專利名稱：收費系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以應用于收費道路例如高速公路、收費橋等的收費系統(tǒng)。
作為收費道路的收費系統(tǒng)，一般有兩種系統(tǒng)一種稱為開路系統(tǒng)，其中只具有一個檢查點，另一種稱為閉路系統(tǒng)，其中至少具有兩個檢查點。
閉路系統(tǒng)例如用于長距離高速公路。換句話說，它是一種入口收據(jù)/出口收費系統(tǒng)，用于在入口處提供的入口門對進入高速公路的車輛收據(jù)，在出口提供的出口門按照由車輛通過的高速公路的距離和車輛的類型收費。
開路系統(tǒng)例如應用于短距離收費道路，收費橋等。即，在車輛進入高速公路的入口門收取固定的費用，然后車輛便可以通過沒有提供門的收費道路的出口。
作為在所述的閉路系統(tǒng)中的常規(guī)的收費系統(tǒng)，有一種磁卡收費系統(tǒng)。
這種磁卡收費系統(tǒng)包括入口車道路旁設備，其例如被安裝在高速公路入口的入口門處，和安裝在高速公路的出口門處的出口車道路旁設備。用于發(fā)放磁卡票的自動票單發(fā)放機是入口車道路旁設備的主要設備，而出口路旁設備包括開收據(jù)器，讀票器，控制器等。
在這種磁卡收費系統(tǒng)中，在車輛進入的入口門設置的自動票單發(fā)放機一般發(fā)放磁卡作為記錄該入口門的入口處數(shù)據(jù)的票單(以后稱為入口數(shù)據(jù))。車輛駕駛員從自動票單發(fā)放機得到這一票單。在出口門，出口門工作人員把駕駛員攜帶的作為票單的磁卡插入讀票器中讀出記錄在磁卡上的入口數(shù)據(jù)，并根據(jù)入口數(shù)據(jù)計算費用。工作人員將計算出的數(shù)額向駕駛員出示，并以現(xiàn)金的形式向車輛駕駛員收費，或者按照由收費道路管理機構(gòu)發(fā)放的存儲價值卡收費。
順便說明，在這種磁卡收費系統(tǒng)的情況下，車輛駕駛員需要在入口門處從自動票單發(fā)放機得到票單，因此，沒有太多的車輛停滯。然而，在出口門處則有較多的手工操作，包括票單的發(fā)放與接收以及費用的收集，因而需要大量的時間。因此，當利用高速公路的車輛的數(shù)量增加時，存在在出口門附近交通擁擠的問題。
因此，在近些年來，為減輕這種交通擁擠，引入了新的技術(shù)。
作為這些新技術(shù)之一，考慮以和所述磁卡收費系統(tǒng)混合的形式引入無線卡型收費系統(tǒng)。換句話說，在無線卡型收費系統(tǒng)中，具有無線通信功能的并能夠插入與取出能夠存儲各種數(shù)據(jù)的IC卡的車載裝置被安裝在車輛上。在這車載裝置和在入口提供的路旁設備之間進行無線通信，并精確地計算每個車輛的費用。
當引入磁卡與無線卡結(jié)合使用的收費系統(tǒng)時，配備有車載裝置的車輛(以后稱為ETC車輛)和沒有配備車載裝置的車輛(以后稱為非ETC車輛)將通過入口和出口門。因此，需要對相應于各種車輛進行收費。
此外，所述“ETC”是“Electric Toll Collection”的縮寫。
因此，在入口處，對非ETC車輛發(fā)放磁卡票單，并且對ETC車輛這樣控制，使得由路旁設備利用無線通信把入口存儲在設置在ETC車輛的車載裝置中的IC卡中。在出口門，和以前一樣從非ETC車輛接收票單，由讀票器進行處理，費用由人工精確地計算，同時，對于ETC車輛，由路旁設備通過無線通信從ETC車輛的車載裝置和IC卡讀出入口數(shù)據(jù)，并根據(jù)讀出的入口數(shù)據(jù)自動地計算費用。用于自動計算費用的有一種在IC卡上記錄預付量的系統(tǒng)和與普通信用卡系統(tǒng)相同的系統(tǒng)。
然而，這種收費系統(tǒng)具有如下所述的一些問題。
當從管理的角度劃分所述的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時，可以分成安裝在入口門和出口門的路旁設備(入口車道路旁設備和出口車道路旁設備)，它們是系統(tǒng)側(cè)管理的對象，以及車輛側(cè)設備(車載裝置和IC卡)，它們是用戶側(cè)管理的對象。然而，這些設備并不總是正確地操作，而是可能出現(xiàn)故障。此外，在用戶側(cè)也存在誤操作的問題。
路旁設備由系統(tǒng)管理側(cè)管理，因此，可以快速地采取行動來克服故障。然而，車輛側(cè)設備，即車載裝置和IC卡在用戶側(cè)管理，因而如果這些設備出現(xiàn)故障或被誤操作，則直到和路旁設備通信之前還不知道發(fā)生了故障，因此，這在進出口門處會引起麻煩，可能引起類似于常規(guī)系統(tǒng)的交通擁擠。
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠預先檢測在車輛側(cè)設備上發(fā)生的異常的收費系統(tǒng)。
按照本發(fā)明，提供一種收費系統(tǒng)，其中包括安裝在通過收費道路的車輛上的無線車載裝置，在所述車載裝置中裝載/取出存儲價值卡，以及路旁設備，用于通過和車載裝置進行無線通信，從存儲價值卡用戶或者從由車載裝置中取出的存儲價值卡本身收取收費道路的費用。該系統(tǒng)包括用于當利用存儲價值卡完成車載裝置的存取時，在存儲價值卡上記錄存取完成數(shù)據(jù)的裝置；用于當車載裝置存取存儲價值卡時，確認存取完成數(shù)據(jù)的裝置；以及用于當IC卡被裝進車載裝置中時，當確認裝置確認存取完成數(shù)據(jù)沒有被記錄裝置記錄在存儲價值卡上時，從車載裝置上取出存儲價值卡的裝置。
圖1是表示本發(fā)明的收費系統(tǒng)的實施例的方塊圖；圖2示意地表示作為閉路系統(tǒng)中路旁設備之一的入口車道側(cè)設備的結(jié)構(gòu)；圖3示意地表示作為閉路系統(tǒng)中路旁設備之一的出口車道側(cè)設備的結(jié)構(gòu)；圖4是表示在出口亭內(nèi)的出口車道路旁設備的方塊圖；圖5是表示在圖1所示的本發(fā)明的收費系統(tǒng)中使用的車載裝置的結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖6是表示在圖1所示的本發(fā)明的收費系統(tǒng)中使用的IC卡的結(jié)構(gòu)方塊圖；圖7是表示作為開路系統(tǒng)中路旁設備之一的入口亭或出口亭中的設備的方塊圖；圖8是表示在圖1所示的本發(fā)明的收費系統(tǒng)中在車載裝置和IC卡之間交換指令的順序圖；圖9是表示在圖1所示的本發(fā)明的收費系統(tǒng)中在IC卡中的處理流程圖；圖10是表示在圖1所示的本發(fā)明的收費系統(tǒng)中的車載裝置側(cè)的主處理操作的流程圖；圖11是表示在圖10所示的主處理當中的IC卡插入處理的流程圖；圖12是表示在圖10所示的主處理操作當中的無線通信處理流程圖；圖13是表示在圖10所示的主處理操作當中的IC卡更新處理操作流程圖；以及圖14是表示在圖10所示的主處理操作當中的車載裝置內(nèi)的取出處理操作的流程圖。
下面參照


本發(fā)明的收費系統(tǒng)的實施例。
圖1是簡明地表示作為本發(fā)明的實施例的無線卡收費系統(tǒng)(以后稱為ETC系統(tǒng))的方塊圖，圖2是簡明地表示在閉路系統(tǒng)中作為路旁設備之一的入口車道側(cè)設備的結(jié)構(gòu)的圖，圖3是簡明地表示在閉路系統(tǒng)中作為路旁設備之一的出口車道側(cè)設備的結(jié)構(gòu)的圖，圖4是表示圖3所示的出口車道側(cè)設備的出口亭內(nèi)的設備的結(jié)構(gòu)的方塊圖，圖5是簡明地表示這一ETC系統(tǒng)的車載裝置的結(jié)構(gòu)的方塊圖，圖6是表示在這一ETC系統(tǒng)中使用的IC卡的結(jié)構(gòu)的方塊圖，以及圖7是表示作為開路系統(tǒng)中的路旁設備之一的入口亭或出口亭內(nèi)的設備結(jié)構(gòu)的簡圖。
在圖1中，標號1表示收費道路的路旁設備。路旁設備1包括在收費道路的入口門安裝的入口車道側(cè)設備和在出口門安裝的出口車道側(cè)設備。路旁設備1配備有天線2。天線2包括第一天線23，第二天線25等，如后面說明的確定的例子中所示。標號3表示車載裝置，其具有天線4，用于通過天線2和路旁設備1進行無線通信。作為存儲價值卡的IC卡5從車載裝置3中插入或取出。換句話說，車載裝置3配備有卡盒(在圖5中詳細說明)，IC卡5自動地從卡盒中插入或取出。如果用戶在卡盒的入口插入IC卡5，則IC卡5由卡盒中的自動裝入/取出機構(gòu)裝入。為了從車載裝置3中取出IC卡5，用戶可以按下車載裝置上提供的取出按鈕，IC卡5便被自動地取出。
路旁設備1和車載裝置3以和暫時在內(nèi)部緩沖存儲器例如動態(tài)RAM中進行存儲的速度那樣相當高的速度進行無線通信。另一方面，IC卡5具有內(nèi)裝的閃速存儲器例如EEPROM，并由車載裝置3進行讀寫，寫入速度大大低于路旁設備1和車載裝置3之間的通信速度。下面說明ETC系統(tǒng)的具體的結(jié)構(gòu)的例子。
首先說明應用于長距離高速公路的閉路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
作為閉路系統(tǒng)的路旁設備之一，安裝有入口車道側(cè)設備，例如，安裝在高速公路入口處的入口門的入口亭中。
該入口車道側(cè)設備車輛類型識別器22，自動票單發(fā)放機24和車輛啟動檢測器26，如圖2所示。
車輛類型識別器22通過利用多個車輛檢測器21沿運動方向按順序檢查車輛來判斷車輛類型；即進入每個入口亭的每個車道的前方的大型車輛，中型車輛或小型車輛Y。
當由車輛類型識別器22檢測到車輛Y的進入時，自動票單發(fā)放機24通過第一天線23開始和車輛Y進行無線通信，并向能夠進行通信的車輛Y發(fā)送入口數(shù)據(jù)例如進入收費亭的號數(shù)，進入時間，車道號數(shù)等。
車輛啟動檢測器26提供通過第二天線25和經(jīng)過入口門的車輛Y進行無線通信變得不可能的時刻，并通知自動票單發(fā)放機24檢測的車輛Y已是啟動的車輛。
當車輛Y通過第一天線23完成通信并進入車輛啟動檢測器26的檢測區(qū)域時，第二天線25按照來自自動票單發(fā)放機24的指令和車載裝置3(以后縮寫為OBU)交換信息，通過這一信息交換，由車輛識別器22識別的車輛類型被送到OBU3，和預先存儲在OBU3中的車輛類型比較的結(jié)果被返回自動票單發(fā)放機24。
自動票單發(fā)放機24控制上述設備，并和上述那樣對沒有配備OBU3的車輛(以后稱為非ETC車輛)和即使是ETC車輛但是不能使用IC卡5的車輛發(fā)放磁卡票單。
在另一方面，作為閉路系統(tǒng)的路旁設備之一，對于高速公路的出口的出口門處的每個出口亭，安裝有出口車道側(cè)設備。
出口車道側(cè)設備包括車輛檢測器31和在出口亭30中的設備，如圖3所示。
車輛檢測器31檢測進入每個出口亭的每個車道的前方預定區(qū)域內(nèi)的車輛Y。
當車輛Y由車輛檢測器31檢測到時，出口亭30中的設備通過第一天線32和車輛Y進行無線通信，并從可以進行通信的車輛(以后稱為ETC車輛)和不能進行通信的車輛(非ETC車輛和不能進行通信的ETC車輛)收取不同的費用。
在出口亭30中的設備包括經(jīng)過卡確認機41，預付卡處理器42,IC卡讀取器43，開收據(jù)器44和出口車道控制器45，如圖4所示。通過卡確認機41處理由非ETC車輛帶的票單(磁卡)。
預付卡處理器處理預付卡。
IC卡讀取器43處理沒有經(jīng)過無線通信的ETC車輛的IC卡。
開收據(jù)器44對以現(xiàn)金支付費用的車輛進行收費和開出收據(jù)。
出口車道控制器45當收到由車輛檢測器31檢測的車輛信息時控制上述設備。
通過卡確認機41是一種讀取票單(磁卡)的磁卡讀取器。一個負表被記錄在出口車道控制器45的記錄器(未示出)例如硬盤中。這負表例如是這樣一些用戶的表，這些用戶是由管理高速公路的操作機構(gòu)識別為具有IC卡但不通過IC卡付費的用戶。
OBU3包括自動裝入與取出機構(gòu)52，接口53,IC卡處理器54，無線操作控制器56，控制面板57，顯示器58和控制器59，如圖5所示。
自動裝入與取出機構(gòu)52把IC卡裝入卡盒51中，也從卡盒51中取出IC卡5。
接口53執(zhí)行和IC卡5的接口功能。
IC卡處理器54處理通過接口53讀出的數(shù)據(jù)，并把處理結(jié)果存儲在存儲器55中。
無線操作控制器56通過天線4發(fā)送在存儲器55中存儲的數(shù)據(jù)，并在存儲器55中存儲通過天線4接收的數(shù)據(jù)。
控制面板57配備有多個由用戶操作的按鈕(十鍵，指定鍵，執(zhí)行鍵，取出按鈕等)。
顯示器58配備有字符顯示和LED燈，用于指導操作的內(nèi)容。
控制器59控制所有的部分。
在存儲器55中，車輛數(shù)據(jù)例如長度，車軸數(shù)，重量，車輛的用途以及車輛的特征數(shù)據(jù)這些確定安裝有OBU3的車輛的因素被預先存儲在其中。
IC卡5有兩種類型，一種是預付型(費用預付型)，由高速公路操作管理機構(gòu)以規(guī)定的費用提供給用戶用于收費，另一種是記帳扣除型。
例如，記帳扣除型IC卡5具有內(nèi)裝的閃速存儲器例如EEPROM，和OBU3的接口53交換數(shù)據(jù)的接口62，以及作為控制器的CPU63，用于控制接口62和閃速存儲器61。IC卡5的閃速存儲器61存儲裝載數(shù)據(jù)例如用戶識別碼，合同的有效期和特殊合同(對于殘疾人折扣的可適用性)。此外，在費用預付型IC卡的情況下，還存儲有余額數(shù)據(jù)，當使用在沒有使用時規(guī)定的可用量時通行費被扣除。此外，在IC卡5的閃速存儲器61中，通過歷史例如通過日期和時間，限定入口門的入口號，車輛Y的類型以及在卡上的余額，除去相對于預存儲的IC卡號之外還相對于識別碼被存儲。
當通過和OBU3交換信號確認OBU3的有效性之后，IC卡5被插入OBU3中時裝載數(shù)據(jù)被發(fā)送給OBU3。
在另一方面，作為可應用于開路系統(tǒng)的收費道路的路旁設備1的一種，在入口亭或出口亭中的設備包括車輛檢測器71，收費處理器73，預付款處理器74，開收據(jù)器75，和IC卡讀取器76，如圖7所示。
車輛檢測器71當車輛Y進入每個亭的前方的規(guī)定區(qū)域時對車輛進行檢測。
當檢測到車輛Y時，收費處理器73通過第一天線72和車輛Y開始進行無線通信。如果能夠通信，則車輛Y是ETC車輛，因此，收費處理器執(zhí)行收費處理，并由開收據(jù)器輸入費用支付類型，進入的車輛的類型等，以便對設備進行控制。
預付卡處理器74處理由不能通過無線通信進行收費的車輛(非ETC車輛等)提交的預付卡。
開收據(jù)器75對于由預付卡或現(xiàn)金支付的費用開出收據(jù)。
IC卡讀取器76處理由車輛駕駛員提交的IC卡5的支付處理，即使它們是不能通過無線通信進行收費處理的ETC車輛時也是如此。
收費處理器73配備有顯示器，其不僅能夠顯示費用計算結(jié)果，而且能夠顯示IC卡5的異常狀態(tài)的錯誤顯示(通知)。此外，類似于上述的負表已被記錄在收費處理器73中。
下面以閉路系統(tǒng)為例簡要說明ETC系統(tǒng)的操作。
首先說明入口車道側(cè)。
在入口車道側(cè)，例如，在通向高速公路的入口處的入口門的每個車道(入口車道)，當由安裝在每個出口亭的前方的車輛檢測器21檢測到車輛Y的進入時，檢測的數(shù)據(jù)通過車輛類型識別器22被送到自動票單發(fā)放機24。
自動票單發(fā)放機24控制第一天線23并啟動和車輛Y的OBU3進行詢問通信，OBU3接收從第一天線23發(fā)出的詢問信號(存取請求)。根據(jù)收到的詢問信號，OBU3確認其為來自有效天線的詢問，并把由IC卡5預先得知的費用數(shù)據(jù)和記錄在OBU3上的車輛數(shù)據(jù)發(fā)送回自動票單發(fā)放機24。
自動票單發(fā)放機24識別來自車載裝置3的響應為有效時，便確認費用數(shù)據(jù)的有效期限以及預付卡的余額數(shù)量是否不為0。
然后，如果來自OBU3的響應是有效的，則包括用于識別入口門的道路號、收費亭號、通過的日期和時間以及車道號的第一入口數(shù)據(jù)發(fā)送給OBU3。OBU3確認第一入口數(shù)據(jù)被正確地接收，并向路旁設備1即自動票單發(fā)放機24發(fā)送完成數(shù)據(jù)接收的通知。
自動票單發(fā)放機24在收到來自OBU3的接收完成的通知時，便停止票單的發(fā)放，并識別該車輛是配備有正確的OBU3的車輛(以后稱為ETC車輛)。
然后，當這ETC車輛通過自動票單發(fā)放機24的一側(cè)并進入車輛啟動檢測器26的檢測范圍時，車輛檢測信號便從車輛啟動檢測器26被輸入自動票單發(fā)放機24。自動票單發(fā)放機24收到這一檢測信號時，便通過控制第二天線25和OBU3進行詢問通信。
OBU3在識別該詢問通信為有效詢問時，便向自動票單發(fā)放機24發(fā)送由IC卡5預先通知的識別碼和在OBU3中預先登記的識別碼作為對詢問的響應。
自動票單發(fā)放機24在收到該響應之后，檢查來自OBU3的該響應的有效性。當該響應被識別為有效時，IC卡5的識別碼和通過第一天線23預先接收并被存儲在緩沖存儲器中的識別碼進行比較。
然后，當這些識別碼彼此一致時，從車輛類型識別器22收到的車輛類型判斷結(jié)果和在OBU3中存儲的車輛數(shù)據(jù)比較，并把比較結(jié)果通過第二天線25作為第二入口數(shù)據(jù)返回OBU3。
當通過天線25正確收到第二入口數(shù)據(jù)時，OBU3通知第二天線25接收完成。與此同時，正確收到的第一第二入口數(shù)據(jù)作為最后入口數(shù)據(jù)被記錄在IC卡5上。
下面說明出口車道側(cè)。
在出口車道側(cè)，即在高速公路的出口處的出口門側(cè)，在每個車道的出口亭的前方安裝的車輛檢測器31檢測車輛Y的進入。當檢測到車輛Y的進入時，車輛檢測器31把車輛Y的進入通知出口亭30中的設備的出口車道控制器45。
出口車道控制器45控制第一天線32并啟動和進入的車輛Y的詢問通信。OBU3收到該詢問信號之后，和在入口車道那樣檢查在出口車道中接收的詢問信號的有效性。
如果該詢問信號有效，OBU3則把入口數(shù)據(jù)、費用數(shù)據(jù)和記錄在OBU3本身的車輛數(shù)據(jù)發(fā)送回第一天線32。
出口車道控制器45根據(jù)由第一天線32接收的各種數(shù)據(jù)當中的入口數(shù)據(jù)計算費用。與此同時，出口車道控制器45通過使識別碼和識別碼負表對比識別識別碼的有效性，并把入口數(shù)據(jù)和出口數(shù)據(jù)(收費亭號、通過時間和日期、車道號以及費用)發(fā)送給OBU3作為使用歷史。
OBU3在收到該使用歷史之后，確認使用歷史被正確地收到，并通知路旁設備，即出口車道控制器45，告知收到使用歷史，然后在IC卡5中記錄使用歷史。
下面說明開路系統(tǒng)(統(tǒng)一價車道(the flat-rate lane))的操作。
類似于上述的閉路系統(tǒng)，用戶駕駛安裝有其中插入有IC卡的OBU3的車輛Y。
當IC卡5被設置在OBU3中時，在接口53和62之間交換信號，以便檢查OBU3的有效性，如果OBU3是有效的，則記錄在IC卡5本身中的費用數(shù)據(jù)被送到OBU3。
在統(tǒng)一價車道的情況下，在收費道路的入口或出口收費。
例如，如果路旁設備1即圖7所示的結(jié)構(gòu)中的設備被安裝在收費道路的入口，當檢測到車輛Y的進入時，車輛檢測器71便把車輛的進入通知收費處理器73。然后，收費處理器73開始進行和OBU3的無線通信。
首先，收費處理器73通過第一天線72發(fā)送無線詢問信號，OBU3和上述閉路系統(tǒng)一樣檢查接收的詢問信號(通信設備)的有效性。
當檢查結(jié)果證明通信設備有效時，OBU3便通過天線4發(fā)送以前通知的IC卡5的收費費用數(shù)據(jù)和在IC卡本身記錄的車輛數(shù)據(jù)。
當收費處理器73通過第一天線72接收收費費用數(shù)據(jù)和車輛數(shù)據(jù)時，首先從收費費用數(shù)據(jù)中提取識別碼，并使這一識別碼和負表相關(guān)聯(lián)，如果識別碼的有效性被證實，則根據(jù)車輛數(shù)據(jù)執(zhí)行車輛類型識別處理，并按照識別的車輛類型計算費用。
接著，收費處理器73根據(jù)計算的費用準備收費亭數(shù)據(jù)，包括收費亭號，通過日期和時間，車道號，費用等，并向OBU3發(fā)送這一收費亭數(shù)據(jù)作為使用歷史。
當通過天線4收到使用歷史時，OBU3檢查使用歷史是否被正確地接收，并向路旁設備1側(cè)即收費處理器73發(fā)送接收完成的通知，并在IC卡5上記錄使用歷史。
下面參照圖8-14說明當設備出現(xiàn)故障時這種ETC系統(tǒng)的排除故障功能。
在這種ETC系統(tǒng)中，在路旁設備1和OBU3之間，以及在OBU3和IC卡5之間，進行詢問信號和響應指令的交換，并在證實相互通信的雙方之后，進行數(shù)據(jù)交換，如圖1所示。
例如，當IC卡5被插入OBU3中時，在OBU3和IC卡5之間，從OBU3向IC卡5發(fā)送卡插入指令，如圖8所示。此后，只要當OBU3準備好讀數(shù)據(jù)時，便向IC卡5發(fā)送數(shù)據(jù)讀出指令。
當IC卡5借助于這數(shù)據(jù)讀出指令識別通信設備并發(fā)送其本身存儲的讀出數(shù)據(jù)時，IC卡5的數(shù)據(jù)被讀入OBU3，此后，OBU3執(zhí)行和路旁設備1之間的通信處理。
在IC卡中記錄的數(shù)據(jù)通過OBU3由路旁設備1檢查。即，根據(jù)記錄在被檢查的IC卡上的帳目的余額和有效期限，由路旁設備1判斷允許通過或不允許通過，并把判斷的結(jié)果發(fā)送給OBU3(這通信時間大約幾毫秒)如果作為這一通信的結(jié)果在OBU3中產(chǎn)生了新的數(shù)據(jù)，則OBU3向IC卡5發(fā)送寫指令，并把這新的數(shù)據(jù)寫入IC卡5中(這寫操作所需的時間大約為幾秒)。
這里，如果設置在OBU3的控制面板57上的取出按鈕被使用收費道路的車輛的駕駛員按下，則OBU3向IC卡發(fā)送卡取出指令。當完成寫操作時，IC卡5響應收到的卡取出指令向OBU3發(fā)送取出響應指令。OBU3收到這取出響應指令后，則通過控制自動裝載/取出機構(gòu)52從自身的卡盒中取出IC卡5。
不過，如果在上述的一系列通信處理期間在OBU3和IC卡5之間發(fā)生任何故障(例如從路旁設備1向OBU3發(fā)送數(shù)據(jù)，接著又把這數(shù)據(jù)發(fā)送給IC卡5，但由于產(chǎn)生的故障而使該數(shù)據(jù)未被正確地發(fā)送)，則按上述順序不會使處理完成。
因此，在ETC系統(tǒng)的情況下，IC卡5的CPU63和OBU3的控制器59分別執(zhí)行下述的處理。
首先說明IC卡5的內(nèi)部處理操作。
IC卡5的CPU63處于卡插入等待狀態(tài)(S901)，并等待接收指令(S902)，如圖9所示，在沒有收到指令時，便按照接口62的狀態(tài)檢查卡取出狀態(tài)(S903)。
然后，當CPU收到指令時(S902為“是”)，CPU識別指令類型(S904)，如果收到的指令是卡插入指令(S904為“是”)，則檢查卡是否處于關(guān)閉狀態(tài)(S905)?？ǖ年P(guān)閉狀態(tài)指的是已經(jīng)正確地進行過最后的處理并且已完成卡中的內(nèi)部處理的狀態(tài)。
為了這種檢查，在前述的和OBU3交換指令期間，在向OBU3發(fā)送取出響應指令的時刻，CPU63在閃速存儲器61的規(guī)定區(qū)域內(nèi)附加一個表示存取完成的標志。檢查這種標志的存在。換句話說，如果卡中的內(nèi)部處理被完成，該標記便被加上(記錄)，在處理未被完成的狀態(tài)下(不記錄)，則不附加標記。
作為這種檢查的結(jié)果，如果沒有附加標記因而內(nèi)部處理沒有關(guān)閉(S905為“否”)，則CPU63不執(zhí)行下一步的處理而返回等待來自OBU3的指令的狀態(tài)(S902)，并且被保持在待用狀態(tài)(功能停止狀態(tài))。
當在收到卡插入指令的時刻卡處于打開狀態(tài)時，因為CPU63不執(zhí)行隨后的接收處理，IC卡5便處于功能停止狀態(tài)。
在另一方面，作為卡狀態(tài)的檢查結(jié)果，如果存在一個標記并且內(nèi)部處理被關(guān)閉(S905為“是”)，則作為下一步處理執(zhí)行卡插入指令接收處理，并且從閃速存儲器61的規(guī)定區(qū)域內(nèi)擦除標記，使卡處于打開狀態(tài)(S906)。在使卡處于打開狀態(tài)之后，CPU63進入接收下一個指令的狀態(tài)(S907,908)，并然后按照從OBU3發(fā)送的下一個指令執(zhí)行不同的處理(S909)。
如果例如收到的指令是讀指令(S901),CPU63則執(zhí)行讀指令接收處理并返回指定的數(shù)據(jù)(S911)。
此外，如果收到的指令是寫指令(S912),CPU63則執(zhí)行寫指令接收處理，并在閃速存儲器61中記錄在該指令之后收到的數(shù)據(jù)(S913)。
如果收到的指令是卡取出指令(S914),CPU63則執(zhí)行卡取出指令接收處理，對閃速存儲器附加一個標記，并使卡處于關(guān)閉狀態(tài)(S915)。
然后，在完成在閃速存儲器61中的數(shù)據(jù)記錄并使卡處于關(guān)閉狀態(tài)之后，CPU63對OBU3返回取出響應(S916)。
下面說明在OBU3中進行的主處理。
如圖10所示，根據(jù)在IC卡插入處理(S1001)中讀出的數(shù)據(jù)，判斷最后處理是否被“正確地完成”或是“在關(guān)閉狀態(tài)下完成”(S1002)(將參照圖11詳細說明)。當最后處理未被正確完成時，IC卡取出處理(S1010)(將參照圖14說明)被執(zhí)行。當在步S1002判斷最后處理被正確完成時，進而判斷取出按鈕是否被按下(S1003)。當取出按鈕被按下時，則執(zhí)行IC卡的取出處理(S1010)。當在步S1003判斷取出按鈕未被按下時，則判斷在OBU3和路旁設備之間的無線通信是否開始(S1004)，如果沒有開始，則返回步S1003。如果無線通信已經(jīng)開始，則執(zhí)行和路旁設備1的無線通信(S1005)。這和路旁設備1之間的無線通信將在后面參照圖12詳細說明。
在步S1005的無線通信之后，判斷OBU3是否收到來自路旁設備1的更新數(shù)據(jù)(S1006)，如果沒有收到更新數(shù)據(jù)而被告知數(shù)據(jù)無效(或當在開始通信之后經(jīng)過一個固定時間時)，則在OBU3的顯示器58上顯示“數(shù)據(jù)無效”，并執(zhí)行IC卡取出處理(S1010)。此外，執(zhí)行IC卡取出處理，IC卡數(shù)據(jù)被重置，并且在IC卡上記錄使用該卡之前的狀態(tài)或“余額不足被處理”。
在步S1006，當收到更新數(shù)據(jù)時，則接著執(zhí)行IC卡更新處理(S1007)。這IC卡更新處理將在后面參照圖13詳細說明。
當IC卡的更新處理被正確地完成時(步S1008為“是”)，處理返回步S1003，再次判斷取出按鈕是否被按下。
當在步S1008IC卡更新處理未被正確地完成時(S1008為“否”)，則執(zhí)行IC卡取出處理(S1010)。
下面說明OBU的操作。
首先說明在OBU3中的卡插入處理的操作。
如圖11所示，當用戶把IC卡5插入卡盒51的入口時，OBU3的控制器59通過自動裝載與取出機構(gòu)52的檢測器對卡進行檢測(S1101)，通過控制自動裝載與取出機構(gòu)52把IC卡5插入卡盒51中，并連接接口53和62。
接著，控制器59向IC卡5傳遞卡插入指令(S1102)。然后，控制器59檢查指令傳遞是否發(fā)生異常(S1103)。
然后，在指令被傳遞之后的固定時間內(nèi)，檢查是否有來自IC卡的響應。
作為在這一處理的檢查結(jié)果，如果有來自IC卡的響應并且沒有發(fā)生傳遞異常(S1103為“否”)，則向IC卡5發(fā)送數(shù)據(jù)讀指令(S1104)。其中，和上述一樣，控制器59檢查指令傳遞是否發(fā)生異常(S1105)，如果沒有發(fā)生傳遞異常(S1105為“否”)，則完成IC卡5的插入處理。
在另一方面，作為在步S1103或S1105的傳遞異常檢查的結(jié)果，如果沒有來自IC卡5的響應，因而存在傳遞異常，則在顯示器58上顯示插入的IC卡不能被處理(S1106)。
此外，當IC卡5不處于關(guān)閉狀態(tài)時(最后處理沒有被正確地完成)，則IC卡5處于待用狀態(tài)，因而沒有響應從IC卡5發(fā)出(S1103為“是”)。因而，斷定OBU3處于傳遞異常狀態(tài)，并顯示“不能處理”，并把IC卡5取出。
接著參照圖12說明在OBU3和路旁設備1之間的無線通信，即在路旁設備1中的判斷處理。當路旁設備1收到關(guān)于余額量的數(shù)據(jù)和從OBU3發(fā)出的IC卡的支付帳戶時，根據(jù)收到的數(shù)據(jù)，判斷余額量是否不足或者支付帳戶是否無效(S1201)。當IC卡上的余額不足或者支付帳戶無效時，則從路旁設備1向OBU3發(fā)出表示該數(shù)據(jù)無效的信息(S1203)。當IC卡的余額足夠并且支付帳戶有效時，則從路旁設備1向OBU3發(fā)出更新數(shù)據(jù)(S1202)。
現(xiàn)在說明在OBU3中的IC卡5的更新處理的操作。在這種情況下，如圖13所示，控制器59向IC卡5傳遞卡寫指令(S1301)，和上述(S1302)一樣檢查指令傳遞的異常，如果存在來自IC卡5的響應并且沒有傳遞異常(S1302為“否”)，則完成這一處理。
在另一方面，如果沒有來自IC卡5的響應并且存在傳遞異常(S1302為“是”)，則在顯示器58上顯示發(fā)生了IC卡5的記錄異常(S1303)。
下面說明在OBU3中的IC卡5取出處理的操作。
如圖14所示，當在IC卡5被裝在卡盒51中的狀態(tài)下用戶按下取出按鈕時(S1401),OBU3的控制器59向IC卡5傳遞卡取出指令(S1402)，并和上述一樣檢查指令傳遞的異常(S1403)。當存在來自IC卡5的響應因而沒有傳遞異常時(S1403的“否”)，控制器59通過控制自動裝載與取出機構(gòu)52從卡盒51中取出IC卡5(S1405)，并完成這一處理。
在另一方面，當沒有來自IC卡的響應因而存在傳遞異常時(S1403的“是”),OBU3的控制器在顯示器58上顯示發(fā)生了IC卡5的記錄異常(S1404)，并通過控制自動裝載與取出機構(gòu)52從卡盒51中取出IC卡5(S1405)。
如上所述，按照本實施例的ETC系統(tǒng)，當OBU3或IC卡5任何一個處于故障狀態(tài)時，或者IC卡5的數(shù)據(jù)記錄處理因為IC卡5被力推出OBU3的外部而沒有正確地完成時，IC卡5的CPU63在緩沖存儲器中對于未完成的處理附加(記錄)一個標記。此后，CPU3檢查這一標記，并且總是保持在待用狀態(tài)，即所謂操作停止狀態(tài)。在另一方面，在OBU3側(cè)，如果沒有來自IC卡對于從OBU3表示傳遞的指令的響應，則OBU3自動地取出插入的IC卡。因此，通過檢查沒有被自己的操作取出的IC卡5和在顯示器58上顯示的內(nèi)容，用戶能夠提前知道IC卡5不能使用。
此外，雖然在上述的實施例中說明了在車載裝置3和IC卡5之間的指令與交換操作，但這些也可應用于被推出OBU3外部的IC卡5和路旁設備1之間的操作。
在這種情況下，即使路旁設備1故意試圖使用推出OBU3外部的IC卡5時，IC卡5自身不會響應，因此，IC卡5不能類似于OBU3那樣被使用，而且，IC卡5的異?？梢杂陕放栽O備1的開收據(jù)器識別，也具有防止錯誤行為的效果。
如上所述，按照本發(fā)明，如果在車輛側(cè)設備上即車載裝置和IC卡上發(fā)生了異常狀況，例如設備發(fā)生故障或者IC卡被故意推出而不能正確地在IC卡上記錄數(shù)據(jù)，則至少停止IC卡側(cè)的功能。結(jié)果，當IC卡被插入車載裝置或路旁設備中時，便可以檢測任何異常，并且當檢測到任何異常時，IC卡便自動地從車載裝置或路旁設備中取出并告知異常性。因而，車輛用戶通過看見從車載裝置中取出的IC卡或由用戶自身被告知的沒有取出的IC卡的異常性，便能夠提前發(fā)現(xiàn)車載裝置或IC卡的異常。
權(quán)利要求
1一種收費系統(tǒng)，其中包括安裝在通過收費道路的車輛上的無線車載裝置，在所述車載裝置中裝載/取出存儲價值卡，以及路旁設備，用于通過和車載裝置進行無線通信，從存儲價值卡用戶或者從由車載裝置中取出的存儲價值卡本身收取收費道路的費用，所述系統(tǒng)包括用于當利用存儲價值卡完成車載裝置的存取時，在存儲價值卡上記錄存取完成數(shù)據(jù)的裝置；用于當車載裝置存取存儲價值卡時，確認存取完成數(shù)據(jù)的裝置；以及用于當IC卡被裝進車載裝置中時，當確認裝置確認存取完成數(shù)據(jù)沒有被記錄裝置記錄在存儲價值卡上時，從車載裝置中取出存儲價值卡的裝置。
2如權(quán)利要求1所述的收費系統(tǒng)，還包括用于如果存取完成數(shù)據(jù)被記錄在存儲價值卡上時，從車載裝置繼續(xù)存取并從車載裝置中擦除存取完成數(shù)據(jù)的裝置。
3如權(quán)利要求1所述的收費系統(tǒng)，其中車載裝置包括用于在IC卡上記錄從路旁設備傳遞的數(shù)據(jù)的裝置。
4如權(quán)利要求1所述的收費系統(tǒng)，其中車載裝置包括用于向路旁設備傳遞數(shù)據(jù)的天線。
5如權(quán)利要求1所述的收費系統(tǒng)，其中車載裝置包括用于擦除存取完成數(shù)據(jù)的裝置。
6如權(quán)利要求1所述的收費系統(tǒng)，其中車載裝置包括用于向存儲價值卡傳遞指令的裝置；用于如果沒有來自存儲價值卡對于由傳遞裝置傳遞的指令的響應，則確認為傳遞異常的裝置；以及用于當由所述確認裝置證實傳遞異常時，取出存儲價值卡的裝置。
7如權(quán)利要求1所述的收費系統(tǒng)，其中路旁設備包括用于向存儲價值卡傳遞指令的裝置；用于按照存在來自存儲價值卡的對于由傳遞裝置傳遞的指令的響應確認傳遞異常性的裝置；以及用于當由所述確認裝置證實傳遞異常時，取出存儲價值卡并告知存儲價值卡的異常性的裝置。
8一種安裝在車輛上的車載裝置，用于和被提供在車道上的路旁設備通信，從而進行收費，所述車載裝置包括用于當存儲價值卡被裝入時傳遞指令從而和存儲價值卡進行通信的第一傳遞裝置；用于按照存在來自存儲價值卡的對于由第一傳遞裝置傳遞的卡插入指令的響應確認傳遞異常的裝置；用于當由確認裝置沒有證實發(fā)生傳遞異常時，向存儲價值卡傳遞數(shù)據(jù)讀出指令的裝置；以及用于當由確認裝置證實發(fā)生傳遞異常時，取出存儲價值卡的裝置。
9如權(quán)利要求8所述的車載裝置，還包括用于告知存儲價值卡的異常性的裝置。
10如權(quán)利要求8所述的車載裝置，還包括用于引導取出存儲價值卡的操作裝置；用于當由操作裝置引導取出時，向IC卡傳遞卡取出指令的裝置；用于按照存在來自存儲價值卡的對于由傳遞裝置傳遞的卡取出指令的響應確認傳遞異常的裝置；以及用于當由確認裝置證實傳遞異常時，告知存儲價值卡的異常性并取出存儲價值卡的裝置。
11一種收費方法，用于在安裝在通過收費道路的車輛上的無線車載裝置中裝入/取出存儲價值卡，并用于通過在車載裝置和路旁設備之間的無線通信或者在從車載裝置中取出的IC卡和路旁設備之間的通信從存儲價值卡的用戶為使用收費道路而收費，所述收費方法包括以下步驟當車載裝置對存儲價值卡的存取完成時在存儲價值卡上記錄存取完成數(shù)據(jù)；當車載裝置正在存取存儲價值卡時確認存取完成數(shù)據(jù)是否被記錄在存儲價值卡上；以及當由確認步驟證實沒有在存儲價值卡上記錄存取完成數(shù)據(jù)時，從車載裝置中取出存儲價值卡。
12一種車輛側(cè)設備確認方法，用于在安裝在使用規(guī)定的道路的車輛上的無線車載裝置和被裝入車載裝置中的存儲價值卡之間交換指令，以便確認彼此的有效性，所述確認方法包括以下步驟從車載裝置向存儲價值卡傳遞卡取出指令；當收到卡取出指令時關(guān)閉存儲價值卡中的內(nèi)部處理，并從存儲價值卡對車載裝置返回一個響應；從車載裝置向存儲價值卡傳遞卡插入指令，用于啟動對存儲價值卡的存?。淮_認收到卡插入指令的存儲價值卡的處理狀態(tài)；以及當存儲價值卡已經(jīng)處于打開狀態(tài)時從車載裝置中取出IC卡。
全文摘要
一種收費系統(tǒng)包括被安裝在通過收費道路的車輛上的無線車載裝置,在其中可以裝入與取出IC卡(存儲價值卡),還包括路旁設備,用于通過和車載裝置進行無線通信或和IC卡本身進行通信從IC卡用戶收取使用收費道路的費用,其中如果車載裝置和IC卡之間的存取被完成,則在IC卡上記錄存取完成數(shù)據(jù),當車載裝置訪問IC卡時,則檢查這存取完成數(shù)據(jù),并且如果當IC卡被裝入車載裝置中時確認沒有存取完成數(shù)據(jù)被記錄在IC卡上,則IC卡被從車載裝置中取出。
文檔編號G07B15/00GK1221163SQ9812558
公開日1999年6月30日 申請日期1998年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月19日
發(fā)明者唐澤茂 申請人:株式會社東芝