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2016 年度 実績報告書

大規模災害時の劣悪通信環境で繋がる次世代ネバー・ダイ・ネットワークとその応用

研究課題

研究課題/領域番号 15H02693
研究機関岩手県立大学

研究代表者

柴田 義孝  岩手県立大学, 研究・地域連携本部, 特任教授 (80129791)

研究分担者 石田 智行  茨城大学, 工学部, 講師 (00719148)
内田 法彦  福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (10610298)
湯瀬 裕昭  静岡県立大学, 経営情報学部, 教授 (30240162)
白鳥 則郎  早稲田大学, 理工学術院(国際情報通信研究科・センター), 客員上級研究員(研究院客員教授) (60111316)
山田 茂樹  国立情報学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (80332154)
高畑 一夫  明海大学, 歯学部, 非常勤講師 (60226909)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード非常時通信 / 情報通信工学 / ネットワーク / 減災
研究実績の概要

1)携帯型移動中継ノードの設計および開発においては、タブレット端末に,Andoroid SDKを使用してDTNプロトコルを実装し、通信が途絶する場合は、スマートフォンが一時的にデータを蓄積し、通信可能エリアに到達した時に蓄積データを自動的にフォワード転送する機能を車載型移動中継ノードと同様の機能を開発し、実際に災害時を想定した実証実験により、携帯網の障害で利用できない状況でも安否情報やメッセージをアドホック的に中継できることを実証した。
2)車載用モバイル分散型災害情報共有サーバシステムの開発においては、DTN2の通信プロトコルSDKを導入して、移動型のローカルクラウドシステムを開発して、この上にこれまで開発した災害情報システムWIDISを自律分散させ、災害情報、避難情報、安否情報を収集し、これを移動してインターネットゲートウェイを通して、グローバルクラウドに統合して登録・閲覧できるモバイル分散型災害情報共有クラウドレットシステム(Mobile-Cloudlet)の開発を行い、複数の車に搭載し、車-車間および車-自治体間で送受信性能の評価実験を行い有効性を確認できた。
3)空中中継ノードの設計および開発においては、被災地上空から被災映像を撮影するため、複数の無人飛行機(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)を新たに導入し、高速無線LANを利用して近隣UAV間で自動的に相互接続をリンク構成するマルチホップ機能(自動相互リンク構成機能)をラズベリーパイを搭載して実装し、その性能および機能および機能評価を行った結果、複数UAVのメッシュネットワークにより、上空より地上に対する広範囲な通信エリアをカバーすることを可能にした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

1)携帯型移動中継ノードの設計および開発においては、比較的実装を早く終了出来き、室内での予備実験も理論通りの性能を確認できたが、野外実証実験では複数の人員を集めて(2~10人)実験が困難であったことと、電波干渉の頻度が多く、測定回数が十分に確保出来なかった点が挙げられ、実験方法を改善する必要がある。
2)車載用モバイル分散型災害情報共有サーバシステムの開発においては、概ね順調に移動型クラウドレットを開発でき、また屋内実験でも、理論通りに性能および機能を確認できた。今後は災害を想定し、屋外での実証実験を検討する。
3)空中中継ノードの設計および開発では、当初予定の気球から、複数のUAVの導入してノード開発をした。まず地上での実験は予定通りの動作および性能を発揮したが、実際のUAVを空中での動作させてメッシュネットワークの実現は、半径50cmで安定した通信が出来たが、100m程度の距離では、通信帯域が1Mbps以下と小さく、その結果、映像をリアルタイムで転送することが出来なかった。今年度は、アンテナの利得の大きいものに代えて性能を改善することと規格の異なる無線による改善を検討している。

今後の研究の推進方策

1)携帯型移動中継ノードの設計および開発においては、実際の災害時の劣悪環境を想定し、より多くの被災者により通信を想定した実証実験を行い、最終的には、住民に使ってもらえるようなプログラムを最適化してシステムに仕上げる。
2)車載用モバイル分散型災害情報共有サーバシステムの開発においては、グローバルクラウドも実装し、モバイルクラウドとグローバルクラウドのスループットの最適化や同期制御、負荷分散機能を実現し実証実験して有効性を確認する。
3)空中中継ノードの設計および開発では、UAV搭載のラズベリーパイの性能を上げ、また複数の異種規格の無線によるコグニティブ無線を実現して通信性能を現在の2倍程度の改善する。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 16件、 招待講演 1件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Dealy Tolerant Network for Disaster Information Transmission in Challenged Network2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Noriki Uchida
    • 雑誌名

      IEICE Transaction in Communication

      巻: Vol. E100-B, No. 1 ページ: 11-16

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A DTN Based Multi-hop Network for Disaster Information Transmission by Smart Devices2017

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kitada, Goshi Sato, Yoshitaka Shibata
    • 雑誌名

      Advanced on Broad Wireless Computing, Communication and Application, Elsevier

      巻: テキスト ページ: 601-611

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Never Die Network2017

    • 著者名/発表者名
      Norio Shiratori, Yoshitaka Shibata
    • 雑誌名

      Opportunistic Networking: Vehicular, D2D and Cognitive Radio Networks, CRC Press

      巻: テキスト ページ: 2-13

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On-site Configuration of disaster recovery access networks made easy2016

    • 著者名/発表者名
      Quang Tran Munh, Yoshitaka Shibata, Cristian Borcea, Shigeki Yamad
    • 雑誌名

      AdHoc Networks, Elsevier

      巻: Vol. 40 ページ: 46-60

    • DOI

      http://doi.org/10.1016/j.adhoc.2015.12.008

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Push Typed Tourist Information System based on Beacon and Augumented Reality Technologies2017

    • 著者名/発表者名
      Goshi Sato, Go Hirakawa, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 31st IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications, (AINA2017)
    • 発表場所
      Tamkang University, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
    • 国際学会
  • [学会発表] In-Vehicle Cloudlet Computing System for Disaster Information based on Delay Tolerant Network Protoco2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomo, Yoshitaka Shibata, Goshi Sato
    • 学会等名
      The 31st IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications, (AINA2017)
    • 発表場所
      Tamkang University, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of a Disaster Information Cloud System for Disaster Prevention and Reduction2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirohara, Tomoyuki Ishida, Noriki Uchida, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 9th International Workshop on Disaster and Emergency Information Network Systems, (IWDENS2017)
    • 発表場所
      Tamkang University, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
    • 国際学会
  • [学会発表] IoT Based Mobility Network Information Infrastructure in Challenged Network Environment Toward Aging Society2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Goshi Sato, Noriki Uchida
    • 学会等名
      The 9th International Workshop on Disaster and Emergency Information Network Systems, (IWDENS2017)
    • 発表場所
      Tamkang University, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Disaster Information Sharing System Considering Communication Status and Elapsed Time2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Goto, Goshi Sato, Koji Hashimoto, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 9th International Workshop on Disaster and Emergency Information Network Systems, (IWDENS2017)
    • 発表場所
      Tamkang University, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Research on Realization of a Multi-hop Network based on Delay Tolerant Network on Disasters2017

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kitada, Goshi Sato, Koji Hashimoto, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 9th International Workshop on Disaster and Emergency Information Network Systems, (IWDENS2017)
    • 発表場所
      Tamkang University, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Information Communication System consisted of Multiple Unmanned Aerial Vehicles on Disasters2017

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Tanaka, Noriki Uchida, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 9th International Workshop on Disaster and Emergency Information Network Systems, (IWDENS2017)
    • 発表場所
      Tamkang University, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
    • 国際学会
  • [学会発表] An Implementation of Operation Method for Disaster GIS on Ultra Definition Display2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakuraba,, Tomoyuki Ishida, Koji Hashimoto, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 9th International Workshop on Disaster and Emergency Information Network Systems, (IWDENS2017)
    • 発表場所
      Tamkang University, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
    • 国際学会
  • [学会発表] 自立型防災通信ステーションにおける2種類の衛星インターネットの活用2017

    • 著者名/発表者名
      湯瀬裕昭,鍋田真一,伊藤裕二,小坂弘史,柴田義孝
    • 学会等名
      情報処理学会第79回全国大会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-17
  • [学会発表] 災害時におけるDTNをベースとした マルチホップネットワークの実現2017

    • 著者名/発表者名
      北田真也,佐藤剛至,橋本浩二,柴田義孝
    • 学会等名
      情報処理学会第79回全国大会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-17
  • [学会発表] 災害時におけるUAVを構成要素とする情報通信方法に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      田中紀史,内田法彦,橋本浩二,柴田義孝
    • 学会等名
      情報処理学会第79回全国大会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-16
  • [学会発表] Proposal of a Decision Support System for the Local Government's Disaster Control Headquarters2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Ishida, Yusuke Hirohara, Nobuyuki Kukimoto, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 22nd International Symposium on Artificial Life and Robotics, The 22nd International Symposium on Artificial Life and Robotics,(AROB 22nd 2017)
    • 発表場所
      大分県別府市 B-Con PLAZA
    • 年月日
      2017-01-20 – 2017-01-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 大型高精細表示環境上の統一的災害情報GISの操作方法の一検討2016

    • 著者名/発表者名
      櫻庭 彬,江原康生,橋本浩二,柴田義孝
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第30回テレイマージョン技術研究会
    • 発表場所
      岩手県 繋温泉 愛真館
    • 年月日
      2016-12-02 – 2016-12-02
  • [学会発表] 災害情報収集・共有クラウドシステムの研究開発2016

    • 著者名/発表者名
      石田智行,広原裕亮,内田法彦,柴田義孝
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第30回テレイマージョン技術研究会
    • 発表場所
      岩手県 繋温泉 愛真館
    • 年月日
      2016-12-02 – 2016-12-02
  • [学会発表] In-Vehicle Cloudlet Computing based on Delay Tolerant Network Protocol for Disaster Information System2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomo, Goshi Sato, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Broad-Band and Wireless Computing, Communication and Applications, (BWCCA2016)
    • 発表場所
      Soonchunhyang (SCH) University, Asan, Korea
    • 年月日
      2016-11-06 – 2016-11-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Evaluation of a DTN Based Multi-hop Network for Disaster Information Transmission by Smart Devices2016

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kitada, Goshi Sato, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Multimedia Network Systems and Applications, (MNSA2016)
    • 発表場所
      Soonchunhyang (SCH) University, Asan, Korea
    • 年月日
      2016-11-05 – 2016-11-05
    • 国際学会
  • [学会発表] SDNとコグニティブ無線を基盤とした災害に強いネバー・ダイ・ネットワークシステムの開発と評価2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤剛至,内田法彦,白鳥則郎,柴田義孝
    • 学会等名
      第24回マルチメディア通信と分散処理ワークショップ,(DPSWS2016)
    • 発表場所
      秋田県田沢湖高原 プラザホテル山麓荘
    • 年月日
      2016-10-21 – 2016-10-21
  • [学会発表] マルチコプターによるワイヤレスメッシュネットワークを利用した災害情報転送システムの構築2016

    • 著者名/発表者名
      田中紀史,内田法彦,橋本浩二,柴田義孝
    • 学会等名
      FIT2016(第15回情報科学技術フォーラム)
    • 発表場所
      富山大学 五福キャンパス
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-07
  • [学会発表] 災害時における通信状態と時間経過による必要情報を考慮したスマートデバイス型情報共有システム2016

    • 著者名/発表者名
      五島達也,柴田義孝,橋本浩二
    • 学会等名
      FIT2016(第15回情報科学技術フォーラム)
    • 発表場所
      富山大学 五福キャンパス
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-07
  • [学会発表] A Disaster Resilient Network based on OpenFlow and Cognitive Wireless Technologies2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Goshi Sato, Noriki Uchida, Norio Shiratori
    • 学会等名
      The 9th IEEE International Conference on Ubi-Media Computing, (U-MEDIA2016)
    • 発表場所
      ARARAT PARK HYATT MOSCOW, Moscow
    • 年月日
      2016-08-15 – 2016-08-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Implementation and Evaluation of Never Die Network System for Disaster Prevention Based on OpenFlow and Cognitive Wireless Technology2016

    • 著者名/発表者名
      Goshi Sato, Noriki Uchida, Norio Shiratori, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Complex, Intelligent, and Software Intensive Systems, (CISIS2016)
    • 発表場所
      Fukuoka Institute of Technology, Japan
    • 年月日
      2016-07-06 – 2016-07-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Perspective of Resilient Network Technology for Large Scale Disaster2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Advanced Information Technologies and The 6th Forum on Taiwan Association for Web Intelligence Consortium 2016 (AIT/WIC 2016)
    • 発表場所
      Chaoyang University of Technology, Taichung, Taiwan
    • 年月日
      2016-04-23 – 2016-04-23
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mobile Cloud Computing for Vehicle Servers with Delay Tolerant Network Protocol2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Otomo, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Advanced Information Technologies and The 6th Forum on Taiwan Association for Web Intelligence Consortium 2016 (AIT/WIC 2016)
    • 発表場所
      Chaoyang University of Technology, Taichung, Taiwan
    • 年月日
      2016-04-23 – 2016-04-23
    • 国際学会
  • [学会発表] A DTN based Multi-hop Network for Disaster Information Transmission by Smart Devices2016

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kitada, Goshi Sato, Go Hirakawa, Noriki Uchida, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Advanced Information Technologies and The 6th Forum on Taiwan Association for Web Intelligence Consortium 2016 (AIT/WIC 2016)
    • 発表場所
      Chaoyang University of Technology, Taichung, Taiwan
    • 年月日
      2016-04-23 – 2016-04-23
    • 国際学会
  • [産業財産権] 路側通信装置2017

    • 発明者名
      柴田義孝
    • 権利者名
      柴田義孝
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-066473
    • 出願年月日
      2017-03-29
  • [産業財産権] 車載通信装置2017

    • 発明者名
      柴田義孝
    • 権利者名
      柴田義孝
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-066474
    • 出願年月日
      2017-03-29
  • [産業財産権] 車載クラウドレット2017

    • 発明者名
      柴田義孝
    • 権利者名
      柴田義孝
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-066475
    • 出願年月日
      2017-03-29
  • [産業財産権] 通信方法及びプログラム2017

    • 発明者名
      平川剛,柴田義孝
    • 権利者名
      平川剛,柴田義孝
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-065778
    • 出願年月日
      2017-03-31

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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