KR20060091968A - 지피에스, 스마트카드 및 휴대폰을 이용한 도로교통요금징수시스템 - Google Patents

Abstract

도로 교통을 원할히 하고 사용자에게는 도로교통정보를 제공하며 시스템을 운영하는 측에는 도로 사용자에게 자동으로 도로 교통 이용 요금을 부과할 수 있도록 하기 위하여 GPS를 이용, 도로 이용자와 요금 부과 지역 위치 정보와의 상대 위치 정보값을 조사하여 사용하고, 사용자의 간단한 정보, 금융결제기능과 차량 정보 등을 내재하는 다기능 스마트카드를 결제 수단으로 하며 휴대폰을 도로 교통 이용 정산시스템과의 접속을 위한 수단으로 하는 시스템 및 그 구성과 관련 서비스를 본 발명을 통하여 제안한다.

GPS, 휴대폰, 스마트카드, 교통요금, 부과, 정산, 결제

Description

지피에스, 스마트카드 및 휴대폰을 이용한 도로교통요금징수시스템{system for collecting road communication fee using a smart card, a portable phone and GPS}

도 1은 현금 또는 선불인쇄카드 도로 요금 결제 및 정산 시스템이다.

도 2는 비접촉식 선/후불 카드를 이용한 도로 요금 결제 및 정산 시스템이다.

도 3는 ETCS(Electronic Toll Collection System) 요금 결제 및 정산 시스템이다.

도 4는 GPS, 스마트카드 및 휴대폰을 이용한 도로요금 정산 시스템이다.

도 5는 후불식 카드 도로요금 부과 및 정산처리 순서도이다.

도 6은 선불식 카드 도로요금 부과 및 정산처리 순서도이다.

본 발명은 GPS, 스마트카드 및 휴대폰을 이용하여 도로교통요금 등을 징수하기 위한 시스템 및 그 구성과 관련 서비스방법에 관한 것이다.

도로 교통 운행에 요금을 부과하는 고전적인 방식은 요금 징수 시작점, 또는 진입게이트에서 진입 게이트의 정보를 수록한 마그네틱테이프 또는 자기띠를 포함하는 종이 재질의 통행표를 발권받아 통행의 목적지인 요금 징수 정산점, 또는 진 출게이트에서 통행표를 제출하며 현금 또는 현금으로 구입한 선불인쇄카드를 사용하여 결제 및 정산을 하는 것으로 이하 현금 또는 선불인쇄카드 도로 요금 결제 및 정산방법이라 이름을 정하고 그 체계를 도1에 나타내었다. 이러한 방식에 있어 각 요금 정산소에는 요금의 결제를 위하여 사람이 배치되며 운전자와 현금 또는 선불인쇄카드를 주고 받는 과정을 각 차량마다 모두 수행하게 됨으로 차량 통행량이 많을 경우 수동 요금 정산과정에 따른 진출게이트에서의 차량 정체가 발생될 수 있게 되고 운전 차량에 시간 지연에 의한 비용을 일방적으로 부담지울 수 있게 된다. 또한 운전자가 진입게이트에서 발급 받은 통행표에는 차량 번호 및 종류 등의 차량 정보가 수록되어 있지 않으므로 차량 운행의 중간 과정에 있는 도로 양방향 공용 휴게소에서 서로 다른 차량의 운전자가 불법으로 통행표를 교환 등의 과정을 거치게 되는 경우, 즉 인위적인 불법 통행 요금 변경을 시도하는 경우 요금 부과가 비정상적으로 처리될 수 밖에 없는 문제점을 내재한다. 수동 정산 처리의 장점으로 관리 인원의 육안 식별에 따라 차량 분류 및 과금처리를 수행하므로 정확한 과금이 될 수 있고 식별을 위한 별도의 부가 장치를 설치하지 않아도 되는 이점이 있다.

상기의 방법에 따른 문제점을 해소하고자 반자동 방식과 자동 방식의 요금 부과 및 정산 방법이 요구되었고, 이 중 반자동 방식의 대표적인 방법으로 비접촉방식의 외부 인터페이스를 지원하는 칩을 내장한 선불 또는 후불 비접촉식 카드를 지불 수단으로 사용하는 것이 있고 그 운영은 다음과 같다.

즉 근접 거리내에서의 통신을 지원하고 이미 상용화되어 있는 주파수 대역인 13.56MHz(ISO14443)를 주로 사용하고 있다.

요금 부과와 정산을 자동으로 하는 방식중의 한가지로 특정 주파수대역을 이용하여 차량과 각 게이트와의 직접적인 상호 통신을 통하여 처리하는 방법이 있으며, 이 방식의 실제적인 운영은 차량내 부착된 특정 주파수 발,수신 단말기와 각 게이트에 설치된 대형의 게이트 안테나를 구비한 주파수 발,수신 단말장치와의 고속 통신을 기반으로 한다. 상기된 단말기를 부착 또는 내장한 차량이 정지없이 진입게이트를 통과할 때, 차량내 단말기와 게이트 단말장치와의 통신에 의하여 진입게이트 정보와 차량 정보를 상호 교환하고 목적지 진출게이트를 통과할 때, 진출게이트 단말기에서 차량의 단말기 신호를 인식하여 진입게이트에서 송신 취합된 중앙 정보 센터의 해당 차량 정보를 이용하거나 차량 단말기로부터 송신된 진입게이트 정보를 활용하여 차량 단말기에 부과되는 요금정보를 송신함과 동시에 단말기내에 삽입된 운전자의 신용카드 또는 선불카드를 이용하여 요금을 결제하고 정산하게 된다. 각 게이트에서의 차량과 게이트간의 행위를 도3에 표시하였다. 이러한 시스템에서는 차량의 이동중에 요금부과, 결제,정산이 이루어 져야 하므로 고속 통신이 가능하여야 하고 차량의 속도를 고려하여 원거리 통신이 가능한 주파수 대역을 선정하는 것이 바람직하므로 일반적으로 사용되는 주파수는 UHF대역이나 마이크로웨이브 대역이 되고 있다. 이러한 시스템은 도로 교통 요금 정산 시스템운영자측과 도로 운전자인 사용자측에 자동 요금 징수 체계를 기반으로 원할 한 도로 운행을 제공함으로서 단위 시간당 징수 요금의 증가와 시간 절감에 따른 물류 비용 절감 등의 긍정적인 기대 효과를 갖는 반면 각 게이트에 설치되는 대형 안테나를 구비한 송,수신 장치 및 차량내의 송,수신 단말기에 대한 막대한 비용이 투여되어야 만 하 는 단점을 지닌다. 또한 각 국가마다 제정되어 있는 전파관리법에 따라 게이트의 송,수신을 위한 전파 세기와 관련된 전력은 인체에 무해한 범위내에서 적용되어야 하나 고속으로 게이트를 통과하는 차량에 대하여도 안정된 차량 단말기 인식을 필요로 하는, 즉 원거리, 고속 통신을 필요로 하는 시스템의 특성과 송,수신 전력의 양이 통신 거리와 비례하는 물리적인 특성에 비추어 본다면 시스템의 안정성을 전파관리법 한계내에서 유지하여야 하는 시행상의 기술적 어려움이 있다고 할 수 있다.

본 발명에서는 기존의 수동, 반자동, 자동의 도로 통행 요금 부과 방식에서의 장점을 유지하고 단점을 보완하기 위한 방법으로 위성으로부터의 GPS 정보를 활용하고 이미 확대 보급된 이동 통신 단말기를 사용하며 차량 운전자에게 발급된 스마트 칩이 내장된 신용 또는 선, 직불카드를 이용하여 자동으로 부과된 요금에 대한 결제를 할 수 있도록 하는 차량 내부 시스템과 그러한 시스템을 정산 센터 서버와 이동 통신망과 유선망을 이용하여 연결하고 요금 정산소에서 요금 부과 대상인 차량이 진출 게이트를 통과할 때 자동으로 통신망을 연결, 차량으로부터 진입게이트 정보를 받아 진출게이트까지의 요금을 산출 차량에 부과함과 동시에 결제 및 정산처리를 할 수 있도록 하는 전체 시스템과 이를 이용한 부가 서비스를 제안하고자 한다.

이러한 기반을 통하여 적은 비용으로 도로 교통을 보다 원할히 하고 사용자에게 다양한 서비스를 제공할 수 있도록 하며 시스템 운영자는 이를 통한 장기적인 수익 모델 창출이 가능하도록 하는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 시스템은 크게 하드웨어적으로 차량내 유니트와 독립 정산 시스템이 있고 그 실제적인 구성은 다음과 같다.

차량내 유니트는 인공 위성으로부터 송신되는 위치 정보를 감지하기 위한 GPS 모듈부, 차량 번호, 운전자 정보, 신용, 직불 계좌정보, 선불 정보등을 가진 자체 마이크로콘트롤러를 내장한 스마트카드를 인식하고 데이터를 쓸 수 있도록 설계된 스마트카드 리더 모듈, 독립형의 이동 통신 단말기를 거취하고 자동 전화걸기 및 데이터 송수신을 위한 이동 통신 단말기 인터페이스부 및 각 모듈부를 제어하거나 발생되는 데이터의 저장을 하거나 이를 표식처리하기 위한 제어 모듈등으로 구성되어 있고 이의 개략도는 도 4와 같다. 이동 통신 단말기 인터페이스부를 통한 개인 카드내의 정보 입출시 우려되는 정보의 인위적인 유출 및 오용을 방지하기 위하여 데이터의 암/복호화를 수행하는 것이 바람직하고 관련하여 소위 SAM(Security Access Module)이라는 암/복호화 모듈을 스마트카드 모듈내에 설치하여 운영할 수 있다. 또한 향후 다양하게 전개될 VOD, AOD, 네비게이션 등 차량내 유비쿼터스 환경과 관련한 운전자의 요구에 부합하기 위하여 해당 인터페이스부를 다양한 데이터 송수신, 신호의 처리를 고려하여 기 표준화된 것을 사용하거나 규격을 표준화하여 처리하는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법은, 위성으로부터의 차량의 GPS 위치정보를 게이트위치정보와 비교, 유료도로에의 게이트(통과게이트 또는 진입게이트 및 진출게이트)에의 접근 여부를 인식하여 차량정보와 함께 이동 통신 단말기를 사용하여 요금을 산출 차량에 부과함과 동시에 차량 운전자에게 발급된 스마트 칩이 내장된 신용 또는 선, 직불카드를 이용하여 자동으로 부과된 요금에 대한 결제 및 정산처리를 할 수 있도록 하는 것이다.

정산시스템은 정산 중앙 서버와 각 진출 게이트에서 운용될 수 있는 클라이언트 서버로 구성되며 진출 게이트를 통과하는 차량과 관련하여 요금이 부과되는 과정과 결제, 정산의 실제적인 운영은 다음과 같다. 차량이 진출 게이트를 통과하기 전에 위성으로부터 입수된 차량의 현재 위치 정보와 진출 게이트 위치 정보를 비교하여 일치 할 경우 즉시 차량 운전자에게는 현재 진출 게이트를 통과할 예정이거나 통과했다는 정보를 표시해주고 동시에 차량 유니트의 스마트카드 리더 모듈에 요금 결제가 가능한 스마트카드가 삽입되었는지 아닌지를 알려주며 삽입되지 않았을 때에는 삽입을 요청하는 메시지를 보여 주도록 한다. 이 때 운전자가 해당 카드를 미소지한 경우는 현금 정산용 진출게이트로 차량을 운행하여 도로 교통 요금 징수 관리 요원에게 이 사실을 통보하고 관리 요원이 임시 지급하는 스마트카드를 받아 차량내 유니트에 삽입 진입 게이트 정보를 다운로드 받고 이를 관리 요원에게 반납, 관리 요원은 이 카드내에 기록된 진입 게이트 정보를 클라이언트 정산 서버에 연결된 로컬 스마트카드 리더를 통하여 읽고 내부의 로컬 정산 프로그램에 의하여 차량에 대한 요금을 표시하고 차량 운전자에게 요금을 부과 결제하도록 하고 운전자의 필요시 영수증을 발급한다. 발생된 요금 부과, 요금 결제 방법 및 정산 데이터는 중앙 정산 서버로 보내 진다. 운전자가 스마트카드를 소지하고 이 카드가 차량내 유니트에 삽입되어진 경우,차량내 유니트와 연결된 이동 통신 단말기를 통하여 중앙 정산 서버에 무선으로 연결되어 지고 스마트카드내의 차량 정보, 진입 게이트 정보 및 운전자 카드 결제 정보를 갖고 부과할 요금을 계산하고 해당 요금에 대한 스마트카드의 요금 결제 유용성정보, 즉 후불 카드의 경우, 카드의 신용정보를 조사하여 이상이 없을 때 즉시 결제, 정산 처리하고 이를 차량내 유니트로 정산 처리된 정보를 송부하여 운전자가 확인 가능하도록 한다. 선불 결제 방식의 스마트카드인 경우 차량내 유니트에서 선불 카드에 대한 잔액 정보를 조사하여 차량내 운전자에게 알려 주고 상기의 후불 카드의 경우와 마찬가지로 차량내 유니트와 연결된 이동 통신 단말기를 통하여 중앙 정산 서버에 무선으로 연결되어 지고 스마트카드내의 차량 정보, 진입 게이트 정보 및 운전자 카드 잔액 정보를 갖고 부과할 요금을 계산하고 해당 요금에 대한 스마트카드 결제 금액만큼을 차감, 정산하고 동시에 차량내 유니트로 결제가 되었음을 알려 준다. 후불형카드 및 선불형카드에 대한 요금부과 및 정산처리를 도5, 도6에 각 각 나타내었다. 진출게이트 통과시 후불형카드, 선불형카드 각 각에 대하여 부과되는 요금에 대한 신용 불량, 잔액 부족등의 문제로 결제 처리가 불가능하다고 차량내 운전자의 인식하에 정산 서버의 판단이 이루어지는 차량의 경우 현금 결제가 가능한 진출게이트로 통과하지 않고 일반 진출게이트를 통과한다면 통과 이전에 중앙 정산 서버로부터 진출 게이트 클라이언트 서버로 송신되어진 이상 차량 정보를 받고 카메라등이 설치된 별도의 차량 인식 장치를 사용하여 차량을 분류해 내어 차량 소유자에게 부과된 요금에 대한 별도의 과태료를 책정하여 부과할 수 있다. 본 방식의 운영을 원할히 하기 위하여 는 각 게이트 통과 전,후의 특정 지점들에 대한 위치 정보를 차량내 유니트에 저장하고 차량의 통과를 확인하는 것이 바람직하며 기 설치된 진출게이트의 경우 일반적으로 게이트의 진입 이전에 차량의 감속을 위하여 약 500 미터 전방부터 도로의 우회 또는 좌회를 거치도록 도로 설계가 되어 있으므로 차량내 유니트와 이동 통신 단말기를 통하여 정산 서버간의 차량의 부과 요금 계산과 요금 표시 실제적인 정산 및 결제 이상 차량에 대한 예외 처리를 위한 시간이 충분하다고 할 수 있다.

본 방식은 기존의 반자동, 자동 방식이 갖는 문제점인 결제 및 정산을 위한 도로 교통의 정체나 설치 인프라 비용 과다와 같은 문제점을 모두 해결 할 수 있으며 게이트에서의 무선 통신 장애로 인한 결제 오류 및 조치 불가와 같은 기술적인 문제들에 대하여도 안정된 이동 통신 수단을 이용한 결제 처리를 제공하므로 게이트를 통과한 후에도 정해진 회수의 접속을 통하여 차량 운전자에 대한 불이익 및 불만 요소를 해결할 수 있는 기반을 제공하게 되는 장점을 지닌다.

도로의 증설이나 개선에 따른 게이트의 위치 정보 변경 등에 대한 차량 유니트내의 게이트 위치 정보의 주기적 또는 비 정기적인 수정 보완을 위하여 차량내 설치된 유니트를 탈착한 후 차량 운전자의 퍼스널컴퓨터 또는 기타의 컴퓨팅 장비와 인터넷을 통하여 쉽게 연결이 가능하도록 차량 유니트를 설계하고 특정한 인터넷 사이트를 통하여 변경된 정보를 다운로드 시킬 수 있게 하거나 차량내 유니트와 연결한 이동 통신 단말기를 통하여 변경된 위치 정보를 다운로드 받을 수 있게 끔 해주는 것이 바람직하다.

사용자의 퍼스널컴퓨터를 통한 온라인 결제가 필요한 경우, 유니트를 해당 퍼스널컴퓨터에 연결하고 결제가 필요한 사이트에 온라인 접속후 연결된 유니트에 스마트카드를 삽입 리더기와 카드간의 단자들을 접촉시켜 온라인 결제의 수단으로 사용할 수 있다.

변경된 도로 교통 위치 정보의 다운로드 시, 입력되는 위치 정보의 게이트 주변 지역내 업체 또는 특산물 등의 광고 정보를 동시에 입력하여 해당 게이트를 통과하는 차량에 대한 광고를 자동으로 실행하고 광고주로부터 시스템 운영 비용의 일부를 충당하는 것이 가능하다.

차량내 설치되는 유니트는 배포 또는 판매이전 차량 운전자의 동의 하에 정해진 기간 동안 관련된 스마트카드사용 의무 약정을 정하고 차량 번호등의 차량 정보를 유니트 내부에 저장하고 운전자의 신용 카드 번호, 면허등의 운전자 정보를 스마트카드내부에 저장시켜 발급하도록 한다. 무료로 배포하는 경우 유니트 비용의 부과를 사용되는 스마트카드가 신용카드 기능을 갖는다면 신용 카드사와의 개인별 약정을 통하여 정해진 기간내, 카드 사용액의 수수료 범위내에서 정해진 요율로 차감하는 방식 등을 통하여 인프라 비용의 충당이 가능하다. 이외에도 발급된 차량 스마트카드를 도로 구간 내에 설치된 휴게소등에서 결제 용도로 사용할 수 있게 하거나 인증 또는 결제 수단으로서 다른 응용 분야에도 적용될 수 있도록 하여 시스템 운영자의 비용을 충당하거나 제2, 제3의 수익 모델 창출이 가능하게 되는 장점을 지닌다.

상술한 바와 같이, 본 발명은, 적은 비용으로 도로 교통을 보다 원할히 하고 사용자에게 다양한 서비스를 제공할 수 있도록 하며 이를 통한 장기적인 수익 모델 창출이 가능하도록 하는 등의 다양한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 인공 위성으로부터 발신되는 위치 정보를 수신 가능하고 각 유료 도로에 설치된 진입, 진출게이트의 위치 정보값을 갖고 있고 또한 접촉식 인터페이스를 통하여 스마트카드내의 정보를 읽거나 저장할 수 있는 차량내 유니트와 차량 번호, 운전자, 결제 행위인 이나 업체의 결제를 위한 신용 카드번호등의 신용 정보값 또는 선불하여 충전된 금액을 내부적으로 암호화된 형태로 저장하고 중앙연산처리장치를 내재한 스마트카드 및 차량내 유니트와 연결되어 지는 이동 통신 단말기를 사용하여 자동으로 콜링하여 무선 방식으로 독립적인 정산 서버와 연결 도로 교통 요금을 부과하고 결제 및 정산을 할 수 있도록 구비된 시스템.
2. 컴퓨터와 데이터 송,수신을 위한 연결이 가능하고 연결된 컴퓨터 또는 이동 통신 단말기를 사용하여 진입, 진출게이트의 위치 정보값을 갱신 가능하며 컴퓨터와 연결 후 내장된 스마트카드 단말기를 온라인 서비스에 대한 결제 단말기로 사용될 수 있으며 별도의 독립적인 디스플레이를 연결 사용가능하도록 설계, 구성된 청구항1의 차량내 유니트.
3. 도로 교통 요금 부과를 위한 진입, 진출게이트 각 각에 대하여 적어도 한개 이상의 위치 정보 값을 갖으며 게이트 주변 지역 정보 및 광고 정보를 내재한 청구항1의 차량내 유니트.

Images