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科研費 基盤研究(B)#21H03436

情報指向無線ネットワークを利用した災害時情報共有システムの設計

基本情報

  • 研究種目: 基盤研究(B)
  • 審査区分: 小区分(60060; 情報ネットワーク関連)
  • 研究代表者: 三角 真(福岡大学 工学部・助教)
  • 研究分担者: 中村 遼(福岡大学 工学部・助教)
  • 研究分担者: 上山 憲昭(立命館大学 情報理工学部・教授)
  • 研究分担者: 森 慎太郎(福岡大学 工学部・助教)
  • 研究期間: 2021年(令和3年)4月1日—2025年(令和7年)3月31日

研究課題: 災害時の被災情報共有システムにおける無線通信技術の研究開発(担当分)

 本研究において開発する災害時情報共有アプリケーションを支える無線通信システムにおいて、プロトコル設計(PHY/MACレイヤ)、および計算機シミュレーション・テストベッドによる実験的評価を行う。とくに本研究開発においては、消費電力の削減によるネットワーク参加ノードの長寿命化およびネットワーク内のトラヒック総量の低減を実現し、かつ評価においてはテストベッドによる開発システムの実現可能性について示すことを目的とする。

研究計画

(1) 令和3,4年度: IC-DTNにおける協力通信に基づく省電力無線アドホックプロトコルの開発: 災害時には地上移動ノードのバッテリーの温存および正確・高信頼な無線伝送が求められる。そこで、本研究において開発するICDTNに基づき設計されたミドルレイヤを考慮した無線アドホックネットワークシステムを開発する。具体的にはICDTNが想定しているすれ違い通信に対して、消費電力を低減させるための地上移動ノード相互の協力通信に基づく新たな無線通信プロトコルを開発する。また、無線通信によって授受されるデータの不完全性に対し、先述の協力通信に加え複数経路によるダイバーシチ技術によるデータ補完手法を開発する。このとき、不必要な無線通信を削減するためにユーザの満足度や類似度に応じて、選択的な無線伝送方式におけるオーバヘッドと省電力効果についても検討・評価する。

(2) 令和5年度: 上空移動ノード(UAV)を用いた地上移動ノードからのデータ収集手法の開発: 被災地域において地上に敷設された無線通信システムが利用できない場合を想定し、上空移動ノードとしてUAV(Unmanned Aerial Vehicle)を用いたデータ収集方式を開発する。具体的には、地上移動ノードにより取得された安全情報・安否情報等の多数の小容量データ、および被災状況を把握するための動画・画像等の大容量データを対象とし、UAVを用いたデータ収集手法を開発する。多数の小容量データの生データに対し、ノイズ除去およびUAVの位置情報等の付加データの付与、ならびに大容量データに対しデータ圧縮方式および位置情報に基づくデータのクリーニング・分類手法を開発する。また、UAVを用いた撮影困難な場所、鳥瞰、ならびに動画像の撮影により、被災状況把握手法のデータ補完技術を開発する。

(3) 令和6年度: 災害情報共有システムの被災情報の無線配信手法の開発: 被災情報共有システムを実現するためには、課題4-1および課題4-2で研究開発を行うデータ収集技術だけではなく、集約したデータの配信方法についても検討する必要がある。そこで、上述した研究開発において得られた知見に基づき、地上移動ノードが静止または移動する環境を想定し、最適なルーティング手法および転送するノードの範囲に自由度を与えた適応制御技術を開発する。また、地上移動ノードは、メモリ容量・バッテリー容量等のリソースに制約があることが考えられるため、省電力化だけでなくノードが保有するキャッシュ・コンテンツの削除やコンテンツの識別子の設定の観点より開発を行う。

外部発表

  1. S. Mori, “Prototype Development of River Velocimetry using Visual Particle Image Velocimetry for Smart Cities and Disaster Area Networks,” Proc. 20th Int. Sympo. Commun. and Info. Tech. (ISCIT 2021), pp. XXX–XXX, Tottori, Japan (Online), Oct. 2021. (Accepted)(査読有)