무심코 지나친 하이패스의 원리

고속도로 톨게이트에서 큰 힘(?)을 발휘하는 하이패스를 모르는 사람은 없을 것입니다. 하이패스의 원리가 우리가 버스를 탈 때 버스카드를 찍고 타는 것과 같은 원리라고 생각할 수 있는데 사실 하이패스의 원리는 매우 복잡하다고 합니다.

하이패스는 차량이 움직이는 상태에서 무선통신을 이용하여 통행료를 처리하는 자동 전자요금징수시스템으로 근거리 전용 통신 기술이 그 핵심이라 할 수 있습니다. 간단해 보이는 처리과정에 어떤 복잡함이 있는지 하이패스의 원리에 대해서 살펴보겠습니다.

처리과정

통행료를 징수하기 위해서는 아래와 같이 차와 톨게이트 간의 시스템이 필요합니다.

출처 : 네이버 캐스트

전자카드, 차량단말기, 톨게이트 안테나가 기본적인 구성으로 우선 차량을 인식하고 안테나에서 차량의 단말기로 결제정보를 요청하게 되는데 그 이후의 과정은 아래와 같습니다.

출처 : 네이버 캐스트

카드의 결제정보를 단말기가 인식하여 톨게이트 안테나로 보내고 결제가 완료되면 다시 완료정보를 단말기로 보내 카드에 기록하는 형식입니다. 지금까지 일련의 과정이 하이패스의 원리라고 하는 부분이지만 이는 큰 그림(?)을 말할 뿐 세세한 부분은 카드와 단말기 사이의 처리 과정과 차량과 톨게이트 안테나간의 처리 과정으로 나누어집니다.

간단하게 알아보는 하이패스의 원리

우리가 평소에 쓰는 교통카드와 같이 비접촉형 통신방식으로 카드가 단말기에 신호를 보내는 동력은 하이패스카드 속 안테나 코일에 유도전기를 발생시켜 만들어집니다. 단말기에 있는 제 1코일이 주기적으로 그 세기가 변하는 자기장을 발생키시고 카드에 내장되어 있는 제 2코일에서 전기가 유도되는 방식입니다. 

출처 : 네이버 캐스트

이런 과정에서 발생되는 전류는 미약하지만 카드에 있는 반도체 칩을 동작시키기에는 충분한 양입니다. 0.3초 이내에 카드의 위·변조 여부를 확인하고 카드의 결제 정보에서 금액정를 단말기로 이동시킨 후 다시 잔액을 카드에 기록하게 됩니다. 이렇게 결제가 이루어지는 동안 여러번 암호인증 및 상호인증이 진행되고 잔액 정보가 차량 단말기로 이동됩니다. 

고속도로 톨게이트를 다니며 당연하게 생각했던 하이패스의 원리였지만 공부를 하다보니 꽤나 복잡하다는 것을 알 수 있었습니다. 과학은 삶을 편안하게 해주지만 그 원리는 복잡하다는 것을 다시 한번 깨닫게 해주는 주제가 아니였나 생각합니다. 참고로 말씀드리자면 최근에는 하이패스 차량이 많아짐에 따라 고속도로에서 하이패스 차선에 정체가 생기는 경우가 많으니 급하시다면 잠시 꺼두시고 일반 차선으로 진행하는 것도 한가지 팁입니다. 하이패스의 원리를 알게 된 오늘은 휴가를 끝내고 올라오는 차량이 많을 것 같은데, 돌게이트를 지날 때 다시 한번 하이패스의 원리에 대해서 생각해보시길 바랍니다.