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『ICカードと自動改札　交通ブックス123』はこんな方におすすめ！

『ICカードと自動改札　交通ブックス123』から抜粋して3つご紹介

2001年11月に「Suica」が登場してから、交通システムのみならず決済システムまで大きく変化させた交通系ICカード。最初の「Suica」に深く関わった著者が、自動改札とICカードシステムの歴史と仕組み、機能を解説します。自動改札や券売機をはじめとした駅無機器システムは、駅の業務を大きく変化させました。

自動改札機の種類と構造

《自動改札機の種類》 自動改札機には、実は様々な種類があります。扱う乗車券の種類や設置場所によって、一般型、新幹線型、簡易型、IC専用型等に分けられます。それぞれ各機種に、入場専用型、出場専用型、両用型（簡易型を除く）の3種類があります。
① 一般型自動改札機
首都圏や大都市の乗降客が多い駅に設置され、近距離券や定期券を扱い、駅での入場、出場時に磁気券を投入または交通系ICカードをかざして通過する自動改札機

② ワンラッチ型自動改札機
連絡運輸を行う2つの鉄道事業者の境界に設置し、出場と入場を同時に処理する

③ ワイド型自動改札機
車椅子でも通れるよう通路幅を広くし、非磁気化券の乗降客のきっぷを見る際、駅係員によるドア開閉操作ができる

④ 簡易型自動改札機
設備投資が難しい駅でも設置できるよう、機能を限定し安価にしたもの。入場専用型と出場専用型のみで両用型はなく、ドアもオプション扱い

⑤ IC 専用型自動改札機
交通系ICカード処理に特化した自動改札機。導入コストや保守コストが低減できる

⑥ 簡易型 IC 専用自動改札機
無人駅への設置を考慮した簡易型の交通系ICカード専用自動改札機。扉もなく表示部とアンテナ部のみだが、セキュリティー機能は強化されている

⑦ 新幹線型自動改札機
新幹線に乗り降りするときに、乗車券と特急券の複数枚の処理が可能な自動改札機。新幹線型自動改札機は、複数枚処理が可能な機構の大きさとその処理時間のため、一般型自動改札機と比べ全長が長い。大きな荷物の乗客への配慮のため、通路幅も広い

《機能による分類》 自動改札機は、入出場処理機能により以下の3種類に分類されます。
① 入場専用型
常に入場者の乗車券のみを扱う。乗車券の有効性を判定した後に、磁気乗車券にパンチ穴をあけたり、回数券への入場日時、入場駅名の印字をしたりする

② 出場専用型
常に出場者の乗車券のみを扱い、有効性を判定した後、磁気乗車券を集札する

③ 両用型
1つの通路構成で入場と出場の両方の機能を持つ。監視盤からの遠隔操作で設定を切り換えることができる。両用型に設定されているときは、入場者と出場者が被った場合、先に投入またはタッチした方を優先する自動切換え機能もある

《連絡改札口の自動改札機》 他社連絡改札口に設置される自動改札機を、ワンラッチ型自動改札機と呼びます。2つの鉄道事業者を連続して乗車する場合、一般型自動改札機だとA社の自動改札機を出場してB社の自動改札機から入場することになります。これをまとめてA社の出場処理とB社の入場処理を1台で同時に行うことができるのがワンラッチ型自動改札機です。

《新幹線型自動改札機の種類》 新幹線型の自動改札機は、以下の3種類に分類されます。
① 直接型
改札外と新幹線改札内を入出場するための乗車券・特急券を扱う

② 乗換型
在来線改札内と新幹線改札機内を入出場（乗換）するための乗車券・特急券を処理する

③ ワンラッチ型（幹・幹ラッチ）
東海道・山陽新幹線（JR東海）と、東北・上越・山形・秋田・長野の各新幹線（JR東日本）とを乗継ぎする乗車券・特急券を扱う

自動改札機はどんな方法でチェックしているか

（1）主な判定項目 自動改札機は、運送の開始時及び完結時に利用者が所持する普通乗車券、定期乗車券、回数乗車券、ICカード乗車券などの有効性を、利用者が通過するまでの短い時間で確認しています。この処理を実現させるための磁気乗車券の処理速度は処理時間にして0.7秒以内、ICカード乗車券の処理速度は0.2秒以内です。
投入された乗車券類には、判定に必要な情報が書き込まれています。自動改札機はこの情報を利用して主に3つの判定を行っています。

① 券種判定
定期券や乗車券、自動改札機を通れない券（非自動化券）の判定を行う
② 期間判定
券種判定で決定された券種ごとに、乗車券類の有効日を判定する。判定処理の基準は電源投入時
③ 区間判定
乗車券類の有効区間を判定する

（2）券種別乗車券の判定方法 ① 定期券
ア）定期券の券種判定
定期券が小児券の場合、判定結果によりランプや音などを表示・鳴動させる
イ）定期券の期間判定
定期券の開始日、終了日と利用日の大小比較を行い,有効期間を判定する
ウ）定期券の区間判定
磁気情報の発駅、着駅及び経由駅が判定条件を満足しているかを求め、定期券の有効区間を判定する

② 普通券の場合
普通券には、エドモンソン券（いわゆる「きっぷ」）と大型券があります。同じ大きさの普通券でも、磁気情報の記録方式により種類が分かれますが、代表的なFM券について解説します。
ア）普通券の券種判定
「普通券｣「往復券｣「入場券」「精算券」「連絡券」等を判別する
イ）普通券の期間判定
磁気情報の開始日、終了日と利用日の比較を行い、有効期間を判定する
ウ）普通券の区間判定
磁気情報の発駅から普通券の有効区間を判定する

③ ICカード乗車券の場合
ICカード乗車券は、乗車時にきっぷを買う必要がなく、乗り越し精算も改札機に触れるだけで必要となる最も安い運賃を自動的にICカード乗車券から引き去ることができます。
定期区間内の利用においては磁気券と同様の判定処理を行うのに対し、定期区間外の利用では乗車駅から定期区間までの運賃、定期区間から降車駅 までの運賃、乗車駅から降車駅までをすべてSF利用した場合の通し運賃を自動計算し、さらに定期区間前後の運賃の合算値と通し運賃を比較して安い方の運賃を自動的に引き去る処理を行っています。

ICカード導入までの課題：実用化まで十数年の試行錯誤

ICカードを交通系乗車券に応用する試みは、1987年頃から始まっていました。改札が自動改札機になったためにパスケースから定期券をいちいち出さなければならず、煩わしいという声があったのです。

1987年から1991年頃までは、ICカード及び読取装置単体機能の基礎開発時期でした。開発の初期段階では、搬送波としてマイクロ波と中波を用いたICカードの開発が行われました。当初はカバンの中にICカードを入れたままで改札を通ることを目指していたため、自動改札機と30cm程度の距離で通信が行えることが求められていました。こうしたことから、マイクロ波と短波を用いた検討が行われたのです。

マイクロ波ICカードは、カード内部に発信機が不要なため回路的にシンプル、コストが安い、通信速度が速い、通信エリアを限定しやすいなどのメリットがありました。しかし試作と実験により、マイクロ波ICカードは指向性が強くカードの位置や方向などに制限があり、人体など水分を含むものに電波が吸収され遮断されることがわかり、実用化には至りませんでした。

一方で、中波ICカードを応用したシステムの検討も平行して進んでいました。中波ICカードはサイズが大きいものの、カード内にバッテリーを組み込みやすいことや、指向性が弱く電波が扱いやすいことなどのメリットがありました。しかし、こちらも混信を生じやすい、通信速度がやや遅い、通信エリアを限定し難いなどの問題のため、実用化はされませんでした。

改札の判定処理に関しては、ICカード内部にCPUを搭載しICカード自身がカード内部で判定処理を一部行う方式と、ICカードは単なるメモリ機能として働き、判定処理をすべて自動改札機側が行う方式の2つが試験されました。

1992年から1998年頃までは、読取装置を自動改札機などの駅務機器に組み込み機器単体試験を実施しました。この時期は、ICカード対応自動改札機開発時期にあたります。
自動改札機がICカード対応になっても、既存の磁気式乗車券のすべてが一斉にICカードに置き換わるわけではありません。自動改札機は磁気式もICカードも処理可能な方式とする必要があります。磁気式乗車券とICカードの処理機能を併存させた試験を実施したところ、大きく2つの問題が発生しました。

1つは通信処理時間です。ICカードのかざし方が速すぎると、自動改札機が正しく処理できなかったのです。読取装置が与える通信領域は一定でも、ICカードの挙動により通信処理時間が大きく異なることがわかりました。

2つ目は、判定順序の逆転の問題です。自動改札機には手前側の上部に磁気券の投入口が設けられており、その上部奥側に読取装置が装備されています。ICカードを持った利用者Aの次に磁気券を持った利用者Bが続く場合、ICカードを持ったAが読み取り機にタッチする前に次のBが磁気券を先に入れることにより、AとBの判定順序が逆転する現象が稀にあることが判明したのです。

『ICカードと自動改札　交通ブックス123』内容紹介まとめ

全国に普及した交通系ICカードと自動改札。その成り立ちとメカニズムを、「Suica」事業に深く関わった著者が解説します。乗客が直接触れる自動改札や券売機の背後では様々なシステムが動いています。ＩＣカードと自動改札を入口に、トータルシステムとしての駅務を、自動改札がどう変えていったのかについても解説しています。

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