阪神高速道路株式会社
技報第 23 号 2006

ＥＴＣシステムにおける走行経路特定支援システムの構築
情報システム管理室
情報システム管理室

情報システムグループ
システム管理グループ

北村 孝二
三好 哲夫

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要旨

阪神高速では，多様で弾力的な料金制度のひとつとして，ＥＴＣをご利用のお客様を対象に平成２０年度を目
途に公平性の観点から利用の程度に応じて料金を負担していただく対距離料金制の導入を目指し，料金所ならびに出口ランプにおいてもＥＴＣ設備の整備を進めている．
ＥＴＣシステムは，車両に搭載した車載器と道路上に設置した路側アンテナの間で無線通信を行うことにより，課金に必要な情報を交換し，自動的に課金処理を行うものである．
対距離料金制の実施には，走行車両の入口，出口などの経路の特定が必要不可欠であるが，ＥＴＣカードの未挿入などにより車載器から情報を得られないことがある．また，電波の状態などにより通信が正常に行われない通信異常がまれに発生することがある．これらの事象により走行経路の特定に必要な情報が得られない場合，利用の程度に応じた課金ができず，課金処理結果に疑義を生じる恐れがある．
これらを解決する手法の一つとして，無線通信処理で使用されるＬＩＤ（リンク識別子）とＷＣＮ（ワイヤレ
スコールナンバー：無線局識別符号）を使用して車載器を特定し，走行経路を特定するシステムを構築している．
このシステムにより，ＥＴＣカードの未挿入など従来では走行経路を特定できない車両に対して，そのほとんどの走行経路を特定し，課金処理結果の疑義に対する支援が可能となった．
キーワード: ＥＴＣ，対距離料金制，ＬＩＤ，ＷＣＮ，ＥＴＣカードはじめによび利用率の遷移を示す．
また，現在「ＥＴＣマイレージサービス」「阪神

阪神高速道路では平成１３年７月に本線料金所高速多頻度割引（事業者向け）」「平日時間帯割引など１０箇所の料金所でＥＴＣサービスを開始以／土曜，休日割引」の各種ＥＴＣ割引施策等を実来，順次対象料金所数を拡大し，平成１８年６月施しているところであるが，さらに，多様で弾力

現在，全１３３料金所の２７１レーンにてＥＴＣ的な料金施策を実現し，より公平な料金制度を実サービスを提供し，阪神高速の利用台数の６０％現するため，平成２０年度を目途に対距離料金制を越える約５２万台／日のお客様にＥＴＣをご利の導入を目指している．

用頂いている．図-1 に，最近の二年間の阪神高速における，一日の通行台数とＥＴＣ利用車台数お万台/日％

1008090

1． 阪神高速におけるＥＴＣシステム
阪神高速のＥＴＣシステムは図-2 に示すとお

通行台数
7080

り，入口料金所にゲートタイプのＥＴＣ路側設備を，出口ランプにフリーフロータイプのＥＴＣ路6070

側設備を設置することを基本としている．

5060ＥＴＣ利用率
405040

ＥＴＣ利用台数

30302020101000
H16年6月 H16年12月 H17年6月 H17年12月 H18年6月

図-1 阪神高速におけるＥＴＣ利用率(1) 入口料金所

このため，料金所でのＥＴＣ設備の整備をはじめ，出口ランプにおいてもフリーフロー型のＥＴＣ設備の整備を進めるとともに，ＥＴＣ利用率の向上を目指し，前述したＥＴＣ割引施策の導入や，料金割引の社会実験等を行うほか，車載器の購入費用の一部助成を実施するなど普及に向けた取組みを継続的に実施している．
対距離料金制の導入には，走行車両の入口，出口などの経路の特定が必要不可欠であるが，ＥＴＣカードの未挿入などがあると車載器から情報を得られないことがある．また，電波の状態が悪く通信が正常に行われない通信異常がまれに発生す(2) 出口フリーフロー
図-2 阪神高速のＥＴＣシステム

ることがあるが，これらの事象が発生すると，走行経路を特定するために必要な情報が得られず，入口料金所に設置したＥＴＣ路側設備では，車利用の程度に応じた課金が出来ないため，課金処両に搭載されたＥＴＣ車載器から車両情報やＥＴ理結果に疑義を生じる恐れがある．

Ｃカード情報などを入手し，通行料金を算定する

これらを解決する手法の一つとして，走行経路とともに，入口料金所の情報や通行料金情報をＥの特定を支援するシステムを開発し，整備を進めＴＣ車載器に送信する．ＥＴＣ車載器はその情報ている．

をＥＴＣカードに書き込む．ＥＴＣ路側設備はこれらの情報を入口の利用明細として生成し，通信制御装置を経由してＥＴＣシステムの中央装置のひとつであるリアルタイム装置に伝送する．
出口ランプに設置されているフリーフローＥＴ
クレジット会社

Ｃ路側設備では，ＥＴＣ車載器を経由しＥＴＣカードに書き込まれた入口料金所情報を取得し，この情報をもとに走行経路を特定する．そして走行時間帯や走行経路に基づき割引対象となる場合は中央装置割引額を設定する．

請求明細の生成

ＥＴＣ路側設備はこれらの情報を出口の利用明精算処理装置

細として生成し，通信制御装置を経由してリアルタイム装置に伝送する．
ＥＴＣ路側設備は，これらの利用明細と共に，ＥＴＣシステムの維持運用に必要な各種のログ情報を取得し，中央装置のひとつである運用支援装ログの整合性確認
運用支援装置

利用明細の整合性確認
リアルタイム装置

置に伝送している．
リアルタイム装置では，これら入口および出口の利用明細データを利用者（ＥＴＣカードＩＤ）

入口利用明細出口利用明細ログごとに突合せ照合し，入口～出口のひとつの利用通信制御装置

明細情報として整合し，さらに上位の精算処理装置でその他の割引などを反映し，その結果をクレジット会社に送付する．

入口利用明細・ログの生成

出口利用明細・ログの生成

阪神高速のＥＴＣシステム構成を図-3 に示す．

2． 対距離料金制導入の上での課題
対距離料金制の実施には，走行車両の入口，出料金所
システム

フリーフロー
システム

端末装置

口などの経路の特定が必要不可欠であるが，入口および出口のＥＴＣ路側設備で生成した利用明細

図-3 ＥＴＣシステム構成

データから入口～出口を整合させた利用明細とするためのキーとなる情報（ＥＴＣカードＩＤ）がＥＴＣカードから取得すべき入口料金所情報なないなどの不備があると経路の特定ができないとどの走行経路を特定するための情報が全く得られいう問題がある．

ないため出口ランプにおいて走行経路に応じた通行料の精算処理を正しく行うことができないとい2-1 利用明細データに不備が生じる要因
利用明細データに不備が生じる主な要因を次にう問題が発生する．
入口料金所でのＥＴＣカードの未挿入は，料金示す．

所の発進制御機の開閉棒が開かないため，一旦停(1) ＥＴＣカードの未挿入や交換車の上，料金収受員によるＥＴＣカードリーダラ

お客様が出口ランプを通行する際にＥＴＣ車載イタ処理での運用が可能であり，データ上はリカ器にＥＴＣカードを挿入しない状態での通行や，バリ出来るが，出口ランプでのＥＴＣカードの未入口料金所を通行したときと異なるＥＴＣカード挿入やカード交換は，代替手段がなく運用でのリをＥＴＣ車載器に挿入している場合である．

カバリが困難である．

3． 走行経路特定支援システム(2) 通信異常
ＥＴＣ車載器とＥＴＣ路側設備との間での無線

3-1 無線通信フロー

通信が正常に行われなかった場合である．
入口料金所における通信異常の場合は，ＥＴＣ車両に搭載されたＥＴＣ車載器が，料金所や出カード未挿入と同様にＥＴＣカードリーダライタ

口ランプを通過する際にＥＴＣ路側設備との間で処理によるリカバリが可能であるが，出口ランプ実施する無線通信フローを図-4 に示す．

における通信異常は，ＥＴＣ車載器を介してＥＴ
Ｃカードから取得すべき入口料金所情報や走行経ＥＴＣ路側設備

ＥＴＣ車載器

路情報が取得できないため，走行経路に応じた通行料の精算処理が正しく行うことができないという問題が発生する．
表-1 に利用明細データの整合状況を示す．

リンク
確立処理

LID

阪神高速全路線のＥＴＣ利用明細を対象として，平成１８年３月から５月のうちサンプルとして抽ＥＴＣ処理開始準備処理BSTVST出した３月３日，４月１７日，４月２４日～３０日及び５月１５日の１０日間のデータを使用してＷＣＮ
通知処理

いる．

WCN
WCN

表-1 利用明細データの整合状況

・ 無線通信を確立するために必要な処理．
・ ＥＴＣ車載器とＥＴＣ路側設備との間でＥＴＣ処理を開始するための準備．
（サービステーブルの交換）
・ ＥＴＣ車載器からＥＴ
Ｃ路側設備へのＷＣＮの通知．
（VST の直後に 2 回割付）

カード情報等

全利用明細書数
入口と出口で整合入口と出口で非整合

5,058,986

100.0%

4,933,877

97.5%

125,1092.5%

入口と出口の整合が取れない原因の大半はＥＴ

ＥＴＣ
課金処理
課金情報等

リンク開放処理

リンク開放通知・ ＥＴＣ車載器とＥＴＣ
路側設備との間で課金に必要な情報の交換．

・ 無線通信のリンク開放
処理．

Ｃカード未挿入とＥＴＣカード交換であるが，その大半がＥＴＣカード未挿入である．また，全体に占める割合は非常に小さいが通信異常も発生している．
今後，多様な料金施策を実現して行く上で，これらの要因の削減が重要であることは言うまでも

BST:Beacon Service Table：路側機が提供可能なサービスの情報．
VST:Vhicle Service Table：車載器が対応可能なサービスの情報．

図-4 無線通信フロー

ないが，これらの要因を完全に取り除くことは困難な面もあるため，これらを削減する努力と平行

この無線通信フローに示すとおり，無線通信のして，利用明細データに不備があっても，システ最初に実施されるリンク確立処理の中でＥＴＣ車

ムとして取得した他のデータも活用して走行経路載器はＥＴＣ路側設備と通信を開始するための一を特定し，円滑な運用を支援していく必要があり，時的なＩＤであるＬＩＤ（Link Identifier：リン

走行経路特定支援システムを開発した．

ク識別子）を送出する．また，ＥＴＣ車載器はＥＴＣの精算処理に必要な情報の伝送を行うＥＴＣ
課金処理に先立ち，ＷＣＮ通知処理の中でＥＴＣ

車載器個別に付与されているＷＣＮ（WirelessCall Number：無線局識別符号）をＥＴＣ路側設備に送出する．
ＬＩＤとＷＣＮは，ＥＴＣカード未挿入のため，ＥＴＣカード情報が入手できないＥＴＣ車載器であっても，取得することができるメリットがあり，リアルタイム装置利用明細情報それぞれ以下に述べる特徴を持つ．
3-2 ＬＩＤの特徴
ＬＩＤはＥＴＣ車載器内で一時的に生成されるＩＤで，一連の無線通信処理が完了するまで，Ｅ

入口利用明細と出口利用明細のＩＤ照合

整合

非整合

ＴＣ路側設備はこのＩＤに基づき通信相手を識別し，リンクの確立および継続を行う揮発性のＩＤであり，基本的にＥＴＣ車載器の電源投入と同時に生成され電源断まで同一のものが保持される．

非整合
利用明細
生成処理

整合
利用明細
生成処理

また，無線通信時に必ず送出されるため，取得確立の非常に高いＩＤである．
しかし，パーキングエリアでの休憩などの理由で走行経路の途中でエンジン停止などによる電源断があると新規のＬＩＤが生成されるため，入口運用支援装置で送信されたものと同じＬＩＤが出口でも送信されるという保証は無い．
3-3 ＷＣＮの特徴
一方，ＷＣＮはＥＴＣ車載器毎にユニークに付与されている固定番号で無線局の識別符号としてログ情報利用明細に紐付くログ情報を抽出使用されるもので，ＬＩＤと異なり不変の番号であるが，初期のＥＴＣ車載器で付番に問題のあるものがあり，一部ユニーク性が担保されていない．
また，ＷＣＮはリンク確立のようなプロトコル上の処理や課金情報の交換のようなアプリケーショ

入口ログと出口ログのＬＩＤ，ＷＣＮの照合

整合ン上の処理で使用されるものではないため，それらの情報交換のように送達確認や未送達時のリト非整合ライ処理が出来ないためＬＩＤに比べて通信異常時の送達確率は低い．
このため，阪神高速では無線通信の初期の段階

非整合運用
支援データ

整合済運用
支援データにＷＣＮを２回割り当て，無線通信の途中で通信異常となった場合でも高い確立でＷＣＮの取得を可能としている．

図-5 整合処理の流れ図

4． 走行経路特定支援システムの概要

ＩＣカードリーダ
ライタによる処理
14,000件
43.2%

今回開発したシステムは，ＥＴＣ路側設備で生成するログにＬＩＤとＷＣＮ情報を付加し，入口利用明細と出口利用明細のＥＴＣカードＩＤによる整合ができない場合，入口利用明細と出口利用

通信異常
141件
0.4%

明細にそれぞれ紐付いているログのＬＩＤとＷＣＮを用いて整合処理を行うものである．これにより，利用明細内の情報だけでは整合できなかった利用明細に対してログ整合処理を実施し，通行経路を把握することを可能としている．
ＬＩＤとＷＣＮの両方を使用するのは，上記に述べたように，各々の特徴に応じ補完的に使用すＩＣカード交換
17,825件
55.1%

その他
415件
1.3%るためである．
入口出口の整合処理の流れ図を図-5 に示す．

5． 走行経路特定支援システムの実証効果

図-7 ログで非整合の要因

上記のように，９７．５％が利用明細で整合が取れているが，利用明細で整合の取れなかったも実際に構築したシステムで阪神高速の全路線に対して適用した例を図-6 に示す．のが２．４７％ある．この２．４７％に対し，約３／４がログで整合が取れており，このシステムの有効性がほぼ確認できた．

利用明細で整合4,933,877 件
97.5%

6． 課題と解決策

ログで整合
92.728 件
1.83%

利用明細で整合の取れなかった２．４７％の明細のうち，ログでも整合が取れず，入口に対して出口が特定できなかったもの（非整合）が約１／４残存している．明細書全体に対し，０．６４％の割合である．
図-7 に非整合となった要因と比率を示す．

ログで非整合32,381 件
0.64%

6-1 ログで非整合の原因と対策
次にログで非整合となっている項目について，その発生原因と対策を挙げる．

図-6 整合処理の適用結果例(1) ＥＴＣカード交換
入口料金所を通行するときと出口ランプを通行する時とで，ＥＴＣ車載器に挿入されているＥＴ

このデータは表-1 で使用したものと同じデー
タで，阪神高速道路の全料金所のＥＴＣ通行車両に対しての入口～出口の整合状況を示す．

Ｃカードが異なる場合である．
課金請求はＥＴＣカードＩＤにより行うため，入口～出口の整合後の利用明細は同一のＥＴＣカ

ードＩＤでなければならない．しかし，入口料金異なるため整合が取れなくなる．

所と出口ランプでＥＴＣカードが異なる場合には，この場合でも，ＷＣＮ取得後の通信異常であれ

ＥＴＣ車載器のＬＩＤ，ＷＣＮでは整合が取れる

ばＷＣＮによる整合がとれるためほとんどの場合場合であっても，入口と出口の課金請求先（ＥＴ

問題ないが，ＷＣＮ取得前だと整合が取れなくな

ＣカードＩＤ）が異なるため，課金請求可能な明る．

細として一つにまとめ生成することができない．

通信異常となる主な原因のうち，特に重篤な通ＥＴＣ利用規程では，全ての走行経路において信異常（＝無通信）になる要因としては，ＥＴＣ同一のＥＴＣカードを挿入することとされており， 車載器の電源断（電波発射の停止）やアンテナ上
上述の場合は入口と同一のＥＴＣカードＩＤを持に物をのせる（電波伝搬経路の遮断）などが考え

つ出口の利用明細がないため，入口の利用明細のられる．

みで課金請求され，利用の程度に応じた割引が適用されない．

通信異常を減少させるためにはＥＴＣ路側設備側のみならず，ＥＴＣ車載器の取り付け状態や取この要因を減少させるためには，走行経路の途り扱いにも配慮が必要であり，正しい車載器の使中でＥＴＣカード交換をすると割引対象とならな用法の広報活動も平行して実施して行く必要があいことをお客様にご理解いただくよう広報する必る．

要がある．また，ＥＴＣカード交換をされたお客様からの問い合わせに迅速に対応するため，このような利用明細であっても走行経路が特定できるおわりにようなシステムに改良する必要がある．
(2) ＥＴＣカードリーダライタによる処理

ＥＴＣの普及に伴い，多様で弾力的な料金施策

入口料金所でＥＴＣを使用せずＥＴＣカードリを目指してシステムの整備を進める上で，システーダライタにてＥＴＣカード処理を行い，出口ラム側の問題をはじめ，運用上の問題，お客様の使ンプではＥＴＣカード未挿入で走行した場合があ

用上の問題も含めて，いくつかの課題が残されてる．この場合，入口明細と紐付くログにはＥＴＣいる．これらの課題解決に向けて，精力的に取組

車載器のＬＩＤ，ＷＣＮなどの情報が付加されなんでいるが，今回開発したシステムはそのひとつい．また，出口ランプではＬＩＤ，ＷＣＮなどのとして効果が期待されるものである．今後，デー情報は取得できるものの，利用明細のＥＴＣカータを蓄積し，十分な評価を行った上で，実運用にドＩＤが取得できないため，入口明細（ログ共）

向けてシステムを拡充する必要がある．と出口明細（ログ共）を突合せ照合してもキーとなる情報が欠落しているため整合が取れないことになる．
これもやはりＥＴＣ利用規程では，割引対象とならないため，このことを広報する必要がある．
(3) 通信異常
基本的に通信異常であってもＬＩＤは取得されており，走行経路の特定は可能であるが，走行途中にパーキングエリアなどでＥＴＣ車載器の電源を断にすると入口料金所と出口ランプのＬＩＤが参考文献
1) 道路４公団 : ETC 共通仕様書 , 2002.
2) (社)電波産業会 : 標準規格 狭域通信(DSRC)
システム ARIB STD T-75 Ver.1.3 , 2005.

ETC ASSISTANCE SYSTEM FOR IDENTIFYING TRAVELED ROUTES
Takaji KITAMURA and Tetsuo MIYOSHI
We have developed a system to assist our toll-by-distance system in identifying routes on the Hanshin
Expressway traveled by individual ETC-equipped vehicles. The existing toll collection system isexpected to be replaced in fiscal year 2008 with the new one which charges tolls by the distance actuallytraveled. A on-board equipment passing a roadside antenna with no IC card inserted or with
communication terminated erroneously for some reason would not present correct information of its
entrance and/or exit. This will prevent the ETC system from identifying the routes that the vehicle
actually traveled, making correct calculation of distance-based tolls impossible. The assistance system
was developed to help identify individual on-board equipments and determine their travel distances incase of such problems, through retrieval and matching of ID codes used in the radio communication.
The current study verified the effectiveness of the assistance system in calculating distance-based tolls
correctly.

北村 孝二

阪神高速道路株式会社
情報ｼｽﾃﾑ管理室 情報ｼｽﾃﾑｸﾞﾙｰﾌﾟ
Takaji Kitamura

三好 哲夫

阪神高速道路株式会社
情報ｼｽﾃﾑ管理室 ｼｽﾃﾑ管理ｸﾞﾙｰﾌﾟ
Tetsuo Miyoshi