JP2010157881A - 通信ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】災害発生時に被災状況の迅速な把握をするための技術を提供する。
【解決手段】防災通信システム１０は、携帯電話の通信網を構成しかつ通信網を監視する通信インフラ監視サーバを備える携帯電話事業者ネットワーク１９０と、業務無線の通信網を構成しかつ通信網を監視する被災者動態監視サーバ及び救護班動態監視サーバを備える消防・防災無線網３００とを備える。そして、携帯電話事業者ネットワーク１９０の通信インフラ監視サーバは、災害発生時に障害の発生しているサービスエリアを特定し、そのサービスエリアを消防・防災無線網３００へ通知する。被災者動態監視サーバ及び救護班動態監視サーバは、管理下にあり無線機に対して障害発生していると特定されたサービスエリアを通知し、無線機がサービスエリア内に位置してセンサ・ネットワークを介してセンサ・ネットワークを構成する携帯電話に関して取得した情報を無線機から取得する。
【選択図】図４

Description

本発明は、通信ネットワークシステムに係り、例えば、大規模な災害が発生したとときに、迅速な救援活動を行うことを支援する被災者情報収集システムとして機能する通信ネットワークシステムに関する。

地震や台風などの災害が発生したときに、迅速な救援活動やインフラの復旧活動のためには、的確な情報の収集が重要となる。一般に、災害が発生した場合には、消防無線や防災無線などの通信システムが利用されている。そして、それらシステムの効果的な活用や、別のシステムと協働により速やかな情報収集を実現するための様々な技術が提案されている。例えば、防災無線システムと携帯電話システムとを融合させた情報伝達システムがある（例えば、特許文献１参照）。この技術では、各システムの長所を生かして、放送音声の届きにくい場所にいる人や、移動している人などに緊急情報を効果的に伝達することができる。
特開２００６−２８７７７１号公報

ところで、大規模災害が発生した場合、被災現場の救援従事者と救援活動の指揮に当たる指揮官との情報伝達は、主に消防無線や防災無線による音声によってなされている。したがって、救援活動の指令本部に一度に伝達することのできる情報量が限られてしまうという課題があった。よって、被災地の被災状況の把握に時間がかかるため、被災者の所在を大局的かつ速やかに把握することが困難であった。また、被災状況を把握する際に、被災地が、建造物が密集している地域か否か等の地理的条件に左右されて、場所によっては新旧の情報が混在してしまうことがある。その結果、救援活動が必要な場所に救援隊を適切に配置・誘導することが非常に困難であるという課題があった。さらに、大規模災害が発生した場合には、無線通信のための各システムの基地局が破損してしまうことが想定されるが、特許文献１に開示の技術では、基地局の破損までは想定されておらず、そのまま適用した場合、十分に対応できないことも想定された。

本発明は、このような従来の事情に鑑みなされたもので、上記課題を解決して、災害発生時に被災状況の迅速な把握をするための技術を提供することを目的とする。

本発明に係る装置は、携帯電話の通信網を構成しかつ前記通信網を監視する携帯電話網監視サーバを備える携帯電話通信システムと、業務無線の通信網を構成しかつ前記通信網を監視する業務無線網管理サーバを備える業務用無線通信システムとを備え、前記携帯電話通信システムと前記業務用無線通信システムとが接続してデータの送受信を行う通信ネットワークシステムであって、前記携帯電話網監視サーバは、障害の発生している携帯電話のサービスエリアを特定し、前記特定したサービスエリアを前記業務無線網管理サーバへ通知し、前記業務無線網管理サーバは、当該業務無線網管理サーバの管理下にあり、ＰＮＤを備えかつセンサ・ネットワークにより前記携帯電話と相互に通信可能な機能を有する無線機に対して、前記障害が発生していると特定された前記携帯電話のサービスエリアを通知し、前記無線機が前記サービスエリア内に位置して前記センサ・ネットワークを介して前記センサ・ネットワークを構成する携帯電話に関して取得した情報を、前記無線機から取得する。

以上、本発明によると、災害発生時に被災状況の迅速な把握をするための技術を提供することができる。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。以下の実施形態では、まず、提案するシステムが適用される状況及びそのときのシステムの概要について説明し、つづいて、具体的な構成及び処理・動作について説明する。

図１は、本実施形態に係る防災通信システム１０が適用されるエリアを例示した地図である。図１（ａ）は、任意に指定した地図であり、図１（ｂ）は、被災者の分布を大まかに示した概念図である。図１（ｂ）において、業務無線向け基地局３０２のサービスエリアを破線で示しており、また、携帯電話向け基地局１０３のサービスエリア（セル）を六角形で示し、さらに、特定された携帯電話の分布を３種類で示すと共に、障害が発生しているサービスエリアが判別可能に示している。さらに図２は、稼働していない携帯電話向け基地局１０３のエリアにおいてセンサ・ネットワークにより取得した被災者分布の概念図である。図２及び後述の図３において、二重丸で示すノードＡが、ネットワーク・コーディネータとなる救援班の業務用携帯型無線機４００を示している。また、黒塗りで示すノードＢがＧＰＳによる位置情報を有しているノード（携帯電話２００）であり、破線で示すノードＣは、ＧＰＳによる位置情報を有していないノード（携帯電話２００）を示している。また、白丸で示すノードＤは、携帯電話通信網１００の携帯電話向け基地局１０３が稼働している隣接エリアのノード（携帯電話２００）を示している。なお、防災通信システム１０、携帯電話向け基地局１０３、業務無線向け基地局３０２等については図４以降で説明する。

大規模な災害が発生したときに、救援者は、後述の消防・防災無線網３００の管制室固定端末３０３を使用して、図１（ａ）に示すような所望のエリアを選択し、携帯電話通信網１００により確認されるユーザの位置情報をもとに、携帯電話向け基地局１０３のサービスエリア単位（セル単位）で被災地域に存在するユーザの分布を表示させる。携帯電話向け基地局１０３が破損等によって稼働していない場合は、基地局情報が把握できないために、稼働していないということが表示される。より具体的には、図１（ｂ）に示すように、被災者の分布密度及び位置登録情報の不明が表示される。そして、携帯電話向け基地局１０３の破損等による非稼働のエリアについては、消防・防災無線網３００で使用される業務用携帯型無線機４００を携帯した救援者が、そのエリアをまわって、センサ・ネットワークを用いてそのエリアに存在する被災者を検出して、消防・防災無線網３００の災害対策用システム３５０に反映させる。

ここでセンサ・ネットワークとは、複数のセンサ（センサ・ネットワーク通信モジュール）がノードとして把握され、それらセンサ同士が中継局を介さずに、アドホックに通信接続して構成されるネットワークをいう。そして、センシングフィールド内に位置情報が既知なノード（ＧＰＳ機能を備えたノード）をランドマークとして配置することで、各ノードの位置情報が推定される。センサ・ネットワークとしては、例えば、ブルートゥース（登録商標）やＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等が例示されるが、ここではＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の機能を用いるものとして説明する。Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）は、家電向けの短距離無線通信規格の一つで、ブルートゥース（登録商標）よりも低速で伝送距離も短いが、代わりに省電力で低コストという特徴を有している。したがって、災害発生時のように、省電力が通常より求められる場合でも、有効に活用することができる。

ここで、図３（ａ）〜（ｃ）を用いて、本実施形態におけるセンサ・ネットワークの利用手法について簡単に説明する。ここでは、図１（ｂ）に示した、携帯電話向け基地局１０３が破損等によって稼働していないサービスエリアＳＡ１の状態を示している。また、被災者の携帯電話２００は、センサ・ネットワーク通信モジュール２０８及びＧＰＳモジュール２０９を備えているものとする。そして、図３（ａ）は、センサ・ネットワーク通信モジュールであるノードが互いに接続されていない状態（センサ・ネットワークが確立していない状態）を示し、図３（ｂ）は、各ノードが接続された状態（センサ・ネットワークが確立した状態）を示している。そして、図３（ｃ）は、図３（ｂ）の状態にネットワーク・コーディネータである救援班（ノードＡ）の業務用携帯型無線機４００がセルの中央に位置してセンサ・ネットワークによる被災者の情報を取得している状態を示している。図３（ｃ）に示すように、救援班のＰＮＤ５００を備える業務用携帯型無線機４００（ノードＡ）が、携帯電話向け基地局１０３が稼働していないサービスエリアＳＡ１に移動することで、そのサービスエリアＳＡ１の携帯電話ユーザの分布が把握し、消防・防災無線網３００を使用して災害対策用システム３５０へ通知できる。

つづいて、より具体的な構成及び動作について説明する。
図４は、防災通信システム１０の概略構成を示す図である。図示のように、防災通信システム１０は、消防・防災無線網３００と携帯電話事業者ネットワーク１９０とを備えている。そして、消防・防災無線網３００と携帯電話事業者ネットワーク１９０は、有線多重回線網、無線多重回線網、及び通信衛星８００のいずれか又は複数を介した衛星回線により通信可能になっている。また、ＧＰＳ衛星７００によるＧＰＳ位置情報が活用される。

図５は、携帯電話事業者ネットワーク１９０の概略構成を示す図である。携帯電話事業者ネットワーク１９０は、携帯電話２００と携帯電話向け基地局１０３を介して通信を行う携帯電話通信網１００と、その通信の制御等を行う携帯電話事業者管理システム６００とを備えている。

携帯電話通信網１００は、移動関門交換機１０１と、携帯電話向け制御局１０２と、携帯電話向け基地局１０３と、位置登録ＤＢ１０４とを備えている。移動関門交換機１０１は、他の電気通信事業者の通信網と相互接続したり，別の通信処理システムと接続する装置である。携帯電話向け制御局１０２は、通常時は所定の時間間隔もしくは常時、携帯電話向け制御局１０２のサービスエリア内に存在する全ての携帯電話２００の位置登録情報を位置登録ＤＢ（データベース）１０４へ通知する。また、災害時には、携帯電話向け制御局１０２は、自身のサービスエリアの携帯電話向け基地局１０３に対して障害発生の有無を問い合わせたり、自己診断を実行して自身の障害発生に関する判定を行い、さらにそれら障害発生に関する情報や位置登録ＤＢ１０４に記録されている位置登録情報を後述の携帯電話事業者管理システム６００の通信インフラ監視サーバ６０５へ通知する。

携帯電話向け基地局１０３は、通常時は、所定の時間間隔または常時、携帯電話向け基地局１０３のサービスエリア内に存在する携帯電話２００の全ての位置登録情報を携帯電話向け制御局１０２へ通知する。また災害発生時は、携帯電話向け基地局１０３は、自己診断を実行して、判定結果を携帯電話向け制御局１０２へ通知する。

位置登録ＤＢ１０４は、携帯電話向け制御局１０２の通知を受けて、所定間隔または常時、携帯電話２００の位置登録情報を更新する。

携帯電話向け基地局１０３は、図示のようにセル（サービスエリア）単位で設けられている。ここでは、第１〜第ＮのセルＣ１〜ＣＮには、それぞれ、第１〜第Ｎの携帯電話向け基地局１０３−１〜１０３−Ｎが設けられている。第１の携帯電話向け基地局１０３−１は、自身のサービスエリア内の第１〜第Ｎの携帯電話２００−１〜２００−Ｎと通信する。なお、第１〜第Ｎの携帯電話２００−１〜２００−Ｎ及び後述の第Ｐ及び第Ｑの携帯電話２００−Ｐ、２００−Ｑを区別しないときは単に携帯電話２００として説明する。

携帯電話事業者管理システム６００は、通信回線網６１０を接続される通信インフラ監視サーバ６０５と、それに接続する位置登録履歴ＤＢ６０６と、障害履歴ＤＢ６０７とを備える。また、携帯電話事業者管理システム６００は、通信衛星８００を介して消防・防災無線網３００と通信接続する衛星系無線伝送装置６０８と、無線多重回線網を介して消防・防災無線網３００と通信接続する地上系無線伝送装置６０９とを備える。さらに、通信回線網６１０には、携帯電話通信網１００の移動関門交換機１０１が接続されたり、また、消防・防災無線網３００の専用デジタル回線網３１４と接続する有線多重回線が接続されている。消防・防災無線網３００と携帯電話事業者管理システム６００は、災害の状況に応じて、衛星回線、無線多重回線網、又は有線多重回線網を選択して通信を行う。

通信インフラ監視サーバ６０５は、携帯電話向け制御局１０２から受信した障害情報を、携帯電話向け制御局１０２のサービスエリア（セル）単位で、障害履歴ＤＢ６０７に記録したり、携帯電話向け制御局１０２から受信した位置登録情報について携帯電話向け制御局１０２のサービスエリア単位で位置登録履歴ＤＢ６０６に記録する。さらに、通信インフラ監視サーバ６０５は、災害発生時には、問い合わせ開始から所定の時間経過しても障害発生情報を送信しない携帯電話向け制御局１０２について、通信できない重大な障害が発生したと見なし、その旨を障害履歴ＤＢ６０７に記録する。さらに、通信インフラ監視サーバ６０５は、障害履歴ＤＢ６０７へ最新の障害状況を問い合わせたり、位置登録履歴ＤＢ６０６へ最新の位置登録情報を問い合わせたり、またさらに、携帯電話向け基地局１０３の最新の稼働状況と位置登録情報をセル単位で併合したりする。

つぎに、図６をもとに消防・防災無線網３００について説明する。図６は、消防・防災無線網３００の概略構成を示す図である。消防・防災無線網３００は、災害対策用システム３５０と、第１〜Ｎの業務無線向け制御局３０１−１〜３０１−Ｎとを備え、それらは専用デジタル回線網３１４に接続されている。また、専用デジタル回線網３１４には、衛星系無線伝送装置３１２や地上系無線伝送装置３１３が接続されている。さらに、第１〜Ｎの業務無線向け制御局３０１−１〜３０１−Ｎには、業務無線向け基地局３０２が接続されている。なお、ここでは、第１の業務無線向け制御局３０１−１に第１〜第Ｎの業務無線向け基地局３０２−１〜３０２−Ｎが接続されている状態を例示している。そして、第１の業務無線向け制御局３０１−１に接続されている第１〜第Ｎの業務無線向け基地局３０２−１〜３０２−Ｎは、第１〜第Ｎの業務用携帯型無線機４００−１〜４００Ｎと接続する。また、第１〜Ｎの業務無線向け制御局３０１−１〜３０１−Ｎを区別しないときは単に「業務無線向け制御局３０１」という。同様に、第１〜第Ｎの業務無線向け基地局３０２−１〜３０２−Ｎを区別しないときは単に「業務無線向け基地局３０２」という。そして、第１〜第Ｎの業務用携帯型無線機４００−１〜４００−Ｎは、それぞれ第１〜第ＮのＰＮＤ５００−１〜５００−Ｎを備えている。なお、第１〜第Ｎの業務用携帯型無線機４００−１〜４００Ｎを区別しないときは単に「業務用携帯型無線機４００」といい、同様に、第１〜第ＮのＰＮＤ５００−１〜５００−Ｎを区別しないときは単に「ＰＮＤ５００」という。

災害対策用システム３５０では、表示部３０４及び操作部３０５と接続する管制室固定端末３０３と、被災者動態監視サーバ３０６と、救護班動態監視サーバ３０７とを、専用デジタル回線網３１４に接続している。さらに、災害対策用システム３５０は、住民情報ＤＢ３０８と、被災者動態情報ＤＢ３０９と、地図情報ＤＢ３１０と、救護班動態情報ＤＢ３１１とを備えている。そして、被災者動態監視サーバ３０６は、住民情報ＤＢ３０８、被災者動態情報ＤＢ３０９、及び地図情報ＤＢ３１０にアクセスし、救護班動態監視サーバ３０７は地図情報ＤＢ３１０と救護班動態情報ＤＢ３１１にアクセスし、各データベースへの所望情報の登録、更新及び利用等の各処理を行う。表示部３０４は、例えば、液晶ディスプレイなどを備えた表示手段である。また、操作部３０５は、キーボードやマウス、表示部３０４と一体に構成されているタッチパネル等のユーザインタフェイスである。なお、後述の携帯電話２００や業務用携帯型無線機４００、ＰＮＤ５００の各表示部２０３，４０３，５０３及び操作部２０４，４０４，５０４も同様である。

つぎに、図７もとに、携帯電話２００の構成について説明する。
携帯電話２００は、一般的な通信機能とともに、ＧＰＳ機能及びセンサ・ネットワーク機能を有している。具体的には、携帯電話２００は、制御部２５０と、通信モジュール２６０と、記憶モジュール２７０と、入出力モジュール２８０と、電源制御部２１４及び充電池２１５を備える。制御部２５０は、主制御部２０１と、信号処理部２０２を備える。通信モジュール２６０は、センサ・ネットワーク通信モジュール２０８と、ＧＰＳモジュール２０９と、ＲＦ部２１０と、デジタル放送受信モジュール２１１とを備える。

主制御部２０１は、携帯電話２００を統括的に制御する。また、信号処理部２０２は、通信のための符号化／複合処理やアプリケーションの実行のために、各種の信号処理を実行する。記憶モジュール２７０は、内蔵メモリ２０５と、メモリカード２０６と、ＵＩＭ（User Identify Module）カード２０７とを備える。ＵＩＭカード２０７は、携帯電話会社が発行する、契約者情報を記録したＩＣカードである。入出力モジュール２８０は、表示部２０３と、操作部２０４と、マイク２１２と、スピーカ２１３とを備える。

つぎに、図８をもとに、業務用携帯型無線機４００及びそれに接続するＰＮＤ５００の構成について説明する。業務用携帯型無線機４００は、一般的なデジタル無線機であって、制御部４５０と、入出力モジュール４８０と、ＲＦ部４０５と、内蔵メモリ４０６と、インタフェイス４１１と、電源制御部４０９及び充電池４１０とを備える。入出力モジュール４８０は、表示部４０３と、操作部４０４と、マイク４０７と、スピーカ４０８とを備えている。制御部４５０は、業務用携帯型無線機４００を統括的に制御するための主制御部４０１と、通信のための各種処理やアプリケーションの実行のために、各種の信号処理を実行する信号処理部４０２とを備えている。

ＰＮＤ５００は、小型のナビゲーション装置であって、制御部５５０と、表示部５０３と、操作部５０４と、内蔵メモリ５０５と、地図記憶装置５０６と、ＧＰＳモジュール５０７と、センサ・ネットワーク通信モジュール５０８と、電源制御部５０９と充電池５１０とを備える。なお、制御部５５０は業務用携帯型無線機４００とインタフェイス４１１により通信可能に接続される。制御部５５０は、ＰＮＤ５００を統括的に制御する主制御部５０１と、ナビゲーションのための処理や業務用携帯型無線機４００との通信のための各種信号処理を行う信号処理部５０２とを備えている。

以上の構成による防災通信システム１０のプロセスのフローを図９〜１６のチャート図を参照して説明する。図９は、通常時であるフェーズ１のときの処理を示している。また、図１０〜図１２は、地震などの災害が発生した後であるフェーズ２のときの処理を示している。さらに、図１３〜図１６は、救援班による被災者の確認作業時であるフェーズ３のときの処理を示している。

災害が発生していないフェーズ１の状態では、携帯電話２００は、所定の時間間隔で、若しくは常時、携帯電話向け基地局１０３への位置登録情報を通知する（Ｓ１０１）。位置登録情報として、捕捉中の制御局識別番号及び基地局識別番号、携帯電話２００の識別番号（ＵＩＭカード２０７の製造番号など）が通知される。そして、携帯電話向け基地局１０３は、所定の時間間隔、若しくは常時、携帯電話向け基地局１０３のサービスエリア内に存在する携帯電話２００全ての位置登録情報を携帯電話向け制御局１０２へ転送する（Ｓ１０２）。つづいて、携帯電話向け制御局１０２は、所定の時間間隔、若しくは常時、携帯電話向け制御局１０２に対して、自身の管理下にある携帯電話向け基地局１０３のサービスエリア内に存在する携帯電話２００の位置登録情報を位置登録ＤＢ１０４へ転送し、位置登録ＤＢ１０４は転送された位置登録情報を所定の時間間隔、若しくは常時更新する（Ｓ１０３）。そして、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０３で示した処理が通常運用時繰り返し実行される。

フェーズ２では、図１（ｂ）に示したような被災者の分布状況を大まかに把握する処理がなされる。まず、図１０をもとに、携帯電話事業者管理システム６００における携帯電話２００に関する情報収集について説明する。携帯電話事業者管理システム６００の通信インフラ監視サーバ６０５は、災害が発生したエリア内に設置された各携帯電話向け制御局１０２へ障害発生の有無を問い合わせる（Ｓ２０１）。問い合わせを受けた携帯電話向け制御局１０２は、携帯電話向け制御局１０２のサービスエリアの携帯電話向け基地局１０３へ障害発生の有無を問い合わせる（Ｓ２０２）。それによって、携帯電話向け基地局１０３は、自己診断を実施して、障害発生の有無の判定を行い、判定結果を携帯電話向け制御局１０２へ通知する（Ｓ２０３）。また、携帯電話向け制御局１０２は、自己診断を実施して、障害発生の有無の判定を行う（Ｓ２０４）。

つづいて、携帯電話向け制御局１０２は、自身の管理下にある携帯電話向け基地局１０３の障害発生状況及び自身の障害発生状況、さらに、位置登録ＤＢ１０４に記録されている位置登録情報を通信インフラ監視サーバ６０５へ通知する（Ｓ２０５）。つまり、送信される情報の項目としては、携帯電話向け制御局１０２からの送信時刻、携帯電話向け制御局１０２の識別番号、携帯電話向け基地局１０３の識別番号、障害発生の有無、障害発生の内容、位置登録情報の件数、携帯電話２００の識別番号である。

携帯電話向け制御局１０２から上記の情報を取得すると、通信インフラ監視サーバ６０５は、携帯電話向け制御局１０２から受診した障害発生状況について携帯電話向け基地局１０３のサービスエリア単位で、障害履歴ＤＢ６０７へ記録する（Ｓ２０６）。障害履歴ＤＢ６０７に記録される情報の項目としては、携帯電話向け制御局１０２からの送信時刻、携帯電話向け制御局１０２の識別番号、携帯電話向け基地局１０３の識別番号、障害発生の有無、障害発生の内容である。また、通信インフラ監視サーバ６０５は、携帯電話向け制御局１０２から取得した位置登録情報について、携帯電話向け基地局１０３のサービスエリア単位で、位置登録履歴ＤＢ６０６に記録する（Ｓ２０７）。位置登録履歴ＤＢ６０６に記録される情報の項目としては、携帯電話向け制御局１０２からの送信時刻、携帯電話向け制御局１０２の識別番号、携帯電話向け基地局１０３の識別番号、位置登録情報の件数、携帯電話２００の識別番号などである。

通信インフラ監視サーバ６０５は、問い合わせ開始から所定の時間を経過しても障害発生情報を送信しない携帯電話向け制御局１０２について、通信できない重大な障害が発生したと見なして、「障害有り」として障害履歴ＤＢ６０７へ記録する（Ｓ２０８）。そして、通信インフラ監視サーバ６０５は、上記Ｓ２０１〜Ｓ２０８を繰り返して実行する（Ｓ２０９）。

つづいて、図１１をもとに、消防・防災無線網３００における処理について説明する。
消防・防災無線網３００の被災者動態監視サーバ３０６は、通信インフラ監視サーバ６０５へ携帯電話２００のサービスエリアの稼働状況と位置登録情報とを問い合わせる（Ｓ２１０）。なお、消防・防災無線網３００と携帯電話事業者管理システム６００との間のデータ伝送は、上述したように、例えばインターネットなどの有線多重回線網を使った伝送や、無線多重回線網による直接的な伝送、通信衛星８００を介した衛星回線の多重回線網による間接的な伝送によりなされる。

つぎに、通信インフラ監視サーバ６０５は、障害履歴ＤＢ６０７へ最新の障害情報を問い合わせるとともに、位置登録履歴ＤＢ６０６に最新の位置登録情報を問い合わせる（Ｓ２１１）。ここで問い合わせがなされる障害情報及び位置登録情報は、サービスエリア（セル）単位の情報である。

問い合わせを受けた障害履歴ＤＢ６０７は、サービスエリア単位で最新の障害情報を通信インフラ監視サーバ６０５へ通知する（Ｓ２１２）。ここで通知される情報の項目は、例えば、携帯電話向け制御局１０２からの送信時刻、携帯電話向け制御局１０２の識別番号、携帯電話向け基地局１０３の識別番号、障害発生の有無、障害発生の内容である。また、位置登録履歴ＤＢ６０６は、サービスエリア単位で最新の位置登録情報を、通信インフラ監視サーバ６０５へ通知する（Ｓ２１３）。ここで通知される情報の項目は、携帯電話向け制御局１０２からの送信時刻、携帯電話向け制御局１０２の識別番号、携帯電話向け基地局１０３の識別番号、障害発生の有無、障害発生の内容、位置登録情報の件数、及び携帯電話２００の識別番号である。

通信インフラ監視サーバ６０５は、携帯電話向け制御局１０２及び携帯電話向け基地局１０３の各識別番号と、携帯電話向け制御局１０２からの送信時刻をキーとして、携帯電話向け基地局１０３の最新の稼働状況をサービスエリア単位で併合する（Ｓ２１４）。つまり、障害履歴ＤＢ６０７からの情報と位置登録履歴ＤＢ６０６からの情報とを一つの統合データに併合する。

つぎに、図１２のチャート図の説明に移る。
統合データが生成されると、通信インフラ監視サーバ６０５は、サービスエリア単位で併合した統合データ、つまり携帯電話向け基地局１０３の最新の稼働状況と位置登録情報を被災者動態監視サーバ３０６へ送信する（Ｓ２１５）。被災者動態監視サーバ３０６は、上記の情報を受信すると、携帯電話向け基地局１０３の最新の稼働状況と携帯電話２００を被災者動態情報ＤＢ３０９へ転送し、被災者動態情報ＤＢ３０９はその稼働状況及び位置登録情報を記録する（Ｓ２１６）。Ｓ２１５及び２１６で送信される情報の項目は、例えば、携帯電話向け制御局１０２からの送信時刻、携帯電話向け制御局１０２の識別番号、携帯電話向け基地局１０３の識別番号、携帯電話向け基地局１０３の稼働状況、障害発生の有無、障害発生の内容、位置登録情報の件数、及び携帯電話２００の識別番号である。

つぎに、災害対策用システム３５０を操作する管制官は、操作部３０５を介して管制室固定端末３０３を操作して被災者の大まかな分布を知りたい任意の地域を指定する（Ｓ２１７）。その操作を受けて管制室固定端末３０３は、被災者動態監視サーバ３０６に対して、被災者の大まかな分布状況を問い合わせる（Ｓ２１８）。そして、被災者動態監視サーバ３０６は、被災者動態情報ＤＢ３０９へ指定された地域に設置されている携帯電話向け基地局１０３の稼働状況と位置登録情報とを問い合わせ（Ｓ２１９）、さらに、地図情報ＤＢ３１０に対して、指定された地域の地図情報を問い合わせる（Ｓ２２０）。

被災者動態監視サーバ３０６から問い合わせを受けて、被災者動態情報ＤＢ３０９は、指定された地域に設置されている携帯電話向け基地局１０３の稼働状況と位置登録情報を被災者動態監視サーバ３０６へ送信する（Ｓ２２１）。同様に、地図情報ＤＢ３１０は、指定された地域の地図情報を被災者動態監視サーバ３０６へ送信する（Ｓ２２２）。

被災者動態情報ＤＢ３０９及び地図情報ＤＢ３１０から上記の情報を受けると、被災者動態監視サーバ３０６は、携帯電話向け基地局１０３の稼働状況と携帯電話２００に関する位置登録情報を電子地図上にマッピングし、ＧＩＳ（Geographic Information System）データを作成して（Ｓ２２３）、管制室固定端末３０３へ送信する（Ｓ２２４）。そして、管制室固定端末３０３は、管制官に対して表示部３０４を介して、被災者の大まかな分布を表示する（Ｓ２２５）。例えば、上述した図１（ｂ）の様に被災者の分布が示される。

つづいて、図１３〜図１５をもとにフェーズ３の処理について説明する。この処理は、稼働していない携帯電話向け基地局１０３のサービスエリアにおける被災者の分布調査時の処理である。救護班は、ＧＰＳ機能を有するＰＮＤ５００を備えた業務用携帯型無線機４００を携帯して被災地の調査を行う。

まず、図１３のＧＰＳ機能を有するＰＮＤ５００は、所定の時間間隔で、ＧＰＳ衛星７００の信号から自身の位置情報（緯度経度等）を算出し（Ｓ３０１ａ）、接続されている業務用携帯型無線機４００を介して救護班動態監視サーバ３０７へ位置情報を送信する（Ｓ３０１ｂ）。このとき、業務用携帯型無線機４００は、自身の識別番号及び捕捉している業務無線向け制御局３０１と業務無線向け基地局３０２の各識別番号を位置情報に付与して送信する。

つぎに、救護班動態監視サーバ３０７は、救護班動態情報ＤＢ３１１に対して各ＰＮＤ５００の位置情報を記録する（Ｓ３０２）。

つづいて、図１４をもとに救護班動態監視サーバ３０７の処理に着目して説明する。
救護班動態監視サーバ３０７は、被災者動態監視サーバ３０６に対して、位置登録情報が未取得となっている携帯電話２００のサービスエリアを問い合わせる（Ｓ３０３）。問い合わせを受けると、被災者動態監視サーバ３０６は、被災者動態情報ＤＢ３０９にアクセスして、位置登録情報が未取得となっている携帯電話向け基地局１０３の識別番号を検索する（Ｓ３０４）。被災者動態情報ＤＢ３０９は、被災者動態監視サーバ３０６に対してその要求に応じて位置登録情報が未取得となっている携帯電話向け基地局１０３の識別番号のリストを送信する（Ｓ３０５）。

つぎに、被災者動態監視サーバ３０６は、地図情報ＤＢ３１０に対して、携帯電話向け基地局１０３の識別番号のリストに基づいて、位置登録情報が未取得のサービスエリアの範囲を問い合わせる（Ｓ３０６）。問い合わせを受けると、地図情報ＤＢ３１０は、被災者動態監視サーバ３０６に対して、位置登録情報が未取得のサービスエリアの位置情報（例えば住所や緯度経度）を送信する（Ｓ３０７）。そして、被災者動態監視サーバ３０６は、救護班動態監視サーバ３０７に対して、位置登録情報が未取得のサービスエリアの位置情報を送信する（Ｓ３０８）。

つづいて、救護班動態監視サーバ３０７は、救護班動態情報ＤＢ３１１に対して、ＰＮＤ５００全数の最新の位置を問い合わせる（Ｓ３０９）。その問い合わせを受けると、救護班動態情報ＤＢ３１１は、救護班動態監視サーバ３０７に対して、ＰＮＤ５００全数の最新の位置情報（緯度経度）と業務用携帯型無線機４００の識別番号のリストを送信する（Ｓ３１０）。そして、救護班動態監視サーバ３０７は、位置登録情報が未取得のサービスエリアの近い場所にあるＰＮＤ５００を検索するとともに、防災ヘリや航空写真などの手段で情報収集した結果を基に、最適な移動経路を算出する（Ｓ３１１）。

救護班動態監視サーバ３０７は、検索したＰＮＤ５００（第１〜第ＮのＧＰＳ機能付ＰＮＤ５００−１〜５００−Ｎ）に対して、位置登録情報が未取得となっているサービスエリアの位置情報と移動経路情報を送信する（Ｓ３１２）。

つづいて、図１５のチャート図により、救護班動態監視サーバ３０７から上記情報を取得した業務用携帯型無線機４００の処理に着目して説明する。ＰＮＤ５００の主制御部５０１は、業務用携帯型無線機４００を介して受信した当該サービスエリアの位置情報と移動経路情報とを内蔵メモリ５０５に記録するとともに、主制御部５０１は、ＧＰＳモジュール５０７を介して取得した位置情報を始点として、内蔵メモリ５０５に記録した移動経路情報を表示部５０３に示すことにより、救援班を位置登録情報が未取得となっているサービスエリアに誘導する（Ｓ３１３）。

ＰＮＤ５００の主制御部５０１は、救護班を誘導中に、ＧＰＳモジュール５０７を介して取得した位置情報と、当該サービスエリアの位置情報とを比較して、目的とするサービスエリアの範囲内に位置しているか、逐次判定する（Ｓ３１４）。また、主制御部５０１は、目的とするサービスエリアに到達したと判断したら、センサ・ネットワーク通信モジュール５０８を起動させる。そして、センサ・ネットワーク通信モジュール５０８は、周辺に存在する複数の携帯電話２００のセンサ・ネットワーク通信モジュール２０８との間に、図３に示したように、メッシュ構造の通信ネットワーク（センサ・ネットワーク）を確立させる（Ｓ３１５）。センサ・ネットワークとして上述したＺｉｇｂｅｅ（登録商標）について例示すると、ＰＮＤ５００のセンサ・ネットワーク通信モジュール５０８は、ネットワーク・コーディネータとして機能する。また、携帯電話２００のセンサ・ネットワーク通信モジュール２０８は、フル機能ディバイスとして機能する。

センサ・ネットワークが確立すると、ＰＮＤ５００の主制御部５０１は、自身のセンサ・ネットワーク通信モジュール５０８を介して、携帯電話２００のセンサ・ネットワーク通信モジュール２０８と通信して、携帯電話２００の識別番号（ＵＩＭカード２０７の製造番号）と位置情報を問い合わせる（Ｓ３１６）。

センサ・ネットワークを構成している複数の携帯電話２００において、主制御部２０１は、ＵＩＭカード２０７から製造番号を読み出し、ＧＰＳ信号により位置情報を算出し、その後、センサ・ネットワーク通信モジュール２０８及びセンサ・ネットワーク通信モジュール５０８を介して、以下の１）〜５）の情報を送信する（Ｓ３１７）。
１）携帯電話２００の識別番号（ＵＩＭカード２０７の製造番号）
２）ＧＰＳによる位置情報
３）位置登録情報
（携帯電話向け制御局１０２及び携帯電話向け基地局１０３の識別番号）
４）隣接する携帯電話２００の数（直接リンクしているノード数）
５）隣接する携帯電話２００の識別番号（ＵＩＭカード２０７の製造番号）
なお、携帯電話２００がＧＰＳ衛星７００の信号を受信できない屋内にある等のため、ＧＰＳによる位置情報を算出できない場合は、ＧＰＳによる位置情報はヌル値「ＮＵＬＬ−Ａ」に設定される。また、携帯電話向け基地局１０３のサービスエリア外となっている、つまり、障害等で携帯電話向け基地局１０３を経由して通信できない状態になっている場合には、位置登録情報はヌル値「ＮＵＬＬ−Ｂ」に設定される。

つづいて、ＰＮＤ５００の主制御部５０１は、携帯電話２００から取得した識別情報（ＵＩＭカード２０７の製造番号）のうち、位置登録情報がヌル値（ＮＵＬＬ−Ｂ）となっている件数をカウントし（Ｓ３１８）、救護班動態監視サーバ３０７に対して、携帯電話２００の識別番号の件数を送信する（Ｓ３１９）。そして、救護班動態監視サーバ３０７は、被災者動態監視サーバ３０６に対して、受信した携帯電話２００の件数を送信する（Ｓ３２０）。

最後に、図１６をもとに表示部３０４へのＧＩＳデータ表示について説明する。
被災者動態監視サーバ３０６は、位置登録情報が未取得となっているサービスエリアの箇所に対して、携帯電話２００の識別番号の件数を電子地図上にマッピングして、ＧＩＳデータを更新し（Ｓ３２１ａ）、さらに作成したＧＩＳデータを管制室固定端末３０３へ送信する（Ｓ３２１ｂ）。管制室固定端末３０３は、管制官に対して表示部３０４を介して、更新された被災者の大まかな分布状況を表示する（Ｓ３２２）。

以上、本実施形態によれば、地震等の災害が発生した直後に、携帯電話事業者が管理する携帯電話２００の最新の位置登録情報を救援活動の指揮に当たる地方自治体や消防局などに提供することで、被災者が所在している大まかな分布を短時間で把握することを可能にすることができる。また、携帯電話事業者の通信システム（携帯電話事業者ネットワーク１９０）と、地方自治体あるいは消防局の通信システム（消防・防災無線網３００）との間に、有線系または無線系などの多重回線を複数構築して、被災状況に応じて回線を選択することによって、いずれかの多重回線が障害によって使用できなくなっても、両者間で情報のやり取りができるようにすることで、システムの可用性が高くなる。また、予め携帯電話２００にＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等のセンサ・ネットワーク通信モジュール２０８を内蔵させておき、同様にセンサ・ネットワーク通信モジュール５０８を内蔵したＰＮＤ５００を始点としてセンサ・ネットワークを構築し、当該センサ・ネットワークのノード数を調べることで、地震等の影響により、携帯電話向け制御局１０２や携帯電話向け基地局１０３等の破損等で、当該携帯電話向け基地局１０３がカバーするサービスエリア内の位置登録情報が取得できない場合でも、当該サービスエリア内に存在する携帯電話２００の台数（被災者の数）について、時間をかけず把握することができる。

また、センサ・ネットワークを介して、個々の携帯電話２００が持っているＧＰＳ機能等によって特定される位置情報を吸い上げることで、携帯電話２００の所在地、つまり被災者の分布をより詳細に把握することができる。ＰＮＤ５００と業務用携帯型無線機４００との間にデータ転送用のインタフェイスを持たせておくことで、ＰＮＤ５００で収集したサービスエリア内の携帯電話２００の台数及びＧＰＳによる位置情報を業務用携帯型無線機４００を介して、救援活動を指揮する地方自治体又は消防局等の指令本部へ送信できることができるので、音声よりも密度の高い情報を伝達できる。さらに、携帯電話事業者から提供された位置登録情報のうち、情報が欠落したエリアがあった場合でも、センサ・ネットワークと業務様無線システム（消防・防災無線網３００）を用いることで、欠落した情報を補完することができる。さらにまた、ＰＮＤ５００は、ＧＰＳ等により自身の位置を算出して、消防・防災無線網３００の指令本部に対して消防・防災無線網３００を介して自身の位置情報（救援班の所在地）を定期的に通知する。その通知を受けて指令本部は、情報収集や救援活動が必要なエリアの近隣にいる救護班を選択して、消防・防災無線網３００を介して、選択した救護班のＰＮＤ５００に目的地情報を送信することで、当該エリアまで速やかに救援班を誘導することができる。このように、消防・防災無線網３００を介して位置情報のデータのやり取りを行うことで、音声のやり取りに比べ、情報収集や救援活動が必要な場所に救援隊を適切に誘導及び配置することが容易となる。

以上、本実施形態の概要をまとめると、次の通りである。
本実施形態のシステムは、携帯電話の通信網を構成しかつ前記通信網を監視する携帯電話網監視サーバを備える携帯電話通信システムと、業務無線の通信網を構成しかつ前記通信網を監視する業務無線網管理サーバを備える業務用無線通信システムとを備え、前記携帯電話通信システムと前記業務用無線通信システムとが接続してデータの送受信を行う通信ネットワークシステムに関する。この通信ネットワークシステムでは、前記携帯電話網監視サーバは、障害の発生している携帯電話のサービスエリアを特定し、前記特定したサービスエリアを前記業務無線網管理サーバへ通知し、前記業務無線網管理サーバは、当該業務無線網管理サーバの管理下にあり、ＰＮＤを備えかつセンサ・ネットワークにより前記携帯電話と相互に通信可能な機能を有する無線機に対して、前記障害が発生していると特定された前記携帯電話のサービスエリアを通知し、前記無線機が前記サービスエリア内に位置して前記センサ・ネットワークを介して前記センサ・ネットワークを構成する携帯電話に関して取得した情報を、前記無線機から取得する。
また、前記業務無線網管理サーバは、前記無線機から取得した、前記障害が発生したサービスエリアにおいて前記センサ・ネットワークを構成する携帯電話に関して取得した情報をもとに、前記障害が発生したサービスエリアの携帯電話に関する情報が反映された地図情報を所定の表示手段に出力する。
また、前記センサ・ネットワークを構成する携帯電話に関して取得した情報は、前記携帯電話がＧＰＳ機能をもとに得た位置情報を含む。
また、前記センサ・ネットワークを構成する携帯電話に関して取得した情報は、前記携帯電話番号の識別番号を備える。
また、前記前記携帯電話通信システムは、災害が発生したときに、前記業務無線網管理サーバに対して、前記携帯電話通信システムの管理化にある前記携帯電話の位置登録情報に関する情報を通知する。
また、携帯電話通信システムと、前記業務用無線通信システムとは、複数種類の通信回線で接続されている。
また、前記障害が発生しているサービスエリアは、前記携帯電話通信システムの制御局または基地局単位で把握される。

発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施形態に係る、防災通信システムが適用されるエリアを例示した地図である。 実施形態に係る、稼働していない携帯電話向け基地局のエリアにおいてセンサ・ネットワークにより取得した被災者分布の概念図である。 実施形態に係る、センサ・ネットワークの利用手法について説明するための図である。 実施形態に係る、防災通信システムの概略構成を示す図である。 実施形態に係る、携帯電話事業者ネットワークの概略構成を示す図である。 実施形態に係る、消防・防災無線網の概略構成を示す図である。 実施形態に係る、携帯電話の概略構成を示す機能ブロック図である。 実施形態に係る、業務用携帯型無線機とそれに接続しているＰＮＤの機能ブロック図である。 実施形態に係る、通常時であるフェーズ１のときの処理を示したチャート図である。 実施形態に係る、地震などの災害が発生した後であるフェーズ２のときの第１の処理を示したチャート図である。 実施形態に係る、地震などの災害が発生した後であるフェーズ２のときの第２の処理を示したチャート図である。 実施形態に係る、地震などの災害が発生した後であるフェーズ２のときの第３の処理を示したチャート図である。 実施形態に係る、救援班による被災者の確認作業時であるフェーズ３のときの第１の処理を示したチャート図である。 実施形態に係る、救援班による被災者の確認作業時であるフェーズ３のときの第２の処理を示したチャート図である。 実施形態に係る、救援班による被災者の確認作業時であるフェーズ３のときの第３の処理を示したチャート図である。 実施形態に係る、救援班による被災者の確認作業時であるフェーズ３のときの第４の処理を示したチャート図である。

符号の説明

１０ 防災通信システム
１０２ 携帯電話向け制御局
１０３ 携帯電話向け基地局
１０４ 位置登録ＤＢ
１９０ 携帯電話事業者ネットワーク
２００ 携帯電話
２０２ 信号処理部
２０７ ＵＩＭカード
２０８ センサ・ネットワーク通信モジュール
２０９ ＧＰＳモジュール
３０１ 業務無線向け制御局
３０２ 業務無線向け基地局
３０３ 管制室固定端末
３０６ 被災者動態監視サーバ
３０７ 救護班動態監視サーバ
３０８ 住民情報ＤＢ
３０９ 被災者動態情報ＤＢ
３１０ 地図情報ＤＢ
３１１ 救護班動態情報ＤＢ
３１２ 衛星系無線伝送装置
３１３ 地上系無線伝送装置
３５０ 災害対策用システム
４００ 業務用携帯型無線機
４０２ 信号処理部
５００ ＰＮＤ
５０２ 信号処理部
５０５ 内蔵メモリ
５０６ 地図記憶装置
５０７ ＧＰＳモジュール
５０８ センサ・ネットワーク通信モジュール
６００ 携帯電話事業者管理システム
６０５ 通信インフラ監視サーバ
６０６ 位置登録履歴ＤＢ
６０７ 障害履歴ＤＢ

Claims (1)

1. 携帯電話の通信網を構成しかつ前記通信網を監視する携帯電話網監視サーバを備える携帯電話通信システムと、業務無線の通信網を構成しかつ前記通信網を監視する業務無線網管理サーバを備える業務用無線通信システムとを備え、前記携帯電話通信システムと前記業務用無線通信システムとが接続してデータの送受信を行う通信ネットワークシステムであって、
   前記携帯電話網監視サーバは、障害の発生している携帯電話のサービスエリアを特定し、前記特定したサービスエリアを前記業務無線網管理サーバへ通知し、
   前記業務無線網管理サーバは、当該業務無線網管理サーバの管理下にあり、ＰＮＤを備えかつセンサ・ネットワークにより前記携帯電話と相互に通信可能な機能を有する無線機に対して、前記障害が発生していると特定された前記携帯電話のサービスエリアを通知し、前記無線機が前記サービスエリア内に位置して前記センサ・ネットワークを介して前記センサ・ネットワークを構成する携帯電話に関して取得した情報を、前記無線機から取得する
   ことを特徴とする通信ネットワークシステム。

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