イーサクラシック（ETC）で使われる技術的特徴まとめ

はじめに

イーサクラシック（Electronic Toll Collection、ETC）は、高速道路や一部の橋梁・トンネルなどで利用される自動料金収受システムです。ETCは、車両に搭載されたETC車載器と、料金所などに設置されたETCレーンに設置された路側機との間で無線通信を行い、料金を自動的に徴収します。本稿では、イーサクラシックで使われる技術的特徴について、詳細に解説します。

1. 通信方式

ETCの通信方式は、主にDSRC（Dedicated Short Range Communications、専用短距離通信）と呼ばれる技術に基づいています。DSRCは、5.8GHz帯の周波数帯域を使用し、車両と路側機間で双方向の無線通信を行います。DSRCの主な特徴は以下の通りです。

• 短距離通信：通信距離は数百メートル程度と短く、高速走行時でも安定した通信を確保できます。
• 低遅延：通信遅延が少なく、リアルタイムな料金徴収が可能です。
• 高い信頼性：電波干渉に強く、安定した通信を維持できます。
• セキュリティ：暗号化技術により、不正な通信を防止します。

具体的には、ETCでは、以下のプロトコルが使用されています。

• ISO/IEC 14806：DSRCの物理層およびデータリンク層の規格を定めています。
• JTC-S 2003：日本のETCシステムで使用されるアプリケーション層の規格を定めています。

これらの規格に基づき、ETC車載器と路側機は、互換性を確保し、スムーズな通信を実現しています。

2. 車載器の構成

ETC車載器は、主に以下の要素で構成されています。

• アンテナ：5.8GHz帯の電波を送受信するためのアンテナです。
• 無線モジュール：DSRCによる無線通信を行うためのモジュールです。
• CPU：車載器全体の制御を行うためのCPUです。
• メモリ：料金情報や車両情報を記憶するためのメモリです。
• カードリーダー：ETCカードを読み書きするためのカードリーダーです。
• ディスプレイ：料金情報やエラーメッセージを表示するためのディスプレイです。

車載器は、車両の電源から電力を供給され、常時起動状態にあります。ETCカードが挿入されると、カードリーダーがカード情報を読み取り、車載器は路側機からの信号を受信し、料金情報を処理します。処理結果は、ディスプレイに表示され、同時に料金所ゲートの開放信号が送信されます。

3. 路側機の構成

ETC路側機は、主に以下の要素で構成されています。

• アンテナ：5.8GHz帯の電波を送受信するためのアンテナです。
• 無線モジュール：DSRCによる無線通信を行うためのモジュールです。
• CPU：路側機全体の制御を行うためのCPUです。
• メモリ：料金情報や車両情報を記憶するためのメモリです。
• データベース：料金体系や車両情報を管理するためのデータベースです。
• ゲート制御装置：料金所ゲートの開放・閉鎖を制御するための装置です。

路側機は、電源供給設備と通信回線に接続されており、中央管理システムと連携して動作します。車両からの信号を受信すると、路側機はデータベースを参照し、適切な料金を計算し、車載器に送信します。同時に、ゲート制御装置に信号を送り、料金所ゲートを開放します。

4. セキュリティ対策

ETCシステムは、料金の不正徴収や車両情報の改ざんを防ぐために、様々なセキュリティ対策を講じています。

• 暗号化通信：車載器と路側機間の通信は、暗号化されており、第三者による傍受や改ざんを防止します。
• 認証：ETCカードと車載器は、相互に認証を行い、不正なカードや車載器の使用を防止します。
• データ改ざん防止：料金情報や車両情報は、改ざん防止のために、デジタル署名などの技術が使用されています。
• 不正検知：中央管理システムは、異常な料金徴収や車両情報を検知し、不正行為を防止します。

これらのセキュリティ対策により、ETCシステムは、高い信頼性と安全性を確保しています。

5. 料金体系と課金方式

ETCの料金体系は、主に以下の要素に基づいて決定されます。

• 車種：普通車、大型車、自動二輪車など、車種によって料金が異なります。
• 走行距離：高速道路の走行距離に応じて料金が計算されます。
• 時間帯：時間帯によって料金が変動する場合があります。
• 区間：高速道路の区間によって料金が異なります。

課金方式は、主に以下の2種類があります。

• 事前登録方式：ETCカードに事前に料金をチャージしておき、走行時に自動的に料金が引き落とされる方式です。
• 後払い方式：クレジットカードや銀行口座と連携し、走行後に自動的に料金が引き落とされる方式です。

これらの料金体系と課金方式により、ETCは、利用者に便利で効率的な料金徴収サービスを提供しています。

6. システム連携

ETCシステムは、他のシステムと連携することで、より高度なサービスを提供しています。

• 道路交通情報システム：ETCの走行データは、道路交通情報システムに提供され、渋滞情報や事故情報などの提供に活用されています。
• ナビゲーションシステム：ETCの料金情報や通行情報をナビゲーションシステムに提供し、最適なルート検索を支援しています。
• 駐車場管理システム：ETCの技術を応用し、駐車場での自動料金収受システムを構築しています。
• スマートシティ：ETCの技術を応用し、スマートシティにおける交通管理システムを構築しています。

これらのシステム連携により、ETCは、交通の効率化や安全性の向上に貢献しています。

7. 今後の展望

ETCシステムは、今後も技術革新が進み、より高度なサービスを提供することが期待されます。

• 次世代ETC：より高速で安全な通信技術を導入し、さらなる利便性の向上を目指します。
• V2X通信：車両とインフラ間で情報を交換するV2X（Vehicle-to-Everything）通信を導入し、安全運転支援や自動運転の実現に貢献します。
• MaaS：MaaS（Mobility as a Service）と連携し、多様な交通手段を統合したシームレスな移動サービスを提供します。
• ビッグデータ活用：ETCの走行データを活用し、交通需要予測や道路計画の最適化に貢献します。

これらの技術革新により、ETCは、未来の交通社会を支える重要なインフラとなることが期待されます。

まとめ

イーサクラシック（ETC）は、DSRC通信、高度なセキュリティ対策、多様な料金体系、そして他のシステムとの連携により、高速道路の料金徴収を効率化し、交通の円滑化に貢献しています。今後も技術革新が進み、次世代ETCやV2X通信の導入により、より安全で快適な交通社会の実現に貢献していくことが期待されます。ETCは単なる料金収受システムにとどまらず、スマートシティや自動運転といった未来の交通社会を支える基盤技術として、その重要性はますます高まっていくでしょう。