JPH10505691A

JPH10505691A - 電子的車両料金徴収システムおよび方法

Info

Publication number: JPH10505691A
Application number: JP8508737A
Authority: JP
Inventors: ジェイ．ハセット，ジョン
Original assignee: エイティー／コムインコーポレイテッド
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1998-06-02
Also published as: AU3101895A; KR970705807A; WO1996007167A1

Abstract

(57)【要約】本発明の自動料金徴収システムは、ユーザにより購入される利用可能料金額を格納するためのメモリを有する車両料金プロセッサ(IVC)と、近づいてくる料金徴収設備１８のアイデンティティを指示する料金徴収設備識別子信号を送信する料金徴収設備識別部を備える。車両１６が識別部に近づくと、車両内プロセッサ(IVC)は識別子信号を受信し、借方記入されるべき料金を計算する。車両１６が料金徴収設備１８を通過するとき、車両プロセッサは、そのアイデンティティ、その正味残高および料金を伝送し、その料金が口座残高から引き落とされる。車両内プロセッサは低い残高をインクリメントすることもできるが、この場合には車両内プロセッサは情報を伝送し、これが請求を発するため中央システム１４０に中継される。違反者の車両内要素を遮断しあるいは反則者の車両を識別するための種々の手段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】電子的車両料金徴収システムおよび方法［発明の利用分野］本発明は、車両料金徴収システムに関し、特定すると、自動非接触車両料金高速徴収装置および方法に関する。［発明の背景］ますます増大する数の車両がハイウェイを走行し、ハイウェイはますます混雑を極めつつある。従来手段による料金の徴収は、ハイウェイの処理量と安全性によくない影響を及ぼしてきた。料金所での混雑と停滞はますます一般的となりつつある。このような状態は、時間の損失を通じて相当の経済的原価を包含するものであり、生産性を低減させた。さらに、運転者や機械的故障により引き起こされる料金所における由々しい事故も頻度を増した。ある料金機関は、コイン作動の料金徴収装置を設置することによって、あるいは料金プレートシステムを設け、料金徴収者が入って来る車両を適切な料金プレートまたはスティッカーであるか否かついて可視的に検査することによって、これらの問題について対処することを試みた。しかしながら、コイン作動徴収システムは、処理量を増すことにほとんど貢献せず、偽造コインの使用により詐欺を受け易い。料金プレートシステムは同じ欠陥に遭遇し、各車両が、可視検査領域に入る間鋭く減速することを必要とする。それゆえ、このシステムは、料金徴収者の注意力に大きく依存する。さらに、料金徴収のための無線周波数識別（RFID）技術を利用するための多くのシステムが提案された。これらのシステムでは、運転者は、料金ブースを通るとき一連番号により車両を識別するために反射性の送信機または個別的送信機として作用する「タグ」または「カード」を取得する。この技術は、自動車両識別（AVI）とも称される。このシステムにも多数の欠陥がある。特に、RFIDタグは勘定書を操作し記憶するためのマシンインンテリジェントプロセッサを欠くから、料金機関は、システムの全ユーザに対して個々の料金勘定書を維持しなければならない。これは、有料交通量の高い都市領域で特に煩雑となる。料金機関は、数十万もの個々の勘定書を管理することを要することになり、これはAVI システムの操作により作り出される負担である。さらに、RFIDタグは、プロセッサまたはユーザインターフェースを欠くから、車両の運転者は、勘定書の残金を容易に確認できないし、限定または消費されたクレジット（残高）に関する警告を有しない。運転者は若干でも警告をもつ従来の料金徴収レーンと交錯するから、これは混乱と潜在的な安全上の危険を招く。さらに、単一国家の料金機関の不存在の場合、各関与する運転者は、別個の料金機関の勘定書に各々対応する複数のカードを車両に付けることが必要になるだろう。 RFIDシステムはまた、詳細な車両特有の移動記録の生成と蓄積を要するから、ユーザのプライバシの問題を起こすことになる。従来の料金徴収手段が増加したハイウェイ交通量により招来する要求を処理できないことに答えて、改良された料金徴収方法およびシステムを提供する自動化料金設備が提案された。これらの自動化料金徴収設備は、車両が自動化料金徴収ブース中を移動するとき必要な取引きを遂行する無線送信機と受信機の使用によって、従来の料金徴収手段の手動的取引きを除去する。一つのこの種のシステムは、車両により運ばれる料金クレジットの電子キャッシュ（蓄積量）から料金を電子的に徴収する。このように、車両運転者は、有料道路走行前にある量の料金クレジットを購入し得る。車両がその後料金徴収ブースを通って移動するとき、無線周波数の交換が行われ、適当量が車両の料金クレジットから自動的に引き出される。上述の自動化料金徴収システムは、単一レーン有料道路や単一レーンの橋やトンネルに対してよく機能するが、システムが複式レーンの環境で実施されるとき重大な問題が存在する。複式レーンの環境においては、各有料レーンは、そのレーンを通過する車両の移動無線トランシーバと相互作用する固定の無線トランシーバを備えている。複式通路の問題は、一つのレーンの１台の車両から伝送される情報が、複式有料レーンの固定トランシーバによりピックアップされるときに起こる。それゆえ、レーン１の車両から徴収される料金がレーン２の車両に貸し方記入（貸付け）されるという可能性が存在する。他通路の影響は、料金回避者が自動化料金システムを悪用したり、請求を偶発的に誤割当したりすることを可能にする。他通路の影響を最小化するための多数の従来システムが存在する。これらのシステムは、普通、一方のレーンの料金トランシーバを、隣接するレーンを走行する移動体から伝送される信号から遮蔽することを試みる。この種のシステムは、車両が予定された領域に入ったときを識別する近接ゾーンを設定し、ついで車両が予定された時間限界内に料金を伝送することを要求する方法を含む。他のシステムは、有料レーンに近接する領域の背後かつそれに隣接してブランキング（無効化）フィールドが伝送される複式フィールド環境を設定する。ブランキングゾーンは、料金ステーションにより受信されるような複式通路信号を埋没させる働きをする。従来のシステムは、接近する移動体の実際の位置を決定する手段を提供しない。このため、従来のシステムは、料金徴収システムが該料金徴収システムに接近してくるトラフィックの物理的順序を決定することができない。さらに、従来のシステムは、レーンのサイズおよびレーントランシーバ間に存在しなければならない間隔に関して規制をおく。したがって、本発明の目的は、道路の交通容量を相当に増すことができる改良された料金徴収方法および装置を提供する。本発明の他の目的は、ハイウェイの安全性を向上しながら料金徴収の速度を増す料金徴収方法および装置を提供することである。本発明のさらに他の目的は、複数の料金徴収機関または複数の幅広に離間された位置にある機関により料金徴収手段を利用し支持するに便利なこの種の装置および方法を提供することである。本発明のさらに他の目的は、運営管理負担を低減し、使用者および料金徴収機関に対する取引きリポートの発行を容易にし、さらにユーザのプライバシを保護する料金徴収システムを提供することである。本発明のさらに他の目的は、信頼性があり、詐欺や料金回避の試みに抗し、しかも既存の料金管理システムに容易に組み込める料金徴収システムを提供することである。本発明のさらに他の目的は、自動化料金システムに接近してくる車両のレーン位置を決定するためのシステムを提供することである。本発明のさらに他の目的は、自動化料金システムに接近してくる移動体の順序を決定するための機構を提供することである。本発明のさらに他の目的は、固定トランシーバに接近してくる移動目標の相対位置を決定するためのシステムを提供することである。本発明のさらに他の目的は、他の料金徴収トランシーバと接近下に働き得る料金徴収トランシーバを使用する自動化料金徴収のためのシステムを提供することである。本発明の他の一般的目的および特定の目的は、一部は明らかであり、一部は以下の記述から明らかとなろう。［発明の概要］上述の目的は、道路に沿って高速度で移動する車両から料金を自動的に徴収する方法およびシステムにより達成される。本発明のシステムは、その一側面として、料金徴収のために車両が通過し得る少なくとも第１の料金徴収設備と、接近しつつある料金徴収設備での料金取引において借方記入するのに利用可能な金銭量を表わす利用可能料金額信号と車両固有の識別子を格納するためのメモリを有する車両内応答用料金プロセッサとを備える。最初、料金プロセッサは、例えばある料金徴収設備にて、初利用可能料金額の値を表わす電子的な総料金額信号でロードされる。第１の料金徴収設備の徴収部に対応しかつ該徴収部から離間された第１の料金徴収設備識別部が、(i)第１料金徴収設備の位置を一意的に、さらに(ii)道路に対応する料金徴収スケジュールを任意的に表わす第１の料金徴収設備識別子信号を伝送する。移動車両が第１料金徴収設備識別部に近づくと、車両内料金プロセッサは、第１料金徴収設備識別子信号を受信、格納し、第１料金徴収設備識別子信号に応答して、第１料金徴収設備にて借方記入（請求）されるべき料金額を計算する。特に、車両内料金プロセッサは、計算された料金額を車両内プロセッサに格納される利用可能料金額信号と比較して、利用可能料金額信号により表される金銭量が計算された料金額に等しいかそれよりも多いかを試験する。車両内プロセッサは、この比較の選択された結果に応答して、第１自動化料金徴収設備利用許可を表わす、ビーッ音または閃光着色光を伴うビーッ音のような信号を車両運転者に供給する。ついで、車両が第１料金徴収設備の徴収部に近付きそれを通過するとき、第１料金徴収設備の徴収部は、料金徴収信号を伝送し、車両内料金プロセッサに蓄積額から料金額を請求することを命令する。車両内料金プロセッサは応答し、その蓄積額から計算された料金額を請求し、請求された量に従って利用可能料金額信号の値を減ずる。ついで、車両内プロセッサは、料金徴収設備の徴収部に、その識別、計算された料金額および勘定残高を指示する取引き確認信号を伝送する。本発明のシステムは、他の側面として、車両内プロセッサにより実行される比較により、利用可能料金額が計算された料金額より少ないか、20ドルのような予め定められプログラムされた最小残高より少ないことを指示されると、車両内プロセッサは、それに応答して、残高を内部的にインクリメントし、料金徴収設備が銀行口座やクレジットカード会社のようなクレジットまたは請求機関に新しい増分を請求することを保証するように請求メッセージを起動する。本発明のシステムは、他の側面として、料金額が車両がどこで有料道路に入りどこから有料道路を出るかに依存して変わる漸増有料道路での動作を可能にする。本発明システムは、この側面においては、第１料金徴収設備から離れた少なくとも第２の料金徴収設備を備える。この場合、第２料金徴収設備の徴収部に対応しておりかつこれから離間した第２の料金徴収設備識別部が備えられる。第２料金徴収識別部は、(1)第２料金徴収設備の位置を一意に表わしさらに好ましくは( ii)道路に対応する料金徴収スケジュールを表わす少なくとも第２の料金徴収設備識別子信号を伝送する。以下に論述されるように、料金スケジュールは、全出口に対する全種の車両に対するスケジュールとしてもよいし、特定の場所に出入りする前者車両に対するスケジュールとしてもよい。車両内料金プロセッサは、第２料金徴収設備識別子信号を受信し、そして車両が第１料金徴収設備を予め通過していなければ、車両内料金プロセッサは、格納されている第１料金徴収設備識別子信号上に第２料金徴収設備識別子信号を上書きする。本発明の１側面として、料金徴収設備識別子信号、車両識別子信号および料金取引き信号または確認信号は、無線周波数信号にコード化され、そしてこのコード類は、詐欺の可能性を減ずるようにあるいは追加の選択された情報を搬送するように動的に変更できる。車両が料金徴収ステーションを通過するときの車両の位置の精確な識別は、本発明の一側面で達成されるが、この一側面として、既知のフィールドパターンで識別信号を伝送する複式レーン道路の１レーン上に位置付けされた少なくとも一つ固定トランシーバユニットが含まれる。複式レーン道路に沿って走行する移動送信機ユニットが、識別信号を受信し、固定トランシーバユニットのアイデンティティをデコードし、信号の強さを評価する。移動トランシーバは、この情報から固定トランシーバユニットに関するその位置を決定する。特に、少なくとも一つの固定トランシーバユニットが、複式レーン道路の１レーン上に位置付けられる。トランシーバは、無線周波数信号を伝送する高指向性アンテナを具備する。信号は、道路に沿って接近してくる車両の方向に向けられる。アンテナから放送される信号は、複式レーン道路の１レーン内にフィールドパターンを設定する。信号をアンテナが向けられるレーンを識別する情報デコード化することによって、道路の１レーンを一意的に識別する無線周波数フィールドを設定できる。本発明にしたがって作られたトランシーバを具備する車両が、アンテナフィールドパターンを受信し処理することによって、車両の移動レーンおよび固定トランシーバからの車両の距離を決定する。自動車のような車両内に固定された移動トランシーバは、固定トランシーバにより発生される信号を受信する。移動トランシーバは、これらの信号をでコードし、どのレーンから信号が放送されたかを決定する。ついで、移動トランシーバは、信号強度を各レーンのアイデンティティと関連づけるが、この強度は固定トランシーバ指向アンテナの既知のフィールドパターンに比較できる。移動トランシーバは、信号強度と信号アイデンティティを処理して、固定トランシーバに関するその位置を決定する。続いて、車両が固定トランシーバユニットを通過するとき、車両はその車両識別番号とそのレーン位置を送信するから、固定トランシーバはどの車両がどのレーンで通過しつつあるか知る。以下、本発明の性質および目的をさらに完全に理解して頂くため、図面を参照しながら本発明の具体例について説明する。しかしながら、当技術に精通したものであれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の変更、追加および削減をなし得ることは明らかであろう。［図面の簡単な説明］図１は固定料金道路上で使用するに適合した本発明に従う自動料金徴収システムを示す概略ブロック図である。図２は漸増料金道路上で使用するに適合した本発明の他の具体例の概略ブロック図である。図２Ａは他の具体例を示す線図である。図３は図１および図２の具体例に利用される車両内要素(IVC)の詳細を示すブロック図である。図４は本発明にしたが構成されたＴ０およびＴ１送信機の詳細を示すブロック図である。図５は本発明にしたが構成されたＴ２送信機の詳細を示すブロック図である。図６は図１および図２の具体例に利用される増強システムを示す線図である。図７は本発明にしたがって発生されるＲＦ遮蔽フィールドを示す線図である。図８は図１および図２に利用される料金取引管理(TTM)システムのブロック図である。図９Ａおよび図９ＢはＴ２送信機により発生される徴収信号の簡単化された形式および本発明にしたがってIVC により発生される確認信号の簡単化された形式を示す線図である。図１０および図１０Ａは本発明のガントリ型料金徴収システムの具体例およびガントリ上の増強カメラを示す線図である。図１１は本発明に従う道路交通監視および管理システムの概略ブロック図である。図１２は極座標にプロットされたアンテナフィールドパターンのグラフ表示である。図１３はアンテナにより設定される無線フィールドエネルギパターンを例示する本発明の１具体例のグラフ線図である。図１４は特に図１１のシステムで動作するに適合した車両トランスポンダの概略ブロック図である。図１５は道路トラフィックトランシーバからの直線距離を決定するための本発明の１具体例に従う概略ブロック図である。図１６はレーン検出信号の有効性を決定するマイクロプロセッサコードの流れ図である。［例示具体例についての説明］本発明のシステムは、情報の受信、記憶、計算および伝送のための各車両内に設けられた双方向性のモジュールを包含し、そして該モジュールは好ましくは有料レーンを識別するように構成された、料金徴収ステーションに設けられたＲＦトランシーバと通信する。全通信は車両がハイウェイスピードで走行しつつある間に行なうことができるが、各車両の位置は精確に知られ、法律違反者や料金反則者に有効な施行を可能にする。交通レーン局所化技術は、しばらく図１１に飛んで説明することにより理解されるであろう。図１１は、本発明に従う複式レーン車両位置決めシステム２１０（２００代の参照番号は図面上では図面を簡単にするために二桁の番号で記載してあるから２００を追加して読まれたい）のブロック図である。例示の具体例２１０は、車両２１２〜２１６が道路２２４に沿って走行中、車両位置情報がホスト車両２１２〜２１６に位置する車両トランスポンダからレーン送信ユニット２１８〜２２２に転送され、車両位置が決定されることを可能にする。簡単にするため、図１１は３レーン道路２２４を図示しており、所与のホスト車両に対する走行方向は、ここでは「下流方向」と称せられ、矢印で示されている。当技術に精通したものであれば、本発明は、複数レーンに分割されたハイウェイ、橋およびトンネルを含む追加のレーンを有する道路と関連して実施できることを理解できよう。当技術に精通したものは、本発明が、線路や水路のような数々の他の移送システムと関連して実施できることも理解できよう。例示の具体例は、二つの主要素、すなわち、車両トランスポンダ２２８とレーン固定トランシーバ２１８〜２２２を備える。以下にさらに詳細に論述されるように、本発明の好ましい具体例である車両トランスポンダ２２８は、ホスト車両により運ばれ、無線周波数送信機および受信機、中央処理ユニット早期警告信号検出ユニット、信号強度検出ユニット、信号デコードユニットおよびユーザインターフェースを備える。道路固定トランシーバの好ましい具体例は、送信ユニットと、該送信ユニット下方のレーンに向けられた既知のアンテナパターンを有する指向性アンテナを備える。車両トランスポンダ２２８は、レーン送信ユニット２１８〜２２２から信号を受信し、これらの信号を処理してどのレーンの固定送信機が特定の信号を送ったかを決定する。トランスポンダ２２８はまたこれらの信号を処理して、種々のレーン送信ユニットから受信される信号の相対強度を決定する。受信された信号の測定された強度を比較し、この情報を既知のアンテナフィールド強度パターンと比較することによって、トランスポンダは、それらのレーンの位置、したがってレーン送信ユニットに関する車両位置を決定できる。図１１に例示される本発明の具体例において、レーン送信ユニット２１８〜２２２は、一つの送信ユニットが各レーン上に位置するように複式レーン道路を横切って位置付けられる。図１１にさらに指示されるように、各トランシーバユニット２１８〜２２２は、接近しつつある車両の方向にアンテナフィールドパターン２２６を設定するレーン識別信号を放射する。レーン識別信号は、単一フィールドパターンが特定のレーンと関連づけられるようにレーン識別情報でコード化される。例示の具体例において、トランシーバユニット２１２〜２１８により発生される信号は、無線周波数（ＲＦ）信号である。図１２は、トランシーバ２１８〜２２２の送信ユニットから放射されるアンテナパターンを詳細に例示している。図１２に例示の具体例において、フィールドパターンは、904.5Mhzにて送信する寄生導波器をもつフェーズドアレイレーダシステムにより設定されるが、斯界において周知の任意の同様な送信装置を使用できることは明らかなはずである。さらに詳述すると、アンテナフィールドパターンは、移動方向における長手方向偏波作用とビーム成形作用をもつスロット付き導波管アレイにより発生された。フェーズドアレイアンテナは、その放射エネルギの大部分を主ローブ２４０内に送信する。斯界に周知のように、サイドローブ２４２は誤目標検出を防ぐように最小化される。図１２に示されるように、サイドローブは、主ローブからおおむね18db減衰されており、おおむね225 度で角度に広がっている。道路の各レーンに沿ってこのような既知のフィールドパターンを放射することによって、道路は別個の放射フィールド領域に有効に分割される。本発明の代替具体例においては、アンテナの後部から投射されるバックローブは、より大きな領域の既知のフィールドパターンを創成するのに使用されることは、当技術に精通したものには明らかなはずである。図１３はアンテナパターンにより既知の領域に分割されている道路の例を示す。図１３において、アンテナ素子２５０は、道路２５８のレーン２５２、２５４および２５６に沿って既知のフィールド活動パターンを放射する。例示の具体例において、道路の各レーンは、料金障壁２６０により分割される。各レーン内または障壁の数値、例えば-25 は、dbで表わされるＲＦフィードの各位置における強度レベルの減少を表わす。図示される例において、中心レーン２５４に沿って向けられる信号は、アンテナ素子２５０からの距離に関係するエネルギ勾配を設定する。図示の例において、レーン２５４におけるアンテナフィールド強度は、料金障壁２６０の一端から遠端間で測定される40フィートにわたり30db減ずる。さらに図１３図に示されるように、隣接するレーン２５２および２５６内の平行位置は、中心レーン２５４内の平行点より最低14db低い(すなわち、中心レーンに対して-65db そして隣接レーンに対して-79db)。移動トランシーバがアンテナ２５０に近づくとき、隣接するレーン内の平行位置間の強度差は増す（すなわち、アンテナに最近点において45db）。図示の例において、各レーンの中心は、隣接するレーンの中心から最小１４フィート離間されている。このように、本発明は、トランシーバユニット２１８〜２２２が従来の料金徴収ブースの代表的間隔だけ離間されることを可能にする。図１３に示される例から分かるように、-40db の信号強度測定値は、限定されたレーン２５４の約途中である道路領域に対応している。当技術に精通したものであれば、本発明は、送信ユニットに関する位置を指示する他のフィールド強度パターンで実施できることが理解できよう。また、当技術に精通したものであれば、フィールドパターンは、間欠または定常送信により発生されてもよくあるいは各フィールドは独立の周波数特性を有してもよいことを理解できよう。本発明の１実施例において、レーン識別情報は、送信ユニットから放送される信号にディジタル的にコード化される。ディジタルコード化情報の場合、ヘッダ情報およびデータ情報を設定するデータフィールドが創成される。 ----------------------------------------- フィールドサイズスタートファイル２バイトレーン識別４バイトエンドフィールド２バイト当技術に精通したものであれば、本発明は他のデータフィールドパラメータ、または技術上周知の位相シフトキーイング、マンチェスタコード化またはその他の技術のような代替形式のコード化技術との関連において実施できることを理解できるであろう。図１４はトランスポンダ２２８の詳細を示している。トランスポンダは、データプロセッサ２７０、アンテナ素子２７３に接続された受信機２７２、受信機２７２に接続されたデコード手段２７４、受信機２７２とプロセッサ２７０間に接続された信号強度検出ユニット２７６、これも受信機２７２とプロセッサ２７０間に接続された早期警告信号検出ユニット２７８、送信機２８０、プロセッサ２７０に接続されるメモリ要素２２８およびユーザインターフェースセクション２８３とを含む。従来形式の電源２８９がトランスポンダの必要電力を提供する。プロセッサ２７０は、8086マイクロプロセッサまたは8051マイクロコントローラまたは車両位置を決定するために必要な計算を実行し得る他のプロセッサとし得る。図１４Ａに示される具体例においては、受信機２７２とプロセッサ２７０に接続されるデコード手段２７４が、受信機２７２で受信される信号にコード化されているレーン識別情報をデコードする。代替具体例においては、プロセッサ２７０も、追って詳細に記載される態様でコード化信号をデコードし、解釈する。メモリ要素２２８は、好ましくは、信号強度検出情報およびレーン識別情報の処理のための情報を含むプログラム情報を格納するに十分の非揮発性メモリを提供するのがよい。トランスポンダアンテナ２７３は、トランスポンダモジュールそれ自体に合体されてもよいし、セルラー電話装置と関連して採用されるものに類似の従来形式の窓取付けアンテナに取り付けるためレセプタクルを提供してもよい。ユーザインターフェースセクション２８３は、好ましくはユーザ作動キー２８２、LCD またはLED ディスプレイユニット２８４および可聴警報モジュール２８６を備えるのがよい。ディスプレイおよび可聴警報要素は、必要なとき可視の、可聴警報信号を提供し、キーおよびディスプレイ要素は、車両運転者が、レーン位置および固定ベースユニットからの距離に関する情報を得、かつ必要となる任意の情報を装入することを可能にする。ディスプレイおよびユーザインターフェースキーは、プロセッサを制御する従来の格納ソフトウェアルーチンとの組み合わせで、ユーザが、レーン内または道路に沿っての車両位置に関する情報を監視することを可能にする。１具体例においては、ユーザインターフェースは、各々１０の記号の２本のラインを有するアルファベット数字表示を含む。電源装置は、リチウムパワー電池のようなコンパクトなユーザ交換可能な長寿命電池２８９を含むのがよい。これらの要素はまた、電池チェック位置を組み込んだオン／オフスイッチを具備してよい。図１４Ａに示される諸要素は、設計および構造が従来形式であり、トランスポンダは、既知のトランスポンダおよびマイクロプロセッサ原理に従って構成できる。例示のトランスポンダは、ダッシュボード表面あるいは車両内の他の便利な位置に取外し可能に取り付けられるよう適合されたコンパクトな携帯可能包囲体内に収納できる。図１４Ａに示される諸要素の組合せは、トランスポンダが、信号情報を処理して、そのレーン位置および固定送信ユニットからの直線距離を決定することを可能にする。さらに、トランスポンダメモリ２８８は、道路上の他のレーンの位置に関する移動車両の位置を決定するためのソフトウェアおよびアルゴリズムを格納し得る。追ってより詳細に説明されるように、複式レーン道路に沿って走行する車両の相対位置は、複式レーン道路に沿って走行する車両の順序を決定するために、自動化料金徴収システムまたは他の自動化交通管理システムに伝送できる。本発明の１具体例においては、マイクロプロセッサは、低電力消費状態を有するが、これは電力を節約するために使用される待機モードである。待機モードにおいては、マイクロプロセッサは、すべての活動を停止する。プロセッサは、マイクロプロセッサ２７０上の入力を賦活することによってこのモードから引き出される。トランスポンダが信号位置情報を処理していないとき電力を節約することは、平均電力需要を減じ、電池寿命を相当に延ばす。図１４Ｂは、本発明の１具体例で実施されるような早期警報ユニットの要素を示している。早期警告ユニットの機能は、パワースイッチ２９４を介してトランスポンダ回路の残部を「目覚めさせる」ことである。フィルタ９０は、アンテナ２７３によりピックアップされる信号を監視する。フィルタ要素２９０は、技術上周知なように構成された代表的バンドパスフィルタであり、電磁スペクトル内の特定の周波数を検出するように機能する。フィルタ２９０を通過した信号は、ダイオードおよびコンデンサアレイまたは技術上周知の他の構造から構成される検出器２９２に送られる。検出器は、濾波された信号の信号強度を決定するように機能する。濾波された信号が十分のエネルギを有すれば、検出器は車両がアンテナフィールドパターンに接近しつつあることを決定する。検出器２９２は、信号をパワースイッチ位置２９４に中継する。パワースイッチ２９４はマイクロプロセッサ２７０を賦活する。信号強度検出ユニット２７６は、受信機２７２から信号を受信する。信号強度検出ユニット２７６は、受信されたアナログ信号の強度を測定し、アナログ−ディジタル変換を遂行して、信号強度を指示するディジタル信号を発生する。ディジタル信号は、追ってより詳細に説明されるように車両の位置を決定するためにプロセッサ２７０に転送される。信号デコード手段２７４は、受信機２７０から送られる信号を処理し、この信号とともに伝送されるレーン識別情報をデコードする。レーン識別情報はプロセッサ２７０に送られる。プロセッサ２７０は、測定された信号強度にレーン識別信号を付する。ついで、プロセッサは、レーン識別情報および信号強度情報を使用して、送信ユニットに関する車両の位置を決定する。代替具体例においては、搬送波はレーン識別情報信号から除去され、データが残される。レーンアイデンティティおよびエラー修正情報は、マンチェスタコード化フォーマットからデコードされ、エラーについてチェックされる。受信された信号の完全性をチェックするために、技術上周知の他の形式のエラー修正も使用できる。図１５は、信号強度検出ユニット２７６に対する回路設計の１例を示す。図１５に示される例は、経済性を達成する信号強度検出ユニットの一つの可能な構造を描くもので、それゆえ本発明の使用を促進するものである。アンテナ２７３により受信される信号は、ユニット２７６に送られる。信号強度検出ユニット２７６は既知の値の蓄積コンデンサ２０３を有するから、コンデンサ２０３は、受信機２７２からの信号が該コンデンサ２０３に転送されるとき既知の割合で充電する。信号強度検出ユニット２７６は、反転入力が蓄積コンデンサ２０３に接続されたコンパレータ２０６を有する。コンパレータ２０６の非反転入力は、バイアス要素２１４に接続される。図示のバイアス要素は、二つの抵抗２０２および２０４から構成される簡単な電圧分圧器である。抵抗２０４に掛かる電圧は定基準電圧である。コンパレータ２０６の出力は、プロセッサ２７０上のレーン検出入力ピンに接続される。レーン検出ピン上の高電位状態は、コンデンサ２３０に掛かる電圧が抵抗２０４に掛かる基準電圧より大きいことを指示する。プロセッサ２７０は、その出力ピンが放電トランジスタ２０７のベース入力に接続されている。放電トランジスタ２０７のコレクタは、コンパレータ２０６の反転入力と蓄積コンデンサ３０の信号入力に接続される。プロセッサは、トランジスタ２０７をプロセッサの出力制御ピンを通じて賦活することによって蓄積コンデンサをリセットする。図１５の諸要素の構成は、特定の期間到来信号をサンプルしそして収集された電圧を既知の基準電圧と比較し得る１ビットアナログ−ディジタルコンバータを形成する。信号が読み取られると、コンデンサ２３に掛かる蓄積電圧を除去することによってコンバータはリセットされ、プロセスは再度ランする。このように、コンデンサ２０３とコンパレータ２０６とバイアス回路２１４は、受信された信号の強度を指示し得るディジタル信号を発生する１ビットアナログ−ディジタルコンバータを形成する。抵抗２０２および２０４の比は、コンパレータ２０６の非反転入力上に特定の検出信号強度例えば-40db に対応する基準電圧を発生するように選ばれる。それにより、特定の時点にコンデンサ２０３上の電圧をチェックすることによって、プロセッサ２７０はアンテナフィールドの強度をサンプルする。当技術に精通したものは、本発明が、他のフィールド強度評価方法、詳しくいうと別個のアナログ−ディジタルコンバータを使用する方法および受信信号の信号強度の多ビット表示を生成する方法と関連して実施し得ることを理解できよう。本発明の１具体例においては、トランスポンダは、レーン位置および固定トランシーバからの直線距離を決定するために下記の態様で作動される。図１１を再度参照すると、車両２１２のトランスポンダ２２８は、送信ユニット２１８のアンテナフィールド２２６に接近するとき不活動である。車両がフィールド２２６に入ると、早期警告信号検出ユニット２７８はプロセッサ２７０を活動モードに入れ、トランスポンダは受信信号の処理を開始する。図１６は、車両レーン位置を決定するためのプロセッサコードの流れ図である。図１６に示されるように、プロセッサ２７０は、活動モードにあると、受信機２７２が復調信号情報をそれに送るのを待つ。プロセッサ２７０は、信号識別情報をデコードし、受信信号を伝送したレーンのアイデンティティを決定する。次いでプロセッサは信号強度決定ユニット２７６をリセットするから、この回路は０にイニシャライズされる。プロセッサは、ついで、ある期間信号強度決定ユニットが信号の強度を決定するのを待つ。所与の例において、プロセッサ２７０は 50ミリ秒待ち、コンデンサ２０３を充電させる。50ミリ秒の終了時に、プロセッサはこの回路からの信号強度を読み、格納する。ついで、プロセッサ２７０は、測定された信号強度を送信ユニットの既知のフィールドパターンと比較する。信号強度で車両が識別されたレーン内にあることが指示されると、そのレーンアイデンティティと関連するレーン位置カウンタがインクリメントされる。ついで、プロセッサは、十分のレーン検出が記録されてレーン識別の公算を指示するかどうかをプリセットカウンタから決定する。１例として、同じレーンからの信号の５回の連続検出があり、しかもその信号強度が車両がそのレーン内にあることを指示していると、車両のレーン位置を識別するのに十分である。レーンアイデンティティが信号強度によりチェックされてしまうと、プロセッサは待ち状態に戻る。本発明の他の具体例においては、決定されたレーン識別情報がプロセッサ２７０によりメモリ２８８のレジスタに格納される。レーン識別情報は、予め割り当てられた車両アイデンティティ情報とともに、トランスポンダ２２８から固定トランシーバ２１８〜２２２に送信される全信号にコード化される。１例として、送信ユニット２１８〜２２２は、自動化料金徴収所またはガントリのレーン上に位置付けられる。トランシーバ２１８〜２２は、料金徴収所に接近してくる車両への信号を制御し、情報信号を車両のレーン上のトランシーバに戻すべきことを車両に要求する。本発明に従って構成された装置においては、プロセッサ２７０は、メモリ２８８からレーンアイデンティティを検索し、そのレーンアイデンティティを他の情報とともにトランシーバ２１８〜２２２に送信する。このようにして、トランシーバ２１８〜２２２は、各受信信号を正しい車両に相関づけることによって多通路の問題を克服する。本発明の他の側面として、複式レーン道路上を走行する車両位置を決定する方法は、下記のステップにより決定される。第１のステップとして、トランシーバユニットが複式レーン道路の１レーン上に位置付けられ、高指向性アンテナを介してレーン識別情報でコード化された信号を送信する。第２のステップとして、移動トランスポンダユニットが送信された信号を受信し、これらの信号を処理して、レーン識別情報および信号強度情報を決定する。第３のステップとして、レーン識別情報および信号強度情報が処理され、車両レーン位置および固定トランシーバユニットからの距離を決定する。他の方法は、レーン識別情報が移動トランスポンダからトランシーバユニットへの全伝送においてコード化され得るようにレーン識別情報を記憶することを含み、そのようにしてトランシーバユニットが送信車両のレーン位置を確定できるようにする。上述の構造や上述の動作順序は本発明の技術思想から逸脱することなく種々の変更をなし得ることは理解されるであろう。本発明の他の具体例においては各レーンのアイデンティティ信号と関連付けられる相対信号強度から車両の位置を決定するのに代替アルゴリズムが使用される。例えば、各レーンアイデンティティ信号の相対信号強度が決定され、複式レーン道路の既知のフィールドパターンと比較され、そして可能性のある隣接のレーンが決定される。このようにして、各固定トランシーバユニットにより発生されるフィールド強度の測定から移動目標の位置の相対的決定がなされる。本発明の他の構成においては、例示の無線周波数送信機は他の領域の電磁スペクトルで動作する赤外線送信機または放射器で置き換えることができる。さらに本発明はレール路や水路の運搬機と関連して、あるいはパッケージ追跡用として実施できる。［固定料金道路での動作］図１は固定有料道路、または橋またはトンネル上で使用するための、本発明に従って構成された電子的料金徴収システム１０の全構造および動作を図示する。例示の具体例は、単位時間当りおおむね０ないし60マイルの速度で料金徴収設備または料金徴収所中を走行しつつある車両から料金の自動的収集を可能にする。車両は、料金徴収のために停止したり相当に減速することを要しない。簡潔にするため、図１は単一レーン道路１２のみを図示してあり、そして所与の車両１４に対する移動方向は、ここでは「下流方向」と称され、矢印で指示されている。当技術に精通したものは、本発明が複式レーンの分割された道路、あるいはレール路線網やその他の移送システムで実施できることを理解できよう。例示の具体例は二つの主要要素を含む。第１は、Ｔ１およびＴ２と称される２つの送信機モジュールを有する通信システムである。これらの送信機は、普通、料金徴収機関により所有され、料金徴収機関の施設上に置かれる。第２の要素は、車両運転者により購入またはリースされる車両内料金プロセッサまたは車両内要素８(IVC)１６である。以下に記述されるように、IVC １６は、料金取引きにおいて借方記入するため車両により利用可能な金銭を表わすある量を格納し、操作しそしてそれについて報告するための、トランスポンダ、マイクロプロセッサおよびメモリを含む。IVC は、Ｔ１およびＴ２と通信することによって請求料金の引出しを含む料金関連の借方記入／貸方記入取引きを制御し、処理する。図１に示されるように、Ｔ１送信機は、道路１２に隣接して、料金徴収所（以下料金所と記す）１８からおおむね1/4 ないし1/2 マイルのところに置かれるから、単位時間あたり０ないし約60マイル間の速度で走行する車両は、料金所に遭遇する十分前にＴ１信号に遭遇する。Ｔ１モジュールは、近づいてくる料金所を識別する電磁気的「料金徴収設備識別子」信号を放射する。例示の具体例において、Ｔ１により発生される信号は無線周波(RF)信号である。第２送信機モジュールＴ２は料金所に置かれる。Ｔ２モジュールは、以下に説明されるようにコード化COLLECT（徴収）信号２０を送信することによって料金取引きを開始する送信機／センサ装置である。図１に示される具体例において、料金取引きは以下の態様で行われる。料金所への車両の到着のある時間前に、料金クレジット設備１７にある料金徴収機関は、IVC を車両運転者により購入された利用可能な初料金額を負荷する。IVC はまた、IVC が設置される車両の種類を表わすコードが負荷される。本発明のこの側面についてはさらに後述する。車両運転者は、IVC を車両に設置し、道路に沿って進む。料金所から約1/4 マイルないし1/2 マイルのところで、車両およびIVC は、送信機Ｔ１により発生される無線フィールド１９を通過する。Ｔ１無線信号１９は、近づいてくる料金徴収設備を識別する料金コードを含む。本発明の１具体例において、料金コードは、種々の種類の車両に対する規定料金を特定する道路に対する料金スケジュールも含む。固定有料道路上においてのみ使用されるIV C ユニットの場合、スケジュールはIVC に格納できる。Ｔ１送信機によりIVC に供給される情報に基づき、IVC は、IVC が設置されている車両の種類に対する適切な規定料金を計算する。IVC はこの情報を読んで、十分な利用可能な料金額残高がその道路に対する料金徴収機関に対応する口座に存するか否かをそのメモリに質問する。適切な口座にある利用可能な料金額が近づいてくる料金所の費用を越すと、IVC は、関連する可視ディスプレイ上に認知可能な「進行」メッセージを発生し、車両運転者が自動化料金徴収設備中を進行し得ることを指示する。近づいてくる料金所の費用が関連する口座に対する利用可能料金額を越えると、IVC は適当な警報メッセージを発生するが。このメッセージは、例えば可聴警報および「INSUFFICIENT-MERGE LEFT（残額不十分）」のような可視ディスプレイを含んでよい。それにより、車両運転者は標準料金ブースを進行するように通知される。適切な道路機関口座に利用可能料金額残高が十分であることを指示されると、確認のユーザ認知信号が発生され、車両およびIVC は電子的料金徴収レーンに進行する。再度図１を参照して説明すると、車両が料金徴収設備を単位時間当りおおむね０〜60マイルの速度で通過するとき、Ｔ２送信機はCOLLECT 信号２０を送信し、そのメモリに格納されている利用可能料金額から計算された料金額を借方記入するようにIVC に指令する。IVC は、それに応答して、計算された額を借方記入し、IVC において適切な借方記入が実行されたことを指示する確認信号２２をＴ２に送信する。以下に追って説明されるように、料金徴収設備にある読取り装置２４が、確認信号を受信し、強制ランプアレイにある緑色ランプを付勢する。料金取引きが完了すると、IVC 内に格納される利用可能な料金額は料金に対応する額だけ低減され、口座に残っている利用可能料金額が表示される。 IVC は、追ってより詳しく記述される態様で、複数の料金徴収機関口座に対応する異なる利用可能料金額を格納することができる。このように、単一のIVC が複数の料金徴収機関による料金徴収に対して有効である。本発明のこの特徴は、数種の料金徴収機関により支配される道路、橋およびトンネルを有する地理的領域において特に有利である。図１は単一のレーンを支配するＴ２モジュールのみを図示しているが、本発明はまた、複数のＴ２送信機の対応するものにより各々支配される複数の自動化レーンと関連して実施できる。複式レーン間のＲＦ漏話の可能性を減じ、単一レーン間における個々の車両間の個々の判別を増すために、ＲＦ遮蔽モジュール２８が提供される。遮蔽フィールドモジュールの動作および構造は以下に論述する。例示のシステムは、車両の接近が車両検出器３８により検出されるときCOLLEC T 信号を放射することをＴ２送信機に指令する送信機制御要素３０と、IVC 確認信号を受信するための読取り装置２４と、車両の種類を指示しかつ適切な確認信号を発生することなく進行する車両があればこれを識別するための強制ランプ２６と、料金徴収機関に対する料金取引きを記録するための料金取引管理(TTM)システム３２と、TTM に結合され、車両運転者が予め支払われた利用可能な料金額を購入することを可能にするキャッシュ端末１７とを備える。これらの要素の構造および機能については追って詳細に説明する。図１は、固定料金道路上で採用するように適合された本発明の具体例を示している。本発明はまた、図２に示される具体例では漸増有料道路上で実施できる。［漸増有料道路での動作］図２に例示するシステム１０は、ターンパイクのような漸増有料道路上での使用さ適合されており、この場合、料金値は既知の入口および出口を基準にして計算される。この種の道路上では、車両は、選択された入口ランプを通って道路に入り、所与の出口を選択し他の出口はパスして、選択された出口ランプから道路を出る。普通、別個の料金徴収設備が各出口ランプに配置されている。本発明の漸増料金の具体例は、固定料金システムと関連して上述したIVC、Ｔ１およびＴ２送信機を利用する。さらに、図２に示されるように、Ｔ０送信機として言及される他の送信機が、漸増有料道路への各入口ランプ１１に隣接して配置される。各Ｔ０送信機は、そのＴ０送信機が対応する入口ランプを一意的に識別する入口点識別子信号４２を放射する。この信号は、IVC に、漸増有料ハイウェイへの車両入口点について知らせるのに使用される。車両が有料道路に入るとき、車両およびIVC はＴ０無線フィールドを通過するが、この無線フィールドは、IVC に対して入口ランプ位置または入口ランプ番号を特定するコード化入口点識別子信号４２を含む。IVC はこの情報をそのメモリ要素に格納する。各出口料金徴収所からおおよそ1/4 ないし1/2 のところで、車両およびIVC はＴ１送信機に接近し、近づいてくる出口ランプ料金徴収設備を識別するＴ１コード化料金徴収設備識別子信号を受信する。Ｔ１信号はまた、道路に対する料金スケジュールも特定する。この料金スケジュールは、距離／費用および車種／費用データを含む。 IVC は、Ｔ１信号データに応答しかつIVC に格納されるＴ０入口点データに基づいて、IVC が設置されている車両に対する適切な規定料金を計算する。 IVC は、この料金データを読み、そのメモリに質問して、道路の料金機関に対応する口座に十分の利用可能料金額残金が存在するか否かを試験する。近づいてくる料金所の費用が、関連する口座に対する利用可能料金額を越すと、IVC はユーザが認知可能な警報メッセージを発生するが。このメッセージは、例えば可聴警報および「INSUFFICIENT FUND--MERGE LEFT（残存資金不十分）」のような可視ディスプレイを含んでよい。それにより、車両運転者は、近づいてくる出口ランプで有料道路を出ることを選択するならば標準料金ブースを利用すべきことを通知される。もしも適切な口座内の利用可能料金額が近づいてくる料金所の費用に等しいかそれ以上であれば、IVC は、そのディスプレイ上に認知可能な「PROCEED(進行)」メッセージを発生し、運転者が近づいてくる出口ランプにて有料道路を出ることを選ぶならば、自動化料金徴収設備を通過してよいことを運転者に指示する。料金徴収設備における動作は、その後、本発明の固定有料道路と関連して上述したものに類似の態様で進行する。車両運転者が近づいてくる出口ランプで有料道路を出ないことを選び、代わりに現在の出口をパスして次の出口に進むと、車両およびIVC は、次の出口ランプにて、後続の出口ランプ料金徴収設備に対応しかつ該設備から離間された後続のＴ１送信機に遭遇する。この新しいらしいＴ１信号に応答して、IVC はメモリに新しいＴ１データを格納し、古いＴ１データに上書きする。しかしながら、Ｔ０入口点情報は保持されており、IVC は、Ｔ０データおよび新Ｔ１情報に基づいて新料金計算および利用可能料金試験を実施する。この動作サイクルは、車両運転者がパスすることを選ぶ各自動化出口設備に対して反復される。Ｔ０入口点情報は、料金徴収設備におけるＴ２ TOLL-collect の受領後または新Ｔ０データの受領の際メモリから消去される。後者は、車両が漸増有料道路に再侵入するときに起こる。例示の具体例において、Ｔ１送信機は、反対方向から料金徴収設備に接近する IVC によるＴ１信号の不適切な検出を避けるためにＴ２送信機からおおむね１／４ないし１マイルのところに置かれる。さらにＴ１が、IVC が対応するＴ２を通過する前に反対方向から近づいてくるIVC をＴ１が不適切にリセットしないことを保証するために、Ｔ１送信機は近づいてくる車両に向かって傾斜され、反対方向の車両から反らされるように傾斜されてよい。［ＩＶＣ］図３はIVC １６の詳細を示す。IVC は、プロセッサ要素５０、制御ソフトウェア５３を格納するための関連するEPROM ５２、利用可能料金額およびその他のデータを格納するためのCMOS RAM要素５４、制御ファームウェア、ＲＦ送信機５６および関連するアンテナモジュール５８、ＲＦ受信機６０および関連するアンテナモジュール６２、ユーザインターフェース要素６６、６８、７０、双方向性通信ポートおよび電源要素を備える。プロセッサ要素５０は、Ｔ１送信機から受信される料金スケジュールに基づいて料金額を決定するに必要な計算を実施できる8086またはその他のマイクロプロセッサとし得る。マイクロプロセッサはまた、追って詳述される態様でコード化信号のデコードおよび解釈を制御する。ＲＡＭ要素５４は、好ましくは、多数の料金徴収機関口座に対する料金データを格納するに十分の非揮発性メモリを提供するのがよい。 IVC アンテナ５８、６２は、IVC 組み込まれてもよいし、セルラー電話装置と関連して採用されるものに類似の従来の窓取り付けアンテナに取りつけるためレセプタクルを設けてもよい。ユーザインターフェース要素は、好ましくはユーザ作動キー６６、LCD または LED ディスプレイユニット６８および可聴警報モジュール７０を備えるのがよい。ディスプレイおよび可聴警報要素は、必要なとき可視または可聴警報信を提供し、キーおよびディスプレイ要素は、車両運転者が、IVC RAM に格納される各料金徴収機関口座に対する利用可能料金額に関する情報を得ることを可能にする。ディスプレイおよびユーザインターフェースキーは、マイクロプロセッサを制御するための従来のEPROM 格納ソフトウェアルーチンとの組み合わせで、ユーザが IVC RAM に格納されている各口座の残額を見ることを可能にする。１具体例において、ユーザインターフェースは、各々10の記号の２本のラインを有するアルファベット数字ディスプレイを含む。双方向性通信ポート６４は、料金徴収機関データプロセッサを含む他のマイクロプロセッサが、IVC RAM にデータを書込みそして該RAM からデータを読み取ることを可能にする。総料金額の購入、診断操作およびリポート生成を含むこれらの読取り／書込み機能は、追って詳細に論述する。電源要素は、好ましくはリチウムパワ一電池のようなコンパクトな、ユーザ交換可能な長寿電池７４を備えるのがよい。これらの諸要素はまた、電池チェック位置を組み込んだオン／オフスイッチを具備してよい。図３に示されるIVC 要素は、設計および構造が従来形式であり、そしてIVC は、既知のトランスポンダおよびマイクロプロセッサ制御原理にしたがって構成し得る。例示のIVC トランスポンダ／プロセッサは、車両内のダッシュボード面または他の便利な位置に取外し可能に取り付けるように適合されたコンパクトな携帯可能な包囲体に収容できる。図３に示される諸要素の組合せは、IVC が固定料金および漸増料金取引きを処理することを可能にする。さらに、IVC は、種々の料金徴収機関、料金徴収設備または料金徴収ブースに対する異なる料金値を格納し、処理することができるから、単一のIVC で、複数の料金徴収機関および複数の車種に必要な拡張された漸増料金テーブルに順応し得る。特に、IVC は、Ｔ１送信機信号を受信し、デコードし、格納し、格納された信号を解釈し、格納された信号に基づいて必要とされる料金額を計算し、計算された料金額を格納し、送信機Ｔ２からのCOLLECT 信号に応答して料金徴収設備にて計算された量を借方記入する。IVC は、適切な口座から計算された料金額を減じ、車種メッセージおよび借方記入動作の確認を含む確認信号を送信する。以下により詳細に論述されるように、確認信号は、Ｔ２信号からのCOLLECT 信号に対するコード化論理応答の形式を採る。確認の送信に続き、IVC は、それが次のＴ１フィールドを通過するまで不活性に留まる。かくして、IVC は間欠的に、料金データ処理に必要とされるときのみパワーを消費する。この特徴は、平均電力需要を減じ、電池寿命を相当に延ばす。［IVC データフィールド］本発明の実施例において、IVC に格納される料金口座情報は、下記の情報をもつデータフィールドを有する個々の有料道路ファイルを含む。フィールドサイズ開始ファイル２ビット料金徴収設備名１０ビット事前の残高６ビット借方記入額６ビット貸方記入額６ビット現在残高６ビット終了ファイル２ビット当技術に精通したものは、本発明が他のデータフィールドパラメータと関連して実施できることを理解できよう。各データファイルは、追って詳述されるようにIVC と料金徴収Ｔ２モジュール間、あるいはIVC と料金徴収機関データ処理システム間での個々の取引きのため、必要に応じて操作、編集できる。［IVC動作状態］本発明の１具体例においては、IVC ユニットは下記の動作状態を利用できる。デフォルトロジック：メモリ内に「Travel Data」を有さないIVC がＴ２を受信すると、IVC はＴ２記録からデフォルト料金を読み取り、適切な口座からデフォルト金額を抹消する。「IVC料金計算ロジック」固定料金：IVC は固定料金Ｔ１フィールド中を通過し、固定料金を指示するコード化Ｔ１記録を受信する。IVC はついで、料金スケジュールフィールドに見出される固定レートに基づいて次のＴ２部における規定料金を計算する。もしもIV C がＴ２フィールドに遭遇する前に他のＴ１中を通過すると、IVC は古いＴ１記録を抹消し、それを新Ｔ１記録で置き換える。漸増料金：IVC はＴ０フィールドを通過し、コード化されたＴ０記録が将来の処理のために格納される。この記録は下記を含む。１．開始メッセージ２ビット２．料金徴収設備識別子６ビット３．方向識別子２ビット４．Ｔ０識別子２ビット５．終了メッセージ２ビットＴ０メッセージを受け取ると、IVC はメモリ内の全「Travel Data」を抹消する。 IVC がＴ１フィールド中を通過すると、IVC は下記のように漸増料金を指示するコード化記録を受信する。１．開始メッセージ２ビット２．料金徴収識別子６ビット３．方向識別子２ビット４．Ｔ１識別子２ビット５．料金形式（漸増または固定）２ビット６．料金スケジュール２５６ビット７．終了メッセージ２ビットＴ０およびＴ１記録を受信すると、IVC はそれが遭遇する次のＴ２で規定料金を計算する。もしも、IVC がＴ２に遭遇する前に他のＴ１中を通ると、IVC は先行のＴ１記録を抹消し、それを新Ｔ１記録で置き換え、規定料金を再計算する。Ｔ２中を通過する際、IVC は特定されたIVC 料金徴収機関口座から適切な料金を借方記録する。全Ｔ２記録は下記を含む。１．開始メッセージ２ビット２．Ｔ２識別子（送信機がＴ２であることを簡単に記述）２ビット３．料金徴収機関／ブース識別子６ビット４．方向識別子２ビット５．デフォルト料金額８ビット６．終了メッセージ２ビットこれらのＴ０およびＴ１記録は、漸増料金を計算するに必要な全データを含む。方向識別子はエラー検出計算において使用され得る。漸増料金Ｔ１記録内の256 ビットの料金スケジュールフィールドは、Ｔ０およびＴ(1)記録にそれぞれ特定される入口点（この例におけるＡ〜Ｃ）および出口点（Ａ〜Ｃ）に基づく全値のマトリクスである。ＡＢＣＡ０＄＄Ｂ＄０＄Ｂ＄＄０［Ｔ０，Ｔ１送信機］図４は、本発明に従って構成された入口ランプ送信機７０および料金徴収設備識別子送信機Ｔ１の構造を示す。当技術に精通したものであれば、例示のＴ０およびＴ１送信機は無線周波数信号発生要素を利用するが、本発明は赤外線ＩＲまたはその他の電磁放射エネルギ波長を利用するトランスポンダと関連して実施できることが理解できよう。上に論述したように、Ｔ０送信機およびＴ１送信機は、IVC トランスポンダに料金計算および徴収に必要なデータを供給するコード化信号を反復的に放出する。Ｔ０料金徴収設備識別子信号フィールドは、下記の記録でコード化される。１．開始メッセージフラグ２．料金識別子（料金徴収設備を識別する）３．方向識別子４．Ｔ０識別子（番号でなく、Ｔ０のような信号源を簡単に識別する）５．終了メッセージフラグＴ１メッセージは下記の記録でコード化される。１．開始メッセージ２．料金識別子（料金徴収設備を識別する）３．方向（ＡまたはＢ）４．料金スケジュール５．Ｔ１識別子（番号でなく、Ｔ１のような信号源を簡単に識別する）６．料金形式（漸増および固定）７．終了メッセージ料金スケジュールは、料金および車の形式によるそれらの分類を識別する。Ｔ１信号は、IVC が受信メッセージ内の必要データについてチェックし、それが必要とするメッセージのみを格納するという点でインクリメントに受信可能である。開始および終了メッセージは、個々のIVC ユニットが完全なメッセージのみを読み、すでに進行中のメッセージを読むことを試みないということを保証する上で重要である。例示される各送信機ユニットＴ０、Ｔ１は、従来形式のＲＦ送信機８２およびアンテナ素子８４と、マイクロプロセッサおよび関連する消去可能なプログラマブルリードオンリーメモリ(EPROM)８６と、電源要素８８とを備える。EPROM は、送信機の制御および動作のためのソフトウェアを格納する。これらの要素は設計および材料が従来のものであり、送信機は周知の工学的慣例に従って構成できる。完全なＴ０およびＴ１アセンブリは、道路環境に特有な範囲の温度、湿度、紫外線放射に抗するために、好ましくは頑丈な耐天候型ハウジング９０内に収納されるのがよい。Ｔ１送信機は赤外線や光学的な車両検出器により賦活され得るから、Ｔ１送信機は車両が送信機に接近しているときのみ信号を放出する。［Ｔ２送信機］図５は、本発明に従う料金徴収送信機Ｔ２を示すもので、この送信機は、IVC に計算された料金額を借方記入することを命令するTOLL-COLLECT（料金徴収）信号を送信するためのものである。本発明の１具体例において、TOLL-COLLECT信号は４バイトのデータを含むディジタル信号である。Ｔ２送信機は、好ましくは耐天候型ハウジング９２内に収納されるのがよく、従来形式のＲＦ送信機モジュール９４および関連するアンテナ素子９６と、マイクロプロセッサと、制御ソフトウェア９８を格納するためのEPROM と、電源要素１００を備える。例示のＴ２送信機は無線周波数信号発生要素を具備するが、赤外線（ＩＲ）またはその他の電磁放射エネルギ波長を利用するトランスポンダと関連しても実施できる。Ｔ２信号は下記の情報でコード化される。１．開始メッセージフラグ２．Ｔ２識別子（番号でなく、それがＴ２であることを簡単に記述する）３．料金識別子（料金徴収機関および料金ブースを含む）４．方向識別子５．デフォルト料金額--もしもＴ０点識別子が失われるかその他の理由で存在しないと貸方記入される額６．終了メッセージフラグ［料金徴収設備ハードウェア］図１および５に示される具体例において、Ｔ２送信機は、送信機制御ユニット (TCU)３０および車両検出器３８に電気的に接続される。車両検出器は、例えば車両の存在を光学的に感知しVEHICLE PRESENT（車両存在）信号を発生するため、Ｔ２送信機の10ないし15フィート内に配置された光電セルとし得る。VEHICLE PRESENT 信号がTCU に中継されるとき、TCU はＴ２送信機にCOLLECT（徴収）メッセージを送信すべきことを指令する。かくして、所与のレーンに対するＴ２送信機は、VEHICLE PRESENT 信号により指示されるようにレーンに「目標」車両が存在するときのみ「COLLECT」信号を放出する。送信機制御ユニットはまた、確認信号読取り装置２４と相互接続されている。従来のＲＦ受信機を利用する読取り装置２４は、確認信号--したがってその中に含まれる車種識別子--を各車両IVC から受信し、料金借方記入取引きが完了したことを確認する。読取り装置は、近づいてくる車両に向けて下方に傾斜されて料金徴収設備天蓋の前縁上に取り付けることができる。単一の料金徴収障壁にある一方向の交通のカバーする複数の読取り装置を、読取り装置制御ユニット(RCU) に接続し、このRCU で診断を実行し、各レーンの活動を記録し、そして活動の記録をさらに処理のためTTM に送ることができる。各読取り装置が確認信号を受信する度に、読取り装置は車両識別子を図６に図示される強制システムに送信する。強制システム１００は、料金回避の可能性を減するために設けられる。詳述すると、磁気カードのような従来形式のイネーブル装置を利用する自動化料金徴収システムにおいては、自動車のような低料金車種に指定されるイネーブル装置をトラックその他の高料金車両に利用することによって料金が回避されることがある。図６に示すシステムは、一つの自動化レーンを支配する。このシステムは、耐天候型のほぼ円筒状の包囲体内に収容される垂直アレイの１０の指示ランプ１１２と、スイッチユニット１１４と、プロセッサ１１６と、通信リンク１１８と、電源１２０と警報１２２とを備える。ランプアレイ内の各指示ランプは、車両の異なる種類--バス、車、トラックまたはその他を表わす。マイクロプロセッサ１１６は、レーンに対する読取り装置２４からの信号に応答して選択された指示ランプを付勢するようにスイッチ１１４を制御する。読取り装置２４により発生される信号は、通信リンク１１８を介してプロセッサ１１６に中継される。読取り装置２４は、レーンのIVC から確認信号と車種識別子を受信する度に、読取り装置は、車種識別子を通信リンク、プロセッサ、スイッチおよびランプ列に伝送し、それにより単一の選択された指示ランプを付勢せしめる。選択されたランプは、料金徴収設備の対応するレーンを現在通過する車両内のIVC により特定される車種を表わす。強制係員は、そのとき各自動化レーンに対するランプ列を監視し、可視的に観察される車種と各IVC により指示される車種間の適正な対応を確認することができる。適当な対応の欠如は、現在車両内のIVC が、IVC が設置される車種に対して正しくなくイニシャライズされたことを指示する。さらに、所与のレーンに対する車両検出器が車両を検出するが、読取り装置が予め予定された時間間隔内に適正な確認信号を受信しないと、強制プロセッサは警報モジュールを賦活する。警報モジュールは、ブザーやストローブランプのような可聴および可視警報要素を備えることができる。［ＲＦ隔絶］本発明が複式レーンの具体例で実施される場合、一つのレーンで動作するIVC または読取り装置が、隣接レーンで動作する送信機により発生される信号を不注意に検出する可能性が存在する。その結果としての混乱は、システムのユーザを挫折させたり、回避者が自動化システムを悪用することを可能にする。例えば、図７に示されるように、隣接する第１および第２のレーンにおいて複式レーン自動化料金徴収設備に接近しつつある第１および第２の車両および対応するIVC を考えよう。この例の目的のため、第２車両が第１車両の後ろにある。第１車両が第１レーンの料金徴収帯域に入ると、第１レーンに対するＴ２送信機はTOLL COL LECT（料金徴収）信号を送信する。適当な隔絶の不存在の場合、第２レーンにある第２IVC は、第１車両に向けられるCOLLECT 信号を受信することがあり、第２レーン料金徴収帯域に達する前に確認信号を送信する。第２車両のIVC は、続いてそれが第２レーン料金徴収帯域に達する前に確認信号を発生しないことになろう。逆に、適切な隔絶がないと、第１レーンの第１IVC により発生される確認信号は、第２レーンの料金回避車が、適正な確認信号を発生せずかつ警報をトリガすることなく第２レーン料金徴収帯域を通過することを可能にする。かくして、複数レーン間の漏話の可能性を減じかつ単一のレーンの個々の車両間の縦列方向の弁別を増すためにカーテン法を採用しなければならない。読取り装置が、目標車両IVC からの確認信号と隣接する車両からの「誤」確認信号またはその他の信号源とを弁別することを可能にするために、制御ユニット（図５）は、車両検出器がレーンにおける車両の物理的近接を指示するVEHICLE- PRESENT（車両存在）信号を発生するまで、読取り装置が確認信号を検出するのを防ぐ。さらに、IVC は、Ｔ２送信機がCOLLECT 信号を送出後予定されたミリ秒のうちにその確認信号を発生するようにプログラムされ、対応する読取り装置は、この時間窓の間のみ確認信号をチェックする。VEHICLE-PRESENCE信号が発生するときのみ読取り装置をイネーブルし、確認、送信および検出のために限定された時間窓を使用することは、確認信号の時間的な分配を可能にし、それによって第１レーンに対する読取り装置が隣接第２レーンにおけるIVC からの確認信号を検出する可能性を減ずる。隔絶はまた、TOLL-COLLECT信号の送信および続いての確認信号の検出が唯一の車両レーンにおいて一度に直列的に起こるように、隣接するレーンから伝送されるTOLL-COLLECT信号の送信時間を制御することによって提供できる。他の手法は、図７に示されるように、Ｔ２モジュールを二重ＲＦフィールドを発生するように構成することによってＲＦ隔絶を向上させる。意図する到来目標車両に向けられる一つのフィールド１３０は、有効なコード化TOLL-COLLECTメッセージを搬送する。目標車両の背後および両側に向けられる第２のフィールド１３２は、COLLECT メッセージから近傍の車両を有効に隔絶するから、Ｔ２送信機および読取り装置に近接する唯一の目標車両のみが、Ｔ２TOLL-COLLECTメッセージを受信し確認信号を発生することができる。連続的に反復する遮蔽フィールド信号１３２はコード化されないが、本発明の１具体例においては、IVC ユニットが有効コード化COLLECT 信号を受信するよう用意することを命令する値を組み込むことによって到来IVC ユニットをイニシャライズするのに使用できる。送信機１３４、アンテナ１３６および遮蔽フィールド１３２を含む本発明に従うＲＦ遮蔽要素は、図７に図示されている。例示の具体例は、重畳無線フィールドを発生するように選択された角度に配向されたアンテナ１３６を有する複式遮蔽フィールド送信機１３４を利用する。この形態は、Ｔ２ TOLL-KOLLECT 信号またはその他の「VALID」伝送を受信することができる選択された「VALID（有効）」領域を隔絶または遮蔽する。遮蔽送信機１３４は少なくとも二つのアンテナ１３６を利用する。これらの送信機ないしエミッタは、コード化されない時間に関して不変のＲＦ信号を連続的に送信する。かくして、遮蔽信号は、IVC が借方記入動作を実行する命令として確認しないNO-OP またはNOT-CLLECT信号である。図７に示されるように、遮蔽フィールドＲＦ送信機１３４および関連するアンテナ１３６は、一部重畳するローブを有するフィールド１３２を提供するように配置される。遮蔽フィールド重畳領域内においては、遮蔽信号の平均振幅はＴ２ COLLECT 信号の振幅より高く、それによりCOLLECT 信号を無効化する。この構成で、隣接するレーン間のＲＦの隔絶を行う。遮蔽要素の動作は、十分の「VALID」信号が存在する領域--すなわち遮蔽フィールドローブが重畳しない「VALID」領域においてのみIVC がCOLLECT メッセージを確認するという事実を利用する。遮蔽フィールドアンテナ１３６は、料金徴収設備天蓋１４０上の選択された位置に取り付けてよく、そして各アンテナは、車両およびレーン間のＲＦ隔絶を最適にするようにシステムの他のアンテナに関して選択された角度配向に回転してよい。好ましくは、多数の遮蔽フィールドアンテナ１３６は、近づいてくる車両にほぼ向けてかつ水平面から下方におおむね45度傾斜させて、料金徴収設備の天蓋１４０の前縁１４１上に位置付けるのがよい。単一の周波数または複数の周波数の遮蔽信号を１または複数の遮蔽フィールド送信機１３４により発生し得る。所与のレーンにおける複数の車両間の隔絶、およびＴ２信号の隣接レーンからの隔絶は、Ｔ２送信機に指向性アンテナを利用し、放出されるされるＴ２無線フィールドを近づいてくる車両に焦点を合わせることによって向上される。動作において、IVC が適切な料金がすでに計算された料金所に近づくとき、IV C は遮蔽フィールドに遭遇し、それに応答して、コード化有効フィールドを受信するように用意する。料金徴収設備天蓋１４０の前縁および後縁間のほぼ途中で天蓋に取り付けることができるＴ２の有効送信機は、車両検出器によりトリガされるときそのTOLL-CLLECT 命令を送信する。IVC は料金額を借方記入し、予定された時間間隔内に応答して、借方記入取引きを簡単に確認しかつ車両の型を識別するメッセージを送信する。本発明の１具体例において、確認信号は４バイトのディジタルデータを含むディジタル信号である。ＲＦ遮蔽システムはまた、Ｔ０入口ランプ送信機から漸増有料道路上を走行する車両を遮蔽する非コード化の第２のフィールドを送信するすることによってＴ０入口ランプ送信機と関連して使用できる。例示の遮蔽フィールドの形態はまた、位置検出のためにも採用できる。特に、選択された周波数を有する信号が各アンテナから異なる振幅で送信されるとき、アンテナに関する受信機の相対位置を、受信機が重畳遮蔽フィールドを通過するとき、受信信号の振幅変動に基づいて決定できる。異なる周波数の信号または単一の周波数のコード化変動の信号が各アンテナから送信されるとき、アンテナに関する受信機の相対位置を、受信機が重畳する遮蔽フィールドを通過するとき受信信号間の差から決定できる。［料金取引き管理］自動化料金徴収システムが広く受け入れられるようにするため、各料金徴収ブースおよび料金徴収設備にて交通の活動状況や料金取引きを正確に説明するための情報および記録を提供すべきである。システムはまた料金（料金権）購入プロセスも処理すべきである。これらの利点は、本発明の１実施例においては、図８に図示される料金取引き管理(TTM)システムにより提供されるが、このシステムは料金徴収を監視し、料金権購入およびIVC 負荷を可能にし、料金権購入、料金徴収および交通活動についてのリポートを生成する。 TTM システム３２は、全キャッシュ取引き--すなわち料金権購入--および自動化料金借方記入取引きの記録を維持する。これらの記録は、料金徴収機関中央コンピュータへの周期的負荷のため維持されフォーマット化される。TTM はまた、追って詳細に説明されるように必要なとき各IVC についての診断試験を実行し、各IVC における料金口座の状態を確認する。 TTM システムは、中央プロセッサ１４０、中央プロセッサと通信できるキャッシュ端末１７、料金徴収機関中央コンピュータ１３６との双方向データ通信のための通信リンク３７とを備える。システムはまた、従来形式のRAM、磁気、光またはその他のディジタルデータメモリおよび格納要素を有するデータメモリおよび格納モジュール１４３を備える。 TTM 中央プロセッサ１４０は、自動化料金徴収システムのサイズおよびデータ取扱要求に依存して、従来形式のマイクロコンピュータまたはミニコンピュータとし得る。中央プロセッサは、各自動化料金徴収レーンにある読取り装置２４と相互接続されており、車種識別子、取引き時間およびレーンごとの交通活動情報を含む料金徴収データを集める。必要とされるとき、読取り装置とTTM 中央プロセッサ間の遠隔通信がモデムまたは他のデータ通信装置により提供できる。キャッシュ端末１７は、従来形式のディスプレイ１４６、キーボード１４８およびプリンタ１５０を備える。端末はまた、各IVC ユニット（図３）上の類似のポートと接続するよう適合したRS-132または他の従来形式の通信ポート１５２を備える。通信ポート１５２を使用すると、キャッシュ端末１７は、車両運転者が、選択された料金額を事前支払することによって、それらのIVC 口座に貸方記入する--すなわち選択された利用可能料金徴収金額を負荷することを可能にする。運転者は、料金を事前支払し、IVC を負荷することを希望すると、局所の料金徴収設備に進み、料金徴収機関に対するIVC に、彼または彼女が事前支払することを希望する料金額に等しいキャッシュまたはクレジットカードによる授権を与える。料金徴収期間は、IVC 通信ポート６４をキャッシュ端末通信ポート１５２に接続し、特定された料金徴収機関口座に対するIVC メモリに格納されるように金銭額をキャッシュ端末に装入する。キャッシュ端末１７は、IVC 内の選択された口座への特定された金銭額に対するクレジット（貸方記入）を指示する信号をIVC １６に送信する。キャッシュ端末はまた、その口座へのクレジットを確認するレシートを印刷する。このレシートは、先攻の取引き以来のIVC を包含する全料金取引きを特定し得る。キャッシュ端末１７は、ついでTTM 中央プロセッサ１４０と通信し、キャッシュ取引きを確認する。この情報は、後続の処理、格納および料金徴収機関中央コンピュータとの通信のためTTM のメモリ１４３に保持される。料金権の購入および他のキャッシュ取引きに加えて、キャッシュ端末１７は、プリントされた診断リポートまたは走行データリポートを生成するため、個々の IVC ユニット１６に質問し得る。図８に示されるように、TTM 中央プロセッサ１４０は、料金徴収設備内の各読取り装置２４に接続される。読取り装置２４は、IVC から確認信号および車種識別子を受信すると、車種識別子をTTM 中央プロセッサ１４０に中継し、さらに処理および格納のためにフォーマット化する。各借方記入取引きに対してTTM により生成されるフォーマット化された記録は、料金取引き記録と称される。料金取引き記録に加えて、図８に図示されるTTM システムの形態は、各料金徴収機関により使用するための種々の記録を生成できる。この種の記録の数および形式は、料金徴収機関の要求に依存して変わるが、このTTM システムは、キャッシュ取引き記録、交通記録およびキャッシュ集計記録を生成し得る。キャッシュ取引き記録は、運転者が選択された両金額の事前支払によりそのIVC 口座に貸方記入する度に、上述のようにTTM により発生される。 TTM は、各到来する料金取引き記録から関連するデータを集計することによって交通記録を生成する。交通記録は、ついで料金徴収機関の中央コンピュータに中継される。キャッシュ集計記録は、到来する全キャッシュ取引き記録を処理することによってTTM により生成される。キャッシュ集計記録はまた、料金徴収機関の中央コンピュータに伝送される。これらの各記録に対するデータフィールドの例は以下に記載する。これらの各記録は、異なる料金徴収機関コンピュータにより最終的に利用されることが意図されるから、標準データフォーマットは、外部の料金徴収機関プロセッサとの通信に利用されるべきである。現在の研究では、たいていの料金徴収機関のコンピュータはASCII フラットファイルを読み取りかつ書き込むことが示されている。かくして、本発明の１実施形態においては、TTM はASCII 形式を有するファイルを生成し、料金徴収機関コンピュータに対する標準化出力を可能にする。各レーンにおけるキャッシュ取引き、借方記入取引きおよび交通活動に基づく記録を生成し格納するTTM の機能は、OracleまたはDbase IIのような商業的に利用可能なデータベースプログラムを利用することによって提供できる。交通および財政的取引き記録は、キャッシュ端末ディスプレイ１４６上で格納し、追跡しそして表示できる。さらに、複数のTTM システムを漸増有料道路にそって分配し、TTM システムと料金徴収機関本部にあるメインフレームコンピュータとの間に従来の通信網で結んでよい。［TTMデータフィールド］上述の各TTM 記録は、料金徴収取引きに関する選択された情報を含む。本発明の１実質的に形態で使用されるデータフィールドを例として下に掲げる。当技術に精通したものであれば、本発明は下記のもの以外のデータフィールドで実施できることを認められよう。各場合、データは、固定フォーマットASCII 記録として実時間式にTTM に転送できる。各記録はキャリジリターン／ラインフィードシーケンスで終了し、「record type（クロック形式）」インジケータで始まる。データが必要とされるとき、フィールドは年−月−日−時間−分−秒形式で、日時がスタンプされる。料金徴収データフィールド交通記録データフィールドキャッシュ集計データフィールド［信号コード化］図９Ａおよび９Ｂは、本発明の１実施形態にしたがってコード化されるCollec t および確認信号を図示している。本明細書においてディジタル時間セグメント変調(DTSM)と称されるコード化プロセスに従うと、送信機オン状態中ほとんど常時搬送波信号が存在し、ディジタル時間セグメント１６４〜１６７間に短い間隔またはギャップ１６０〜１６３が挿入される。各ギャップの時間位置は、各ディジタル時間セグメントの長さを定めるもので、ディジタルデータを表わす量である。特に、図９Ａに図示されるように、各ギャップの位置はコード化情報を指示するビットセルを定める。例示の具体例において、Ｔ２送信機は915MHzにて搬送波信号を放射し、確認信号は46MHz で送信される。しかしながら、当技術に精通したものには明らかなように、DTSM法は、情報を任意の波長または周波数の電磁信号にコード化するのに利用できる。図９Ａに図示されるように、代表的送信信号は、受信機を被送信信号振幅に調節する期間であるRECEIVER-ADJUST（受信機調節）部分１７０と、受信機と送信信号間の同期を可能にするSYNCすなわち同期部分１７２と、MESSAGE（メッセージ）部分１７４とを含む。メッセージ部分は、少なくとも一つのパリティビットまたはチェックサムビットを含むメッセージ保証部分１７６を含むことができ、そしてこの部分は、従来のエラーチェックの慣例に従ってメッセージの正確性をチェックするためのものである。通信事象は、普通下記の動作を含む。１．料金徴収設備に対するコントローラモジュール（図１、２および６）が、車両検出器から、対応するレーンにおける車両の存在を指示するVEHICLE-PRESENT 信号を受信する。２．料金徴収設備に対するコントローラモジュールがＴ２送信機を起動する。３．Ｔ２送信機が、図９Ａに図示され上述の態様でコード化されるRF TOLL-COLL ECT 信号を放射する。４．IVC が、TOLL-COLLECT信号を受信し、適切な口座に借方記入し、類似の態様で高度化されかつディジタル時間セグメント１８２，１８３間に挿入されたギャップ１８０，１８２をもつ確認信号（図９）を送信する。確認信号は、周波数変調または振幅変調できる。５．料金徴収設備が確認信号を受信し、強制ランプ列（図６）の適切なランプを付勢する。 DTSMはコード化システムは、従来形式の位相、振幅、または周波数変調コード化法に優る相当の利点を提供する。搬送波信号は、送信機のオン状態中ほとんど常時存在し、高い平均信号電力をもたらし、ピーク到来信号を収集するのにIVC に簡単で、中程度の感度で、低コストの受信機の使用を可能にする。さらに、コード化は、データが固定の既知の位置を有する信号を提供する。このコード化はまた、受信機がデータ部分の伝送前に信号を収集するように収集の機会を拡大する。さらに、コード化信号は、従来のディジタル技術を使用して容易にデコードされる。本発明の１具体例において、確認メッセージの開始位置は、TOLL-COLLECT信号が送信される時間ならびにCOLLECT 信号の内容に基づいて変わる。さらに、確認信号の授権されない記録や複製の潜在性を減ずるためにTOLL-COLLECTメッセージは固定メッセージではない。TOLL-COLLECTメッセージは、各々IVC によりTOLL-C OLLECTメッセージとして確認される一組のTOLL-COLLECTメッセージから選択される。COLLECT メッセージは時間に関して変わり、確認信号はCOLLECT メッセージの時間と内容に依存するから、必要とされる確認信号も時間に関して変わり、したがって先に記録された確認は、後の時点では有効であり得ない。コード化装置はまた、運転者に対する話された道路状態リポートまたは搭載マップ表示装置に対するコード化データを含む補助機械読取り可能情報およユーザ読取り可能情報を挿入し得る。自動化料金徴収システムの上述の特定の具体例に加えて、本発明は、IVC およびＴ２／中央システム間の処理および会計データの分配に、情報を動的に変化させることが含まれるが、短時間にかつシステムの酷使またはデータエラーの可能性を最小として取引きが有効に完了せしめられるようなシステムを企画する。図２Ａに示されるこの種のシステムにおいて、上述の車両料金スケジュールは、出口識別送信機Ｔ１により送信ないが、各入口送信機Ｔ０により送信される。料金スケジュール情報がこのようにIVC に提供されるとき、各送信機Ｔ０は全入口（エントリ）および出口に対して料金額の全マトリクスを送信することを要しないが、Ｔ０が位置付けられる特定の固定の入口に入る車両に対するスケジュールのみを送信することを要する。かくして、例えば漸増有料道路スケジュールは、入口点、出口点および車種に依存する場合、Ｔ０は、三次元料金スケジュールマトリクスではなく、入口識別子および車種および出口番号により配列される二次元料金マトリクスを伝送する。そのときIVC は、ほぼそれに関連する程度のテーブルを受信し格納する。各IVC は固定の車種に対して発行されることが企画される（例えば10トン重量以下の２軸普通車両、３軸商業車両）ので、車両が入口送信機Ｔ０を通過するとき、車両は、送信されたスケジュールを受信し、出口番号により配列されたところの、それ自身の車種の車両に対する各出口での料金に対応する単一ラインの料金表を格納する。装置は、もし望むならば、受信するすべての情報を格納するように構成される。かくして、車両が道路に入るとき、車両は後での料金支払のために必要なすべての情報を収集する。特に、その口座が適切な残金を維持することをチェックするステップは、Ｔ１環境における意図される出口点においてでなく、この入口点の後の任意の時点でもなし得る。意図される出口点においては、交通およびＲＦ信号の環境は各々より錯綜し、エラーや遅延を引き起こすことがあり得る。追ってより詳細に説明されるように、本発明の好ましい具体例では、車両要素により大きな「インテリジェンス」を分配付与し、それらを受け身的な支払者でなく、請求および会計情報のより活動的な宝庫とする。入口または出口で日時間に基づいて追徴料金が賦課されるような料金徴収システムでは、IVC プロセッサはこの種の追徴料金をインクリメントする処理プログラムを含むことができる。この場合、入口送信機Ｔ０または出口送信機Ｔ１は現在時間を放送することもできる。本発明の他の側面に従うと、IVC は、その口座残額がプログラムされた最低残額借方記入カードとして維持されるように構成される。簡単に説明すると、ソフトウェア５３（図３）は、口座残額を、ある出口にて現在義務づけられた料金でなく、好ましくは20または30ドルのような金額であるプログラムされた最低残高レベル、または入口で放送されるスケジュールにしたがって義務づけられることがある最大の道路料金に対してチェックするようなアルゴリズム実施する。もしも残高がプログラムされた最低レベル以下に落ちてしまうと、プロセッサ５０は、メモリに維持される残高を授権された固定増分（10または20ドル）だけインクリメントすることによって残高を補填し、ACCOUNT INCREMENT（口座インクリメント）フラグをセットする。これは追って説明されるように、中央データシステムが、クレジットカードや電話請求システムのような外部の独立の請求システムを介して補填代価をユーザに請求できるように後続の通信中アクセスされる。必要とされる最低残高を達成するに必要な特定の不足額だけ残高をインクリメントするようにIVC を構成することもできるが、料金が支払われる度にカードを再充填する別個の請求操作をもたらすから、これは好ましくない。本発明のこの側面の例示の具体例においては、以下のように実施される。IVC がユーザに最初に提供されるとき、ユーザは、例えば50ドルのような初残高を得るために支払いを行ない、数種の利用可能な「最低残高」レベル（例えば20または30ドル）の一つを選択し、そしてまた、最低レベルを維持するために企てられる口座取引きについて特定のクレジットカード番号、電話口座、銀行口座または同等物に対して請求のための授権を実行する。授権は、残高が最低または最低以下に落ちたとき、例えば20ドルのような固定増分だけ口座を補填するようにIVC に命令する。この授権された請求情報は、中央データシステムにおけるユーザファイルの一部となるが、適当なプログラム命令でより低いスレッショルド残高および増分がIVC の非揮発性メモリ５２に装入される。そのとき、ソフトウェア５３は、指示されたスレッショルドに対して上述のような残高チェックを実施する。もしも料金支払い後に残る残高がスレッショルドより落ちると、最初の具体例に関して上述したように支払いステーション１７における財政取引を開始することをユーザに報知するのでなく、IVC は、最初単に残高をインクリメントし、取引の記録を創成する、例えばBALANCE INCREMENTED フラグをセットする。この取引き情報は、ついでプロセッサ５０でアクセスされ、追って論述されるように、 IVC トランスポンダによる次の出口通信に包含される。本発明のこの側面の最も好ましい具体例においては、これは下記のように遂行される。IVC プロセッサ５０は、車両が出口または料金所に近づくときＴ１から出口または料金所識別子を受信後、その格納された料金スケジュールから料金額を検索し、残額に借方記入を行なう。ついで、プロセッサは、残っている残高を指示された最低額についてチェックし、そしてその残額をチェックしてそれがスレッショルド以下にあることを決定すると、残高を20ドルインクリメントし、BA LANCE INCREMENTED フラグをセットする。プロセッサは、料金所受信機にメッセージを送り、それが料金所を通過するとき確認信号を受信し、借方記入された残額を非揮発性メモリに格納する。各料金徴収部にてIVC により伝送されるデータは、三つの情報を含む。すなわち、１．IVC 識別番号２．その料金徴収部にて払う料金３．口座残高任意的に、最終入り口点指示、入り口時間、あるいは料金所に、メッセージの形式的な正しさを確認せしめたり、TTM に勘定を確認させたりする情報のような他の情報も、料金所受信機に通される基本メッセージの一部としてよい。IVC 識別子は、好ましくは車種および個々の識別番号を指示するコードビットを含のがよく、そして上述の口座残高リポートは、もしそうならば残高が最終使用の後インクリメントされたことを報知するコードビットまたは情報を含む。この伝送された情報は、出口における料金徴収端末が、以下のように、二重の入口帳簿記載を遂行し適当な電子的または印刷の請求取引き記録を生成するに十分である。料金徴収部にあるＲＦ受信機／読取り装置２４は、IVC から車両料金取引きリポートを受信すると、IVC に確認信号を送り、そしてIVC はその取引き処理を完了し、冬眠状態に戻る。IVC が識別、料金および残高を伝送したら、車両は有効であることが仮定され、通過を許される。しかしながら、料金所受信機は、IVC リポートで受信される情報を料金取引きモジュール３２に供給し、そして該モジュールは、識別されたIVC に対する財務記録を検索し、受信された残高と払われた料金を、システム中央情報記録に現われるその識別番号に対する最後に記録された残高と比較する。IVC で報告の残高と中央記録残高との間に違いがあり、BA LANCE INCREMENTED ビットが伝送されてしまっていると、TTM はそのインクリメントに対する財務取引き記録を生成する。この記録は、そのときまたは後刻、中央口座記録を更新し貸主口座（銀行、クレジットカードまたは電話請求口座）に請求される増分量の記録を生成する。しかして、その増分は、ユーザにより先に指示され授権されたものである。そうではなくて、残高の違いはあるが、BALANC E INCREMENTED ビットが受信メッセージに現われていないと、これは、いじりのようなユーザの違法行為か、IVC または中央記録の誤機能またはエラーのいずれかを表わすものと解釈される。これは記録の検査や帳簿の修正を必要とすることになる。このような場合には、ERROR/INVALID 記録が生成され、これが、そのIV C に対する他の受信された車両出口料金記録と一緒に中央システム記録に装入される。 ERROR/INVALID メッセージがIVC の異常残高の検出に基づいて中央記録に送られると、IVC 識別番号が無効IVC の中央リストに加えられる。このINVALID IVC は、クレジットカード会社により小売業者に配布される紛失、盗難、無効化または中止クレジットカードのような一般的に使用されているリストにほぼ対応する。この種のリストの場合のように、INVALID IVC リストは、現在無効であると決定されている各IVC のアイデンティティを含むが、この決定は、叙上のように検査や修正を必要とする異常残高数字のため、あるいはIVC 最低残高増分が請求されるべきであった金額をユーザが払わなかったり支払いを中止したため、あるいはそうではなくてIVC それ自体が紛失し、盗難を受け、あるいは詐欺的料金取引きまたは非授権取引き（高い料金スケジュールでの支払いを避けるために重いクラスの車両で他のIVC を使用するような）のためなされる。 INVALID LISTは、好ましくは識別されたIVC が料金を回避するのに反復的に使用されないことを保証するために、下記のように強制されるのがよい。上述のように、各料金所または出口で、送信機Ｔ１はその料金所のアイデンティティを放送する。叙上のINVALID LISTを有するシステムにおいては、送信機Ｔ１は、このリストのコピーを受信し、それも放送する。すなわち、Ｔ１は、無効IVC の完全なリストを好ましくはIVC 識別番号の連続列として放送するのがよい。送信機Ｔ１は料金所の先方に置いてあり、おおむね１マイルの範囲を有することが思い起こされよう。その結果、この伝送は、ほぼ1/2 ないし２分の時間間隔の間にハイウェイ車両によって受信される。IVC は数乃至数百のIVC 識別番号を含むことが企画されるから、その伝送は代表的な9600ホーの伝送速度で秒の何分の一しかかからないであろう。伝送されたIVC 番号は、接近してくる車両のIVC の受信機のセクション６０により受信、復調され、そして無効IVC 識別番号はシステムとレジスタを通過し、このレジスタは、逐次のIVC 番号を出力ワードとして送出する。このレジスタの各出力ワードのビットは、マルチゲートコンパレータアレイの各ゲートの一方の入力に結合される。他方、他の各入力は、IVC それ自体の識別番号の対応するビットを固定的に受信している。無効IVC リスト上の番号がIVC 識別番号に一致するとき、コンパレータアレイの出力は高電位に移行する。そのとき、この信号はスイッチを作動し、そしてこのスイッチがIVC 送信機５６をターンオフする。このようにして、IVC のレスポンダ部分は、車両が料金所の１マイル内に接近するときその動作を不能化される。これは、IVC が料金所に如何なる自動化支払いをも送信できないことを保証する。IVC 送信機の遮断と同時に、ビーッ音や点滅赤色警報のような車両内警報が作動し、IVC が不作動であり車両が手動支払いステーションで停止されるべきことを運転者に直接警告する。本発明のこの側面の他の代替具体例においては、IVC 送信機を単にターンオフすることなく、料金違反者従って究極的に強制を受けるものを識別するためのユーザ追従の追加のシステムに依存して、送信機は付勢状態のままとされ、ファームウェアおよび包含されるソフトウェアにより制御されて、普通の料金／残高メッセージではなく、特別のOFFENDER（反則者）メッセージをそのIVC 識別とともに即座に放送し始める。この代替具体例においては、料金所の受信機は、IVC 送信を受信し続け、狭フィールド送信機をもつ到来車両のレーン位置を識別し、IV C OFFENDER車両が走行してくる精確なレーンを識別し続けることができる。送信機／受信機により受信されるOFFENDERメッセージから車両を識別すると、単一のロジカルスイッチまたはTTM ３２が警報ランプをターンオンし、強制係員に反則者車両が走行している交通レーンを指示する。もしも車両が、その無効口座残高に拘らず自動化料金所中を進行しようと試みると、INVALID IVC リストの放送は IVC を反則者識別ビーコンとして動作するように変換する。本発明のこの側面の関連する具体例においては、この種のOFFENDERメッセージは、料金所への通信が影響されるRFメッセージ送信機を使用する以外の手段により送信できる。例えば、車両登録タグまたはライセンスプレートに隣接して取り付けられた赤外線（ＲＦ）または可視光エミッタの形式のビーコンを賦活（または賦活解除）し、INVALID IVC またはOFFENDER状態を指示できる。この形式のビーコンは、例えば赤外線観察装置またはビデオカメラ式の強制システムを使用することによって、認識、記録し、あるいは他の方法で可視的に取り締まることができる。この形式の好ましいイメージ式の強制システムでは、照明されたＩＲビーコンの存在により有効料金支払い者を認識することが企画される。この場合、有料道路交通のビデオカメラ像上に作用する目標追跡ソフトウェアで、ＩＲビーコン欠いたり、確認プロトコル中ＩＲビーコンを閃光させなかった全車両を反則者として識別することになろう。このシステムは、反則者が検出されたならば道路上の車両を撮影するように強制カメラを作動させることになろう。このシステムでは、ビンーコンの欠如を検出することによって、IVC を全然欠いている車両や、Ｔ１にて遮断またはOFFENDER識別メッセージを受信した無効IVC を有する車両を識別し撮影することになろう。以上の説明で、料金徴収ステーションの配置を米国北東諸州のハイウェイシステムに共通の形態で記述した。他の共通の配置は、各５ないし２５マイルの間隔で現われる多少とも連続する料金所を包含する。この後者の形式の有料道路においては、１対の逐次の料金所間に数本の入口道路が設けられるが、請求される料金は、車両入口点に関して変えることを要しない。代わりに、車両は、料金所を通過するとき、最初にいつ道路に入ったかに拘りなく固定料金を払う。この料金所は出口におかれることを要しないが、おそらく、そして一般に出口間または出口直前に置かれる。 IVC ソフトウェア５２は、この種の一つの料金徴収設備を有するシステムで使用されるとき、車両入口点を追跡することを要せず、各Ｔ１で放送される料金スケジュールは、単一金額でよく、料金所は番号または他の識別子を有することを必要としない。送信機Ｔ０の役割は余計であり、Ｔ１により伝送されるデータは相応に減ぜられる。しかしながら、IVC により送られる取引きリポートは、この種の料金徴収システムに向けられるとき、なお上述のように識別および残高情報を含む。さらに、上述の自動化料金所は、阻止ゲートや回転バーを有する一組の料金ブースどころか、道路自体の上に構造体を全然必要とせず、機械的には道路の全レーンにわたって延びる単一のガントリで実施できる。この場合、料金支払い通信を受信するために、ガントリ頂部上に、狭ビーム料金所送信機および受信機が取り付けられる。好ましくは、これらの受信機／送信機はまた、交通の流れの下流に対面するレーン指示ランプを作動し、下を通る各車両の料金支払いに対して有効性と、そして任意的に料金クラスを可視的に指示するのがよい。図１０は、この種のガントリ装置４０を例示しており、識別送信機Ｔ１の下流に配置された支持フレームが、下を通る車との料金取引を各々取り扱う複数の狭ビームレーン識別送信機を支持している。任意的に、強制用のビデオカメラをガントリ上に支持してもよい。その場合、一つのカメラ４３（図１０Ａ）は通過する各車の瞬間的位置を分析するために本質的に下に向けられてよく、他のカメラ４５は複数レーンの反則者のライセンス番号を記録するために下流に向けてよい。本発明は、先行の記述から明らかにされたものの中で、取分け上述の目的を有効に達成するものであることが分かろう。特に、本発明は、高速度で走行する車両から料金を遠隔的に、かつ高速度で徴収するための方法および装置を提供する。それにより、本発明は、従来の料金徴収システムにより達成できなかった高い処理量を可能にする。システムは、料金徴収機関との相互作用を容易にし、車両運転者および料金徴収施設に対して有効で、低価額の記録保存や取引報告を可能にする。本発明は、料金所近傍での速度差を減ずることによってハイウェイの安全性を高め、かつ既存の料金管理システムに容易に組み込まれる。開示された上述の構造および動作手順は、本発明の技術思想から逸脱することなく変更し得ることは、当技術に精通したものであれば容易に理解されよう。例えば、例示の無線周波数送信機は、電磁スペクトルの他の領域で動作する送信機やエンッタで置き換えることができる。さらに、本発明は、線路の車両やその他の料金または関税徴収の応用と関連して実施できる。したがって、上に説明され図面に示される全内容は、限定的意味を有するものでなく例示として解釈されることが意図される。

Claims

【特許請求の範囲】１．道路上を走行する車両から自動的に料金を徴収する方法であって、料金徴収のため車両が通過し得る少なくとも第１の料金徴収設備を提供し、近づいてくる料金徴収設備における料金取引における借方記入に利用できる金銭額を表わす利用可能料金情報を格納するためのメモリを有する車両トランスポンダを車両に搭載し、トランスポンダに、初利用可能料金値を表わす電子的総料金額情報を負荷し、第１料金徴収設備に対応する第１料金徴収設備識別部から第１の料金徴収設備識別子信号を送信し、車両が前記第１料金徴収設備に到着する前に前記車両搭載トランスポンダに料金スケジュールを格納し、車両が前記第１料金徴収設備を通過するとき、車両搭載トランスポンダから、車両内料金プロセッサを識別するデータおよび料金残高情報をメモリから伝送する諸段階を含み、前記車両搭載トランスポンダが、前記第１料金徴収設備識別子信号を受信するように動作し得、かつ、前記第１料金徴収設備識別子信号に応答して、前記第１料金徴収設備において利用可能料金額値に対して借方記入されるべき料金額を決定するように構成されていることを特徴とする自動的料金徴収方法。２．借方記入される料金額に従って利用可能料金額信号の値を減ずることを含む請求項１記載の自動的料金徴収方法。３．車両内料金プロセッサに確認信号を送信することを含む請求項１記載の自動的料金徴収方法。４．車両搭載トランスポンダを利用して、利用可能料金額情報により表わされる金銭額を予定された最低値と比較し、利用可能料金額情報により表わされる金銭額が予定された最低値よりも落ちたとき該金銭額をインクリメントすることを含む請求項１記載の自動的料金徴収方法。５．前記インクリメントを表わす車両搭載トランスポンダから更新信号を送信することを含む請求項４記載の自動的料金徴収方法。６．前記更新信号を遠隔的に受信し、前記インクリメント額に対して別個にかつ独立的に請求を発することを含む請求項４記載の自動的料金徴収方法。７．前記車両搭載トランスポンダに前記第１料金徴収設備識別信号を格納することを含む請求項１記載の自動的料金徴収方法。８．前記第料金徴収設備から遠隔の第２の料金徴収設備を道路に提供し、前記第２料金徴収設備に対応する第２の料金徴収設備識別部を提供し、前記第２料金徴収設備識別部から第２の料金徴収設備識別子信号を送信し、車両搭載トランスポンダを利用して前記第２料金徴収設備識別子信号を受信し、そして前記の格納された第１料金徴収設備識別子信号を第２料金徴収設備識別子信号で上書きすることを含む請求項７記載の自動的料金徴収方法。９．前記車両搭載トランスボンダ内のメモリ内の利用可能料金額を自動的にインクリメントすること、およびこのインクに対に対して別個かつ独立的に請求を発することを可能にするため信号を送信することを含む請求項１記載の自動的料金徴収方法。１０．無効車両トランスポンダを識別するリストを送信することを含み、該リスト内に識別される車両トランスポンダが、このリストの受信に応答して遮断により応答し、それが前記料金徴収設備にて非応答性として検出され得るようになされた請求項１記載の自動的料金徴収方法。１１．前記の第１料金徴収設備識別部から送信する段階が、料金請求スケジュールを指示するコード化無線周波数信号を送信することを含む請求項１記載の自動的料金徴収方法。１２．前記車両搭載トランスポンダが、特定された料金クラスを有する車両での使用について授権されており、前記トランスポンダが該クラスに適用可能なスクジュールの一部を格納している請求項１１記載の自動的料金徴収方法。１３．無効車両トランスポンダを識別するリストを伝送することを含み、該リストに識別される車両トランスポンダが、該リストの受信に応答して反則者メッセージを送信し、それが前記料金徴収設備にて検出され得る請求項１記載の自動的料金徴収方法。１４．走行車両と複数の取引ステーションの任意の一つとの間で取引きを実行する方法にであって、前記走行車両に、受信機、メモリ手段、プロセッサおよび送信機を含む車両内要素を搭載し、前記各取引きステーションに送信機ユニットを提供し、この送信機ユニットに、その取引きステーションを識別する信号を反復式に送信させ、前記メモリ手段に、各取引きステーションと関連する量情報および前記車両内要素の情報に関する量情報を提供し、前記車両内要素に、前記取引きステーションの特定の一つからの識別信号の受信に応答して、前記メモリからその特定のステーションと関連する量情報を収集して、それを前記プロセッサユニットに供給し、かつ前記メモリ手段からその車両内要素の現在状態に関する量情報を収集して、それを前記プロセッサユニットに供給し、前記プロセッサユニットに、取引き規則に従って前記二組の量情報を処理させ、前記車両内送信機に、取引きの結果を指示する車両信号を、前記車両内要素の識別とともに伝送させ、前記取引きステーションに前記取引きの結果を指示する前記車両信号を受信し、かつ無効ユーザを識別するために個々の車両内要素に関連する財務記録を維持するように構成された受信機ユニットを提供する諸段階を含むことを特徴とする走行車両と取引きステーション間の取引き実行方法。１５．自動料金徴収システムのための車両内装置であって、情報メモリとオペレーションプログラムを含み、該メモリ内に利用可能料金額残高を格納し増大するように構成されたプロセッサと、該プロセッサにインターフェース接続され、車両内装置を担持する車両が料金徴収ステーションを通過するとき、料金徴収ステーション通信を受信し、それに残高情報をもって応答するトランスポンダとを備え、前記残高情報を前記装置の外部の料金徴収ステーションに供給し、それによりユーザが、利用可能料金額残高を増したプロセッサに対して請求され得ることを特徴とする車両内装置。１６．少なくとも一つの固定トランシーバに関して移動する可動目標を位置決めする装置であって、前記固定トランシーバ内に包含され、局部的に分配される信号強度を有する無線周波数信号を送信し、その位置を識別する送信機と、前記固定トランシーバ内に包含され、無線周波数信号を受信するための受信機と、前記目標に固定された予め割当てられたァイデンティティを有する可動トランシーバであって、送信機と、受信機と、メモリと、マイクロプロセッサと、無線周波数信号を評価して、前記固定トランシーバに関する前記目標の位置を決定するための信号評価回路とを備える可動トランシーバとを備え、前記可動トランスシーバが、前記目標の予め割り当てられたアイデンティティと、前記固定トランシーバに関するその位置に関する指示を前記固定トランシーバに伝送し、そしてさらに可動トランシーバが口座状態の変動に関する情報を伝送することを特徴とする可動目標位置決め装置。１７．前記可動トランシーバが、可動トランスシーバを滞納者として識別する情報を伝送し、装置が目標を識別するため信号を発信する請求項１６記載の可動目標位置決め装置。