端末装置
【課題】ＳＵＩＣＡ（登録商標）やＰＡＳＭＯ（登録商標）の提携により、様々な鉄道やバスの料金精算が可能となったが、複雑な乗り換えを伴う場合、その経路を自動で認識する手段が無い。
【解決手段】モバイルＳＵＩＣＡ（登録商標）などの携帯端末機のＧＰＳ機能などを用いて経路を追跡し、利用者がどのような経路で出発地から目的地に到達したか推定する為の情報を記録する。その位置データを精算時に利用することで正確な課金を可能にする。
【解決手段】モバイルＳＵＩＣＡ（登録商標）などの携帯端末機のＧＰＳ機能などを用いて経路を追跡し、利用者がどのような経路で出発地から目的地に到達したか推定する為の情報を記録する。その位置データを精算時に利用することで正確な課金を可能にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子マネー機能付き端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子マネー機能を持った携帯端末装置が普及し、鉄道などの自動改札機での料金精算などに利用できるようになった。この携帯端末装置は、外部から電源を供給され得るカード型であったり、携帯電話などであったりし、例えば、ＳＵＩＣＡ（登録商標）やＰＡＳＭＯ（登録商標）、モバイルＳＵＩＣＡ（登録商標）などが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この方法による料金精算では、複雑な経路で乗り換えを行った利用者に正しい料金を請求できないことがある。即ち、出発地から目的地までの経路（路線や列車種別）が複数存在する場合、利用した経路を手動で入力するか、最も安い経路、最も一般的な経路の料金を課金するか、乗り換えの可能な駅毎に改札を設け、乗り換えを検出するしか無かった。列車種別については、車内で検札を行う必要があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、利用者がどのような経路で交通機関を利用しても、正しく料金を請求およびまたは徴収できる装置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】
【０００５】
本発明に係る端末装置は、常に（または定期的に）装置自身の位置情報を取得し、利用者がどのような経路で出発地から目的地に到達したか推定する為の情報を記録する。その位置データを精算時に利用することで正確な課金を可能にする。
【０００６】
端末装置が自身の位置情報を取得する方法としては、たとえばＧＰＳ（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）が用いられる。該端末装置が携帯電話やＰＨＳ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ ｓｙｓｔｅｍ）である場合には、基地局から発信される電波を用いることも可能である。
【０００７】
このようにして端末装置は常時あるいは定期的に自身の位置情報を取得・記録する。このようにして記録された位置情報は料金精算時に精算端末（鉄道の場合は自動改札機）に渡される。精算端末は受け取った位置情報から、端末装置の経路を特定し、その料金を計算し、課金する。端末装置は、位置情報の取得と同時に、電波等の通信手段を用いて、位置情報を精算システムに送信しても良い。
【０００８】
このとき精算端末は必要に応じて、路線図（路線情報データ）などをサーバから取得してもよい。また、精算端末は経路の特定を行わず、サーバが行っても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【第１の実施形態】
【０００９】
以下本発明第１の実施例について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態において、携帯端末装置を利用者が利用している状態を示している。図２は、各構成要素の内部構成を示している。
【００１０】
携帯端末装置１は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＧＰＳ受信ユニット１３、時計１４、ＲＡＭ１５、表示装置（不図示）と入力装置（不図示）から構成されている。ＲＯＭ１２には、端末ごとに固有の識別番号（端末ＩＤ）と、本発明を実現する為のプログラムが格納されている。ＧＰＳ受信ユニット１３は、ＧＰＳアンテナと信号処理回路から構成され、人工衛星３からの電波を受信、解析し、座標（緯度、経度および標高）を算出する。ＲＡＭ１５は、プログラムにより、ＧＰＳ受信ユニット１３から得た座標と、時計１４から得た時刻のセット（経路情報）を記録するのに利用される。
【００１１】
自動改札機４Ａおよび４Ｂは、ＣＰＵ４１Ａおよび４２Ｂ、ＲＯＭ４２Ａおよび４２Ｂ、時計４３Ａおよび４３Ｂ、不図示の表示装置から構成される。自動改札機４Ａおよび４Ｂは、携帯端末装置１と非接触で双方向通信を行う機能を具備し、サーバ５とネットワーク９を通じて双方向の通信を行うことが出来る。第１の自動改札機４ＡのＲＯＭ４２Ａには第１の駅の駅ＩＤ（本実施例において、第１の駅が出発地となるので、第１の駅の駅ＩＤをこれ以後、入場駅ＩＤと呼ぶ）が記録されている。第２の自動改札機４ＢのＲＯＭ４２Ｂには第２の駅の駅ＩＤ（本実施例において、第２の駅が目的地となるので、第２の駅の駅ＩＤをこれ以後、出場駅ＩＤと呼ぶ）が記録されているこれらの駅ＩＤは必要に応じて、携帯端末装置１から受信した端末ＩＤ、時計４３Ａまたは４３Ｂから取得した時刻（それぞれ入場時刻、出場時刻）と共に、サーバ５に送信される。
【００１２】
サーバ５は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３から構成される。ＲＯＭ５２には路線図と本発明を実施する為のプログラムが格納されている。この路線図は、乗車料金の算出に利用されるＲＡＭ５３には、自動改札機４Ａおよび４Ｂから受信した、端末ＩＤ、入場駅ＩＤ、入場時刻、出場駅ＩＤ、出場時刻の組と、その端末の経路情報を格納することが出来る。ＣＰＵ５１は路線図端末ＩＤ、入場駅ＩＤ、入場時刻、出場駅ＩＤ、出場時刻および経路情報から乗車料金を算出し、自動改札機４Ｂに送信する。
【００１３】
利用者２は、鉄道を利用するにあたって、まず、第１の駅（出発地）の自動改札機４Ａに携帯端末装置１を翳す。自動改札機４Ａは、携帯端末装置１に対して、端末ＩＤを要求する。携帯端末機装置１のＣＰＵ１１は要求に応じて、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムを起動する。プログラムは、ＲＯＭ１２に格納されている端末ＩＤを自動改札機４Ａに迭信する。自動改札機４ＡのＣＰＵ４１Ａは受信した端末ＩＤと、ＲＯＭ４２Ａに格納されている第１の駅の識別番号（入場駅ＩＤ）、時計４３Ａから取得した時刻をネットワーク９を通じてサーバ５に送信する。サーバ５は、受信した端末ＩＤ、入場駅ＩＤおよび入場時刻を組として、ＲＡＭ５３に保存する。この時、携帯端末装置１の時計１４と自動改札機４Ａの時計４３Ａの時刻が異なる場合には、その偏差がサーバ５に送られても良い。
【００１４】
携帯端末装置１が本実施形態専用の機器ではない場合、前記プログラムはバックグラウンドで実行される。携帯端末装置１が例えば携帯電話である場合には、利用者２は前記プログラムの存在を意識せず、表示装置および入力装置を用いて、通話、電子メールおよびまたはゲームその他の機能を利用できる。
【００１５】
ＣＰＵ１１で実行されている前記プログラムは、定期的に、例えば５分に一度、ＧＰＳ受信ユニット１３から現在地の座標（緯度、経度および標高）を取得すると共に、時計１４から時刻を取得する。時刻および座標は、ＲＡＭ１５に順次記録される。ＧＰＳ電波を受信できない場合（例えば利用者２が地下やトンネル内に居るとき）においては、携帯端末装置１が携帯電話やＰＨＳであれば、地下またはトンネル内に設置された基地局からの電波を用いて、携帯端末装置１の位置を特定しても良い。この場合、座標データとして例えば該基地局の座標が代用される。
【００１６】
その後、利用者２は電車６に乗車し、第２の駅（目的地）まで行く。第１の駅から第２の駅まで行く路線は、第１の路線７と第２の路線８が存在する。本実施例において利用者２は、第１の路線７を選択したものとする。
【００１７】
第２の駅において、利用者２は電車６から降車し、駅から出場する為、携帯端末装置１を自動改札機４Ｂに翳す。携帯端末装置１は自動改札機４Ｂに対して、ＲＡＭ１５に記録されている経路情報、即ち｛時刻、座標｝の配列をすべて送信する。自動改札機４Ｂは、端末ＩＤと第２の駅の識別番号（出場駅ＩＤ）、時計４２Ｂから取得した時刻と共に、携帯端末機装置１から受信した経路情報を、サーバ５に送信する。
【００１８】
サーバ５は、端末ＩＤ、入場駅ＩＤ、出場駅ＩＤ、経路情報およびＲＯＭ５２に格納されている路線図から、利用者２が通った経路である第１の路線７を推定する（推定のアルゴリズムの例は後述）。サーバ５は推定された経路に対する料金を算出し、自動改札機４Ｂに返送する。
【００１９】
自動改札機４Ｂは受け取った料金を画面に表示することで、利用者２に通知する。サーバ５は、利用者２の銀行口座料金を引き落とす処理を行うか、チャージされている金額から減ずる処理を行う。
【００２０】
ここで、経路を推定するアルゴリズムについて説明する。路線図は例えば、それぞれの路線の通過地点の座標を多数（例えば１００メートルおきに）記録したものである。具体的には｛路線ＩＤ、座標｝の組で構成される２次元配列として扱うことが出来る。前記経路情報は｛時刻、座標｝の組で構成される２次元配列として扱えるから、路線図の座標と、経路情報の座標とのユークリッド距離を計算することが可能である。本実施例のように２通りの経路しか無い場合、第１の経路７との平均距離と第２の経路８との平均距離とを算出し、大小比較することによって、推定することが可能となる。第１の経路７との平均距離は、経路情報の各々の座標について、路線ＩＤが第１の経路７である路線図の座標のうち、最も近いものを選び出し、そのユークリッド距離を平均したものである。第２の経路８との平均距離も、同様にして算出できる。
【００２１】
以上のように、本実施形態では、携帯端末機装置１は定期的に人工衛星３からＧＰＳ電波を受信することにより、自身の位置を記録し、その情報をサーバ５に渡すことにより、サーバ５は利用者２の通った経路（第１の経路７）を推定し、正しい料金を計算することを実現している。携帯端末機装置１が携帯電話やＰＨＳである場合には、ＧＰＳ電波を利用するかわりに、基地局からの電波を用いて位置を特定しても良いし、ＧＰＳ電波と基地局からの電波を併用しても良い。近年、地下鉄の駅構内にも基地局が設置されていることが多いので、ＧＰＳが利用できない地下鉄でも、基地局からの電波を利用すれば、位置情報を取得できる。
【００２２】
また、サーバ５は｛時刻、座標｝の配列を得るので、利用者２の移動速度（区間平均速度）を算出することが可能である。これにより、路線の推定のみならず、列車種別（特急などの追加料金を必要とする列車であるか）を識別し、追加料金を徴収することも可能である。この場合、列車の遅れなどを考慮する必要が有れば、当日の該列車の運行履歴を別途取得し、利用する。なお、データに矛盾があり、サーバ５が料金を計算できなかった場合は、係員の居る窓口へ行くよう促す。
【第２の実施形態】
【００２３】
第１の実施形態において、図１のように、第１の駅から第２の駅に至る経路（路線）が２通りしか無く、それらの経路が十分に離れていれば問題は無いが、第１の駅から第２の駅に至る経路が多数ある場合には、サーバ５の計算量は膨大となり、利用者２が携帯端末装置１を自動改札機４Ｂに翳している間に、料金を自動改札機４Ｂに送信することは現実的でない。また、図１のような場合、途中で（適切な位置で）１回だけ座標を取得すれば良い。
【００２４】
第２の実施形態は、これらの問題を解決したものである。以下、第２の実施形態について図１、図３を用いて、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。図３に示す、第２の実施形態の携帯端末装置１ＢはＲＯＭ１２Ｂに端末ＩＤ、プログラムの他に路線図を記憶している。この路線図は、第１の実施形態において、サーバ５がＲＯＭに記憶していたものと同じ形式で｛路線ＩＤ、座標｝の組で与えられる２次元配列である。ＲＯＭ１２Ｂは例えばフラッシュＲＯＭであり、電気的に書き換えが可能である。ＲＡＭ１５Ｂには、｛時刻、路線ＩＤ｝の組が格納される。
【００２５】
利用者２が第１の駅（出発地）の自動改札機４Ａに携帯端末装置１を翳すと、本実施形態では、第１の実施形態で受け渡したデータの他に、携帯端末装置１がＲＯＭ１２Ｂに記憶している路線図のバージョン番号が、携帯端末装置１から自動改札機４Ａに渡される。自動改札機４Ａは、サーバ５に対し、サーバ５のＲＯＭ５２に記録されている路線図のバージョン番号を要求し、受信し、携帯端末装置１から受信したバージョン番号と比較する。自動改札機４Ａはサーバ５が持っている路線図のバージョン番号をキャッシュし、定期的に更新しても良い。
【００２６】
バージョン番号が異なる場合には、携帯端末装置１は路線図を更新する。更新は、自動改札機４Ａを経由して、サーバ５が持っている路線図をダウンロードすることに依っても良いし、携帯端末装置１が携帯電話などである場合には、その通信機能を利用して、通信網経由でサーバ５ないし、別のサーバからダウンロードすることに依って得ても良い。
【００２７】
利用者２が電車６に乗車している間、携帯端末装置１は第１の実施携帯と同様に、定期的に時計１４とＧＰＳ受信ユニット１３から現在の時刻と現在地の座標を取得するが、その頻度は第１の実施携帯よりも高い（例えば５秒に１回）。携帯端末装置１は、得られた座標と、ＲＯＭ１２Ｂに記録された路線図の各々の座標と比較を行い、利用者２が乗車している路線ＩＤを推定する。推定された路線ＩＤが直前の（５秒前の）座標から推定した路線ＩＤと同一であった場合は、データをＲＡＭ１５Ｂに記録せず、異なる場合のみＲＡＭ１５Ｂに｛時刻、路線ＩＤ｝のデータを記録する。即ち、利用者２が乗り換えを行った直後のみ、路線ＩＤが記録されることとなる。利用者２が予め予定経路を携帯端末装置１に与え、それがヒントとして利用されても良い。
【００２８】
利用者２が第２の駅（目的地）にて、自動改札機４Ｂに携帯端末装置１を翳すと、携帯端末装置１はＲＡＭ１５Ｂに記録されている経路情報、即ち｛時刻、路線ＩＤ｝形式の配列を転送する。自動改札機４Ｂは、端末ＩＤと第２の駅の識別番号（出場駅ＩＤ）、時計４２Ｂから取得した時刻と共に、携帯端末機装置１から受信した経路情報を、サーバ５に送信する。
【００２９】
サーバ５は、｛時刻、座標｝の形式ではなく、｛時刻、路線ＩＤ｝の形式でデータを受け取れるので、第１の実施形態の場合より迅速に料金の計算を行うことが出来る。なお、携帯端末装置１のＲＯＭ１２Ｂの路線図は｛路線ＩＤ、座標｝ペアの他に｛駅ＩＤ、座標｝ペアを記録を含み、利用者２が駅に到着したことを検知する度に、｛時刻、駅ＩＤ｝形式のデータをＲＡＭ１５Ｂに記録しても良い。そのようにすることで、より確実に料金を計算することが出来る。路線ＩＤと駅ＩＤは、容易に区別できることが好ましい。例えば、路線ＩＤ、駅ＩＤを符号付き整数で扱う場合、路線ＩＤを負数、駅ＩＤを正数とすることで簡単に判定できる。
【第３の実施形態】
【００３０】
図４を用いて、本発明第３の実施形態について説明する。本実施形態は、本発明を有料道路の料金徴収システムに適用したものであり、第２の実施形態との相違点を説明する。利用者２は自動車６Ｂで出発地の有料道路の入場ゲート４Ｃを通過する。そのとき、携帯端末装置１は、入場ゲート４Ｃと通信する。入場ゲート４Ｃは第２の実施形態と同様に、携帯端末装置１から端末ＩＤを受信し、自身のＩＤと共にサーバ５に送る。
【００３１】
利用考２は自動車６Ｂで第１の有料道路７Ｂと第２の有料道路８Ｂから、第１の有料道路７Ｂを選び、目的地まで行く。この間、携帯端末装置１は第２の実施形態同様、有料道路の路線図を記憶しているので、ＧＰＳ受信ユニット１３から自身の座標を取得し、路線図と照合し、｛時刻、路線ＩＤ｝の形式で記録する。利用者２が目的地の出場ゲート４Ｄを通過するとき、携帯端末装置１は出場ゲート４Ｄと通信する。入場ゲート４Ｃは第２の実施形態と同様に、携帯端末装置１から端末ＩＤと経路情報を受信し、自身のＩＤと共にサーバ５に送る。サーバ５は利用者２が利用した経路７Ｂの利用料金を課金する。
【００３２】
以上のように、本発明第３の実施形態に依れば、鉄道の場合と同様に経路を推定できるので、乗り換えが可能なインターチェンジやジャンクションに料金所を設ける必要が無くなる。なお、第３の実施形態の場合、携帯端末装置１は、自動車６Ｂに設置する車載端末装置であって良い。
【００３３】
以上のように、本発明に依れば、目的地に至る経路が複数あっても、ユーザ２が利用した経路を推定し、正しい料金を課金することが出来る。また、経路情報を記録するので、途中で他人と携帯端末装置を交換するといった不正行為についても防止することが出来る。
【００３４】
なお、本発明における携帯端末機装置は、電子マネー機能と位置取得手段と位置を記録する手段を具備していれば、カード型にも適用可能であるし、電車以外の公共交通機関（例えばバス）の課金にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施形態に係る携帯端末装置と精算システムの利用法を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 携帯端末機装置
２ 利用者
３ 人工衛星
４Ａ 第１の駅の自動改札機
４Ｂ 第２の駅の自動改札機
５ サーバ
６ 電車
７ 第１の路線
８ 第２の路線
９ ネットワーク
【００３７】
【図２】
第１の実施形態に係る携帯端末装置と精算システムのブロック図である。
【図３】
第２の実施形態に係る携帯端末装置と精算システムのブロック図である。
１ 携帯端末機装置
１１ 携帯端末機装置のＣＰＵ
１２ 携帯端末装置のＲＯＭ
１３ ＧＰＳ受信ユニット
１４ 携帯端末装置の時計
１５ 携帯端末装置のＲＡＭ
２ 利用者
３ 人工衛星
４Ａ 第１の駅の自動改札機
４１Ａ 自動改札機のＣＰＵ
４２Ａ 自動改札機のＲＯＭ
４２Ａ 自動改札機の時計
４Ｂ 第２の駅の自動改札機
４１Ｂ 自動改札機のＣＰＵ
４２Ｂ 自動改札機のＲＯＭ
４２Ｂ 自動改札機の時計
５ サーバ
５１ サーバのＣＰＵ
５２ サーバのＲＯＭ
５３ サーバのＲＡＭ
６ 電車
７ 第１の路線
８ 第２の路線
【００３８】
【図４】
第３の実施形態に係る携帯端末装置と精算システムの利用法を模式的に示した図である。
１ 携帯端末機装置
２ 利用者
３ 人工衛星
４Ａ 第１の駅の自動改札機
４Ｂ 第２の駅の自動改札機
５ サーバ
６ 電車
７Ｂ 第１の有料道路
８Ｂ 第２の有料道路
９ ネットワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子マネー機能付き端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子マネー機能を持った携帯端末装置が普及し、鉄道などの自動改札機での料金精算などに利用できるようになった。この携帯端末装置は、外部から電源を供給され得るカード型であったり、携帯電話などであったりし、例えば、ＳＵＩＣＡ（登録商標）やＰＡＳＭＯ（登録商標）、モバイルＳＵＩＣＡ（登録商標）などが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この方法による料金精算では、複雑な経路で乗り換えを行った利用者に正しい料金を請求できないことがある。即ち、出発地から目的地までの経路（路線や列車種別）が複数存在する場合、利用した経路を手動で入力するか、最も安い経路、最も一般的な経路の料金を課金するか、乗り換えの可能な駅毎に改札を設け、乗り換えを検出するしか無かった。列車種別については、車内で検札を行う必要があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、利用者がどのような経路で交通機関を利用しても、正しく料金を請求およびまたは徴収できる装置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】
【０００５】
本発明に係る端末装置は、常に（または定期的に）装置自身の位置情報を取得し、利用者がどのような経路で出発地から目的地に到達したか推定する為の情報を記録する。その位置データを精算時に利用することで正確な課金を可能にする。
【０００６】
端末装置が自身の位置情報を取得する方法としては、たとえばＧＰＳ（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）が用いられる。該端末装置が携帯電話やＰＨＳ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ ｓｙｓｔｅｍ）である場合には、基地局から発信される電波を用いることも可能である。
【０００７】
このようにして端末装置は常時あるいは定期的に自身の位置情報を取得・記録する。このようにして記録された位置情報は料金精算時に精算端末（鉄道の場合は自動改札機）に渡される。精算端末は受け取った位置情報から、端末装置の経路を特定し、その料金を計算し、課金する。端末装置は、位置情報の取得と同時に、電波等の通信手段を用いて、位置情報を精算システムに送信しても良い。
【０００８】
このとき精算端末は必要に応じて、路線図（路線情報データ）などをサーバから取得してもよい。また、精算端末は経路の特定を行わず、サーバが行っても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【第１の実施形態】
【０００９】
以下本発明第１の実施例について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態において、携帯端末装置を利用者が利用している状態を示している。図２は、各構成要素の内部構成を示している。
【００１０】
携帯端末装置１は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＧＰＳ受信ユニット１３、時計１４、ＲＡＭ１５、表示装置（不図示）と入力装置（不図示）から構成されている。ＲＯＭ１２には、端末ごとに固有の識別番号（端末ＩＤ）と、本発明を実現する為のプログラムが格納されている。ＧＰＳ受信ユニット１３は、ＧＰＳアンテナと信号処理回路から構成され、人工衛星３からの電波を受信、解析し、座標（緯度、経度および標高）を算出する。ＲＡＭ１５は、プログラムにより、ＧＰＳ受信ユニット１３から得た座標と、時計１４から得た時刻のセット（経路情報）を記録するのに利用される。
【００１１】
自動改札機４Ａおよび４Ｂは、ＣＰＵ４１Ａおよび４２Ｂ、ＲＯＭ４２Ａおよび４２Ｂ、時計４３Ａおよび４３Ｂ、不図示の表示装置から構成される。自動改札機４Ａおよび４Ｂは、携帯端末装置１と非接触で双方向通信を行う機能を具備し、サーバ５とネットワーク９を通じて双方向の通信を行うことが出来る。第１の自動改札機４ＡのＲＯＭ４２Ａには第１の駅の駅ＩＤ（本実施例において、第１の駅が出発地となるので、第１の駅の駅ＩＤをこれ以後、入場駅ＩＤと呼ぶ）が記録されている。第２の自動改札機４ＢのＲＯＭ４２Ｂには第２の駅の駅ＩＤ（本実施例において、第２の駅が目的地となるので、第２の駅の駅ＩＤをこれ以後、出場駅ＩＤと呼ぶ）が記録されているこれらの駅ＩＤは必要に応じて、携帯端末装置１から受信した端末ＩＤ、時計４３Ａまたは４３Ｂから取得した時刻（それぞれ入場時刻、出場時刻）と共に、サーバ５に送信される。
【００１２】
サーバ５は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３から構成される。ＲＯＭ５２には路線図と本発明を実施する為のプログラムが格納されている。この路線図は、乗車料金の算出に利用されるＲＡＭ５３には、自動改札機４Ａおよび４Ｂから受信した、端末ＩＤ、入場駅ＩＤ、入場時刻、出場駅ＩＤ、出場時刻の組と、その端末の経路情報を格納することが出来る。ＣＰＵ５１は路線図端末ＩＤ、入場駅ＩＤ、入場時刻、出場駅ＩＤ、出場時刻および経路情報から乗車料金を算出し、自動改札機４Ｂに送信する。
【００１３】
利用者２は、鉄道を利用するにあたって、まず、第１の駅（出発地）の自動改札機４Ａに携帯端末装置１を翳す。自動改札機４Ａは、携帯端末装置１に対して、端末ＩＤを要求する。携帯端末機装置１のＣＰＵ１１は要求に応じて、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムを起動する。プログラムは、ＲＯＭ１２に格納されている端末ＩＤを自動改札機４Ａに迭信する。自動改札機４ＡのＣＰＵ４１Ａは受信した端末ＩＤと、ＲＯＭ４２Ａに格納されている第１の駅の識別番号（入場駅ＩＤ）、時計４３Ａから取得した時刻をネットワーク９を通じてサーバ５に送信する。サーバ５は、受信した端末ＩＤ、入場駅ＩＤおよび入場時刻を組として、ＲＡＭ５３に保存する。この時、携帯端末装置１の時計１４と自動改札機４Ａの時計４３Ａの時刻が異なる場合には、その偏差がサーバ５に送られても良い。
【００１４】
携帯端末装置１が本実施形態専用の機器ではない場合、前記プログラムはバックグラウンドで実行される。携帯端末装置１が例えば携帯電話である場合には、利用者２は前記プログラムの存在を意識せず、表示装置および入力装置を用いて、通話、電子メールおよびまたはゲームその他の機能を利用できる。
【００１５】
ＣＰＵ１１で実行されている前記プログラムは、定期的に、例えば５分に一度、ＧＰＳ受信ユニット１３から現在地の座標（緯度、経度および標高）を取得すると共に、時計１４から時刻を取得する。時刻および座標は、ＲＡＭ１５に順次記録される。ＧＰＳ電波を受信できない場合（例えば利用者２が地下やトンネル内に居るとき）においては、携帯端末装置１が携帯電話やＰＨＳであれば、地下またはトンネル内に設置された基地局からの電波を用いて、携帯端末装置１の位置を特定しても良い。この場合、座標データとして例えば該基地局の座標が代用される。
【００１６】
その後、利用者２は電車６に乗車し、第２の駅（目的地）まで行く。第１の駅から第２の駅まで行く路線は、第１の路線７と第２の路線８が存在する。本実施例において利用者２は、第１の路線７を選択したものとする。
【００１７】
第２の駅において、利用者２は電車６から降車し、駅から出場する為、携帯端末装置１を自動改札機４Ｂに翳す。携帯端末装置１は自動改札機４Ｂに対して、ＲＡＭ１５に記録されている経路情報、即ち｛時刻、座標｝の配列をすべて送信する。自動改札機４Ｂは、端末ＩＤと第２の駅の識別番号（出場駅ＩＤ）、時計４２Ｂから取得した時刻と共に、携帯端末機装置１から受信した経路情報を、サーバ５に送信する。
【００１８】
サーバ５は、端末ＩＤ、入場駅ＩＤ、出場駅ＩＤ、経路情報およびＲＯＭ５２に格納されている路線図から、利用者２が通った経路である第１の路線７を推定する（推定のアルゴリズムの例は後述）。サーバ５は推定された経路に対する料金を算出し、自動改札機４Ｂに返送する。
【００１９】
自動改札機４Ｂは受け取った料金を画面に表示することで、利用者２に通知する。サーバ５は、利用者２の銀行口座料金を引き落とす処理を行うか、チャージされている金額から減ずる処理を行う。
【００２０】
ここで、経路を推定するアルゴリズムについて説明する。路線図は例えば、それぞれの路線の通過地点の座標を多数（例えば１００メートルおきに）記録したものである。具体的には｛路線ＩＤ、座標｝の組で構成される２次元配列として扱うことが出来る。前記経路情報は｛時刻、座標｝の組で構成される２次元配列として扱えるから、路線図の座標と、経路情報の座標とのユークリッド距離を計算することが可能である。本実施例のように２通りの経路しか無い場合、第１の経路７との平均距離と第２の経路８との平均距離とを算出し、大小比較することによって、推定することが可能となる。第１の経路７との平均距離は、経路情報の各々の座標について、路線ＩＤが第１の経路７である路線図の座標のうち、最も近いものを選び出し、そのユークリッド距離を平均したものである。第２の経路８との平均距離も、同様にして算出できる。
【００２１】
以上のように、本実施形態では、携帯端末機装置１は定期的に人工衛星３からＧＰＳ電波を受信することにより、自身の位置を記録し、その情報をサーバ５に渡すことにより、サーバ５は利用者２の通った経路（第１の経路７）を推定し、正しい料金を計算することを実現している。携帯端末機装置１が携帯電話やＰＨＳである場合には、ＧＰＳ電波を利用するかわりに、基地局からの電波を用いて位置を特定しても良いし、ＧＰＳ電波と基地局からの電波を併用しても良い。近年、地下鉄の駅構内にも基地局が設置されていることが多いので、ＧＰＳが利用できない地下鉄でも、基地局からの電波を利用すれば、位置情報を取得できる。
【００２２】
また、サーバ５は｛時刻、座標｝の配列を得るので、利用者２の移動速度（区間平均速度）を算出することが可能である。これにより、路線の推定のみならず、列車種別（特急などの追加料金を必要とする列車であるか）を識別し、追加料金を徴収することも可能である。この場合、列車の遅れなどを考慮する必要が有れば、当日の該列車の運行履歴を別途取得し、利用する。なお、データに矛盾があり、サーバ５が料金を計算できなかった場合は、係員の居る窓口へ行くよう促す。
【第２の実施形態】
【００２３】
第１の実施形態において、図１のように、第１の駅から第２の駅に至る経路（路線）が２通りしか無く、それらの経路が十分に離れていれば問題は無いが、第１の駅から第２の駅に至る経路が多数ある場合には、サーバ５の計算量は膨大となり、利用者２が携帯端末装置１を自動改札機４Ｂに翳している間に、料金を自動改札機４Ｂに送信することは現実的でない。また、図１のような場合、途中で（適切な位置で）１回だけ座標を取得すれば良い。
【００２４】
第２の実施形態は、これらの問題を解決したものである。以下、第２の実施形態について図１、図３を用いて、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。図３に示す、第２の実施形態の携帯端末装置１ＢはＲＯＭ１２Ｂに端末ＩＤ、プログラムの他に路線図を記憶している。この路線図は、第１の実施形態において、サーバ５がＲＯＭに記憶していたものと同じ形式で｛路線ＩＤ、座標｝の組で与えられる２次元配列である。ＲＯＭ１２Ｂは例えばフラッシュＲＯＭであり、電気的に書き換えが可能である。ＲＡＭ１５Ｂには、｛時刻、路線ＩＤ｝の組が格納される。
【００２５】
利用者２が第１の駅（出発地）の自動改札機４Ａに携帯端末装置１を翳すと、本実施形態では、第１の実施形態で受け渡したデータの他に、携帯端末装置１がＲＯＭ１２Ｂに記憶している路線図のバージョン番号が、携帯端末装置１から自動改札機４Ａに渡される。自動改札機４Ａは、サーバ５に対し、サーバ５のＲＯＭ５２に記録されている路線図のバージョン番号を要求し、受信し、携帯端末装置１から受信したバージョン番号と比較する。自動改札機４Ａはサーバ５が持っている路線図のバージョン番号をキャッシュし、定期的に更新しても良い。
【００２６】
バージョン番号が異なる場合には、携帯端末装置１は路線図を更新する。更新は、自動改札機４Ａを経由して、サーバ５が持っている路線図をダウンロードすることに依っても良いし、携帯端末装置１が携帯電話などである場合には、その通信機能を利用して、通信網経由でサーバ５ないし、別のサーバからダウンロードすることに依って得ても良い。
【００２７】
利用者２が電車６に乗車している間、携帯端末装置１は第１の実施携帯と同様に、定期的に時計１４とＧＰＳ受信ユニット１３から現在の時刻と現在地の座標を取得するが、その頻度は第１の実施携帯よりも高い（例えば５秒に１回）。携帯端末装置１は、得られた座標と、ＲＯＭ１２Ｂに記録された路線図の各々の座標と比較を行い、利用者２が乗車している路線ＩＤを推定する。推定された路線ＩＤが直前の（５秒前の）座標から推定した路線ＩＤと同一であった場合は、データをＲＡＭ１５Ｂに記録せず、異なる場合のみＲＡＭ１５Ｂに｛時刻、路線ＩＤ｝のデータを記録する。即ち、利用者２が乗り換えを行った直後のみ、路線ＩＤが記録されることとなる。利用者２が予め予定経路を携帯端末装置１に与え、それがヒントとして利用されても良い。
【００２８】
利用者２が第２の駅（目的地）にて、自動改札機４Ｂに携帯端末装置１を翳すと、携帯端末装置１はＲＡＭ１５Ｂに記録されている経路情報、即ち｛時刻、路線ＩＤ｝形式の配列を転送する。自動改札機４Ｂは、端末ＩＤと第２の駅の識別番号（出場駅ＩＤ）、時計４２Ｂから取得した時刻と共に、携帯端末機装置１から受信した経路情報を、サーバ５に送信する。
【００２９】
サーバ５は、｛時刻、座標｝の形式ではなく、｛時刻、路線ＩＤ｝の形式でデータを受け取れるので、第１の実施形態の場合より迅速に料金の計算を行うことが出来る。なお、携帯端末装置１のＲＯＭ１２Ｂの路線図は｛路線ＩＤ、座標｝ペアの他に｛駅ＩＤ、座標｝ペアを記録を含み、利用者２が駅に到着したことを検知する度に、｛時刻、駅ＩＤ｝形式のデータをＲＡＭ１５Ｂに記録しても良い。そのようにすることで、より確実に料金を計算することが出来る。路線ＩＤと駅ＩＤは、容易に区別できることが好ましい。例えば、路線ＩＤ、駅ＩＤを符号付き整数で扱う場合、路線ＩＤを負数、駅ＩＤを正数とすることで簡単に判定できる。
【第３の実施形態】
【００３０】
図４を用いて、本発明第３の実施形態について説明する。本実施形態は、本発明を有料道路の料金徴収システムに適用したものであり、第２の実施形態との相違点を説明する。利用者２は自動車６Ｂで出発地の有料道路の入場ゲート４Ｃを通過する。そのとき、携帯端末装置１は、入場ゲート４Ｃと通信する。入場ゲート４Ｃは第２の実施形態と同様に、携帯端末装置１から端末ＩＤを受信し、自身のＩＤと共にサーバ５に送る。
【００３１】
利用考２は自動車６Ｂで第１の有料道路７Ｂと第２の有料道路８Ｂから、第１の有料道路７Ｂを選び、目的地まで行く。この間、携帯端末装置１は第２の実施形態同様、有料道路の路線図を記憶しているので、ＧＰＳ受信ユニット１３から自身の座標を取得し、路線図と照合し、｛時刻、路線ＩＤ｝の形式で記録する。利用者２が目的地の出場ゲート４Ｄを通過するとき、携帯端末装置１は出場ゲート４Ｄと通信する。入場ゲート４Ｃは第２の実施形態と同様に、携帯端末装置１から端末ＩＤと経路情報を受信し、自身のＩＤと共にサーバ５に送る。サーバ５は利用者２が利用した経路７Ｂの利用料金を課金する。
【００３２】
以上のように、本発明第３の実施形態に依れば、鉄道の場合と同様に経路を推定できるので、乗り換えが可能なインターチェンジやジャンクションに料金所を設ける必要が無くなる。なお、第３の実施形態の場合、携帯端末装置１は、自動車６Ｂに設置する車載端末装置であって良い。
【００３３】
以上のように、本発明に依れば、目的地に至る経路が複数あっても、ユーザ２が利用した経路を推定し、正しい料金を課金することが出来る。また、経路情報を記録するので、途中で他人と携帯端末装置を交換するといった不正行為についても防止することが出来る。
【００３４】
なお、本発明における携帯端末機装置は、電子マネー機能と位置取得手段と位置を記録する手段を具備していれば、カード型にも適用可能であるし、電車以外の公共交通機関（例えばバス）の課金にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施形態に係る携帯端末装置と精算システムの利用法を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 携帯端末機装置
２ 利用者
３ 人工衛星
４Ａ 第１の駅の自動改札機
４Ｂ 第２の駅の自動改札機
５ サーバ
６ 電車
７ 第１の路線
８ 第２の路線
９ ネットワーク
【００３７】
【図２】
第１の実施形態に係る携帯端末装置と精算システムのブロック図である。
【図３】
第２の実施形態に係る携帯端末装置と精算システムのブロック図である。
１ 携帯端末機装置
１１ 携帯端末機装置のＣＰＵ
１２ 携帯端末装置のＲＯＭ
１３ ＧＰＳ受信ユニット
１４ 携帯端末装置の時計
１５ 携帯端末装置のＲＡＭ
２ 利用者
３ 人工衛星
４Ａ 第１の駅の自動改札機
４１Ａ 自動改札機のＣＰＵ
４２Ａ 自動改札機のＲＯＭ
４２Ａ 自動改札機の時計
４Ｂ 第２の駅の自動改札機
４１Ｂ 自動改札機のＣＰＵ
４２Ｂ 自動改札機のＲＯＭ
４２Ｂ 自動改札機の時計
５ サーバ
５１ サーバのＣＰＵ
５２ サーバのＲＯＭ
５３ サーバのＲＡＭ
６ 電車
７ 第１の路線
８ 第２の路線
【００３８】
【図４】
第３の実施形態に係る携帯端末装置と精算システムの利用法を模式的に示した図である。
１ 携帯端末機装置
２ 利用者
３ 人工衛星
４Ａ 第１の駅の自動改札機
４Ｂ 第２の駅の自動改札機
５ サーバ
６ 電車
７Ｂ 第１の有料道路
８Ｂ 第２の有料道路
９ ネットワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子マネー機能を具備する装置であって、利用者の所在地（第１の座標）を特定する手段を備えることを特徴とする端末装置。
【請求項２】
前記第１の座標を記憶する手段を備え、料金精算時に前記第１の座標を課金装置に受け渡し、前記課金装置は前記第１の座標から前記利用者の経路を推定し、課金を行う料金精算システム。
【請求項３】
前記第１の座標を特定する手段がＧＰＳおよびまたは基地局からの電波によることを特徴とする請求項２に記載の料金精算システム。
【請求項４】
前記経路が、公共交通機関または有料道路の路線であることを特徴とする請求項１から３に記載の料金精算システム。
【請求項５】
前記公共交通機関が、バスまたは鉄道であることを特徴とする請求項１から４に記載の料金精算システム。
【請求項６】
前記第１の座標は、前記第１の座標を取得した時刻とともに、前記記憶手段に記憶され、前記利用者の移動軌跡と区間平均速度を推定し、バスまたは列車の種別を判定し、通常の乗車料金の他に追加料金が必要な場合に前記追加料金を課金することを特徴とする請求項１から５に記載の料金精算システム。
【請求項７】
前記端末装置は、路線図を記憶する手段を備えることを特徴とする請求項１から６に記載の料金精算システム。
【請求項８】
前記路線図は、少なくとも｛路線ＩＤ、通過点の座標（第２の座標）｝およびまたは｛駅ＩＤ、通過点の座標（第２の座標）｝の組からなるテーブルであって、前記端末装置は、前記路線図の前記第２の座標のうち前記第１の座標と最も近いものを探索し、その第２の座標と組となっている路線ＩＤを求める機能を備えることを特徴とする請求項１から７に記載の料金精算システム。
【請求項９】
前記端末装置は、前記路線ＩＤが、直前に求められたものと異なる場合にのみ、前記記憶手段に記憶することを特徴とする請求項１から８に記載の料金精算システム。
【請求項１】
電子マネー機能を具備する装置であって、利用者の所在地（第１の座標）を特定する手段を備えることを特徴とする端末装置。
【請求項２】
前記第１の座標を記憶する手段を備え、料金精算時に前記第１の座標を課金装置に受け渡し、前記課金装置は前記第１の座標から前記利用者の経路を推定し、課金を行う料金精算システム。
【請求項３】
前記第１の座標を特定する手段がＧＰＳおよびまたは基地局からの電波によることを特徴とする請求項２に記載の料金精算システム。
【請求項４】
前記経路が、公共交通機関または有料道路の路線であることを特徴とする請求項１から３に記載の料金精算システム。
【請求項５】
前記公共交通機関が、バスまたは鉄道であることを特徴とする請求項１から４に記載の料金精算システム。
【請求項６】
前記第１の座標は、前記第１の座標を取得した時刻とともに、前記記憶手段に記憶され、前記利用者の移動軌跡と区間平均速度を推定し、バスまたは列車の種別を判定し、通常の乗車料金の他に追加料金が必要な場合に前記追加料金を課金することを特徴とする請求項１から５に記載の料金精算システム。
【請求項７】
前記端末装置は、路線図を記憶する手段を備えることを特徴とする請求項１から６に記載の料金精算システム。
【請求項８】
前記路線図は、少なくとも｛路線ＩＤ、通過点の座標（第２の座標）｝およびまたは｛駅ＩＤ、通過点の座標（第２の座標）｝の組からなるテーブルであって、前記端末装置は、前記路線図の前記第２の座標のうち前記第１の座標と最も近いものを探索し、その第２の座標と組となっている路線ＩＤを求める機能を備えることを特徴とする請求項１から７に記載の料金精算システム。
【請求項９】
前記端末装置は、前記路線ＩＤが、直前に求められたものと異なる場合にのみ、前記記憶手段に記憶することを特徴とする請求項１から８に記載の料金精算システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−５４１５７（Ｐ２００９−５４１５７Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１７３０３（Ｐ２００８−２１７３０３）
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（３０７００４１１０）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（３０７００４１１０）
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