以下、図面を参照して、実施形態にかかる潮位測定プログラム、潮位測定方法、潮位測定システムおよび情報処理装置を説明する。実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の実施形態で説明する潮位測定プログラム、潮位測定方法、潮位測定システムおよび情報処理装置は、一例を示すに過ぎず、実施形態を限定するものではない。また、以下の各実施形態は、矛盾しない範囲内で適宜組みあわせてもよい。
図1は、実施形態にかかる情報処理システム1(潮位測定システム)の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、情報処理システム1は、移動端末10と、複数の基地局(50−1…50−n)と、情報処理装置100とを有する。なお、複数の基地局(50−1…50−n)については、区別なく総称する場合に「基地局50」と記載する。なお、基地局50の数は限定されず、任意の数の基地局50を有するようにしてもよい。
移動端末10は、例えば洋上を航行する漁船等の船舶20に設置され、船舶20の航行とともに移動される。なお、図示例では複数の船舶20のうちの1つを例示しているが、移動端末10が設置された船舶20の数は限定されず、任意の数の船舶20を有するようにしてもよい。
移動端末10は、基地局50との間で電離層Lの反射を利用した短波帯の電波により相互に無線通信を行う端末装置である。図2は、移動端末10の概要を説明する説明図である。図2に示すように、移動端末10は、アンテナ10cを介して短波帯の電波により無線通信を行う無線機10aに、シリアル通信ポート等を介してPC(パーソナルコンピュータ)やタブレット型端末などの端末装置10bを接続する構成であってもよい。この移動端末10における無線通信は、無線機10aに接続された端末装置10bの制御のもとで行われる。
基地局50は、例えば漁港の近隣に設けられた漁業無線協会に設置される基地局である。この基地局50は、図2に例示した移動端末10と同様、アンテナを介して短波帯の電波により無線通信を行う無線機に、シリアル通信ポート等を介してPC等のアンテナを接続する構成であってもよい。
複数の基地局50および情報処理装置100の間は、ネットワークNを介して相互に通信可能に接続される。かかるネットワークNには、有線無線を問わず、インターネットを始め、LAN(Local Area Network)やVPN(Virtual Private Network)などの任意の種類の通信網を採用できる。
また、情報処理システム1は、例えば、データセンタ等のクラウド上に情報処理装置100を設け、各基地局50とネットワークNを介して接続されている。また、図1の例では、基地局50−1が例えば宮城に設置され、他の基地局50が、例えば三重、鹿児島、沖縄に設置される。なお、基地局50は、漁港に隣接する漁業無線協会内に設置されてもよいし、単独で設置されてもよい。
船舶20は、例えば、みなしGMDSSのために、1日に3回以上、自船の位置を示す位置情報を含む管理情報を、移動端末10を用いて複数の基地局50のいずれか1つ以上に対して送信する。なお、GMDSSは、総トン数20トン以上の船舶に設置が義務付けられている無線通信システムであるが、総トン数20トン未満の船舶については、1日3回の位置情報の報告を行う「みなしGMDSS」により、GMDSSの設置が免除されている。船舶20から送信された電波は、電離層Lで反射し、見通し距離外にある基地局50のうち、いずれか1つ以上の基地局50に到達する。電波が到達した基地局50は、移動端末10から送信された電波を受信して管理情報を取得すると、取得した管理情報を、ネットワークNを介して情報処理装置100に送信する。
情報処理装置100は、基地局50を介して船舶20からの管理情報を受信する。情報処理装置100は、受信した管理情報に基づいて船舶20を管理する。また、情報処理装置100は、ある船舶20の管理情報を、当該船舶20が所属する漁業無線協会と異なる漁業無線協会の基地局50から受信すると、受信した管理情報を当該船舶20が所属する漁業無線協会の基地局50に転送する。また、情報処理装置100は、例えば、緊急地震速報や津波予報等が発報された場合に各基地局50を介して各船舶20に対して緊急情報を送信する。情報処理装置100は、各基地局50を介して各移動端末10から緊急情報に対応する応答情報を受信する。
続いて、情報処理システム1を構成する各構成要素について説明する。移動端末10は、通信部11と、記憶部12と、測位部13と、海面高さ検出部14と、表示操作部15と、制御部16とを有する。なお、船舶20は、例えば、記憶部12と、測位部13と、表示操作部15と、制御部16とを有する端末装置10bに、無線機10aおよび海面高さ検出部14を接続するように構成してもよい。移動端末10は、図1に示す機能部以外にも既知のコンピュータが有する各種の機能部、例えば各種の入力デバイスや音声出力デバイスなどの機能部を有することとしてもかまわない。移動端末10の一例としては、タブレット端末、可搬型のパーソナルコンピュータ等を採用できる。
通信部11は、例えば、中波から短波帯の無線機等によって実現される。通信部11は、電離層Lを介して複数の基地局50のいずれか1つ以上と無線で接続され、基地局50との間で情報の通信を司る通信インタフェースである。通信部11は、制御部16から入力された管理情報、応答情報等を基地局50に向けて送信する。また、通信部11は、情報処理装置100から基地局50を介して送信された電波を受信して、緊急情報等の各種情報を取得する。
通信部11は、中波から短波あるいは超短波帯の電波として、例えば、2MHz帯、4MHz帯、8MHz帯、12MHz帯、16MHz帯、30MHz帯および50MHz帯以上の超短波帯のうち1つ以上の周波数帯域を用いることができる。通信部11は、例えば、操作者の操作や制御部16の制御によって陸地との距離および時間帯に応じて選択された周波数帯域を用いる。これは、中波、短波帯および超短波帯の電波の伝搬状況が、太陽活動や昼夜によって状態が異なる電離層Lの影響を受けるためである。なお、周波数の選択は、測位部13で測位して取得した位置情報に基づいて、代表的な基地局50までの距離を算出し、算出した距離、季節および時刻に応じて各周波数の重み付けを行い、より到達可能性の高い周波数を選択するようにしてもよい。また、周波数の選択は、各周波数帯域のバンド特性を考慮して選択する。
通信部11は、変調方式として、例えば、PSK(Phase Shift Keying)、FSK(Frequency Shift Keying)等のデジタル変調を用いることができる。また、通信部11は、周波数が低い帯域では、例えば、PSK31等の変調方式を用いることができる。例えば、PSK31は、通信速度が31ボーと低速であるが、専有帯域が狭く、主にテキストデータを通信する短波帯でのデータ通信に適している。なお、通信部11は、制御部16との接続方法として、例えば、通信部11の制御にはRS−232Cを用いたシリアル通信を用いて、各種情報等のデータの授受には、音声入出力端子を用いて変調信号を入出力することができる。
記憶部12は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、ハードディスクや光ディスク等の記憶装置によって実現される。記憶部12は、測定された海面高さ情報、位置情報等の各種情報、制御部16での処理に用いる情報等を記憶する。
測位部13は、衛星測位システムの信号を受信して位置測定(測位)を行う。測位部13は、衛星測位システムとして、GPS(Global Positioning System)、GLONASS(Global Navigation Satellite System)、ガリレオ、および、コンパス等の全地球航法衛星システムの信号を受信して測位を行う。測位部13は、制御部16から測位を要求されると測位を行なって、測位結果をWGS(World Geodetic System)84等の測地系に基づいた位置情報として出力する。また、測位部13は、制御部16から連続して測位を続けるように要求されると、連続して測位を行なって、制御部16から停止を要求されるまで位置情報の出力を続ける。測位部13は、海面高さ検出部14と統合する場合には、例えば、測位結果のうち高さ方向の情報(潮位の変化の大きさ)と、高さ方向の変化に対応する時間(変化時間)の情報とを海面高さ情報として制御部16に出力する。なお、測位部13は、衛星測位システムとして、準天頂衛星システム、インド地域航法衛星システム、DORIS(Doppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite)、および、北斗等の地域航法衛星システムの信号を受信してもよい。
海面高さ検出部14は、海面高さを検出するセンサである。海面高さ検出部14は、例えば、衛星測位システムの信号を受信することで三次元測位を行うことで船舶20の高度を計測し、計測した高度に基づいて海面高さを検出する。すなわち、海面高さ検出部14は、いわゆる3DGPS(3 dimension Global Positioning System)である。海面高さ検出部14は、検出した海面高さを時間の情報を含む海面高さ情報として制御部16に出力する。すなわち、海面高さ情報は、例えば、海面高さが10秒間、平均海水面から1m上昇した場合には、海面高さ「1m」と、検出時間「10秒」とを含むことになる。
なお、海面高さ検出部14は、衛星測位システムの信号を受信して測位を行う測位部13と統合できるので、衛星測位システムを利用する場合の計測については測位部13で併せて説明する。また、海面高さ検出部14は、測位部13と異なるセンサを用いてもよい。例えば、海面高さ検出部14は、超音波を用いて水深を計測する音響測深儀であってもよい。海面高さ検出部14は、例えば、音響測深儀で計測した水深に基づいて平均海水面からの海面高さを検出して、検出した海面高さと変化時間の情報とを含む海面高さ情報を制御部16に出力する。
また、潮位の変化の大きさの検出方法については、海面高さを求める方法に限定しない。例えば、船舶20より海中に下ろした水流検出器の検出結果をもとに、潮流の流れ方向・加速度の変化を検出し、検出結果を海面高さ情報として制御部16に出力してもよい。
表示操作部15は、各種情報を表示するための表示デバイス、および、ユーザから各種操作を受け付ける入力デバイスである。例えば、表示操作部15は、表示デバイスとして液晶ディスプレイ等によって実現される。また、例えば、表示操作部15は、入力デバイスとして、タッチパネル等によって実現される。つまり、表示操作部15は、表示デバイスと入力デバイスとが一体化されてもよい。また、表示操作部15は、ユーザインタフェースとして、例えば、画面下部にキーボードを表示して、キー入力を受け付ける。表示操作部15は、ユーザによって入力された操作を操作情報として、制御部16に出力する。
制御部16は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等によって、内部の記憶装置に記憶されているプログラムがRAMを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部16は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現されるようにしてもよい。制御部16は、例えば移動端末10全体を制御する。
制御部16は、測位部13に対して測位を要求する。制御部16は、測位の要求として、1回のみの測位の要求と、連続して測位を続ける要求とのいずれかを測位部13に対して出力する。制御部16は、測位部13から測位の要求に応じた位置情報が入力されると、当該位置情報を電文フォーマットに挿入して管理情報である電文を生成する。また、制御部16は、海面高さ検出部14から海面高さ情報が入力されると、当該海面高さ情報を管理情報に追加する。制御部16は、生成した電文、すなわち管理情報を通信部11に出力する。なお、制御部16は、位置情報を、船舶20が所属する漁業無線協会内の装置で復号化できるように暗号化してもよい。この暗号化には、例えば、既知の公開鍵暗号方式を用いることができる。
また、制御部16は、TCG(Trusted Computing Group)技術を利用することで、情報の信ぴょう性を検証可能とし、セキュアな情報の送信を実現してもよい。ここで、TCG技術の一例について説明する。
外部と通信を行う端末、デバイスは常にセキュリティの脅威に曝され、ウィルス、スパイウェア、その他悪質なスクリプト、不正アクセス等により、プラットフォームを構成するソフトウェア構造に予期せぬ改変が加えられる場合がある。このようなリスクに対して、TCGでは、プラットフォームの信頼性を保障することにより、安全なコンピューティング環境を実現する。ここで、プラットフォームとは、ハードウェア、OS、アプリケーション等を示す。
例えば、ソフトウェアの改竄という脅威に対して、従来のソフトウェアに依存するセキュリティ対策には限界がある。このため、TCGでは、TPM(Trusted Platform Module)チップ(図示しない)をプラットフォームに埋め込み、かかるTPMチップを信頼のルートとして、改竄が極めて困難な、信頼できるコンピューティング環境を構築している。また、TPMチップを利用することで、ハードウェアベースのデータ・証明書の保護、安全な暗号処理環境を実現できる。
次に、TPMチップについて説明する。TPMチップは、電子機器(例えば移動端末10)にバインドされるバードウェアのチップであり、耐タンパー性を持つ。TPMチップは電子機器から取り外しができないように、電子機器の主要な構成パーツに物理的にバインドされる。例えば、電子機器の構成パーツは、マザーボード等に対応する。TPMチップは、実装される機能、メモリ領域、プロセッサ・パワーを極力抑えて設計されているため、低コストで製造でき、様々な電子機器やプラットフォームに適用できる。
例えば、TPMの機能には、RSA(Rivest Shamir Adleman)秘密鍵の生成・保管する機能、RSA秘密鍵による署名、暗号化、復号する機能が含まれる。RSAでは、秘密鍵と公開鍵とのペアを作成する。また、TPMの機能には、SHA−1(Secure Hash Algorithm 1)のハッシュ演算する機能、電子機器の環境情報を保持する機能が含まれる。TPMは、バインドされた電子機器が起動した時点で、BIOS、OSloader、OSカーネルへのブートプロセスにおけるソフトウェアコードを計測し、計測したソフトウェアコードをハッシュ化して、TPM内部のレジスタに登録する。また、TPMは、バインドされた電子機器のハードウェアの情報を収集し、ハードウェアの情報をハッシュ化して、TPM内部のレジスタに登録する。
TCG技術では、上位のアプリケーションやライブラリからハードウェア・デバイスであるTPMチップを利用するためソフトウェア・スタックとソフトウェアインターフェースを規定する。このソフトウェア・スタックはTSS(TCG Software Stack)と呼ばれ、リソースが制限されるTPMチップの機能を保管するソフトウェアモジュールから構成されている。電子機器のアプリケーションは、TSSの提供するインタフェースを利用して、上述したTPMチップの機能にアクセスすることができる。TPMチップは、顧客システム側のTPMチップでハッシュ値を採取する際のルールをハッシュ化及び署名付与して管理することで、ハッシュ値採取の正当性を担保するものである。しかも、TPMチップは、必要に応じて、現時点でのルール及び署名をチェックすることで、ルールの非改竄性を証明する。すなわち、制御部16にかかる処理および情報についての信ぴょう性が検証可能となる。その結果、TPMチップは、TPMチップ側で非改竄性が証明されたルールを参照しながら運用することでハッシュ値を採取する際のルールに改竄がないことを保証する。
また、制御部16は、TPMチップがハッシュ化及び署名付与した情報を電文フォーマットに挿入し、管理情報である電文を生成してもよい。この場合には、生成された電文を受信した装置(例えば、船舶20が所属する漁業無線協会内の装置)において、制御部16にかかる処理および情報についての信ぴょう性を検証できる。
制御部16は、情報を送信するモードとして、複数の動作モードを有する。この動作モードの一例としては、定時の位置情報を基地局50に報告する等の通常時に用いる第一のモードと、地震発生時における基地局50からの放送受信時等の緊急時に用いる第二のモードとがある。
制御部16は、例えば、通信部11を介して、基地局50から地震発生時の緊急放送を受信した場合に、第一のモードから第二のモードに切り替える。第一のモードは、海面高さ情報と、位置情報とを定時に送信するモードである。第二のモードは、緊急放送をもとに現在の位置情報を送信する。次いで、船舶20の識別情報により自船を指定した測定依頼の放送があった場合に、位置情報と海面高さ情報とを送信するモードである(詳細は後述する)。
なお、第二のモードにかかる放送(基地局50からの緊急放送および船舶20からの応答)は、緊急プロトコルともいう。この緊急プロトコルでは、複数の周波数帯に分けて(多チャンネルで)放送するようにしてもよい。このように複数の周波数帯に分けて放送することで、ある周波数帯で混信したとしても、別の周波数帯では伝送できる場合があり、情報の伝送確率を高めることができる。
制御部16は、通常時は、第一のモードを用いて、例えば管理情報を、通信部11を介して基地局50に定時に送信する。制御部16は、例えば、緊急地震速報や津波予報等が発報された場合、通信部11を介して、基地局50から地震発生を通知(各船舶20へ位置情報の送信依頼)する緊急放送を受信する。制御部16は、緊急放送を受信すると、第一のモードから第二のモードへの切り替え制御を行う。次いで、制御部16は、位置情報を電文フォーマットに挿入して応答情報である電文を生成する。制御部16は、生成した電文、すなわち応答情報を通信部11を介して基地局50に送信する。
次いで、制御部16は、通信部11を介して基地局50からの放送を受信し、基地局50より放送された電文フォーマット30(図3参照)の内容を確認する。放送された電文フォーマット30の内容が、船舶20の識別情報により自船を指定した測定依頼であった場合、制御部16は、海面高さ情報と位置情報とを電文フォーマットに挿入して応答情報である電文を生成する。制御部16は、生成した電文、すなわち測定依頼に対する応答情報を通信部11を介して基地局50に送信する。
制御部16は、第二のモードにおいて測定依頼に対する応答情報を送信する場合には、第二のモードを終了するための終了条件を満たすか否かを判定する。終了条件は、例えば、繰り返し回数、時間帯等である。繰り返し回数は、例えば、10分間隔で第10報まで送信するといった内容を予め設定する。また、時間帯は、例えば、1日のうちの所定の時間帯である場合に応答情報の送信を繰り返すといった設定である。制御部16は、終了条件を満たさない場合には、応答情報の送信を繰り返す。制御部16は、終了条件を満たす場合には、第二のモードから第一のモードに切り替えて、処理を終了する。
ここで、電文フォーマットの一例について説明する。図3は、電文フォーマット30の一例を示す図である。図3に示すように、電文フォーマット30は、例えば、船舶20が、みなしGMDSSで用いる管理情報を送信するための電文フォーマットの一例である。例えば、電文フォーマット30は、「Char code」、「format ver」、「Message Type」、「name of a vessel」、「Call Sign」、「nationality」、「prefectures」、「Geographic Point Location」、「Parity」といった項目を有する。なお、電文フォーマット30の長さは、一例として104バイトであるが、これに限定されず、任意の長さとすることができる。さらに、電文フォーマット30は、他の各種情報に対応する項目を設けてもよい。
「Char code」は、文字コード系を示す。「format ver」は、電文フォーマット30のバーションを示し、フォーマット変更に対応するための項目である。「Message Type」は、メッセージタイプを示し、例えば、自動、手動、要求送信、緊急といったメッセージの種別を表す。「name of a vessel」は、船舶20の船名または識別情報を表す。なお、「name of a vessel」は、文字数に余裕があれば、船舶20の船名と識別情報とを表すようにしてもよい。「Call Sign」は、確実な識別のための無線局のコールサインを表す。「nationality」は、「nationality registration」を省略したものであり、船籍国コードを示す。「prefectures」は、所属都道府県を表す。「Geographic Point Location」は、位置情報を示し、例えば、測位系と緯度と経度とを表す。「Parity」は、メッセージの完全受信を確認するためのパリティである。
図1に戻り、基地局50は、通信部51と、制御部52とを有する。基地局50は、例えば、周波数帯域ごとにそれぞれ無線機を有し、各無線機には図示しないアンテナがそれぞれ接続され、各周波数帯域で同時に複数の船舶20と通信することができる。
通信部51は、例えば、中波から短波帯あるいは超短波帯の無線機等によって実現される。また、通信部51は、ネットワークNを介して情報処理装置100との間で通信を行うために、例えば、NIC(Network Interface Card)等によって実現される。通信部51は、電離層Lを介して複数の船舶20のいずれか1つ以上と無線で接続され、ネットワークNを介して情報処理装置100と接続される。つまり、通信部51は、船舶20と基地局50との間、および、基地局50と情報処理装置100との間で情報の通信を司る通信インタフェースである。すなわち、基地局50は、船舶20と情報処理装置100との通信を中継する。通信部51は、ネットワークNとの接続を有線または無線により行う。
通信部51は、例えば、中波から短波帯あるいは超短波帯の無線機として、複数の無線機、例えば、2MHz帯、4MHz帯、8MHz帯、12MHz帯、16MHz帯、30MHz帯および50MHz帯以上の超短波帯に対応する7台の無線機を用いて、船舶20から送信された電波を受信する。通信部51は、複数の船舶20から送信された、それぞれ異なる周波数の電波を用いた無線信号を、対応する周波数の複数の無線機で受信する。なお、使用される周波数帯は、船舶20の位置および時間帯のいずれか1つ以上に応じて決定される。また、通信部51は、変調方式として、船舶20の通信部11と同様の変調方式を用いる。また、通信部51は、制御部52との接続には、RS−232Cを用いたシリアル通信と、音声入出力端子を用いたデータ通信とを用いることができる。
通信部51は、受信した電波から管理情報または応答情報を抽出し、制御部52に出力する。また、通信部51は、抽出した管理情報または応答情報を、NICを用いてネットワークNを介して情報処理装置100に送信する。この時、通信部51は、船舶20より受信した電波の受信感度を示す情報も合わせて情報処理装置100に送信する。受信感度を示す情報には、例えば、船舶20から信号を受信した際の信号強度や、信号の誤り率などがある。通信部51は、情報処理装置100から、ネットワークNを介して緊急放送等の放送依頼を受信すると、船舶20に対して依頼された内容を電文フォーマット30に含む電波を送信する。
制御部52は、基地局50の全体を制御する。制御部52は、通信部51から管理情報または応答情報が入力されると、例えば、図示しない表示部に管理情報または応答情報を受信した旨を表示させる。制御部52は、例えば、基地局50の制御用のコンピュータであり、例えば、組込型のコンピュータでもよいし、据置型のパーソナルコンピュータ等であってもよい。
情報処理装置100は、各船舶20の情報を管理するとともに、各船舶20に対して各種情報を送信するコンピュータである。情報処理装置100は、通信部110と、記憶部120と、制御部130とを有する。情報処理装置100は、図1に示す機能部以外にも既知のコンピュータが有する各種の機能部、例えば各種の入力デバイスや音声出力デバイスなどの機能部を有することとしてもかまわない。また、情報処理装置100は、いわゆるクラウド上に構成され、自由に拡張や構成の変更が可能なようにしてもよい。
通信部110は、例えば、NIC等によって実現される。通信部110は、ネットワークNを介して基地局50と有線または無線で接続され、基地局50との間で情報の通信を司る通信インタフェースである。また、通信部110は、外部のサーバ装置(図示しない)との間の通信を司り、例えば地震発生時に緊急地震速報や津波予報等の情報提供を受ける。
通信部110は、基地局50から管理情報を受信する。通信部110は、受信した管理情報を制御部130に出力する。また、通信部110は、制御部130から移動端末10(船舶20)の識別情報が特定された管理情報が入力される。通信部110は、入力された特定された管理情報を、当該管理情報に対応する管理組織、すなわち当該管理情報を送信した移動端末10が設置された船舶20が所属する漁業無線協会の基地局50に対して送信する。
記憶部120は、例えば、RAM、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスクや光ディスク等の記憶装置によって実現される。記憶部120は、管理情報記憶部121および測定情報記憶部122を有する。また、記憶部120は、制御部130での処理に用いる情報を記憶する。
管理情報記憶部121は、各船舶20の情報を管理するデータベース等であり、例えば、船舶20の識別情報、所属する管理組織、所属する港(漁港)、連絡先情報、船舶20より送信された位置情報および受信時における受信感度を示す情報を対応付けて記憶する。測定情報記憶部122は、各船舶20が測定した位置および海面高さ等の測定情報を管理するデータベース等である。測定情報記憶部122は、各船舶20が測定し、基地局50を介して通知してきた位置および海面高さ等の測定情報を、船舶20の識別情報とともに管理する。
制御部130は、例えば、CPUやMPU等によって、内部の記憶装置に記憶されているプログラムがRAMを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部130は、例えば、ASICやFPGA等の集積回路により実現されるようにしてもよい。制御部130は、応答依頼部131と、応答受信部132と、船舶特定部133と、測定依頼部134と、測定情報受信部135と、出力部136とを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。なお、制御部130の内部構成は、図1に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。
応答依頼部131は、例えば、緊急地震速報や津波予報等が発報された場合に、各基地局50に対して各船舶20への緊急放送を依頼し、海岸線から所定の距離内の船舶20に対して位置情報の応答を依頼する。具体的には、応答依頼部131は、地震が発生したために海岸線から所定の距離内の船舶20へ位置情報の応答を依頼する内容の電文を緊急放送するように各基地局50に依頼する。緊急放送内容の一例としては、「震源地:北緯38度XX分XX秒、東経142度YY分YY秒、応答依頼:陸地より40kmの範囲内の船は位置情報を知らせて下さい」などがある。
なお、本実施形態における緊急放送は、震源が陸地より離れており(例えば海底の地殻)、震源付近で発生した津波が沖より陸地に到達するもの予測されるケースにおいて行われるものとする。
応答受信部132は、船舶20が緊急放送に対して応答した位置情報を、基地局50を介した無線通信により船舶20より受信する。応答受信部132は、各船舶20より受信した位置情報を、受信時刻および船舶20の識別情報を付与して管理情報記憶部121へ格納する。この受信時刻を参照することで、定時に連絡のあった位置情報か、緊急放送後の応答による位置情報かを判別することができる。
船舶特定部133は、緊急放送に対して応答のあった各船舶20の位置情報を管理情報記憶部121より取得し、震源から海岸線の間にある所定の船舶を特定する船舶特定処理を行う(詳細は後述する)。
測定依頼部134は、各基地局50に対して船舶特定部133により特定された船舶20への放送を依頼し、特定された船舶20に海面高さおよび位置の測定させ、測定結果を応答させる測定依頼を送信する。具体的には、測定依頼部134は、特定された船舶20を示す識別情報と、測定依頼の内容とを含む電文を放送するように基地局50に依頼する。この放送内容の一例としては、「船舶ID:閾値より大きな波をうけた場合は海面高さ情報と位置情報を送信」などがある。
測定情報受信部135は、測定依頼に対して船舶20が応答した情報(海面高さ情報および位置情報)を、各基地局50を介した無線通信により船舶20より受信する。測定情報受信部135は、船舶20より受信した海面高さ情報および位置情報を、受信時刻および船舶20の識別情報を付与して測定情報記憶部122へ格納する。
出力部136は、船舶20から受信した海面高さ情報および位置情報に基づいて、海情報マップを生成して出力する。具体的には、出力部136は、測定情報記憶部122に格納された船舶20の位置情報および海面高さ情報に基いて、海情報マップを生成する。例えば、出力部136は、緊急地震速報や津波予報等による緊急放送時に船舶20で測定された位置および海面高さ情報をもとに、津波にかかる津波情報MAP41〜43(図7、8参照)を生成する。
出力部136が生成した海情報マップの出力先は、例えば、情報処理装置100の表示装置(図示しない)がある。また、海情報マップの出力先は、通信部110を介して接続する基地局50に設けられた表示装置(図示しない)など、外部の表示装置であってもよい。
制御部130は、上述したTPMチップを搭載することで、TCG技術を利用してハードウェアベースのデータ・証明書の保護、安全な暗号処理環境を実現してもよい。これにより、制御部130は、情報の信ぴょう性を検証可能とし、セキュアな情報の送信を実現してもよい。
例えば、制御部130のTPMは、バインドされた電子機器(例えば情報処理装置100)が起動した時点で、BIOS、OSloader、OSカーネルへのブートプロセスにおけるソフトウェアコードを計測し、計測したソフトウェアコードをハッシュ化して、TPM内部のレジスタに登録する。また、TPMは、バインドされた電子機器のハードウェアの情報を収集し、ハードウェアの情報をハッシュ化して、TPM内部のレジスタに登録する。
電子機器のアプリケーションは、TSSの提供するインタフェースを利用して、上述したTPMチップの機能にアクセスすることができる。TPMチップは、顧客システム側のTPMチップでハッシュ値を採取する際のルールをハッシュ化及び署名付与して管理することで、ハッシュ値採取の正当性を担保するものである。しかも、TPMチップは、必要に応じて、現時点でのルール及び署名をチェックすることで、ルールの非改竄性を証明する。すなわち、制御部130にかかる処理および情報についての信ぴょう性が検証可能となる。その結果、TPMチップは、TPMチップ側で非改竄性が証明されたルールを参照しながら運用することでハッシュ値を採取する際のルールに改竄がないことを保証する。
また、制御部130は、TPMチップがハッシュ化及び署名付与した情報を放送内容に挿入してもよい。この場合には、放送内容を受信した装置(例えば、船舶20)において、制御部130にかかる処理および情報についての信ぴょう性を検証できる。
次に、情報処理システム1の動作について説明する。図4は、実施形態にかかる情報処理システム1の動作例を示すラダーチャートである。なお、以下の説明では、船舶20(移動端末10)の当初の動作は、第一のモードを用いて管理情報を定期的に送信しているものとする。
図4に示すように、応答依頼部131は、緊急地震速報や津波予報等が発報されて地震情報を検知すると(S1)、各基地局50に対して各船舶20へ地震発生・位置連絡の放送(緊急放送)を依頼する(S2)。応答依頼部131からの依頼を受けた各基地局50では、地震発生・位置連絡の緊急方法を各船舶20に対して無線で行う(S3)。具体的には、基地局50は、上述した緊急放送を示す内容の電文を各船舶20に対して放送する。
移動端末10の制御部16は、基地局50から受信した電文フォーマット30を参照し、地震発生・位置連絡の緊急放送の受信の有無を判定する(S4)。緊急放送の受信がない場合(S4:NO)、制御部16は、第一のモードを用いて管理情報を定期的に送信する動作を継続する。
緊急放送の受信がある場合(S4:YES)、制御部16は、第二のモードに切り替え、測位部13より船舶20の現在位置を取得する(S5)。
次いで、制御部16は、船舶20の現在位置と、記憶部12に記憶された地図・海図データとをもとに海岸線からの船舶20の距離を求める。次いで、制御部16は、海岸線からの船舶20の距離が、緊急放送において位置連絡の指示があった海岸線からの距離内に入るか否かを判定し、位置情報を応答するか否かを判定する(S6)。
応答する場合(S6:YES)、制御部16は、船舶20の現在位置を通信部11より送信させる(S7)。応答しない場合(S6:NO)、制御部16は、S7をスキップして船舶20の現在位置を送信せずにS13へ処理を進める。
基地局50は、船舶20から現在位置の応答を受信すると(S8)、受信した現在位置と受信感度を示す情報を情報処理装置100へ送信する。情報処理装置100の応答受信部132は、受信した現在位置と受信感度を示す情報を、受信時刻および移動端末10を搭載した船舶20の識別情報を付与して管理情報記憶部121へ格納する(S9)。
次いで、船舶特定部133は、緊急放送に対して応答のあった各船舶20の位置情報をもとに、震源から海岸線の間にある所定の船舶を特定する船舶特定処理を行う(S10)。
図5は、船舶特定処理の一例を示すフローチャートである。図5に示すように、処理が開始されると、船舶特定部133は、管理情報記憶部121を参照し、緊急放送に対して応答のあった各船舶20の位置情報を取得する(S111)。
次いで、船舶特定部133は、各船舶20の位置情報と、記憶部120に記憶された地図・海図データとをもとに、海岸線から震源に向かう方向(沖に向かう方向)において所定の距離ごとに船舶20をグループ化する(S112)。具体的には、船舶特定部133は、0〜10km、10km〜20kmなどの沖に向かう距離ごとに船舶20をグループ化する。
図6は、船舶20の特定を説明する説明図である。なお、図6において、網掛けで表示された船舶20aは、船舶特定処理により特定された船舶を示している。また、白抜きで表示された船舶20bは、船舶特定処理により特定されなかった船舶を示している。
図6に示すように、船舶特定部133は、震源(130km沖)より海岸線C1に最も近く、震源から直接届く津波(第1波)の到達が最も早いと想定される地点P1を特定する。次いで、船舶特定部133は、地点P1より沖に向かう方向において10km単位で船舶20をグループ化する。なお、津波の第2波以降を測定する場合についても同様に船舶20をグループ化してもよい。例えば、船舶特定部133は、第2波以降の津波の到達が最も早いと想定される地点を特定し、特定した地点より沖に向かう方向において10km単位で船舶20をグループ化する。
次いで、船舶特定部133は、海岸線から震源に向かう距離ごとの各グループにおける間引き率を設定する(S113)。震源から海岸線の間にあるすべての船舶20に対し、海面高さおよび位置の測定結果の送信を依頼すると、多くの船舶20からの送信が行われるため、無線通信に輻輳が生じやすくなる。したがって、海岸線から震源に向かう距離ごとの各グループでの間引きを行い、間引いた後の船舶に対して測定結果の送信を依頼するように間引き率を設定する。このように、多くの船舶20の中から間引き後の船舶に対し、測定結果の送信を依頼することで、基地局50と船舶20間の無線通信に輻輳が生じることを抑止できる。
船舶特定部133は、各グループの間引き率について、距離ごとに異なる値を設定する。具体的には、船舶特定部133は、海岸線から震源に向かう距離が大きく、震源に近いグループについては、海岸線に近い位置のグループよりも間引き率を小さく設定する。例えば、震源に近いグループの間引き率を0%とし、海岸線に近くなるのに従って間引き率を10%、20%とする。
これにより、図6に示すように、震源に近い位置からは、多くの船舶20からの測定結果を期待できる。したがって、震源に近い段階で生じた潮位の変化を数多く観測できることから、津波の予測精度を高めることができる。
ついで、船舶特定部133は、管理情報記憶部121に格納された受信感度を示す情報を参照し、各グループの船舶を受信感度順にソートする(S114)。具体的には、船舶特定部133は、受信感度の高い(受信感度のよい)順にソートし、特定する船舶のリストを受信感度の高い順に並べる。これにより、受信感度の高い船舶20から順に特定することができる。このように、受信感度の高い船舶20を特定して測定結果の送信を依頼することで、測定結果の受信不良を未然に防止できる。
次いで、船舶特定部133は、受信感度の高い順に船舶20をソートした各グループのリストの上位から、各グループの間引き率を満たす数の船舶20を抜き出して、グループごとに測定を依頼する船舶20を特定する(S115)。なお、船舶特定部133は、ソートしたリストにおいて、受信感度が所定値より高い船舶20の中からランダムで間引き率を満たす数を抜き出してもよい。
図4に戻り、S10に次いで、測定依頼部134は、各基地局50に対し、船舶特定部133により特定された船舶20に海面高さおよび位置の測定させ、測定結果を応答させる測定依頼の放送を依頼する(S11)。測定依頼部134からの依頼を受けた各基地局50では、特定された船舶20に測定結果を応答させる測定依頼の放送を無線で行う(S12)。
この時、測定依頼部134は、震源に近いグループより特定された船舶20から順に、測定結果を応答させる測定依頼の放送を依頼してもよい。このように、震源に近い船舶20に対して優先的に測定依頼を放送することで、震源付近でいち早く潮位の測定を行うことができる。
移動端末10の制御部16は、基地局50から受信した電文フォーマット30を参照し、自身の船舶20についての識別情報の有無をもとに、測定依頼の有無を判定する(S13)。測定依頼がある場合(S13:YES)、制御部16は、測位部13および海面高さ検出部14のセンサ情報を取得する(S14)。
次いで、制御部16は、海面高さ検出部14より取得したセンサ情報(海面高さ情報)をもとに、津波(潮位変化)を検知したか否かを判定する(S15)。
具体的には、制御部16は、津波に相当する所定値以上の海面隆起と、その海面隆起から元の海面高さに戻るまでを津波として検知する。津波を検知しない場合(S15:NO)、制御部16は、S14へ処理を戻し、処理を待機する。
津波の通過を検知した場合(S15:YES)、制御部16は、測位部13による現在位置および潮位変化の情報(海面高さ情報)を測定結果として基地局50へ送信させる(S16)。
基地局50は、移動端末10からの現在位置および潮位変化の情報(海面高さ情報)の応答を受信すると、受信した情報を情報処理装置100へ送信する(S17)。情報処理装置100の測定情報受信部135は、受信した情報を、受信時刻および移動端末10を搭載した船舶20の識別情報を付与して測定情報記憶部122へ格納する。
情報処理装置100の出力部136は、測定情報記憶部122に格納された船舶20の測定結果(位置、海面高さ情報)に基いて、津波情報MAPの作成・更新を行い、表示装置などへ出力する(S18)。
図7、図8は、津波情報MAPを説明する説明図である。具体的には、図7は、距離ごとの津波の断面を表示する津波情報MAP41、42を例示する図である。また、図8は、距離ごとの津波の鳥瞰図を表示する津波情報MAP43を例示する図である。図7、8に示すように、情報処理装置100は、船舶20の測定結果をもとに、津波情報MAP41〜43を作成して出力する。これにより、ユーザは、津波の現状を容易に把握できる。また、ユーザは、陸地への津波の到達時刻・規模の予測に津波情報MAP41〜43を活用できる。
また、図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、測位部13と海面高さ検出部14とを統合して1つの検出装置としてもよい。また、基地局50と情報処理装置100とは一つの統合された装置であってもよい。また、図示した各処理は、上記の順番に限定されるものではなく、処理内容を矛盾させない範囲において、同時に実施してもよく、順序を入れ替えて実施してもよい。
さらに、各装置で行われる各種処理機能は、CPU(またはMPU、MCU(Micro Controller Unit)等のマイクロ・コンピュータ)上で、その全部または任意の一部を実行するようにしてもよい。また、各種処理機能は、CPU(またはMPU、MCU等のマイクロ・コンピュータ)で解析実行されるプログラム上、またはワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部または任意の一部を実行するようにしてもよいことは言うまでもない。
ところで、上記の実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをコンピュータで実行することで実現できる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図9は、プログラム208aを実行するコンピュータ200の一例を説明する説明図である。
図9に示すように、コンピュータ200は、各種演算処理を実行するCPU201と、データ入力を受け付ける入力装置202と、モニタ203とを有する。また、コンピュータ200は、記憶媒体からプログラム等を読み取る媒体読取装置204と、各種装置と接続するためのインタフェース装置205と、他の情報処理装置等と有線または無線により接続するための通信装置206とを有する。また、コンピュータ200は、各種情報を一時記憶するRAM207と、ハードディスク装置208とを有する。また、各装置201〜208は、バス209に接続される。
ハードディスク装置208には、図1に示した情報処理装置100の各機能部と同様の機能を有するプログラム208a(潮位測定プログラム)が記憶される。また、ハードディスク装置208には、プログラム208aを実現するための各種データが記憶される。入力装置202は、例えば、コンピュータ200のユーザから、操作情報等の各種情報の入力を受け付ける。モニタ203は、例えば、コンピュータ200のユーザに対して各種画面を表示する。通信装置206は、例えば、図1に示した基地局50と接続される。
CPU201は、ハードディスク装置208に記憶されたプログラム208aを含む各プログラムを読み出して、RAM207に展開して実行することで、各種の処理を行う。また、これらのプログラムは、コンピュータ200を図1に示した情報処理装置100の各機能部として機能させることができる。
なお、プログラム208aは、必ずしもハードディスク装置208に記憶されている必要はない。例えば、コンピュータ200が読み取り可能な記憶媒体に記憶されたプログラムを、コンピュータ200が読み出して実行するようにしてもよい。コンピュータ200が読み取り可能な記憶媒体は、例えば、CD−ROMやDVDディスク、USB(Universal Serial Bus)メモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、ハードディスクドライブ等が対応する。また、公衆回線、インターネット、LAN等に接続された装置にこの無線通信プログラムを記憶させておき、コンピュータ200がこれらから無線通信プログラムを読み出して実行するようにしてもよい。