JP2010063073A - 災害時通信支援方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】災害により通信可能範囲内の基地局が通信不能状態に陥っている携帯端末の通信を支援する災害時通信支援方法およびシステムを提供する。
【解決手段】通信支援情報受信部１は、放送局から送信される放送波を受信して通信支援情報を抽出する。現在地検知部２は、例えばGPS機能により自端末の現在地を検知する。案内情報作成部３は、通信支援情報に含まれる生存基地局の位置情報および自端末の現在地を地図テンプレートに重畳して案内情報を作成する。案内情報表示部４は、前記案内情報を再生する。
【選択図】図４

Description

本発明は、災害時通信支援方法およびシステムに係り、特に、無線式の携帯端末による通信を支援する災害時通信支援方法およびシステムに関する。

地震や水害など大規模な災害時に、携帯電話に代表される無線式の携帯端末で災害情報や安否情報を送受信するシステムが研究されている。

特許文献１には、携帯端末に電話機能およびマルチホップ通信機能を設け、常時は電話機能のみを起動し、災害発生時には電話機能に代えてマルチホップ通信機能を起動し、マルチホップ通信によるアドホックネットワークを通じて所定の相手と音声またはデータの送受信を行うシステムが開示されている。

特許文献２には、災害発生時に地理的に分散している携帯端末の位置を特定し、各携帯端末の位置に応じた災害対策情報を選択し、これを対応する各携帯端末へ送信することにより、各無線端末のユーザに対して、その現在位置に最適な災害対策情報を提供する技術が開示されている。
特開２００６−３１９５５５号公報 特開２００６−３０１９６９号公報

特許文献１に開示された技術では、複数の携帯端末がマルチホップ通信によりアドホックネットワークを構築する必要があるが、通信可能な範囲内に多数の携帯端末が存在しない限りは、所望の相手先までアドホックネットワークを拡大することはできない。また、通信可能な範囲内に中継可能な携帯端末が存在したとしても、多数の通信を中継する携帯端末に対しては、多大な負荷を与えることになってしまう。

特許文献２に開示された技術では、災害により近隣の無線基地局が破損しても、災害対策情報が放送波で送信されるようにすれば携帯端末は災害対策情報を受信できるものの、自身の安否情報などを送信することができない。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、災害により通信可能範囲内の基地局が通信不能状態に陥っている携帯端末の通信を支援する災害時通信支援方法およびシステムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の災害時通信支援システムは、以下のような手段を具備した点に特徴がある。

(1)無線基地局の死活状態を監視し、生存基地局の位置情報が登録された通信支援情報を生成する基地局監視装置と、放送波で送信された通信支援情報を受信する無線式の携帯端末とを具備し、携帯端末が、放送波を受信して通信支援情報を抽出する手段と、自端末の現在地を検知する手段と、現在地および通信支援情報に基づいて、端末ユーザを現在地から生存基地局の通信エリアまで誘導する案内情報を作成する手段と、案内情報を再生する手段とを具備することを特徴とする。

(2)携帯端末がさらに、現在地から生存基地局の通信エリアへの移動中に移動軌跡を記録する手段と、移動軌跡を生存基地局を中継して所定の宛先へ送信する手段と、移動軌跡に基づいて作成されたハザード情報を受信する手段と、ハザード情報を案内情報に追加する手段とを含むことを特徴とする。

(3)通信支援情報が、通信可能な携帯端末が異なる複数の生存基地局の位置情報を含み、携帯端末がさらに、自端末と通信不能な生存基地局と通信可能な他の携帯端末を探索する手段と、探索した他の携帯端末にメッセージの転送を要求する手段とを具備し、他の携帯端末が、前記メッセージを前記生存基地局を中継して転送することを特徴とする。

(4)無線基地局が複数の通信方式を備え、通信支援情報には、生存基地局および当該生存基地局が具備する通信方式が登録され、携帯端末において案内情報を作成する手段は、自端末の通信方式に対応した生存基地局の位置情報に基づいて案内情報を作成することを特徴とする。

上記の特徴(1)によれば、災害発生時などに一部の無線基地局が通信不能状態に陥っても、端末ユーザは案内情報に基づいて生存基地局の通信エリアまで移動できるので、生存基地局を経由して通信サービスを受けられるようになる。

上記の特徴(2)によれば、携帯ユーザの移動軌跡に基づいてハザード情報が作成され、これが各携帯端末において案内情報に反映されるので、携帯ユーザは、寸断されている経路を避けて生存基地局の通信エリアまで到達できるようになる。

上記の特徴(3)によれば、移動可能な範囲内に通信可能な無線基地局が存在しなくても、他の通信事業者の無線基地局および携帯電話が存在すれば、当該携帯電話および他の通信事業者の無線基地局を経由して通信を行えるようになる。

上記の特徴(4)によれば、携帯端末が複数の通信方式に対応していれば、生存基地局の具備する通信方式を判別できるようになるので、携帯端末を参照するユーザの移動先に関する選択自由度が増える。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係る災害時通信支援システムの主要部の構成を模式的に表現したブロック図であり、無線式の携帯端末Aは、通信事業者Caが管理する無線基地局APa1、APa2…を中継して事業者Caに固有の通信サービス（電話、電子メール、インターネット接続など）を受けられる。無線式の携帯端末Bは、通信事業者Cbが管理する無線基地局APb1、APb2…を中継して事業者Cbに固有の通信サービスを受けられる。なお、事業者Caの携帯端末Aは、他の事業者Cbの無線基地局APb1、APb2…を中継して通信サービスを受けることはできず、同様に、事業者Cbの携帯端末Bは、他の事業者Caの無線基地局APa1、APa2…を中継して通信サービスを受けることはできない。

通信事業者Caの基地局監視装置Maは、自社の無線基地局APa1，APa2…が正常に動作しているか否かを監視する。通信事業者Cbの基地局監視装置Mbは、自社の無線基地局APb1，APb2…が正常に動作しているか否かを監視する。

このような構成において、地震等の災害発生が検知または予知され、放送局１から緊急地震速報や地震発生情報などの災害に関する放送が送信されると、基地局監視装置Ma，Mbは、それぞれ自社の無線基地局APa1，APa2およびAPb1，APb2…の死活状態を判定し、生存基地局の住所、緯度および経度、ならびに対応する通信方式などが含まれる通信支援情報を放送局１へ通知する。各基地局監視装置Ma，Mbから前記通信支援情報を受信した放送局１は、当該通信支援情報を地上波デジタル放送、110度CS/BS放送あるいはデジタルラジオ放送に多重化して放送する。

各携帯端末A，Bでは、端末ユーザのキー操作等により放送波受信用のアプリケーションが起動されると、放送波が受信されて前記通信支援情報が抽出され、当該通信支援情報に基づいて、端末ユーザを生存基地局の通信可能エリアまで誘導するための案内情報が生成されて表示出力される。この案内情報は、例えば生存基地局の位置情報や、端末ユーザを現在地から生存基地局の通信エリアまで誘導する経路情報である。

図２は、前記案内情報の表示例を示した図であり、例えば通信事業者Caのインフラにおいて、無線基地局APa1が停止し、無線基地局APa2が生存していれば、携帯端末Aには、端末ユーザを無線基地局APa2の通信エリアまで導く案内情報として、無線基地局APa2の方位が判る地図が表示される。なお、表示される生存基地局は一つとは限らず、端末ユーザの移動可能範囲内に複数の生存基地局が存在すれば、その全てが表示されるようにしても良い。

次いで、本発明の各実施形態の動作を、機能ブロック図およびフローチャートを参照してさらに詳細に説明する。

図３は、本発明における各基地局監視装置Ma，Mbの動作を示したフローチャートであり、ここでは、基地局監視装置Maの動作に注目して説明する。

ステップＳ１０において、放送局１から送信された災害放送が検知されると、ステップＳ１１では、自身の管理下にある全ての無線基地局（ここでは、２つの基地局APa1，APa2）の中から一つの基地局（ここでは、基地局APa1）が選択される。ステップＳ１２では、選択された無線基地局APa1の死活状態が判定され、その判定結果がステップＳ１３で一次記憶される。本実施形態では、全ての基地局が３つの通信方式、CDMA2000 1X MC（以下、1X），CDMA2000 1X EV- DO Rev.0（以下、Rev.0）およびCDMA2000 1x EV-DO Rev.A（以下、Rev.A）に対応しており、死活状態は通信方式ごとに判定される。

ステップＳ１４では、未判定の基地局の有無が判定され、ここでは基地局APa2が未判定と判定されるのでステップＳ１１へ戻り、当該基地局APa2の死活状態が同様に判定される。本実施形態では、無線基地局APa1では全ての通信方式が不能状態であり、無線基地局APa2では、1XおよびRev.Aが不能状態でRev.0のみが稼働中であるものとして説明する。

ステップＳ１５では、通信方式が一つでも稼働中の基地局が生存基地局に分類され、全ての生存基地局の住所、緯度および経度、ならびに稼働中の通信方式が登録された通信支援情報が生成される。この通信支援情報は、ステップＳ１６で放送局１へ通知される。放送局１は、各基地局監視装置Ma，Mbから通知された通信支援情報を放送波に重畳して放送する。
[第１実施形態]

図４は、本発明の第１実施形態における各携帯端末A，Bの構成を示した機能ブロック図であり、ここでは、本発明の説明に不要な構成は図示が省略されている。

通信支援情報受信部１は、放送局から送信される放送波を受信して通信支援情報を抽出する。現在地検知部２は、例えばGPS機能により自端末の現在地を検知する。案内情報作成部３は、通信支援情報に含まれる生存基地局の位置情報および自端末の現在地を地図テンプレートに重畳して案内情報を作成する。案内情報表示部４は、前記案内情報を再生する。本実施形態では、案内情報が端末ディスプレイに表示出力される。

図５は、本発明の第１実施形態にける各携帯端末A，Bの動作を示したフローチャートであり、ここでは、携帯端末Aの動作に注目して説明する。

ステップＳ３１において、災害時案内を要求するキー操作が検知されるか、あるいは放送波からの災害案内情報を受信した場合には自動的にステップＳ３２へ進み、放送波を受信して通信支援情報を抽出するためのアプリケーションが起動される。ステップＳ３３において、前記通信支援情報受信部１により、通信支援情報の多重化された放送波が受信されるとステップＳ３４へ進み、当該通信支援情報が抽出されて一次記憶される。

ステップＳ３５では、自端末の通信方式に対応した生存基地局が通信支援情報に登録されているか否かが判定される。各携帯端末に実装される通信方式には下位互換性があり、一般的に最上位の通信方式Rev.Aに対応した携帯端末はRev.0にも対応し、さらに1Xにも対応している。同様に、通信方式Rev.0に対応した携帯端末は1Xにも対応している可能性が極めて高い。したがって、携帯端末Aが最新の通信方式Rev.Aに対応していれば、基地局APa2が生存基地局と判定される。これに対して、携帯端末Aが1Xにしか対応していなければ、生存基地局が未登録と判定される。

生存基地局が存在していると判定されればステップＳ３６へ進み、その位置情報が通信支援情報から抽出される。ステップＳ３７では、前記現在地検知部２により、自端末の現在地が検知される。ステップＳ３８では、前記案内情報作成部３により、前記生存基地局の位置情報および自端末の現在地が地図テンプレート上に展開されて案内情報が作成される。ステップＳ３９では、前記案内情報表示部４により、前記案内情報が端末ディスプレイに表示出力される。

図６は、前記案内情報の表示例を示した図であり、携帯端末Aのユーザは、端末ディスプレイに表示された案内情報を参照しながら生存基地局(APa2)の通知エリアまで移動すれば、当該生存基地局を中継して通信サービスを受けられるようになる。図６の例では、現在地から北北西に３キロメートルほど移動すれば生存基地局の通信エリアに到達できることが判る。なお、生存基地局の表示方法は上記のような方位の表示に限定されるものではなく、図７に一例を示したように、現在地および生存基地局の位置が記された地図であっても良い。

本実施形態によれば、災害発生時などに一部の無線基地局が通信不能状態に陥っても、端末ユーザは案内情報に基づいて生存基地局の通信エリアまで移動できるので、生存基地局を経由して通信サービスを受けられるようになる。
[第２実施形態]

図８は、本発明の第２実施形態における各携帯端末A，Bの構成を示した機能ブロック図であり、前記第１実施形態と同一の符号は同一または同等部分を表している。

移動軌跡記録部５は、端末ユーザが案内情報に従って生存基地局の通信エリアまで移動する間、所定の周期で現在地を検知し、これを現在時刻と共に移動軌跡として記録する。移動軌跡送信部６は、生存基地局を経由して前記移動軌跡を災害情報サーバ（図示せず）へ送信する。この災害情報サーバは、後に詳述するように、多数の移動端末により同様に記録された移動軌跡を受信し、道路の寸断位置や混雑状況などを含むハザード情報を作成して各移動端末へ放送波で送信する。ハザード情報受信部７は、放送波を受信して前記ハザード情報を抽出する。ハザード情報追加部８は、抽出されたハザード情報を案内情報に追加する。

図９は、本実施形態における各携帯端末A，Bの動作を示したフローチャートであり、前記図５と同一の符号は同一または同等の処理を示している。ここでも、携帯端末Aの動作に注目して説明する。

ステップＳ３１〜Ｓ３９では、上記の１実施形態と同様の処理が実行され、端末ディスプレイ上に案内情報が表示される。端末ユーザが案内情報を参照しながら移動を開始すると、ステップＳ４０では、生存基地局から定期的に送信されるハローメッセージが受信されたかか否かが判定される。ハローメッセージを受信できなければステップＳ４１へ進み、前記移動軌跡記録部５により、現在地の検知周期であるか否かが判定される。検知周期であればステップＳ４２へ進んで現在地が検知され、ステップＳ４３において、現在時刻と共に移動履歴として記録される。

その後も、生存基地局から送信されるハローメッセージが検知されるまでは現在地が周期的に検知され、移動履歴として記憶される。端末ユーザが生存基地局の通信エリア内に進入し、携帯端末Aによりハローメッセージが検知されるとステップＳ４４へ進む。ステップＳ４４では、前記移動軌跡送信部６により、それまでに記憶された移動履歴が生存基地局を経由して災害情報サーバ（図示せず）へ通知される。

災害情報サーバは、各携帯端末から通知された移動履歴を集計し、例えば図１０に示したように、地点Xと地点Yとを結ぶ２つの経路R1，R2のうち、一方の経路R1のみに移動軌跡が集中していれば、他方の経路R2が何らかの原因により寸断されていると判定してハザード情報を作成し、これを各携帯端末へ通知する。

携帯端末Aでは、前記ハザード情報がハザード情報受信部７で受信されると、ハザード情報追加部８により、前記図７に関して説明した案内地図に前記ハザード情報が追加され、図１１に一例を示したように、寸断されている経路に「×」印が付されたハザードマップが作成される。なお、ハザード情報は経路の寸断情報のみに限定されず、移動端末の分布に基づいて定量的に求めた各経路の混雑情報であっても良い。

なお、図１０に示した地点Xと地点Yとを結ぶ２つの経路R1，R2のいずれもが有効である場合も、各携帯端末で乱数を発生させていずれか一方の経路を一定の確率で選択させ、選択された経路をユーザに提示するようにすれば、各経路R1，R2の混雑度を同等に維持できるようになる。あるいは、各携帯端末から通知された移動履歴を集計した結果、一方の経路が他方の経路よりも混雑していることが判明した場合には、各携帯端末において他方の経路が選択される確率を高くすることで、各経路R1，R2の混雑度を均一化できるようになる。

本実施形態によれば、携帯ユーザの移動軌跡に基づいてハザード情報が作成され、これが各携帯端末において案内情報に反映されるので、携帯ユーザは、寸断されている経路や混雑する経路を避けて生存基地局まで到達できるようになる。
[第３実施形態]

次いで、本発明の第３実施形態について説明する。上記の第１および第２実施形態では、災害発生時に、通信事業者Caの携帯端末Aに対しては当該Caの管理下にある生存基地局の位置情報が通知されるものとして説明したが、本実施形態では、通信事業者とは無関係に全ての生存基地局の位置情報が通知される。そして、例えば通信事業者Cbの管理下にある無線基地局APb2の通信エリアまで到達した通信事業者Caの携帯端末Aに対しては、通信事業者Cbの携帯端末Bおよびその無線基地局APb2を中継して一部の通信サービスを提供できるようにしている。

ここでは、通信事業者Caの携帯端末Aが通信事業者Cbの無線基地局APb2の通信エリアまで移動し、当該エリア内で通信事業者Cbの携帯端末Bを中継して通信サービスを受ける場合を例にして説明する。

図１２は、本発明の第３実施形態における各携帯端末A，Bの構成を示した機能ブロック図であり、前記第１および第２実施形態と同一の符号は同一または同等部分を表している。

メッセージ記憶部９には、災害発生時に端末ユーザが自身の状態を関係者に伝えるための伝言メッセージが記憶されている。端末探索部１０は、自端末の通信事業者以外の他の通信事業者の通信エリア内で当該他の通信事業者の携帯端末を、近接通信プロトコルの一般的なプロトコルスタック等を利用して探索する。転送要求部１１は、前記端末探索部１０により探索された通信端末に対して、前記記憶されている伝言メッセージの、災害情報BBS（災害情報掲示板）や予め登録されている電子メールアドレスへの転送を依頼する転送要求を送信する。

図１３は、本実施形態における携帯電話Aの動作を示したフローチャートであり、図１４は、シーケンスフローである。

ステップＳ５１において、災害時案内を要求するキー操作が検知されるとステップＳ５２へ進み、放送波を受信して案内支援情報を抽出するためのアプリケーションが起動される。ステップＳ５３において、案内支援情報の多重化された放送波が受信されるとステップＳ５４へ進み、当該案内支援情報が抽出されて一次記憶される。

ステップＳ５５では、通信事業者にかかわらず全ての生存基地局の位置情報が案内支援情報から抽出される。ステップＳ５６では、自端末の現在地がGPSを利用して取得される。ステップＳ５７では、前記生存基地局の位置情報および自端末の現在地が地図上に展開され、ステップＳ５８において端末ディスプレイ上に表示される。

図１５は、本実施形態における生存基地局および現在地の表示例を示した図であり、自端末の通信事業者Caの生存基地局のみならず、他の通信事業者Cbの生存基地局についても、その位置情報が表示されている。

図１３へ戻り、ステップＳ５９では、端末探索のキー操作が検知されたか否かが判定され、端末探索のキー操作が検知されるとステップＳ６０へ進み、前記端末探索部１０により端末探索が実行される。端末探索とは、他の通信事業者Cbの無線基地局の通信エリア内で当該Cbの携帯電話Bを探索する動作モードであり、本実施形態では各携帯電話A，BがいずれもBluetoothなどの近接通信機能を搭載しており、このような近接通信プロトコルで端末探索が実行される。

ステップＳ６１において、前記端末探索に対する応答が検知されるとステップＳ６２へ進み、予め作成されて前記メッセージ記憶部９に記憶されている伝言メッセージを含み、宛先として災害BBSのアドレスが登録された転送要求が相手端末へ送信される。相手端末から転送応答が送信されると当該処理を終了する。また、転送応答が受信されるよりも前に、ステップＳ６４でタイムアウトを迎えると、前記ステップＳ６０へ戻って他の端末が改めて探索される。一方、前記転送要求を受信した相手端末は、当該要求に含まれる伝言メッセージを災害情報掲示板へ送信する。

本実施形態によれば、移動可能な範囲内に通信可能な無線基地局が存在しなくても、他の通信事業者の無線基地局および携帯電話が存在すれば、当該携帯電話および他の通信事業者の無線基地局を経由して通信を行えるようになる。

本発明の主要部の構成を模式的に表現したブロック図である。 案内情報の一例を示した図である。 本発明における各基地局監視装置の動作を示したフローチャートである。 第１実施形態における携帯端末の機能ブロック図である。 第１実施形態における携帯端末の動作を示したフローチャートである。 第１実施形態における案内情報の表示例を示した図である。 第１実施形態における案内情報の他の表示例を示した図である。 第２実施形態における携帯端末の機能ブロック図である。 第２実施形態における携帯端末の動作を示したフローチャートである。 ハザード情報の作成方法の一例を示した図である。 ハザード情報が反映された案内情報の表示例を示した図である。 第３実施形態における携帯端末の機能ブロック図である。 第３実施形態における携帯端末の動作を示したフローチャートである。 第３実施形態のシーケンスフローである。 第３実施形態における案内情報の表示例を示した図である。

符号の説明

１…通信支援情報受信部，２…現在地検知部，３…案内情報作成部，４…案内情報表示部，５…移動軌跡記録部，６…移動軌跡送信部，７…ハザード情報受信部，８…ハザード情報追加部，９…メッセージ記憶部，１０…端末探索部，１１…転送要求部

Claims (5)

1. 無線基地局の死活状態を監視し、生存基地局の位置情報が登録された通信支援情報を生成する基地局監視装置と、
   放送波で送信された通信支援情報を受信する無線式の携帯端末とを具備し、
   前記携帯端末が、
   放送波を受信して通信支援情報を抽出する手段と、
   自端末の現在地を検知する手段と、
   前記現在地および通信支援情報に基づいて、端末ユーザを現在地から生存基地局の通信エリアまで誘導する案内情報を作成する手段と、
   前記案内情報を再生する手段とを具備したことを特徴とする災害時通信支援システム。
2. 前記携帯端末がさらに、
   前記現在地から生存基地局の通信エリアへの移動中に移動軌跡を記録する手段と、
   前記移動軌跡を前記生存基地局を中継して所定の宛先へ送信する手段と、
   前記送信した移動軌跡に基づいて作成されたハザード情報を受信する手段と、
   前記ハザード情報を前記案内情報に追加する手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の災害時通信支援システム。
3. 前記通信支援情報が、通信可能な携帯端末が異なる複数の生存基地局の位置情報を含み、
   前記携帯端末がさらに、
   自端末と通信不能な生存基地局と通信可能な他の携帯端末を探索する手段と、
   前記探索した他の携帯端末にメッセージの転送を要求する手段とを具備し、
   前記他の携帯端末が、前記メッセージを前記生存基地局を中継して転送することを特徴とする請求項１に記載の災害時通信支援システム。
4. 前記無線基地局は複数の通信方式を備え、
   前記通信支援情報には、生存基地局および当該生存基地局が備える通信方式が登録され、
   前記携帯端末において、
   前記案内情報を作成する手段は、自端末の通信方式に対応した生存基地局の位置情報に基づいて案内情報を作成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの記載の災害時通信支援システム。
5. 災害時に無線基地局の死活状態を監視し、生存基地局の位置情報が登録された通信支援情報を生成する手順と、
   放送波で送信された通信支援情報を携帯端末が受信する手順とを備え、
   前記携帯端末が、
   放送波を受信して通信支援情報を抽出する手順と、
   自端末の現在地を検知する手順と、
   前記現在地および通信支援情報に基づいて、端末ユーザを現在地から生存基地局の通信エリアまで誘導する案内情報を作成する手順と、
   前記案内情報を再生する手順と含むことを特徴とする災害時通信支援方法。

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