3.1　機能要件

　図5に自動運転を実現するためのおおまかなブロック図を示す．車両内では，搭載したセンサによる自車及び自車周囲情報と，路車間・車々間通信を介して得られた他車・周囲環境情報を用いて信号処理を行い，その結果をもって操舵・加減速等のアクチュエーションを行うことで車両移動を行う．加えて，処理結果を路車間・車々間通信を介して他車やインフラサーバへ送ることで地図情報・交通情報等のアップデートを行う．その際，自動運転レベル4以下では，位置情報や運行状況の運行領域設計（ODD: Operational Design Domain）準拠を確認し，自動車運行計画の策定・アップデートが行われる．センシング・プロジェクション・プロセッシング・アクチュエーションのサイクルを車両内と外部インフラサーバを含めて実行されている．これは，二重・入れ子型のサイバーフィジカルシステム（CPS）が実装されていることと同義であり，システム自律性だけでなくシステム間の高度な協調と連携が自動運転には欠かせないことが分かる．ここで，ODDはレベル4以下の自動運転システムにおける前提条件を示すものであり，道路条件，地理条件，環境条件，その他の条件で規定される．例えば，高速道路及び自動車専用道限定や天候状況，自動車制限速度，シートベルト着用有無や操作有無などの搭乗者状況などである．ODDはある程度パターン化・類型化することも可能であり，官民協議会や自動運転ベンチャーなどでパターン類型の議論がなされている⁽¹²⁾．ODDから逸脱した場合は，システム機能を制限しつつ自動運転を継続させるフォールバック動作や，路肩等へ安全に停止させるミニマムリスクマニューバー，手動運転への切替えなどを実施する．つまり，ODDに基づく搭乗者・他車・歩行者などへのリスクを最小化させる機能の具備がレベル4自動運転車には必要である．一方，完全自動運転ではODDに基づく判断・計画立案が不要となるため，インフラサーバ及び自車内処理が逆に軽減される可能性もある．

3.2　コア技術

　自動運転を支える技術は複数存在する．その中でもコア技術として，自動車とインフラ，自動車間を接続するコネクテッド技術，レーダ・カメラ等のセンサとその統合を行うセンシング技術，電子制御装置ECU，中央処理装置CPU間及びセンサ・ECU間を接続する車載ネットワーク技術，電気・電子デバイスからの不要電磁波放射とそれによる妨害を極小化するための電磁環境両立性（EMC: Electromagnetic Compatibility），中央処理装置内でセンサ等情報を統合して周囲状況を把握，運行計画とのマッチングやインフラサーバへ情報を適宜アップロードするための信号処理装置群，そして無線通信，センサ，ECUへ攻撃・妨害することにより自動運転車の安全な運行を妨げるサイバーアタックを防ぐサイバーセキュリティ技術である（図6）．各論は別稿に譲るが，ここでは概説と横断的な議論を行う．

　自動車内ではセンサ情報集約，通信制御，内部処理，アクチュエーションはそれぞれ別のECUで制御されることが一般的である．従来ではこれらの処理はそれぞれ基幹となるECUが担っていたが，配置するセンサ数の急増等により，機能ごとにECUを割り当て，それらを相互接続することで車両制御を行う方式が台頭してきた．従来は中央ECUにセンサ・制御系を収容するバス型・集中集約型ネットワークであったが，センサ等を収容した複数のECUをバックプレーンで接続するゾーン型方式への移行が検討されている（図7）．ゾーン型方式ではECU間の接続は大容量が必要になるものの，適切位置へのECU配置が可能になることから，ネットワーク，電源含めた車両内ケーブル総長を削減することが可能となる．車両重量減に直結するため燃費・電費の向上に効果的である．事実，米国テスラ社や中国BYD社等では既にゾーン型方式を販売車に採用し始めている．またECUをネットワークスイッチと見立てることで，センサから所望ECUまでのネットワークパスを複数とることも可能になる．つまり，データセンターや5Gモバイル含む地上系ネットワークと同様，ソフトウェア制御によるネットワーク運用の効率化が期待できる．特に，安全運行に資するカメラ等の重要なセンサ情報はいち早く確実にECUへ送り届ける必要がある．QoS（Quality of Service）機能を活用し，優先度順に送り届けるなど，時間で区切った送受信機構が最適解の一つとなろう．Time-Sensitive Network（TSN）はIEEE802.1で規格化されており，産業用ネットワーク等で活用され始めている．自動車向けプロファイルの策定なども進んでおり，今後は車両内でもエンドツーエンドのネットワーク制御が重要となる⁽¹³⁾．

3.3　EMCとセキュリティ

　EMC課題は2009年から2010年にかけて北米で騒動となったいわゆる「トヨタ・バッシング事件」を契機に一般に認知が広まった⁽¹⁴⁾．電磁妨害（イミュニティ）等によるECU誤動作が原因ではないとの結論が出されたが，車両及び車載デバイスに対するEMC要求は年々高まっている．その際にネットワークの光化が重要な役割を果たす可能性が高い．車両の電磁放射，イミュニティへの耐性は保安基準で定められており，EMC性能向上を実現するには，システム全体だけでなくデバイス単体の設計も必須である．しかしながら現状では，電気ハーネスにより全ECUが電気的に接続されているため，個別ECUの電磁放射特性を電磁界解析等で評価したくとも切り離すことができない．結果として，各ECUを評価するにも，車両全体の電磁界解析をせざるを得ない．つまり，数mm程度以下のミクロな領域をセルとして区切り，数mに及ぶ車両全体を計算する必要があるため，計算リソース的にも効率的な設計プロセスの確立が非常に困難である．光ハーネス化することにより各ECUを電気的に遮断することができれば，設計のブロック化・セグメント化が容易となり，現実的な全車両EMC強じん化が実現できる．

　同様にサイバーセキュリティについても重要課題である．スマートキーのリレーアタックによる盗難被害等はニュースでも取り沙汰されている．OTA（Over the Air）でのプログラムアップデートはスマートフォンや家電製品では既に一般化され，米国テスラ社など海外製自動車でも採用が始まっているが，OTAアップデートに対してもサイバー攻撃が想定され，車載ECU等の安全性・真正性が毀損されかねない．そのため国連欧州経済委員会UNECEに属する国連自動車基準調和世界フォーラム（WP.29）でもサイバーセキュリティ専門の部会が設置され議論されている（図8）．例えば，セキュアな自動車開発とその運用を規定するサイバーセキュリティ規則UN-R155では，自動車のサイバーセキュリティに関するリスク管理やソフトウェアアップデート管理体制などの要件が定義され，サイバーセキュリティ管理システムの確立とその運用が求められる．またOTAアップデートについてはUN-R156が同時期に発効されており，車両のソフトウェアアップデートやそのソフトウェア管理システムについての要求がまとめられている．日本は両者ともいち早く対応し，新型自動車の型式審査・認証に管理システム適合証明が必要となるなど，車両内外の通信線路に対して強固かつ柔軟なセキュリティ対策・リスク管理体制の構築が求められている．

4.1　自動運転時代のMaaS

　完全自動運転社会でキーとなるサービスとして高度なMaaSがある．Uberなどのライドシェアや，短時間カーシェアリングサービスもMaaSの一つであるが，完全自動運転車が普及した場合，従来あるサービスが一新される．ドライバレスで運用することが可能となるためサービスに係る人件費が大幅に削減できるだけでなく，業態そのものも転換されるであろう．例えば，レベル4完全無人タクシーについては，トラブル時にはリモートオペレータが対応する方策をとるなど，ドライバ業務からオペレータ業務へ移行されている．一方，路線バスなどの公共交通機関においてもライドシェアに似た形態が取り得る．図9に国土交通省が提言しているデマンド型交通の運行種類の例を挙げる⁽¹⁵⁾．通常の路線バスではバス停のみの乗降車とスケジュールどおりの運行が規定されているが，ユーザ要求による適時運行や予約したバス停のみの乗降車など，要求（デマンド）に応じたサービスが容易に実現可能となる．例えば，定路線型は通常の路線バスと同様であるが，予約時のみ運行するものである．う回ルート型は定路線型をベースとしつつ予約に応じ，遠い地域へう回ルートを設定するものである．これは遠方エリアなどの公共交通機関空白地域へ適用し得る．自由経路型はバス停等を多数設置し最短経路で結ぶものである．タクシーとの法的差別化を図るため，ライドシェア・デマンド型交通は発着施設を限定するなどの必要があるものの，自動運転車両数が増えればドライバ不足の中でも公共交通機関の利便性が格段に向上する．しかしながら，自由経路では複数の行き先の異なる旅客が同乗する可能性があるため運航ルート最適化が必須である．渋滞などを考慮した複数地点の最短ルート探索となり，巡回サラリーマン問題にほかならない．自由経路の自動運転ライドシェアが普及する段階では最適ルート計算に必要な計算量が爆発的に増大する可能性があるため，旅客配置・運行計画立案がサービス提供のキーとなるであろう．

4.2　自動車及び部品の保安基準

　自動車はいまや日本の輸出入産業の基幹でもあり，日本で製造する自動車を国際基準に適合させることは必須である．一方，海外製造の自動車についても，日本国内法規にのっとった基準適合審査は必要不可欠である．このため，自動車の安全性を担保する各国の保安基準を国際的に協調・調和させる必要があり，WP.29等を通じて行われている．自動車運行には，その機能・技術が車両法及び省令により規定された保安基準を満足している必要があり，一般的には設計・製造段階で確認をする．型式指定と呼ばれ，例えば，車体形状や重量の外観的な項目から消音器や操縦装置，制動装置の規定など多数の項目が挙げられており，これらが合格しなければならない．OTAアップデートによるプログラム等改変についても保安基準が定められており，アップデート失敗時の自動ロールバックや電子的検査時にも容易なバージョン確認ができること及び不正変更の確認などが規定されている．

　一方，自動運転機能については，車線維持（レーンキープ）機能や補正操舵，自動駐車機能については国際協調の下，保安基準にも盛り込まれている．しかしながら，自動運転レベル4等にも通じる手放しによる車線保持機能などについてはいまだWP.29でも議論中である．現状ではレベル3で認証された自動車をOTAによりレベル4へアップデートし運行することは困難である．安全の根幹に関わる議論となるため，OTAアップデートによる機能大幅刷新時の保安基準適合審査・型式再指定等は今後の議論が待たれる．

4.3　法規要件と整理

　自動運転レベル4の法規要件については，2021年度から新たに国交省で検討が始まっている．例えば，自動運転車と歩行者も含めた他交通とのコミュニケーション手法確立やシステム責任の範囲の整理，システムが下す判断が社会的受容性を有するかについて調査検討が実施中である．

　運輸・ロジスティクス用トラックや路線バス，空港など制限区域における車両運用などの領域で運転自動化実装が早いことが想定されるため，法的整理も着々と進んでいる．例えば，運送事業については道路運送法において無人自動運転車における旅客サービスの安全性・利便性に関するガイドラインを発行している．業として運用するため，レベル4自動運転車の安全性は有人運転車と同等とすることや，事故等発生時のトラブル対応のため運転者以外の管理者同乗や遠隔からの接続を必須とするなど，安全性を重視したものとなっている．保安基準においても，レベル4自動運転車向けにセンサやコンピュータ等の自動運行装置を保安基準対象装置に指定するなど，車両と運用に関する法的整理が進められている．

　一方，自動運転車事故時の損害賠償責任についても同様である．2018年に取りまとめられた「自動運転に係る制度整備大綱」では，自動運転レベル4までは，迅速な被害者救済の観点に重きを置き，現行の自動車損害賠償保障法と同様とすることを結論付けた．つまり，民法の特則として，運行供用者（所有者等）に事実上の無過失責任を負わせることになる⁽¹⁶⁾．つまり，自己及び運転者が自動車運行に関し注意を怠らなかったこと，被害者または運転者以外の第三者に故意または過失があったこと，自動車に構造上の欠陥または機能の障害がなかったことの3要件を運行供用者が立証しなければ賠償責任を負うこととなる．しかしながら，レベル5完全自動運転車では自己及び運転者が運行注意を行うのは困難を伴う可能性が高いため自動車損害賠償保障法ほか関連法規の見直しが必要となるであろう．