イーサクラシック（ETC）の技術的特徴と開発の背景

はじめに

イーサクラシック（Electronic Toll Collection System Classic、ETCクラシック）は、日本の高速道路において広く利用されてきた自動料金収収システムである。1997年の導入以来、高速道路の円滑な利用を促進し、交通渋滞の緩和に貢献してきた。本稿では、イーサクラシックの技術的特徴と、その開発に至った背景について詳細に解説する。

1. イーサクラシックの概要

イーサクラシックは、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するシステムである。従来の料金収収方式と比較して、以下の利点がある。

• 料金所での停止が不要：ETCレーンを通過する際に、車両を停止させる必要がないため、交通の流れを阻害しない。
• 料金割引：ETC利用者は、現金払いと比較して料金が割引される。
• 利用履歴の確認：ETCカードの利用履歴をインターネットやコンビニエンスストアなどで確認できる。

2. イーサクラシックの技術的特徴

イーサクラシックの技術的特徴は、主に以下の3点に集約される。

2.1 無線通信方式

イーサクラシックでは、5.8GHz帯の専用周波数帯域を用いた無線通信方式を採用している。この周波数帯域は、他の無線システムとの干渉が少なく、安定した通信を確保できる。通信方式としては、DSRC（Dedicated Short Range Communications）と呼ばれる、短距離・専用用途向けの無線通信技術が用いられている。DSRCは、以下の特徴を持つ。

• 低遅延：通信遅延が少ないため、リアルタイム性の高いアプリケーションに適している。
• 高信頼性：通信エラーが少なく、信頼性の高い通信を確保できる。
• セキュリティ：暗号化技術を用いて、通信内容を保護する。

車載器と路側機の間では、以下の手順で通信が行われる。

1. 車載器は、定期的にビープ音を発信し、路側機に自車両の存在を知らせる。
2. 路側機は、車載器からの信号を受信し、車両情報を読み取る。
3. 路側機は、車両情報を基に、料金を計算し、車載器に送信する。
4. 車載器は、料金情報を受信し、ETCカードから料金を徴収する。
5. 路側機は、料金徴収が完了したことを確認し、車両に通過許可を与える。

2.2 ETCカードとセキュリティ

イーサクラシックでは、ETCカードと呼ばれるICカードを用いて、料金の支払いや利用者の認証を行う。ETCカードには、以下の情報が記録されている。

• 利用者情報：氏名、住所、車両番号など。
• 料金情報：利用履歴、残高など。
• 暗号化キー：通信内容を暗号化するための鍵。

ETCカードのセキュリティ対策としては、以下のものが講じられている。

• ICカードの暗号化：ETCカードに記録された情報を暗号化し、不正な読み取りや改ざんを防止する。
• 通信の暗号化：車載器と路側機間の通信内容を暗号化し、盗聴や改ざんを防止する。
• 認証システム：利用者の本人確認を行い、不正利用を防止する。

2.3 路側機のシステム構成

ETCレーンに設置された路側機は、以下の要素で構成されている。

• アンテナ：車載器からの無線信号を受信・送信する。
• 信号処理装置：受信した無線信号を処理し、車両情報を読み取る。
• 料金計算装置：車両情報を基に、料金を計算する。
• カードリーダー：ETCカードから情報を読み書きする。
• 制御装置：路側機の全体を制御し、料金徴収や車両の通過許可を行う。
• 通信装置：料金情報を料金所管理システムに送信する。

路側機は、これらの要素を統合し、高速道路の料金徴収を自動化する役割を担っている。

3. イーサクラシックの開発の背景

イーサクラシックの開発は、1980年代後半から始まり、1997年に本格導入された。その背景には、以下の要因があった。

3.1 高速道路の交通渋滞の緩和

1980年代以降、日本の高速道路は交通量が増加し、慢性的な交通渋滞が発生するようになった。従来の料金収収方式では、料金所での停止や手動での料金支払いが必要であり、これが交通渋滞の一因となっていた。そのため、料金所での停止が不要で、スムーズな料金収収を実現できるシステムの開発が求められていた。

3.2 料金収収の効率化

従来の料金収収方式では、料金所の運営に多くの人員が必要であり、人件費がかさむという問題があった。また、手動での料金支払いでは、誤入力や不正行為のリスクも存在した。そのため、人員を削減し、効率的な料金収収を実現できるシステムの開発が求められていた。

3.3 国際的な動向

1990年代に入ると、欧米諸国でも自動料金収収システムの導入が進められていた。これらのシステムは、高速道路の円滑な利用を促進し、交通渋滞の緩和に貢献していた。日本においても、国際的な動向を踏まえ、自動料金収収システムの導入が検討されるようになった。

3.4 技術的な進歩

1980年代以降、無線通信技術やICカード技術が急速に発展した。これらの技術を活用することで、高速道路の料金徴収を自動化することが可能になった。特に、DSRC技術は、低遅延、高信頼性、セキュリティといった特徴を持ち、イーサクラシックの無線通信方式として最適な技術であった。

4. イーサクラシックの課題と今後の展望

イーサクラシックは、高速道路の円滑な利用を促進し、交通渋滞の緩和に貢献してきたが、いくつかの課題も抱えている。

• システム老朽化：導入から20年以上が経過し、システムの一部が老朽化している。
• セキュリティリスク：新たなサイバー攻撃の手法が登場しており、セキュリティ対策の強化が必要である。
• 次世代ETCへの移行：2022年には、より高度な機能を持つ次世代ETCが導入された。イーサクラシックから次世代ETCへの移行を円滑に進める必要がある。

これらの課題に対応するため、以下の取り組みが進められている。

• システム更新：老朽化したシステムを更新し、最新の技術を導入する。
• セキュリティ対策の強化：新たなサイバー攻撃の手法に対応するため、セキュリティ対策を強化する。
• 次世代ETCとの共存：イーサクラシックと次世代ETCを共存させ、利用者の利便性を確保する。

5. まとめ

イーサクラシックは、日本の高速道路において広く利用されてきた自動料金収収システムであり、交通渋滞の緩和や料金収収の効率化に貢献してきた。その技術的特徴は、5.8GHz帯の専用周波数帯域を用いた無線通信方式、ETCカードとセキュリティ、路側機のシステム構成などに集約される。開発の背景には、高速道路の交通渋滞の緩和、料金収収の効率化、国際的な動向、技術的な進歩などがあった。今後は、システム老朽化やセキュリティリスクといった課題に対応し、次世代ETCとの共存を図りながら、さらなる発展が期待される。