JPH0650546B2 - 紙券の改ざん検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ３．１発明の属する技術分野 この発明は、磁気記録面を有しない紙製券（本明細書で
は、これを紙券という。）に目視可能に印刷した項目を
自動的に読取って、その券の有効無効を判定し、判定結
果に応じて券投入者の要求を満足させたり拒否したりす
る装置、……例えば、投入した乗車券の有効無効の判定
結果により券投入者の改札通路の通過を許可又は阻止を
する自動改札機……において、所定の改ざん防止用マー
クが印刷された紙券が改ざんされて投入された場合に、
これを容易に検出して、その券投入者の要求に対する動
作を阻止するようにした紙券の改ざん検出装置に関す
る。

３．２解決しようとする課題 従来の自動改札方式においては、券面に印刷される自動
改札に必須の情報をコード化して磁気記録した特殊な券
（磁気券）を用いる。一方、自動改札を導入していない
鉄道企業体の券売機は、磁気記録面を有しない、必須情
報を印刷しただけの紙券を発行するから、非自動改札化
路線上の駅より乗車した客は自動改札化路線上の駅で降
車した場合に自動改札を受けることができない。

このように、鉄道用自動改札は、関連するすべての鉄道
企業体が統一して導入しなければ、導入効果が少ない。

磁気券を用いることが全企業体による自動改札導入のネ
ックになっていることに着目し、従来の紙券の印刷項目
を直接光学的に読取って自動改札することが提案されて
いる。

ところで、紙券については、容易に改ざんできるという
弱点があるので、紙券による自動改札においては、改ざ
ん防止対策及び改ざんされた券による不正通過阻止が緊
要な事柄となる。

すなわち、紙券による自動改札を実施するに際し、改ざ
んされた紙券が投入された場合、これを容易に検出して
不正通過を阻止できるようにし、もって、改ざんの努力
の無益性を宣明して、改ざんを防止する必要がある。

このことは、交通機関の自動改札のみならず、娯楽施設
の自動改札、その他、券投入者に対してその券の印刷情
報により規定される何らかの動作を行なう装置全般に当
て嵌る。

３．３この発明の目的 この発明者らは、紙券に印刷された必須項目を光学的に
読取り、これを基準情報と照合して有効無効を判定する
紙券の判定方法において、 紙券の発行時には、 イ．券面に印刷される必須項目を当該必須項目について
予め定めてあるコードに変換し、それらのコードを所定
の計算方式に基いて演算して暗号数を得るとともに、そ
の演算結果を券長に比例する距離に換算し、 ロ．券面の基準位置から前記距離を隔てた位置にマーク
を印刷するとともに、前記必須項目を券面に印刷して、
紙券を発行し、 判定時には、 ａ．前記紙券より読取った必須項目を当該必須項目につ
いて予め定めてあるコードに変換し、それらのコードを
発券時に採用している計算方式と同一の計算方式に基い
て演算して、その演算結果を券長に比例する距離に変換
し、 ｂ．その換算された距離と、券の基準位置からマークを
読取るまでの距離とを比較し、 ｃ．比較結果が一致の場合は、その紙券を有効と判定
し、比較結果が不一致の場合は、その紙券を無効と判定
する、ことを特徴とする紙券の判定方法を提案した。

この発明は、上記紙券の判定方法を実施するための紙券
の改ざん検出装置を提供することを目的とする。

３．４課題を解決する手段 上記の目的を達成するため、この発明に係る改ざん検出
装置は、投入された券面に印刷された必須項目とマーク
とを光学的に読取って別々に認識する読取認識手段（１
４，１５）と、この読取認識手段から得た前記必須項目
を予め定められたコードに変換する変換手段（１７）
と、この変換手段から得た前記コードを所定の計算方式
に基づいて演算して暗号数を得るとともに、その暗号数
を当該紙券の券長に比例した距離値に変換する演算手段
（１８）と、前記券の所定基準位置から前記読取認識手
段が前記マークを読取るまでの距離を、前記読取認識手
段の読取り動作に基づいて算出する距離算出手段（１４
Ａ，２１）と、前記演算手段から得た距離と前記距離算
出手段から得た距離とを比較し、両者が一致する場合に
は紙券を有効と判定し、両者が一致しない場合には紙券
が改ざんされたもの（無効）と判定する比較手段（２
０）と、を有することを特徴としている。

３．５作用 投入された券より読取り部により読取られる必須項目
は、変換手段（１７）により所定のコードに変換され
る。演算手段（１８）は、そのコードを一定方式に基い
て演算処理して暗号数を得、その暗号数を所定の券長に
比例した距離に換算する。また、読取認識手段（１４，
１５）が所定の基準点と、この基準点から一定の領域内
に印刷されているマークとを読取ると、距離算出手段
（１４Ａ，２１）は、その間の距離を算出する。比較手
段（２０）は、演算手段が得た距離値と、距離算出手段
が得た距離と比較し、照合結果が不一致の場合は当該紙
券が改ざんされたものと判定する。

３．６この発明の実施例 次に、この発明を自動改札機に適用した実施例につい
て、図面に基いて説明する。

Ｉ改ざん検出の原理 この発明に係る改ざん検出装置を用いる自動改札機は、
上記紙券の判定方法を使用するための自動券売機により
発売される次のような紙券に対して適用可能される。

すなわち、紙券には自動券売機により第３図に示すよう
に、改札に必須の券面印刷項目（この明細書において、
これを必須項目という。）、すなわち、第３図における
発駅名（東京）、着駅名（立川）、発行日（５９．１
０．０１）及び券番号（０３１２）などのほかに、第４
図に示すように、マークＭが印刷されている。

このマークＭの印刷位置、すなわち、券の基準位置Ｏか
らマークＭまで距離は、次のようにして設定される。

第１に、上記の必須項目のすべて、又は既定の一部を、
予め定めたコードに変換する。

鉄道駅名についてはサイバネティクス協議会規定による
駅コードがあり、図示例の発駅コードは０１、着駅コー
ドは１３である。

数字で表示される発行日及び券番号はその構成数字５
９，１０，０１、０３１２をそのままコードとして使用
できる。乗車区間を、発駅名と着駅名でなく、発駅名と
金額数字で印刷表示する場合の、金額数字も同様であ
る。

そして、第２に、必須項目より変換されたコードを、一
定方式により演算処理する。例えば、コードの全部、又
は一部を加算、もしくは乗算、又はこれらの組み合せな
どを行なう。今、図示例について発駅・着駅、及び発行
日のみをコード変換して加算するとした場合は、 ０１＋１３＋５９＋１０＋０１＝８４ の演算結果が得られる。

自動券売機では、第３に、上記演算結果８４を、所定の
券長に比例した距離に換算し、第３図に示すように、券
の先端又は券面始端に印刷した線、その他の基準点０よ
り変換により得た距離ｌを隔てた位置に、マークＭを印
刷する。

前記演算処理において、前述のコードの加算又は乗算に
よる演算結果をさらに一定方式に基いて疑似乱数に変換
することも良い。例えば、平方採中法を用いる場合につ
いて説明すると、乱数ｘの初期値ｘ１を2061とした場合
は、ｘ１＝2061で、その二乗数の上位桁に０を付加する
と、04247721となる。その中間の４桁を抽出して、これ
を初期値ｘ_１の次の乱数ｘ_２とすれば、 ｘ_２＝2477である。このような方法によれば、例えば、
ｘ_１からｘ_４までの乱数は、 ｘ_１＝２０６１ ｘ_２＝２４７７ ｘ_３＝１３５５ ｘ_４＝８３６０ となる。

上記コードの加算結果８４をこの方式により乱数に変換
する場合、その下１桁の４をｘのサフィックスとすれ
ば、上記必須項目（発駅、着駅、発行日）を表す乱数
は、 ｘ_４＝８３６０ となる。

こうして、図に例示した券について述べれば、所定の券
長が５８mmであるとすると、券長の乱数８３６０に比例
した距離ｌは ｌ＝５８mm×乱数の千分の一（０．８３６） ＝４８．５mm となる。従って、マークＭをその券の基準点から４８．
５mmの位置に印刷すればよい。上記マークＭはこれを自
動券売機の必須項目印刷用のプリンタで印刷することが
できる。その場合、マーク印刷精度が完全であると、マ
ーク印刷位置の意味追究により、マークに化体された秘
密情報を解読される可能性があるが、一般にプリンタの
印字位置精度は、第４図に示すように、所定位置ｌ_０に
対して、±０．５mm程度の誤差を有する。そして、印刷
度数の９９．６％程度は、ある一定の幅をもった範囲ｖ
内にある。

従って、マークＭがこの一定範囲ｖ内に存する場合に、
これを一つの暗号数に対応するものとして扱えば、自動
改札機での判定に支障がないとともに、マーク印刷位置
に上記一定範囲内の誤差があるために、却って、券所持
者がマークから暗号数を逆算することが困難になる利点
がある。

すなわち、各紙券の必須項目に対応するコードの演算結
果をマーク印刷位置によって表現する場合は、プリンタ
の印刷精度を利用することにより、コード演算結果を数
字で表現する場合よりも、マークからの逆算を著しく困
難にすることができる。従って、自動改札機による判定
原理を解読して紙券の改ざんすることを防止できる。

続いて、上記のような改ざん防止策を施した紙券を発売
する自動券売機の具体例及びその自動券売機で発行され
た紙券が改ざんされた後に投入された場合、その紙券に
印刷された必須項目とマークに基いて紙券の改ざんを検
出する装置を組込んだ自動改札機の具体例について説明
する。

II自動券売機 この発明を実施るための自動券売機では、第４図に示す
ように、行先指定スイッチｓｗ_１，ｓｗ_２〜ｓｗｎのい
ずれか一つを押下すると、エンコード部１によりその指
定行先に対応するコードに変換される。

行先指定スイッチに運賃額が表示されるタイプのもので
ある場合は、エンコード部１は、指定行先に対応する運
賃額を意味するコードに変換し、これを券発売のための
金銭的条件の成否判定のために比較部２に入力するとと
もに、演算部４に後述する必須項目及びマーク印刷距離
算出のために、編集部５に印刷内容編集のためにそれぞ
れ入力する。

これに対して、行先指定スイッチに行先駅名が表示され
るタイプのものである場合は、第５図に示すように、エ
ンコード部は、押下されたスイッチに対応する金額信号
に変換する金額エンコード部１ａと、押下されたスイッ
チに表示されている駅名（着駅）の駅コードに変換する
駅名エンコード部１ｂからなり、金額信号は比較部２
に、駅コードは演算部４及び編集部５にそれぞれ入力さ
れる。

比較部２に、客が投入する貨幣に対して真偽及び金額の
鑑別をする検銭器３からの金額信号が入力され、エンコ
ード部１からの運賃額Ｘと投入額Ｙとの間にＸ≦Ｙの関
係が成立したときに、その比較器２より印刷制御部４に
印刷発行指令指定が出力される点は、従来と同様であ
る。

演算部４は、この発明を実施するために新たに備えられ
たものであり、加算手段４ａと、乱数変換手段４ｂと、
距離換算手段４ｃとからなっている。

加算手段４ａは、エンコード部１の出力する行先までの
運賃を意味するコード又は駅名エンコード部１ｂの出力
する着駅コード（以下、両者に対して行先コードとい
う。）ｃ_１と、当該券売機又は中央監視所に設置された
日付設定器６の出力する券発売日を意味する日付コード
ｃ_２と、その券売機が設置されている駅のコード（自駅
コード）を設定した自駅コードメモリ７より読取った自
駅コードｃ_３とを入力して、これらのコードを加算する
ものである。

自駅コードメモリ７は、ディジタルスイッチなどの各駅
コードを任意に設定変更できるものを使用することがよ
い。

当該券売機に備えられた発売枚数カウンタ８の出力する
券番コードｃ４を使用してもよい。

こうして、加算手段４ａにより得られた必須項目のコー
ドの加算結果は、次段の乱数変換手段４ｂにより上述の
ようにして所定方式により乱数に変換される。

９は、乱数の初期値メモリであり、ディジタルスイッチ
などの初期値を随時設定変更することができるものを使
用することが望ましい。このような乱数変換手段は、例
えば、加算手段４ａの結果値の下１桁の値を取出す第１
ルーチンと、所定値を演算値として二乗し、その二乗積
の所定の桁の数字、例えば中間４桁の数値を取出す第２
のルーチンと、前記初期値メモリ９の値又は第２ルーチ
ンにおいて取出した数値を演算値に代入して第２ルーチ
ンの実行を前記加算結果の下１桁の値と等しい回数まで
順次繰返させる第３ルーチンとを実行する演算装置によ
り構成することができる。

距離換算手段４ｃは、乱数変換手段４ｂにより得られた
乱数を当該券長に比例する距離に換算するものである。
すなわち、前記乱数変換手段４ｂの出力値を距離換算手
段４ｃにより、例えば、得られた乱数の千分の一に券長
の値を乗じて距離値ｌを算出する。

こうして、演算部４により必須項目に対応する乱数に基
く距離値ｌが得られると、その距離値が次段の編集部５
に出力される。

そして、編集部５には、日付設定器６からの日付信号、
自駅コードメモリ７からの自駅コード、及び発売枚数カ
ウンタ８からの券番コードが入力されており、これに演
算部４からの距離値が追加入力される。これにより、編
集部５は、所定プログラムに基いて発行される券のそれ
ぞれの印刷データを設定する編集を行なう。

編集終了信号ｓ_１と比較部２からの金銭条件成立信号ｓ
_２がゲート１０の論理積条件を充足すると、印刷制御部
１１に印刷指令信号ｓ４が入力され、これに基いて印刷
制御部が編集部５より与えられる印刷データに基いて印
刷部１２を駆動し、券面に第２図に例示されたような必
須項目を印刷させるとともに、券の基準位置の一例とし
ての先端０から前記距離ｌに対応する位置に所定のマー
クＭを印刷させる。発行部１３は、その紙券を券売機の
接客部に放出する。

III自動改札機 この自動改札機は、上記自動券売機により発行された、
第２図に示すような必須項目と所定のマークが印刷され
た紙券を判定対象とするものである。

そして、第１図に例示するように、投入された紙券の印
刷項目を読取る光学的読取り部１４からの読取り信号を
認識部１５により認識し、選別部１６により読取り位置
により必須項目とマークに対応する認識信号に選別し、
必須項目の発駅、運賃額もしくは着駅、発行日について
はデコード部１７によりそれぞれ発駅コード、着駅コー
ド又は運賃コード、日付コードに変換するとともに、自
動券売機における演算部４と同様な演算部１８により、
演算部４と同一の方式により演算処理して、その必須項
目に対応する暗号数（和又は乱数）を得る。

演算部１８においてさらに、自動券売機の演算部４にお
ける加算手段４ａ，乱数変換手段４ｂ及び距離換算手段
４ｃと同様な加算手段１８ａ，乱数変換手段１８ｂ及び
距離換算手段１８ｃによりその暗号数に対応する距離値
を算出する。

他方、券面のマークについては、マーク印刷の基準点と
して券の先端を使用している場合は、券検知器１４Ａが
設けられるとともに、その検知信号ｓ_４と認識部１５の
出力するマーク認識信号ｓ５に基いて券面に印刷されて
いるマークの基準点からの距離を算出する距離算出部２
１が備えられて、その距離算出部の算出結果が比較部２
０に与えられる。

そして、演算部１８の演算結果である距離値と距離算出
部２１の算出結果である距離値とを比較部２０により比
較して、その券の有効・無効の判定をする。

比較部２０の比較結果が一致である場合の出力０_１は、
その紙券が有効であることを意味するので、当該紙券の
投入者が改札通路を通過するのを許可するために使用さ
れ、比較結果が不一致である場合の比較部の出力０
_２は、その紙券が必須項目又はマークの一方もしくは双
方が改ざんされたことを意味するので、同投入者の通過
を阻止するために使用される。

３．７この発明の効果 以上のように、この発明による紙券の改ざん検出装置
は、投入された券が自動券売機により発売された、必須
項目とマークが印刷されて改ざん防止が施された紙券で
あって、必須項目が有効であり、かつ、必須項目とマー
クの双方が改ざんされていないときは、比較部が一致信
号を出力するので、その紙券投入者の要求に応え、これ
に対して、客が必須項目とマークの一方又は双方を勝手
に改ざんした場合は、比較部が不一致信号を出力するの
で、改ざんした事実が確実に検出される。従って、その
所持者の要求を拒否して、改ざんした券の不正使用を未
然に防止することができる。

また、券面に印刷される必須項目から得た暗号数は、暗
号数として紙券に印刷されることはなく、紙券の所定基
準位置から紙券の券長に比例する距離に印刷されるマー
クで表されている。したがって、紙券に印刷されたマー
クと必須項目との関係を発見することが極めて困難であ
るため、改ざん自体を防止できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図はこの発明の実施例である自動改札機において使
用される紙券の印刷内容の一例を示す一部の正面図、第
３図は自動券売機の券面プリンタの印字精度を説明する
グラフ、第４図はこの発明の実施例である自動改札機に
使用可能な紙券を発売する自動券売機の一例の構成を示
すブロック図、第５図は演算部の他の例を示す要部のブ
ロック図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】投入された券面に印刷された必須項目とマ
   ークとを光学的に読取って別々に認識する読取認識手段
   （１４，１５）と、 この読取認識手段から得た前記必須項目を予め定められ
   たコードに変換する変換手段（１７）と、 この変換手段から得た前記コードを所定の計算方式に基
   づいて演算して暗号数を得るとともに、その暗号数を当
   該紙券の券長に比例した距離値に変換する演算手段（１
   ８）と、 前記券の所定基準位置から前記読取認識手段が前記マー
   クを読取るまでの距離を、前記読取認識手段の読取り動
   作に基づいて算出する距離算出手段（１４Ａ，２１）
   と、 前記演算手段から得た距離と前記距離算出手段から得た
   距離とを比較し、両者が一致する場合には紙券を有効と
   判定し、両者が一致しない場合には紙券が改ざんされた
   もの（無効）と判定する比較手段（２０）と、 を有することを特徴とする紙券の改ざん検出装置。