KR102221421B1 - 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 방법 및 시스템 - Google Patents

오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 톨링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빅 데이터를 이용하여 스마트 톨링 장치의 '오과금' 및 '미과금' 문제 등을 해결함은 물론, 해당 장치의 설치비를 낮추는 스마트 톨링 장치의 운영 방법 및 시스템에 관한 것이다.

Description

오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 방법 및 시스템{Method and system for operating a smart tolling device to prevent false charging and un-charging}
본 발명은 스마트 톨링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빅 데이터를 이용하여 스마트 톨링 장치의 '오과금' 및 '미과금' 문제 등을 해결함은 물론, 해당 장치의 설치비를 낮추는 스마트 톨링 장치의 운영 방법 및 시스템에 관한 것이다.
통행요금을 계산하는 시속 30km/h 속도제한이 있는 단차로(single-lane) 하이패스 시스템을 확장하여, 차량 속도 제한 없이 다차로(multi-lane) 환경에서 과금을 처리하는 전자지불시스템을 다차로 하이패스 시스템 또는 스마트 톨링 시스템 이라 한다.
그런데 스마트 톨링 시스템은 다차로(multi-lane)로 주행하는 차량을 처리하기 위해 무선통신영역과 차량검지영역을 대폭 확장한다. 이로 인해 과금을 실행하고 있는 차량 단말기의 위치를 정확히 파악하기 어려워 정상차량을 위반차량으로 처리를 하던지, 반대로 위반차량을 정상차량으로 처리하는 '오과금' 문제를 일으킬 가능성이 높다.
또한 스마트 톨링 시스템은 고속으로 주행하는 차량을 처리해야 하는데, 일부 차량단말기의 잘못된 부착위치, 또는 열악한 무선통신 품질 특성 등으로 인해 과금 절차를 마지막까지 종료하지 못하는 '미과금' 문제를 일으킬 가능성이 높다.
이렇듯 스마트 톨링 시스템은 '오과금' 및 '미과금' 에 따른 지속적인 민원발생 소지를 갖고 있으며, 후속 심사과정을 거쳐 해당 차량 소유주에게 수납을 청구해야 하는 후속 수납 업무가 급격히 늘어나는 문제점이 있다.
KR 10-2013-0007217 A
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 빅 데이터를 이용하여 스마트 톨링 시스템의 '오과금' 및 '미과금' 문제 등을 해결함은 물론, 해당 시스템의 설치비를 낮추는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스마트 톨링 장치의 운영을 위한 방법으로서, (a) 전자지불장치에 의하여, 무선 통신을 통해 차량 단말기의 필수 데이터 및 부가 데이터가 수집되는 단계; (b) 스마트 톨링 센터에 의하여, 상기 (a)에서 수집된 차량 단말기의 필수 데이터 및 부가 데이터가 분석 및 정보화되는 단계; (c) 상기 정보화 된 데이터가 상기 스마트 톨링 센터로부터 상기 전자지불장치로 다운로드 되는 단계를 포함하되, 상기 필수 데이터는 단말기 id, 과금 처리시간, 통신 리트라이(retry) 회수(단계별 리트라이 회수), 안테나 송신출력, 수신감도, 차량번호판인 것이다.
상기 단계 (a)의 수집은 과금 과정에서 이루어진다.
삭제
상기 부가 데이터는 차량 단말기에 대한 교통상황정보, 지리정보, 시간정보, 날씨정보, 부착위치정보 중 적어도 하나인 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면은 스마트 톨링 장치의 운영 시스템으로서,
주행 차량의 과금을 수행하는 전자지불장치; 및, 상기 전자지불장치와 무선통신망으로 연결된 스마트 톨링 센터를 포함하며, 상기 스마트 톨링 센터는 상기 전자지불장치로부터 차량 단말기의 필수 데이터 및 부가 데이터를 수집하고, 수집된 차량 단말기의 필수 데이터 - 단말기 id, 과금 처리시간, 통신 리트라이(retry) 회수(단계별 리트라이 회수), 안테나 송신출력, 수신감도, 차량번호판 - 및 부가 데이터를 분석하여 정보화하며, 상기 정보화 된 데이터를 전자지불장치로 다운로드 시킨다.
상기 전자지불장치는 하이패스장치 또는 스마트 톨링 장치 중 어느 하나이다.
본 발명에 따라, 고속-다차로 환경에서 동작하는 톨링 시스템이 갖는 오과금 문제와 미과금 문제를 개선하고, 고가의 톨링 시스템을 대신하여 중저가의 톨링 시스템 구축을 가능하게 하는 스마트 톨링 시스템이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 따른 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 시스템의 운영 시스템을 상세하게 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 시스템의 운영 방법이 적용된 스마트 톨링 장치를 나타낸 도면.
도 5는 일반적인 단차로 하이패스 장치에서 이루어지는 과금 처리 절차를 간략하게 도시한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
먼저 본 발명이 설명에 앞서 도 5를 통하여 단차로 하이패스 시스템에서 이루어지는 과금 처리의 매칭 과정은 아래와 같은 순서로 수행된다.
1단계 (무선통신)
만약 단차로 하이패스 무선통신영역 내에 새로운 차량단말기가 진입하면 차량단말기는 자신의 정보(차종정보, 고속도로 진입정보, 전자카드 잔액정보 등)를 하이패스 시스템에게 전송하고, 하이패스 시스템은 이 정보를 바탕으로 요금을 계산한 후 전자카드로부터 과금을 수행한다(20).
2단계 (차량검지)
차량검지기는 차량 진입을 검지하는 센서와 차량 진출을 검지하는 센서 한 조로 구성된다. 차량검지기는 차량 선두를 검지하는 것으로부터 차량 후미가 빠져 나가는 것까지를 하나의 차량으로 인식한다(30).
3단계 (차량매칭)
통상 무선통신(20)이 개시된 이후에 차량검지(30)가 시작되며 무선통신(20)이 종료된 이후에 차량검지(30)가 종결된다. 이때 만들어진 무선통신(20) 데이터와 차량검지(30) 데이터는 한 세트로 묶여져 한 대의 차량으로 매칭(40) 처리된다. 이 순서는 항상 고정된 것은 아니며, 차량단말기가 높게 설치된 대형차의 경우, 양방향 무선통신영역이 좁아져서 무선통신(21)이 차량검지(31) 보다 늦게 시작될 수도 있지만 두 데이터 사이의 시간적인 차이는 큰 문제없이 한 세트로서 매칭(41) 처리된다.
하지만 만약 차량검지(32)의 시간 내에 무선통신 데이터 시작이 존재하지 않으면 단말기 미부착 차량으로 구분하여 비정상 매칭(42)처리하고 카메라를 제어하여 위반 차량에 대한 영상을 획득한다.
단차로 하이패스 시스템의 경우, 선행차량과 후행차량 간에 항상 이격이 존재하기에 차량의 선행선출(FIFO, First-In First-Out) 원리로서 손쉽게 매칭(40,41,42) 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 방법은 무선 통신을 통해 차량 단말기의 필수 데이터 및 부가 데이터를 수집한다(S110). 여기서 수집은 무선통신영역이 좁은 하이패스 장치 또는 스마트 톨링 장치로부터 과금이 수행될 때마다 무선통신을 통해 수집된다. 차량 단말기의 필수 데이터는 차량 단말기 정보(id)와 카메라장치를 통해 수집한 차량번호판 정보로서 이들을 페어링 하여 수집한다. 여기서 필수 데이터는 차량 단말기 정보(id) 및 차량번호판 정보 외에 과금 처리시간(단계별 처리시간, 총 처리시간), 통신 재시도(retry) 회수(단계별 재시도 회수), 안테나 송신출력, 수신감도 등을 포함한다. 또한 하이패스 장치 및 스마트 톨링 장치에서 과금이 수행될 때마다 해당 단말기에 대한 무선통신품질 및 부가정보(교통상황, 지리정보, 시간정보, 날씨정보) 등을 지속적으로 수집한다. 예를 들면, 교통상황 정보는 차량 속도에 따라 RF 난반사 발생빈도가 달라지기 때문이며, 특히 차량 정체시 대형차에 의한 RF 난반사 발생율이 높기 때문에 이때 통신주기를 늦추고 안테나 출력을 낮춘 상태에서 천천히 통신하면 전체적인 과금 성공률을 높일 수 있기 때문이다. 그리고 지리정보는 전/후 차량정보로써 대형차에 설치된 단말기의 각도 때문에 통신역전이 발생하여 후행차량이 먼저 통신이 개시될 수 있기 때문이다. 또한 날씨 정보는 날씨에 따라 RF 특성이 변화되기 때문이며 강우, 강설의 영향이 크기 때문이다. 한편 단말기 부착위치 정보도 포함되는데 스마트 톨링 장치의 경우 차선별로 안테나가 설치되어 단말기 부착위치를 어느 정도 추론할 수 있으므로 가능하다.
이후, 수집된 차량 단말기의 필수 데이터 및 부가 데이터를 분석하여 정보화한다(S120). 분석방안은 차량 단말기를 클러스터링 분류(통신품질 등급설정)을 통하여 이루어질 수 있으며, 단말기와 차량번호판 페어링, 개인정보를 단순화하거나 암호화하고, 단말기 제조사별 다운로드 테이블을 압축/단순화할 수 있다. 여기서 단말기와 차량 번호판 페어링은 당초 차량 단말기를 발행할 때 차조정보 및 차량번호판 정보를 필수적으로 입력하도록 하였지만 실제 판매현장에서 잘 지켜지지 않고 있으며, 중고차 매매, 신규단말기 교체 등으로 인해 차량 단말기와 차량 번호판이 제대로 매칭되지 않고 있기 때문이다. 또한 개인정보 단순화 및 암호화는 개인정보 관리의 문제가 있다면 차량번호판 정보 중 숫자 4자리만 입력하도록 하는데 이 경우 서로 다른 차량이 같은 번호판 정보를 가질 수 있지만, 같은 통신영역 내에 머무를 가능성이 희박하기 때문에 가능하다. 그리고 단계 S120에서 분석되어 정보화 된 데이터를 다운로드 시킨다(S130). 이때 다운로드 된 정보 중 페어링된 차량 단말기 정보와 차량 번호판 정보를 스마트 톨링 장치에서 활용하므로 차량매칭의 '오과금'가능성을 줄일 수 있다. 그리고 무선통신품질 및 부가정보인 빅데이터의 다운로드로 인하여 스마트 톨링 장치가 모든 단말기에 대하여 1:1 맞춤 통신을 하므로 '미수납' 가능성을 줄일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 따른 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 시스템의 운영 시스템을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 톨링 장치의 운영 시스템은 전자지불장치인 하이패스 장치(100) 및 스마트 톨링 장치(200)와, 무선통신망(500), 스마트 톨링 센터(300)를 포함한다.
하이패스 장치(100)는 단차로를 이용한 전자지불시스템이고, 스마트 톨링 장치(200)는 다차로에서 속도제한 없이 논스톱 과금을 수행하는 전자지불시스템이다. 하이패스 장치(100)와 스마트 톨링 장치(200)는 무선통신망(500)을 이용하여 스마트 톨링 센터(300)와 통신이 이루어지고 스마트 톨링 센터(300)는 데이터베이스(310)와 연결된다.
하이패스 장치(100)와 스마트 톨링 장치(200)는 차로설비 안테나(110, 210), 차량검지기(120, 220), 카메라(130, 230), 차로제어기(140, 240) 및 통신부(도시되지 않음)를 포함한다. 차로설비 안테나(110, 210)는 차량에 설치된 차량단말기(도시되지 않음)와 통신을 수행하며, 차량검지기(120, 220)는 차로를 주행하는 모든 차량을 인식한다. 카메라(130, 230)는 위반 차량에 대한 영상을 획득하고, 차로제어기(140, 240)는 차로설비 안테나(110, 210), 차량검지기(120, 220) 및 카메라(130, 230)를 제어하여 하이패스 장치(100)와 스마트 톨링 장치(200)를 통과하는 차량에 대하여 과금 처리를 수행하고 카메라를 제어하여 차량에 대한 영상을 획득한다.
통상적으로 차량 1대가 통과하면 차량단말기와의 '무선통신데이터'1건, 차량검지기로부터 '차량검지데이터'1건이 생성된다. 이때 이 두 가지 데이터는 하나의 세트로 매칭처리 되는데 이를 차량매칭 기능이라 한다. 만약 '무선통신데이터'가 없는 상태에서 '차량검지데이터'만 발생되면 차량단말기 미부착 차량으로 분류되어 위반차량 영상을 남기고, 차량단말기 내에 저장된 차종정보와 차량검지기가 분류한 차종정보가 다르면 차종불일치로 처리하여 위반차량 영상을 남긴다.
그러나 본 발명에서는 다차로 환경에서 고속 주행하는 모든 차량에 대해 과금을 처리하기 위해 무선통신영역을 확장한 스마트 톨링 장치(200)는 통신영역 내에 다수의 차량이 동시에 존재하기 때문에 어느 차량단말기와 무선통신을 하는지 찾기가 어려워 매칭 기능이 저하되므로 무선통신영역이 좁은 하이패스 장치(100)로부터 과금이 수행될 때마다 무선통신을 통해 수집된 차량단말기 정보와 영상처리를 통해 수집한 차량번호판 정보를 페어링하여 수집하고 이를 스마트 톨링 센터(300)에서 지속적으로 관리한 후 하이패스 장치(100) 및 스마트 톨링 장치(200)로 정기적으로 다운로드하도록 한다. 이로써 다운로드 된 정보를 과금처리시 이용하므로 차량매칭의 오수납 가능성을 획기적으로 줄일 수 있다.
또한 하이패스 장치(100)와 스마트 톨링 장치(200)는 과금이 수행될 때마다 해당 단말기에 대한 무선통신품질 및 부가 정보(일예; 교통상황, 지리정보, 시간정보, 날씨정보)등을 지속적으로 스마트 톨링 센터(300)로 전달한다. 이때 이 스마트 톨링 센터(300)는 전달된 무선통신품질 및 부가정보인 빅데이터를 분류 및/또는 분석하여 정보화하고, 이를 하이패스 장치(100) 및 스마트 톨링 장치(200)에게 정기적으로 다운로드해줌으로써 스마트 톨링 센터(300)가 모든 단말기에 대하여 일대일 맞춤 통신을 할 수 있도록 한다. 이로서 미수납 가능성을 낮출 수 있다.
이때 하이패스 장치(100)와 스마트 톨링 장치(200)로부터 수집되는 데이터는 필수 데이터와 부가 데이터로 구분할 수 있으며, 필수 데이터는 단말기 id(=Prime Key), 과금 처리시간(단계별 처리시간, 총 처리시간), 통신 리트라이(retry) 회수(단계별 리트라이 회수), 안테나 송신출력, 수신감도, 차량번호판 정보이며, 부가 데이터는 시스템 위치정보(위도/경도), 시간정보, 날씨정보, 차량속도, 전/후 차량정보, 단말기 부착 위치 등이다. 날씨 정보를 수집하는 이유는 날씨에 따라 RF 특성이 변화되며 특히 강우, 강설의 영향이 크기 때문이며, 차량속도는 속도에 따라 RF 난반사 발생빈도가 달라지기 때문이며, 특히 차량 정체시 대형차에 의한 RF 난반사 발생율이 높아지므로, 이때 통신주기를 늦추고 안테나 출력을 낮춘 상태에서 천천히 통신하면 전체적인 과금 성공률을 높일 수 있기 때문이다. 그리고 전/후 차량 정보는 대형차에 설치된 차량 단말기의 각도 때문에 통신역전이 발생할 수 있기 때문이며, 단말기 부착위치는 스마트 톨링 장치(200)의 경우 차선별로 안테나가 설치되어 차량 단말기 부착위치를 어느 정도 추론할 수 있기 때문이다.
이와 같이 하이패스 장치(100) 및 스마트 톨링 장치(200)로부터 수집되는 데이터를 스마트 톨링 센터(300)는 무선통신망(500)을 이용하여 전달받아 데이터베이스(310)에 저장하고, 이 데이터베이스(310)에 저장된 데이터를 이용하여 통신품질에 따른 등급설정을 위한 차량 단말기 클러스터링 분류, 개인정보 단순화 및 암호화가 이루어지고 제조사별 다운로드 데이블 압축/단순화를 위한 분석이 이루어진다. 이때 차량 단말기와 차량번호판 페어링 관리는 당초 차량단말기를 발행할 때 차종정보 및 차량 번호판 정보를 필수적으로 입력하도록 하였지만 실제 판매현장에서 잘 지켜지지 않고, 중고차 매매, 신규 단말기 교체 등으로 인해 차량 단말기와 차량 번호판이 제대로 매칭 되지 않기 때문이다. 그리고 개인정보 단순화 및 암호화는 개인정보관리의 문제가 있다면 차량번호판 정보 중 숫자 4자리만 입력하기 때문에 이 경우 서로 다른 차량이 같은 번호판 정보를 가질 수 있지만(확률=9999/차량보급대수=0.5%), 같은 통신영역 내에 머무를 가능성은 희박하기 때문이다.
도 4는 본 발명에 따른 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 시스템의 운영 방법이 적용된 스마트 톨링 장치를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 빅데이터를 이용하면 차량의 위치를 정확하게 관측할 필요가 없기 때문에 스마트톨링 장치 구성을 대폭 간소화 할 수 있다. 예를 들면, 통신영역이 넓은 1개의 안테나(410)와 카메라(420) 및 차로제어기(430) 만으로도 스마트 톨링 과금을 수행할 수 있다.
차량번호판 정보와 차량에 설치된 단말기 정보가 페어링되어 차로제어기(430)에 이미 다운로드 되어 있기 때문에, 영상정보 또는 차량 단말기 정보 중 하나만 취득하여도 정상적인 과금이 가능하다. 즉 스마트톨링 시스템(400) 구성을 대폭 간소화 하여 지자체 터널, 교량, 유료터널 등에 손쉽게 설치하여 운영할 수 있다.
50: 차량
100: 단차로 하이패스 장치
110: 단차로 하이패스 장치의 차로설비 안테나
120: 단차로 하이패스 장치의 차량검지기
130: 단차로 하이패스 장치의 카메라
140: 단차로 하이패스 장치의 차로제어기
200: 스마트 톨링 장치
210: 스마트 톨링 장치의 차로설비 안테나
220: 스마트 톨링 장치의 차량검지기
230: 스마트 톨링 장치의 카메라
240: 스마트 톨링 장치의 차로제어기
300: 스마트 톨링 센터
400: 간소화된 스마트 톨링 장치
410: 간소화된 스마트 톨링 장치의 차로설비 안테나
420: 간소화된 스마트 톨링 장치의 카메라
430: 간소화된 스마트 톨링 장치의 차로제어기

Claims (7)

  1. 스마트 톨링 장치의 운영을 위한 방법으로서,
    (a) 전자지불장치에 의하여, 무선 통신을 통해 차량 단말기의 필수 데이터 및 부가 데이터가 수집되는 단계;
    (b) 스마트 톨링 센터에 의하여, 상기 (a)에서 수집된 차량 단말기의 필수 데이터 및 부가 데이터가 분석 및 정보화되는 단계; 및
    (c) 상기 정보화 된 데이터가 상기 스마트 톨링 센터로부터 상기 전자지불장치로 다운로드 되는 단계
    를 포함하되,
    상기 필수 데이터는 단말기 id, 과금 처리시간, 통신 리트라이(retry) 회수(단계별 리트라이 회수), 안테나 송신출력, 수신감도, 차량번호판인 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (a)의 수집은 과금 과정에서 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 방법.

  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 부가 데이터는 차량 단말기에 대한 교통상황정보, 지리정보, 시간정보, 날씨정보, 부착위치정보 중 적어도 하나인 것
    을 특징으로 하는 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 방법.
  6. 스마트 톨링 장치의 운영 시스템으로서,
    주행 차량의 과금을 수행하는 전자지불장치; 및,
    상기 전자지불장치와 무선통신망으로 연결된 스마트 톨링 센터
    를 포함하며,
    상기 스마트 톨링 센터는 상기 전자지불장치로부터 차량 단말기의 필수 데이터 및 부가 데이터를 수집하고, 수집된 차량 단말기의 필수 데이터 - 단말기 id, 과금 처리시간, 통신 리트라이(retry) 회수(단계별 리트라이 회수), 안테나 송신출력, 수신감도, 차량번호판 - 및 및 부가 데이터를 분석하여 정보화하며, 상기 정보화 된 데이터를 전자지불장치로 다운로드 시키는 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전자지불장치는 하이패스장치 또는 스마트 톨링 장치 중 어느 하나인 것
    을 특징으로 하는 과금징수의 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 시스템.







KR1020190018635A 2018-02-19 2019-02-18 오과금 및 미과금을 방지하는 스마트 톨링 장치의 운영 방법 및 시스템 KR102221421B1 (ko)

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