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特集論

シンガポール向け電子式駐車場システム（Electronic Parking System）

文

Electronic Parking System for Singapore
小幡高靖

大野秀和宮崎義啓安藤正訓

シンガポールでは，1998 年に ERP（Electronic Road Pricing）システムが導入され，シンガポール国内のほぼ全車両に IU（In vehicle Unit）と呼ばれる車載器が装着されている．この IU を利用し，駐車券不要で IC カードにて駐車料金の決済が可能な EPS （Electronic Parking System）の開発を行った．EPS では，ERP 技術をベースに，駐車場での運用に適合させるため，アンテナの小型化，処理系の統合及び課金計算や車両の管理を行う課金ユニットと呼ぶ CHU（Charging Unit）の開発を実施した．これらの機器は，駐車場オーナの様々な要求にこたえられるよう，駐車料金体系を自由に設定できるなどの汎用化を図っている．シンガポールではこの EPS の導入により，世界でも類のない同一車載器による複数システム（応用分野）への対応が可能となった．

1．はじめに

2．EPS 概世界的に電子方式にて通行料金を収受するシステムが普及しつつある．日本では ETC（Electronic Toll Collection）と呼ばれる高速道路通行料金収受システムが主要有料道路で稼

要（1）特徴EPS の特徴を下記に示す．
① 利便性

動している．ETC は，車両に設置された車載器に IC カード

ドライバは窓を開けて駐車券を取ったり料金を支払を挿入し，有料道路の料金所に設置されたアンテナとの間でったりする必要が無く，一時停車すること無しで出入無線通信を行うことで，停車することなく通行料金を支払う口ゲートを通行可能である．また，現金を用意する手間を必要としない．

システムである．
シンガポールでは，CBD（Central Business District）と呼ばれる中央商業地域において交通渋滞が激しく社会問題となっていた．そこで，この地域へ流入する車両から料金収受することにより交通量を抑制する

ロードプライシング制度② 運用の自由度
駐車場管理者は，駐車料金の設定が任意にいつでも可能である．
③ 高信頼性を実施している．このシステムは ERP（Electronic RoadERP システムで実績のある無線通信とセキュリティPricing）と呼ばれ，朝夕のラッシュ時に料金収受を行うも技術をベースとしており，システムとして信頼性が高ので，当社は 1998 年にシステムを納入した．このシステム

い．

を運用するために，シンガポールでは 99 ％以上の車両に IU（In vehicle Unit ）が装着されており，社会基盤として確立④ サービス時間
出入口での駐車券や現金処理が不要となるため，大されている．したがって，この IU を他用途に応用すること幅な処理能力の向上が実現できる．

が容易に実現できる環境にあった．その適用先の一つとして（１台当たりの処理時間が，従来システムでは 15 秒程度駐車場での料金収受システムである EPS（Electronicであったものが３〜４秒程度に短縮される）

Parking System）の開発を行った．EPS では，IU ごとに記録されている固有の IU ラベルと呼ばれる番号を用いることにより駐車場システムを実現している．
今回の開発では，ERP システムで培った技術を基に設置（2）システム種類
EPS には，以下の３種類のシステムがある．
① アクセスコントロール（入退場管理）システム
月極契約駐車場などに設置されるもので，入退場管理環境が制限される地下駐車場等への適用を図るためアンテナを行うのみで課金処理は行わないシステムである．

を小型化し，また様々な料金体系を持つ駐車場の要求を満た② 課金システム

すため，汎用性に富む CHU（Charging Unit ）の開発に注力した．

民間運営の駐車場などに設置されるもので，車種や駐車時間に応じて課金処理が可能なシステムである．
三菱重工技報 Vol.40 No.3（2003_5）

167② アンテナは車両に装着された IU と通信して，IU ラベル③ フリーフロー課金システム
EPS の特徴を最大限にいかしたもので，ノンストップを読み出し，その IU ラベルを CHU に送信し，遮断機での課金処理が可能なシステムである．ERP と同様に，を開ける．

ノンストップで車両を通過させるため，違反車両を捕捉（2）駐車場出口での動作するための不正防止システムとして，カメラシステムな① 駐車場出口の車両検知器にて車両が検知されるとアンテナを起動する．

どの画像処理機器が必要となる．
今回の開発は，上記 ①，② について行った．③ については，現状では民間市場におけるニーズが見込めないが，今後のニーズ動向を見ながら対応していく予定である．

② アンテナは車両に装着された IU と通信して，IU ラベルを読み出し，その IU ラベルを CHU に送信する．
③ CHU（システム構成によっては，上位のホストコンピアクセスコントロール（入退場管理）システム

ュータ）にてアンテナより送信された IU ラベルを基に，アクセスコントロールシステムは，図１に示す構成となる．

その車両の駐車場内での滞留時間より駐車料金を計算

2．1

する．

（1）駐車場入口での動作① 駐車場入口の車両検知器（ループコイル）にて車両が④ 計算した料金を元に課金コマンドを発行し，CHU からアンテナを経由して，IU と通信する．

検知されるとアンテナを起動する．
② アンテナは車両に装着された IU と通信して，IU ラベルを読み出し，その IU ラベルがあらかじめアンテナある
いはホストコンピュータに登録されているリストに存在するか否かをチェックし，存在すれば，遮断機を開ける．

⑤ 課金コマンドを受信した IU は，挿入されている IC カードから駐車料金を引き去る．
⑥ IU は，アンテナ経由にて IC カードから料金を引き去ったことを CHU に通知する．

3．EPS の 開 発（2）駐車場出口での動作
駐車場出口では，車両の逆走を防止するために車両検知

EPS 機器の開発は，ERP で実績のある技術をベースとして器と遮断機を設置しておく．車両検知器にて車両を検知すいる．ERP システムは，120 km/h での課金処理・ 180 km/hれば遮断機を開ける．

での不正車両特定という高度な性能を，構成機器の高度化となお，アクセスコントロールシステムには，アンテナ内に駐車車両を登録した IU ラベルリストを持つ独立モード複雑なシステム構成により実現している．ERP システムの機器構成を図３に示す．と，ホストコンピュータに IU ラベルリストを持つオンラインモードがある．独立モードでは，必要なときに保守用ホストコンピュータパソコンを接続しアンテナ内の IU ラベルリストの追加，削除といったメンテナンスを行う．オンラインモードでは，CHU

IU ラベルのメンテナンスはホストコンピュータにより容易に可能である．駐車場管理者は駐車場規模によってこれ

事務所

光通信

らモードの選択が可能で，さらにまた出口にもアンテナをアンテナ
アンテナ設置することにより，車両の駐車場への滞留時間を検出する等フレキシブルな駐車場運用に対応することが可能であ

出口

入口

遮断機
遮断機

る．
2．2

課金システム課金システムは，図２に示す構成となる．

車両検知器

車両検知器

図２

（1）駐車場入口での動作

車両検知器

車両検知器

課金システム① 駐車場入口の車両検知器にて車両が検知されるとアンテナを起動する．

車両検知器

アンテナ

マーキング・ライン
保守用パソコン ホストコンピュータ

照明装置
アンテナ

またはアンテナ

車載器

入口

遮断機

第二ガントリ
車載器
屋外制御器

不正車用カメラ
第一ガントリ
車両検知器

図１

車両検知器

アクセスコントロールシステム

センター・コンピュータ・ステーション

図３

ERP システム機器構成
三菱重工技報 Vol.40 No.3（2003_5）

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EPS では，ERP システムからの機能の集約化・小型化を図

求され，かつ地下駐車場のように，アンテナを設置できるり，駐車場システムとして要求される仕様の絞り込みを行っ高さが制限されるなどアンテナ設置場所が周囲の環境によた．一方，廉価な既存のタグシステムと比較し，EPS は IUって制限を受けるケースが多く存在する．また，対象車両を使用することにより入退管理機能のみならず，課金処理がと確実に通信し，対象外の車両とは通信しないために，環行える点において差別化された．

境制約下でも通信領域を確保できるようにアンテナの通信駐車場システムとして開発するに当たり，開発機種を機能別にアンテナと CHU の２種類に集約した．機器構成を図４

領域を設定する必要がある．
これらの条件を考え，図６に示すような通信領域を設定に示す．

し，この条件を満たすようなアンテナのビームパターンを（1）一体型アンテナの開発シミュレーションしアンテナの設置条件を決定した．また，アンテナは，電波を出力して無線通信により IU とのデ実機にて通信領域を測定し，設計値どおりであることを確認した．

ータの送受信を行うものである．
ERP では，アンテナは無線通信を行う機能のみであっ（2）アンテナ及び無線通信部

たが，EPS アンテナは１チップマイコンとメモリを組み込ERP では，複数車線の制御を考慮しアンテナ部と無線み，通信制御機能を内蔵することにより，アンテナのみで通信ユニットが別となっており，また通信領域制御のため入退場管理を可能とする設計とした．また，CHU と接続アンテナが非常に大型であった．これらを小型化し，屋内することにより駐車料金を IC カードから引き去るシステでも使用できるようにサイズと構造の見直しを図った．

ムが構築できる．

① アンテナ出力レベル
通信領域のシミュレーション結果を基に，送信出力レ（2）CHU の開発
CHU は料金計算処理とセキュリティユニットを取り込んだユニットとし，駐車料金の計算と車両の管理，処理デを行った．
② アンテナエレメントータの暗号・復号化を行う機能を統合した．

通信領域を満たすようアンテナパターンを見直し，以下に，各機器の開発についての詳細を示す．
3．1

ベルを最適値に低減し，高周波回路のダウンサイジング一体型アンテナの開発最適化を図ることで小型化を実現した．

ERP システムの機器のうちアンテナと無線通信ユニッ
ト（RFU），そして送信するデータを作成するアンテナコ（3）アンテナコントローラ部
駐車場向け小型アンテナを開発する上で，アンテナコントローラ部の小型集積化につき下記手法にて実施した．

ントローラの一部機能をアンテナへ統合した．

ERP では，アンテナコントローラ部が VME ボード１枚（1）アンテナ通信領域
ERP では，車両特定を行うため車線幅方向に電波放射となっており汎用の CPU を用い大容量 RAM を搭載していパターンを絞り，また通信時間確保のために図５に示すよた．これを高速処理可能な１チップマイコンに統合を図り，うな，進行方向に長い通信領域を形成していた．一方，駐車場に設置するためには，アンテナ１台で１車線分をカバアンテナーするため車線幅方向に広い通信領域を確保することが要
中央へ

上位
セキュリティ
コントローラ ユニット

アンテナ

無線通信ユニット

6m（無線通信）アンテナ

車載器
ICカード5m

ERPシステム2mコントローラ

図５
路側側

車載側

ERP の通信領域一体型アンテナ

2m

無線通信ユニット
アンテナコントローラ
アンテナ
4m一体型アンテナ
EPS

CHU

3m

光ケーブル

図４

ERP システムと EPS システムの関連により EPS を開発した．

4m

ERP システムの機器の機能を統合すること

図６

EPS の通信領域

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図７

アンテナの写真

図８

CHU の写真

周辺のインターフェイスを追加した．その結果，半分程度金するタイプ．ホストコンピュータのソフトを変更すのサイズが可能となった．また，１チップマイコンについることにより様々な課金計算が可能で汎用性に富むシては，保守や仕様変更に柔軟に対応するため，容易にソフステム構築が可能．また，既存の駐車場システムへのトウェアの入替えが可能なフラッシュ ROM 内蔵品を選定

EPS 機能追加といったニーズにこたえることが可能なした．

システムであり，既存システムへ EPS とのインターフ

また，独立モードでは，ホストコンピュータ無しでアクセスコントロールシステムを構築可能とするため，一体型アンテナ部に車両検知器の入力や遮断機の制御出力を実装した．
3．2

CHU の 開 発（1）小型化ェイス機能を追加することで，容易にシステムを導入することが可能である．

4．まとめ

当社は EPS 用に新たに開発した一体型の小型アンテナ及び汎用性に富む CHU を 2002 年より販売開始し，シンガポー

高速処理可能な，１チップマイコンを採用し，小型化をルの多くのシステムインテグレータにより，これらを利用し図った．また，容易にソフトウェアの入替えが可能なフラた駐車場システム（アクセスコントロールシステム, 課金シッシュ ROM を内蔵した．

ステム）が実用化されている．利便性の高い駐車場である（2）インターフェイス

EPS システムは，これからシンガポール国内に急速に普及し駐車場では，各機器の設置場所がまちまちであり，特にていくものと考えられる．また市場のニーズ動向を見ながら駐車場の出入口に設置されるアンテナは，オフィス内に設既開発のアクセスコントロールシステム及び課金システムに置される CHU から離れて設置される場合が多い．

加えて，フリーフロー課金システムについても開発していく．

そのため，アンテナとの接続には従来のメタルケーブル

今後は，シンガポールでの ERP ・ EPS 技術を基に，日本国による通信方式から，光通信方式へ変更し，長距離伝送と内における ETC 車載器を用いた駐車場システムの開発に取伝送スピードの確保を図った．

り組んでいきたい．

（3）機能
CHU の機能は，以下の２タイプを準備し，様々な駐車場の要求を満たせるように工夫した．
① タイプ１
CHU 内部に駐車場内の車両管理及び料金表を持ち，駐車場内での滞留時間から駐車料金を計算し課金する

小幡高靖

大野秀和

神戸造船所
ITS 部
ITS 設計課主席

神戸造船所
ITS 部
ITS 設計課主席

宮崎義啓

安藤正訓

神戸造船所
ITS 部
ITS 設計課主席

神戸造船所
ITS 部
ITS 設計課

タイプ．小規模な駐車場で簡単に導入可能．CHU 単体
で，入口，出口の処理を行うため，高速処理が可能である．
② タイプ２
上位のホストコンピュータにて駐車場内の車両管理及び駐車料金を計算し，そのデータを基に CHU にて課

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