KR102292780B1 - 과금 시스템, 차재 시스템, 과금 방법 및 프로그램 - Google Patents

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Abstract

이 과금 시스템(1)은, 차선 상에 배치되어, 통행하는 복수의 차축을 갖는 차량의 각 차축의 축중을 계측하는 축중계(60)와, 각 차축에 관련되는 상하 방향의 가속도 정보를 차량으로부터 취득하는 가속도 정보 취득부(40C)와, 가속도 정보에 기초하여 각 차축의 축중계의 계측 결과를 보정하여 각 차축의 보정 축중을 연산하는 보정 연산부(40D)와, 각 차축의 보정 축중에 기초하여 차량의 요금을 결정하는 요금 결정부(51C)를 구비한다.

Description

과금 시스템, 차재 시스템, 과금 방법 및 프로그램
본 발명은 과금 시스템(tolling system), 차재 시스템(vehicle-mounted system), 과금 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
현재 고속 도로 등의 유료 도로에 이용되는 과금 시스템은, 차종 구분으로 요금(통행 요금)을 결정하는 차종 판별 과금 방식과 차량 중량으로 요금을 결정하는 중량 과금 방식이 알려져 있다.
그런데 특허문헌 1이나 특허문헌 2에는, 각 차량의 적재 중량을 감시하기 위해, 축중계(軸重計)(axle load meter)를 차선 상에 설치하여, 주행하는 차량의 축중(軸重)(axle load)을 계측하는 축중 계측 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제2001-050801호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 제2003-028700호
상기 특허문헌 1이나 특허문헌 2와 같은 축중 계측 장치는 주행하는 차량의 진동에 유의하여 축중을 계측하여, 주행하는 각 차량의 적재 중량을 감시하고 있다. 그러나 이와 같은 축중 계측 장치의 계측 결과는 중량 과금 방식의 요금 결정에 이용되지 않는다.
그 때문에, 중량 과금 방식에 있어서, 주행 시의 차량의 가속도나 진동 등에 의한 영향이 경감된 축중 계측 결과의 취득은 행해지지 않는다.
그래서 본 발명은 주행 시의 차량의 가속도나 진동 등에 의한 영향이 경감된 축중의 계측 결과의 취득을 행하는 과금 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관한 과금 시스템(1, 100)은, 차선 상에 배치되어, 통행하는 복수의 차축을 갖는 차량의 각 차축의 축중을 계측하는 축중계(60)와, 각 차축에 관련되는 상하 방향의 가속도 정보를 상기 차량으로부터 취득하는 가속도 정보 취득부(40C)와, 상기 가속도 정보에 기초하여 각 차축의 축중계의 계측 결과를 보정하여 각 차축의 보정 축중을 연산하는 보정 연산부(40D)와, 각 차축의 보정 축중에 기초하여 상기 차량의 요금을 결정하는 요금 결정부(51C, 151C)를 구비한다.
본 양태에 의하면, 과금 시스템은 각 차축의 축중 계측 결과에 기초하여 요금을 결정하고 있기 때문에, 차축 단위의 하중에 기초하여 요금을 결정하고 있다. 그 때문에, 동일한 총중량이라도 차축 수가 다른 차량이나 전후의 적재 밸런스가 다른 차량 사이에서 과금 시스템은 다른 요금을 과금할 수 있다.
게다가, 과금 시스템은 각 차축의 상하의 가속도로 축중을 보정하고 있다. 이 때문에, 과금 시스템은 주행 시의 차량의 가속도나 진동 등에 기인하는 각 차축의 상하의 가속도 영향이 경감된 축중 계측 결과에 의해 차량의 요금을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 과금 시스템은, 상기 축중계의 계측 결과의 취득에 응답하여, 상기 차량에 상기 가속도 정보의 요구 신호를 송신하는 가속도 정보 요구부(40B)를 추가로 구비하며, 상기 가속도 정보 취득부는 상기 요구 신호에 응답하여 차량으로부터 제공되는 상기 가속도 정보를 취득한다.
본 양태에 의하면, 과금 시스템은, 축중 계측이 행해질 때마다 가속도 정보를 차량으로부터 취득한다. 따라서 과금 시스템은, 축중이 계측된 각 차축에 1 대 1로 관련되는 가속도 정보를 취득할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 과금 시스템은 각 차축의 보정 축중 사이의 대표값을 연산하는 축중 정보 연산부(51B, 151B)를 추가로 구비한다.
본 양태에 의하면, 과금 시스템은 각 차축의 보정 축중 사이의 대표값에 관련된 요금을 과금할 수 있다. 차량 단위의 도로 손상에 대한 영향도의 크기는 (적재물을 포함하는) 차량의 축중 대표값에 관련되기 때문에, 과금 시스템은 도로 손상에 대한 영향도의 크기에 따른 요금을 과금할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 과금 시스템은, 상기 대표값이 각 차축의 보정 축중 사이의 최대값 또는 평균값이다.
본 양태에 의하면, 과금 시스템은 각 보정 축중의 최대값에 관련된 요금을 결정하기 때문에, 같은 총중량의 차량이라도 차축 단위의 국소적인 최대 하중에 관련된 요금을 과금할 수 있다.
또한, 본 양태에 의하면, 과금 시스템은 각 보정 축중의 평균값에 관련된 요금을 결정하기 때문에, 같은 총중량의 차량이라도 차축 수에 관련된 요금을 과금으로 할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 과금 시스템은 각 차축의 보정 축중의 총화(總和)를 연산하는 축중 정보 연산부(51B, 151B)를 추가로 구비한다.
본 양태에 의하면, 과금 시스템은 차량의 전 보정 축중의 총화에 관련된 요금을 결정하기 때문에, 차량의 총중량에 관련된 요금을 과금할 수 있다. 차량 단위의 도로 손상에 대한 영향도의 크기는 각 차량의 총중량에 관련되기 때문에, 도로 손상에 대한 영향도의 크기에 따른 요금을 과금할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 차재 시스템은, 각 차축에 관련되는 상하 방향의 가속도 정보를 계측하는 가속도계(31, 31')와, 차선 상에 배치된 축중계에서 계측된 각 차축의 계측 결과의 취득에 응답하여 송신되는 요구 신호에 응답하여 상기 가속도 정보를 제공하는 가속도 정보 송신부(30C)를 구비한다.
본 양태에 의하면, 차재 시스템은 취득한 각 차축에 관련되는 상하 방향의 가속도 정보를 제공하고 있다. 이에 의해, 차재 시스템은 주행 시의 차량의 가속도나 진동 등에 기인하는 각 차축의 상하의 가속도 영향이 경감된 축중 계측 결과에 의해 차량의 요금을 결정시킬 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관한 과금 방법은, 차선 상에 배치된 축중계에서, 통행하는 복수의 차축을 갖는 차량의 각 차축의 축중을 계측하는 축중 계측 스텝과, 각 차축에 관련되는 상하 방향의 가속도 정보를 상기 차량으로부터 취득하는 가속도 정보 취득 스텝과, 상기 가속도 정보에 기초하여 각 차축의 축중계의 계측 결과를 보정하여 각 차축의 보정 축중을 연산하는 보정 연산 스텝과, 각 차축의 보정 축중에 기초하여 상기 차량의 요금을 결정하는 요금 결정 스텝을 갖는다.
본 발명의 일 양태에 관한 프로그램은, 차선 상에 배치되어, 통행하는 복수의 차축을 갖는 차량의 각 차축의 축중을 계측하는 축중계를 구비하는 과금 시스템의 컴퓨터를, 각 차축에 관련되는 상하 방향의 가속도 정보를 상기 차량으로부터 취득하는 가속도 정보 취득부(40C), 상기 가속도 정보에 기초하여 각 차축의 축중계의 계측 결과를 보정하여 각 차축의 보정 축중을 연산하는 보정 연산부(40D)로서 기능시킨다.
본 발명의 일 양태의 과금 시스템에 의하면, 주행 시의 차량의 가속도나 진동 등에 의한 영향이 경감된 축중의 계측 결과를 취득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태의 상세를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태의 가속도 계측을 설명하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시형태의 플로 차트이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태의 블록도이다.
이하, 본 발명에 관한 각종 실시형태에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다.
<제1 실시형태>
본 발명에 관한 과금 시스템 및 차재 시스템의 제1 실시형태에 대하여, 도 1∼도 6을 참조하여 설명한다.
(전체 구성)
과금 시스템(1)의 전체 구성에 대하여 설명한다.
과금 시스템(1)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 유료 도로인 고속 도로의 출구 요금소(요금 형식에 따라서는 입구 요금소)에 설치되어, 고속 도로의 이용자로부터, 당해 이용자가 승차하는 차량(A)에 관련된 금액의 요금 수수를 행하기 위한 설비이다.
차량(A)은 출구 요금소에 설치된 과금 시스템(1)에 있어서 고속 도로 측으로부터 일반 도로 측으로 통하는 차선(L)을 주행하고 있다. 차선(L)의 양측에는, 아일랜드(I)가 부설되어 있고, 과금 시스템(1)을 구성하는 각종 장치가 설치되어 있다.
이하, 차선(L)이 연재(延在)하는 방향(도 1에 있어서의 ±X 방향)을 「차선 방향」이라고 기재하고, 또한 차선(L)의 차선 방향에 있어서의 고속 도로 측(도 1에 있어서의 +X 방향 측)을 「상류 측」이라고 기재한다. 또한, 차선(L)의 차선 방향에 있어서의 일반 도로 측(도 1에 있어서의 -X 방향 측)을 「하류 측」이라고 기재한다.
또한, 차선(L)의 폭 방향을 차선 폭 방향(도 1에 있어서의 ±Y 방향)이라고 부르고, 차량(A)의 차고 방향을 상하 방향(도 1에 있어서의 ±Z 방향)이라고 부른다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 과금 시스템(1)은, 도로 측 무선 통신 장치(40)와, 과금 통신 처리 장치(50)와, 축중계(60)와, 통신 안테나(80)를 구비하고, 무선 통신 시스템(ETC(Electronic Toll Collection System(등록 상표)), RFID 등)에 의한 과금 처리가 행해진다. 또한, 과금 시스템(1)은, 진입 측 차량 검지기(90)와, 발진 제어기(91)와, 발진 측 차량 검지기(92)를 추가로 구비한다.
본 실시형태에서는, 과금 시스템(1)의 각 장치는 상류 측으로부터 하류 측을 향하여 진입 측 차량 검지기(90), 도로 측 무선 통신 장치(40), 통신 안테나(80), 과금 통신 처리 장치(50), 발진 제어기(91), 발진 측 차량 검지기(92)의 순서로 도로 측에 설치되어 있다.
축중계(60)는 차선(L) 상에 배치되어 있다. 축중계(60)는 차선 방향(±X 방향)에 관하여 진입 측 차량 검지기(90)와 거의 동일한 위치에 배치되어 있다.
차재 시스템(10)은 차선(L)을 주행하는 차량(A)에 탑재되어 있다. 차재 시스템(10)은 도로 측 무선 통신 장치(40)와 무선에 의한 통신 처리(이하, 단지 「무선 통신」이라고 표기)를 행하여, 후술하는 차량(A)의 가속도 정보 및 차량 ID를 도로 측 무선 통신 장치(40)에 송신한다.
차재 시스템(10)은, 차재기(20)와, 복수의 차재 무선 통신 장치(30)와, 가속도계(31)를 구비한다.
도로 측 무선 통신 장치(40)는 아일랜드(I) 상에 설치되고, 축중계(60)의 근방에 설치된다. 도로 측 무선 통신 장치(40)는 후술하는 차량(A)의 가속도 정보 및 차량 ID를 차재 시스템(10)으로부터 수신한다.
본 실시형태에서는, 도로 측 무선 통신 장치(40)는 축중계(60)보다 다소 하류 측에 설치되어 있지만, 차재 시스템(10)과의 통신 시간이나 통신 범위에 여유가 있을 때는 차선 방향에 관하여 축중계(60)와 어떤 위치 관계로 있어도 좋다. 예를 들어, 차선 방향에 관하여 축중계(60)와 동일한 위치에 설치되어도 좋다.
후술하는 바와 같이, 도로 측 무선 통신 장치(40)는 축중계(60)로부터 각 차축의 축중의 계측값을 취득하는 동시에 차재 시스템(10)으로부터 가속도 정보를 취득하고, 가속도 정보에 기초하여 각 차축의 축중계의 계측 결과를 보정하여 과금 통신 처리 장치(50)에 송신한다.
과금 통신 처리 장치(50)는 과금 시스템(1)에 의한 일련의 과금 처리를 담당하는 처리부이다. 본 실시형태에서는, 과금 통신 처리 장치(50)는 과금 정보 처리부(51)를 구비한다. 과금 정보 처리부(51)는 축중 정보 취득부(51A), 축중 정보 연산부(51B) 및 요금 결정부(51C)를 구비한다.
본 실시형태에서는, 후술하는 프로그램을 실행함으로써 컴퓨터를 축중 정보 취득부(51A), 축중 정보 연산부(51B) 및 요금 결정부(51C)로서 기능시키고 있다.
과금 통신 처리 장치(50)는 차선(L)을 주행하는 차량(A)의 가속도 정보에 기초하여 보정된 축중 정보를 도로 측 무선 통신 장치(40)로부터 유선 또는 무선에 의해 수신한다. 또한, 과금 통신 처리 장치(50)는, 후술하는 상세한 차량 정보 중, 차재기(20)에 등록되어 있는 차종 구분을, 통신 안테나(80)를 통해 차재기(20)로부터 취득한다. 이때, 과금 통신 처리 장치(50)는, 취득한 차종 구분 및 가속도 정보에 기초하여 보정된 축중 정보 중, 가속도 정보에 기초하여 보정된 축중 정보만을 이용하여, 차축 정보에 관련된 요금을 과금하는 중량 과금 방식으로 해도 좋다. 또한, 과금 통신 처리 장치(50)는, 차종 구분 및 가속도 정보에 기초하여 보정된 축중 정보를 이용하여, 차종 구분 및 가속도 정보에 기초하여 보정된 축중 정보에 관련된 요금을 과금하는 차량 구분 과금 및 중량 과금을 병용한 방식으로 해도 좋다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 과금 통신 처리 장치(50)는 취득한 정보나 과금 처리의 결과 등을 원격지(J)에 설치된 중앙 결재 처리 장치(70)(상위 장치)에 출력한다.
축중계(60)는 차선(L)의 노면에 차선 폭 방향으로 연장되도록 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 축중계(60)는 차선(L)의 노면에 매설되어 있다. 축중계(60)는 차선(L)을 차선 방향으로 통행하는 차량(A)에 짓밟힘으로써 차량(A)의 차축별 하중(축중)을 계측한다.
통신 안테나(80)는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 차량(A)의 차재기(20)와의 사이에서 무선 통신을 행한다. 구체적으로는, 통신 안테나(80)는 소정 주파수(예를 들어, 5.8 GHz 정도)의 전자파를 송수신 가능하게 형성되어 있고, 당해 전자파를 통함으로써 도래한 차량(A)이 탑재하는 차재기(20)와의 무선 통신을 행한다.
본 실시형태에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 통신 안테나(80)는 통과하는 차량(A)의 차재기(20)로부터 상세한 차량 정보(차축 수, 각 차축의 차륜 수, 차량 ID, 차종 구분, 카드 정보, 입구 정보 등)를 수신한다. 또한, 통신 안테나(80)는, 통과하는 차량(A)의 차재기(20)에, 과금 처리의 결과를 포함하는 과금 데이터를 송신한다.
진입 측 차량 검지기(90)는 아일랜드(I) 상에 설치되어 차선(L)을 차선 폭 방향(±Y 방향)을 따라 투광 및 수광하고, 차선(L)을 주행하는 차량(A)(차체)의 존재 유무를 판별하여 차량 통과 정보로서 차량(A) 1대분의 소정 위치의 통과(진입)를 검출한다.
발진 제어기(91)는 차선(L)의 하류 측에 설치되어 차선(L)을 주행하는 차량(A)의 발진의 제어를 행하는 장치이다. 예를 들어, 발진 제어기(91)는, 차량(A)과의 과금 처리가 정규로 행해지지 않았던 경우에는 차량(A)의 퇴출을 제한하기 위해 차선(L)을 폐쇄한다. 또한, 발진 제어기(91)는, 차량(A)에 대한 과금 처리가 정규로 완료한 경우에는 차선(L)을 개방한다.
발진 측 차량 검지기(92)는 차선(L)의 가장 하류 측에 설치되어 차량(A)의 과금 시스템(1)로부터의 퇴출을 검지한다.
(차재 시스템)
차재 시스템(10)의 각 구성 및 기능에 대하여 상세하게 설명한다.
복수의 차축을 갖는 차량(A)은 차재기(20), 가속도계(31) 및 복수의 차재 무선 통신 장치(30)를 구비한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 차량(A)은 차재기(20) 및 가속도계(31)를 각각 1대 구비하고, 차재 무선 통신 장치(30)를 차량(A)의 차축의 수와 동일한 대수로 구비한다. 도 3의 경우, 차량(A)의 차축 수는 4이기 때문에, 차량(A)은 차재 무선 통신 장치(30)를 4대 구비한다. 차재 무선 통신 장치(30)는, 차량(A)의 각 차축에 관련하여, 각 차축의 근방에 설치되어 있다.
차재기(20)는 통신 안테나(80)의 통과 전후에 있어서 상세한 차량 정보를 통신 안테나(80)에 송신한다.
본 실시형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 통신 안테나(80)는 도로 측 무선 통신 장치(40)보다 하류 측에 설치되어 있다. 이에 의해, 차재 시스템(10)은 도로 측 무선 통신 장치(40)에 차량 ID 및 가속도 정보를 송신한 후에 통신 안테나(80)에 상세한 차량 정보를 송신하고 있다.
각 차재 무선 통신 장치(30)는 가속도계 계측값 취득부(30A), 차량 ID 보유부(30B) 및 가속도 정보 송신부(30C)를 구비한다. 각 차재 무선 통신 장치(30)는, 후술하는 바와 같이, 도로 측 무선 통신 장치(40)와 근거리에 있어서 무선 통신 가능하다.
차량 ID 보유부(30B)는 각 차량별 차량 ID를 보유하고 있으며, 보유하고 있는 차량 ID를 가속도 정보 송신부(30C)로 출력한다. 본 실시형태에서는, 차량 ID 보유부(30B)는 차량(A)을 다른 차량과 식별할 수 있는 차량 ID(차량(A) 고유의 차량 ID)를 미리 보유하고 있다.
각 차재 무선 통신 장치(30)의 차량 ID 보유부(30B)는 모두 차량(A) 고유의 차량 ID를 보유하고 있다.
변형예로서, 차량 ID 보유부(30B)는, 도 2의 파선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 내부에서 차재기(20)와 통신 가능하게 되고, 차재기(20)로부터 통지된 차량 ID를 보유하는 것이라도 좋다.
각 가속도 정보 송신부(30C)는 가속도계 계측값 취득부(30A)를 통해 가속도계(31)에서 계측된 가속도의 계측값을 취득하는 동시에 차량 ID 보유부(30B)로부터 차량 ID를 취득한다.
각 가속도 정보 송신부(30C)는 순차적으로 가속도의 계측값을 취득해 두고, 후술하는 도로 측 무선 통신 장치(40)가 요구하는 타이밍에서 가속도 정보를 도로 측 무선 통신 장치(40)에 송신(제공)한다. 본 실시형태에서는, 가속도 정보 송신부(30C)는 가속도 정보에 차량 ID를 첨부하여 도로 측 무선 통신 장치(40)에 송신한다.
또한, 가속도 정보 송신부(30C)는 가속도의 계측값을 취득하고 있지만, 계측값에 관련된 가속도 정보라면 어떤 아날로그 신호나 어떤 디지털 신호를 취득해도 좋다.
(차재 시스템의 변형예)
변형예로서 차재 시스템은 도 4처럼 구성되어도 좋다. 본 변형예에서는, 견인차(A') 및 피견인차(B')를 차량으로 하여, 견인차(A')에 차재 시스템(10)이 탑재되고, 피견인차(B')에 보조 차재 시스템(10')이 탑재되어 있다.
견인차(A')에 탑재한 차재 시스템(10)은 차량(A)과 동일하게 차재기(20), 가속도계(31) 및 복수의 차재 무선 통신 장치(30)를 구비한다. 차재 시스템(10)은 견인차 피견인차 간 통신기(25)를 추가로 구비한다. 각 차재 무선 통신 장치(30)는 견인차(A')의 차량 ID 및 가속도 정보를 도로 측 무선 통신 장치(40)에 송신한다. 견인차 피견인차 간 통신기(25)는 견인차(A')의 차량 ID를 보유하고 있다.
피견인차(B')에 탑재한 보조 차재 시스템(10')은 차량(A)과 동일하게 가속도계(31') 및 복수의 차재 무선 통신 장치(30')를 구비한다. 보조 차재 시스템(10')은 견인차 피견인차 간 보조 통신기(25')를 추가로 구비한다.
견인차(A')가 피견인차(B')를 견인하기 위해 연결된 경우, 견인차(A')의 견인차 피견인차 간 통신기(25)와 피견인차(B')의 견인차 피견인차 간 보조 통신기(25')는 유선 또는 무선 통신 회선에 의해 접속된다. 그리고 견인차 피견인차 간 통신기(25)에 보유된 견인차(A')의 차량 ID는 견인차 피견인차 간 통신기(25)로부터 견인차 피견인차 간 보조 통신기(25')에 송신된다. 견인차 피견인차 간 보조 통신기(25')에 송신된 견인차(A')의 차량 ID는 각 차재 무선 통신 장치(30')에 보유된다. 각 차재 무선 통신 장치(30')는 송신된 견인차(A')의 차량 ID 및 가속도 정보를 받으면, 송신된 견인차(A')의 차량 ID 및 가속도 정보를 도로 측 무선 통신 장치(40)에 송신한다.
따라서 본 변형예에 의하면, 견인차(A')의 차량 ID를, 피견인차(B')의 각 차축에 설치된 차재 무선 통신 장치(30')가 취득함으로써, 도로 측 무선 통신 장치(40)는 피견인차(B')의 각 차축이 속하는 차량 ID를 견인차(A')의 각 차축이 속하는 차량 ID와 동일한 차량 ID로 인식할 수 있다.
또한, 피견인차(B')의 각 차축에 설치된 차재 무선 통신 장치(30')가 견인차(A')의 갖는 차량 ID를 취득하는 타이밍은 도로 측 무선 통신 장치(40)를 통과하기 전이라면 언제라도 좋다. 예를 들어, 견인차(A')와 피견인차(B')를 연결할 때라도 좋고, 피견인차(B')를 견인하는 견인차(A')의 주행을 개시한 후라도 좋다.
(도로 측 무선 통신 장치)
도로 측 무선 통신 장치(40)의 각 구성 및 기능에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 도로 측 무선 통신 장치(40)는, 축중계 계측값 취득부(40A)와, 가속도 정보 요구부(40B)와, 가속도 정보 취득부(40C)와, 보정 연산부(40D)를 기능적으로 구비한다.
본 실시형태에서는, 후술하는 프로그램을 실행함으로써, 컴퓨터를 축중계 계측값 취득부(40A), 가속도 정보 요구부(40B), 가속도 정보 취득부(40C) 및 보정 연산부(40D)로서 기능시키고 있다.
축중계 계측값 취득부(40A)는 축중계(60)로부터 차량(A)의 각 차축의 축중의 계측값을 취득한다. 또한, 본 실시형태에서는, 축중계(60)로부터 축중의 계측값을 취득하고 있지만, 계측값에 관련된 축중 정보라면, 어떤 아날로그 신호나 어떤 디지털 신호를 취득해도 좋다.
가속도 정보 요구부(40B)는, 축중계 계측값 취득부(40A)에 의한 각 차축의 축중의 계측값 취득에 응답하여, 각 차축의 축중의 계측값을 취득한 순간에 차재 시스템(10)에 가속도 정보의 요구 신호를 송신한다. 본 실시형태에서는, 축중계 계측값 취득부(40A)가 각 차축의 축중의 계측값을 취득한 순간에, 가속도 정보 요구부(40B)는 각 차축에 관련되는 가속도 정보 송신부(30C)에 가속도 정보의 요구 신호를 송신한다.
각 차축의 축중의 계측값은, 차량(A)의 각 차축에 관련되는 차륜이 축중계(60)를 밟은 순간에 취득되기 때문에, 가속도 정보 요구부(40B)는, 차량(A)의 각 차축에 관련되는 차륜이 축중계(60)를 밟은 순간에 각 차축에 관련되는 가속도 정보 송신부(30C)에 가속도 정보를 요구한다.
가속도 정보 취득부(40C)는 가속도 정보 요구부(40B)의 요구에 응답하여 각 가속도 정보 송신부(30C)로부터 송신되는 가속도 정보를 관련되는 차량 ID와 함께 취득한다.
본 실시형태에서는, 도로 측 무선 통신 장치(40)와 각 차재 무선 통신 장치(30)는 근거리에 있어서 무선 통신 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 각 차축의 근방에 설치된 차재 무선 통신 장치(30) 중, 도로 측 무선 통신 장치(40)를 통과한 차축의 근방에 설치된 차재 무선 통신 장치(30)만이 도로 측 무선 통신 장치(40)와 통신할 수 있다.
즉, 가속도 정보 취득부(40C)는, 차량(A)의 복수의 차축 중, 통과한 차축의 축중이 축중계(60)로 계측될 때마다, 차량(A)의 복수의 차축 중, 통과한 차축에 관련되는 차재 무선 통신 장치(30)만으로부터 가속도 정보를 취득한다.
만일 차량(A)이 축중계(60) 직전에 또는 통과 중에 가감속을 행함으로써, 차량(A)에 작용하는 상하 방향의 가속도가 변화되었다고 하더라도, 각 차축이 통과하는 순간에 계측된 최신의 가속도 정보가 각 차축에 작용하는 가속도 정보로서 가속도 정보 취득부(40C)에 송신된다.
또한, 도로 측 무선 통신 장치(40)와 각 차재 무선 통신 장치(30) 사이에서 통신 가능한 근거리는, 예를 들어 1 m ∼ 1.5 m로 설정되어 있다. 단, 당해 근거리는 1 m ∼ 1.5 m의 거리에 한하지 않고, 도로 측 무선 통신 장치(40)가, 통신하는 차재 무선 통신 장치(30)와 통신하지 않는 다른 차재 무선 통신 장치(30)를 구별할 수 있는 거리라면, 어떤 거리에 설정되어도 좋다.
보정 연산부(40D)는 축중계 계측값 취득부(40A)를 통해 각 차축의 축중의 계측값을 취득하는 동시에 가속도 정보 취득부(40C)를 통해 각 차축의 축중이 계측된 순간의 가속도 정보를 관련되는 차량 ID와 함께 취득한다.
보정 연산부(40D)는 취득한 각 차축의 축중의 계측값을 축중이 계측된 순간의 가속도 정보로 보정함으로써, 주행하는 차량(A)에 대해 계측된 축중을 각 차축에 관련하여 정지 하중으로 환산한다. 도로 측 무선 통신 장치(40)는 환산된 각 정지 하중을 차축의 각 보정 축중으로서 과금 통신 처리 장치(50)에 송신한다.
주행하는 차량(A)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상하 방향으로 가속도를 갖고 진동하고 있다. 이 때문에, 축중계(60)에서 계측되는 하중은, 정지 하중(상하로 진동하지 않는 상태에서 계측되는 하중)에 비해 상하 방향의 가속도에 관련되는 변동을 받은 하중(동하중)으로 되어 있다. 도 5에 있어서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 차량(A)이 상하 방향으로 받는 가속도를 나타낸다.
본 실시형태의 가속도계(31)는, 정지 상태에 있어서 아래 방향으로 중력 가속도에 상당하는 1G(≒ 9.8 m/s2)를 나타낸다. 예를 들어, 도 5의 진동 파형의 진폭의 중심값은 1G를 나타낸다.
본 실시형태에서는, 가속도계(31)에 의해 계측되는 상하 방향의 가속도 진동 파형과 축중계(60)에 의해 계측되는 하중의 진동 파형은 위상(位相)이 일치하고 있다. 예를 들어, 상하 방향의 가속도가 최대값을 나타낼 때, 축중계(60)에 의해 계측되는 하중도 최대값을 나타내며, 상하 방향의 가속도가 최소값을 나타낼 때, 축중계(60)에 의해 계측되는 하중도 최소값을 나타낸다.
또한, 가속도계(31)에 의해 계측되는 상하 방향의 가속도에 대하여, 축중계(60)에 의해 계측되는 하중(동하중)은 비례하고 있다. 예를 들어, 상하 방향의 가속도가 2G일 때 계측된 동하중은 정지 하중의 2배로 되고, 상하 방향의 가속도가 0.5 G일 때 계측된 동하중은 정지 하중의 0.5배로 되어 있다.
따라서 보정 연산부(40D)는 도 5처럼 축중계(60)에 의해 계측된 순간(축중계 ON일 때)의 상하 방향의 가속도를, 차재 무선 통신 장치(30)를 통해서 가속도계(31)로부터 취득한다. 그리고 보정 연산부(40D)는 축중계(60)에 의해 계측되는 하중을 취득된 가속도로 나눔으로써 정지 하중으로 환산할 수 있다.
만일 가속도계(31)에 의해 계측되는 상하 방향의 가속도에 대해, 축중계(60)에 의해 계측되는 하중이 비례하지 않는 경우, 보정 연산부(40D)는 각종 상하 방향의 각 가속도에 대한 정하중의 변동률을 미리 파악해두고, 환산식이나 환산 테이블에 의해 정지 하중으로 환산해도 좋다.
게다가, 가속도계(31)에 의해 계측되는 상하 방향의 가속도 진동 파형과 축중계(60)에 의해 계측되는 하중의 진동 파형은, 위상이 일치하지 않는 경우는 다음과 같이 환산해도 좋다.
먼저 가속도계(31)는 주행 중의 차량(A)의 상하 방향의 가속도를 항상 계측하여 도 5와 같은 차량(A)의 가속도의 진동 정보(주기나 진폭)를 파악해 둔다. 그리고 가속도계(31)는, 당해 진동 정보와 함께, 축중계(60)를 밟은 순간의 가속도와 진동 주기에 있어서의 위상(1주기의 어느 부분에 상당하는지)을, 차재 무선 통신 장치(30)를 통해서 보정 연산부(40D)에 출력한다.
다른 한편으로, 보정 연산부(40D)는 미리 각종 진동 상태(진동 파형)에 있어서의 각 가속도 및 위상에서의 정지 하중에 대한 변동률을 파악해 둔다.
이와 같이, 보정 연산부(40D)는 차재 무선 통신 장치(30)를 통해서 취득된 진동 정보와 축중계(60)를 밟은 순간의 가속도 및 위상으로부터 정지 하중에 대한 변동률을 특정하여 정지 하중으로 환산한다.
단, 위상이 일치하지 않는 경우, 가속도계(31)는, 축중계(60)를 밟은 순간의 가속도가 도 5의 후반의 진동과 같은 정상 주행 상태와는 다른 가속도를 검출한 경우(그 장소에서, 가감속을 행했던 경우)는, 상기의 진동 주기에 있어서의 위상이 불명(不明)으로 된다. 이 경우 위상 대신에 가감속인 것을 보정 연산부(40D)에 통지한다.
이 경우도, 보정 연산부(40D)는 미리 각종 가속 감속 시의 진동 상태(진동 파형)를 파악해 둠으로써 변동률을 추정하는 것은 가능하지만, 간단히 가감속이라는 취지를 출력하는 것만으로도 좋다.
이때, 보정 연산부(40D)는, 취득한 차량 ID에 의해, 차량(A)과 선행하는 차량이나 후속하는 차량 등을 구별하여 복수의 차축을 갖는 차량(A) 1대분의 각 차축의 보정 축중을 취득한다.
이에 의해, 진입 측 차량 검지기(90)에 의한 차량(A) 1대분의 통과의 검출은 반드시 필요하지는 않기 때문에, 변형예로서, 과금 시스템(1)은 진입 측 차량 검지기(90)를 설치하지 않는 것으로 해도 좋다.
(과금 통신 처리 장치)
과금 통신 처리 장치(50)의 각 구성 및 기능에 대하여 상세하게 설명한다.
축중 정보 연산부(51B)는 축중 정보 취득부(51A)를 통해 차량(A) 1대분의 각 차축의 보정 축중을 취득한다.
축중 정보 연산부(51B)는 취득한 차량(A) 1대분의 각 차축의 보정 축중 사이의 대표값을 연산한다. 본 실시형태의 경우, 축중 정보 연산부(51B)는 대표값으로서 최대값을 연산하여 당해 최대값을 요금 결정부(51C)에 통지하고 있다.
변형예로서, 축중 정보 연산부(51B)는 대표값으로서 평균값, 중간값 등을 연산해도 좋다.
요금 결정부(51C)는 통지된 대표값을 이용하여 차량(A)의 요금을 결정한다.
각 차량 1대분의 각 차축의 보정 축중 사이의 대표값은, 각 차량이 도로 손상에 주는 영향을 다른 차량과 비교하기 위해 이용할 수 있다. 구체적으로는, 동일한 총중량이라도 보정 축중의 최대값이나 평균값 등이 큰 차량 쪽이 보정 축중의 최대값이나 평균값 등이 작은 차량에 비해 도로 손상에 주는 영향이 크다. 이와 같이, 각 차량 1대분의 각 차축의 보정 축중 사이의 대표값을 이용하여 요금을 산출함으로써, 과금 통신 처리 장치(50)는, 적어도 다른 차량과 비교에 있어서, 도로 손상에 주는 영향도의 크기에 따른 요금을 과금할 수 있다.
변형예로서, 축중 정보 연산부(51B)는 차량(A)의 전 보정 축중의 총화를 연산해도 좋다. 이 경우, 축중 정보 연산부(51B)는 연산한 차량(A)의 전 보정 축중의 총화를 요금 결정부(51C)에 통지하여 차량(A)의 전 보정 축중의 총화에 관련된 요금을 결정한다.
차량(A)의 전 보정 축중의 총화에 관련하여 요금을 결정하면, 차량(A)의 총중량에 관련된 요금을 과금할 수 있다. 차량 단위의 도로 손상에 대한 영향도의 크기는 각 차축의 총중량에 관련되기 때문에, 도로 손상에 대한 영향도의 크기에 따른 요금을 과금할 수 있다.
다른 변형예로서, 축중 정보 연산부(51B)는 차량(A)의 전 보정 축중을 취득하는 동시에 통신 안테나(80)를 통해서 각 차축의 차륜 수를 취득해도 좋다. 이 경우, 축중 정보 연산부(51B)는 보정 축중을 각 차륜의 차륜 수로 나누어 각 윤중(輪重)(wheel load)(각 차륜의 하중)을 산출한다. 또한, 축중 정보 연산부(51B)는 취득한 차량(A) 1대분의 각 차륜의 윤중 사이의 대표값(최대값, 평균값 등)을 연산하고, 연산한 대표값을 요금 결정부(51C)에 통지한다. 그리고 요금 결정부(51C)는 통지된 대표값을 이용하여 차량(A)의 요금을 결정한다.
예를 들어, 같은 축중이라도 각 차축이 구비하는 차륜 수가 적은 쪽이 국소적인 하중이 크고, 각 차축이 구비하는 차륜 수가 많은 쪽이 국소적인 하중이 작아진다. 그 때문에, 각 차량 1대분의 각 윤중 사이의 최대값이나 평균값 등의 대표값에 기초하여 요금을 과금하면, 차륜별의 도로 손상에 대한 영향도의 크기에 따른 요금을 과금할 수 있다.
(과금 방법)
본 발명에 관한 과금 방법의 실시형태에 대하여, 과금 시스템(1) 및 차재 시스템(10)을 이용하여 설명한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 가속도계(31)는 언제나 상하 방향의 가속도를 계측한다(S1: 가속도 계측 스텝). 축중계(60)는 차량(A)의 각 차축의 축중을 계측한다(S2: 축중 계측 스텝). 과금 시스템(1)에 진입한 차량(A)에 의해 축중계(60)가 밟혀서, 축중계(60)로 하중이 검출된 경우(S2: 예), 도로 측 무선 통신 장치(40)는, 차량(A)의 복수의 차재 무선 통신 장치(30) 중, 계측된 축중에 관련되는 차축의 근방에 설치된 차재 무선 통신 장치(30)로부터 가속도 정보를 취득한다(S3: 가속도 정보 취득 스텝). 축중계(60)로 축중이 검출되지 않은 경우(S2: 아니오), 가속도계(31)는 계속해서 언제나 상하 방향의 가속도를 계측한다. 그 다음에, 도로 측 무선 통신 장치(40)는 가속도 정보에 기초하여 각 차축의 축중계(60)의 계측 결과를 보정하여 각 차축의 보정 축중을 연산한다(S4: 보정 연산 스텝). 그 다음에, 통신 안테나(80)는 차재기(20)로부터 상세한 차량 정보를 취득한다(S5: 상세 차량 정보 취득 스텝). 마지막으로, 요금 결정부(51C)는 각 차축의 보정 축중에 기초하여 차량(A)의 요금을 결정한다(S6: 요금 결정 스텝). 그 후, 과금 시스템(1)은 과금 처리를 행하여(S7: 과금 처리 스텝), 과금 처리 결과를 차량(A)의 차재기(20)에 송신하는 동시에 취득한 정보나 과금 처리 결과 등을 중앙 결재 처리 장치(70)(상위 장치)에 출력한다.
(작용 및 효과)
본 실시형태의 작용 효과에 대하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 과금 시스템(1)은 각 차축의 축중 계측 결과에 기초하여 요금을 결정하고 있다. 그 때문에, 같은 총중량이라도 차축 수가 다른 차량이나 전후의 적재 밸런스가 다른 차량 사이에서 과금 시스템은 다른 요금을 과금할 수 있다.
또한, 과금 시스템(1)은 각 차축의 상하의 가속도로 축중을 보정하고 있다. 이 때문에, 과금 시스템(1)은 주행 시의 차량의 가속도나 진동 등에 기인하는 각 차축의 상하의 가속도 영향이 경감된 축중 계측 결과에 의해 차량의 요금을 결정할 수 있다.
또한, 과금 시스템(1)은, 축중 계측이 행해질 때마다 가속도 정보를 취득한다. 따라서 과금 시스템(1)은 계측된 각 차축에 1 대 1로 관련되는 가속도 정보를 취득할 수 있다.
또한, 과금 시스템(1)은 각 차축의 보정 축중 사이의 대표값에 관련된 요금을 과금할 수 있다. 차량 단위의 도로 손상에 대한 영향도의 크기는 (적재물을 포함하는) 차량의 대표값에 관련되기 때문에, 과금 시스템은 도로 손상에 대한 영향도의 크기에 따른 요금을 과금할 수 있다. 특히, 각 보정 축중의 최대값에 관련된 요금을 결정함으로써, 동일한 총중량의 차량이라도 차축 단위의 국소적인 최대 하중에 관련된 요금을 과금할 수 있다.
또한, 각 보정 축중의 평균값에 관련된 요금을 결정함으로써, 동일한 총중량의 차량이라도 차축 수에 관련된 요금을 과금으로 할 수 있다.
본 실시형태의 과금 시스템(1)은 아일랜드(I)에 부설된 세퍼레이트 레인 방식이지만, 변형예로서, 프리 플로 시스템의 과금 시스템에 적용되어도 좋다.
<제2 실시형태>
본 발명에 관한 과금 시스템 및 차재 시스템의 제2 실시형태에 대하여, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
본 실시형태의 과금 시스템은 제1 실시형태와 기본적으로 동일하지만, 과금 통신 처리 장치를 대신하여 요금 자동 수수기를 적용하고 있는 점이 다르다. 이하 다른 점에 대하여 상세하게 설명한다.
도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 과금 시스템(100)은 요금 자동 수수기(150)를 구비한다. 요금 자동 수수기(150)는 차선(L)을 주행하는 차량(A)의 운전자 등(이용자)에게 과금액 등을 제시하여 요금 수수 처리를 행하는 기계이다. 요금 자동 수수기(150)의 전면(차선(L) 측을 향하는 면)에는, 과금액을 제시하는 디스플레이나 지폐, 동전 또는 신용카드 등을 접수하는 접수구 등이 설치되어 있다.
요금 자동 수수기(150)는 축중계(60) 및 도로 측 무선 통신 장치(40)의 하류 측에 있어서의 아일랜드(I) 상에 설치되어 차량(A)에 관련된 금액을 과금한다.
요금 자동 수수기(150)는 과금 정보 처리부(151)를 구비한다. 축중 정보 취득부(151A), 축중 정보 연산부(151B) 및 요금 결정부(151C)를 구비한 과금 정보 처리부(151)는 제1 실시형태와 동일한 기능을 발휘한다.
본 실시형태의 과금 시스템(100)에 대하여, 차재 시스템(10)의 차재기(20)는 반드시 필요하지 않으므로, 변형예로서, 차재 시스템(10)은, 차재기(20)가 없는 구성으로 해도 좋다.
또한, 상술의 각 실시형태에 있어서는, 과금 시스템의 과금 정보 처리부나 도로 측 무선 통신 장치의 각종 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하고, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 읽어 들여 실행함으로써 각종 처리를 행하는 것으로 하고 있다. 여기서, 상술한 각 CPU의 각종 처리의 과정은 프로그램의 형식으로 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기억되어 있고, 이 프로그램을 컴퓨터가 읽어 내어 실행함으로써 상기 각종 처리가 행해진다. 또한, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체란, 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등을 말한다. 또한, 이 컴퓨터 프로그램을 통신 회선에 의해 컴퓨터에 전송하고, 이 전송을 받은 컴퓨터가 당해 프로그램을 실행하도록 해도 좋다.
또한, 과금 시스템의 과금 정보 처리부나 도로 측 무선 통신 장치의 각종 기능이 네트워크로 접속되는 복수의 장치에 걸쳐 구비되는 양태라도 좋다.
이상, 본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 실시형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그의 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되면 마찬가지로, 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그의 균등한 범위에 포함되는 것으로 한다.
예를 들어, 본 실시형태는 유료 도로의 통행 요금 과금 시스템이지만, 주차장의 주차 요금의 과금 시스템에 적용해도 좋다.
본 실시형태의 축중계는 차선(L)의 노면에 매설되어 있지만, 변형예로서, 축중계는 차선(L)의 노면에 이미 설치되어 있는 디딤판이나 디딤판 프레임 등에 매설되어도 좋다.
(산업상 이용가능성)
본 발명의 과금 시스템은 주행 시의 차량의 가속도나 진동 등에 의한 영향이 경감된 축중의 계측 결과를 취득하는 것을 목적으로 한다.
1: 과금 시스템
10: 차재 시스템
10': 보조 차재 시스템
20: 차재기
25: 견인차 피견인차 간 통신기
25': 견인차 피견인차 간 보조 통신기
30: 차재 무선 통신 장치
30': 차재 무선 통신 장치
30A: 가속도계 계측값 취득부
30B: 차량 ID 보유부
30C: 가속도 정보 송신부
31: 가속도계
31': 가속도계
40: 도로 측 무선 통신 장치
40A: 축중계 계측값 취득부
40B: 가속도 정보 요구부
40C: 가속도 정보 취득부
40D: 보정 연산부
50: 과금 통신 처리 장치
51: 과금 정보 처리부
51A: 축중 정보 취득부
51B: 축중 정보 연산부
51C: 요금 결정부
60: 축중계
70: 중앙 결재 처리 장치
80: 통신 안테나
90: 진입 측 차량 검지기
91: 발진 제어기
92: 발진 측 차량 검지기
100: 과금 시스템
150: 요금 자동 수수기
151: 과금 정보 처리부
151A: 축중 정보 취득부
151B: 축중 정보 연산부
151C: 요금 결정부
A: 차량
A': 견인차
B': 피견인차
I: 아일랜드
J: 원격지
L: 차선

Claims (9)

  1. 차선 상에 배치되어, 통행하는 복수의 차축을 갖는 차량의 각 차축의 축중을 계측하는 축중계와,
    각 차축에 관련되는 상하 방향의 가속도 정보를 상기 차량으로부터 취득하는 가속도 정보 취득부와,
    상기 가속도 정보에 기초하여 각 차축의 축중계의 계측 결과를 보정하여 각 차축의 보정 축중을 연산하는 보정 연산부와,
    각 차축의 상기 보정 축중 사이의 최대값을 연산하는 축중 정보 연산부와,
    상기 최대값에 기초하여 상기 차량의 요금을 결정하는 요금 결정부
    를 구비하는 과금 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 축중계의 계측 결과의 취득에 응답하여 상기 차량에 상기 가속도 정보의 요구 신호를 송신하는 가속도 정보 요구부를 추가로 구비하고,
    상기 가속도 정보 취득부는 상기 요구 신호에 응답하여 차량으로부터 제공되는 상기 가속도 정보를 취득하는 과금 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 축중 정보 연산부는, 각 차축의 보정 축중의 총화를 연산하는 과금 시스템.
  6. 삭제
  7. 차선 상에 배치된 축중계에서, 통행하는 복수의 차축을 갖는 차량의 각 차축의 축중을 계측하는 축중 계측 스텝과,
    각 차축에 관련되는 상하 방향의 가속도 정보를 상기 차량으로부터 취득하는 가속도 정보 취득 스텝과,
    상기 가속도 정보에 기초하여 각 차축의 축중계의 계측 결과를 보정하여 각 차축의 보정 축중을 연산하는 보정 연산 스텝과,
    각 차축의 상기 보정 축중 사이의 최대값을 연산하는 축중 정보 연산 스텝과,
    상기 최대값에 기초하여 상기 차량의 요금을 결정하는 요금 결정 스텝
    을 갖는 과금 방법.
  8. 삭제
  9. 차선 상에 배치되어, 통행하는 복수의 차축을 갖는 차량의 각 차축의 축중을 계측하는 축중계와, 각 차축의 보정 축중 사이의 최대값을 연산하는 축중 정보 연산부와, 상기 최대값에 기초하여 상기 차량의 요금을 결정하는 요금 결정부를 구비하는 과금 시스템의 컴퓨터를,
    각 차축에 관련되는 상하 방향의 가속도 정보를 상기 차량으로부터 취득하는 가속도 정보 취득부와,
    상기 가속도 정보에 기초하여 각 차축의 축중계의 계측결과를 보정하여 각 차축의 보정 축중을 연산하는 보정 연산부
    로서 기능시키는 프로그램을 기록한 기록매체.
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