JP6520626B2 - 通信制御システム、端末装置、船舶、通信制御方法および通信制御プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、通信制御システム、端末装置、船舶、通信制御方法および通信制御プログラムに関する。

従来、船舶は、陸にある基地局と短波帯を用いた無線通信を行う無線通信システムを有し、無線通信により船舶の位置情報を基地局に報告している。例えば、総トン数２０トン以上の船舶は、無線通信システムとして、ＧＭＤＳＳ（Global Maritime Distress and Safety System）が設置されている。また、総トン数２０トン未満の漁船については、無線通信を用いて１日３回の位置情報の報告を行う「みなしＧＭＤＳＳ」が行われている。

特開２００８−３００９９１号公報

しかしながら、上記の従来技術では、短波帯を用いた無線通信のために通信速度が遅く、帯域も限られている。よって、地震発生時等において、洋上の複数の船舶から海面の高さに関する情報を取得することが困難であるという問題がある。

例えば、地震に伴って発生する津波を即時に知るためには、洋上の船舶に海面上昇を問い合わせることが有効である。しかしながら、問い合わせに応じて複数の船舶から同時に海面の高さに関する情報が送信されると、混信などにより基地局側での受信が困難となる。

受信が困難となる状況の一例としては、フェージング現象等での混信、一部エラーの発生がある。フェージング現象には、干渉性フェージング、偏波性フェージング、跳躍性フェージング、吸収性フェージング、選択制フェージングおよびＫ型フェージングがある。干渉性フェージングは、無線通信の電波が届く経路が複数ある場合に経路差により生じるフェージングである。偏波性フェージングは、電離層に電波が反射するときなどに偏波面が変化することで生じるフェージングである。跳躍性フェージングは、電離層の密度の変動によって電波が電離層で反射されたり電離層を突き抜けたりすることにより生じるフェージングである。選択制フェージングは、電波の伝送経路における周波数選択性の媒質により減衰する帯域や減衰量が時間とともに変動することで生じるフェージングである。Ｋ型フェージングは、地球の等価半径係数（Ｋ）が気象条件などで変動し、電波の伝送経路の曲がり具合が変動することで生じるフェージングである。

１つの側面では、複数の船舶から海面の高さに関する情報を取得できる通信制御システム、端末装置、船舶、通信制御方法および通信制御プログラムを提供することを目的とする。

第１の案では、船舶と、基地局とを有する通信制御システムにおいて、基地局は、海面高さに関する測定情報の応答依頼をブロードキャストする通信部を有する。また、船舶は、海面高さを検出する海面高さ検出部と、位置を検出する位置検出部とを有する。また、船舶は、応答依頼を受信すると、検出された位置に基いて陸地からの距離を算出し、算出された距離に応じて検出された海面高さに関する測定情報を送信するタイミングを決定し、基地局に対して決定されたタイミングにて測定情報を送信する制御を行う制御部を有する。

複数の船舶から海面の高さに関する情報を取得できる。

図１は、実施形態にかかる情報処理システムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、移動端末の概要を説明する説明図である。 図３は、電文フォーマットの一例を説明する説明図である。 図４は、実施形態にかかる情報処理システムの動作例を示すラダーチャートである。 図５は、応答処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、タイムテーブルの一例を説明する説明図である。 図７は、タイムテーブルの一例を説明する説明図である。 図８は、陸地からの距離ごとの送信タイミングを説明する説明図である。 図９は、津波情報ＭＡＰを説明する説明図である。 図１０は、プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する説明図である。

以下、図面を参照して、実施形態にかかる通信制御システム、端末装置、船舶、通信制御方法および通信制御プログラムを説明する。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通信制御システム、端末装置、船舶、通信制御方法および通信制御プログラムは、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、送信タイミングの決定にかかるタイムテーブル３１（図６参照）およびタイムテーブル３２（図７参照）を有する。また、記憶部１２は、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と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。

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することができる。

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、海面高さ情報と、位置情報とを陸地からの距離に応じたタイミングで送信するモードである（詳細は後述する）。なお、第二のモードは、緊急プロトコルともいう。

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から海面高さ情報および位置情報の送信を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。制御部１６は、第二のモードを用いて、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、すなわち応答情報を、陸地からの距離に応じたタイミングで通信部１１を介して基地局５０に送信する。すなわち、船舶２０は、通常時には、海面高さ情報と位置情報とを含む管理情報を基地局５０に送信し、緊急時には、海面高さ情報と位置情報とを含む応答情報を基地局５０に送信する。

制御部１６は、第二のモードを用いて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、第二のモードを用いた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。通信部５１は、情報処理装置１００から、ネットワークＮを介して緊急情報を受信すると、船舶２０に対して緊急情報の電波を送信する。

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の識別情報と、所属する管理組織と、所属する港（漁港）と、連絡先情報と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、測定依頼部１３１と、測定情報受信部１３２と、出力部１３３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。

測定依頼部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、各船舶２０における海面高さおよび位置の測定を依頼する。

測定情報受信部１３２は、各船舶２０が通常時または緊急放送時に測定した測定情報を、各基地局５０を介した無線通信により各船舶２０より受信する。測定情報受信部１３２は、各船舶２０より受信した海面高さおよび位置の測定情報を、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１３３は、各船舶２０から受信した測定情報に基づいて、海情報マップを生成して出力する。具体的には、出力部１３３は、測定情報記憶部１２２に格納された各船舶２０の位置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１３３は、緊急地震速報や津波予報等による緊急放送時に各船舶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ＭＡＰ６０ａ〜６０ｄ（図９参照）を生成する。

出力部１３３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。

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、測定依頼部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へ地震発生の放送（緊急放送）を依頼する（Ｓ２）。測定依頼部１３１からの依頼を受けた各基地局５０では、地震発生の緊急放送を各船舶２０に対して無線で行う（Ｓ３）。具体的には、基地局５０は、地震発生の情報とともに、津波が到達した際の船舶２０の位置および海面高さの測定情報の応答を依頼する内容の電文フォーマット３０を作成し、各船舶２０に対して無線放送を行う。

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、地震発生の緊急放送、すなわち船舶２０の位置および海面高さの測定情報の応答依頼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て船舶２０の位置および海面高さの測定情報を応答する応答処理を行う（Ｓ５）。

図５は、応答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、制御部１６は、測位部１３より測定された現在位置を取得する（Ｓ１０）。次いで、制御部１６は、記憶部１２などに記憶された地図および海図データを参照し、Ｓ１０で取得した現在位置における陸地からの距離を算出する（Ｓ１１）。

具体的には、制御部１６は、取得した現在位置（緯度、経度）から地図上の海岸線までの距離を求め、海岸線までの距離が最短となる値を陸地までの距離とする。この陸地までの距離の算出は、一例であり、１０ｋｍ単位、１００ｋｍ単位での概算値を求めてもよい。例えば、１００ｋｍ単位で概算値を求める場合には、取得した現在位置から地図上の海岸線までの距離値を求め、１００ｋｍ未満の値を四捨五入して１００ｋｍ単位の段階的な概算値を得る。

次いで、制御部１６は、Ｓ１１で算出された陸地までの距離をもとに、船舶２０の位置および海面高さの測定情報を送信する送信タイミングを決定する（Ｓ１２）。具体的には、制御部１６は、第二のモードでは、第一のモードを用いて管理情報を定期的に送信する際に送信タイミングを決めるタイムテーブルから、陸地までの距離に応じた送信タイミングが記述されたタイムテーブルに切り替える。そして、制御部１６は、Ｓ１１で算出された陸地までの距離でタイムテーブルを参照することで、陸地までの距離に対応した送信タイミングを決定する。

図６、７は、タイムテーブルの一例を説明する説明図である。具体的には、図６は、第一のモード時に船舶２０から基地局５０に対して送信する送信タイミングを記憶するタイムテーブル３１の一例である。また、図７は、第二のモード時に船舶２０から基地局５０に対して送信する送信タイミングを記憶するタイムテーブル３２の一例である。

図６に示すように、タイムテーブル３１は、「船グループ」、「船舶Ｎｏ．」といった項目を有する。タイムテーブル３１は、例えば船グループごとに１列として記憶する。

「船グループ」は、例えば、複数の船舶２０を含むグループを識別する識別子である。船グループは、例えば、船グループＡから船グループＥまで５つのグループに分け、各船グループには、複数の船舶２０が含まれる。「船舶Ｎｏ．」は、各船グループにおける船舶を識別する識別子である。船舶Ｎｏ．は、例えば、船グループごとに昇順で付番する。各船グループに属する船舶２０では、例えば、管理情報の定期的な送信の際にタイムテーブル３１が参照され、所定の時刻になると、船舶Ｎｏ．の小さい船舶１０から順に、４秒間隔で管理情報を基地局５０に送信する。また、各船グループ間は、所定の時刻が重ならないように設定される。例えば、船グループＡは毎時００分に送信開始、船グループＢは毎時１０分に送信開始というように設定される。

図７に示すように、タイムテーブル３２は、「船グループ」、「陸地からの距離」といった項目を有する。タイムテーブル３２は、例えば船グループごとに１列として記憶する。

「船グループ」は、例えば、複数の船舶２０を含むグループを識別する識別子である。船グループは、タイムテーブル３１と同様に、例えば、船グループＡから船グループＥまで５つのグループに分け、各船グループには、複数の船舶２０が含まれる。「陸地からの距離」は、各船グループに所属する船舶２０と、陸地との距離の範囲を示す情報である。陸地からの距離は、例えば、各船舶２０において、測位部１３で検出された位置情報と、記憶部１２に記憶されている海図とに基づいて算出された陸地からの距離の範囲を示す。

陸地からの距離は、例えば、５００ｋｍが０ｋｍから５００ｋｍ未満の範囲を示し、１０００ｋｍが５００ｋｍ以上１０００ｋｍ未満の範囲を示し、１５００ｋｍが１０００ｋｍ以上１５００ｋｍ未満の範囲を示す。以下同様に、陸地からの距離は、例えば、５００ｋｍごとに区切られている。

各船グループに属する船舶２０では、例えば、緊急情報を受信して第二のモードで測定情報を送信する際にタイムテーブル３２が参照され、自船の位置情報が対応する陸地からの距離の順番に応じて、３秒間隔で測定情報を基地局５０に送信する。また、各船グループ間は、例えば異なるチャネルを使用するように設定される。

図８は、陸地からの距離ごとの送信タイミングを説明する説明図である。図８に示すように、各船グループに属する船舶２０では、第二のモードで、陸地からの距離の順番（近い順）に応じた送信タイミングで測定情報を送信（返信）する。例えば、５００ｋｍ、１０００ｋｍ…の陸地からの距離が近い順に、測定情報を基地局５０に返信する。このように、送信タイミングを陸地からの距離でずらすことで、複数の船舶２０から同時に測定情報が送信されることを抑止できる。したがって、混信が生じる確率を低く抑えて、複数の船舶２０から測定情報を取得することができる。

また、陸地からの距離が近いほど送信タイミングを早く、陸地からの距離が遠いほど送信タイミングを遅く設定することで、陸地からの距離が近く、陸地までの津波の到達時間が短い船舶２０の測定情報の送信を優先する。これにより、陸地からの距離が近い船舶２０の測定情報を取得する際のタイムラグを小さくできる。

次いで、制御部１６は、Ｓ１１で算出された陸地までの距離が所定の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１３）。このＳ１３の判定において、制御部１６は、船舶２０の位置が津波の到達までに時間的な余裕のある遠洋であるか（Ｓ１３：ＹＥＳ）、津波の到達までに時間的な余裕のない近海であるか（Ｓ１３：ＮＯ）を判定する。

陸地までの距離が閾値以上であり、船舶２０の位置が遠洋である場合（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、津波の通過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の通過として検知する。津波の通過を検知しない場合（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、Ｓ１２で決定された送信タイミングで、測位部１３による現在位置、津波通過時の海面高さ検出部１４のセンサ情報（海面高さ情報）および検出時間を測定情報として基地局５０へ送信させる（Ｓ１６）。これにより、情報処理装置１００は、船舶２０の現在位置、津波通過時の海面高さ情報および検出時間を取得し、地震発生時に生じる津波の規模および陸地までの到達時間などを正確に予測できる。

陸地までの距離が閾値未満であり、船舶２０の位置が近海である場合（Ｓ１３：ＮＯ）、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（Ｓ１７）。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、津波の到達を検知したか否かを判定する（Ｓ１８）。

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を検知したところで、津波の到達を検知する。津波の到達を検知しない場合（Ｓ１８：ＮＯ）、制御部１６は、Ｓ１７へ処理を戻し、処理を待機する。

津波の到達を検知した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、制御部１６は、Ｓ１２で決定された送信タイミングで、測位部１３による現在位置および津波が到達したことを示す津波到達情報を測定情報として基地局５０へ送信させる（Ｓ１９）。これにより、情報処理装置１００は、船舶２０の現在位置および津波到達をもとに、地震発生時において陸地に津波が到達するまでの到達時間を正確に予測できる。

この津波到達情報は、海面高さ検出部１４で検出された海面高さ情報を含めず、津波が到達したことを示すフラグ等を含めた簡易な情報である。したがって、Ｓ１９では、海面高さ情報を含める場合と比べて送信するデータ量を少なくでき、通信速度が３１ボーと低速な通信であっても比較的短時間に送信できる。このため、一つの船舶２０が送信時にチャンネルを専有する時間を短くでき、混信が生じる確率を低減できる。

また、津波の通過まで待つことなく、津波の到達を検知したところで、Ｓ１２で決定された送信タイミングにより測定情報を基地局５０へ送信する。したがって、情報処理装置１００は、船舶２０より取得した測定情報により迅速な津波予測を行うことができる。

また、津波が近海まで到達している場合には、海面高さ情報および検出時間による津波の規模の予測よりも、津波到達の有無による陸地への到達時間の予測の方が重要性が高くなる。情報処理装置１００は、近海の複数の船舶２０から位置と津波到達の情報が取得できるため、陸地への到達時間を正確に予測できる。

図４に戻り、基地局５０は、移動端末１０からの測定情報の応答を受信すると（Ｓ６）、受信した測定情報を情報処理装置１００へ送信する（Ｓ７）。情報処理装置１００の測定情報受信部１３２は、受信した測定情報を、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１３３は、測定情報記憶部１２２に格納された各船舶２０の測定情報（位置、海面高さ情報、津波到達情報）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（Ｓ８）。

図９は、津波情報ＭＡＰ６０ａ〜６０ｄを説明する説明図である。具体的には、図９は、２０ＸＸ年ＸＸ月ＸＸ日の午前９時５分〜午前９時２０分までの各船舶２０の測定情報をもとに作成された津波情報ＭＡＰ６０ａ〜６０ｄを示す図である。図９に示すように、情報処理装置１００は、津波の通過・到達のあった船舶２０からの情報をもとに、津波情報ＭＡＰ６０ａ〜６０ｄ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ＭＡＰ６０ａ〜６０ｄ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、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１０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１０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に示した移動端末１０の各機能部と同様の機能を有するプログラム２０８ａ（通信制御プログラム）が記憶される。また、ハードディスク装置２０８には、タイムテーブル３１、３２およびプログラム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。すなわち、入力装置２０２およびモニタ２０３は、図１に示した表示操作部１５と同様の機能を有する。インタフェース装置２０５は、例えば、図１に示した測位部１３および海面高さ検出部１４と同様の機能を有するセンサ等が接続される。通信装置２０６は、例えば、図２に示した無線機１０ａと接続されて電離層Ｌを介して基地局５０と接続され、情報処理装置１００と各種情報をやりとりする。

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に示した移動端末１０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。

１…情報処理システム
１０…移動端末
１１…通信部
１２…記憶部
１３…測位部
１４…海面高さ検出部
１５…表示操作部
１６…制御部
２０…船舶
３０…電文フォーマット
３１、３２…タイムテーブル
５０、５０−１、５０−ｎ…基地局
５１…通信部
５２…制御部
６０ａ…津波情報ＭＡＰ
１００…情報処理装置
１１０…通信部
１２０…記憶部
１２１…管理情報記憶部
１２２…測定情報記憶部
１３０…制御部
１３１…測定依頼部
１３２…測定情報受信部
１３３…出力部
２００…コンピュータ
２０１…ＣＰＵ
２０８ａ…プログラム
Ｌ…電離層
Ｎ…ネットワーク

Claims (9)

1. 船舶と、基地局とを有する通信制御システムにおいて、
   前記基地局は、
   海面高さに関する測定情報の応答依頼をブロードキャストする通信部を有し、
   前記船舶は、
   海面高さを検出する海面高さ検出部と、
   位置を検出する位置検出部と、
   前記応答依頼を受信すると、前記検出された位置に基いて陸地からの距離を算出し、前記算出された距離に応じて前記検出された海面高さに関する測定情報を送信するタイミングを決定し、前記基地局に対して前記決定されたタイミングにて前記測定情報を送信する制御を行う制御部と
   を有することを特徴とする通信制御システム。
2. 前記制御部は、前記算出された距離が前記陸地から遠いほど前記送信するタイミングを遅いタイミングとする
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信制御システム。
3. 前記制御部は、前記算出された距離が前記陸地から所定の範囲内である場合、前記検出された位置と、前記検出された海面高さの変動に基づいた津波到達の情報との送信に切り替える
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信制御システム。
4. 前記制御部は、前記検出された海面高さの変動に基づいて津波到達を検知したタイミングをもとに、前記検出された位置と、前記津波到達の情報とを送信する制御を行う
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信制御システム。
5. 前記制御部は、ＴＰＭ（Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｍｏｄｕｌｅ）に基づいて機器ごとの環境情報を生成し、当該環境情報を前記測定情報に付与して送信する制御および前記環境情報を所定のメモリへ記録する制御の少なくとも一方を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信制御システム。
6. 船舶の海面高さを検出する海面高さ検出部と、
   前記船舶の位置を検出する位置検出部と、
   海面高さに関する測定情報の基地局からの応答依頼を受信すると、前記検出された位置に基いて陸地からの距離を算出し、前記算出された距離に応じて前記検出された海面高さに関する測定情報を送信するタイミングを決定し、前記基地局に対して前記決定されたタイミングにて前記測定情報を送信する制御を行う制御部と
   を有することを特徴とする端末装置。
7. 海面高さを検出する海面高さ検出部と、
   位置を検出する位置検出部と、
   海面高さに関する測定情報の基地局からの応答依頼を受信すると、前記検出された位置に基いて陸地からの距離を算出し、前記算出された距離に応じて前記検出された海面高さに関する測定情報を送信するタイミングを決定し、前記基地局に対して前記決定されたタイミングにて前記測定情報を送信する制御を行う制御部と
   を有することを特徴とする船舶。
8. コンピュータが、
   海面高さに関する測定情報の基地局からの応答依頼を受信すると、位置検出部により検出された位置に基いて陸地からの距離を算出し、
   前記算出された距離に応じて、海面高さ検出部により検出された海面高さに関する測定情報を送信するタイミングを決定し、
   前記基地局に対して前記決定されたタイミングにて前記測定情報を送信する
   処理を実行することを特徴とする通信制御方法。
9. コンピュータに、
   海面高さに関する測定情報の基地局からの応答依頼を受信すると、位置検出部により検出された位置に基いて陸地からの距離を算出し、
   前記算出された距離に応じて、海面高さ検出部により検出された海面高さに関する測定情報を送信するタイミングを決定し、
   前記基地局に対して前記決定されたタイミングにて前記測定情報を送信する
   処理を実行させることを特徴とする通信制御プログラム。

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