JP2006209405A - 移動体通信システムを利用した自動改札システム及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末を用いて的確に入退場確認と利用者サービスを行う自動改札システムの提供。
【解決手段】無線基地局２が、駅構内のセル１００に進入した携帯端末４に対して制御信号用チャネルと位置測定用チャネルの割り当てを行う。携帯端末４は、制御信号用チャネルにて無線基地局２に対して自機の識別情報を送信する。無線基地局２は、携帯端末４の利用者情報を管理サーバ３から取得し、通行可否判定結果を生成し、携帯端末４に送信し、１回目の通行可否結果が送信される。携帯端末の所有者が自動改札装置６の通行ゲートへの通路を進むと、自動改札装置６が、位置測定用チャネルにて、誘導路に進入した携帯端末４を検知・特定し、無線基地局２に照会し、通行ゲートを開閉制御する。また、携帯端末ユーザは別途精算装置５にて精算すること、ＥＴＣを利用すること、各種ネットワークを介して直接チケット購入や精算を行うことが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体通信システムを利用した自動改札システム及び装置に関し、特に、複数のチャネルを用い、携帯端末をチケットとして使用する際の利便性を一層向上させることを目的とした自動改札システム及び装置に関する。

特許文献１には、従来の身分証明書や磁気カードに代えて携帯端末を用いて入退場許可判定及び入場履歴管理を行うようにした入退場管理システムが紹介されている。特許文献２には、列車の乗車料金の計算システムを搭載した携帯端末が紹介されている。特許文献３には、無線端末を利用した出入管理システムであって入場中の通信制限手段を備えたものが紹介されている。特許文献４には、近距離無線通信機能を有する携帯端末を利用し近距離無線通信にて個人認証を行う自動改札システムが紹介されている。

特開２００２−２８８７０５号公報 特開２００２−２８８６９６号公報 特開２００２−１９９４５７号公報 特開２００２−１７５５４５号公報

以上のように携帯端末を用いた自動改札や自動精算を実現するための要素技術が提案されているが、自動改札を通過する携帯端末の正確な位置測定に基づいた的確な入退場制御を可能とするものはなく、また、周辺の携帯端末との干渉やこれに基づく誤認識等についても考慮されていないという問題点がある。

例えば、一般的に社会の中で見られる自動改札装置は隣接して設置されている。磁気チケットに代えて携帯端末を用いる自動改札システムにおいて、自動改札装置での通行可否の判定を行う際に、携帯端末の位置を正確に素早く測定することが求められる。

そこで、セル半径（基地局エリア）を０．５ｍ〜数ｍ程度（システムの実施形態に応じて調整）に小さくし個々の自動改札装置に無線基地局を設置することが考えられるが、携帯端末がセルに入ってから出るまでが短く、短期間に処理を行う必要があり、隣接する自動改札装置上の無線基地局とのハンドオーバが繰り返されるなど、制御信号の送信負荷が上がることや、隣接する自動改札装置を通過中の携帯端末からの干渉が大きくなる等の問題点がある。

更に、セル（基地局エリア）をあまり小さくすること（微小なセルを隣接させること）は、移動体通信システムにおいて実現が難しいと想定され、セル半径（基地局エリア）は、ある程度の大きさにならざるを得ないというのが実情である。

また、従来技術には、自動改札を通行できない状態であることを確実に通知する仕組みがないという問題点がある。例えば、料金不足等により自動改札を通過できない状態であるにもかかわらず、うっかりして自動改札の通過を試み、改札口が混雑してしまうケースも少なくないと考えられる。

また、自動料金精算の面においても、特許文献２に代表される技術が紹介されているが、改札の通過を許可する方向で自動改札装置と連繋するシステムは見当たらないのが、現状である。

本発明は、上記した各事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、携帯端末（利用者）の位置を的確に検知しこれに基く適切な入退場制御ができる自動改札システムを提供すること、また、その入退場の可否を事前に利用者に伝達できるようにした自動改札システムを提供することにある。

また、本発明は、利用者の利便性を高めれば必然的に解決を迫られる料金支払手続や精算手続の利便性を高めることも副次的な目的とする。

本発明の第１の視点によれば、自動改札装置と該自動改札装置の設置箇所周囲（若しくは、駅等の一つの出入り口程度、自動改札装置が複数設置される場合は、これらをすべて覆うことができる程度）をカバーする無線基地局と自動改札の通過状況を含む各携帯端末の利用者情報を格納したデータベースと接続された管理サーバと個人の携帯端末を用いた自動改札処理方法であって、（１）目的に応じて少なくとも２つのチャネルを使い分け、安定した通信と正確な位置測定を行い、（２）自動改札を通過する携帯端末（利用者）の位置を正確に迅速に把握し、その段階に応じて通行可否を通知する形態のサービスを提供可能とし、利便性をより向上させた自動改札処理方法が提供される。

この方法によれば、まず、無線基地局が、特定の自動改札装置の設置箇所周囲をカバーするエリアに進入した携帯端末に対して制御信号用チャネルと位置測定用チャネルの割り当てを行う。制御信号用チャネルと位置測定用チャネルとが割り当てられると、携帯端末が、前記無線基地局に対して自機の識別情報を送信する。この識別情報に基づいて、無線基地局は、該携帯端末の利用者情報を前記管理サーバから取得し、これに基づいて通行可否判定結果を生成し、該携帯端末に送信する。この段階で、目的の自動改札を通過不可であれば、携帯端末の利用者は、精算手続を行うなどしてから、自動改札を通過するため、自動改札内で制止されてしまう事態が回避される。

一方、目的の自動改札を通過可との判定が出た場合は、携帯端末の利用者はそのまま自動改札装置の通行ゲートへの通路に進むため、前記位置測定用チャネルにて、自動改札装置により、通路に進入した携帯端末が検知・特定される。続いて自動改札装置は、制御信号用チャネルにて、無線基地局に対して、進入した携帯端末の通行可否を照会し、前記無線基地局からの応答に基づいて前記通行ゲートを開閉する。そして、自動改札装置は、前記位置測定用チャネルにて携帯端末が前記通行ゲートを通過したことを検知すると前記無線基地局に対してその旨を通知する。この通知を受けた無線基地局は、前記管理サーバに前記自動改札装置から受信した通過報告を送信し、利用した区間情報に基く課金情報などの利用者情報を更新させる。

また本発明の第２の視点によれば、自動改札装置の設置箇所周囲をカバーするエリアに進入した携帯端末に対して制御信号用チャネルと位置測定用チャネルを割り当てる無線リソース割り当て部と、前記エリアに進入した携帯端末及び自動改札装置から受信した該携帯端末の識別情報に基づいて前記管理サーバに利用者情報を照会し通行可否判定結果を生成し、該携帯端末及び自動改札装置に送信する通行可否応答部と、前記自動改札装置から携帯端末の通過報告を受信して前記管理サーバに送信する利用者情報更新部と、を備えること、を特徴とする無線基地局が提供される。

また本発明の第３の視点によれば、通行ゲートへの通路に沿って複数配設した指向性アンテナを有し、前記位置測定用チャネルにて自動改札を通過する携帯端末からの識別情報を受信して特定し、前記制御信号用チャネルにて無線基地局に対して該携帯端末の通行可否を照会する通行可否判定部と、前記照会結果に基づいて前記通行ゲートを開閉する通行ゲート制御部と、前記位置測定用チャネルにて携帯端末が前記通行ゲートを通過したか否かを判定し前記無線基地局に通知する通過報告部と、を備え、前記した無線基地局と連繋動作する自動改札装置が提供される。

また本発明の第４の視点によれば、各携帯端末の通行可否を判定するための利用者情報を格納したデータベースと接続され、上記した無線基地局に対して各携帯端末毎に自動改札の通行可否の判断のための情報を送信する管理サーバが提供される。

また本発明の第５の視点によれば、上記した無線基地局、自動改札装置、管理サーバを含んで構成される自動改札システムが提供され、更に、その自動改札装置を通過するための携帯端末と、該構成に好ましく適用できる精算装置が提供される。

本発明によれば、携帯端末を保持しているだけで通行可能となる利便性の高い自動改札システムが実現され、また本発明によれば、事前に通行可否が個々に通知されるため、改札の流れが止められてしまうこともほとんど発生しなくなる。

続いて、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態は移動体通信システムを利用するものであるが、移動体通信システム自体の説明や、各装置間で行われる通信方式等に関する説明は省略する。本発明の焦点は、特徴ある自動改札システム、これを構成する装置群、及び、これらを用いた自動改札処理方法にあり、移動体通信システムや通信方式を限定せずとも構成可能であるからである。

はじめに、本実施の形態の全体構成を説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る自動改札システムは、無線基地局２、管理サーバ３、精算装置５、自動改札装置６を含んで構成され、携帯端末４を所持する利用者に自動改札処理サービスを提供する。

精算装置５、自動改札装置６は、携帯端末の位置を測定し携帯端末を特定する受信アンテナを備えている。これら受信アンテナを備えた精算装置５、自動改札装置６は、無線基地局エリア１００内に設置され、通信可能となっている。また、本実施の形態では、無線基地局２と管理サーバ３と交換機１０を介して接続され通信可能となっているものとして説明するが、交換機１０を経由しない構成としてもよいため、以降の説明においては交換機１０に関する記述は省略する。

管理サーバ３は、携帯端末の識別情報（本実施の形態では利用者番号を用いる。）にて特定されるユーザの利用者情報を管理するデータベース（図示せず）と接続されている。無線基地局２は、この管理サーバ３から利用者情報を取得し携帯端末が自動改札を通行可能か否かを判定する。また、管理サーバ３は、インターネット等の各種ネットワーク７を経由してパーソナルコンピュータ等の固定端末８からアクセスすることが可能であり、自宅などから事前に料金等の支払い手続きを行い、利用者情報を更新することが可能となっている。

続いて、図２を参照して無線基地局２及び自動改札装置６の構成について詳細に説明する。無線基地局２は、図２に示されたとおり、無線リソース割り当て部と、通行可否応答部と、利用者情報更新部と、を備えている。

無線基地局２の無線リソース割り当て部は、自動改札装置６の設置箇所周囲をカバーする無線基地局エリア１００に進入した携帯端末４からの要求に応じて、制御信号用チャネル７１（周波数帯域ｆ１）と、位置測定用チャネル７２（周波数帯域ｆ２）を割り当てる。

より詳細には、各チャネルは以下のとおり使い分けられる。制御信号用チャネル７１（周波数帯域ｆ１）は、無線基地局２と携帯端末４の間で制御信号の通信用に使用され、位置測定用チャネル７２（周波数帯域ｆ２）は自動改札装置６を通過する携帯端末を検出するために使用され携帯端末４から片方向のみで送信される。また、制御信号用チャネル７１は、無線基地局と携帯端末との間で安定した制御信号の通信可能な電力量が必要となるが、位置測定用チャネル７２は、自動改札装置を通過する携帯端末を特定するためのもので電力量は小さく設定され携帯端末４から半径０．５ｍ〜数ｍ程度（自動改札装置６、精算装置５の構成に応じて適宜変更される）で携帯端末から片方向で送信される。このように、位置測定用チャネル７２で送出される電波の出力を小さく設置する理由は、隣接する自動改札装置を通過する携帯端末４からの電波受信や後続の利用者（携帯端末）からの電波受信による自動改札装置６の指向性アンテナ６１への干渉を低減させ誤検出を低減させるためである。

無線基地局２の通行可否応答部は、無線基地局エリア１００に進入した携帯端末、又は、後記するように自動改札装置から受信した携帯端末４の識別情報（ＩＤ、発番号等）に基づいて管理サーバ３に利用者情報を照会し、その結果に基づいて通行可否判定結果を生成し、照会をなした携帯端末４及び自動改札装置６に送信する。また、通行可否応答部は、精算装置５からの精算要求（識別情報（ＩＤ、発番号等）を指定して要求）を受け取った場合にも、管理サーバ３に利用者情報を照会し、精算情報を精算装置５に対して応答する。

無線基地局２の利用者情報更新部は、自動改札装置６からの携帯端末４の通過報告や精算装置５からの精算処理の結果を受信して管理サーバ３に送信し、利用者情報の更新・変更を要求する。

なお、無線基地局２の無線方式に関しては、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）等の無線方式でも良く、基地局エリア（セル）１００内に存在する各携帯端末４に対して、固有の無線リソースを割り当て可能であればよいものとする。

一方、自動改札装置６は、複数の指向性アンテナ６１と、通行可否照会部（図示せず）と、通行ゲート制御部（図示せず）と、通過報告部（図示せず）と、を備えている。指向性アンテナ６１は、自動改札装置６の通行ゲート（図示せず）への通路を通過する携帯端末４の位置を測定できるよう、自動改札装置６の通路の両側に複数配置されている。

より詳細に説明すると、本実施の形態では、指向性アンテナ６１（図２のＡ１〜Ａ４；Ｂ１〜Ｂ４は逆方向に用いられる。）は、自動改札装置の通行ゲートの通路の障害とならないよう平面型等のものが採用され、通過判定エリアを囲むように設置される。各アンテナは、それぞれ通過判定エリアの内側を指向するよう配置され、通過判定エリア（測定区間）を限定し、かつ、通過判定エリア（測定区間）内での携帯端末の位置測定を可能とする。また、この構成によれば、周囲の干渉の影響を低減させ、周囲の携帯端末からの誤受信や誤判定を低減させ携帯端末４を検出し易くなる。自動改札装置６は、このアンテナ構成によって、伝播遅延を測定することにより無線制御携帯端末の位置を正しく測定する。

自動改札装置６の通行可否照会部は、位置測定用チャネル７２にて自動改札装置６の通行ゲートへの通路上の携帯端末を検知・特定し、制御信号用チャネル７１にて無線基地局２に対して通行可否を照会する。

自動改札装置６の通行ゲート制御部は、前記照会結果に基づいて自動改札装置６の通行ゲートを開閉する。また、自動改札装置６の通過報告部は、指向性アンテナ６１を用いて位置測定用チャネル７２にて携帯端末４が通行ゲートを通過したか否かを判定し無線基地局２に通知する。

続いて、図３を参照して、自動改札の出入口にそれぞれ配設される精算装置５の構成について詳細に説明する。精算装置５は、管理サーバ３が管理する利用者情報によると、乗り越しに該当する場合等に使用されるものであるが、このうち、自動改札の入口側に設置される精算装置５は、乗り継ぎ精算機、又は、乗車券、定期券等の券売機としても使用可能である。

精算装置５は、図３に示されたとおり、複数の指向性アンテナ５１と、精算要求送信部（図示せず）と、精算処理部（図示せず）と、を備えている。指向性アンテナ５１は、精算装置５の正面に位置する携帯端末の位置を検知できるよう、精算装置５の正面に複数配置されている。

精算装置５の精算要求送信部は、位置測定用チャネル７２にて近接した携帯端末を特定し、制御信号用チャネル７１にて無線基地局２に対して特定した携帯端末４の精算要求を送信する。また、精算処理部は、前記精算要求に対する応答として精算情報を受信し、これをそのディスプレイに表示し、携帯端末利用者との対話により精算処理を実行する。また、精算処理部は、精算処理後、無線基地局２に対して精算処理が完了したことを通知する。

なお、本実施の形態に係る精算装置５は、上述した自動改札装置６の受信アンテナと同様の指向性アンテナ５１を有し、自ら携帯端末４（利用者）を特定できるよう構成される。これにより、精算装置５は、他の機器（例えば、管理サーバ３）に問い合わせることなく本人性や正当性確認処理を実行し、迅速な精算処理が可能となっている。

続いて、携帯端末４の構成について詳細に説明する。携帯端末４は、それぞれ固有の識別情報（ＩＤ）が与えられ、識別情報（ＩＤ）を含む利用者情報（データベース）を登録・書換え可能な媒体（ＩＣ，カード型メモリ等）を有している。

携帯端末４は、マルチキャリア（複数の周波数帯域）での電波送信を可能とする機器であり、例えば、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）端末、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ；登録商標）機器等の携帯型の無線通信端末である。また、携帯端末４は、無線基地局２と通信可能であり、識別情報（ＩＤ）の通知、自動改札の通行可否判定結果の受信、利用者情報の更新の要求等を行う。

また、携帯端末４は、位置測定用チャネル７２にて、自機の識別情報（ＩＤ）を送出し、目的の自動改札を通行中において、隣接する自動改札装置６が誤検出しない程度の範囲の位置測定用チャネル送信エリア４１を形成する。

なお、本実施の形態に係る携帯端末４は、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｓ）システムを利用して料金支払いを行うＥＴＣモードを有し、ＥＴＣモードをオンにして自動改札装置６に進入した場合は、後述するようにノンストップで通過できるようになっている。

続いて、管理サーバ３の構成について詳細に説明する。管理サーバ３は、自動改札装置の通過状況を含む各携帯端末の利用者情報（利用者を特定するＩＤ等に関する情報、利用期限、利用区間、料金支払い方法又はプリペイド金額等）を格納したデータベースと接続されている。管理サーバ３は、無線基地局２から利用者情報の照会に応じるとともに、無線基地局２を介し携帯端末４、精算装置５からの要求に応じて、利用者情報の更新・変更を行う。

なお、本実施の形態に係る管理サーバ３は、後述するように、無線基地局２からＥＴＣによる通行である旨を受け付けた場合後払いの精算処理を実行する。

また、管理サーバ３は、例えば、インターネットのＷｅｂ上でチケットの購入や乗り継ぎ精算も受け付けるものとし、随時、利用者情報の更新を行うためのＷｅｂコンテンツを有している。

続いて、本実施の形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。はじめに、図４を参照して、携帯端末が自動改札通過する際の制御・処理フローについて説明する。最初に、携帯端末４が、本発明に係る自動改札システムの自動改札装置６を管理している無線基地局エリア１００に侵入すると、移動体通信で行われる位置登録等処理が行われる（ステップＳ００１）。ここでは、無線基地局２は一般の基地局同様に動作し、共通チャネルの情報、隣接するセルの情報等を携帯端末４へ報知する。

続いて、無線基地局２は、当該無線基地局エリア１００が本発明に係る自動改札システムを利用可能であるエリアである旨の情報を携帯端末に向け報知する（ステップＳ００２）。

続いて、携帯端末４は、制御信号用チャネル７１と位置測定用チャネル７２の割り当てを要求し、これに応じて、無線基地局２は、各チャネルの割り当てを行う（ステップＳ００３、Ｓ００４）。

リソースが割り当てられた携帯端末４は、制御信号用チャネル７１を介して識別情報（ＩＤ）を送信し（ステップＳ００５）、無線基地局２は、管理サーバ３に対して受信した識別情報（ＩＤ）に対応する利用者情報を問い合わせる（ステップＳ００６）。

管理サーバ３が識別情報（ＩＤ）に基づいてデータベースを検索し、その結果を無線基地局２に応答すると（ステップＳ００７）、無線基地局２は、その内容に基づいて通行可否判定結果を生成し、携帯端末４へ通知する（ステップＳ００８）。

ここで、無線基地局２から通行不可との通知がなされ、精算の必要がある場合は、予め定める態様（アラーム音、画面表示、バイブレータ起動等）により利用者に通知される。この通知は、前述のとおり、基地局エリアに進入し判定結果を受けた時点で即座に行われるため、そのまま、利用者が自動改札に進入し、改札上で制止される事態を事前に防ぎ、混雑を低減することが可能となっている。

一方、無線基地局２から通行可との通知がなされ、利用者が自動改札装置６の通行ゲートの通路に進入した場合に、自動改札装置６は設置された指向性アンテナ６１により通過判定エリアに進入する携帯端末４からの位置測定用チャネル７２で送信される微弱電波を検知し、携帯電話４を特定する。自動改札装置６は、特定された携帯端末４の識別情報（ＩＤ）を、無線基地局２に送信し通行可否の判定を要求する（ステップＳ００９）。ここで、例えば、無線基地局２から通行可との通知がなされた場合は（ステップＳ０１０）、自動改札装置６は、通行ゲートの開制御（開状態の保持）を行う。そして、自動改札装置６は、携帯端末４が完全に通過したことを検知すると、無線基地局２に対してその旨を通知する（ステップＳ０１１）。

一方、ステップＳ０１０において、無線基地局２から通行不可との通知がなされた場合は、自動改札装置６は、通行ゲートの閉制御を行うこととなるが、本発明が適用された自動改札システムにおいては、事前に利用者に改札の通行可否が通知されるため対応携帯端末４を有している利用者が自動改札上で制止されることが無くなるものと考えられる。

その後、自動改札装置６から携帯端末４が完全に通過したことを通知された無線基地局２は、管理サーバ３に対し、その旨を通知する（ステップＳ０１２）。次いで、管理サーバ３は、課金起算区間の登録や利用料金の計算等を行って、利用者情報の更新を行った後、無線基地局２に更新内容を応答する（ステップＳ０１３）。最後に、無線基地局２が、管理サーバ３から受信した更新内容を携帯端末４に通知する（ステップＳ０１４）。

以上のように、本発明は、現行の自動改札システムにおける磁気チケット等に代えて、携帯端末を用いるものであるが、従来のものと異なり、２つのチャネルを用いて、事前に自動改札を通行可能か否かを通知する機能と、確実に携帯端末４の通過を検知する機能とが具現され、その利便性は著しく向上されている。

また、無線基地局と携帯端末間で制御信号を通信する周波数帯域とは別の周波数帯域を用意するとともに、自動改札の通路上の微小区間（限定された区間）のみ測定を行うようにしたため、制御信号用の電波との干渉を避けることができ、また、小さな送信電力でも確実に携帯端末を特定することが可能となっている。

続いて、図５を参照して、精算の必要がある場合に利用される精算装置５による精算処理・制御フローについて説明する。上述のステップＳ００８にて通行不可の通知を受けた場合、携帯端末の利用者が精算装置５に接近すると、精算装置５の指向性アンテナ５１が位置測定用チャネル７２で送信される微弱電波を検知して、携帯端末４が特定される。精算装置５は、特定した携帯端末４の識別情報（ＩＤ）を無線基地局に通知し、精算情報を要求する（ステップＳ１０１）。

続いて、無線基地局２は、管理サーバ３に対して受信した識別情報（ＩＤ）に対応する利用者情報を問い合わせる（ステップＳ１０２）。管理サーバ３は、識別情報（ＩＤ）に基づいてデータベースを検索し、その結果を無線基地局２に応答すると（ステップＳ１０３）、無線基地局２は、その内容に基づいて精算情報を生成し、精算装置５へ送信する（ステップＳ１０４）。

所定の精算情報を受信した精算装置５から不足する金額等が表示され、利用者が精算金額を投入、プリペイドカードの挿入等を行うと（ステップＳ１０５）、精算装置５は、無線基地局２に対して精算が完了した旨を通知する（ステップＳ１０６）。

その後、無線基地局２は、管理サーバ３に対し精算が完了した旨を通知し、精算された内容を反映する利用者情報の変更を求める（ステップＳ１０７）。利用者情報の変更が完了した管理サーバ３は、無線基地局２に変更内容を応答する（ステップＳ１０８）。最後に、無線基地局２から、変更内容が精算装置５と携帯端末４に通知され、これらの機器上に精算処理が完了した旨が表示される（ステップＳ１０９、１１０）。

このように、本発明に係る自動改札システムにおける精算処理では、利用者の特定をＩＤやパスワードでなく、位置測定用チャネル７２による無線通信で行うものであるため、その利便性が一層向上されている。また、必要に応じて、精算装置５にて、本人確認等を行うことで、携帯端末の盗難等による事故も防止することが可能である。

続いて、図６を参照して、精算装置５を利用せずにＥＴＣ等の後払い式自動決済システムを利用し自動精算する場合の処理フローについて説明する。上述のステップＳ００８にて通行不可の通知を受けた場合、携帯端末４の利用者が携帯端末４を操作しＥＴＣモードをオンにすると、無線基地局２に対して、ＥＴＣ等の所定の決済システムを利用する旨の後払い宣言が付された識別情報（ＩＤ）が再送される（ステップＳ２０１）。

続いて、無線基地局２は、管理サーバ３に対して受信した後払い宣言が付された識別情報（ＩＤ）を受理してよいか問い合わせる（ステップＳ２０２）。管理サーバ３が、識別情報（ＩＤ）に基づいてデータベースを検索し、その結果を無線基地局２に応答すると（ステップＳ２０３）、無線基地局２は、その内容に基づいて通行可否判定結果を生成し、携帯端末４へ通知する（ステップＳ２０４）。

この状態で、携帯端末４が再度自動改札装置６の通行ゲートの通路に進入すると、自動改札装置６は、設置された指向性アンテナ６１により通過判定エリアに進入する携帯端末４からの位置測定用チャネル７２で送信される微弱電波を検知し、携帯電話４を特定する。自動改札装置６は、特定された携帯端末４の識別情報（ＩＤ）を、無線基地局２に送信し通行可否の判定を要求する（ステップＳ２０５）。ここでは原則として通行可との判定がなされ（ステップＳ２０６）、自動改札装置６は、通行ゲートの開制御（開状態の保持）を行う。そして、自動改札装置６は、携帯端末４が完全に通過したことを検知すると、無線基地局２に対してその旨を通知する（ステップＳ２０７）。

自動改札装置６から携帯端末４が完全に通過したことを通知された無線基地局２は、管理サーバ３に対し、その旨を通知する（ステップＳ２０８）。次いで、管理サーバ３は、課金起算区間の登録や利用料金の計算等を行って、利用者情報の更新を行った後、無線基地局２に更新内容を応答する（ステップＳ２０９）。最後に、無線基地局２が、管理サーバ３から受信した更新内容を携帯端末４に通知する（ステップＳ２１０）。

このように、本発明に係る自動改札システムは、ＥＴＣ等の後払い式自動決済システムを適用可能である。また、上記した実施の形態では、携帯端末４側にＥＴＣ等による自動精算を要求する機能を待たせた例で説明したが、原則として後払い式自動決済システムを優先するよう管理サーバ動作させても良いことはもちろんである。

続いて、図７を参照して、精算装置５や後払い式自動決済システムを利用せず、携帯端末からの操作により乗り継ぎ精算処理が行われる場合の処理フローについて説明する。

上述のステップＳ００８にて通行不可の通知を受けた場合、携帯端末４の利用者が携帯端末４を操作し、管理サーバ３に直接アクセスし、接続・認証を行う（ステップＳ３０１）。そして、管理サーバ３の各種精算処理を行うＷｅｂコンテンツにアクセスし、支払い情報の入力やチケットを購入し、利用者情報の更新を求める（ステップＳ３０２）。次いで、管理サーバ３は、利用者情報の更新を行った後、携帯端末４に更新内容を応答する（ステップＳ３０３）。

以上のように、Ｗｅｂ上で管理サーバ３と通信を行い、新規登録処理、更新処理（定期券等の更新）、チケット等の購入処理を行えるコンテンツを作成する事により、携帯端末４のみならず、インターネット網に接続された各種端末（図１の固定端末８を含む）より手続きを行うことが可能となる。

以上本発明の一実施の形態について詳細に説明したが、以上は、本発明を簡潔に説明するためになされたものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではないことはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、交通機関の自動改札システムに好適に使用可能な例を挙げて示したが、管理サーバ３の利用者情報にそれぞれ必要な内容を用意することで、各種施設（商業施設、事務所、工場、駐車場、展示場、美術館、博物館、図書館等）の出入口、有料道路やバス等車両の乗降口等に設置される自動改札システムにも等しく適用可能である。

本発明の一実施の形態の全体構成を表した図である。 本発明の一実施の形態に係る無線基地局及び自動改札装置の詳細構成を表した図である。 本発明の一実施の形態に係る精算装置の詳細構成を表した図である。 本発明の一実施の形態の動作を説明するための図である。 本発明の一実施の形態の動作を説明するための図である。 本発明の一実施の形態の動作を説明するための図である。 本発明の一実施の形態の動作を説明するための図である。

符号の説明

２ 無線基地局
３ 管理サーバ
４ 携帯端末
５ 精算装置
６ 自動改札装置
７ 各種ネットワーク
８ 固定端末
１０ 交換機
４１ 位置測定用チャネル送信エリア
５１、６１ 指向性アンテナ
７１ 制御信号用チャネル
７２ 位置測定用チャネル
１００ 無線基地局エリア

Claims (12)

1. 自動改札装置の通過状況を含む各携帯端末の利用者情報を格納したデータベースと接続された管理サーバと、
   自動改札装置の設置箇所周囲をカバーするエリアに進入した携帯端末に対して制御信号用チャネルと位置測定用チャネルを割り当てる無線リソース割り当て部と、前記エリアに進入した携帯端末及び自動改札装置から受信した該携帯端末の識別情報に基づいて前記管理サーバに利用者情報を照会し通行可否判定結果を生成し、該携帯端末及び自動改札装置に送信する通行可否応答部と、前記自動改札装置から携帯端末の通過報告を受信して前記管理サーバに送信する利用者情報更新部と、を備える無線基地局と、
   複数の指向性アンテナと、前記位置測定用チャネルにて自動改札を通過する携帯端末からの識別情報を受信して特定し、前記制御信号用チャネルにて無線基地局に通行可否を照会する通行可否照会部と、前記照会結果に基づいて通行ゲートを開閉する通行ゲート制御部と、位置測定用チャネルにて携帯端末が前記通行ゲートを通過したか否かを判定し前記無線基地局に通知する通過報告部と、を備えた自動改札装置と、を含み、
   前記制御信号用チャネル及び位置測定用チャネルを用いて自機識別情報を送信する携帯端末を用いて前記自動改札装置の通行ゲートを通過可能としたこと、
   を特徴とする自動改札システム。
2. 自動改札装置の設置箇所周囲をカバーするエリアに進入した携帯端末に対して制御信号用チャネルと位置測定用チャネルを割り当てる無線リソース割り当て部と、
   前記エリアに進入した携帯端末及び自動改札装置から受信した該携帯端末の識別情報に基づいて前記管理サーバに利用者情報を照会し通行可否判定結果を生成し、該携帯端末及び自動改札装置に送信する通行可否応答部と、
   前記自動改札装置から携帯端末の通過報告を受信して前記管理サーバに送信する利用者情報更新部と、を備えること、
   を特徴とする無線基地局。
3. 請求項２に記載の無線基地局において、
   前記携帯端末から受信した識別情報に後払い宣言が付されている場合は、前記管理サーバに後払い精算を指示するとともに、該携帯端末が位置するエリアの自動改札装置からの通行可否の照会に対して肯定応答を送信すること、
   を特徴とする無線基地局。
4. 各携帯端末の通行可否を判定するためのユーザ情報を格納したデータベースと接続され、
   請求項２又は３に記載の無線基地局から携帯端末の識別情報を受信して、該識別情報に対応する携帯端末の利用者情報を送信すること、
   を特徴とする管理サーバ。
5. 任意の端末からアクセスして支払い情報を入力することによって、前記利用者情報を対話的に更新する手段を備えたこと、
   を特徴とする請求項４に記載の管理サーバ。
6. 複数の指向性アンテナと、
   位置測定用チャネルにて自動改札装置を通過する携帯端末からの識別情報を受信して特定し、前記制御信号用チャネルにて無線基地局に通行可否を照会する通行可否照会部と、
   前記照会結果に基づいて通行ゲートを開閉する通行ゲート制御部と、
   前記位置測定用チャネルにて携帯端末が前記通行ゲートを通過したか否かを判定し前記無線基地局に通知する通過報告部と、を備えたこと、
   を特徴とする自動改札装置。
7. 前記指向性アンテナの少なくとも一部が通行ゲートへの通路側部に配設され、前記通路を通過する携帯端末からの識別情報を受信して特定すること、
   を特徴とする請求項６に記載の自動改札装置。
8. 前記指向性アンテナの少なくとも一群が通行ゲート内側を指向するよう配設され、伝播遅延を測定することによって、携帯端末が前記通行ゲートを通過したか否かを判定すること、
   を特徴とする請求項６又は７に記載の自動改札装置。
9. 複数配設した指向性アンテナを有し、前記位置測定用チャネルにて近接した前記携帯端末を特定し、前記制御信号用チャネルにて請求項２又は３に記載の無線基地局に対して精算要求を送信する精算要求送信部と、
   前記精算要求に対する応答に基づいて携帯端末ユーザとの対話により精算処理を実行し、該結果を前記無線基地局を介して管理サーバに送信する精算処理部と、を備えたこと、
   を特徴とする精算装置。
10. 請求項２又は３に記載の無線基地局に対して制御信号用チャネルと位置測定用チャネルの割り当てを要求するリソース割り当て要求部と、
    割り当てられた制御信号用チャネルを用いて前記無線基地局に対して自機識別情報を送信するとともに通過可否判定結果を受信する第１の無線通信部と、
    前記位置測定用チャネルを用いて請求項６乃至８いずれか一に記載の自動改札装置に自機を検知させて通行ゲートを開動作させる第２の無線通信部と、を備えたこと、
    を特徴とする携帯端末。
11. 請求項１０に記載の携帯端末において、
    前記無線基地局に対し後払い宣言を付した自機識別情報を送信可能とし、
    前記無線基地局を介して、前記管理サーバに後払い精算を要求するとともに、前記無線基地局をして、該携帯端末が位置するエリアの自動改札装置からの通行可否の照会に対して肯定応答を送信させて、自動改札装置のゲート開動作を行わせること、
    を特徴とする携帯端末。
12. 自動改札装置と該自動改札装置の設置箇所周囲をカバーする無線基地局と自動改札の通過状況を含む各携帯端末の利用者情報を格納したデータベースと接続された管理サーバとユーザの携帯端末を用いた自動改札処理方法であって、
    前記無線基地局が、特定の自動改札装置の設置箇所周囲をカバーするエリアに進入した携帯端末に対して制御信号用チャネルと位置測定用チャネルを割り当てるステップと、
    前記無線基地局が、前記携帯端末から受信した該携帯端末の識別情報に基づいて前記管理サーバに利用者情報を照会して通行可否判定結果を生成し、該携帯端末に送信するステップと、
    前記携帯端末が、前記位置測定用チャネルにて識別情報を送信するステップと、
    前記自動改札装置が、前記位置測定用チャネルで送信される識別情報を受信して特定するステップと、
    前記自動改札装置が、前記制御信号用チャネルにて、無線基地局に対して、進入した携帯端末の通行可否を照会するステップと、
    前記自動改札装置が、前記無線基地局からの応答に基づいて前記通行ゲートを開閉するステップと、
    前記自動改札装置が、位置測定用チャネルにて携帯端末が前記通行ゲートを通過したか否かを判定し前記無線基地局に通知するステップと、
    前記無線基地局が、前記管理サーバに前記自動改札装置から受信した通過報告を送信し、前記利用者情報を更新させるステップと、を含むこと、
    を特徴とする自動改札処理方法。

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