JP6737721B2 - 防災無線システム - Google Patents

Description

本発明は、市町村防災行政無線のネットワークに使用されている防災無線システムの改良に関するものである。

防災無線システムは、行政機関に設けられた親局と、その行政機関が管轄する地域の所定の地点に設けられた拡声スピーカを備えた子局（拡声子局）および住居等の施設内に設けられた戸別受信機によって構成され、災害注意報や警報などの緊急情報、時報、行政情報等の地域に応じた親局からの情報を、拡声子局および戸別受信機が受信して音声情報あるいは文字情報で出力することによって各種情報の配信に役立っている。
この防災無線システムは、親局から拡声子局や戸別受信機に一方的に音声情報を提供するものである。このような防災無線システムに新たな機能を追加して、防災無線システムの存在価値を高くすることが進められている。例えば、防災無線システムに映像監視システムを結び付け、映像によって、災害の状況把握、徘徊老人の捜索および不審者の発見に有効な画像情報を入手するとともに、映像監視システムのカメラの向きまたは倍率を制御することが提案されている（特許文献１）。

特開２０１６−５２３７号公報

様々な行政サービスを実現するために、特許文献１に示されているように映像監視システムを組み合わせる等、防災無線システムに様々な技術を組み合わせて多機能化することに取り組まれている。

しかし、多機能化に伴ってシステムが大規模になると設備投資のための経済的な負荷が大きくなるという問題がある。一方、非常時における情報通信の重要性から、非常時の通信手段の確保のため、情報通信施設の危険分散、通信路の多ルート化、無線を活用したバックアップ対策、デジタル化の促進等が求められている。また、平常時における行政のサービスとして、例えば、通学児童の行動あるいは住民の行動を見守るサービスが要望されている。

本発明は、前述の問題と要望に対する解決策として、従来の防災無線システムに、できるだけ小さな設備投資によって、そのシステムの保有する機能を拡大し、様々な要望に対応できるような防災無線システムを提供することを目的としたものである。

本発明は、親局から、拡声子局または戸別受信機に対して第１の通信路による第１の通信を行う防災無線システムにおいて、前記親局、前記戸別受信機または前記拡声子局に、ゲートウェイ機能を有する無線の中継器が設けられ、前記親局、前記戸別受信機または前記拡声子局との間で双方向の第２の通信を行い得る第２の通信路を備えたことを特徴とするものである。

本発明においては、防災無線システムの拡声子局または戸別受信機にゲートウェイ機能を有する無線の中継器を備えることによって、情報をプロトコル変換して中継器から親局に送信することができ、親局と拡声子局または戸別受信機との間で双方向の通信を小型かつ低コストで実現するという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る防災無線システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る防災無線システムの情報送信路の選択を行うフロー図である。 本発明の防災無線システムの特定小電力無線において送信するデータ量を小さくするためのデータテーブルを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る防災無線システムを地域サービス用に使用する場合のフロー図である。 本発明の実施の形態２に係る拡声子局および戸別受信機の動作を確認する検査システムを示す図である。 本発明の実施の形態３に係る特定の個人を見守るサービスの構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図中同一符号は、各々同一または相当部分を示す。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による防災無線システムの構成を示している。
図１に示すように、本発明の実施の形態１は、従来の防災無線システムによる従来設備１００と、新たに付加する付加設備２００を組み合わせたシステムとなっている。
従来設備１００は、親局１、中継局２、拡声子局３、戸別受信機４で構成され、第１の通信路５によって情報の伝達を行なっている。

従来設備１００の中で、親局１は、災害発生等の非常の際に対策本部として機能する場所に、情報の発信源として設けられ、親局１から中継局２、拡声子局３および戸別受信機４に情報を送信する。中継局２は、遠距離に情報を送る場合に使用されるもので、必要に応じて設けられるものである。拡声子局３は、親局１から受信した音声情報を、拡声器によって流すために使用される。戸別受信機４は、戸別毎（世帯毎）に設置されている。また、親局１には操作卓６が設けられ、操作卓６は、親局１から送信する情報を入力するために使用されている。

この従来の防災無線システムに対して、本発明では、付加設備２００として、親局１に第１の中継器７、中継局２に第２の中継器８、拡声子局３に第３の中継器９、戸別受信機４に第４の中継器１０が設けられ、第２の通信路１１によって情報の伝達を行うように構成されている。なお、第１の中継器７、第２の中継器８、第３の中継器９、第４の中継器１０は、それぞれゲートウェイ機能を有する中継器であって、また、いわゆる特定小電力無線の中継器であって、他の無線局の運用を阻害するような妨害を生じさせない機能を備えたものである。特に、省電力広域ネットワーク（Ｌｏｗ−Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ−Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）の通信環境に合わせて、省電力でありながら、長距離の無線伝送を行うために、スペクトラム拡散変調方式を採用している。このスペクトラム拡散変調方式による通信方式を採用することによって、データ伝送レートは低いが、長距離伝送が可能となり、また、ノイズや他の通信による影響を受けにくいという効果を得ることができる。また、付加設備２００は、外部の無線通信端末機１２からのデータを受信するように構成されている。

無線通信端末機１２は、例えば、水道や電気・ガスなどのメータに取り付けて検針データを送信する送信機、田畑または河川の監視（温度、湿度、水位、水質）を行うセンサの測定値を送信する送信機、個人が保有している携帯電話の端末機、学童や徘徊者に持たせてその持ち主の位置情報や緊急情報を送信する端末機が該当する。無線通信端末機１２が、検針データを送信する送信機またはセンサの測定値を送信する送信機である場合には、収集する情報の種類と、送信する情報の内容（例えば、所定値以上である場合の信号、所定値未満である場合の信号）を予め定めて、送信するデータの通信量を小さくする。また、無線通信端末機５が、個人の保有している携帯電話の端末機の場合には、音声情報またはキーインされた情報となるが、緊急の場合には、緊急通信であることを入力することによって、特別に、最速、高品質の通信を割り当てるように構成されている。
なお、戸別受信機４には送信機１３が必要に応じて付加されている。送信機１３は、特定小電力を持たない携帯電話の端末に対して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）による通信手段を提供する。送信機１３が設けられている場合には、防災上の情報あるいは行政サービスに対する連絡をホットラインとして行うことや、高精度に端末の位置の測量ができる。

図１に示すように、防災無線システムとして機能する場合には、災害に関する情報が、親局１から第１の通信路５を通じて、中継局２、拡声子局３および戸別受信機４に送信され、住民に音声情報を提供される。なお、拡声子局３に、送信機の機能を設けた場合には、拡声子局３が受信した情報を、スピーカで放送すると同時に戸別受信機４にも重複して第１の通信路５によって情報を伝達するように構成できる。

平常時に住民へサービスを行う場合には、戸別受信機４または特定小電力無線の省電力広域ネットワーク（ＬＰＷＡＮ）の機能を備えた送信機１３あるいは無線通信端末機１２から、第１の中継器７、第２の中継器８または第３の中継器９を介して、親局１において様々のデータを収集し、分析することによって、通学児童の追跡サービス、徘徊者監視サービス、田畑・河川の監視サービス、環境監視サービスを提供できるように構成されている。

なお、第２の通信路１１は、前述の住民へのサービスとしてのデータ収集の通信路として使用されるだけでなく、第１の通信路５に障害が発生した場合を想定して、第２の通信路１１を防災無線システムの補完用通信路として使用できるようにしている。

また、第１の中継器７、第２の中継器８、第３の中継器９、第４の中継器１０からの返信を受けることによって、防災無線システム全体が正常に機能しているか否かを把握することができる。すなわち、親局１、中継局２、拡声子局３および戸別受信機４が正常に動作している場合には、操作卓６において、それぞれの中継器から送信される応答信号を受信することができる。そして、問題がある場合（正常に動作していないために応答信号を受信できていない場合）には、第１の通信路５から第２の通信路１１に適宜切替えて、防災無線システムの機能を果たすことができる。また、いずれかの通信路にシステム障害がある場合には、他方の通信路は、修理期間中の代替の通信路として使用できる。また、応答の無い中継局２、拡声子局３または戸別受信機４が存在する場合には、修理を必要とするということを判別して対応することができる。

災害時においても、防災無線システムの親局１、中継局２、拡声子局３、戸別受信機４、およびそれぞれに設けられた第１から第４の中継器７、８、９、１０が、被災や、故障して通信ができない場合には、利用できる回線（通信路）は限られるが、正常に機能する通信路を選択して防災無線システムの機能を維持する必要がある。このために、親局１は、図２に示すように操作される。
図２は、防災情報を通達する場合の通信路の設定の仕方を表したフロー図である。

図２に示すように、災害が発生して情報の通達を開始し（Ｓ０００）、戸別受信機４に防災情報を伝える場合、まずは情報伝達量にゆとりのある防災無線システムの第１の通信路５の使用を優先させ、親局１と戸別受信機４との間の第１の通信路５の使用の可否を確認する（Ｓ１００）。第１の通信路５が使用可能であるならば第１の通信路を選択し（Ｓ１０１）、情報を通知する（Ｓ１０２）。第１の通信路５が使用できない場合には、特定小電力無線の第２の通信路１１を選択し（Ｓ１０３）、第１の中継器７と第４の中継器１０を通して（Ｓ１０４）、災害情報を通知する（Ｓ１０５）。また、親局１と戸別受信機４の通信路の確認と並行して、親局１と拡声子局３の通信路の通信の可否について確認が行われる。すなわち、親局１と拡声子局３の間の第１の通信路５の使用の可否を確認し（Ｓ２００）、第１の通信路５が使用可能であるならば第１の通信路を選択し（Ｓ２０１）、情報を通知する（Ｓ２０２）。第１の通信路５が使用できない場合には、特定小電力無線の第２の通信路１１を選択し（Ｓ２０３）、第１の中継器７と第３の中継器９を通して（Ｓ２０４）、災害情報を通知する（Ｓ２０５）。なお、必要に応じて、中継局２を使用することになる。

災害情報の送信においては、予期できない状態があるので、送信していても届いていないということを防ぐ必要がある。このため、両方の通信を同時に行うこともできる。このことによって、情報の伝達をより確実なものにできる。また、拡声子局３に設けられた特定小電力無線の第２の中継器８においては、親局１からの通信が届いた場合には親局１に着信の信号を発信するようにして、情報が確実に届いたことを確認できるようにすることができる。また、拡声子局３の役割は、親局１から受信した情報をスピーカで音声情報を流すことにあるので、単に情報が確実に届いたということを確認するだけでなく、音声情報を流すという役割を果たしたということを確認できるようにすることもできる。

なお、情報の双方向の通信を行うと、データ量が大きく、伝送速度が遅くなるという問題が発生するが、これに対しては、防災無線による情報は、情報量が多くても確実に伝えるという役割上、削減することは難しいが、特定小電力無線においては、図３に示すように、伝達する要件にコードを割り付けたテーブルを準備することによって、データ量の少ないコードによる伝達を行い、拡声子局３および戸別受信機４において、データテーブルから受信したコードに基づいて一連の音声情報を再生して放送することができる。

特定小電力無線による通信においては、伝送レートが低いため、データ量を小さくすることが好ましく、そのため、コードと音声データのデータテーブルを設定して、このデータテーブルを用いて、送信側で符号化を行う符号化機能を持ち、受信側で復号化を行う復号化機能を持つ符号化復号化装置を受信側（拡声子局または戸別受信機）追加して、コードによる信号を一連の音声情報に変換することができる。
なお、図１において、親局１から拡声子局３および戸別受信機４への第２の通信路１１を図示していないが、図面上省略しただけで、第１の通信路５と同様に、第２の通信路１１を形成している。

本発明の実施の形態１として、防災情報を流す際に、通信経路の確認を行うように説明したが、図１に示す構成のように、特定小電力無線ゲートウェイ機能を有する中継器を実装することによって、所定の期間毎あるいは親局１からの通信を受信し、与えられた役割を果たした後に機器の正常性を送信することができるので、システムの維持管理が容易になるという効果を得ることができる。

防災無線システムに追加する機能として、戸別受信機４または特定小電力無線（ＬＰＷＡＮ）が実装されたセンサ付き端末から通知される情報を収集し、田畑あるいは河川の監視サービス（温度、湿度、水位、水質の変化を知らせるサービス）、環境監視サービス（雨量、水位、大気圧、風向、風速の変化を知らせるサービス）、空気中の汚染物質の監視サービス、橋梁やトンネルを含む、社会インフラ監視サービス（振動、騒音、打音、周囲温度の変化を知らせるサービス）、ＦＡ機器や、ポンプ設備、ロボット監視サービス（振動、騒音、周囲温度、緊急ボタンの変化を知らせるサービス）がある。

これは、所定時間毎の測定値を知らせ、測定値からの注意、警告情報を連絡することになる。この仕組みは、図１に示す構成において、図４に示すように、操作卓６において無線通信端末機５から収集するデータを予め設定し（Ｓ３０１）、所定時間経過毎に（Ｓ３０２）、拡声子局３に通知してデータの送信を指示し（Ｓ３０３）、特定小電力無線によってデータを受信し（Ｓ３０４）、受信したデータを分析して必要な情報を作成し（Ｓ３０５）、拡声子局３に必要な情報を提供する（Ｓ３０６）ことが行われる。なお、この場合のデータの収集は第２の通信路１１によって行い、情報の提供は、第１の通信路５を使用することができる。

無線通信端末機５から収集するデータとしては、例えば、ＧＰＳによる位置情報、温度、湿度、河川・池などの水位、水分、水質、雨量、大気成分、風向、風速、地盤の変形、その他緊急信号が設定される。
このデータの収集は、拡声子局３だけでなく、戸別受信機４、親局１、中継局２に対して同様に通知を行って所定のデータを送信するように指示することができ、このように構成することによって広範囲の情報収集を行うことができる。
なお、所定時間経過毎にデータの送信を指示する（Ｓ３０２）ところを、必要に応じて任意の時に割り込み信号を送信することによって、データの送信を指示することができる。このように、割り込み信号に応じてデータを送信させることによって、臨機応変に情報を収集することが可能になる。

また、所定時間の経過あるいは割り込み信号の有無を判断する以外に、この処理（Ｓ３０２）を、拡声子局３、戸別受信機４、親局１、中継局２のいずれかからの発信の有無を判断として設定して（Ｓ３０７）、拡声子局３、戸別受信機４、親局１、中継局２のいずれかからの信号を受信した場合に、受信したデータを分析して（Ｓ３０８）、必要な動作を実施する（Ｓ３０９）ことができる。

実施の形態２．
実施の形態１として、防災無線システムの全体的な構成について説明した。この実施の形態２では、親局１からの通信に対して、拡声子局３および戸別受信機４が正常に動作することを確認する検査システムについて説明する。なお、拡声子局３および戸別受信機４が正常に動作するか否かの確認は、非常時に確認するものではなく、日頃から正常に動作していることを確認することが必要である。
この確認を行うための構成を図５に示す。図５に示す検査システムは、拡声子局３および戸別受信機４のいずれにも適用できる構成であって、付加設備２００の中、特に付加される中継器７、８、９、１０に内蔵されている。
検査システムは、タイマ５１、メモリ５２、制御装置５３、演算装置５４、送信機５５の機能を備えている。そして、メモリ５２には、動作確認のためのテストプログラムを保有している。

この検査システムのタイマ５１は、所定期間が経てばオン状態となって、メモリ５２の中のテストプログラムが呼び出され、テストプログラムが起動する。テストプログラムの起動に伴い、制御装置５３が制御を開始し、装置各部の状態を数値化して出力させ、まとめる。この装置各部の状態の数値としては、図中に記入しているように、装置の電池電圧、装置の扉の開閉の有無、各種の異変状態の有無、受達確認、受発信確認、ヘルスチェック、緊急ボタンの正常動作、電源設備の状態、吹鳴履歴などである。この装置各部の状態の数値を、演算装置５４において演算処理し、装置各部の状態を表すテーブルを作成し、符号化処理を行い、データを圧縮して送信機５５から、特定小電力無線によって送信する。また送信の履歴をメモリ５２に残し、状態の変化を把握できるようにしている。なお、タイマ５１、メモリ５２、制御装置５３、演算装置５４、送信機５５は、バス５６によって接続されている。

この実施の形態２の、動作確認のためのテストプログラムの起動を、タイマ５１の所定期間による動作に代えて、必要に応じて任意の時に割り込み信号を送信することによって、データの送信を指示することができる。このように、割り込み信号に応じて動作が正常であるか否かの確認を任意に行うことができる。

なお、この説明においては、定期的に検査を行う場合について説明したが、親局１からの信号を受信機５７が受信することをトリガとしてメモリのテストプログラムを起動させ、制御装置５３の制御を開始して、演算装置５４の演算結果を送信機５５から応答信号を、第２の通信路１１を使用して親局１に返す構成にすることができる。この場合には、親局１の起動時に、防災無線システムの動作確認を行うことができ、特に災害が発生した直後の防災情報の通信時にはこのようなシステムが必要になる。

実施の形態３．
実施の形態１の防災無線システムを使用して、特定の個人を見守るサービスを行う場合について、具体的な構成を実施の形態３として説明する。
この見守るサービスは、通学児童、徘徊する可能性のある個人、その他管理を必要とする個人を対象として、特に、個人の位置情報を提供するサービスである。

図６に示すように、防災無線システムの拡声子局３が、分散して配置され、それぞれの拡声子局３による担当領域が設定されている。この拡声子局３に特定小電力無線の第３の中継器９を付加させ、この第３の中継器９によって個人Ａ、Ｂの識別を行い、個人Ａ、Ｂの位置情報を得るものである。個人Ａ、Ｂの位置情報は、個人Ａ、Ｂの保有する携帯電話などの発信機能を有する端末装置であって、端末装置からの特定小電力無線の電波を拡声子局３に付加した第３の中継器９で検出することによって、移動する端末装置が、どの拡声子局３の近くにいるかを把握するものである。一般的に、拡声子局３は、音声の届く距離毎（半径５００ｍ程度）に設けられているので、特定小電力無線の電波を検出することが可能である。

したがって、管理を必要とする個人Ａ、Ｂに、携帯電話あるいは発信機などの端末装置を持たせることによって、この端末装置からの特定小電力無線の電波を拡声子局３に設けられた第３の中継器９によって検出することができるので、端末装置が本来存在する位置に近い拡声子局３を予め登録しておけば、登録していた拡声子局３の担当領域３０から異なる拡声子局３の領域に入った場合には、注意を促すことができる。この図６に示した状態では、個人Ｂが本来存在すべき領域とは異なる領域に入っていることを示している。
また通学児童の場合には、通学路がほぼ決まっているため、その通学路から著しく離れた場合を検出し、注意を促すことが可能である。いずれも、拡声子局３に付加する第３の中継器９の特定小電力無線の検出機能を利用して行うサービスとなる。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素を適宜組み合わせ、あるいは、適宜、変更または省略することが可能である。

１ 親局、２ 中継局、３ 拡声子局、４ 戸別受信機、５ 第１の通信路、
６ 操作卓、７ 第１の中継器、８ 第２の中継器、９ 第３の中継器、
１０ 第４の中継器、１１ 第２の通信路、１２ 無線通信端末機、１３ 送信機、
３０ 担当領域、５１ タイマ、５２ メモリ、５３ 制御装置、
５４ 演算装置、５５ 送信機、５６ バス、５７ 受信機

Claims (7)

1. 親局から、拡声子局または戸別受信機に対して第１の通信路による第１の通信を行う防災無線システムにおいて、前記親局、前記戸別受信機または前記拡声子局に、ゲートウェイ機能を有する無線の中継器が設けられ、前記親局、前記戸別受信機または前記拡声子局との間で双方向の第２の通信を行い得る第２の通信路を備えたことを特徴とする防災無線システム。
2. 前記第２の通信が特定小電力無線通信であることを特徴とする請求項１に記載の防災無線システム。
3. 前記中継器が、動作確認のためのテストプログラムを保有するメモリと、所定期間を経て前記テストプログラムを起動するタイマを有していることを特徴とする請求項１に記載の防災無線システム。
4. 前記中継器が、動作確認のためのテストプログラムを保有するメモリと、割り込み発生毎に、前記テストプログラムを起動する機能を有する事を特徴とする請求項１に記載の防災無線システム。
5. 前記親局からの起動に対して、前記戸別受信機が応答信号を前記第２の通信路を通じて送信することを特徴とする請求項１に記載の防災無線システム。
6. 前記中継器が、外部の無線通信端末機からのデータを受信することを特徴とする請求項１に記載の防災無線システム。
7. 複数の前記拡声子局毎に担当領域が定められ、移動し得る端末装置からの特定小電力無線の電波を前記拡声子局に設けられた前記中継器によって検出し、前記端末装置が前記拡声子局のうちのどの拡声子局の近くにいるかを把握し得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の防災無線システム。

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