(57)【要約】【課題】利用者がＩＣカードをかざすことなく改札口の通路を通過するだけで改札処理を行えるようにする。【解決手段】この自動改札システムは、利用者が通行する通路を隔てて列設され、通行不許可の場合に利用者の通路の通行を阻止するように動作する複数の自動改札機を備えるものであり、数mの範囲を通信エリアとし、無線機能を備えたＩＣカード９と通信して情報の読み込みおよび書き込みを行う複数のＲ／Ｗ４〜７を各通路に設け、ＩＣカード９と複数のＲ／Ｗ４〜７のいずれかが通信したときの電波の受信強度を収集し、その受信強度からＩＣカード９が通路内のどの位置にあるかを判定し、その位置に応じてＩＣカード９を処理するコントローラ１０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者が通行する通路を隔てて列設され、通行不許可の場合に利用者の通路の通行を阻止するように動作する複数のゲート装置と、
前記複数のゲート装置により挟まれた通路に通行方向に沿って複数設けられ、前記通路内を複数でカバーする通信エリアを形成し、前記通信エリアに進入した無線通信機能を備えたＩＣカードとそれぞれが無線通信して情報の読み込みおよび書き込みを行うＩＣカード無線処理部と、
前記ＩＣカードと前記ＩＣカード無線処理部とが通信した電波の受信強度を収集し、収集した受信強度から前記通路を移動するＩＣカードの位置を特定し、特定した位置に応じたＩＣカードの処理を実行するコントローラと
を具備することを特徴とする自動改札システム。
【請求項２】
前記コントローラは、
前記通路を通行方向に沿って複数のゾーンに分け、ゾーン毎に前記ＩＣカードの処理を行うことを特徴とする請求項１記載の自動改札システム。
【請求項３】
利用者が通行する通路を隔てて列設された複数のゲート装置により挟まれた通路に通行方向に沿って複数設けられたＩＣカード無線処理部が、前記通路内を複数でカバーする通信エリアを形成し、前記通信エリアに進入した無線通信機能を備えたＩＣカードとそれぞれが無線通信して情報の読み込みおよび書き込みを行うステップと、
前記ＩＣカードと前記ＩＣカード無線処理部とが通信した電波の受信強度を収集し、収集した受信強度から前記通路を移動するＩＣカードの位置を特定し、特定した位置に応じたＩＣカードの処理を実行するステップと、
前記ＩＣカードを処理した結果、通行不許可の場合に前記ゲート装置が利用者の通路の通行を阻止するステップと
を有することを特徴とする自動改札方法。
【請求項４】
前記通路を通行方向に沿って複数のゾーンに分け、ゾーン毎に前記ＩＣカードの処理を行うことを特徴とする請求項３記載の自動改札方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄道、航空機などの旅客輸送機関に導入される自動改札システムおよび自動改札方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の磁気乗車券対応の自動改札機にＩＣカード乗車券を処理する機能を追加した「駅務システム」の技術が提案されている(特許文献１参照)。
【０００３】
この技術では、利用者である旅客は駅の改札口を通過する際に、非接触方式のＩＣカードを自動改札機の上部に配置されたリーダ／ライタ（以下「Ｒ／Ｗ」と称す」にかざさなければならない。
【０００４】
非接触方式のＩＣカードを処理する自動改札機は、ＩＣカードをＲ／Ｗに例えば数ｃｍ以内まで近づけなければならない。これは、Ｒ／ＷのＩＣカードとの通信有効範囲を広げると、隣接して配置された他の自動改札機のＲ／Ｗが発する電波と混信してしまい、Ｒ／ＷとＩＣカードとの１対１の処理ができなくなってしまうのを防止するためである。
【特許文献１】特開２００５−１１５４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、ＩＣカードをＲ／Ｗに近づけなければならないことから、旅客は改札口に入るときに事前にバッグ等からＩＣカードを取り出しておく必要があり、荷物を持っているときなどは大変面倒であった。またＩＣカードをＲ／Ｗに近づけている時間が短ければ、機器またはＲ／ＷがＩＣカードに対して行う改札処理（カード情報（カードＩＤ、残額等）の読み取りおよび入退出情報の書き込み）が間に合わず、処理未了となり、通行阻止用のドアの閉鎖により、正規の利用者が改札口を通ることができなくなることもある。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、利用者が所持するＩＣカードをかざすことなく改札口の通路を通過するだけで改札処理を行うことができる自動改札システムおよび自動改札方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために本発明の自動改札システムは、利用者が通行する通路を隔てて列設され、通行不許可の場合に利用者の通路の通行を阻止するように動作する複数のゲート装置と、前記複数のゲート装置により挟まれた通路に通行方向に沿って複数設けられ、前記通路内を複数でカバーする通信エリアを形成し、前記通信エリアに進入した無線通信機能を備えたＩＣカードとそれぞれが無線通信して情報の読み込みおよび書き込みを行うＩＣカード無線処理部と、前記ＩＣカードと前記ＩＣカード無線処理部とが通信した電波の受信強度を収集し、収集した受信強度から前記通路を移動するＩＣカードの位置を特定し、特定した位置に応じたＩＣカードの処理を実行するコントローラとを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明の自動改札方法は、利用者が通行する通路を隔てて列設された複数のゲート装置により挟まれた通路に通行方向に沿って複数設けられたＩＣカード無線処理部が、前記通路内を複数でカバーする通信エリアを形成し、前記通信エリアに進入した無線通信機能を備えたＩＣカードとそれぞれが無線通信して情報の読み込みおよび書き込みを行うステップと、前記ＩＣカードと前記ＩＣカード無線処理部とが通信した電波の受信強度を収集し、収集した受信強度から前記通路を移動するＩＣカードの位置を特定し、特定した位置に応じたＩＣカードの処理を実行するステップと、前記ＩＣカードを処理した結果、通行不許可の場合に前記ゲート装置が利用者の通路の通行を阻止するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、利用者が所持するＩＣカードをかざすことなく改札口の通路を通過するだけで改札処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る自動改札システムの構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１に示すように、この自動改札システムは、駅の改札口において、利用者が通行する通路を設けるように所定の間隔（通路幅Ｗ）を隔てて列設されたゲート装置としての複数の自動改札機１〜３と、各通路に複数（２つずつ）配設された複数のＩＣカード無線処理部としてのＩＣカードリーダ／ライタ４〜７（以下「Ｒ／Ｗ４〜７」と称す）と、これらＲ／Ｗ４〜７が通信ケーブルにより接続されたコントローラ１０と、このコントローラ１０に接続されたデータベース１１とを備えている。
【００１２】
自動改札機１〜３は、通行可否を人が感覚的に解るように報知する表示パネル、ランプ、ブザー等の報知装置と、通路を開放または閉鎖するためのドアとこのドアを開閉する開閉機構とからなるドア開閉装置とを備えている。
【００１３】
自動改札機１〜３は、コントローラ１０により制御されてドアを開閉し、通路を利用者が通行することを阻止または許可する。自動改札機１〜３は、通行不許可の場合に利用者の通路の通行を阻止するよう動作する。
【００１４】
Ｒ／Ｗ４〜７は、数ｍの範囲を通信エリア（図２，図３参照）とし、無線機能を備えたＩＣカード９（例えば非接触ＩＣカードなど）と通信して情報の読み込みおよび書き込みを行う。例えば自動改札機１，２間の通路には、Ｒ／Ｗ４，５が通行方向に沿って順に配置され、自動改札機２，３間には、Ｒ／Ｗ６，７が通行方向に沿って順に配置されている。
【００１５】
Ｒ／Ｗ４，６は、改札口の外側（駅構外）に近い方に、Ｒ／Ｗ５，７は、改札口の内側（駅構内）に近い方に設けられている。なお駅構外から改札口（通路）に入る方向を進入方向Ｘと称し、駅構内から改札口（通路）に向う方向を退出方向Ｙと称す。
【００１６】
Ｒ／Ｗ４とＲ／Ｗ５は、それぞれの無線エリア（図の点線）が通行方向に一部が重なるように配置されている。Ｒ／Ｗ６とＲ／Ｗ７は、それぞれの無線エリアが通行方向に一部が重なるように配置されている。無線エリアは、隣の通路にはかからないものとする。
【００１７】
図２に示すように、通路幅Ｗは、例えば５９５ｍｍ（約６０ｃｍ程度）である。通路長Ｌは、例えば１６７０ｍｍである。自動改札機１〜３の幅Ｍは、１８０ｍｍである。電波帯の横直径は、通路幅とほぼ等しく、電波帯の縦直径は、通路長ぐらいとする。つまり通信エリアは、楕円形のようなエリアとされる。
【００１８】
図３に示すように、Ｒ／Ｗ４〜７は、通路の床面に埋設または表面に凹凸なく取り付けられている。通路の高さ、つまり自動改札機１〜３の高さは、１００５ｍｍであり、電波帯の高さは、それよりも高い例えば１５００ｍｍ程度である。
【００１９】
コントローラ１０は、Ｒ／Ｗ４〜７が自身の通信エリアに入ったＩＣカード９と通信して得た電波の強度情報をＲ／Ｗ４〜７から収集する。
【００２０】
コントローラ１０は、Ｒ／Ｗ４〜７から収集した電波の強度情報と予め設定されたＲ／Ｗ４〜７の識別情報とから、複数の自動改札機１〜３の中から制御対象の自動改札機を特定し、ＩＣカード９を処理すべきＲ／Ｗ、例えば自動改札機１，２間の通路であれば、Ｒ／Ｗ４，５を決定する。
【００２１】
また、コントローラ１０は、当該Ｒ／Ｗ（この例ではＲ／Ｗ４，５）がＩＣカード９を処理した結果に応じてドアの開閉制御を行う。
【００２２】
例えばＩＣカード９の処理を正常に終了した場合、コントローラ１０は、Ｒ／Ｗ４，５に対応する位置の自動改札機１，２のドアを開放状態とする制御を行う。
【００２３】
またＩＣカード９の処理でエラーが発生した場合、コントローラ１０は、Ｒ／Ｗ４，５に対応する位置の自動改札機１，２のドアを閉鎖する制御を行う。
【００２４】
この自動改札システムでは、通路を移動するＩＣカード９の位置を、図４に示すように、複数のＡ〜Ｄゾーンに分けて特定し、それぞれのゾーン毎にＩＣカード９の処理を実行する。Ａゾーンは、ＩＣカード９を始めに検出し、対象の通路（自動改札機およびＲ／Ｗ）を識別するための初期検出ゾーンである。Ｂゾーンは、ＩＣカード９を所持する利用者が通路に進入したことを確定するための進入確定ゾーンである。Ｃゾーンは、ＩＣカードの処理を終了し退出処理を行うための退出ゾーンである。Ｄゾーンは、最終ゾーンである。
【００２５】
このため、図５に示すように、データベース１１には、複数の自動改札機１〜３の各通路毎のＲ／Ｗ４，５、Ｒ／Ｗ６，７から得られるそれぞれの電波の受信強度とゾーンとが対応して記録可能な管理テーブル２０が設けられている。
【００２６】
コントローラ１０は、この管理テーブル２０を利用して電波の受信強度を記録し、また参照することにより、Ｒ／Ｗ４〜７がＩＣカード９を検知したときに、旅客（ＩＣカード９）がどの方向（進入方向Ｘかその逆の退出方向Ｙ）から進入しどのゾーンに位置しているかを判定する。
【００２７】
例えばＩＣカード９がＲ／Ｗ４だけに検知された場合（Ｒ／Ｗ４の受信強度が「弱」、Ｒ／Ｗ５は「反応なし」）、自動改札機１，２間のＡゾーンに旅客が進入方向Ｘから進入したものと判定できる。なお、受信強度は、ＩＣカードとＲ／Ｗの距離により変わるため、ある閾値で「強」と「弱」の２つに分けた一例であり、この他、３つ以上に分けてもよい。
【００２８】
また、Ｒ／Ｗ４とＲ／Ｗ５によりＩＣカード９が検知された場合（Ｒ／Ｗ４の受信強度が「強」、Ｒ／Ｗ５の受信強度が「弱」）、ＩＣカード９がＢゾーンに進入（移動）し、さらに、Ｒ／Ｗ４とＲ／Ｗ５によりＩＣカード９が検知された場合（Ｒ／Ｗ４の受信強度が「弱」、Ｒ／Ｗ５の受信強度が「強」）、ＩＣカード９がＣゾーンに進入（移動）し、ＩＣカード９がＲ／Ｗ５だけに検知された場合（Ｒ／Ｗ４は「反応なし」、Ｒ／Ｗ５の受信強度が「弱」）、Ｄゾーンに進入（移動）したものと判定できる。なお、Ｒ／Ｗ６，７については、通路が変るだけであり、電波の強度等は上記と同様である。
【００２９】
通路内のＲ／Ｗからの得られた電波の強度からＩＣカード９の位置を特定する技術としては、例えば複数のＲ／Ｗ間でのＩＣカードからの信号受信差を利用するＴＤＯＡ方式や、
受信強度の最も強いＲ／Ｗの位置にＩＣカードがあるものと近似して位置を特定するＣＥＬＬ−ＩＤ方式などがあり、これらを利用するものとする。
【００３０】
以下、図６を参照してこの自動改札システムの動作を説明する。
この自動改札システムの場合、Ｒ／Ｗ４〜７がＩＣカード９に対して常にポーリングを行っている。
【００３１】
旅客が、例えば自動改札機１，２間の通路に接近し、Ａゾーンに進入すると、ＩＣカード９からＲ／Ｗ４へレスポンスが返される。Ｒ／Ｗ４は、このとき反応した電波の強度情報をコントローラ１０に送信する。
【００３２】
コントローラ１０は、電波の強度情報を受信すると、データベース１１の管理テーブル２０の該当Ｒ／Ｗ４の欄に電波強度を記録し、Ｒ／Ｗ４（自動改札機１，２間の通路）の位置でＩＣカード９が検知されものと判定する（図６のステップＳ１０１）。
【００３３】
コントローラ１０は、管理テーブル２０の電波の強度情報（Ｒ／Ｗ４「弱」、Ｒ／Ｗ５「反応なし」）から、ＩＣカード９の位置（どの通路のどのゾーンか）を特定する（ステップＳ１０２）。つまり、コントローラ１０は、自動改札機１，２間の通路のＡゾーンに進入したものと判定する。
【００３４】
コントローラ１０は、Ａゾーンに進入したものと判定すると（ステップＳ１０３）、Ｒ／Ｗ４に対して情報読取りを指示する。またこれと同時に、コントローラ１０は、Ｄゾーン側から旅客が進入することを禁止するため、自動改札機に設けられている表示パネルやランプなどで進入禁止を示す表示を行う。
【００３５】
そして、Ｒ／Ｗ４，５から受信された電波の強度情報がＲ／Ｗ４「強」、Ｒ／Ｗ５「弱」になると、コントローラ１０は、ＩＣカード９がＢゾーンに進入したものと判定し（ステップＳ１０５）、Ｒ／Ｗ４に対してＩＣカード９のカード処理を行わせる（ステップＳ１０６）。カード処理の内容としては、ＩＣカード９からのカード情報の読み取り処理、正否判定処理、入口情報の書き込み処理などである。
【００３６】
なお、このＢゾーンでＩＣカード９を処理中の場合、コントローラ１０は、該当ＩＣカード９がＤゾーンに達しない限り、他のＩＣカード９をＲ／Ｗ４，５で処理させない。
【００３７】
さらに、Ｒ／Ｗ４，５から受信された電波の強度情報がＲ／Ｗ４「弱」、Ｒ／Ｗ５「強」になると、コントローラ１０は、ＩＣカード９がＣゾーンに進入したものと判定し（ステップＳ１０７）、Ｒ／Ｗ５に対してＩＣカード９の通過履歴情報を取得させる（ステップＳ１０８）。
【００３８】
その後、Ｒ／Ｗ４，５から受信された電波の強度情報がＲ／Ｗ４「反応なし」、Ｒ／Ｗ５「弱」になると、コントローラ１０は、ＩＣカード９がＤゾーンに達したものと判定し（ステップＳ１０９）、ＩＣカード９の処理後の退出処理を行う（ステップＳ１１０）。
退出処理として、コントローラ１０は、例えばカード処理を正常に終了した場合、Ｒ／Ｗ４，５に対応する位置の自動改札機１，２のドアを開放状態とする制御を行う。退出処理には、ドアの開閉制御の他に、例えば小学生以下の子供が改札口を通行したことを示すブザー音の発音なども含まれる。
【００３９】
このようにこの実施形態の自動改札システムによれば、数メートル（ｍ）の範囲で通信エリアを形成し、通信エリアに進入した無線機能を備えたＩＣカード９と通信して情報の読み書きを行う複数のＲ／Ｗ４〜７を各通路に進行方向に沿って設けて、ＩＣカード９と複数のＲ／Ｗ４〜７が通信した電波の強度情報をコントローラ１０が収集しそれを管理テーブル２０に記録し、管理テーブル２０の記録状況からＩＣカード９の進入ゾーン（位置）を特定し、各ゾーンの位置に応じたＩＣカード処理を行うので、旅客（利用者）は、ＩＣカードを携行さえしていれば処理異常になることなく、ＩＣカードをバッグやポケット等から取り出して自動改札機１にかざすことなく、改札口を通行することができる。
【００４０】
なお、本願発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形してもよい。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の発明を構成できる。
【００４１】
例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４２】
具体的には、上記実施形態では、利用者が自動改札機１，２間の通路に進入方向Ｘから進入した場合について説明したが、利用者が自動改札機２，３間の通路に進入した場合は、対象自動改札機とＲ／Ｗが変るだけであり、その他は上記にて説明した処理と同じである。また、利用者の進入方向が退出方向Ｙからの場合は、Ａ〜Ｄゾーンにおけるカード処理の内容が逆になるだけである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態の自動改札システムの構成を示す図である。
【図２】駅の改札口を上方から見た平面図である。
【図３】図２の改札口の側面図である。
【図４】自動改札機間の通路を区分したゾーンを示す図である。
【図５】管理テーブルを示す図である。
【図６】この自動改札システムの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１，２，３…自動改札機、９…ＩＣカード、１０…コントローラ、１１…データベース、２０…管理テーブル、Ｌ…通路長、Ｍ…自動改札機の幅、Ｗ…通路幅、Ｘ…進入方向、Ｙ…退出方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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