(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗車券の機能を付与したＩＣカードと、改札処理を行う自動改札機とを無線通信可能にした自動改札システムであって、
前記ＩＣカードは各社線ごとの入金記憶エリアを有し、自動改札機で算出された乗車料金を対応する前記入金記憶エリアの入金額から減算し、当該入金記憶エリアの残額が不足しているとき、他の社線の入金記憶エリアの残額から不足額を補てんして精算処理することを特徴とするＩＣカードを利用した自動改札システム。
【請求項２】
他の各社線とも残額が前記不足額を満たさず、他の複数社線の残額の合計額が前記不足額を上回るとき、不足額を複数社線に按分して補てんし、精算処理することを特徴とする請求項１記載のＩＣカードを利用した自動改札システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は定期券、ストアード・フェア（ＳＦ）カード等の機能を持たせたＩＣカードと自動改札機とを無線通信可能にしたシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、首都圏各駅の改札口には磁気券を利用した自動改札機が設置されて改札・集札業務の円滑化に貢献している。現在設置されている自動改札機では乗車券を投入してこれを機械的に搬送し、搬送期間中にデータの読み書きを行って、自動改札機に案内表示を行っているが、通行許可の判定に一定の時間がかかり、乗降客が極めて多い場合に迅速な対応ができない場合がある。また、機械的に乗車券を搬送しているため、搬送系のトラブルが生じ易い。この対策として本出願人は、ＩＣカードと自動改札機とを通信可能にし、非接触式で自動改札するシステムを既に提案している（特願平９ー１００１７２号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記提案したＩＣカードを用いた自動改札システムでは、ＩＣカードがメモリ機能、演算機能を有していてその内容が書き換え可能であり、繰り返し使用できるという利点を有し、また、このような機能を活用すれば乗客へのサービスの一層の多様化を図ることが可能である。しかし、現在のところ必ずしも十分な活用策が講じられていないのが現状である。また、万一、ＩＣカードの内容が改ざんされたり、偽物が使用された場合には、大きなな損害を発生させる恐れがあるので、その対策を講じておくことが要請されている。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためのもので、ＩＣカードを利用した自動改札システムにおいて、ＩＣカードの機能を十分に活用し、乗客への一層のサービス提供を可能にするとともに、セキュリティの向上を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、乗車券の機能を付与したＩＣカードと、改札処理を行う自動改札機とを無線通信可能にした自動改札システムであって、前記ＩＣカードは各社線ごとの入金記憶エリアを有し、自動改札機で算出された乗車料金を対応する前記入金記憶エリアの入金額から減算し、当該入金記憶エリアの残額が不足しているとき、他の社線の入金記憶エリアの残額から不足額を補てんして精算処理することを特徴とする。
また、本発明は、他の各社線とも残額が前記不足額を満たさず、他の複数社線の残額の合計額が前記不足額を上回るとき、不足額を複数社線に按分して補てんし、精算処理することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明のシステムの概念図、図２は自動改札機の主要構成を説明する図、図３はＩＣカードのメモリの内容を説明する図、図４は本発明におけるポイントを説明する図である。
図１において、自動改札機１は所定位置にアンテナ及びリーダ／ライタが設けられ（図示せず）、アンテナコイル（図示せず）が設けられたＩＣカード２を所定位置にかざすと、自動改札機のアンテナとＩＣカードのコイルとの無線結合により、非接触でＩＣカードのデータが読み取られたり、また、ＩＣカードにデータが書き込まれ、非接触で改集札ができるようになっている。もちろん、磁気乗車券による改集札も可能である。
【０００８】
図２に示すように、自動改札機１は、案内表示、ドアの開閉、磁気乗車券の搬送等各部の制御を行う制御部１１、料金計算を行って精算処理する料金演算手段１２、乗車距離算出手段１３、乗車距離に応じて利用者に所定の利益を付与するポイントを算出する手段１４、ＩＣカードが真正なものであるか否かの判定を行う判定手段１５を備えている。
【０００９】
図３に示すように、ＩＣカード２は、ＩＤコードをもっており、ストアード・フェア（ＳＦ）エリア、定期券エリアを有していて、ＳＦ乗車券、定期券としての機能を有している。さらに本発明においては、乗車履歴が記憶され、この履歴に基づいてポイントが算出される。
【００１０】
ポイントは、図４に示すように、例えば、５０ｋｍ乗車するごとに１点加算され、１００ポイントに達すると、乗車券や定期券の購入価格を割引いたり、あるいは特定のイベントへの無料招待券がもらえるというように、乗車距離に応じて利用者に所定の利益を付与するためのもので、乗車距離とポイントとの関係は適宜変更してもよく、また乗車距離だけでなく、指定券、グリーン券等も加味してもよい。また、上記の説明では自動改札機側でポイント計算するようにしたが、ＩＣカードも演算機能を有しているため、ＩＣカード側で求めるようにしてもよく、このようにすれば自動改札側での処理負担を軽減化することができる。
【００１１】
このポイントの付与方法について図５の処理フローにより説明する。
ポイントの付与は自動改札機における出場改札処理の際に行われる。ＩＣカードを自動改札機にかざすと、自動改札機はＩＣカードからデータを読み込み、必要な料金を計算して精算処理する（ステップ１、ステップ2 ）。このとき、料金に対応した距離を求め、読み込んだＩＣカードの乗車距離に加算し、積算乗車距離からポイントを算出する（ステップ３、ステップ４）。次いで算出したポイントにより前回までのポイントを更新し、結果をＩＣカードへ書き込む（ステップ５、ステップ６）。なお、ポイントの算出方法としては、積算乗車距離を求めず、ポイントが増える乗車距離ごとにポイントを加算するようにしてもよい。
【００１２】
次に、１枚のＩＣカードで複数社線乗車可能にし、かつ精算可能にする例について説明する。
図６はＩＣカードのＳＦエリアを示す図で、Ａ社線、Ｂ社線、Ｃ社線、Ｄ社線のエリアが設けられており、それぞれ各社の入金機により、前払いで所望の金額が入金できるようになっている。このＩＣカードを使って各社線での自動改札を行う場合は、図７に示すように、自動改札機には社線ＩＤが設定されていて、ＩＣカード側に自動改札機の社線ＩＤを認識する手段２１で社線ＩＤを認識し、所定の社線のＳＦエリアの入金を使って精算処理を行う。ところで、例えば、Ａ社線に乗車して自動改札を通過しようとしたところ、Ａ社線のＳＦエリアの金額が不足しており、Ｂ社線に余裕がある場合が起こり得る。このときに自動改札を通過できないのでは不便であり、そこで、本発明ではＩＣカード２に会社間精算手段２２を設け、Ｂ社線のＳＦエリアから不足額を精算する。この場合、精算は単に数字の上だけであるので、Ａ社線では不足額分の金額は、会社間精算により、別途Ｂ社線から受け取ることになる。
【００１３】
この会社間精算処理について、図８の処理フローにより説明する。
いま、Ａ社線に乗車して自動改札する場合を想定すると、まず、Ａ社線のＳＦエリアの入金残額が運賃に対して不足か否か判断し（ステップ１１）、足りている場合はそのまま精算処理を行う（ステップ２０）。不足している場合は、不足額αを算出する（ステップ１２）。次いで、Ｂ〜Ｄ社線の残額がα以上か否かみて、Ｂ社線が余裕がある場合は、（Ｂ−α）とし（Ｂ社線のＳＦエリアからαを減算する）、また、Ｃ社線が余裕がある場合は、（Ｃ−α）、Ｄ社線が余裕がある場合は、（Ｄ−α）とし（ステップ１３〜１８）、同時に（Ａ＋α）として（Ａ社線のＳＦエリアにαを加算する）（ステップ１９）精算処理する（ステップ２０）。こうして、Ａ社線のＳＦエリアの入金残額が不足していても、他社線のＳＦエリアの入金額に余裕があれば、これを流用して精算処理を行うことができる。
【００１４】
なお、上記説明では他の１社線で不足額をカバーできる場合について説明したが、他の各社線とも残額が不足額に満たないが、複数社線の残額の合計額は不足額を上回る場合にも精算可能にすることができる。この場合には、不足額を適宜、複数社線に按分すればよく、按分の方法としては、一番残額の多い社線から順次残額の全額を割り当てていき、最後の端数を残額のもっとも少ない社線に割り当てる等の方法をとればよい。
【００１５】
会社間精算方法についての例を以下に説明する。
図８のステップ１６で（Ｂ−α）の計算をしたとき、減額した金額αについては、図９に示すようなデータ構造として記憶しておく。すなわち、改札機内では、会社間で移動する金額情報（α）と、入金されている会社（図８の例ではＢ社）、利用した会社（図８の例ではＡ社）の情報をもって整理する。このようにすれば、ある会社の入金から、他の会社が、どれだけの金額を利用したかが記録に残るので、この情報を上位の改札機管理システムに上げて各社間の精算処理を実施すれば、容易、かつ厳密に各社間での精算を行うことができる。このことにより、ＩＣカードへの「入金」と利用は自由にできることになる。
【００１６】
次に、ＩＣカードを使った自動改札システムにおけるセキュリティ対策について図１０〜図１３により説明する。
図１０に示すように、各自動改札機１1 、１2 ……１n はホストコンピュータ３とつながっていて、例えば、朝一番に電源立ち上げるときに、セキュリティコード（ＳＣ）が配付されるようになっている。このセキュリティコードはホストコンピュータ側で一括管理されている。
【００１７】
図２に示したように、自動改札機は判定手段を有しており、配付されたセキュリティコードと、読み取ったＩＣカードのＩＤコードとから所定の演算を行い、ＩＣカードが真正なものであるか否かを判定する。
【００１８】
次に、判定手段によりＩＣカードが真正か否かの判定処理について図１１により説明する。
自動改札機ではＩＣカードからＩＤコードを読み込み、ホストコンピュータから配付されたセキュリティコードを用いて所定の演算処理を行う（ステップ２１、ステップ２２）。次いでＩＤコードが正しいか否かの判定処理を行う（ステップ２３）。ここでは、説明の便宜上、簡単を方法を説明すると、例えば、順次変更して配付されるセキュリティコードをＳＣ０、ＳＣ１、……ＳＣｎ、ｆを所定の関数形、ｋを整数として、
ＳＣ０＝ｆ（ＩＤ）ｍｏｄ（ｋ）
ＳＣ１＝ｆ（ＩＤ）ｍｏｄ（ｋ＋１）
……………
ＳＣｎ＝ｆ（ＩＤ）ｍｏｄ（ｋ＋ｎ）
を満たすようなセキュリティコードを配付する。上記式が成立するかしないかによりＩＤコードが正しいか否か、すなわちＩＣカードが真正か否か判定し（ステップ２３）、正しければ自動改札処理を行い（ステップ２４）、上記式が成立しない場合には、体系の異なるＩＤコードが使用されており、真正なＩＣカードでないと判定して、自動改札処理は中止する（ステップ２５）。
【００１９】
なお、ＩＣカードが真正か否かの判定は、上記方法に限らず、乱数を活用する方法、公開鍵方式、秘密鍵方式等適宜の方法を採用すればよい。また、ホストコンピュータから配付するセキュリティコードは、所定インターバルで変更するようにすれば、一層セキュリティの向上を図ることができる。自動改札機に配付されるセキュリティコードは、ホストコンピュータで一括管理するが、配付された後、自動改札機の中で改ざんされる可能性はないと考えてもよい。しかし、このような改ざんの可能性がないとも言えないので、その場合には、ホストコンピュータ側で所定インターバルで読みだしてチェックし、万一、変わっている場合には直ちに異なるセキュリティコードを配付するようにすればよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＩＣカードのメモリ機能により乗った距離の積算が可能であるので、利用者に利益を付与するポイント制を採用することができ、サービスの一層の向上を図ることができる。
また、１枚のＩＣカードで複数社線を利用することができ、その場合、会社間での精算を容易、かつ厳密に行うことが可能となる。この場合、利用客のメリットは、残額が合計として判り、また、「入金」はどの会社でおこなっても各社間を自由に乗降することができるので、高齢化社会を迎えるにあたって、利用者に優しい鉄道利用のシステムを提供することができる。また、駅では現金を出して乗車券を買う煩わしさがなくなり、同時に、駅の中で現金の出入りが少なくなるので、駅務が簡便な運用システムとなり、安い料金で鉄道利用することが可能となる。
【００２１】
また、ホストコンピュータで一括管理するセキュリティコードを各自動改札機に配付し、これとＩＣカードのＩＤコードとによりＩＣカードが真正か否か判定するようにしたので、セキュリティの向上を図り、不正使用の防止を図ることが可能となる。また、配付するセキュリティコードを所定インターバルで変更したり、配付したセキュリティコードを所定時間ごとに読み出してチェックすることにより、一層のセキュリティ向上を図ることが可能となる。
【００２２】
また、図１０に示すように、不正カード検出時は、自動的にホストコンピュータへ通知し、利用者を特定して注意することができ、ＩＣカードを落とした場合にも、このカードＮｏをホストコンピュータに登録しておき、このカードのＩＤコードを各改札機に通知しておくことにより、自動改札機では、落とし物カードを自動検出すると、停止し、利用者を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の自動改札システムの概念図である。
【図２】  自動改札機の構成を説明する図である。
【図３】  ＩＣカードのメモリの内容を説明する図である。
【図４】  利用者に利益を付与するポイントを説明する図である。
【図５】  ポイント付与の処理フローを示す図である。
【図６】  ＩＣカードのＳＦエリアを説明する図である。
【図７】  社差間精算を説明する概念図である。
【図８】  社差間精算処理フローを示す図である。
【図９】  会社間精算する金額データ構造を示す図である。
【図１０】  セキュリティコードの配付を説明する図である。
【図１１】  ＩＣカードが真正か否かの判定処理を説明する図である。
【符号の説明】
１…自動改札機、２…ＩＣカード、１１…制御部、１２…料金精算手段、１３…乗車距離算出手段、１４…ポイント算出手段、１５…判定手段、２１…社線ＩＤ認識手段、２２…会社間精算手段。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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