KR101679915B1 - 다차로 자동 요금징수 시스템 및 그 운용 방법 - Google Patents

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Abstract

WAVE 방식의 통신을 이용하여 통행 요금을 징수할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 다차로 자동요금징수 시스템은, 각 차로와 1:1로 매칭되어 해당 차로의 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 요청(Initialization Request: RST)을 차량의 단말기로 송신하는 복수개의 차로 구분용 안테나; 상기 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 응답(Initialization Response: VST)을 상기 단말기로부터 수신하는 요금 징수용 안테나; 및 상기 요금 징수용 안테나에 의해 수신된 상기 통신 초기화 응답으로부터 상기 차로 식별자를 추출하고, 추출된 차로 식별자를 이용하여 각 차량이 통과한 차로를 결정하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다차로 자동 요금징수 시스템 및 그 운용 방법{Multi-Lane Electronic Toll Collecting System and Method for Operating The Same}
본 발명은 자동요금징수 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 다차로 자동 요금 징수 시스템에 관한 것이다.
산업사회의 고도화와 경제성장에 따른 차량보유대수의 급증으로 고속화 도로를 이용하는 차량이 급증하였다. 자동 요금 징수 시스템(ETCS, Electronic Toll Collecting System)은 이용차량의 지속적인 증가에 따른 교통 정체를 해소하기 위한 것으로 차량에 장착된 단말기(On Board Equipment: OBE)를 통해 요금 징수에 필요한 정보를 획득함으로써 차량이 톨게이트에서 정지하지 않고 통행 요금을 정산하도록 한다.
종래의 자동 요금 징수 시스템은 복수의 차로 각각에 설치되어 각 차로에 진입하는 차량을 개별적으로 인식하여 요금을 징수하기 때문에, 설치비용이 과다하게 발생한다는 문제점이 있어, 하나의 제어기를 이용하여 다차로를 동시에 제어할 수 있는 다차로 자동 요금 징수 시스템이 제안된 바 있다. 다차로 자동 요금 징수 시스템의 일 예가 대한민국 공개특허 제10-2013-0054740호, 제10-2013-0042902호 등에 제시되어 있다.
종래기술에 따른 다차로 자동 요금 징수 시스템은, 각 차로 마다 설치된 안테나가 온상태인 시간 동안 해당 차로를 통과하는 차량의 정보를 수집함으로써 해당 차량에 대해 요금징수가 이루어질 수 있도록 한다.
하지만, 종래기술에 따른 다차로 자동 요금징수 시스템의 경우, 제1 차로에 설치된 제1 안테나가 제1 차로에 인접해 있는 제2 차로를 통과하는 차량의 단말기로부터 차량의 정보를 수신할 수 있어, 해당 차량이 제1 차로를 주행하는 것으로 오인식할 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 종래기술에 따른 다차로 자동 요금 징수 시스템은, 각 차로에 설치된 안테나가 온 상태일 때에 해당 차로를 주행하는 차량 정보를 수집할 수 있기 때문에 차량 정보의 수집을 위해서는 충분한 시간이 필요하고, 이로 인해 안테나 스위칭 주기가 길어지게 되어 실제 톨링을 위한 효율적인 제어가 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, WAVE 방식의 통신을 이용하여 통행 요금을 징수할 수 있는 다차로 자동 요금 징수 시스템 및 그 운용 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 차량이 주행하고 있는 차로를 보다 정확하게 구분할 수 있는 다차로 자동 요금 징수 시스템 및 그 운용 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 각 차로 별로 설치된 안테나의 작동 점유 시간을 최소화할 수 있는 다차로 자동 요금 징수 시스템 및 그 운용 방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 다차로 자동요금징수 시스템은, 각 차로와 1:1로 매칭되어 해당 차로의 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 요청(Initialization Request: RST)을 차량의 단말기로 송신하는 복수개의 차로 구분용 안테나; 상기 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 응답(Initialization Response: VST)을 상기 단말기로부터 수신하는 요금 징수용 안테나; 및 상기 요금 징수용 안테나에 의해 수신된 상기 통신 초기화 응답으로부터 상기 차로 식별자를 추출하고, 추출된 차로 식별자를 이용하여 각 차량이 통과한 차로를 결정하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 다차로 자동요금징수 시스템의 운용방법은, 차로와 1:1로 매칭되어 있는 차로 구분용 안테나 별로 해당 차로의 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 요청을 생성하는 단계; 상기 통신 초기화 요청을 각 차로를 통과하는 차량의 단말기로 송신하는 단계; 복수개의 차로를 커버하는 요금 징수용 안테나를 통해 각 차로를 통과하는 차량의 단말기로부터 상기 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 응답을 수신하는 단계; 및 상기 요금 징수용 안테나를 통해 수신된 상기 통신 초기화 응답에 포함되어 있는 차로 식별자를 이용하여 각 차량이 통과한 차로를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 다차로 자동요금징수 시스템의 운용방법은, 차로 구분용 안테나로부터 상기 차로 구분용 안테나와 매칭되어 있는 차로의 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 요청을 수신하는 단계; 상기 통신 초기화 요청으로부터 상기 차로 식별자를 추출하는 단계; 상기 추출된 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 응답을 생성하는 단계; 및 상기 통신 초기화 응답을 미리 정해진 시간 동안 일정한 주기로 요금 징수용 안테나로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면 다차로 환경에서 차종분류 또는 위반차량의 검출을 위한 차로 구분을 보다 정확하게 수행할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 차로 구분용 안테나의 점유시간을 최소화하고 요금징수용 안테나의 점유시간을 최대화함으로써 통신 재시도 발생이 낮아져 통신 성공율이 향상될 뿐만 아니라 실제 톨링을 보다 효율적으로 제어할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 차로 구분용 안테나는 송신역할만 수행하기 때문에 인접한 차로를 통과하는 차량의 오인식 발생을 미연에 방지할 수 있고, 요금 징수용 안테나만이 데이터 수신 기능을 수행하기 때문에 단말기의 송신세기를 고려할 필요 없이 수신감도를 최대로 설정함으로써 실제 요금 징수통신시 송신 세기가 약한 단말기의 통신 성공률을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 자동 요금 징수 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 초기화 요청의 필드 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 초기화 응답의 필드 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신모듈의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 자동 요금 징수 시스템의 운영 방법을 보여주는 플로우차트이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 해당 구성을 설명하기로 한다.
다차로 자동 요금 징수 시스템
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 자동 요금 징수 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 자동 요금 징수 시스템(200)은, 차로 구분용 안테나(210), 요금 징수용 안테나(220), 통신모듈(230), 및 제어기(240)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 자동 요금 징수 시스템(200)은, 영상촬영장치(250)를 추가적으로 포함할 수 있다.
차로 구분용 안테나(210)는 복수개의 차로를 가로질러 형성된 겐트리(Gentry, 270) 상에서 제1 라인을 따라 설치된다. 이때, 제1 라인은 겐트리(270) 상에서 차로를 가로지는 방향과 평행하다.
차로 구분용 안테나(210)는 각 차로와 1:1로 매칭되어 해당 차로의 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 요청(Initialization Request)을 차량(280)의 단말기(OBE: On-Board Equipment, 290)로 송신한다.
일 실시예에 있어서, 차로 구분용 안테나(210)는 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments) 방식을 통해 차량(280)의 단말기(290)와 통신할 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우 차로 구분용 안테나(210)는 WAVE용 RF안테나로 구현될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 다차로 자동 요금 징수 시스템(200)은, WAVE 통신방식을 이용하기 때문에 응답시간이 짧아 요금 징수에 소요되는 시간을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 차량간의 직접 통신도 지원할 수 있다.
각 차로 구분용 안테나(210)들은 미리 정해진 시간 간격으로 순차적으로 스위칭된다. 차로 구분용 안테나(210)는 스위칭 동작을 통해 온 상태일 때 차량(270)의 단말기(280)로 통신 초기화 요청을 송신하고, 통신 초기화 요청의 송신이 완료되면 오프 상태로 천이한다.
예컨대, 제1 시점에 1차로와 매칭되어 설치된 제1 차로 구분용 안테나(210a)가 온 되면, 제1 차로 구분용 안테나(210a)는 제1 차로 구분용 안테나(210a)를 위해 생성된 제1 통신 초기화 요청을 송신하게 되고, 제1 통신 초기화 요청의 송신 이 완료되면 제1 차로 구분용 안테나(210a)는 오프 된다.
이후, 제2 시점에 1차로에 인접한 2차로와 매칭되어 설치된 제2 차로 구분용 안테나(210b)가 온 되면, 제2 차로 구분용 안테나(210b)는 제2 차로 구분용 안테나(210b)를 위해 생성된 제2 통신 초기화 요청을 송신하게 되고, 제2 통신 초기화 요청의 송신 이 완료되면 제2 차로 구분용 안테나(210b)는 오프 된다.
이와 같이, 본 발명의 경우 각각의 차로 구분용 안테나(210)들은 통신 초기화 요청의 전송이 완료되면 바로 오프 상태로 천이하기 때문에 각각의 차로 구분용 안테나(210)가 점유하는 시간이 매우 짧아 후술할 요금 징수용 안테나(220)가 점유하는 시간이 상대적으로 길어지도록 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 차로 구분용 안테나(210)들은 10msec의 시간 간격을 갖고 순차적으로 스위칭될 수 있다. 즉, 각 차로 구분용 안테나(210)의 점유 시간은 10msec일 수 있다.
한편, 각 차로 구분용 안테나(210)가 차량(280)의 단말기(290)로 송신하는 통신 초기화 요청에는 해당 통신 초기화 요청을 전송하는 차로 구분용 안테나(210)와 매칭되어 있는 차로의 차로 식별자가 포함되어 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 초기화 요청의 데이터 구조에 대해 간략히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 초기화 요청의 데이터 구조를 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 초기화 요청은 단편헤더영역(310), T-APDU영역(320), 안테나 ID 영역(330), 시간영역(340), 프로파일 영역(350), 필수 응용 서비스 목록 영역(360), 비필수 응용 서비스 목록 영역(370), 및 프로파일 목록 영역(380)으로 구성된다.
단편헤더영역(310)은 차로 구분용 안테나(210)에서 단말기(290)로 전송되는 응용 서비스 프로토콜 데이터 단위(APDU: Application Protocol Data Unit)의 단편정보가 기록되는 1바이트(Byte) 크기의 영역으로서, 단편헤더의 PDU번호(X3 내지 X6)는 PDU의 번호(Number)를 나타낸다.
T-APDU(Transport-Application Protocol Data Unit)영역(320)은 차로 구분용 안테나(210)에서 단말기(290)로 전송되는 응용 서비스의 종류가 기록되는 1바이트크기의 영역이다. 16진수(Hex)로 4x는 SET.Request를 나타내고, 5X는 SET.Response를 나타내며, 6x는 GET.Request를 나타내고, 7x는 GET.Response를 나타내며, 0x는 ACTION.Request를 나타내고, 1x는 ACTION.Response를 나타내며, 2x는 EVENT-REPORT.Request를 나타내고, 3x는 EVENT-REPORT.Response를 나타내며, 8x는 통신 초기화 요청(INITIALIZATION.Request)를 나타내고, 9x는 통신 초기화 응답(INITIALIZATION.Response)를 나타낸다.
안테나 ID 영역(330)은 안테나 관련 정보 및 운용을 위한 정보가 기록되는 43비트(Bit) 크기의 영역으로서, 안테나 ID를 크게 두개의 옥텟(Octet)으로 나누어 43비트 중 최상의 비트 쪽의 16비트는 안테나 제조 ID를 나타내고, 나머지 27비트는 운영을 위한 정보를 나타낸다. 구체적으로, 최초 8비트는 안테나 인증기관을 나타내고, 다음 8비트는 안테나 제조사를 나타내며, 다음 8비트는 도로 운영 기관을 나타내고, 다음 10비트는 도로 영업소 번호를 나타내며, 다음 1비트는 통신 매체를 나타낸다. 구체적으로, 시스템 유형이 하이패스(Hi-pass)인 경우 통신 매체를 나타내는 비트의 값이 0이면 RF-DSRC(Dedicated Short Range Communication)를 나타내고, 비트의 값이 1이면 IR-DSRC를 나타낸다. 시스템 유형이 애니 메디아(Any Media) 톨링인 경우, 통신 매체를 나타내는 비트의 값이 0이면 WAVE를 나타내고, 비트의 값이 1이면 이동통신을 나타낸다.
통신 매체를 나타내는 1비트 이후의 2비트는 시스템 유형을 나타낸다. 시스템 유형을 나타내는 비트의 값이 0이면 전자지불(TCS)을 나타내고, 1이면 하이패스(Hi-pass)를 나타내며, 2이면 애니 메디아 톨링을 나타낸다.
시스템 유형을 나타내는 2비트 이후의 2비트는 차선 유형을 나타낸다. 차선 유형을 나타내는 비트의 값이 0이면 개방식 상행을 나타내고, 1이면 개방식 하행을 나타내며, 2이면 폐쇄식 입구를 나타내고, 3이면 패쇄식 출구를 나타낸다.
차선 유형을 나타내는 2비트 이후의 4비트는 차로 번호를 나타낸다. 여기서, 차로 번호는 영업소에 의해 지정된 차로 번호를 의미하는 것으로서, 실제 도로 상에서의 차로 번호(예컨대, 1차로 또는 2차로 등과 같은 차로 번호)와는 상이한 개념이다.
시간영역(340)은 32비트의 시간코드가 기록되는 것으로서, 시간영역(340)에 저장된 시간코드는 MSB 퍼스트로 전송된다.
프로파일 영역(350)은 프로파일에 대한 정보가 기록되고, 필수 응용 서비스 목록 영역(360)에는 필수 응용 서비스에 대한 정보가 기록된다. 보다 구체적으로, 필수 응용 서비스 목록 영역(360)에는 필수 응용 서비스의 개수, 응용 서비스의 ID, 및 파라미터가 기록된다. 이때, 파라미터로써 상술한 바와 같은 차로 식별자(ID)가 기록된다. 일 실시예에 있어서, 차로 식별자의 타입(Type)은 옥텟 스트링(Octet String)이고, 길이(Length)는 1바이트(Byte)이며, 값(Value)은 0 내지 99를 갖는다.
마지막으로, 비필수 응용 서비스 목록 영역(370)에는 비필수 응용 서비스에 대한 정보가 기록되고, 프로파일 리스트 영역(380)에는 프로파일의 개수가 기록된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 종래의 다차로 자동 요금 징수 시스템과는 달리, 차로 구분을 위한 차로 구분용 안테나(210)가 해당 안테나(210)와 매칭되어 있는 차로의 차로 식별자를 통신 초기화 요청에 포함시켜 단말기(290)에 전송할 뿐, 단말기(290)로부터 통신 초기화 요청에 상응하는 통신 초기화 응답을 수신하지는 않기 때문에 실제 다른 차로를 주행하는 차량의 단말기로부터 통신 초기화 응답을 수신함으로 인해 발생되는 오인식 문제를 미연에 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 차로 구분용 안테나(210)는 통신 초기화 요청의 전송이 완료되면 바로 스위칭 되기 때문에 각 차로 구분용 안테나(210)의 점유시간도 매우 짧아 요금 징수를 위한 요금 징수용 안테나(220)의 점유시간을 상대적으로 길게 설정할 수 있게 된다.
다시 도 1을 참조하면, 요금 징수용 안테나(220)는 차량(280)의 단말기(290)로부터 통신 초기화 응답(Initialization Response) 및 과금 정보를 수신한다. 요금 징수용 안테나(220)는 수신된 통신 초기화 응답을 통신모듈(230)을 통해 제어기(230)로 전달하고, 수신된 과금 정보를 통신모듈(230)로 전달한다.
일 실시예에 있어서, 요금 징수용 안테나(220)는 겐트리(270) 상에서 제1 라인과 소정 간격 이격된 제2 라인을 따라 설치된다. 즉, 차로 구분용 안테나(210)가 겐트리(270)상에서 차량이 진입하는 측에 설치되는 경우, 요금 징수용 안테나(220)는 겐트리(270)상에서 차량이 진출하는 측에 설치된다.
요금 징수용 안테나(220)는 차로 구분용 안테나(210)가 오프 상태로 스위칭 된 이후 온 상태로 스위칭 됨으로써 요금 징수용 안테나(220)가 커버하는 통신지역을 통과하는 차량의 단말기(290)로부터 통신 초기화 응답을 수신하게 된다. 이때, 요금 징수용 안테나(220)의 통신영역은 복수개의 차로를 커버하도록 설정된다.
일 실시예에 있어서, 요금 징수용 안테나(220)가 점유하는 시간은 차로 구분용 안테나(210)들이 점유하는 시간보다 더 길게 설정된다. 이에 따라, 본 발명은 실제 톨링을 위한 정보가 수신되는 시간 구간을 더 길게 설정할 수 있어 톨링을 더욱 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
한편, 요금 징수용 안테나(220)가 수신하는 통신 초기화 응답에는 차로 구분용 안테나(210)에 의해 송신된 차로 식별자가 포함되어 있다. 이와 같이, 본 발명은 요금 징수용 안테나(220)가 통신 초기화 응답을 수신하는 시점을 기준으로 통신 초기화 응답에 포함된 차로 식별자를 이용하여 해당 차량이 통과한 차로를 결정하게 된다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 초기화 응답의 데이터 구조에 대해 간략히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 초기화 응답의 데이터 구조를 보여주는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 초기화 요청은 단편헤더영역(410), T-APDU영역(420), 프로파일 영역(430), 응용 서비스 목록 영역(440), 및 OBU 구성 영역(450)으로 구성된다.
단편헤더영역(410)은 단말기(290)에서 요금 징수용 안테나(220)로 전송되는 응용 서비스 프로토콜 데이터 단위(APDU: Application Protocol Data Unit)의 단편정보가 기록되는 1바이트(Byte) 크기의 영역이다.
T-APDU(Transport-Application Protocol Data Unit)영역(420)은 안테나(210, 220)와 단말기(290)간에 송수신되는 응용 서비스의 종류가 기록되는 1바이트크기의 영역이다. 16진수(Hex)로 4x는 SET.Request를 나타내고, 5X는 SET.Response를 나타내며, 6x는 GET.Request를 나타내고, 7x는 GET.Response를 나타내며, 0x는 ACTION.Request를 나타내고, 1x는 ACTION.Response를 나타내며, 2x는 EVENT-REPORT.Request를 나타내고, 3x는 EVENT-REPORT.Response를 나타내며, 8x는 통신 초기화 요청(INITIALIZATION.Request)를 나타내고, 9x는 통신 초기화 응답(INITIALIZATION.Response)를 나타낸다.
프로파일 영역(430)에는 응용 서비스와 관련된 프로파일 항목이 기록된다.
응용 서비스 목록 영역(440)에는 필수 응용 서비스의 개수, 응용 서비스의 ID, EID(Element ID) 및 파라미터가 기록된다. 여기서, EID는 할당된 단말기(290)의 고유 EID를 의미하고, 파라미터로써 차로 식별자가 기록된다. 일 실시예에 있어서, 차로 식별자의 타입(Type)은 옥텟 스트링(Octet String)이고, 길이(Length)는 1바이트(Byte)이며, 값(Value)은 0 내지 99를 갖는 것으로서, 이러한 차로 식별자는 단말기(290)가 통신 초기화 요청에 포함되어 있는 차로 식별자를 복제하여 삽입하게 된다
OBU 영역(440)에는 차종정보 또는 제조자 ID 등의 정보가 기록된다.
상술한 실시예에 있어서, 요금 징수용 안테나(220)는 통신 초기화 응답만을 수신하는 것으로 기재하였지만, 변형된 실시예에 있어서 요금 징수용 안테나(220)는 요즘 징수용 안테나(220)를 위해 생성된 별도의 통신 초기화 요청을 차량(280)의 단말기(290)로 송신할 수 있다. 이는, 차량의 단말기(290)가 차로 구분용 안테나(210)에 의해 송신된 통신 초기화 요청을 수신하지 못하였거나, 차량의 단말기(290)가 차로 구분용 안테나(210)에 의해 송신된 통신 초기화 요청을 수신하였지만 이후 에러 발생 등의 이유로 정상적인 통신 초기화 응답을 생성하지 못한 경우를 위한 것이다.
이러한 실시예에 따르는 경우, 요금 징수용 안테나(220)에 의해 송신되는 통신 초기화 요청에도 차로 식별자가 포함되는데, 요금 징수용 안테나(220)에 의해 송신되는 통신 초기화 요청에 포함된 차로 식별자의 값(Value)은 미리 정해진 기준값(예컨대 0)으로 설정된다. 따라서, 요금 징수용 안테나(220)에 의해 송신되는 통신 초기화 요청에 대한 응답으로 수신되는 통신 초기화 응답에도 미리 정해진 기준값을 갖는 차로 식별자가 포함되므로, 이를 이용하여 해당 차량의 차로를 결정할 수는 없고 해당 차량에 대해서는 과금만이 수행될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 통신모듈(230)은 차로 구분용 안테나(210) 및 요금 징수용 안테나(220)를 제어하는 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 스위칭 제어부(400), 통신 초기화 요청 생성부(410), 인터페이스부(420), 및 과금 수행부(420)를 포함한다.
먼저 스위칭 제어부(400)는 미리 정해진 시간 간격으로 차로 구분용 안테나(210) 및 요금 징수용 안테나(220)가 순차적으로 스위칭 되도록 한다. 예컨대, 스위칭 제어부(400)는 차로 구분용 안테나(210) 및 요금 징수용 안테나(220)가 10msec 간격으로 순차적으로 스위칭 되도록 제어할 수 있다.
다음으로, 통신 초기화 요청 생성부(410)는 각각의 차로 구분용 안테나(210)를 위한 통신 초기화 요청을 생성하여 인터페이스부(420)를 통해 각 차로 구분용 안테나(210)로 전달한다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 통신 초기화 요청 생성부(410)는 통신 초기화 요청 생성시 각 차로 구분용 안테나(210)와 매칭되어 있는 차로의 차로 식별자를 통신 초기화 요청에 포함시킨다. 통신 초기화 요청 생성부(410)에 의해 생성되는 통신 초기화 요청은 도 2에 대한 설명에서 기재하였으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
일 실시예에 있어서, 통신 초기화 요청 생성부(410)는 요금 징수용 안테나(220)를 위한 통신 초기화 요청을 생성하여 요금 징수용 안테나(220)로 전달할 수도 있다. 이는, 상술한 바와 같이, 차량의 단말기(290)가 차로 구분용 안테나(210)에 의해 송신된 통신 초기화 요청을 수신하지 못하였거나, 차량의 단말기(290)가 차로 구분용 안테나(210)에 의해 송신된 통신 초기화 요청을 수신하였지만 이후 에러 발생 등의 이유로 정상적인 통신 초기화 응답을 생성하지 못한 경우를 위한 것이다.
인터페이스부(420)는 차로 구분용 안테나(210) 별로 생성된 통신 초기화 요청을 해당 차로 구분용 안테나(210)로 전달하고, 요금 징수용 안테나(220)로부터 통신 초기화 응답을 수신하여 제어기(240)로 전달한다.
또한, 인터페이스부(420)는 과금 수행부(430)로부터 과금 정보 요청을 수신하여 요금 징수용 안테나(220)를 통해 단말기(290)로 전송하고, 요금 징수용 안테나(220)를 통해 단말기(290)로부터 과금 정보를 수신한다. 인터페이스부(420)는 수신된 과금 정보를 과금 수행부(420)로 전달하고, 과금 수행부(420)로부터 전달되는 과금 결과를 제어기(240) 및 단말기(290)로 전송한다.
과금 수행부(430)는 각 차로를 주행하는 차량의 통행요금을 징수하기 위한 과금 정보 요청을 생성하여 인터페이스부(420)로 전달하고, 인터페이스부(420)로부터 전달되는 과금 정보를 이용하여 각 차량의 통행요금 계산 및 통행요금에 따른 과금을 수행한다. 과금 수행부(430)는 과금 수행 이후 과금 결과를 생성하여 인터페이스부(420)로 전달한다.
상술한 실시예에 있어서는, 복수개의 차로 구분용 안테나(210) 및 요금 징수용 안테나(220)에 대해 1개의 통신모듈(230)이 구비되는 것으로 설명하였지만, 이는 하나의 예에 불과할 뿐, 변형된 실시예에 있어서는 복수개의 차로 구분용 안테나(210)를 위한 통신모듈과 요금 징수용 안테나(220)를 위한 통신모듈이 별도로 구비되거나, 각각의 차로 구분용 안테나(210)를 위한 통신모듈이 별도로 구비될 수 있을 것이다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 통신모듈(230)이 제어기(240)와 별도로 구비되는 것으로 설명하였지만, 변형된 실시예에 있어서 통신모듈(230)은 제어기(240)와 일체형으로 구성될 수도 있을 것이다.
다음으로, 제어기(240)는 요금 징수용 안테나(220)에 의해 수신된 통신 초기화 응답으로부터 차로 식별자를 추출하고, 추출된 차로 식별자를 이용하여 각 차량이 통과한 차로를 결정한다.
제어기(240)는, 해당 차량의 차로가 결정되면 위반차량의 검출을 위해 차로 식별자를 이용하여 결정되는 차로에 대한 정보, 통신 초기화 응답으로부터 추출되는 차종 정보, 및 영상촬영장치(250)로부터 수신되는 번호판 정보를 매칭시킨다. 이후, 제어기(240)는 매칭결과를 영업소 서버(미도시)로 전송한다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다차로 자동 요금 징수 시스템(200)은, 영상촬영장치(250)를 더 포함할 수 있다.
영상촬영장치(250)는 겐트리(270)상에 설치되어, 각 차로를 통과하는 차량의 번호판을 촬영한다. 일 실시예에 있어서, 영상촬영장치(250)는 차량의 전면 번호판 및 후면 번호판 모두를 촬영하고, 촬영된 전면 번호판 및 후면 번호판 중 어느 하나를 이용하여 해당 차량의 번호판 정보를 생성할 수 있다. 영상촬영장치(250)는 생성된 번호판 정보를 제어기(240)로 전달한다.
도 1에서는 설명의 편의를 위해 영상촬영장치(250)가 복수개의 차로당 1개가 설치되는 것으로 도시하였지만, 변형된 실시예에 있어서 영상촬영장치(250)는 각 차로와 1:1로 매칭되도록 설치될 수도 있다.
상술한 실시예에서는, 통신 초기화 응답에 포함된 차종 정보를 이용하여 각 차량의 차종을 결정하는 것으로 설명하였지만, 변형된 실시예에 있어서는 차종분류장치(미도시)를 별도로 구비함으로써 통신 초기화 응답에 포함된 차종 정보와 차종분류장치에 의해 분류된 차종 정보를 이용하여 각 차량의 차종을 결정할 수도 있을 것이다.
한편, 차량(280)의 단말기(290)는, 차로 구분용 안테나(210) 또는 요금 징수용 안테나(220)로부터 통신 초기화 요청이 수신되면 수신된 통신 초기화 요청으로부터 차로 식별자를 추출한다. 이후, 차량(280)의 단말기(290)는 통신 초기화 요청으로부터 추출된 차로 식별자를 포함하는 통신 초기화 응답을 생성하고, 생성된 통신 초기화 응답을 미리 정해진 시간 동안 일정한 주기로 요금 징수용 안테나(220)로 전송한다.
다차로 자동요금징수 시스템의 운용방법
이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 다차로 자동 요금 징수 시스템의 운용방법에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다차로 자동 요금 징수 시스템의 운용방법을 보여주는 플로우차트이다. 도 4는 도 1에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 다차로 자동 요금 징수 시스템에 적용될 수 있다.
먼저, 통신모듈이 각 차로 구분용 안테나 별로 통신 초기화 요청을 생성하고(S500), 생성된 통신 초기화 요청을 각 차로 구분용 안테나로 전달한다(S510). 일 실시예에 있어서, 통신 초기화 요청에는 각 차로 구분용 안테나와 1:1로 매칭되어 있는 차로의 차로 식별자가 포함되어 있다. 통신 초기화 요청의 구성에 대하서는 도 2에 대한 설명부분에서 구체적으로 기재하였기 때문에, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이후, 복수개의 차로 구분용 안테나들은 통신모듈로부터 전달받은 통신 초기화 요청을 미리 설정된 통신영역 내에 있는 차량의 단말기로 송신한다(S520). 이때, 각 차로 구분용 안테나들의 통신지역은 각 차로 구분용 안테나와 매칭되어 있는 차로만을 커버할 수 있도록 설정된다.
일 실시예에 있어서, 복수개의 차로 구분용 안테나들은 미리 정해진 시간 간격에 따라 순차적으로 스위칭되고, 각 차로 구분용 안테나는 스위칭 순서에 따라 온 상태일 때 통신 초기화 요청을 송신하고 통신 초기화 요청의 송신이 완료되면 바로 오프 상태로 천이하게 된다.
이후, 단말기는 차로 구분용 안테나로부터 수신한 통신 초기화 요청에 포함되어 있는 차로 식별자를 복제한 후 복제된 차로 식별자를 포함하는 통신 초기화 응답을 생성하여 요금 징수용 안테나로 송신한다(S530). 통신 초기화 응답의 구체적인 구성은 도 3에 대한 설명에서 구체적으로 기재하였기 때문에, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
요금 징수용 안테나는 미리 정해진 스위칭 순서에 따라 온 상태일 때 통신 초기화 응답을 수신하게 된다. 본 발명의 경우, 차로 구분용 안테나가 점유하는 시간을 짧게 설정하고 요금 징수용 안테나가 점유하는 시간을 상대적으로 길게 설정함으로써 실제적인 톨링이 보다 원활하게 수행될 수 있도록 한다.
일 실시예에 있어서, 단말기를 통신 초기화 응답을 미리 정해진 시간 동안 일정 주기로 반복해서 송신하게 되고, 요금 징수용 안테나는 복수개의 차로를 커버하도록 통신영역이 설정되어 있기 때문에, 요금 징수용 안테나는 온 상태인 구간에서 복수개의 차로 상에서 주행하고 있는 차량들의 단말기들로부터 통신 초기화 응답을 수신할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명은 차로 구분용 안테나는 통신 초기화 요청만을 전송한 후 오프 상태로 천이하기 때문에 차량의 단말기로부터 통신 초기화 응답을 수신하지 않게 되므로, 인접한 차로를 주행하는 차량의 단말기로부터 통신 초기화 응답을 수신하게 되어 차량의 차로를 오인식하게 되는 문제를 미연에 방지할 수 있게 된다.
다음으로, 요금 징수용 안테나는 단말기로부터 수신한 통신 초기화 응답을 통신모듈로 전달하고(S540), 통신모듈은 통신 초기화 응답을 제어기로 전달한다(S550).
이후, 제어기는 통신 초기화 응답에 포함된 차로 식별자를 이용하여 각 차량의 차로를 결정하고, 결정된 차로에 대한 정보를 이용하여 매칭작업을 수행한다(S560). 일 실시예에 있어서, 제어기는 해당 차량의 차로가 결정되면 차로 식별자를 이용하여 결정되는 차로에 대한 정보, 통신 초기화 응답으로부터 추출되는 차종 정보, 및 영상촬영장치(미도시)로부터 수신되는 번호판 정보를 매칭시킨다. 이러한 매칭작업은 위반차량의 검출에 이용된다.
이후, 통신모듈은 과금을 위한 과금 정보 요청을 생성하고(S570), 생성된 과금 정보 요청을 요금 징수용 안테나로 전달하며(S580), 요금 징수용 안테나는 과금 정보 요청을 단말기로 송신한다(S585). 이후, 요금 징수용 안테나는 단말기로부터 과금 정보를 수신하고(S590), 수신된 과금 정보를 통신모듈로 전달한다(S600). 일 실시예에 있어서, 단말기에 의해 생성되는 과금 정보는 OBE 정보, 카드 정보, 단말기 정보, 및 카드 소지자 정보 등을 포함할 수 있다.
이후, 통신모듈은 과금을 수행하고(S610), 과금 결과를 제어기로 전송함과 동시에 요금 징수용 안테나로 전달하고(S620), 요금 징수용 안테나는 과금 결과를 단말기로 송신한다(S630).
본 명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200: 다차로 자동 요금 징수 시스템 210: 차로 구분용 안테나
220: 요금 징수용 안테나 230: 통신모듈
240: 제어기 250: 영상촬영장치
270: 겐트리 280: 차량
290: 단말기

Claims (16)

  1. 각 차로와 1:1로 매칭되어 해당 차로의 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 요청(Initialization Request)을 차량의 단말기로 송신하는 복수개의 차로 구분용 안테나;
    상기 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 응답(Initialization Response)을 상기 단말기로부터 수신하는 요금 징수용 안테나; 및
    상기 요금 징수용 안테나에 의해 수신된 상기 통신 초기화 응답으로부터 상기 차로 식별자를 추출하는 제어기를 포함하고,
    상기 요금 징수용 안테나는 상기 통신 초기화 응답을 수신한 후 과금 정보 요청을 송신하며, 상기 단말기로부터 과금 정보를 수신하고,
    상기 제어기는 상기 차로 식별자를 이용하여 결정되는 차로 정보, 상기 통신 초기화 응답으로부터 추출되는 차종 정보 및 상기 각 차로를 통과하는 차량의 번호판 정보를 매칭하고,
    상기 요금 징수용 안테나가 온상태인 시간구간은 상기 차로 구분용 안테나가 온상태인 시간구간보다 더 긴 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신 초기화 요청 및 상기 통신 초기화 응답에 포함된 차로 식별자의 타입(Type)은 옥텟 스트링(Octet String)이고, 길이(Length)는 1바이트(Byte)이며, 값(Value)은 0 내지 99를 갖는 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 차로 구분용 안테나 및 상기 요금 징수용 안테나와 상기 단말기는 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments) 방식을 이용하여 통신하는 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차로 구분용 안테나 별로 상기 통신 초기화 요청을 생성하여 해당 차로 구분용 안테나로 전달하고, 상기 통신 초기화 응답을 상기 제어기로 전달하며, 상기 요금 징수용 안테나를 통해 상기 단말기로부터 상기 과금 정보를 수신하여 각 차량에 대한 과금을 수행하는 통신모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각 차로를 통과하는 차량의 번호판을 촬영하는 영상촬영장치를 더 포함하고,
    상기 제어기는, 위반차량의 검출을 위해 상기 차로 식별자를 이용하여 결정되는 차로 정보, 상기 통신 초기화 응답으로부터 추출되는 차종 정보, 및 상기 영상촬영장치로부터 수신되는 번호판 정보를 매칭시키는 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 차로 구분용 안테나와 상기 요금 징수용 안테나는 미리 정해진 시간 간격으로 순차적으로 스위칭되고,
    상기 복수개의 차로 구분용 안테나는 온상태일 때 상기 통신 초기화 요청을 송신하고, 상기 통신 초기화 요청의 송신 이후 오프 상태로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 차로 구분용 안테나는 복수개의 차로를 가로질러 형성된 겐트리(Gentry) 상에서 제1 라인을 따라 설치되고, 상기 요금 징수용 안테나는 상기 겐트리 상에서 제1 라인과 소정 간격 이격된 제2 라인을 따라 설치되는 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차량의 단말기는,
    상기 차로 구분용 안테나로부터 수신된 상기 통신 초기화 요청으로부터 상기 차로 식별자를 추출하고, 상기 추출된 차로 식별자를 상기 통신 초기화 응답에 포함시켜 미리 정해진 시간 동안 일정한 주기로 상기 요금 징수용 안테나로 전송하는 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템.
  10. 차로와 1:1로 매칭되어 있는 차로 구분용 안테나 별로 해당 차로의 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 요청을 생성하는 단계;
    상기 통신 초기화 요청을 각 차로를 통과하는 차량의 단말기로 송신하는 단계;
    복수개의 차로를 커버하는 요금 징수용 안테나를 통해 각 차로를 통과하는 차량의 단말기로부터 상기 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 응답을 수신하는 단계; 및
    상기 요금 징수용 안테나를 통해 수신된 상기 통신 초기화 응답에 포함되어 있는 차로 식별자를 이용하여 각 차량이 통과한 차로를 결정하며, 상기 요금 징수용 안테나를 통해 상기 단말기로부터 과금 정보를 수신하여 해당 차량에 대한 과금을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 요금 징수용 안테나가 온상태인 시간구간은 상기 차로 구분용 안테나가 온상태인 시간구간보다 더 긴 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템의 운용방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 통신 초기화 요청 및 상기 통신 초기화 응답에 포함된 차로 식별자의 타입(Type)은 옥텟 스트링(Octet String)이고, 길이(Length)는 1바이트(Byte)이며, 값(Value)은 0 내지 99를 갖는 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템의 운용방법.
  12. 제10항에 있어서,
    위반차량의 검출을 위해 상기 각 차로를 통과하는 차량의 번호판 정보, 상기 차로 식별자를 이용하여 결정되는 차로 정보, 및 상기 통신 초기화 응답으로부터 추출되는 차종 정보를 매칭시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템의 운용방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 차로 구분용 안테나와 상기 요금 징수용 안테나는 미리 정해진 시간 간격으로 순차적으로 스위칭되고,
    상기 복수개의 차로 구분용 안테나는 온상태일 때 상기 통신 초기화 요청을 송신하고, 상기 통신 초기화 요청의 송신 이후 오프 상태로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템의 운용방법.
  14. 삭제
  15. 차량의 단말기가 차로 구분용 안테나로부터 상기 차로 구분용 안테나와 매칭되어 있는 차로의 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 요청을 수신하는 단계;
    상기 통신 초기화 요청으로부터 상기 차로 식별자를 추출하는 단계;
    상기 추출된 차로 식별자가 포함된 통신 초기화 응답을 생성하는 단계; 및
    상기 통신 초기화 응답을 미리 정해진 시간 동안 일정한 주기로 요금 징수용 안테나로 전송하는 단계; 및
    상기 요금 징수용 안테나로부터 과금 정보 요청을 수신하고, 상기 과금 정보 요청에 대한 과금 정보를 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 요금 징수용 안테나가 온상태인 시간구간은 상기 차로 구분용 안테나가 온상태인 시간구간보다 더 긴 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템의 운용방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 송신하는 단계는,
    OBE 정보, 카드 정보, 단말기 정보, 및 카드 소지자 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 과금 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다차로 자동요금징수 시스템의 운용방법.
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