• 人・車両・異種インフラ連携による時空間情報集約機構

  • 電話網やインターネット網が至るところで寸断されるような状況下でも、対象街区に事前に敷設されている無線基地局と臨時に敷設する無線基地局、救援車両などに搭載されたカーナビなどの無線通信機器と被災者が持つスマートフォンを知的に連携させることで、数万人規模の都市街区で救助隊や被災者間で高信頼・高効率に情報伝達できるような新しいパラダイムとアーキテクチャに基づく情報センシング集約機構を開発している。

科研費:基盤研究(S) (H26-H31)

人・車両・異種インフラのマイクロモジュール連携による超分散型時空間情報集約機構

本研究では、(1)スマートフォンや車載カーナビ、無線基地局や交通路側機(以下「マイクロモジュール」と呼ぶ)が対象街区の周辺環境を連続的にセンシング・理解するためのマイクロセンシング機能、(2)隣接・遭遇する人や車両、生存するインフラ間での限られた通信機会を捉えたマイクロモジュール間通信機能、(3)マイクロモジュール群が保持するデータを知的に連携処理するマイクロプロセッシング機能、(4)行政機関や救助者が必要とするデータをできるだけ短い遅延で計算・集約するための超分散型の時空間情報集約機能を開発し、(5)数万人規模の都市街区で救助隊や住民同士が高信頼・高効率に様々な情報を伝達できるような包括的プラットフォームを実現すると共に、(6)そのプロトタイプシステムを開発して有効性を評価することを目指している。

大都市や重要機関がある地域で多大なコストをかけて通信インフラの耐震性強化や無停電化、多重化などの設備投資を行うことは十分妥当性があるが、過疎化の進む地方での災害時の情報伝達を考えると、通信インフラの整備のみをベースとした通信基盤の強化はコスト的に現実的でない。近年急速に機能が進化しているスマートフォンやカーナビなどの情報伝達手段を遅延耐性ネットワーク上で有効に活用することで、災害に強い街づくりに資する高信頼な情報伝達基盤の構築が可能になると考えられる。

都市空間の時空間データや人・車・列車のモビリティ推定

モバイル空間統計情報を用いて対象街区の人口を推定するとともに、プローブカーデータや車や二輪車に装備されたドライブレコーダ、交差点などに設置した防犯カメラや人感センサなどから得られる情報を用いて、道路を移動する人や車のモビリティを推定する。同時に、ビルや地下街、モールなどに設置された人感センサやスマートフォンなどから得られる群衆センシング情報や携帯電話の移動履歴情報などを用いた

公共交通機関(列車など)の移動推定情報などを併用して、対象街区の人や車・列車のモビリティを推定することで、当該街区の人の密度分布を高精度に推定する。

遅延耐性ネットワーク(DTN)上での情報集約機構

地震や大災害で通信網が至るところで寸断される状況下で、対象街区に事前に敷設されている無線基地局や臨時に敷設される無線基地局、救援車両などに搭載された無線通信機器と被災者が持つスマートフォンを知的に連携させることで、数万人規模の都市街区で救助隊や被災者間で高信頼・高効率に情報伝達できるような情報センシング集約機構を開発している。提案手法では、対象街区の人の密度分布と時々刻々と変化する無線ネットワークの通信状況をもとに、DTN上での情報集約機構を構築している。被災情報は人の密度に反比例する確率で集約したり、生存情報は人の密度に比例する形で集約可能なルーティングを考えたり、MapReduce機構をDTN上で効率よく実現したりすることで、効率の良い集約機構を実現している。

【関連発表論文】
Y. Hara, R. Hasegawa, A. Uchiyama, T. Umedu, T. Higashino: "FlowScan: Estimating People Flows on Sidewalks Using Dashboard Cameras Based on Deep Learning", Journal of Information Processing, Vol.28, pp.55-64, 2020.

M. Elhamshary, M. Youssef, A. Uchiyama, A. Hiromori, H. Yamaguchi, T. Higashino: "CrowdMeter: Gauging Congestion Level in Railway Stations using Smartphones", Pervasive Mobile Computing, Vol.58, Article No.101014, 2019.

T. Higashino, H. Yamaguchi, A. Hiromori, A. Uchiyama and T. Umedu: "Re-thinking: Design and Development of Mobility Aware Applications in Smart and Connected Community Research", Proceedings of 38th IEEE International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS 2018), pp.1171-1179, 2018.

M. Elhamshary, M. Youssef, A. Uchiyama, H. Yamaguchi and T. Higashino: "CrowdMeter: Congestion Level Estimation in Railway Stations Using Smartphones", Proceedings of 16th IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communication (PerCom 2018), pp.1-12, 2018.

T. Higashino, H. Yamaguchi, A. Hiromori, A. Uchiyama, K. Yasumoto: "Edge Computing and IoT Based Research for Building Safe Smart Cities Resistant to Disasters", Proceedings of 37th IEEE International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS 2017),pp.1729-1737, 2017.

M. Elhamshary, M. Youssef, A. Uchiyama, H. Yamaguchi and T. Higashino: "TransitLabel: A Crowd-Sensing System for Automatic Labeling of Transit Stations Semantics", Proceedings of 14th Annual International Conference on Mobile Systems, Applications, and Services (MobiSys 2016), pp.193-206, 2016.

Y. Yamada, A. Uchiyama, A. Hiromori, H. Yamaguchi and T. Higashino: "Travel estimation using Control Signal Records in cellular networks and geographical information", Proceedings of the 9th IFIP Wireless and Mobile Networking Conference (WMNC 2016), pp.138-144, 2016.

T. Higuchi, H. Yamaguchi and T. Higashino: "Tracking Motion Context of Railway Passengers by Fusion of Low-power Sensors in Mobile Devices", Proceedings of 2015 ACM International Symposium on Wearable Computers (ISWC 2015), pp.163-170, 2015.

T. Higuchi, H. Iwahashi, H. Yamaguchi and T. Higashino: "TweetGlue: Leveraging a Crowd Tracking Infrastructure for Mobile Social Augmented Reality", Proceedings of the International Wireless Communications and Mobile Computing Conference (IWCMC 2015), pp.1030-1035, 2015.

S. Choochotkaew, H. Yamaguchi, T. Higashino and M. Shibuya: "Requirement-based Prioritization System in Multi-user IoT", Proceedings of the 2nd IEEE World Forum on Internet of Things (WF-IoT 2015), pp.122-127, 2015.

K. Yoi, H. Yamaguchi, A. Hiromori, A. Uchiyama, T. Higashino, N. Yanagiya, T. Nakatani, A. Tachibana, T. Hasegawa: "Multi-dimensional sensor data aggregator for adaptive network management in M2M communications", Proceedings of IFIP/IEEE International Symposium on Integrated Network Management (IM 2015), pp.1047-1052, 2015.

Y. Maekawa, A. Uchiyama, H. Yamaguchi and T. Higashino: "Car-level Congestion and Position Estimation for Railway Trips using Mobile Phones", Proceedings of 2014 ACM Conference on Ubiquitous Computing (UbiComp 2014), pp.939-950, 2014.

T. Nishimura, T. Higuchi, H. Yamaguchi and T. Higashino: "Detecting Smoothness of Pedestrian Flows by Participatory Sensing with Mobile Phones", Proceedings of 2014 ACM International Symposium on Wearable Computers (ISWC 2014), pp.15-18, 2014.