KR101547033B1 - 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템 및 그 운용 방법 - Google Patents

무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템 및 그 운용 방법 Download PDF

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Abstract

통신 강도, 통신 범위 등과 같은 안테나의 성능을 상시적으로 용이하게 모니터링할 수 있고 상기 모니터링 결과에 기초하여 자동으로 상기 안테나의 통신 강도를 조절할 수 있는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템 및 그 운용 방법이 개시된다. 본 발명의 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템은 도로를 주행하는 차량들과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 안테나들, 상기 도로에 매설되어 상기 안테나들과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 모니터링 단말기들, 및 상기 모니터링 단말기들에게 상기 안테나들의 성능 테스트를 수행하도록 요청할 수 있고 상기 모니터링 단말기들로부터 수신 신호 세기(Received Signal Strength Indicator: RSSI)를 수신할 수 있는 차로 제어부를 포함한다.

Description

무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템 및 그 운용 방법{Nonstop Multi-lane Smart Toll Collecting System and Methood for Operating The Same}
본 발명은 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 통신 강도, 통신 범위 등과 같은 안테나의 성능을 상시적으로 용이하게 모니터링할 수 있고 상기 모니터링 결과에 기초하여 자동으로 상기 안테나의 통신 강도를 조절할 수 있는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것이다.
최근에 산업사회의 고도화와 경제성장에 따른 차량의 급증으로 유료 도로를 이용하는 차량의 대수도 증가하였다. 전자식 통행요금 징수 시스템(ETCS, Electronic Toll Collecting System)은 유료 도로를 이용하는 차량의 대수 증가에 따른 교통 정체를 해소하기 위한 것으로 주행하는 차량에 탑재된 차량 단말기를 통해 통행요금 징수에 필요한 정보를 획득함으로써 차량이 톨게이트에서 정지하지 않고 통행요금이 정산되도록 한다.
전자식 통행요금 징수 시스템에 의하면, 차량에 탑재된 차량 단말기(On Board Unit: OBU)와 통행 요금 자동 징수를 위해 도로변에 설치된 노변장치(Road Side Unit: RSU)가 서로 연동함으로써 통행요금이 자동으로 과금된다.
차로별로 노변장치가 각각 설치될 것을 요구하는 현재의 전자식 통행요금 징수 시스템은 차로별로 노변장치가 각각 설치될 것을 요구하기 때문에 상대적으로 많은 설치 비용이 든다. 또한, 일반 부스가 설치되어 사람이 직접 통행요금을 징수하는 일반 차로들이 노변장치가 설치된 하이패스 차로들과 공존하기 때문에 톨게이트 부근에서 하이패스 단말기가 탑재된 차량들과 그렇지 않은 차량들이 차선 변경을 함으로써 교통 체증이 야기되고 있다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템에 대한 연구가 진행되고 있다.
무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템은, 기본적으로, 다수의 차로들로 구성된 도로 전체를 가로지르는 겐트리를 적어도 하나 포함한다. 상기 겐트리에는 상기 차로들을 주행하는 차량들과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 안테나들이 장착되어 있다.
기존의 하이패스 시스템의 경우 특정 안테나의 성능을 테스트하거나 그에 대한 유지보수를 하고자 할 경우 해당 차로만 폐쇄하고 상기 성능 테스트 및/또는 유지보수를 수행할 수 있었다.
그에 반하여, 무정차 다차로 스마트 시스템에 있어서는, 상기 안테나들에 대한 상시적 성능 테스트를 수행하고자 할 경우 또는 통신 이상 등과 같은 문제가 다수의 안테나들 중 어느 안테나로 인해 발생하였는지를 파악하고자 할 경우, 도로의 모든 차로들이 폐쇄되어야만 하는 문제가 있다.
즉, 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템의 경우, 통신 강도, 통신 범위 등과 같은 안테나들의 성능을 상시적으로 테스트하기가 곤란할 뿐만 아니라 이를 위해서는 도로의 모든 차로들이 동시에 폐쇄되어야 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 관점은, 통신 강도, 통신 범위 등과 같은 안테나의 성능을 상시적으로 용이하게 모니터링할 수 있고 상기 모니터링 결과에 기초하여 자동으로 상기 안테나의 통신 강도를 조절할 수 있는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 관점은, 통신 강도, 통신 범위 등과 같은 안테나의 성능을 상시적으로 용이하게 모니터링할 수 있고 상기 모니터링 결과에 기초하여 자동으로 상기 안테나의 통신 강도를 조절할 수 있는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템의 운용 방법을 제공하는 것이다.
위에서 언급된 본 발명의 관점 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 설명되거나, 그러한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 다수의 차로들로 구성된 도로를 가로지르는 겐트리 상에 장착되어 상기 도로를 주행하는 차량들과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 안테나들; 상기 도로에 매설되어 상기 안테나들과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 모니터링 단말기들; 및 상기 모니터링 단말기들에게 상기 안테나들의 성능 테스트를 수행하도록 요청할 수 있고 상기 모니터링 단말기들로부터 수신 신호 세기(Received Signal Strength Indicator: RSSI)를 수신할 수 있는 차로 제어부 - 여기서, 상기 수신 신호 세기는 상기 모니터링 단말기들이 상기 안테나들로부터 수신한 신호의 세기임 - 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템이 제공된다.
상기 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템은 상기 안테나들의 통신 강도를 조정할 수 있는 신호를 상기 안테나들에 송신할 수 있는 안테나 제어 모뎀을 더 포함할 수 있다.
상기 안테나들은 제1 안테나를 포함하고, 상기 모니터링 단말기들은 상기 제1 안테나와 무선 통신을 수행할 수 있는 제1 모니터링 단말기를 포함하며, 상기 차로 제어부는, 상기 제1 모니터링 단말기로부터 수신한 상기 제1 안테나의 수신 신호 세기가 기설정된 저임계값보다 작을 경우 상기 안테나 제어 모뎀이 상기 제1 안테나로의 송신 파워를 높이도록 하는 제1 제어 신호를 상기 안테나 제어 모뎀으로 전송할 수 있고, 상기 제1 안테나의 수신 신호 세기가 기설정된 고임계값보다 클 경우 상기 안테나 제어 모뎀이 상기 제1 안테나로의 송신 파워를 낮추도록 하는 제2 제어 신호를 상기 안테나 제어 모뎀으로 전송할 수 있다.
상기 모니터링 단말기들은 상기 차로 제어부로부터 상기 성능 테스트 요청을 받음으로써 대기 모드에서 동작 모드로 전환될 수 있고, 상기 수신 신호 세기를 상기 차로 제어부로 송신한 후 상기 동작 모드에서 상기 대기 모드로 전환될 수 있다.
상기 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템은 상기 도로에 매설된 상기 모니터링 단말기들을 각각 덮는 투명체를 더 포함할 수 있다.
상기 투명체는 투명 플라스틱 또는 투명 강화 유리일 수 있다.
상기 모니터링 단말기들 각각은 태양전지 모듈을 포함할 수 있다.
상기 안테나들은 순차적으로 무선 통신을 시도하고, 상기 모니터링 단말기들 각각은 상기 도로의 차선에 매설될 수 있다.
상기 모니터링 단말기들 각각은 LED 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 안테나들은 IR 안테나, DSRC용 RF 안테나, WAVE용 RF 안테나, 또는 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따라, 다수의 차로들을 포함하는 도로를 주행하는 차량들과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 안테나들을 포함하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템을 운용하는 방법으로서, 상기 안테나들과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 모니터링 단말기들에게 상기 안테나들의 성능 테스트를 수행하도록 요청하는 단계; 및 상기 모니터링 단말기들로부터 수신 신호 세기를 수신하는 단계 - 여기서, 상기 수신 신호 세기는 상기 모니터링 단말기들이 상기 안테나들로부터 수신한 신호의 세기임 - 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템의 운용 방법이 제공된다.
상기 안테나들은 제1 안테나를 포함하고, 상기 모니터링 단말기들은 상기 제1 안테나와 무선 통신을 수행할 수 있는 제1 모니터링 단말기를 포함하며, 상기 운용 방법은, 상기 제1 모니터링 단말기로부터 수신한 상기 제1 안테나의 수신 신호 세기가 기설정된 저임계값보다 작을 경우 상기 제1 안테나의 통신 강도를 높이는 단계 및 상기 제1 모니터링 단말기로부터 수신한 상기 제1 안테나의 수신 신호 세기가 기설정된 고임계값보다 클 경우 상기 제1 안테나의 통신 강도를 낮추는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 성능 테스트 요청 단계는, 상기 모니터링 단말기들의 모드를 대기 모드로부터 동작 모드로 전환시키는 단계 및 상기 안테나들의 성능 테스트 시간을 상기 모니터링 단말기들에게 알려주는 단계를 포함할 수 있다.
위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.
본 발명의 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템 및 그 운용 방법에 의하면, 안테나들의 성능 테스트를 위한 모니터링 단말기들을 도로에 매설하고 주기적으로 상기 안테나들의 성능을 테스트하도록 만듦으로써 통신 강도, 통신 범위 등과 같은 안테나의 성능을 상시적으로 용이하게 모니터링할 수 있다.
또한, 상기 모니터링 결과를 기설정된 저임계값 및 고임계값과 비교하고 그 결과에 기초하여 상기 안테나의 통신 강도를 조절함으로써, 상기 안테나의 통신 강도가 항상 적절한 범위로 유지될 수 있다.
또한, 상기 모니터링 단말기가 저전력의 대기 모드로 유지되다가 상기 안테나들의 성능 테스트를 수행할 때에만 동작 모드로 전환되도록 함으로써 상기 모니터링 단말기에 의해 소비되는 전력을 최소화시킬 수 있다.
또한, 상기 모니터링 단말기가 태양전지 모듈을 포함함으로써 외부로부터 공급되는 전력 없이 또는 외부로부터 최소한의 전력만을 공급받아 상기 안테나들의 성능 테스트를 수행할 수 있다.
또한, LED 모듈을 포함하는 모니터링 단말기를 상기 도로의 차선에 매설하고 야간에 상기 LED 모듈을 작동시킴으로써 본 발명의 스마트 톨게이트에 진입하는 운전자들이 차로 구분을 용이하게 할 수 있도록 도와주고 운전자들에게 시각적인 아름다움까지 줄 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 구체적 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템을 개략적으로 보여주고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템의 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템의 차로 제어부의 블록도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템의 모니터링 단말기의 블록도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템의 운용 방법의 순서도이다.
이하의 내용은 본 발명의 원리를 예시할 뿐이다. 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지는 않았지만 본 발명의 원리를 구현하는(즉, 본 발명의 범위에 포함되는) 다양한 실시예들이 당업자에 의해 발명될 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에 열거된 모든 실시예들은 오직 본 발명의 이해를 돕기 위한 목적으로 제시된 것이며, 본 발명이 이들 실시예들로 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템(100)을 상세하게 설명한다.
본 발명의 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템(100)은 통신부(110), 다수의 모니터링 단말기들(120), 및 차로 제어부(130)를 포함한다.
통신부(110)는 다수의 차로들(11, 12, 13, 14)로 구성된 도로(10)를 가로지르는 겐트리(140) 상에 장착되어 상기 도로(10)를 주행하는 차량들(20)과[더욱 구체적으로는, 상기 차량(20)에 탑재된 차량 단말기(21)와] 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 안테나들(111)[예를 들어, m개의 안테나들(111_1, 111_2, …, 111_m)] 및 상기 안테나들(111)의 통신 강도를 조정할 수 있는 신호를 상기 안테나들에 송신할 수 있는 안테나 제어 모뎀(112)을 포함한다.
상기 안테나들(111) 각각은 IR 안테나, 단거리 전용 통신(Dedicated Short Range Communication: DSRC)용 RF 안테나(이하, 'DSRC용 RF 안테나'라 칭함), 차량 이동 환경에서의 무선 통신(Wireless Access in Vehicular Environment: WAVE)용 RF 안테나(이하, 'WAVE용 RF 안테나'라 칭함), 또는 이들의 조합일 수 있다.
m개의 안테나들(111_1, 111_2, …, 111_m)은 약 10msec의 시간 간격으로 순차적으로 무선 통신을 시도할 수 있다.
다수의 모니터링 단말기들(120)[예를 들어, n개의 모니터링 단말기들(120_1, 120_2, …, 120_n)]은 상기 도로(10)에 매설되어 있으며, 상기 안테나들(111)과 무선 통신을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 모니터링 단말기(120)는, 도 4에 예시된 바와 같이, 제1 모니터링 통신 모듈(121), 제어부(122), 제2 모니터링 통신 모듈(123), 메모리(124), 태양전지 모듈(125), 및 LED 모듈(126)을 포함한다.
상기 제1 모니터링 통신 모듈(121)은 지그비(zigbee) 통신과 같은 근거리 통신을 이용하여 상기 차로 제어부(130)로부터 상기 안테나들(111)의 성능 테스트 요청을 수신하여 상기 제어부(122)로 전달한다.
상기 성능 테스트 요청을 수신한 상기 제어부(122)는 모니터링 단말기(120)의 모드를 저전력의 대기 모드로부터 동작 모드로 전환시키고, 상기 성능 테스트 요청을 위한 패킷(packet)에 포함되어 있는 측정 시간, 측정 회수 등과 같은 테스트 관련 정보들에 기초하여 상기 제2 모니터링 통신 모듈(123)을 통해 대응하는 안테나(들)(111)와 무선 통신을 시도한다.
상기 제2 모니터링 통신 모듈(123)은 상기 안테나(들)(111)로부터 통신 정보를 수신하여 상기 제어부(122)로 전달한다.
상기 제어부(122)는 상기 제2 모니터링 통신 모듈(123)을 통해 상기 안테나(들)(111)로부터 수신한 신호의 세기[이하, '수신 신호 세기((Received Signal Strength Indicator: RSSI)'라 칭함]를 상기 메모리(124)에 저장하고, 상기 성능 테스트 요청 패킷에 의해 지시된 측정이 모두 완료된 후 상기 메모리(124)에 저장되어 있는 해당 안테나(들)(111)의 모든 수신 신호 세기들(RSSI)을 상기 제1 모니터링 통신 모듈(121)을 통해 상기 차로 제어부(130)로 전달한다.
선택적으로, 상기 제어부(122)는 상기 메모리(124)에 저장되어 있는 해당 안테나(들)(111)의 모든 수신 신호 세기들(RSSI)의 평균값 또는 총합을 산출한 후 이 평균값 또는 총합을 상기 제1 모니터링 통신 모듈(121)을 통해 상기 차로 제어부(130)로 전달할 수 있다.
상기 제어부(122)는 해당 안테나(들)(111)의 모든 수신 신호 세기들(RSSI) 또는 해당 안테나(들)(111)의 수신 신호 세기들(RSSI)의 평균값을 상기 제1 모니터링 통신 모듈(121)을 통해 상기 차로 제어부(130)로 전달한 후 상기 모니터링 단말기(120)의 모드를 동작 모드로부터 저전력의 대기 모드로 전환시킨다.
태양전지 모듈(125)은 자체적으로 전력을 생산함으로써 상기 모니터링 단말기(120)가 외부로부터 공급되는 전력 없이 또는 외부로부터 최소한의 전력만을 공급받아 상기 안테나들(111)의 성능 테스트를 수행할 수 있도록 한다.
한편, 상기 태양전지 모듈(125)의 수광을 방해하지 않으면서도 상기 모니터링 단말기(120)가 차량들(20)에 의해 파손되는 것을 방지하기 위하여, 상기 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템(100)은 상기 도로(10)에 매설된 모니터링 단말기들(120)을 각각 덮는 투명체들(150)을 더 포함할 수 있다. 상기 투명체(150)는 투명 플라스틱 또는 투명 강화 유리일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 도 1에 예시된 바와 같이, 상기 모니터링 단말기들(120)이 도로(10)의 차선(15)에 매설됨으로써 상기 모니터링 단말기(120)가 차량들(20)에 의해 파손될 위험이 최소화된다.
한편, 모니터링 단말기(120)가 매설되는 차선(15) 부분은 2개의 안테나들(111)의 통신 영역들이 중복되는 위치에 존재한다. 따라서, 상기 모니터링 단말기(120)가 차선(15)에 매설될 경우 2개의 안테나들(111)과 무선 통신을 할 수 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이 m개의 안테나들(111_1, 111_2, …, 111_m)이 일정 시간 간격으로 순차적으로 무선 통신을 시도하도록 하면, 특정 모니터링 단말기(120)에 의해 제공되는 수신 신호 세기(RSSI)가 그 수신 순서에 따라 어느 안테나(111)에 해당하는 것인지 파악될 수 있다.
선택적으로, 상기 안테나들(111)이 동시에 무선 통신을 시도하도록 제어될 수 있는데, 이 경우에는 상기 안테나들(111)과 모니터링 단말기들(120)이 일대일로 대응되도록 상기 모니터링 단말기들(120)이 차로들(11, 12, 13, 14)의 중앙에 매설될 수 있다.
도로(10)의 차선들(15)에 매설된 모니터링 단말기들(120)의 LED 모듈들(126)이 상기 제어부(122)에 의해 야간에 작동됨으로써 본 발명의 스마트 톨게이트에 진입하는 운전자들이 차로(11, 12, 13, 14) 구분을 용이하게 할 수 있도록 도와주고 운전자들에게 시각적인 아름다움까지 줄 수 있다.
상기 LED 모듈들(126)의 on 시점과 off 시점을 상기 제어부(122)에 알려주기 위하여, 상기 모니터링 단말기(120)는 주위 환경의 밝음(brightness) 정도를 센싱할 수 있는 밝기 센싱부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차로 제어부(130)는, 도 3에 예시된 바와 같이, 제1 통신 모듈(131), 과금 및 매칭 모듈(132), 제2 통신 모듈(133), 및 모니터링 모듈(134)을 포함할 수 있다.
상기 제1 통신 모듈(131)은 상기 통신부(110)를 통해 i) 차량(20)이 주행하고 있는 차로의 정보, ii) 상기 차량(20)의 차량 단말기(21)에 등록된 차량 등록 정보 및 결제 정보를 포함하는 통신 시작 신호, 및/또는 iii) 상기 차량(20)이 상기 도로에 진입할 때 통과하였던 톨게이트(이하, '이전 톨게이트'라 칭함)의 정보를 수신하여 이를 상기 과금 및 매칭 모듈(132)로 전달한다.
상기 과금 및 매칭 모듈(132)은 상기 제1 통신 모듈(131)을 통해 수신한 상기 통신 시작 신호 및/또는 이전 톨게이트 정보를 기초로 과금 처리를 하고, 과금 처리 결과를 상기 제1 통신 모듈(131)을 통해 상기 통신부(110)로 제공한다. 상기 통신부(110)는 상기 과금 처리 결과를 상기 차량 단말기(21)로 전달한다.
과금 결과를 수신한 상기 차량 단말기(21)는 통신 완료 신호를 상기 통신부(110)로 전송하고, 상기 과금 및 매칭 모듈(132)은 상기 제1 통신 모듈(131)을 통해 상기 통신부(110)로부터 상기 통신 완료 신호를 수신한다.
상기 과금 및 매칭 모듈(132)은 상기 차로 정보, 통신 시작 신호 및 통신 완료 신호와 함께 도시되지 않은 구성들로부터 공급받은 다양한 정보들(예를 들어, 차종 정보, 매칭작업 개시 신호 등)을 이용하여 해당 차량(20)의 위반 여부를 판단하기 위한 매칭 작업을 수행한다.
상기 모니터링 모듈(134)은 상기 제2 통신 모듈(133)을 통해 지그비(zigbee) 통신과 같은 근거리 통신을 이용하여 상기 모니터링 단말기들(120)에 상기 안테나들(111)의 성능 테스트 요청을 위한 패킷을 전송하고, 상기 제2 통신 모듈(133)을 통해 성능 테스트 결과로서 상기 안테나들(111)의 수신 신호 세기(RSSI)를 상기 모니터링 단말기들(120)로부터 제공받는다.
상기 패킷에는 모니터링 단말기들(120)의 모드를 대기 모드로부터 동작 모드로 전환시키기 위한 웨이크-업 명령 및 측정 시간, 측정 회수 등과 같은 테스트 관련 정보들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 모듈(134)은 안테나들(111)로부터 제공받은 수신 신호 세기(RSSI)를 기초로 상기 안테나들(111)의 통신 강도를 자동으로 조절할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 제1 모니터링 단말기(120_1)와 무선 통신하는 제1 안테나(111_1)의 수신 신호 세기(RSSI)를 상기 제1 모니터링 단말기(120_1)로부터 수신한 모니터링 모듈(134)은, 상기 제1 모니터링 단말기(120_1)로부터 수신한 상기 제1 안테나(111_1)의 수신 신호 세기(RSSI)가 기설정된 저임계값[Low Threshold (dbm)]보다 작을 경우, 상기 안테나 제어 모뎀(112)이 상기 제1 안테나(111_1)로의 송신 파워를 높이도록 하는 제1 제어 신호를 상기 제1 통신 모듈(131)을 통해 상기 통신부(110)의 안테나 제어 모뎀(112)으로 전송할 수 있다.
반대로, 상기 제1 모니터링 단말기(120_1)로부터 수신한 상기 제1 안테나(111_1)의 수신 신호 세기(RSSI)가 기설정된 고임계값[High Threshold (dbm)]보다 클 경우, 상기 모니터링 모듈(134)은 상기 안테나 제어 모뎀(112)이 상기 제1 안테나(111_1)로의 송신 파워를 낮추도록 하는 제2 제어 신호를 상기 제1 통신 모듈(131)을 통해 상기 통신부(110)의 안테나 제어 모뎀(112)으로 전송할 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템의 운용 방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 다수의 차로들(11, 12, 13, 14)을 포함하는 도로(10)를 주행하는 차량들(20)과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 안테나들(111)과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 모니터링 단말기들(120)들을 상기 도로(10)에 매설한다(S501).
본 발명의 일 실시예는 다수의 모니터링 단말기들(120)들이 상기 도로(10)에 매설되는 경우를 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니며, 다수의 모니터링 단말기들(120)이 상기 안테나들(111)에 각각 대응되는 한 다양한 방법으로 제공될 수 있다.
이어서, 상기 모니터링 단말기들(502)에게 상기 안테나들(111)의 성능 테스트를 수행하도록 요청한다(S502).
전술한 바와 같이, 상기 모니터링 단말기들(120)은 안테나들(111)의 성능 테스트를 수행하지 않을 경우 저전력의 대기 모드로 유지될 수 있다. 따라서, 상기 성능 테스트 수행 요청 단계는, 상기 모니터링 단말기들(120)의 모드를 저전력의 대기 모드로부터 동작 모드로 전환시키는 단계 및 상기 안테나들(111)의 성능 테스트 시간을 상기 모니터링 단말기들(120)에게 알려주는 단계를 포함할 수 있다.
이어서, 상기 모니터링 단말기들(120)이 상기 안테나들(111)로부터 수신한 신호의 세기, 즉 수신 신호 세기(RSSI)를 상기 모니터링 단말기들(120)로부터 수신한다(S503).
전술한 바와 같이, 상기 모니터링 단말기들(120)로부터 수신하는 수신 신호 세기(RSSI)는 성능 테스트 시간 동안 상기 안테나들(111)로부터 수신한 모든 통신 신호들의 수신 신호 세기들(RSSI)이거나 상기 수신 신호 세기들(RSSI)의 총합 또는 평균값일 수 있다.
이어서, 어떤 안테나, 예를 들어 제1 안테나(111_1)의 수신 신호 세기(RSSI)가 기설정된 저임계값보다 작은 지의 여부를 판단한다(S504).
만약, 상기 수신 신호 세기(RSSI)가 기설정된 저임계값보다 작을 경우 상기 제1 안테나(111_1)의 통신 강도를 높인다(S505). 전술한 바와 같이, 상기 제1 안테나(111_1)의 통신 강도는 안테나 제어 모뎀(112)이 상기 제1 안테나(111_1)로의 송신 파워를 높임으로써 높여질 수 있다.
단계 S504에서 상기 수신 신호 세기(RSSI)가 기설정된 저임계값 이상일 경우에는, 상기 제1 안테나(111_1)의 수신 신호 세기(RSSI)가 기설정된 고임계값보다 높은 지의 여부를 판단한다(S506).
만약, 상기 수신 신호 세기(RSSI)가 기설정된 고임계값보다 높을 경우 상기 제1 안테나(111_1)의 통신 강도를 낮춘다(S507). 전술한 바와 같이, 상기 제1 안테나(111_1)의 통신 강도는 안테나 제어 모뎀(112)이 상기 제1 안테나(111_1)로의 송신 파워를 낮춤으로써 낮추어질 수 있다.
단계 S506에서 상기 수신 신호 세기(RSSI)가 기설정된 고임계값 이하일 경우에는, 모니터링을 종료한다(S508). 선택적으로, 모니터링 종료와 함께 상기 모니터링 단말기들(120)로부터 제공된 수신 신호 세기(RSSI)를 영업소 서버(미도시)에 전송할 수 있다.
상기 모니터링 단말기들(120)로부터 제공된 안테나들(111)의 수신 신호 세기(RSSI)가 기설정된 저임계값보다 작은 지의 여부를 판단하는 단계(S504)와 상기 모니터링 단말기들(120)로부터 제공된 안테나들(111)의 수신 신호 세기(RSSI)가 기설정된 고임계값보다 높은 지의 여부를 판단하는 단계(S506)는 그 순서가 바뀔 수 있다.

Claims (13)

  1. 다수의 차로들로 구성된 도로 전체를 가로지르는 겐트리 상에 장착되어 상기 도로를 주행하는 차량들과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 안테나들;
    상기 도로의 지하에 매설되어 상기 안테나들과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 모니터링 단말기들; 및
    상기 모니터링 단말기들에게 상기 안테나들의 성능 테스트를 수행하도록 요청할 수 있고 상기 모니터링 단말기들로부터 수신 신호 세기(Received Signal Strength Indicator: RSSI)를 수신할 수 있는 차로 제어부 - 여기서, 상기 수신 신호 세기는 상기 모니터링 단말기들이 상기 안테나들로부터 수신한 신호의 세기임 - 를 포함하고,
    각 모니터링 단말기는 적어도 2개의 안테나들과 통신 가능하도록 상기 적어도 2개의 안테나들의 통신 영역이 중복되는 차선에 배치되어 있고, 상기 각 안테나들은 순차적으로 무선 통신을 시도하는 것을 특징으로 하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나들의 통신 강도를 조정할 수 있는 신호를 상기 안테나들에 송신할 수 있는 안테나 제어 모뎀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 안테나들은 제1 안테나를 포함하고,
    상기 모니터링 단말기들은 상기 제1 안테나와 무선 통신을 수행할 수 있는 제1 모니터링 단말기를 포함하며,
    상기 차로 제어부는, 상기 제1 모니터링 단말기로부터 수신한 상기 제1 안테나의 수신 신호 세기가 기설정된 저임계값보다 작을 경우, 상기 안테나 제어 모뎀이 상기 제1 안테나로의 송신 파워를 높이도록 하는 제1 제어 신호를 상기 안테나 제어 모뎀으로 전송할 수 있는 것을 특징으로 하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 단말기들은 상기 차로 제어부로부터 상기 성능 테스트 요청을 받음으로써 대기 모드에서 동작 모드로 전환될 수 있고, 상기 수신 신호 세기를 상기 차로 제어부로 송신한 후 상기 동작 모드에서 상기 대기 모드로 전환될 수 있는 것을 특징으로 하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도로에 매설된 상기 모니터링 단말기들을 각각 덮는 투명체를 더 포함하고,
    상기 투명체는 투명 플라스틱 또는 투명 강화 유리인 것을 특징으로 하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모니터링 단말기들 각각은
    상기 차로 제어부로부터 무선 통신을 통해 상기 안테나들의 성능 테스트 요청을 수신하는 제1 모니터링 통신모듈;
    상기 안테나로부터 통신 정보를 수신하는 제2 모니터링 통신 모듈;
    상기 모니터링 단말기의 동작 모드를 전환시키고, 상기 제1 모니터링 통신 모듈로부터 상기 성능 테스트 요청이 전달되면 상기 제2 모니터링 통신 모듈을 통해 수신된 상기 통신 정보의 수신 신호의 세기를 측정하는 제어부;
    상기 모니터링 단말기에 전력을 공급하는 태양전지 모듈; 및
    LED 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 안테나들은 IR 안테나, DSRC용 RF 안테나, WAVE용 RF 안테나, 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 한는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템.
  10. 다수의 차로들을 포함하는 도로를 주행하는 차량들과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 안테나들을 포함하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템을 운용하는 방법에 있어서,
    상기 안테나들과 무선 통신을 수행할 수 있는 다수의 모니터링 단말기들에게 상기 안테나들의 성능 테스트를 수행하도록 요청하는 단계; 및
    상기 모니터링 단말기들로부터 수신 신호 세기를 수신하는 단계 - 여기서, 상기 수신 신호 세기는 상기 모니터링 단말기들이 상기 안테나들로부터 수신한 신호의 세기임 - 를 포함하고,
    상기 모니터링 단말기들은 상기 도로의 지하에 매설되고,
    각 모니터링 단말기는 적어도 2개의 안테나들과 통신 가능하도록 상기 적어도 2개의 안테나들의 통신 영역이 중복되는 차선에 배치되어 있으면,
    상기 각 안테나들은 순차적으로 무선 통신을 시도하는 것을 특징으로 하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템의 운용 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 안테나들은 제1 안테나를 포함하고,
    상기 모니터링 단말기들은 상기 제1 안테나와 무선 통신을 수행할 수 있는 제1 모니터링 단말기를 포함하며,
    상기 제1 모니터링 단말기로부터 수신한 상기 제1 안테나의 수신 신호 세기가 기설정된 저임계값보다 작을 경우, 상기 제1 안테나의 통신 강도를 높이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템의 운용 방법.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 성능 테스트 요청 단계는,
    상기 모니터링 단말기들의 모드를 대기 모드로부터 동작 모드로 전환시키는 단계; 및
    상기 안테나들의 성능 테스트 시간을 상기 모니터링 단말기들에게 알려주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정차 다차로 스마트 통행요금 징수 시스템의 운용 방법.
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