KR100802613B1

KR100802613B1 - 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR100802613B1
Application number: KR1020010064923A
Authority: KR
Inventors: 전영태
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-10-20
Filing date: 2001-10-20
Publication date: 2008-02-13
Also published as: KR20030033324A

Abstract

본 발명은 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 방법 및 시스템에 관한 것으로 특히, 유료 시설 이용시 휴대용 단말기에 내장/장착된 전자화폐용 아이씨(IC) 카드를 이용하여 자동으로 요금을 결제하도록 함을 목적으로 한다. 이러한 목적의 본 발명은 기지국(220)에서 톨게이트 진입/진출로에 접근하는 차량(210)을 그 차량에 탑재된 휴대용 단말기(211)의 정보로부터 검출하는 제1 단계와, 기지국(220)이 상기에서 검출된 차량의 휴대용 단말기 정보를 톨게이트 시스템(230)으로 전송하는 제2 단계와, 상기 톨게이트 시스템(230)이 휴대용 단말기 정보를 분석하여 정당한 사용자임을 인증한 후 휴대용 단말기 정보, 톨게이트 정보 및 통과 시간을 데이터베이스에 저장하는 제3 단계와, 상기 톨게이트 시스템(230)이 톨게이트 진입/진출로에서 수집된 휴대용 단말기 정보, 톨게이트 정보 및 통과 시간을 분석하여 통행료를 산출하고 그 산출된 통행료를 차량에 탑재된 휴대용 단말기(211)에 내장/장착된 전자화폐용 IC 카드로부터 정산하는 제4 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 방법 및 시스템{AUTOMATION TOLL COLLECTION METHOD AND SYSTEM USING PORTABLE TERMINAL EQUIPMENT}

도1은 종래의 통행료 지불을 위한 동작 순서도.

도2 및 도3은 본 발명의 실시예를 위한 자동 과금 징수 시스템의 구성도.

도4는 도2 및 도3에서 휴대폰에 내장/장착되는 IC 카드의 구조 예시도.

도5는 본 발명의 실시예에서 자동 과금 징수를 위한 동작 순서도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 **

211,311 : 휴대폰 220,320 : 주변 기지국

230,330 : 톨게이트 시스템 240,340 : 톨게이트

본 발명은 지능형 교통관제 시스템에 관한 것으로 특히, 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 방법 및 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 고속도로 통행료 징수 시스템은 마그네틱 카드를 이용하여 직접 통행료를 지불하는 방식이 사용된다.

이러한 종래의 통행료 징수 시스템은 도1의 동작 순서도에 도시된 바와 같이, 고속도로 진입시 운전자가 톨게이트 입구에 설치된 마그네틱 카드 발권기에서 발권된 카드를 뽑고 고속도로에서 진출시 운전자가 톨게이트 출구에서 카드에 기록된 정보에 의하여 통행료를 지불하는 과정을 수행하게 된다.

그러나, 종래의 통행료 징수 시스템은 운전자가 카드를 뽑기 위해 진입로에서 차량을 정차하여야 하고 또한 톨게이트를 빠져 나갈 때 통행료 지불을 위해 차량을 정차하여야 함으로 톨게이트에서 원활하게 차량 진입/진출이 이루어지지 못하여 교통 정체를 유발하는 문제점이 있었다.

그런데, 현재 지능형 교통 시스템(ITS : Intelligent Transport Systems)이 제시되어 통행료 자동 징수, 차량 식별, 차량 관리, 경로 안내 등의 서비스가 가능하게 되었다.

지능형 교통 시스템은 고속도로, 주차장 등의 유료 시설을 이용할 때 자동으로 요금을 정산하는 서비스를 제공하기 위해 단거리 무선전용 통신(DSRC ; Dedicated Short Range Communication) 방식을 이용할 수 있다.

단거리 전용통신(DSRC) 방식이란 차량탑재 장치(OBU : On-Board Unit/Equipment)와 노변 기지국(RSE : Road Side Equipment) 간에 무선매체를 통해서 원하는 정보를 양방향으로 송수신하기 위한 규격이다.

도로변 비콘(Beacon)과 차량 사이의 통신 링크는 무선 주파수를 이용한 단거리 및 중거리 무선 링크로 이루어지며, 요금 자동 징수, 차량 식별, 화물 차량 및 사용 차량 관리 시스템, 차량탑재 정보 시스템, 경로안내 시스템 등의 통신에 이용된다.

단거리 링크는 보통 10m 정도의 통신 거리를 의미하고 지향성 안테나를 이용하며 주로 자동 요금 징수(ETC : Electronic Toll Collection) 시스템에 사용된다.

중거리 링크는 보통 70m 정도의 통신거리를 의미하며 교통정보제공, 도로주행 안내 등에 사용된다.

또한, IC 카드를 이용한 고속도로 요금징수 시스템은 차량 내에 IC 카드를 읽을 수 있는 카드 제어기가 장착되고 고속도로 진입로에 통행료를 징수하는 요금 징수 장치가 설치되어 구성된다.

따라서, 이러한 요금징수 시스템은 차량이 고속도로 진입시 차량에 장착되어 있는 카드 제어기로부터 카드에 있는 정보를 읽어 요금 징수 장치와 무선 링크를 통하여 통행료를 정산하게 된다.

이러한 요금징수 시스템에서 고속도로 통행료 정산 기능을 갖는 이동 단말기는 각 기지국으로부터 송신되는 해당 기지국의 고유 데이터를 근거로 하여 요금 정 산소 간의 위치를 판별하고 그 위치 판별에 의해 고속도로 주행 구간의 통행료를 정산하도록 하는 기능을 한다.

또한, 핸드폰을 이용한 고속도로, 지하철, 국철, 주차장, 신용카드 요금결제 서비스는 기존의 ETC 장비 및 RF 카드를 병행하여 고속도로 요금을 정산하는 방법, 핸드폰을 이용한 신용거래 방법, 핸드폰을 이용한 버스 및 지하철 이용 방법으로 이루어진다.

이러한 서비스는 톨게이트에 진입할 때와 목적하는 톨게이트에 도착하였을 때 핸드폰과 RS-232 포트로 연결된 별도의 단말기가 핸드폰에 내장된 MIN 정보(휴대폰 번호)를 노변 기지국(RSE)에 전송하여 각각의 톨게이트에 MIN 정보를 저장시킴으로써 이동통신 사업자의 홈 메모리를 양 톨게이트의 MIN 정보와 비교하여 고속도로 통행료를 산출한 후 핸드폰 사용료에 부과하는 방법이다.

그러나, 종래에는 단거리 전용통신(DSRC) 방식을 채용하는 경우 차량탑재 장치(OBU)와 카드를 사용하여야 함으로 차량 내에 차량탑재 장치 등의 부가 장비를 설치하여야 하기 때문에 고속도로를 많이 이용하지 않는 사용자의 경우에는 적합하지 않다는 단점이 있다.

또한, 종래의 IC 카드를 이용한 통행료 징수 시스템은 차량 내에 별도의 스마트 카드와 접속된 RF 카드 제어기를 필요로 함으로 경제적인 부담을 초래하는 단점이 있다.

그리고, 종래의 핸드폰을 이용한 요금결재 서비스는 휴대폰 내에 저장된 MIN 정보(휴대폰 번호)를 노변 기지국에 전송하여 요금을 지불하여야 함으로 MIN 정보가 누출되는 경우 보안상의 문제가 발생하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 유료 시설 이용시 휴대용 단말기에 내장/장착된 전자화폐용 아이씨(IC) 카드를 이용하여 자동으로 요금을 결제하도록 창안한 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 방법 및 시스템을 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 기지국에서 톨게이트 진입/진출로에 접근하는 차량을 그 차량에 탑재된 휴대용 단말기의 정보로부터 검출하는 단계와, 기지국이 상기에서 검출된 차량의 휴대용 단말기 정보를 요금 정산 장치로 전송하는 단계와, 상기 요금 정산 장치가 휴대용 단말기 정보를 분석하여 정당한 사용자임을 인증한 후 휴대용 단말기 정보, 톨게이트 정보 및 통과 시간을 데이터베이스에 저장하는 단계와, 상기 요금 정산 장치가 톨게이트 진입/진출로에서 수집된 휴대용 단말기 정보, 톨게이트 정보 및 통과 시간을 분석하여 통행료를 산출하고 그 산출된 통행료를 차량에 탑재된 휴대용 단말기에 내장된 전자화폐로부터 정산하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 전자화폐용 IC 카드를 내장/장착하고 톨게이트 통행료 정산을 위한 위치 정보, 인증 정보를 전송하는 휴대용 단말기와, 톨게이트에서 수집되는 상기 휴대용 단말기의 정보, 톨게이트 정보 및 통과 시간을 데이터베이스에 저장하여 분석함에 의해 통행 거리를 산출하고 그 통행 거리에 따른 통행료를 상기 휴대용 단말기에 내장/장착된 IC 카드로부터 정산하는 요금 정산 장치와, 톨게이트 진입/진출하는 차량에 탑재된 휴대용 단말기로부터 정보를 검출하여 상기 요금 정산 장치로 전송하고 상기 요금 정산 장치에서의 인증 정보 요청을 상기 휴대용 단말기로 전송함과 아울러 그 휴대용 단말기에서의 인증 정보를 상기 요금 정산 장치로 전송하는 기지국으로 구성함을 특징으로 한다.

상기 휴대용 단말기는 톨게이트 통행료를 정산하기 위한 모드를 설정하기 위한 특정 메뉴버튼/키를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 휴대용 단말기는 톨게이트 진입시 기지국과의 신호 송수신이 가능하게 되면 내장/장착된 IC 카드로부터의 통행료 정산 여부를 사용자에게 묻도록 구성함을 특징으로 한다.

상기 요금 정산 장치와 기지국은 무선 채널 또는 유선 채널로 연결됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서 휴대용 단말기는 휴대폰으로 가정하여 설명하기로 한다.

도2는 본 발명의 실시예를 위한 자동 과금 징수 시스템의 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, IC 카드를 내장/장착하고 톨게이트 통행료 정산을 위한 위치 정보, 인증 정보를 전송하는 휴대폰(211)과, 이 휴대폰(211)이 탑재된 차량(210)의 위치를 확인하여 통행 거리를 산출하고 그 통행 거리에 따른 통행료를 상기 휴대폰(211)에 내장/장착된 IC 카드로부터 정산하는 요금 정산 장치인 톨게이트 시스템(230)과, 상기 휴대폰(211)이 탑재된 차량(210)의 톨게이트 진입/진출을 상기 휴대폰(211)의 위치 판별에 의해 검출하여 상기 톨게이트 시스템(230)으로 전송하고 상기 톨게이트 시스템(230)에서의 인증 정보 요청을 상기 휴대폰(211)으로 전송함과 아울러 그 휴대폰(211)에서의 인증 정보를 상기 요금 정산 장치(230)로 전송하는 기지국(220)으로 구성한다.

상기에서 기지국(220)과 톨게이트 시스템(230) 간은 유선 채널(전화선 또는 랜)로 연결한다.

상기 휴대폰(211)은 도4의 예시도에 도시된 바와 같이, 전자화폐 또는 신용카드 기능의 IC를 내장하거나 사용자가 필요에 따라 IC 카드를 장착할 수 있도록 구성한다.

이와같이 구성한 본 발명의 실시예에 대한 동작 및 작용 효과를 도5의 동작 순서도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도1에서 톨게이트(240)는 진입로와 진출로 구분없이 하나만을 도시하였으나 진입로와 진출로에 각기 설치된다.

우선, 고속도로 입구측에 설치된 톨게이트(240)로 차량(210)이 진입할 때의 동작을 설명하기로 한다.

도4(a)와 같이 전자화폐 또는 신용카드 기능의 IC(410)를 내장하거나 또는 도4(b)와 같이 전자화폐 또는 신용카드 기능의 IC 카드(420)를 장착한 휴대폰(211)을 소지한 운전자가 운전하는 차량(210)이 톨게이트(240)로 진입할 때 주변 기지국(220)은 상기 휴대폰(211)의 위치 정보를 확인하고 그 확인된 위치 정보를 유선 채널(전화선 또는 랜)을 통해 톨게이트 시스템(230)으로 전송한다.

이때, 차량(210)에는 전자화폐 또는 신용카드 기능의 IC가 내장되거나 또는 IC 카드를 장착한 휴대폰을 소지한 사람들이 동승할 수 있으므로 휴대폰(211)에는 통행료 정산 모드를 설정할 수 있는 특정 메뉴버튼/키를 구비하여 운전자가 상기 특정 메뉴버튼/키를 누른 경우에만 기지국(220)이 상기 휴대폰(211)의 위치 정보를 톨게이트 시스템(230)으로 전송하게 된다.

그리고, 톨게이트(240)로 차량이 진입될 때 운전자가 휴대폰(211)을 통행료 정산 모드의 미설정으로 인한 상황을 미연에 방지하도록 상기 휴대폰(211)에서 통행료 정산 모드 설정을 알리도록 구성할 수 있다.

상기 톨게이트 시스템(230)은 주변 기지국(220)으로부터 톨게이트(240)로 진입하는 차량(210)에 탑재된 휴대폰(211)의 정보를 수신하면 상기 휴대폰(211)으로 인증서와 휴대폰 정보 및 IC 카드 정보가 포함되어 있는 디지털 서명을 요청하라는 메시지를 상기 주변 기지국(220)으로 전송한다.

즉, 상기에서 인증서와 디지털 서명의 요청은 MO를 통하여 이루어진다.

상기 인증서는 공인 인증기관(CA : Certification Authority)으로부터 부여받으며 공개키 기반구조(PKI : Public Key Infrastructure)의 규격안을 따른다.

상기 주변 기지국(220)은 톨게이트 시스템(230)으로부터의 인증서 및 디지털 서명 요청을 페이징 채널(paging channel) 또는 트래픽 채널(traffic channel)을 통하여 휴대폰(211)으로 전송한다.

상기 휴대폰(211)은 톨게이트 시스템(230)으로부터의 인증서와 디지털 서명 요청이 수신되면 인증서와 휴대폰 정보 및 IC 카드 정보가 담겨 있는 디지털 서명을 주변 기지국(220)으로 전송하여 액세스 채널을 통해 데이터 버스트 메시지(Data Burst Message) 형태로 톨게이트 시스템(230)으로 전송한다.

즉, 상기에서 휴대폰(211)으로부터의 인증서와 디지털 서명의 응답은 MT를 통하여 이루어진다.

상기에서 인증서와 휴대폰 정보 및 IC 카드 정보는 공개키 기반구조(PKI ; Public Key Infrastructure)의 암호 알고리즘에 의해 암호화된 데이터로 전송된다.

이때, 상기 톨게이트 시스템(230)은 주변 기지국(220)으로부터 수신된 인증서와 디지털 서명값을 해독하여 사용자의 정당성을 확인한다.

이에 따라, 인증서와 휴대폰 정보 및 IC 카드 정보가 담겨 있는 디지털 서명값이 정당할 경우 톨게이트 시스템(230)은 휴대폰 정보와 톨게이트 정보 및 통과 시간 등 통행료 계산에 필요한 데이터를 데이터베이스(DB)에 저장한다.

한편, 고속도로 출구측에 설치된 톨게이트로 차량이 진입하는 경우에 대하여 설명하기로 한다.

톨게이트 시스템(230)은 주변 기지국(220)으로부터 휴대폰(211)에 대한 정보를 얻게 되며 상기 휴대폰(211)에 대해 인증서와 휴대폰 정보 및 IC 카드 정보가 담겨 있는 디지털 서명의 요청을 상기 주변 기지국(220)으로 전송한다.

상기 주변 기지국(220)은 페이징 채널을 통하여 인증서와 휴대폰 정보 및 IC 카드 정보가 담겨 있는 디지털 서명을 요청한다.

즉, 인증서와 디지털 서명의 요청은 MT를 통해 이루어진다.

상기 주변 기지국(220)은 휴대폰(211)으로부터 전송된 인증서와 휴대폰 정보 및 IC 카드 정보가 담겨 있는 디지털 서명값을 액세스 채널을 통하여 데이터 버스트 메시지 형태로 톨게이트 시스템(230)으로 전송한다.

즉, 상기에서 인증서와 디지털 서명값의 응답도 MT를 통하여 이루어진다.

상기 톨게이트 시스템(230)은 상기에서 받은 인증서와 디지털 서명값을 해독하여 사용자의 정당성을 확인한다.

이에 따라, 인증서와 디지털 서명값의 해독으로 차량에 대한 정당성이 확인되면 톨게이트 시스템(230)은 톨게이트 진입시 데이터베이스에 저장한 데이터와 현재 휴대폰(211)으로부터 받은 데이터를 이용하여 해당 차량에 대한 요금을 계산하고 데이터 버스트 메시지 형태로 요금 지불을 요청하라는 메시지를 주변 기지국(220)으로 전송한다.

상기 주변 기지국(220)으로부터 페이징 채널을 통하여 요금 지불 요청이 수신되면 휴대폰(211)은 내장된 전자화폐 또는 신용카드 기능의 IC(410) 또는 IC 카드(420)로부터 요금을 읽어 상기 주변 기지국(220)으로 전송한다.

상기 주변 기지국(220)은 휴대폰(211)으로부터 전송된 요금을 액세스 채널을 통하여 데이터 버스트 메시지 형태로 톨게이트 시스템(230)으로 전송한다.

상기에서 요금과 관련한 데이터는 모두 암호화(비공개키 암호 알고리즘)되어 전송된다.

이에 따라, 톨게이트 시스템(230)은 암호화된 데이터를 복원하여 차량(210)에 대한 통행 요금을 정산한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예를 위한 요금 정산 시스템은 도3의 구성도에 도시한 바와 같이, 휴대폰(311), 기지국(320) 및 톨게이트 시스템(330)을 도2의 일실시예와 동일하게 구비하며 단지 기지국(320)과 톨게이트 시스템(330) 간의 무선 채널 연결만이 다르도록 구성한다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에서의 동작은 일실시예와 동일하지만 주변 기지국(320)과 톨게이트 시스템(330) 간의 데이터 송수신만이 무선 방식으로 이루어지는 것만이 다르다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 휴대폰을 소지한 차량 운전자가 휴대폰의 액세스 채널과 트래픽 채널 및 페이징 채널을 이용하여 요금을 징수함으로써 특별히 차량 내에 부가 장비를 설치할 필요가 없으며 통행료와 관련된 데이터가 암호화되어 전송되므로 정보 유출을 막을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 고속도로 통행료를 휴대폰 내에 저장되어 있는 전자 화폐로부터 징수하여 고속도로 톨게이트의 POS(Point of Sale) 단말기 또는 데이터베이스 또는 다른 전자화폐에 저장할 수 있으므로 전자 화폐의 특징인 선불 거래를 할 수 있어 화폐의 흐름을 원활히 할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명을 적용하면 톨게이트에서 차량들이 정차할 필요가 없으므로 고속도로상에서의 교통 체증을 해소시킴은 물론 차량 운전자가 통행료 지불을 위해 별도의 현금을 소지할 필요가 없어 불편함을 해소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

기지국에서 톨게이트 진입로에 접근하는 복수의 휴대용 단말기의 위치정보를 파악하여 그 휴대용 단말기에 통행료 정산모드의 설정을 요구하는 제1 단계와,

특정 휴대용 단말기에서 상기 통행료 정산모드를 설정한 경우에 상기 기지국에서 상기 특정 휴대용 단말기와 관련된 차량의 요금 정산을 위해 상기 특정 휴대용 단말기의 정보를 요금 정산 수단으로 전송하는 제2 단계와,

상기 요금 정산 수단이 상기 특정 휴대용 단말기의 정보를 분석하여 정당한 사용자임을 인증한 후 상기 특정 휴대용 단말기의 정보, 톨게이트 정보 및 통과 시간 중 적어도 하나를 데이터베이스에 저장하는 제3 단계와,

상기 요금 정산 수단이 톨게이트 진입로에서 수집된 상기 특정 휴대용 단말기의 정보, 톨게이트 정보 및 통과 시간 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 통행료를 산출하고 그 산출된 통행료를 상기 특정 휴대용 단말기와 연동하는 전자화폐로부터 정산하는 제4 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 방법.
제1항에 있어서, 상기 요금 정산 수단과 기지국간은 유선 채널 또는 무선 채널로 연결하는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 방법.
제1항에 있어서, 상기 특정 휴대용 단말기와 기지국간의 전송 정보 및 상기 기지국과 요금 정산 수단간의 전송 정보는 데이터 버스트 메시지(Data Burst Message) 형태임을 특징으로 하는 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 방법.
제1항에 있어서, 상기 특정 휴대용 단말기와 연동하는 전자화폐는 IC 카드임을 특징으로 하는 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 방법.
제4항에 있어서, 상기 IC 카드는 특정 휴대용 단말기에 내장되거나 필요에 따라 장착되도록 구성함을 특징으로 하는 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 방법.
전자화폐용 IC 카드를 내장/장착하고 통행료 정산모드를 설정하여, 톨게이트 통행료 정산을 위한 위치 정보, 인증 정보를 전송하는 특정 휴대용 단말기와,

톨게이트에서 수집되는 상기 특정 휴대용 단말기의 정보, 톨게이트 정보 및 통과 시간 중 적어도 하나를 데이터베이스에 저장하여 분석함에 의해 통행 거리를 산출하고 그 통행 거리에 따른 통행료를 상기 특정 휴대용 단말기에 내장/장착된 IC 카드로부터 정산하는 요금 정산 수단과,

톨게이트에 진입하는 상기 특정 휴대용 단말기로부터 정보를 검출하여 상기 요금 정산 수단으로 전송하고 상기 요금 정산 수단에서의 인증 정보 요청을 상기 휴대용 단말기로 전송함과 아울러 그 휴대용 단말기에서의 인증 정보를 상기 요금 정산 수단으로 전송하는 기지국으로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 시스템.
제6항에 있어서, 상기 특정 휴대용 단말기는 IC 카드로부터 요금 정산을 위한 모드를 설정하기 위한 특정 메뉴버튼/키를 구비하여 구성함을 특징으로 하는 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금징수 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 특정 휴대용 단말기는 톨게이트 진입시 기지국과의 신호 송수신이 가능하게 되면 IC 카드로부터의 요금 정산 여부를 사용자에게 묻도록 구성함을 특징으로 하는 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 시스템.
제6항에 있어서, 상기 요금 정산 수단과 기지국간은 무선 채널 또는 유선 채널로 연결됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기를 이용한 자동 과금 징수 시스템.