鉄道における情報共有基盤の構築吉川悟，岩橋寛臣，大塚雅紀，中山忠雅 Development of a GIS infrastructure for railway information sharing. Satoru YOSHIKAWA，Hiroomi IWAHASHI，Masatoshi Ootsuka and Tadamasa NAKAYAMA Abstract: We developed “a GIS infrastructure for railway information sharing system" for West Japan Railway Co. in 2007. It was designed for many sections to share much information including wide-ranging map and facilities. This paper introduces the knowledge of data construction, the system configuration, and utility of this system for railway management. Keywords: 情報共有基盤（information sharing infrastructure），ソフトウェア連携（collaboration software）,鉄道（railway），位置座標（coodinate position）１．はじめに電子化したデータを活用し平成 19 年度に「キロポス JR 西日本では，平成 17 年～18 年にかけて西日本管ト」という鉄道特有の位置情報をキーとした電子線路平面内の新幹線・在来線約 5,000km 全域の線路平面図・航図システム（以下，本システム）を開発することにより各部空写真および現地ビデオ映像といった基礎データを従門が共有できる情報基盤の構築が出来た．来よりも高精度な電子データとして整備した．２．データ概要２．１．データの概要データ整備は，航空写真および線路平面図の更新業務にあわせて実施した．線路平面図は在来線 1/2,500 および新幹線 1/1,000 で整備することが義務付けられているため，情報共有基盤として利用するためのキロポスト図－１構築した基礎データ（鉄道の位置情報の基準）が航空写真で判読できる 1/5,000 で撮影を行うと共に，レベル 500 精度の図化を吉川：〒532-0011 大阪市淀川区西中島 5-4-20 ジェイアール西日本コンサルタンツ株式会社 TEL: 06-6303-1454，FAX: 06-6303-6991 e-mail: [email protected] 実施した．レベル 500 の図化データ整備は，特に鉄道位置情報の骨格となる線路中心線とキロ程を正確にデータ化する必要があるため，3 次元図化で取得した線路中心線に対しキロポストの位置を付与，さらに距離更正を加味して各キロ程の位置を特定しデータ化した．２．２．線形データの精度検証整備した敷地内データの内，全ての基準となる線路中心線データとキロポストについて検証を行った．検証は約 18ｋｍの区間をサンプル線区として抽出した．検証方法は現地にて VRS 測量した線形データと図化で取得した線形データについて 20m ピッチの点についての残差を検証した．その結果，最大でも 50cm 以内，標準偏差でも 20cm 以内と高精度であることを確認した．図－２キロ程の整備イメージまた，各部門が管理する鉄道設備の台帳データはキロ程をキーとした基本データとし整備した．今回整備したデータは以下の通りである．・基本データ線路中心線表－１線路中心線の精度検証軌道中心線上 20ｍ位置図化と現地測量水平位置 0.180 標準偏差（0.25） 0.473 最大値（0.50）サンプル数 902 ３．システム概要本システムは，データをサーバ上で一元管理し，JR キロ程（キロポスト，距離更正点）西日本グループ内のネットワーク上端末からアクセスす線路諸元（曲線，勾配）る GIS（地理情報システム）として整備した．クライアント鉄道設備（トンネル，橋りょう，踏切，信号機）端末は当初 JR 西日本管内の約 200 箇所へ配置し，現在ではグループ会社を含む約 400 端末で利用され，月・オルソ航空写真幅約 600m，地上解像度 10cm/ピクセル間 2,000 アクセスを越え運用中である．システムセンター JR西日本電子線路平面図システム（在来線）アナログ撮影 F/W （新幹線）DMC 撮影 WISE-NET G-NET ・線路平面図 F/W 線路敷地内について３次元図化 G会社線路敷地外について２次元で整備社内端末（在来線）幅 200ｍ，1/2,500 （新幹線）幅 300ｍ，1/1,000 ・電子地図（1/2500） JR 西日本管内全域山間部でも等高線の情報が豊富住所情報が整備されている・ビデオデータ約 5000km×2（上下）の運転席映像 GPS による位置測位グループ会社端末図－３システムのネットワーク構成代表的な機能を以下に示す．表－２システムの機能概要１）地図閲覧機能（データ読み込み、地図操作）２）設備位置の検索機能３）各種図形範囲の計測機能４）利用者によるレイヤ追加と作図・共有機能５）図面の印刷・台帳データの出力機能６）データ更新・セキュリティ管理などの管理機能事を実施した場合，工事前の状況が確認でき過去のデータを時系列で閲覧できるようになった．図－４システムの画面イメージ４．システム特徴一般的な GIS 機能（閲覧，検索，計測，作図，出力）に図－６背景画像の履歴管理イメージ加え，様々な部門の課題に柔軟に対応できるようシステムを構築した．４．２．ストレスのない操作性航空写真や列車先頭ビデオといったデータは台帳デ４．１．将来的な拡張性ータと比較すると容量が大きく動作速度に大きな影響をデータ・ハードウェア・システムの各場面で拡張性を意与える．増設する端末については今後グループ会社で識した設計とした．今回整備した基礎データだけではなの利用もあるため，ネットワークの通信速度が遅い場合く，今後整備していくと想定される保守管理図面・航空写にも利用できる必要があった．また，鉄道図面に特化し真などの履歴画像・現地映像・写真など様々なデータをた表現に合う操作方法が想定されるため，一定の処理速登録できるインターフェースや別のシステムデータと連度で動作し，快適な操作性を実現するようハードウェア・携できる自由度の高いデータ設計を実施した．ソフトウェアの面で工夫した．ハードウェアについては，端末数が導入時以上に追電子線路平面図システムＡシステム連携基礎データ現地映像現地写真報告書になる．これらの負荷を分散させる処置としてサーバ機器の構成はその役割によって６台に分割し，独立で処理連追加事故台帳加されることが想定され，大量の処理をサーバが行うこと追加携Ｂシステムを行い，サーバ間で相互連携させることでアプリケーション側とハードウェア間で効率的に大量のデータが処理で保守管理図規制管理図用地管理図きる環境を構築した．表－３システムの機能概要図－５システムのデータ連携イメージサーバ名称アプリケーションサーバデータベースサーバストリーミングサーバキャッシュサーババックアップサーバまた各現場で利用している位置情報（キロ程や緯度経度）をもつ設備情報等を CSV データとすることで利用者が自由に地図へ取り込む機能を構築することにより，各台数２台１台１台１台１台役割機能管理台帳管理映像配信背景画像配信データ保護現場で管理するデータ等を地図上で確認できるようになった．更に、背景画像データの履歴情報を管理する仕組み本システムの要求事項としては主に以下の項目があった．を構築し，過去の航空写真や線路平面図を履歴データ・ネットワークが切断されるような災害時でも利用できる．として登録した．一例として新線や新駅など大規模工・鉄道図面独自の表現に合わせた表示が行える．・キロ程と座標と住所がリアルタイムに表示できる．・大縮尺の図面をシームレスにストレスなく扱える．４．４．柔軟なシステム連携本システムは，全社で共有する情報基盤としての利用・増加するクライアントのライセンスが不要．を想定している．それゆえ各部門で管理される個別シス・自由なカスタマイズが可能である．テムと「キロ程」をキーとして連携できるインターフェースを準備した．一例として，JR 西日本で整備している雨量これらの要求は市販の GIS エンジンでは対応出来な計や地震計は、指令や駅など一部の箇所で確認できたかったため，地図を表示するエンジン部分を新規開発し情報を，本システムと連携することにより，指令・本社・現対応した．場など複数部門でリアルタイムに共有できるようになった．その他に土木や建築の設備管理システムとの連携を現独自エンジンを開発することで，一度読み込んだ画像在進めているが，連携用のインターフェースを実装したデータは端末にキャッシュデータとして保存する仕組みことにより各部署で同じように図面を整備する必要がなく，とし，ネットワークの制限を極力受けずに通常時だけで個別システムを構築する費用も大幅に削減する効果がなく異常時でも大量データを鉄道独自の表現で動作すあったと考えている．る軽快な操作性を実現した．４．３．高いメンテナンス性システム運用の課題として端末数の増加に伴う保守作業時間の増加がある．これを解決するためクライアント端末が起動時にサーバへ問合せを行い「システムのバージョンアップ」・「基礎データの更新」といった状況を判断の上，必要な場合は自動受信する仕組みを用意した．また，JR 西日本グループ会社によるハードウェア監視を実施することでウィルス対策やウィンドウズ環境を自動更新図－８土工システムとの連携画面し最適なハードウェア環境を 24 時間 365 日の監視体制でサポート，定期的なバックアップを実施することで万が５．おわりに一のデータクラッシュにも対応できる体制を実現した．こ今回，鉄道における情報共有基盤として電子線路平面の他，定期的な情報配信サイトとしてポータルサイトを用図システムを構築し，基礎データの全社共有化が計れた．意することで高いメンテナンス性を実現した．本システムの導入効果として，事故などの異常発生時に現場状況を判断する際の参考情報として，航空写真や平面図，周辺の環境などのデータを各部門で共有することができるため，初動の情報を迅速に入手することが可能となった．課題として，データ更新を次年度以降も継続的に行うことで情報が陳腐化しない運用管理を行う必要がある．また，今後は各設備管理システムとの連携や現場作業員・列車車輌といった移動体の位置情報を取り組むなど本システムで共有できる情報を広げていくことでグループ会社を含めた全社的な情報共有基盤としての活用を進めて行きたい．図－７情報配信ポータルサイト