通信容量を拡大した高度化光ビーコンの開発
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- みさき わしあし
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1 情報通信 Advanced Infrared Beacon with Increased Communication Capacity 葉山 * 幸治 白永英晃 三宅一正 Koji Hayama Hideaki Shiranaga Kazumasa Miyake 谷口 裕一 Yuichi Taniguchi 1990 年代初頭から整備されてきた光ビーコンが 整備開始から約 20 年の歳月が経過し 更新時期を迎えている 既設光ビーコンの更新にあたり 通信容量を拡大した高度化光ビーコンを開発した 拡大した通信容量を利用し 信号制御の高度化や詳細な交通情報の提供を実現するための車両の通行軌跡情報を収集できる また 高度化光ビーコンは 信号灯色の変更スケジュールから生成した路線信号情報をもとにドライバにエコ運転を促す信号情報活用支援システム (SIDS) にも利用できる 本稿では高度化光ビーコンの概要 開発するにあたって求められる要件 そのための課題および解決に向けて取り組んだ内容について報告する Infrared beacons have been installed on roads since the beginning of the 1990s, many of which are now reaching the point when they need to be replaced. For the replacement, we have developed an advanced infrared beacon that has increased communication capacity. It enables upgraded traffic signal control and provides detailed traffic information by collecting tracking data of vehicles. The beacon can be also used for the signal information drive system (SIDS), which promotes eco driving by providing drivers with signal information on the route. This paper outlines the advanced infrared beacon, the development challenges and our manufacturing efforts. キーワード : 光ビーコン 通信容量 通信速度 通信エリア 1. 緒言 交通の安全と円滑 環境の保護などを目指した新交通管理システム (UTMS; Universal Traffic Management Systems) のキーインフラとして 車両 ( 車載機 ) と近赤外線 ( 光 ) を用いて双方向通信を行う路側装置 光ビーコン が 1990 年代初頭から整備されてきた 光ビーコンは 交通情報提供システム (AMIS; Advanced Mobile Information Systems) 公共車両優先システム(PTPS; Public Transportation Priority Systems) 車両運行管理システム (MOCS; Mobile Operation Control Systems) 現場急行支援システム (FAST; FAST emergency vehicle preemption systems) 等のUTMSのサブシステムにおいて幅広く利用されており 2011 年 3 月時点で全国に54,000 基 ( 投受光器数でカウント ) が整備されている しかし 整備開始から約 20 年の歳月が経過し 老朽化してきているため 順次更新時期を迎えている 主管官庁である警察庁は 光ビーコンの更新にあたり 機能 性能を向上することを検討した その結果 車両の通行軌跡情報である履歴プローブ情報を収集して信号制御の高度化を図り エコ運転に利用可能な路線信号情報を車両 ( 車載機 ) に提供する信号情報活用運転支援システム (SIDS; Signal Information Drive System) に利用でき (1) る 高度化光ビーコン の仕様書を 2013 年 3 月に発行した その仕様書に基づいて 2013 年度下期の出荷に向けて高度化光ビーコンの開発を進めた 本稿では 開発するに あたり求められる要件と そのための課題および解決に向けて取り組んだ内容について報告する 2. 高度化光ビーコンとは 2 1 光ビーコン光ビーコンとは 近赤外線を媒体とし 路上に設置された投受光器と車載機の間で双方向通信を行う路側装置である 光ビーコンから車載機への情報を伝送する通信回線をダウンリンク (DL; Down-Link) 車載機から光ビーコンへ情報を伝送する通信回線をアップリンク (UL; Up-Link) という 光ビーコンの基本機能 (AMIS 機能 ) は UL 情報として 車両の光ビーコン間の旅行時間情報などを車載機から収集し 一方 DL 情報として 光ビーコン設置区間の道路交通情報や旅行時間情報などを車載機に提供する路車間通信機能である さらに 付加機能として 公共バス トラック 緊急車両といった特殊車両に搭載されている車載機と通信した場合に 特殊車両専用のサービスを提供する各種機能 (PTPS 1, MOCS 2, FAST 3 ) がある 特殊車両用車載機からのUL 情報を受信した光ビーコンは特殊車両専用のDL 情報への切り替えや 信号制御機と連携して特殊車両が安全に交差点を通過できるような信号制御を行う また 別の付加機能として 投受光器の下を通過する車両台数を計 72
2 測する車両感知機能も有している 2 2 信号情報活用運転支援システム (SIDS) 光ビーコンの更新にあたり 高度化光ビーコンで実施する機能として SIDSが追加された 以下 SIDSの概要について記す 高度化光ビーコンでは UL 情報として 従来の光ビーコン間の車両旅行時間だけでなく 光ビーコン間を車両がどのように走行してきたかという通行軌跡を時刻ごとに位置座標で表現する履歴プローブ情報を収集する機能が追加になった 収集した履歴プローブ情報は 交通管制センター内にある中央装置などで処理して利用することで 信号制御の高度化や 提供する交通情報の精度向上に寄与する 一方 履歴プローブ情報を送信する車載機 ( 高度化光ビーコンに対応する新車載機 ) に対して 高度化光ビーコンは これからの信号灯色の変更スケジュールから生成した路線信号情報をDL 情報として提供する 路線信号情報を受信した車載機は これから通行する前方交差点を青信号で通過するためにはどのような速度で走行すればよいかを示す情報 ( ノンストップ通過支援 ) や 逆に前方交差点がもうすぐ赤信号になるため減速を促す情報 ( 赤信号減速支援 ) を あるいは赤信号で停止中にもうすぐ青信号になることを伝えて発進準備を促す情報 ( 発進遅れ防止支援 ) を ナビ画面などを通じてドライバに提供することでエコ運転や安全運転を促進する ( 図 1) ローブ情報を含めて最大 955Byteで およそ 16 倍になっている 一方 高度化光ビーコンの DL 情報のデータサイズは従来光ビーコンと同じく最大 9840Byteである ( 表 1) (2) 表 1 データサイズの比較光ビーコンと車両 ( 車載機 ) は近赤外線 ( 光 ) を介して通信を行うため 光が直接届く範囲 ( 通信エリア ) でしか通信ができない 一方で車両は走行しているため 通信エリア内に存在している時間 すなわち通信が可能な時間が限られる この限られた時間でデータサイズが増加したUL 情報の通信を行うために UL 通信速度の高速化 ( 従来 64kbps 高度化 256kbps) と UL 通信エリアの拡大 ( 従来 3.4m~5.0m( 投受光器真下から上流方向を正として表現 以下同様 ) 高度化 3.4m~6.0m) およびDL 通信エリアの拡大 ( 従来 1.3m~5.0m 高度化 0.7m~6.0m) が必要であった また UL 通信速度については 既販の従来光ビーコン用の車載機に対する通信互換性を確保するため 従来光ビーコンと同じ64kbpsのUL 情報も受信する必要があり 2 種類の通信速度に対応することが求められる なお DL 通信速度は従来光ビーコンから変わらず1024kbps のままである さらに 近年 車両フロントガラスの赤外線透過率が低減する傾向にあるが その対策として ULの受信感度向上 ( 従来 0.5µW/cm 2 高度化 0.3µW/cm 2 ) と DL の到達光量の増加 ( 従来 3.0µW/cm 2 高度化 4.5µW/cm 2 ) も必要であった ( 表 2) (1) (2) 表 2 通信速度と通信エリアの比較 図 1 路線信号情報の活用イメージ 2 3 従来光ビーコンと高度化光ビーコンの比較前述のように 高度化光ビーコンでは SIDS 用の路線信号情報を提供する条件となっている履歴プローブ情報を UL 情報として収集することが必要になった 従来光ビーコンのUL 情報のデータサイズは最大 59Byte( ヘッダ部を除く実データ部のサイズ 以下同様 ) であるのに対し 高度化光ビーコンの UL 情報のデータサイズは追加になった履歴プ 上記の通信速度と通信エリアを有効活用し さらに従来光ビーコン用の既販車載機との通信互換性を保つため 光ビーコンと車載機間の通信手順も変更となった (1) (2) その詳細については割愛するが 通信手順の変更に伴い 64kbpsのUL 上流端と256kbpsのUL 上流端はそれぞれの通信エリアの規定を満たしつつ さらに256kbpsのUL 受信エリアの上流端は 64kbpsのUL 受信エリアの上流端と同等もしくは上流側であることも必要条件となっている (2) 2014 年 7 月 S E I テクニカルレビュー 第 185 号 73
3 3. 高度化光ビーコンの開発 3 1 開発にあたっての課題高度化光ビーコンを開発するにあたり 各要件に対応するための主な課題は UL 通信速度の高速化対応 と UL 受信感度の向上 および DL 到達光量の増加 であった 以下 各課題の詳細と その解決に向けた取り組みについて記す 3 2 アップリンク通信速度の高速化対応前述のように 高度化光ビーコンは 従来の 64kbpsの UL 信号と 256kbpsの高速 UL 信号の2 種類のUL 通信速度に対応する必要があった そのための回路構成としては フォトダイオード (PD; Photo Diode) で受光した UL 信号を 増幅回路 フィルタ回路 を介して二値化した上で 通信 ICにていずれの通信速度かを判断したうえで受信するのが最もシンプルな構成である ( パターン1: 図 2) しかし 異なる2 種類の通信速度のUL 信号を 同一の増幅回路やフィルタ回路でそれぞれ所望のレベルに調整することは非常に困難であった 度の向上を図った しかし 光ビーコン自身が放射している DL 光の路面などからの反射光をノイズとして受信してしまう課題があった その対策としてDL 光の主要な周波数成分である1024kHz と512kHz(DL 信号がマンチェスタ符号のため ) を効率よく除去できるフィルタ回路の設計が必要となった 反射 DL 光の周波数成分を含む高周波成分をカットするローパスフィルタ ( 図 4 右 ) に加え 1024kHz 付近と512kHz 付近を集中的に減衰させるトラップ回路 ( 図 4 左 ) を用いることで対応した その際 ローパスフィルタとトラップ回路でともに使用するコイルを共用する ( 図 4 下 ) ことで限られた部品実装スペースを有効活用するとともに部品コストも削減した さらに 256kbpsのUL 受信エリアの上流端が64kbpsのUL 受信エリアの上流端よりも上流側になるように 各回路定数を調整したうえで 実装した 図 2 UL 受光部の回路構成 ( パターン 1) このため 増幅回路以降の部分を二重化した 増幅回路やフィルタ回路をそれぞれ64kbpsと256kbpsの信号用に特化することができ アナログ的な各信号のレベル調整を比較的容易に実現することができるようになった ( パターン2: 図 3) これによって 異なる2 種類の通信速度のUL 信号を受信することを実現した 図 4 フィルタ回路 図 3 UL 受光部の回路構成 ( パターン 2) 3 3 アップリンク受信感度の向上 UL 受光回路の増幅回路とフィルタ回路の回路定数をそれぞれ最適化することでUL 通信エリアの拡大とUL 受信感 3 4 ダウンリンク到達光量の増加 DL 通信エリアの拡大とDL 到達光量の増加を実現するため 高光出力かつ広放射角の近赤外線 LEDを採用した その際 表面実装用パッケージのLEDを選定し 基板への実装を自動化することで 加工品質の向上および加工コストの削減も合わせて実施した 上記により 拡大された DL 通信エリアにて規格以上の DL 光量を確保することができたが それだけではDL 通信エリアの下流端付近で 車載機は DL 情報を受信できなかった その原因は 車両感知機能用の感知光とDL 通信用のDL 光が干渉していたためであった 以下 その内容と対策を記す 光ビーコンは 車両感知機能用に 投受光器から真下に対して若干上流側に向けてDL 光と同波長 (850nm) の近赤外線 ( 感知光 ) を放射している このような状況におい 74
4 て DL 通信エリアの下流端は 従来光ビーコンは投受光器真下から上流方向に1.3mであったのに対し 高度化光ビーコンでは0.7mになったため DL 光の放射エリアがより感知光の放射エリアに近づくことになった そのため DL 通信エリアの下流端付近でDL 光と感知光の干渉が生じた ( 図 5 左 ) 詳細は割愛するが 感知光はその原理上 DL 光と干渉しても感知機能に影響はない しかし DL 光はパルス信号であるため 感知光と干渉すると通信品質の劣化につながる ( 図 5 右 ) に干渉していても DL 通信への影響をなくすことができた ( 図 6) これにより より低コスト 低リスクの方法で本課題を解決した 4. 結言 UL 通信速度の高速化対応 UL 受信感度の向上 DL 到達光量の増加を実現することで SIDSに対応する高度化光ビーコンを開発した 今後は 既設光ビーコンの更新整備に加え SIDS 用の新規整備が期待される また 高度化光ビーコン対応の車載機も製品化に向けての開発が進んでいる 高度化光ビーコンとともに SIDSに対応する車両が増えることで エコ運転の促進による地球環境の改善効果と安全運転の推進による交通事故件数の削減が期待できる 図 5 DL 光と感知光の干渉 ( 概念図 ) 用語集ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー 1 PTPS 信号制御により公共バスなどの交差点通過時間の短縮や 優先レーンの設定 解除により走行レーンを確保するシステム この課題の解決に向けて 光学的にDL 光と感知光の干渉をなくすことを検討した 例えば DL 通信エリアは規定範囲があるため変更できないので 感知光の発光中心軸を投受光器真下よりも下流側にシフトすることを試みた しかし この方法では光学的に放射エリアを分離するための部品追加が必要でコストアップする可能性があり さらに製品レベルの品質保証を行うには設計 評価に多くの時間を要するかもしれないというリスクがあった そこで 逆転の発想で 干渉したままでも DL 通信への影響をなくす方法を検討した 具体的な方法としては 感知光を DL 光の発光タイミングに同期させて発光することで 光学的 2 MOCS タクシー トラックなどの走行車両の位置 時刻などの情報をもとに分析した情報で 物流や業務車両の効率的な運行管理を支援するシステム 3 FAST 緊急車両の走行を支援することにより 緊急走行に伴う交通事故を減少させるとともに 現場への早期到着を実現するシステム 参考文献 (1) 警察庁 警交仕規 1019 号光ビーコン仕様書 版 2 ( ) (2) UTMS 協会 高度化光ビーコン近赤外線式インタフェース規格 版 2 ( ) 図 6 DL 光と感知光の同期 ( 概念図 ) 2014 年 7 月 S E I テクニカルレビュー 第 185 号 75
5 執筆者 葉山幸治 * : 住友電工システムソリューション 主査 白永英晃 : システム事業部主席 三宅 一正 : 住友電工システムソリューション 谷口裕一 : システム事業部主席 * 主執筆者 76
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SUMMARY This paper presents current situations, issues, and several practical use scenarios of anonymous communication which provides sender anonymity and receiver anonymity in a communication. As methods
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目次 参考文献安達著 : 通信システム工学, 朝倉書店,7 年. ディジタル変調. ディジタル伝送系モデル 3. 符号判定誤り確率 4. 元対称通信路 安達 : コミュニケーション符号理論 安達 : コミュニケーション符号理論 変調とは?. ディジタル変調 基底帯域 ( ベースバンド ) 伝送の信号波形は零周波数付近のスペクトルを持っている. しかし, 現実の大部分の通信路は零周波数付近を殆ど伝送することができない帯域通信路とみなされる.
1 基本的な整備内容 道路標識 専用通行帯 (327 の 4) の設置 ( 架空標識の場合の例 ) 自 転 車 ピクトグラム ( 自転車マーク等 ) の設置 始点部および中間部 道路標示 専用通行帯 (109 の 6) の設置 ( 過度な表示は行わない ) 専 用 道路標示 車両通行帯 (109)
第 3 整備ガイドライン 本章では 安全で快適な自転車利用環境創出ガイドライン ( 国土交通省道路局 警察庁交通 局 ) を踏まえ 自転車走行空間の整備にあたって留意する事項などについて定めます 3.1 単路部における整備の考え方 (1) 自転車専用通行帯自転車専用通行帯の整備にあたっては 交通規制に必要な道路標識や道路標示のほか 自動車ドライバーに対して自転車専用の通行帯であることが分かるよう法定外の路面表示や舗装のカラー化を行います
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平成 31 年 3 月 18 日東日本高速道路株式会社東北支社山形管理事務所 ~ 老朽化した高速道路を長期に安心してご利用いただけるための取り組み ~ E48 山形自動車道関沢 IC 笹谷 IC 間 ( 上り線 ) リニューアル工事による昼夜連続車線規制 ( 平日のみ ) を実施 NEXCO 東日本山形管理事務所 ( 山形県山形市 ) は E48 山形自動車道関沢インターチェンジ (IC) 笹谷 IC
特長 01 裏面入射型 S12362/S12363 シリーズは 裏面入射型構造を採用したフォトダイオードアレイです 構造上デリケートなボンディングワイヤを使用せず フォトダイオードアレイの出力端子と基板電極をバンプボンディングによって直接接続しています これによって 基板の配線は基板内部に納められて
16 素子 Si フォトダイオードアレイ S12362/S12363 シリーズ X 線非破壊検査用の裏面入射型フォトダイオードアレイ ( 素子間ピッチ : mm) 裏面入射型構造を採用した X 線非破壊検査用の 16 素子 Si フォトダイオードアレイです 裏面入射型フォトダイオードアレ イは 入射面側にボンディングワイヤと受光部がないため取り扱いが容易で ワイヤへのダメージを気にすることなくシ ンチレータを実装することができます
: ( ) ( ) 1 *1 *2 *3 [1] *4 () *1 *2 e-portfolio *3 *4 [2] [1] (1) (2) ICT *5 CMS / LMS *6 ([3], ) 2 Mahara[4] () *7 *5 Information and Commu
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Vol. 14 No. 2 2013 Implementation of Teacher-training Course Cards in Educational e-portfolios Yuuichi KAWAGUCHI Taizou AIUCHI In our college, we use teacher-training course cards (Rishu Karte) to enable
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CHLAC 1 2 3 3,. (CHLAC), 1).,.,, CHLAC,.,. Suspicious Behavior Detection based on CHLAC Method Hideaki Imanishi, 1 Toyohiro Hayashi, 2 Shuichi Enokida 3 and Toshiaki Ejima 3 We have proposed a method for
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参考資料 3 自動走行の実現に向けた総務省の取組 平成 28 年 12 月 15 日総務省 ICT を活用した ITS の概要 1 ITS は内閣府 警察庁 総務省 経済産業省 国土交通省が連携して推進 道路交通情報 VICS (1996 年 ~) FM 多重放送 電波ビーコン 光ビーコンで情報配信 ( 約 5,100 万台 :2016 年 6 月末 ) プローブ情報 携帯電話ネットワーク等自動車メーカー等では
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42 2010 2011 3 279 295 COSO 281 COSO 1990 1 internal control 1 19962007, Internal Control Integrated Framework COSO COSO 282 42 2 2) the Committee of Sponsoring Organizations of the Treadway committee
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はじめての HULFT-WebConnect セゾン情報システムズ HULFT 事業部 目的と学習内容 この動画では次の内容をご紹介します HULFT-WebConnectとは HULFT-WebConnectのコンセプト HULFT-WebConnect 運用イメージ ご利用シーン サービス体系 2 HULFT-WebConnect とは HULFT によるデータ転送をインターネット経由で 簡単
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第 8 章 : フィードバック制御系の設計法 第 8 章 : フィードバック制御系の設計法 8. 設計手順と性能評価 キーワード : 設計手順, 性能評価 8. 補償による制御系設計 キーワード : ( 比例 ),( 積分 ),( 微分 ) 学習目標 : 一般的な制御系設計における手順と制御系の性能評価について学ぶ. 学習目標 : 補償の有効性について理解し, その設計手順を習得する. 第 8 章
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6 月 12 日 株式会社日立製作所 ネットワーク高速化装置 日立 WAN アクセラレータ のラインアップを強化し 国内外の小規模拠点向けに オフィスモデル を新たに追加あわせて 国内外のデータセンター向けに リモートバックアップモデル の新タイプを販売開始 日立 WAN アクセラレータオフィスモデル 株式会社日立製作所 ( 執行役社長 : 中西宏明 / 以下 日立 ) は このたび 企業の複数拠点間のデータ通信速度を大幅に向上するネットワーク高速化装置
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No89 地上デジタル放送受信機（その1・概説）
Shu-chan の 放送ネットワーク道しるべ 東海道 ( 御油宿 ) テレビ放送 No89 < 地上デジタル放送受信機 ( その 1 概説 )> 今回から地上デジタル放送の受信機について8 回に亘り解説します 各回の受信機の内容は No44~No53 の テレビ放送電波はどんな形? にて掲載した送信電波と表裏一体の関係になります これらと照らし合わせながらお読み下さい 1 地上デジタル放送の規格
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Panasonic Technical Journal Vol. 64 No. 2 Nov. 2018 Optical Disc Archiving System with 100 Years Lifespan of Digital Data Takuto Yamazaki Yasushi Kobayashi Blu-ray Disc 1 Archival Disc 2 3300 GB 10012
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本章では 衝突被害軽減ブレーキ 車線逸脱警報 装置 等の自動車に備えられている運転支援装置の特性 Ⅻ. 運転支援装置を 備えるトラックの 適切な運転方法 と使い方を理解した運転の重要性について整理しています 指導においては 装置を過信し 事故に至るケースがあることを理解させましょう また 運転支援装置の限界を心得て正しく使用するために 支援装置の限界とメーカーによる作動等の違いを明確にさせ 支援装置に頼り過ぎた運転にならないように指導しましょう
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2011 Vol.60 No.2 p.138 147 Performance of the Japanese long-term care benefit: An International comparison based on OECD health data Mie MORIKAWA[1] Takako TSUTSUI[2] [1]National Institute of Public Health,
別紙 -1 国土交通省デジタル陸上移動通信システム 点検基準 ( 案 ) 及び点検業務積算基準 ( 案 )
別紙 - 国土交通省デジタル陸上移動通信システム 点検基準 ( 案 ) 及び点検業務積算基準 ( 案 ) 総合点検 国土交通省デジタル陸上移動通信システム No 確認事項の概要作業の実施範囲, 具体的方法 運用者等からの確認及び報告等 前回作業時以降のシステム動作状況等の確認及び作業結果概要の報告等を行う 毎 日 使用測定器等 点検目的の概要 システム運用者等との連携及び効果的な作業実施 移動局通話の確認
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MATLAB/Simulink を使用したモータ制御アプリのモデルベース開発事例 ルネサスエレクトロニクス株式会社 第二ソリューション事業本部産業第一事業部家電ソリューション部 Rev. 1.00 2014 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved. IAAS-AA-14-0202-1 目次 1. はじめに 1.1 モデルベース開発とは?
1
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21m ダブル連結トラック実験の実施状況 効果検証 ( 中間とりまとめ ) 21m 車両の検証項目 ダブル連結トラック実験 高速道路 3 交通流への影響 4 道路構造への影響 合流部 : 本線 合流部 : ランプ 追越時 車線変更部 検証項目 分析視点 データ等 1 省人化 同一量輸送時のドライバー数 乗務記録表 環境負荷 同一量輸送時のCO2 排出量 2 走行 カーブ ( 降坂部 ) 速度分布(
スライド 1
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394-04
Change and Development of Continuous Casting Technology Abstract It is about 60 years that history of continuous casting process in our country. From the start of commercial operation of the first continuous
コンテンツセントリックネットワーク技術を用いた ストリームデータ配信システムの設計と実装
コンテンツセントリックネットワークにおけるストリームデータ配信機構の実装 川崎賢弥, 阿多信吾, 村田正幸 大阪大学大学院情報科学研究科 大阪市立大学大学院工学研究科 2 発表内容 研究背景 研究目的 ストリームデータ配信機構の設計 ストリームデータのモデル化 コンテンツの名前構造 ストリームデータの要求とフロー制御 ストリームデータ配信機構の実装 動作デモンストレーション 3 コンテンツセントリックネットワーク
6. 高速道路 SA PA 等 への充電設備設置事業の説明と提出書類 高速道路 SA PA 等 への充電設備設置事業の 説明と提出書類 事業名 事業内容 申請できる方 高速道路 SA PA 及び道の駅等への充電設備設置事業 ( 経路充電 ) 高速道路 SA PA 等 ( 注 1) におけ
6. 高速道路 SA PA 等 への充電設備設置事業の説明と提出書類 -1 6. 高速道路 SA PA 等 への充電設備設置事業の 説明と提出書類 事業名 事業内容 申請できる方 高速道路 SA PA 及び道の駅等への充電設備設置事業 ( 経路充電 ) 高速道路 SA PA 等 ( 注 1) における電欠防止の観点から重要 ( 注な経路充電 2) または電気自動車等の利便性向上の観点から特に有効と考えられる施設における充電のための充電設備設置事業地方公共団体