indicate an INVALID IVC or OFFENDER state. This type of beacon can be recognized, recorded, or otherwise visibly cracked, for example, by using an infrared observation device or a video camera based forcing system. A preferred image-based enforcement system of this type envisages recognizing a payer by the presence of an illuminated IR beacon. In this case, the target tracking software operating on the video camera image of toll road traffic would identify all vehicles that lacked the IR beacon or did not flash the IR beacon during the verification protocol as offenders. This system would activate a compulsory camera to take a picture of a vehicle on the road if an offender was detected. By detecting the lack of a bin-con, the system would identify and photograph vehicles that lack any IVC or that have an invalid IVC that has received a shutdown or OFFENDER identification message at T1. In the above description, the arrangement of the toll collection stations has been described in a form common to the highway systems in the northeastern states of the United States. Other common arrangements include more or less consecutive toll gates that appear at intervals of 5 to 25 miles each. In this latter type of toll road, several entry roads are provided between a pair of successive toll gates, but the toll charged does not need to be changed with respect to the vehicle entry point. Instead, the vehicle pays a fixed fee when passing through the tollgate, regardless of when it first enters the road. This tollgate does not need to be at the exit, but is likely, and generally is located between or just before the exit. The IVC software 52, when used in a system with one such toll collection facility, does not require tracking of vehicle entry points, and the toll schedule broadcast on each T1 can be a single amount, Toll booths do not need to have numbers or other identifiers. The role of the transmitter T0 is superfluous and the data transmitted by T1 is reduced accordingly. However, transaction reports sent by the IVC, when directed to this type of toll collection system, still include identification and balance information as described above. Moreover, the automated toll booth described above does not require any structure on the road itself, rather than a set of toll booths with blocking gates and rotating bars, and a single gantry that extends mechanically across all lanes of the road Can be implemented. In this case, a narrow beam tollgate transmitter and receiver is mounted on top of the gantry to receive toll payment communications. Preferably, these receivers / transmitters also actuate a lane indicator lamp facing downstream of the traffic flow, indicating the validity for the payment of each vehicle passing below, and optionally the charge class. It is better to indicate visually. FIG. 10 illustrates a gantry device 40 of this type in which a support frame located downstream of the identification transmitter T1 comprises a plurality of narrow beam lane identification transmitters, each handling a toll transaction with a car passing below. I support it. Optionally, a forcing video camera may be supported on the gantry. In that case, one camera 43 (FIG. 10A) may be turned essentially down to analyze the instantaneous position of each passing car, and the other camera 45 records the licensee number of the multi-lane offender. Downstream. It can be seen that the present invention, among other things, has been made apparent from the preceding description and, in particular, effectively fulfills the objects set forth above. In particular, the present invention provides a method and apparatus for remotely and rapidly collecting tolls from vehicles traveling at high speeds. Thereby, the present invention allows for high throughput that could not be achieved with conventional toll collection systems. The system facilitates interaction with toll collection agencies, and is effective for vehicle drivers and toll collection facilities, enabling low cost record keeping and transaction reporting. The present invention enhances highway security by reducing speed differences near tollgates and is easily integrated into existing toll management systems. It will be readily apparent to those skilled in the art that the disclosed structures and operating procedures described above may be modified without departing from the spirit of the invention. For example, the exemplary radio frequency transmitter can be replaced by a transmitter or an entertainer operating in another region of the electromagnetic spectrum. Further, the present invention can be implemented in connection with railroad vehicles and other toll or tariff collection applications. Accordingly, all matter described above and shown in the drawings is intended to be interpreted in an illustrative rather than a restrictive sense.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．道路上を走行する車両から自動的に料金を徴収する方法であって、 料金徴収のため車両が通過し得る少なくとも第１の料金徴収設備を提供し、 近づいてくる料金徴収設備における料金取引における借方記入に利用できる金 銭額を表わす利用可能料金情報を格納するためのメモリを有する車両トランスポ ンダを車両に搭載し、 トランスポンダに、初利用可能料金値を表わす電子的総料金額情報を負荷し、 第１料金徴収設備に対応する第１料金徴収設備識別部から第１の料金徴収設備 識別子信号を送信し、 車両が前記第１料金徴収設備に到着する前に前記車両搭載トランスポンダに料 金スケジュールを格納し、 車両が前記第１料金徴収設備を通過するとき、車両搭載トランスポンダから、 車両内料金プロセッサを識別するデータおよび料金残高情報をメモリから伝送す る 諸段階を含み、 前記車両搭載トランスポンダが、前記第１料金徴収設備識別子信号を受信する ように動作し得、かつ、前記第１料金徴収設備識別子信号に応答して、前記第１ 料金徴収設備において利用可能料金額値に対して借方記入されるべき料金額を決 定するように構成されていることを特徴とする自動的料金徴収方法。 ２．借方記入される料金額に従って利用可能料金額信号の値を減ずることを含む 請求項１記載の自動的料金徴収方法。 ３．車両内料金プロセッサに確認信号を送信することを含む請求項１記載の自動 的料金徴収方法。 ４．車両搭載トランスポンダを利用して、利用可能料金額情報により表わされる 金銭額を予定された最低値と比較し、利用可能料金額情報により表わされる金銭 額が予定された最低値よりも落ちたとき該金銭額をインクリメントすることを含 む請求項１記載の自動的料金徴収方法。 ５．前記インクリメントを表わす車両搭載トランスポンダから更新信号を送信す ることを含む請求項４記載の自動的料金徴収方法。 ６．前記更新信号を遠隔的に受信し、前記インクリメント額に対して別個にかつ 独立的に請求を発することを含む請求項４記載の自動的料金徴収方法。 ７．前記車両搭載トランスポンダに前記第１料金徴収設備識別信号を格納するこ とを含む請求項１記載の自動的料金徴収方法。 ８．前記第料金徴収設備から遠隔の第２の料金徴収設備を道路に提供し、 前記第２料金徴収設備に対応する第２の料金徴収設備識別部を提供し、 前記第２料金徴収設備識別部から第２の料金徴収設備識別子信号を送信し、 車両搭載トランスポンダを利用して前記第２料金徴収設備識別子信号を受信し 、そして 前記の格納された第１料金徴収設備識別子信号を第２料金徴収設備識別子信号 で上書きする ことを含む請求項７記載の自動的料金徴収方法。 ９．前記車両搭載トランスボンダ内のメモリ内の利用可能料金額を自動的にイン クリメントすること、およびこのインクに対に対して別個かつ独立的に請求を発 することを可能にするため信号を送信することを含む請求項１記載の自動的料金 徴収方法。 １０．無効車両トランスポンダを識別するリストを送信することを含み、該リス ト内に識別される車両トランスポンダが、このリストの受信に応答して遮断によ り応答し、それが前記料金徴収設備にて非応答性として検出され得るようになさ れた請求項１記載の自動的料金徴収方法。 １１．前記の第１料金徴収設備識別部から送信する段階が、料金請求スケジュー ルを指示するコード化無線周波数信号を送信することを含む請求項１記載の自動 的料金徴収方法。 １２．前記車両搭載トランスポンダが、特定された料金クラスを有する車両での 使用について授権されており、前記トランスポンダが該クラスに適用可能なスク ジュールの一部を格納している請求項１１記載の自動的料金徴収方法。 １３．無効車両トランスポンダを識別するリストを伝送することを含み、該リス トに識別される車両トランスポンダが、該リストの受信に応答して反則者メッセ ージを送信し、それが前記料金徴収設備にて検出され得る請求項１記載の自動的 料金徴収方法。 １４．走行車両と複数の取引ステーションの任意の一つとの間で取引きを実行す る方法にであって、 前記走行車両に、受信機、メモリ手段、プロセッサおよび送信機を含む車両内 要素を搭載し、 前記各取引きステーションに送信機ユニットを提供し、この送信機ユニットに 、その取引きステーションを識別する信号を反復式に送信させ、 前記メモリ手段に、各取引きステーションと関連する量情報および前記車両内 要素の情報に関する量情報を提供し、 前記車両内要素に、前記取引きステーションの特定の一つからの識別信号の受 信に応答して、前記メモリからその特定のステーションと関連する量情報を収集 して、それを前記プロセッサユニットに供給し、かつ前記メモリ手段からその車 両内要素の現在状態に関する量情報を収集して、それを前記プロセッサユニット に供給し、 前記プロセッサユニットに、取引き規則に従って前記二組の量情報を処理させ 、前記車両内送信機に、取引きの結果を指示する車両信号を、前記車両内要素の 識別とともに伝送させ、 前記取引きステーションに前記取引きの結果を指示する前記車両信号を受信し 、かつ無効ユーザを識別するために個々の車両内要素に関連する財務記録を維持 するように構成された受信機ユニットを提供する 諸段階を含むことを特徴とする走行車両と取引きステーション間の取引き実行方 法。 １５．自動料金徴収システムのための車両内装置であって、 情報メモリとオペレーションプログラムを含み、該メモリ内に利用可能料金額 残高を格納し増大するように構成されたプロセッサと、 該プロセッサにインターフェース接続され、車両内装置を担持する車両が料金 徴収ステーションを通過するとき、料金徴収ステーション通信を受信し、それに 残高情報をもって応答するトランスポンダと を備え、前記残高情報を前記装置の外部の料金徴収ステーションに供給し、それ によりユーザが、利用可能料金額残高を増したプロセッサに対して請求され得る ことを特徴とする車両内装置。 １６．少なくとも一つの固定トランシーバに関して移動する可動目標を位置決め する装置であって、 前記固定トランシーバ内に包含され、局部的に分配される信号強度を有する無 線周波数信号を送信し、その位置を識別する送信機と、 前記固定トランシーバ内に包含され、無線周波数信号を受信するための受信機 と、 前記目標に固定された予め割当てられたァイデンティティを有する可動トラン シーバであって、送信機と、受信機と、メモリと、マイクロプロセッサと、無線 周波数信号を評価して、前記固定トランシーバに関する前記目標の位置を決定す るための信号評価回路とを備える可動トランシーバと を備え、前記可動トランスシーバが、前記目標の予め割り当てられたアイデンテ ィティと、前記固定トランシーバに関するその位置に関する指示を前記固定トラ ンシーバに伝送し、そしてさらに可動トランシーバが口座状態の変動に関する情 報を伝送することを特徴とする可動目標位置決め装置。 １７．前記可動トランシーバが、可動トランスシーバを滞納者として識別する情 報を伝送し、装置が目標を識別するため信号を発信する請求項１６記載の可動目 標位置決め装置。[Claims] 1. A method of automatically collecting tolls from vehicles traveling on the road,   Providing at least a first fare collection facility through which the vehicle can pass for tolling;   Money available for debit entry in toll transactions at the upcoming toll collection facility Vehicle transport having a memory for storing available charge information representing a monetary amount On the vehicle,   Loading the transponder with electronic total charge information representing the first available charge value,   The first toll collection facility from the first toll collection facility identification unit corresponding to the first toll collection facility Send an identifier signal,   Before the vehicle arrives at the first toll collection facility, the vehicle-mounted transponder is charged. Store gold schedule,   When the vehicle passes through the first toll collection facility, from the vehicle-mounted transponder, Transmit data for identifying the in-vehicle toll processor and toll balance information from the memory To Including various stages,   The vehicle-mounted transponder receives the first toll collection equipment identifier signal. And responding to the first toll collection equipment identifier signal in response to the first toll collection equipment identifier signal. Determine the amount of charge that should be debited for the available charge value at the toll collection facility. An automatic toll collection method characterized in that the toll collection method is configured to determine the toll rate. 2. Includes reducing the value of the available charge signal according to the charge amount to be debited The automatic toll collection method according to claim 1. 3. 2. The automatic system according to claim 1, including transmitting a confirmation signal to an in-vehicle toll processor. Toll collection method. 4. Expressed by available charge amount information using a vehicle-mounted transponder The monetary amount is compared with the planned minimum value, and the monetary amount represented by the available charge amount information Includes incrementing the monetary amount when the amount falls below a predetermined minimum. The automatic toll collection method according to claim 1. 5. Transmitting an update signal from the vehicle-mounted transponder indicating the increment. 5. The automatic toll collection method according to claim 4, comprising: 6. Receiving the update signal remotely and separately and for the increment amount; 5. The automatic toll collection method according to claim 4, including issuing the bill independently. 7. Storing the first toll collection equipment identification signal in the on-vehicle transponder; 2. The automatic toll collection method according to claim 1, comprising: 8. Providing a second toll collection facility remote from the second toll collection facility to a road;   Providing a second toll collection facility identification unit corresponding to the second toll collection facility;   Transmitting a second toll collection facility identifier signal from the second toll collection facility identification unit;   Receiving the second toll collection equipment identifier signal using a vehicle-mounted transponder; And   The stored first toll collection facility identifier signal is converted to a second toll collection facility identifier signal. Overwrite with 8. The automatic toll collection method according to claim 7, comprising: 9. The available charge amount in the memory of the vehicle-mounted transbonder is automatically entered. Increments, and bills this ink separately and independently. 2. The automatic fee according to claim 1, including transmitting a signal to enable the user to do so. Collection method. 10. Transmitting a list identifying invalid vehicle transponders; The vehicle transponder identified in the Response so that it can be detected as non-responsive at the toll collection facility. The automatic toll collection method according to claim 1. 11. The step of transmitting from the first toll collection facility identification unit may include a billing schedule. 2. The method of claim 1, further comprising transmitting a coded radio frequency signal indicating the Toll collection method. 12. The vehicle-mounted transponder is a vehicle having a specified fare class. Authorized for use and said transponder is The automatic toll collection method according to claim 11, wherein a part of the joule is stored. 13. Transmitting a list identifying invalid vehicle transponders; In response to receiving the list, the vehicle transponder identified by the Sending a message to the toll collection facility, the message being sent to the toll collection facility. How to collect fees. 14． Execute a transaction between a traveling vehicle and any one of a plurality of trading stations Method   The traveling vehicle includes a receiver, a memory, a processor, and a transmitter. Equipped with elements,   Providing a transmitter unit to each said trading station, and , Iteratively sends a signal identifying the trading station,   The memory means stores in the vehicle the quantity information associated with each trading station. Provide quantitative information about the element information,   The in-vehicle element receives an identification signal from a particular one of the trading stations. Collecting volume information associated with that particular station from the memory in response to the And supplies it to the processor unit and from the memory means the vehicle Collects quantity information on the current state of both internal elements and sends it to the processor unit Supply to   Causing the processor unit to process the two sets of quantity information in accordance with trading rules. A vehicle signal indicating the result of the transaction to the in-vehicle transmitter, Transmitted with identification,   Receiving the vehicle signal indicating to the trading station the result of the transaction; And maintain financial records related to individual in-vehicle elements to identify invalid users Providing a receiver unit configured to A method for executing a transaction between a traveling vehicle and a trading station, characterized by including various steps. Law. 15. An in-vehicle device for an automatic toll collection system,   Including the information memory and the operation program, the amount of charge available in the memory A processor configured to store and increase the balance;   The vehicle carrying the in-vehicle device interfaced to the processor is charged When passing through the collection station, it receives the toll collection station communication and A transponder that responds with balance information Providing the balance information to a toll collection station external to the device; Allows users to be charged to processors that have increased available charge balances An in-vehicle device, characterized in that: 16. Locating a moving target that moves with respect to at least one fixed transceiver Device for performing   A transceiver with signal strength contained within the fixed transceiver and locally distributed A transmitter for transmitting a line frequency signal and identifying its position;   Receiver for receiving a radio frequency signal contained within the fixed transceiver When,   A movable transformer having a pre-assigned identity fixed to the target A transceiver, a transmitter, a receiver, a memory, a microprocessor, and a wireless Evaluating a frequency signal to determine the position of the target with respect to the fixed transceiver. Movable transceiver comprising a signal evaluation circuit for Wherein the movable transceiver comprises a pre-assigned identity of the target. The fixed transceiver and instructions regarding its location with respect to the fixed transceiver. To the receiver, and then a mobile transceiver sends information about account status changes. A movable target positioning device for transmitting information. 17． Said mobile transceiver identifying the mobile transceiver as a delinquent. 17. The mobile eye of claim 16, wherein the mobile device transmits information and the device sends a signal to identify the target. Marker positioning device.
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