IoT技術の活用による救急車の制振性の向上に関する研究

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K01303
• 研究機関: 広島市立大学
• 研究代表者: 小野 貴彦 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (20312613)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: IoT / 防振 / 救急車 / 振動計測

研究実績の概要

脳血管障害で搬送される傷病者は，高血圧の状態にあることが多く，最高血圧が200mmHgを超えることも稀ではない．そのため，頭部にわずかな振動が作用しただけでも，再出血や脳動脈瘤破裂を起こす危険性がある．振動の主な要因は，道路路面の凹凸である．安全安心な救急搬送を実現するためには，この路面凹凸に対処する必要がある．本課題の目的は，IoT技術を活用して，過大な振動を引き起こす路面の凹凸箇所を事前に特定しておき，その場所を通過する前に振動吸収特性を最適に調整する予測型セミアクティブ防振架台を試作し，振動吸収率の改善を実験的に確認することである．
平成29年度は，①振動発生源を特定する解析サーバの構築，②防振架台の最適調整法に取組んだ．①では，走行データ（緯度，経度，速度，振動強度）を計測し，携帯回線を通じて外部サーバにデータを転送する車載機器をスマートフォンを利用して製作した．同時に受け側のサーバも製作し，多量に送られてくる走行データから，過大な振動を引き起こす路面の凹凸箇所を自動的に割り出す機能を組み込んだ．製作した車載機器を実験車両に搭載し，走行データを0.1秒ごとにリアルタイムでサーバに転送できることを確認した．②では，路面の高さが水平距離に応じて正弦波的に変化するといった単純な状況であるものの，振動吸収性能を最大にする防振架台のバネ定数と粘性係数の最適値を割り出すプログラムを試作し，コンピュータシミュレーションで効果を確認した．①②に関する成果については，学会発表で公表した．

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

H29年度に当初予定していた課題は，①振動発生源を特定する解析サーバの構築であった．走行データを収集する車載機器および振動発生源を特定するサーバプログラムの構築まで実施したが，振動発生源の検出精度検証のためには多量の走行データが必要なる．H29年度では，同一道路を1回当たり約40分で合計100回走行したときのデータを取得して検証したが，時間をかけてより広い地域のデータを確保して検証する必要がある．この課題に加えて，H30年度に予定していた②防振架台の最適調整法について，先行的に取組むことができた．以上より，H30年度の進捗状況として，おおむね順調に進展したと判断した．

今後の研究の推進方策

H30年度は，車両の緯度LAT，経度LNG，速度V，傷病者の体重Mの情報から，振動吸収率を最大にする防振架台のバネ定数Kと粘性係数Cの最適値を算出するサーバプログラムをモデルベース開発する．まず，試作機の3次元シミュレータを作成し，実験車両および救急車から取得した走行データに基づいて防振架台の振動を再現するシミュレーション環境を整備する．続いて，様々なVとMに対して，振動吸収率を最大にするKとCをシミュレーションベースで算出する．サーバプログラムは，KとCの最適値を返す関数(K,C)=function(LAT,LNG,V,M)の形で実装する．

次年度使用額が生じた理由

H29年度に購入を予定していたワークステーションを，次年度予算も利用して購入する計画に変更したため．

研究成果

• [学会発表] 救急車の走行データを利用した道路修繕箇所の優先順位決定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小野貴彦
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第56期総会講演会
• [学会発表] 救急車用防振架台の振動吸収性能の向上に関する検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤井信吾，小野貴彦
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国学生会第48回学生員卒業研究発表講演会
• [産業財産権] 道路修繕順位決定システム (2018)
  • 発明者名: 小野貴彦
  • 権利者名: 小野貴彦
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2018-076719