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大規模災害の状況：3.11で何が起きていたのか
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[1]国土交通省 近畿地方整備局，2002年1月，[2] 嶋津恵子ら，2014年](https://image.slidesharecdn.com/sensornetworkconsortiumyamaguchi-181118224911/85/-6-320.jpg)
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センサーネットワークコンソーシアム(山口さん作成）
- 1. 身近なIoTを目指して ～最新技術と利用事例～ Sensor Network Consortium 2018/11/14 〒221-0822 横浜市神奈川区西神奈川１－７－８ ことぶきビル２Ａ info@sensor-network.jpwww.sensor-network.jp IoT Workshop Yokohama
- 2. 開催趣旨 ? IoT技術を利用した多岐にわたる情報は、地球環境の保全、防災や農業など 、人々の暮らしを変える可能性を秘めています。 ? 技術の進歩により、低コストで簡単なHWの利用が可能となりましたが、そ れぞれの地域?グループ?企業での事例等の情報は限られております。 ? 本ワークショップでは、 IoT普及を目的とし、 – HW?SW開発を含めた利活用事例の共有 – 連携によるパブリックなインフラの構築 – これらを継続的に進めるオープンコミュニティの構築 の場としたいと思います。 2017/1/18 Sensor Network Consortium 2
- 3. 15:30-15:40：開催趣旨説明?出席者紹介 15:40-16:10：センサネットワークコンソでの活動紹介：山口 耕司?秋山 演亮 16:10-16:30：LoRa技術とThe Things Networkの紹介： TTNアンバサダー 吉田 秀利 16:30-16:50：Openwaveでの活用事例：TTN横浜 尾鷲彰一 16:50-17:00： --------- 休憩（10分）--------------------- 17:00-17:10：ルワンダでのIoT事例とLoRa衛星： 東京大学 福代 孝良 17:10-17:20：ハイブリッドロケット用テレメトリ装置の開発と打ち上げ結果： 神奈川大学高野研究室 17:20-17:40：TTN静岡での活用事例： TTN静岡 原賀 浩太郎 17:40-18:00：質疑応答?ラップアップ 18:30～ :懇親会：レストラン?カフェ grill&sea table AKITO 2017/1/18 Sensor Network Consortium 3
- 4. 活動事例のご紹介 Sensor Network Consortium 山口 耕司 秋山 演亮 〒221-0822 横浜市神奈川区西神奈川１－７－８ ことぶきビル２Ａ info@sensor-network.jpwww.sensor-network.jp Sensor Network Consortium
- 5. はじめに ? センサーネットワークの防災?減災に向けた利用 2018/11/15 Copyright NeSTRA 5 3.11から7年 工学は人を救えたか？？ 通信、リモセン、無人機、ロボット
- 6. はじめに 大規模災害の状況：3.11で何が起きていたのか 2017/1/18 Sensor Network Consortium 6 0 250 500 750 1000 (人) 0 5 10 15 (千人) 東日本大震災[2]阪神?淡路大震災[1] 100 75 50 25 0 (%) 100 75 50 25 0 (%) 救出人数 [1]国土交通省 近畿地方整備局，2002年1月，[2] 嶋津恵子ら，2014年
- 7. 我々の目標 2017/1/18 Sensor Network Consortium 7 重傷被災者の位置情報を、発災後２４時間前後で リスト化可能なシステムの構築 DMAT隊到着 自衛隊到着 この時点での レスキュー開 始が望ましい 実際レスキュー数の推移 100% 50% 存 命 率 災害発生 24時間 48時間 72時間 ９０％ ５０％ ２０～３０％ 目指す推移
- 8. 手段 ? 情報システムの通信抗たん性 – 準天頂衛星（みちびき）のQ-ampiシステムの活用 – 低コストIoT観測機器?システムの活用 – 防災バルーンの活用 2017/1/18 Sensor Network Consortium 8 リンク 発災72時間 ICTの利用目的も変化 発災 24時間 48時間 72時間 避難 救出 通常生活 復帰 被災者の ニーズ ICTの 利用目的 必要物資 の情報の配信 安否情報 の共有 避難経路 の誘導 必要物資の 配給 超急性期 重症者の 位置の周知 被災者のニーズの変化 危機管理センター 重症 者 指定避難所
- 9. 地域防災情報へのIoTデバイスの活用について 課題 ? 地方自治体での土砂災害等に対する早期情報の活用 – 河川水位、崖崩れ、雨量等々 2017/1/18 Sensor Network Consortium 9 ? 観測装置?システムが高価 – 河川水位：数百万円～ – 雨量?がけ崩れ：数十万～ ? 専用システム ? 災害発生時のシステム脆弱性 ? 低コスト観測装置 – 数万円/台 – =>100ヶ所/1000万円 – 情報の質より量 ? 汎用システムインフラ – 防災?農業?みまもり ? 災害発生時のシステム抗たん性 ? オープンソース化 – 地域産業化（製造?設置?メンテ） IoT技術の急速な進歩 実証 試験中
- 10. IoT技術（概要） LoRa無線 Wi-Fi/3G IoTネットワーク Internet スマートフォン Web/app サーバ クラウドサーバ 公共施設?コンビニ?GS 基地局 防災 山林 みまもり 農業 防災 河川 移動体 沿岸水難 ? 農業： – 田圃：水位?水温管理 – 果樹：土中水分、日照 量 – 温室：CO2濃度、気温 ? 防災： – 水位、崖崩れ – 雨量、気温、気圧、湿度 – 土中水分 ? 水難 – 位置情報 ? 地域 –高齢者見守り –子供見守り –運行管理（公共機関） –レンタルサイクル ? 移動体 –車両位置情報 –食品トレーサビリティ 2018/11/15 NESTRA 10
- 11. IoT技術（概要） ? LoRa無線技術（低電力無線伝送技術） – 安価な無線機で、１～３Km圏内の観測機器の無線ネットワークを構築可能 ? 基地局：10万円程度（工事費含む） ? 無線ネットワークからインターネットへは３G回線(月額数百円）、WiFi ? オープンソース化 – ハードウエア、ソフトウエアのすべてを公開 ? 地域企業、教育機関、他業種企業が参入可能 – 観測機器端末のキット供給による低価格化、メンテナンス安易可 – 事例、サポート情報の公開、情報の共有化 ? 通信の抗たん性 – エッジサーバー化によるローカル情報の維持、閲覧 – （既存のシステムは、インターネット、電話回線の災害時遮断で使えない） 2017/1/18 Sensor Network Consortium 11
- 12. まとめ ? 災害発生後の状況確認に利用可能な観測システムは、安価に 構築可能 ? 汎用的なオープンシステムの利用により、他分野での活用、 地域産業活性化に貢献可能 ? 設置コストはCSR（企業の社会的責任）費用で！ ? 維持コストはSIB（ソーシャルインパクトボンド）で 2017/1/18 Sensor Network Consortium 12
- 13. センサーネットコンソーシアム概要 総務省IoT実証事業概要 2017/1/18 Sensor Network Consortium 13
- 14. センサ?ネットワーク?コンソーシアムとは 簡単?低コストなIoTシステムの開発と普及を目的としたオープンコンソーシアム。 宇宙利用の拡大からスタートし、防災?減災を中心に開発?実証試験を進めてい ます。 IoTシステムのオープンソース化、クラウドサービス化により、海外を含むより広 いプレーヤの参加、利用の拡大を目指しています。 2017/1/18 Sensor Network Consortium 14 事務局： 次世代宇宙システム技術研究組合(NESTRA) 設立: 2010年（技術研究組合法に基づく） 内閣府最先端研究支援プロジェクト実施機関（ほどよしプロジェクト） 主な活動:超小型衛星システム開発、宇宙利用開拓、宇宙機器開発、 サプライチェーン構築 活動内容 基盤技術開発 – 基盤IoTハードウエアの開発 – データクラウドサーバの開発 – 利用ソフトウエアの開発 – 実証実験 利用促進 – 利用例の情報提供 – ソフトウエアソースの提供 – ハードウエアの提供 – 開発?利用講習会の実施 – 利用分科会の活動 計測サービス企業 計測機設置 計測事業 製造企業 デバイス製造?組立 要素技術 大学?研究機関 現場調整 普及活動 ソフトウェア企業 クラウドサーバ運営 端末ソフト提供 デバイス開発WG クラウドサーバWG コンソーシアム運営委員会 コンソーシアム事務局 【次世代宇宙システム技術研究組合】 www.sensor-network,jp 利用WG センサ端末技術開発 防災?減災 クラウドサーバ開発 端末ソフト開発 農業?林業 利用機関?ユーザ 現場利用開拓 普及活動
- 15. センサ?ネットワーク?コンソーシアム 設立趣旨及びメンバー 2018/02現在 事務局 次世代宇宙システム技術研究組合 企業 – (株)アットビジョン – エイト技術(株) – MKNOD – (有)オービタルエンジニアリング – (株)垂直索道 – (株)創機システムズ – (有)タイプエス – レックスバート?コミュニケーションズ(株) 団体 – （一社)九州Ｇ空間情報実践協議会 – 和歌山県WARP – 神奈川県異業種グループ連絡会議 – NPO情報セキュリティ研究所 2017/1/18 Sensor Network Consortium 15 設立趣旨 IoT技術を利用した多岐にわたる情報は、地球環境の保全、防災や農業など、人々の暮らしを変える可能性を秘めています。 「もの」に命を持たせ、何千万、何億個のIoTセンサがある未来を構築するためには、低コストで簡単なハードウエアと、データ を利用するための通信インフラ、クラウドサーバ、アプリケーションが必要となります。 本コンソーシアムは、オープンソースハードウエア?ソフトウエアによる技術の構築と情報を共有化することにより、多くの事業 者や教育機関が利用可能な環境を構築することを目的とします。 大学 – 和歌山大学 災害科学教育センター – 産業技術大学院大学 嶋津研究室 – 東京大学 柴崎研究室 協力機関 – 大規模土砂災害対策研究開発機構 – 熊本県山江村役場 – 静岡県牧之原市 – 和歌山県那智勝浦町 – 和歌山県串本町 – 和歌山県印南町 – 和歌山県日赤病院 – 国連開発計画（UNDP)ルワンダ – 株式会社ローソン
- 16. 活動状況 ? 実証事業 – 総務省IoT実証事業 ? 添付資料（2017/06～2018/02） – 国土交通省近畿砂防事務所 ? 奈良県十津川村での衛星回線を利用したIoT機器実証（2015～） – 国土交通省関東地方整備局 ? 簡易水位計実証事業（2016～） – 国連開発計画（UNDP)ルワンダプロジェクト ? IoT機器の組立?設置教育（2017/0８～） ? サーバ?デバイス開発 – WiFiあひるさんボード（2016～） – LoRaあひるさんボード（2017～） – センサネットワークサーバ（2016～） – LoRaエッジサーバゲートウエイ（2017～） 2017/1/18 Sensor Network Consortium 16
- 17. 活動目標 2017/1/18 Sensor Network Consortium 17 オープンコンソーシアムでの開発 ? 開発情報の共有 ? 利用事例の共有（他分野含） ? 最新技術の実用化 ↓ ? 多くの企業?研究機関の参画 ? 実証機会の多様性 汎用デバイスの利用 汎用クラウドサービスの利用 ? 超低価格化?最新デバイス利用 ? Wi-Fi網利用による通信コスト削減 ? システム構築の多様性（通信?冗長） ? 他分野IoTデバイスとの共用化 ? データ共有 ? イニシャルコスト無し 教育による地域産業創出 オープンソース?ハードウエア、ソフトウエア化 オープンAPI化 IoTデバイス開発?利用の講習会の実施 開発目標?課題 インターネット網 クラウドサーバ スマホ?PC計測子機 計測子機 Wi-Fi/３G Wi-Fi/３G インターネット網 クラウドサーバ スマホ?PC Wi-Fi/３G 計測子機 Edge/Fog サーバ 計測子機 Edge/Fog サーバ 現状 目標 Edge/Fogコンピューテイング 野外用エッジサーバを実用化することにより、 基幹通信網が遮断された場合でも、ローカル 情報の取得を可能とする 低コスト水位計?雨量計開発
- 18. 開発の状況(WiFiあひるさんボード） ◆ 低価格化の実現 ? 基盤IoTデバイスの提供 ?最新汎用デバイスを使用したオープンソースハードウエアとし ての提供 ?Wi-Fi通信による通信?デバイスコストの低減／他回線との効 率的併用 ?低電力化／小型化／部品点数の削減 ?汎用化による他分野との共用／プラグ＆プレイ化 ?キット化による参入企業の拡大（地域産業育成?教育） ? クラウドサービス ?ガラパゴス化させない汎用クラウドサーバの利用 ?オープンAPIによる利用アプリケーションの多様性確保 ?サーバ側とクライアント側での役割分担（サーバ側コストの低 減） ◆ メンテナンスフリー／システムの強靭化 ?シンプル/小型化/低消費電力による長寿命化 ?通信の多様性 ?冗長化／モジュール交換の安易可 ?野外小型エッジサーバ（FOG）可により、基盤通信システムが 遮断した場合の情報確保（開発中課題） 2017/1/18 Sensor Network Consortium 18 あひるさんボード 基本モジュール あひるさんボード 野外用センサ基本キット ? 基本モジュール＋I/Fボード ? 18650Li-Ion電池 ? 300mW太陽電池 ? 防水ケース ? 各種センサ 32bit MCU, 4MBフラッシュメモリ Wi-Fi: 802.11 b/g/n Liバッテリ充電回路 I/F: 10bit ADC, I2C, UART, SPI .etc
- 19. 開発の状況(LoRaあひるさんボード） ? LoRa無線機内蔵の汎用IoTデバイス ? 2018年4月キット供給開始予定 ? 製作事例 – 水位計 – 崖崩れセンサ – 雨量計 – 温度気圧湿度 – 土中水分 – GPS緊急位置通報 – みまもりセンサ – 他、公開予定 2017/1/18 Sensor Network Consortium 19
- 20. 実施例-1：水位?雨量計測 2017/1/18 Sensor Network Consortium 20 ＠近畿地方整備局 栗平地区 ? 近畿地方整備局と協力し、大規模土砂災害対策研究 開発機構の活動の一環として、現場での実証試験を 実施中です。 ? 紀伊山中にて、平成23年に発生した大規模な土砂災 害によりせき止められた天然ダムの水位計測および 周辺の雨量計測の実証実験を、平成26年より継続し て実施しています。 ? Wi-Fiや携帯回線が使えない山中のため、衛星回線を 使ったデータ転送を行っていますが、通信費は月6千 円程度です。 ? 備え付けの太陽電池からの給電のみで、複数子機か らの連続観測を実施しています。 衛星携帯電話通信 低軌道衛星通信 消費電力大；商用電源、発動発電機 ?電源喪失による観測不能の危険大 消費電力小；ソーラーパネル＋蓄電池 ?電源喪失による欠測リスク小 通信機 機器高価；120万円 機器安価； 10万円（オーブコム使用） 通信費 2～3万円／月 6千円／月（オーブコム使用） 機器構成が複雑、設置大変 小型?機器構成単純で設置容易 10分間隔 40分間隔 ?コスト、電源確保、維持管理 ?データ転送頻度 電源 データ転送頻度 コスト 課題 設置の容易性 水位無線センサ子機 親機 衛星通信機 920MHz無線機 920MHz 無線 中継器 子機１ 雨量?温度?気圧 920MHz無線機 子機２ 水位?温度?気圧 920MHz無線機 衛星
- 21. 実施例-2：水位計測 2017/1/18 Sensor Network Consortium 21 関東地方整備局 利根川水系 ? 関東地方整備局が進める「簡易水位計」とし て、平成28年度に６機を納品しました。 ? 従来の「水位計」よりも遥かに安価（設置を含 め100万円／箇所程度）で、かつ小型軽量な システムとして動作しています。 ? システム構成が小型でシンプルで可搬性に優 れており、護岸工事など河川工事エリアの仮 設時にも柔軟に対応出来ます。 メイン コンピュータ バッテリー 水位計 チャージ コントローラ ソーラー パネル 電源回路 モバイルルータ LCD SIMカードSDカード SDカード スロット Wi-Fi 簡易水位計 12V
- 22. 実施例-3：水位?環境計測 2017/1/18 Sensor Network Consortium 22 試験協力： 神奈川県農業技術センタ?試験田圃 静岡県牧之原地区農家 ? 水田の水位及び水温?気温の監視システムとし て、開発?試験運用を実施しています。 ? 農家での導入を考慮し、低コストを目標とし、 水位の測定には、超音波センサを用いています。 ? 水田の水位管理が必要な期間（3ヶ月程度）の運 用のため、電池駆動とし、太陽電池等による給 電を必要としません。 ? 近隣にWi-Fi環境がある場合は、通信費がかかり ません。 ? ３G回線親機＋Wi-Fi無線子機による複数ポイン トの測定も実施しています。 ? 水位計測の他、気温、水温。気圧、湿度の測定 を実施しています。 ? スマホ用アプリの主な特徴 ? 位置情報の登録 ? アラート機能 ? データ共有機能 ? 写真登録機能 他 3G回線親機 Wi-Fi回線 田圃センサ
- 23. 【補足資料】 2017/1/18 Sensor Network Consortium 26