■災害対策技術講演会2014／大阪 防災用無線システム －現状と普及促進に向けた今後の展開－ 2014年6月18日 株式会社日立国際電気 加藤 無断転載禁止 映像･通信事業部 数衞 [email protected] Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. Contents １．はじめに ２．同報系防災行政無線システムの概要・現状 ３．同報系防災行政無線システムの普及状況 ４. 同報系防災行政無線システムの今後の展開 ✓普及促進に向けた新たな方式の導入検討 ５．その他視点からの検討 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 1 １．はじめに ■防災用無線： 同報系(固定系）防災行政無線システムの現状 (概要）と今後の展開を中心にご紹介します。 ■我が国は、災害多発の地勢 （地震、津波、台風など） ■地域住民への情報伝達 （行政情報、災害情報ほか） Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 2 １．はじめに ✓市町村における地域住民への防災行政情報の 直接伝達 ○平常時、災害時の迅速な伝達 (家庭、避難場所、防災拠点など） ○情報伝達のマルチメディア化/多層化におい ても重要な伝達手段 ✓輻輳のない専用波による音声主体の情報伝達 （J-ALERTほか） 全国瞬時警戒システム ✓デジタル化による多様な情報伝達対応 (画像伝送、文字表示ほか） Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 3 ２. 同報系防災行政無線システムの概要 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 4 総理官邸 ２．１ 災害対策機関のネットワークの概要 ■同報系(固定系）防災行政無線の位置付け 県警察本 部 都道府県庁 その他機関 警 察 庁 駐屯地・ 師団 総 務 省 海上保安 工事事務 地方気象 部等 所等 台等 防 衛 省 気 象 庁 国土交通省 災害対策本部 内閣府 海上保安庁 消防防災 無線 地域衛星通信ネットワーク 総務省消防庁 Ｎ Ｔ Ｔ Ｎ Ｈ Ｋ 東京電力 通信衛星 中央防災無線 他関係行政・ 公共機関 都道府県防災行政無線 防災相互通信用無線 市町村役場 防災関係機関 警察署 他の自治体 市町村防災行政無線 防災関係機関 消防署 防災用無線システム その他防災に関係の深い 自営通信システム 固定系 屋外拡声子局 戸別受信機 消防署 消防・救急無線 移動系 車載型無線機 携帯型無線機 生活関連機関病院、 学校 金融機関等 （県内・全国共通波） 出典・引用： 総務省電波利用ホームページ http://www.tele.soumu.go.jp/j/adm/system/trunk/disaster/comp/index.htm Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 5 ２．２ 同報系防災行政無線システムの概念 J-ALERT 中継局 雨雪量計 崖崩れ警報 本庁舎設備 戸別受信機 防災情報システム 消防署 デジタル同報 (固定系） システム 車載型 )))))))) 画像伝送 公共施設 屋外拡声子局 )) ) ) 市町村役場 携帯型 デジタル移動通信システム 屋外拡声子局 病院 津波警報 戸別受信機 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 6 ２．３ J-ALERT(全国瞬時警戒システム） 参考 ■弾道ミサイル情報、津波情報、緊急地震速報等、対処に時間的余裕のない 事態に関する情報を、人工衛星を用いて国（内閣官房・気象庁から消防庁を 経由）から送信し、市区町村の同報系の防災行政無線等を自動起動すること により、国から住民まで緊急情報を瞬時に伝達するシステム 出典： 総務省消防庁 H26年4月 http://www.fdma.go.jp/html/intro/form/pdf/kokuminhogo_unyou/kokuminhogo_unyou_main/J-ALERT_gaiyou.pdf Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 7 ２．４ 同報系防災行政無線の利用シーン 行政情報 平常時 J-ALERT 復旧 復興 災害 発生 全国瞬時警戒システム )))) )))) 情報伝達 避難所・ 防災拠点 措置 救援 初動 対応 情報 収集 避難・誘導 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 8 ２．５ 住民への情報伝達の重要性(事例） 茨城新聞：2011年3月29日(火) 明確な避難指示 大洗・ひたちなかで津波 犠牲者なし 東日本大震災で、4ﾒｰﾄﾙ以上の津波が押し寄せた大洗町、隣のひたちなか市、那珂湊 地区では、津波による人的被害はなかった。津波の高さが東北地方沿岸と比べて低か ったことや地震発生から第1波到達まで30分あったこと、さらに防災無線や複数の機 関による避難指示が明確だったことが相乗効果を生んだようだ。 ■町役場前まで押し寄せた津波で、 車両も流された=11日、大洗町磯浜 町(大洗町提供) ■同報(固定）無線系屋外子局 (拡声装置) 出典／抜粋：www.youtube.com ■各世帯に設置されている戸別受信機 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 9 ２．６ 同報系防災行政無線システムの概要① ■現行の無線方式 ○ アナログ方式（チャネル幅：30kHz） ○ デジタル方式（チャネル幅：15kHz） ➣平成12年、電気通信技術審議会「防災行政用 デジタル同報無線システムの技術的条件」答申 ➣「双方向通信」「データ通信」「複数チャネル化」等 を実現、制度化 ➣民間標準規格化： ARIB STD-T86規格 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 10 ２．６ 同報系防災行政無線システムの概要② ■現行デジタル方式の主な技術的条件 項番 項 目 規 格 １ 周波数帯 60MHz帯（54-70MHz） ２ チャネル間隔 15kHz ３ 空中線電力 10W以下 ４ 伝送速度 45kbps ５ 変調方式 16QAM ６ 通信方式 TDMA-TDD (6多重) Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 11 ２．７ 同報系防災行政無線システムの概要 ■デジタル方式 システム構成例 文字表示制御装置 操作卓 緊急通話装置 デジタル無線装置 地図表示盤 屋外拡声子局 戸別受信機 （FAX付） 60ＭＨｚ帯 支所 遠隔制御装置 戸別受信機 戸別受信機 （文字表示付） 消防本部 無線FAX 遠隔制御装置 ＪＡなど 遠隔制御装置 遠隔制御装置 庁舎（災害対策本部） 大雨警報発令中 ✓戸別受信機オプション （ＦＡＸ接続型） （表示器接続型） （文字表示一体型） Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 12 ３．同報系防災行政無線システムの普及状況 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 13 ３．１ 同報系システムの普及・整備状況 80% 30% H24年度 同報系整備率＝同報系整備数／全市町村数 (デジタル整備率： 上記の内数） H24 現在:1,724市町村 出典: 総務省電波利用ホームページ Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 14 ３．２ 同報系システムの普及・整備状況① ■普及・整備状況に関する分析／課題 ✓東日本大震災以降、同報系防災行政無線の 整備ニーズの高まり、及び今後のシステム更新 ✓アナログ方式と比較しデジタル方式の整備費用 が割高 ✓導入しやすい低廉な方式に対する要望 ✓ デジタル方式のコスト低減と共に小規模な 市町村にも導入されやすい防災行政無線システム の技術基準の見直しが必要 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 15 ３．３ 同報系システムの普及促進の方向性 ■総務省・情報通信審議会における審議段階 ■課題 ✓ 現行デジタル方式：拡声通報以外に、双方向 通信、データ通信、時分割多元接続など高度化 対応の反面、機器コスト・整備費の高騰 ■検討方向 ✓ 現行デジタル方式とアナログの中間メニュー （方式の選択肢）の整備 ■ 戸別受信機の導入・環境整備の促進を容易 とする施策検討 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 16 ４. 同報系防災行政無線システムの今後の展開 ✓普及促進に向けた新たな方式の導入検討 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 17 ４．１ 普及促進に向けた新たな取り組み① ■新たな方式に必要な主な条件及び機能（１） システム価格の低廉化 市町村の要望や条件（財政事情や地理的条件、戸別受信機の 整備等）及び、小規模な利用にも対応した簡素な機能で低廉な 費用の無線システムへの要望に対応することが可能であること。 従来アナログ方式と同等のサービスを提供 (a) 同報(音声主体)及び統制（一括呼出、J-ALERT連携機能等） の基本機能を提供 (b) 同報（音声主体）に係る実時間（リアルタイム）の情報伝送を提 供（音声、サイレン・ミュージックチャイム、J-ALERT放送への 対応等） (c) 従来アナログ方式と同等の音声品質を提供 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 18 ４．１ 普及促進に向けた新たな取り組み② ■新たな方式に必要な主な条件及び機能（２） 良好な受信環境の保護・改善要望 (a) 従来アナログ方式と同程度のサービスエリアの確保 (b) 情報伝達の迅速性、信頼性 （不感地・無線難聴の対策（地理的条件等）を含む） (c) 屋内で良好な受信ができる環境（戸別受信機）の整備要望 ✓台風の通過が多い地域、原発近隣の市町村等 ✓音声到達障害の対策（エコー現象、住宅等の高層化等） 戸別受信機の導入コストの低廉化要望 (a) 戸別受信機のコスト低廉化 (b) 外部アンテナ設置工事（整備費）増加の低減化 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 19 ４．２ 普及促進に向けた新たな取り組み① ■想定されるシステム構成 現行方式（16QAM）を高機能型と位置付け、基本 機能に限定及び最小限に機能する形で変調方式を 追加する。 60MHz帯に適用が可能で、移動体通信に普及して いる変調方式として、QPSK系方式（QPSK又はπ/4 シフトQPSK）及び4値FSK方式を想定する。 ・方向性①（普及型） ：4値FSK方式 ・方向性②（基本型） ：QPSK系方式 ・方向性③（高機能型） ：16QAM方式（現行方式） Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 20 ４．２ 普及促進に向けた新たな取り組み② ■想定されるシステムの方向性(構想イメージ） 機 能 １６ＱＡＭ方式 高機能型 高機能 （理想的ゾーン） 運用の自由度の低下と 引き替えに低コスト化 ＱＰＳＫ方式 基本型 従来の取組 （デジタル化） 従来の取組 方向性② 基本機能に限定 (デジタル化） 方向性③ 高機能化 方向性① ４値ＦＳＫ方式 普及型 最小限の機能 アナログ 方式 低機能 高コスト 低コスト 整備費用 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 21 ４．３ 普及促進に向けた新たな取り組み① ■具体的な技術課題と効果 システム要件に適する条件等の選定 ① 現行方式(16QAM)と比較して、所要受信機入力電圧の 低減が可能 ② アナログ方式と比較して周波数の有効利用が可能 ③ アナログ方式と比較して同等の拡声音質特性 所要受信機入力電圧低減による導入効果 ① 戸別受信機の外部アンテナ設置不要率向上による 整備費低減 ② 一般家庭において、建屋に同軸ケーブルを通す穴空け 工事の不要化、設置場所の自由度向上 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 22 ４．３ 普及促進に向けた新たな取り組み② ■システム導入効果のイメージ 現行方式 子局設備 同一地点における受信入力電圧と BERの想定カーブ（イメージ） 親局設備 庁舎等 屋外拡声子局 屋外拡声子局 避難所等 一般家庭等 周波数帯 60MHz帯 変調方式 16QAM 技術試験 新たなメニュー 周波数帯 60MHz帯 変調方式 QPSK系 4値FSK 戸別受信機 外部アンテナ無 現行方式の想定エリア（イメージ） 回線品質（現行方式） （親局からの距離に反比例） 回線品質（新方式） 子局設備 外部アンテナ有 戸別受信機 （文字表示付） 戸別受信機に外部アンテナ設置工事が必要なエリア （屋内の場合：透過損失0～20ｄB） 所要回線品質 （BER基準値） 戸別受信機に外部アンテナ工事が不要となるエリア（改善効果） システムコスト 低廉化効果 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 23 ４．４ 普及促進に向けた新たな取り組み ■新たな導入方式(変調方式ほか）の検討 変調方式 項目 16QAM (現行方式) チャネル間隔 15kHz アクセス方式 （ ）多重数 TDD/TDMA 伝送速度 QPSK 15kHz 7.5kHz 15kHz 7.5kHz 9.6kbps 4.8kbps SCPC （1） （6） 45kbps 22.5kbps 音声符号化方式 (ソースレート） S方式 (16kbps) AMR-WB+ (10kbps) 誤り訂正符号 畳込符号 備考 4価FSK 11.25kbps AMR-WB+ (6kbps) ターボ符号 音声と音楽（サイレン・チャイム等）を実時間伝送 AMBE+2 (2.45kbps) ゴレイ符号 サイレン等 音源蓄積 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 24 ４．５ 普及促進に向けた新たな取り組み ■同報系防災行政無線システムの主な機能 機能 通信機能(種別） 機能 一括拡声通報 緊急一括通報 個別拡声通報 J-ALERT連動 音声通信 グループ拡声通報 統制／緊急 通信統制 連絡通話（屋外子局） データ通信 非音声通信 FAX通信 アンサーバック （屋外子局） その他通信 統制機能ほか(種別） 音声+データ同時通信 緊急連絡通話 秘匿 秘話／不正防止 ●簡素かつ低廉なデジタル同報 無線システムの機能は、これらに 示すサービスに基づいて、機能の 組み合わせから選択される。 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 25 ４．６ 室内評価・実証試験① ■変調方式の特性事例 (送信スペクトラム） 現行16QAM方式 ・送信電力10W ・チャネル間隔15kHz 4値FSK方式（ワイド） ・送信電力10W ・チャネル間隔15kHz Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 26 ４．６ 室内評価・実証試験② ■変調方式の特性事例 (受信符号誤り率特性１） (a)QPSK・π/4ｼﾌﾄQPSK絶対同期検波 (b)π/4ｼﾌﾄQPSK差動同期検波 (c)π/4ｼﾌﾄQPSK遅延検波 (d)16QAM 1.0E+00 1.0E-01 1.0E-02 BER （c）16QAM （現行方式） 1.0E-03 （ｂ）4値ＦＳＫ （既存方式） （ａ）4値FSK (検討方式) 1.0E-04 6.8dB低減 1.0E-05 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 10.9dB低減 受信入力電圧Ｐｓ (dBμV) 受信機入力電圧－BER特性 ・QPSK方式(ワイド＝15kHz） ・誤り訂正なし 受信機入力電圧－BER特性 ・4値FSK方式(ナロー＝7.5kHz） ・誤り訂正なし Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 27 ４．６ 室内評価・実証試験③ ■変調方式の特性事例 (受信符号誤り率特性２） 1E+00 1.0E+00 4FSK（FECなし） 誤り訂正前BER 誤り訂正後BER (R = 0.637(5/8)) 4FSK（Turbo/軟判定､r=3/4) 1E-01 1.0E-01 4FSK（畳込/軟判定、r=3/4） 誤り訂正後BER (R = 0.750(3/4)) 誤り訂正後BER (R = 0.775) 1E-02 BER BER 1.0E-02 ■シミュレーション条件 ・静特性（AWGN環境） ・ターボ符号（符号化率：3/4、 4ﾌﾚｰﾑを１ﾌﾞﾛｯｸとしてFEC処理） ・畳込符号（符号化率：3/4） （両方式ともインタリーブを併用） 1E-03 1E-04 1.0E-03 4.7dB 7.4dB 1.0E-04 3.4dB 6.0dB 注）C/N=Es/N0-3[dB] 4.6dB 1.0E-05 1E-05 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Es/N0 [dB] 11 12 13 14 15 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 SNR [dB] Es/N0[dB] 4値FSK方式（ワイド＝15kHz) ・誤り訂正あり ・ＡＷＧＮシミュレーション） QPSK方式（ナロー＝7.5kHz) ・誤り訂正あり ・ＡＷＧＮシミュレーション Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 28 ４．７ 屋外評価・実証試験① ■屋外実証試験のイメージ ＜親局（送信局）＞ ◇電波伝搬試験 実験試験局（模擬） ○親局～測定車（受信機等を設置） ○伝搬環境、伝搬特性（BER、RSSI） ○アンテナ種別（指向性有／無） 伝搬特性 測定 装置 0 （定点1） （定点2） (試験放送） ◇屋外拡声試験 ○拡声スピーカによる実聴 ○音質・情報認識評価 ○音声は事前録音 ■屋外実証試験は、 複数地域で実施 ＜子局（屋外拡声）＞ 試験装置（模擬受信装置） 拡声装置 ・受信機能（拡声機能、BER、RSSI） Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 29 ４．７ 屋外評価・実証試験② 5 5 ■屋外拡声試験 (拡声品質） 44 評価値 33 評 価 値 22 アナログ（FM） S方式 AMR-WB+(10kbps) 11 AMR-WB+(6kbps) AMBE+2 超狭帯域FM 00 男性 ﾐｭｰｼﾞｯｸ 行政放送 Jアラート1 Jアラート2 男性 女性 女性 サイレンサイレン ミュージック 行政放送 Jアラート1 Jアラート2 アナログとの相対値 試験実施の概要 ■実施の内容 試験時期：平成２６年１月 試験場所：山梨県大月市 評価者：３０名（自治体職員・研究者（日本音響学会所属） メーカー関係者） 音源 音源 2.0 +2 S方式 AMR-WB+(10kbps) AMR-WB+(6kbps) +1 1.0 AMBE+2 超狭帯域FM ア ナ ロ グ と の 相 対 値 00.0 拡声に不適 -1.0 ｰ1 -2.0 ｰ2 男性 女性 サイレン ﾐｭｰｼﾞｯｸ 行政放送 Jアラート1 Jアラート2 男性 女性 サイレン ミュージック 行政放送 Jアラート1 Jアラート2 音源 音源 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 30 ４．７ 屋外評価・実証試験③ ■電波伝搬試験（１） 山梨県大月市 ④大月市大島分館 実証期間： ・平成26年1月 ～2月 実証場所： ・山梨県大月市 ・東京都調布市 ⑥大月市七保出張所 6 ②大月市市民会館 5 4 ⑤大月市旧七保小学校 2 × 1 ①大月市立図書館 3 ③大月市西方寺 大月市役所第二庁舎（親局） 1,000m 出展：国土地理院 新版標準地図（20万）） Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 31 ４．７ 屋外評価・実証試験④ ■電波伝搬試験（２） 東京都調布市 ②調布市北部公民館 2 ①調布市西部公民館 1 × ③調布市染地一時宿泊所 3 文化会館たづくり（親局） 1,000m 出展：国土地理院 新版標準地図（20万）） Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 32 ４．７ 屋外評価・実証試験⑤ ■電波伝搬試験（３） 実測結果事例 調布市 西部公民館（1E-6以下） 1.E-01 1.E-03 QPSK BER BER 1.E-02 16QAM 4FSK 1.E-04 指数 (QPSK) 指数 (16QAM) 指数 (4FSK) 1.E-05 1.E-06 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 受信入力電圧［dBμV］ 受信機入力電圧(dBμV) ■東京都調布市 実測結果例 受信機入力電圧(dBμV)－ＢＥＲ特性 ・誤り訂正無し ・AWGNシミュレーション ■関連する実証検討： 総務省中国総合通信局 参考 平成25年度調査検討会 岡山県浅口市 (実証試験） 「同報系防災無線システムの低廉化に向けた調査検討」 （戸別受信機主体の検討） http://www.soumu.go.jp/soutsu/chugoku/data/01sotsu08_01000108.html Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 33 ４．８ 評価結果のまとめ ■低廉な方式の導入の考え方（Review) ✓現行方式（16QAM）よりも、移動体通信技術で普及している4値FSK方式／QPSK方式では、受信エリア を広くとることができる。 ✓すると、戸別受信機受信端での受信機入力電圧(dBμV)に余裕が生まれる。 ✓その結果、戸別受信機の外部アンテナ不要箇所を広げることができ、受信宅での取付工事や調整業務 を削減可能となる。 ➣審査基準の策定に資する所要受信機入力電圧の導出 電波伝搬特性 親局 （市町村役場） （現方式） （新方式） ロッドアンテナ ✓電波の強さは、親局からの距離に 比例し減衰していく 外部アンテナ 受信可能な電波 到達範囲が拡大 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 34 ４．９ 総合評価結果・考察 ■各方式の所要受信機入力電圧の試算 項番 項目 単 位 16QAM (現行) QPSK ワイド 4値FSK ワイド QPSK ナロー 4値FSK ナロー 1 伝送速度 kbps 45 22.5 9.6 11.25 4.8 2 チャネル間隔 kHz 15 15 15 7.5 7.5 3 等価受信帯域幅 kHz 11.25 11.25 9.6 5.625 4.8 4 BER規定値 － 1×10-4 1×10-4 1×10-4 1×10-4 1×10-4 5 理論C/N dB 18.2 11.4 10.8 11.4 10.8 6 固定劣化機器ﾏｰｼﾞﾝ dB 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 7 所要C/N dB 24.2 17.4 16.8 17.4 16.8 8 総合雑音電圧 dBμV 0.2 0.2 -0.5 -2.8 -3.5 9 干渉ﾏｰｼﾞﾝ dB 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 10 所要受信機入力電圧 ():16QAMからの改善 dBμV 27.4 （0） 20.6 （-6.8） 19.3 （-8.1） 17.6 （-9.8） 16.3 （-11.1） 11 音声符号化利得 dB 5.5 7.4 4.7 7.4 4.8 12 実効受信機入力電圧 ():16QAMからの改善 dBμV 21.9 （0） 13.2 （-8.7） 14.6 （-7.3） 10.2 （-11.7） 11.5 （-10.4） 13 所要受信機入力電圧 ():審査基準からの改善 dBμV 25.1 （0） 13.2 (-10.8) 14.6 (-10.5) 10.2 (-14.9) 11.5 (-13.6) 現行16QAMからの改善(dB) 備 考 静特性 1×10-4 審査基準： 25.1dBμV 0 Ref -10.8 -10.5 -14.9 -13.6 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 35 ４．１０ 同報系・低廉化モデルの検討① ■想定モデルの考え方： 同報系システムは、各市町村の地勢状況等により、サービスエリア設計やシステム 構成の考え方が様々であるため、各種統計情報等に基づいたモデルを想定。 １ 自治体の規模 (1) 市町村モデル１ （市モデル） ・人口 ：105,336人 （世帯数：40,992世帯） ・面積 ：266km2（等価的な円の半径：9.2km） (2)市町村モデル２ （町村モデル） ・人口 ：12,647人 （世帯数：4,548世帯） ・面積 ：167km2 （等価的な円の半径：7.3km） ※ 各数値は、H22総務省統計局・国勢調査に基づく全国平均。 なお、市モデルでは、18大都市（17政令指定都市と東京都区部）を除く。 ２ システムの構成 ・親局(基地局) ：１局 ・屋外拡声子局 ：サービスエリアの要所として小中学校、公民館を想定 （市モデル→４８局、町村モデル→１１局） ※ H24文部科学省・学校基本調査、H23社会教育調査（公民館の数） を元に全国平均から算定。 ・戸別受信機 ：世帯数に対して一定割合で配置 （市モデル：５０％、町村モデル：１００％、） Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 36 ４．１０ 同報系・低廉化モデルの検討 ② ３ 戸別受信機の配置（世帯分布）の考え方 (1) サービスエリアの中心に駅と役場がある円形のエリアを仮定 市モデル：R=9.2km、町村モデル：R=7.3km (2) 最寄りの駅までの距離と住宅数の関係については、 H20総務省統計局・住宅土地統計調査の分布による。 ・～0.2km未満 ：4.3％ ・0.2～0.5km ： 9.7％ ・0.5～1.0km ：18.4％ ■通達距離資産の条件等 ・1.0～2.0km ：25.6％ 親局装置 ・2.0km以上 ：42.0％ ・送信電力=10W (3) 戸別受信機の配備率 ・市モデル ： 50％ ・町村モデル ：100％（全戸別） ・空中線高H1=20m ・空中線高 ・Gb=2.15dBi（スリーブ） ・Gb ・給電線損失他=3.5dB 市街地 駅 役場 2km R 家屋透過損失：0～20dB 戸別受信機 ・平面大地損失 ・ ・土地係数10dB ・所要受信入力電圧（パラメータ） ・Gm=－7.85dBi（ロッドアンテナ） ・空中線高H2=2m 16QAM 1.04km アナログ（参考） 1.90km QPSK (15kHz) 2.07km 4値FSK（15kHz) 1.91km QPSK（7.5kHz) 2.46km 4値FSK(7.5kHz) 2.28km (4) 屋外アンテナ設置必要数 親局装置等の条件及び各方式における所要受信入力電圧から 通達距離を試算し、上記の分布条件に照らして、屋外アンテナ設置必要数を想定。 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 37 ４．１０ 同報系・低廉化モデルの検討 ③ ■試算モデルにおけるシステムイメージ システムイメージ（固定系） )親局設備 親局 同報（音声） 統制（一括） 音源制御信号 （4値FSK) 親局装置 子局設備 子局 戸別 （現用／予備） 避難所等 一般家庭等 操作卓 音源制御部 （4値FSK用） Ｊ-アラート 自動起動装置へ （I/Fのみ有する） 市町村庁舎 遠隔制御装置 非常用電源 （ﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ用） 屋外拡声子局 戸別受信機 受信機能 共通 拡声機能 ＋ 防災拠点等 遠隔制御装置 4値FSKに 適用・実装 音源 周波数帯 ６０ＭＨｚ帯 起動制御部 蓄積制御部 変調方式 アナログ、１６ＱＡＭ（現行方式） ＱＰＳＫ、４値ＦＳＫ(SCPC） ■低廉化検討における同報系システムの概略（試算条件） Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 38 ４．１１ 導入コストの試算結果(システム費用） ■町村モデル ■市モデル 戸別受信機主体 町村モデル（平均値） アンテナ工事 ¥600.0 ¥300.0 ¥338.0 （100%） ¥275.8 （82%） ¥200.0 ¥100.0 ¥2,500.0 ¥378.9 （77%） ¥400.0 ¥151.9 （100%） ¥16QAM(現行) 戸別受信機主体 市モデル（平均値） （）：16QAMとの比率 ¥489.9 （100%） ¥414.1 （85%） ¥319.2 （94%） ¥386.9 （79%） ¥293.8 （87%） ¥399.9 （82%） ¥410.6 （84%） ¥297.6 （88%） ¥319.2 （94%） ¥94.9 （62%） ¥93.1 （61%） ¥102.3 （67%） ¥91.5 （60%） ｱﾅﾛｸﾞ QPSKﾜｲﾄﾞ 4値FSKﾅﾛｰ 4値FSKﾜｲﾄﾞ QPSKﾅﾛｰ ¥1,584.1 （76%） ¥1,737.9 （84%） ¥1,601.2 （77%） ¥1,659.7 （80%） ¥1,722.4 （83%） ¥1,389.6 （100%） ¥1,310.2 ¥1,119.5 （81%） ¥1,181.7 （85%） ¥1,198.7 ¥1,310.2 （94%） （86%） （94%） （100%） ¥464.6 （68%） ¥427.7 （62%） ¥419.6 （61%） ¥461.0 （67%） ¥412.2 （60%） 16QAM(現行) ｱﾅﾛｸﾞ QPSKﾜｲﾄﾞ 4値FSKﾅﾛｰ 4値FSKﾜｲﾄﾞ QPSKﾅﾛｰ ¥1,000.0 ¥500.0 ¥103.1 （68%） （親局：1局、屋外拡声子局：11局、 戸別受信機配備率：100％（対象：4,548世帯）） ¥1,500.0 アンテナ工事以外 アンテナ工事 （）：16QAMとの比率 ¥2,074.1 （100%） ¥2,000.0 システム費用（百万円） システム費用（百万円） ¥500.0 アンテナ工事以外 ¥684.5 ¥- （親局：1局、屋外拡声子局：48局、戸別受信機配備率：50％ （対象：20,496世帯）） ■戸別受信機主体のシステム構成の場合の試算結果を示す。 ①現行方式（16QAM）に比べて新たなデジタル方式は、町村モデルで約85～79％、市モデルで約84～77％ に低減が想定される。 ②また、外部アンテナの工事費については、現行方式（16QAM）が導入コスト全体の約3割を占めているの に対し、新たなデジタル方式は、所要受信機入力電圧の低減により、現行方式に比べて外部アンテナの 工事費が約60%～67%に低減が想定される。 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 39 ５. その他視点からの検討 ✓情報伝達の補完・防災弱者への配慮 ✓耐災害性の強化 ✓同報系防災行政システムの拡張性（事例） ✓災害に強い防災無線への一提言 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 40 ５．１ 情報伝達の補完・災害弱者への配慮① ■高齢者・聴覚障害者など災害弱者への情報伝達 ✓広く一般住民を対象とする伝達手段 ✓少子高齢化に伴い、高齢者や聴覚障害者に対する 災害弱者への情報伝達の補完が求められる。 ■ デジタル方式のメリット: 文字伝送システム ■大型文字表示盤 ■戸別受信機(文字表示機能付き） （庁舎・公共施設など） Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. ５．１ 情報伝達の補完・災害弱者への配慮② ■ 視覚効果付き屋外拡声子局 ②大型表示盤付き子局 ✓大型表示盤に放送内容を 表示し、視覚で確認を戴ける 機能 ①パトライト付き子局 ✓拡声放送を行う際に パトライトを点灯させる ことで、防災無線に注目 を戴ける効果 大 雨 警 報 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. ５．２ 情報伝達の補完・強化 ■ 長距離音響スピーカーの採用 ✓スキー場、ゴルフ場など 広いエリアに緊急情報を 伝達するためには、通常 のトランペットスピーカー では、屋外拡声子局の数 が増える傾向。 ✓通常のトランペットスピーカーと長距離 音響スピーカーとの組み合わせにより 効率的・効果的なシステム構築が可能。 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 43 ５．３ 耐災害性の強化 ■東日本大震災の教訓を踏まえた取組み事例 出典： 総務省消防庁「東日本大震災における防災行政無線等による情報伝達について」 H２３年９月 http://www.bousai.go.jp/oukyu/higashinihon/4/pdf/syoubou1.pdf Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 44 ５．４ 耐災害性の強化(電源部の強化） ■ バッテリー容量増量 ■屋外拡声子局： ✓商用電源停電時、自動的に 内蔵バッテリに切替 ✓７２時間運用可能 （※放送５分、待受５５分運用） ■ ソーラーパネル対応 ✓ソーラーパネル より内蔵蓄電池 に充電 （長時間化） ■ソーラーパネル 内蔵 バッテリ 屋外拡声子局 (無線装置） ・無線装置 ・内蔵蓄電池 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 45 ５．５ 耐災害性の強化（耐久性ほか） ■ 設置ポールの強化 ■屋外拡声子局： ✓強化型鋼管柱(ポール）採用 ✓強風等に対する耐久性向上 ■ 高所取付け対応 ✓豪雪地帯の 積雪や河川氾濫 などによる機器 の埋没防止 屋外拡声子局 （装置無線） 約5m (通常約1.5m) Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 46 ５．６ 耐災害性の強化（遠隔操作の確保） ■ 同報系：バックアップ用可搬型親局装置 ✓庁舎の崩壊、水没等により、 親局設備が使用不能になった 場合、親局設備の代行局として、 子局設備（屋外拡声子局、戸別 受信機）に向けて通報を行うこと が可能。 空中線 伸縮ポール 可搬親局装置 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 47 ５．７ 同報系防災システムの拡張性（事例） ■システム拡張イメージ J-ALERT 受信装置 総合型 自動起動装置 録音再生 装置 操作卓 多目的情報表示盤 無線送受信 装置 ﾃﾚﾌｫﾝ ｻｰﾋﾞｽ装置 映像情報 収集配信装置 防災あんしん メール配信装置 多目的情報 表示盤 戸別受信機 気象観測 装置 中継局設備 気象中央 カメラ操作 端末 監視装置 緊急地震速報 受信装置 市役所 防災カメラ 高速無線 伝送装置 気象観測 装置 市消防本部 中継局設備 戸別受信機 60MHz帯 大型文字 表示装置 地域イントラネット 多目的情報表示盤 庁舎 大型文字 表示装置 気象観測 装置 戸別受信機 大型文字 表示装置 中継局設備 戸別受信機 屋外拡声子局 同報系：コア部分 多目的情報表示盤 公共施設 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 48 ５．８ 災害に強い防災無線への一提言 防災無線の耐災害性の強化 情報伝達手段の多層化 ・設置場所・・・・・・聞き取りにくさ軽減 ・様々なシステムと連携した迅速確実な情報伝達の実現 ・施工方法・・・・・・埋没しない高所への機器設置 （緊急速報メール、CATV、臨時災害FM局、エリアワンセグなど） ・機器の高度化・・・・スピーカー改良、サイレン、双方向通信 ・緊急時における職員の負担軽減 ・電源強化 ・・・・・・バッテリーの容量UP、発動発電機の設置 （J-ALERT連動、一括入力/一元配信、公共情報コモンズ連携） J-ALERT 防災行政無線システム 耐災害性強化・システム連携 同報系 緊急速報メール メール配信 公共情報コモンズ 移動系 臨時災害FM局 CATV 防災行政無線が防災システムの核となり他システムと連携 49 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. まとめ ① はじめに ② 同報系防災行政無線システムの概要・現状 ③ 固定系防災行政無線の普及状況 ④ 今後の展開： 普及促進に向けた新たな方式の導入検討 ➣普及促進策として低廉化の考え方 ➣所要受信入力電圧の導出 ➣システムコストの低廉化の試算結果 ⑤ その他の側面からの検討 ➣災害に強い同報系システム、発展性を紹介 ⑥ その他 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 50 ご清聴有難うございました。 Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 51 ■災害対策技術講演会2014／大阪 防災用無線システム －現状と普及促進に向けた今後の展開－ 株式会社日立国際電気 映像･通信事業部 加藤 数衞 [email protected] Hitachi Kokusai Electric Inc. Proprietary & Confidential Copyright © Hitachi Kokusai Electric Inc. 2014. All rights reserved. 52
© Copyright 2026 Paperzz
