(57)【要約】【課題】大規模災害時において生存者がその場で要救助者を捜索できるようにする。【解決手段】指向性の無い救難信号電波を指示に応じて送信する電波送信部１１と、前記救難信号電波を受信する指向性のある電波受信部１２と、前記電波受信部１２で受信した前記救難信号電波の受信強度を判別可能に通知する通知部１３と、前記救難信号電波の送信を開始させる前記指示を指定可能な操作部１４と、電源となるバッテリー部１５と、を有する携帯端末を多くの人々に所持させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性の無い救難信号電波を指示に応じて送信する電波送信部と、
前記救難信号電波を受信する指向性のある電波受信部と、
前記電波受信部で受信した前記救難信号電波の受信強度を判別可能に通知する通知部と、
前記救難信号電波の送信を開始させる前記指示を指定可能な操作部と、
電源となるバッテリー部と、を有する携帯端末。
【請求項２】
移動体通信網に接続可能な携帯電話端末であって、
前記通知部が前記携帯電話端末のモニタであり、
前記操作部が前記携帯電話端末のボタン、タッチパネル、又はその両方であり、
前記バッテリー部が前記携帯電話端末のバッテリーである
請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
上記操作部が触覚により識別可能な凹凸を表面に有する物理的なボタンであり、この物理ボタンを長押しすることで前記指示を指定して前記救難信号電波の送信を開始する請求項１又は２に記載の携帯端末。
【請求項４】
前記電波送信部と、前記操作部とを有し、前記電波受信部を有さず、
請求項１乃至３のいずれかに記載の携帯端末に対して前記救難信号電波を送信しうる、送信専用端末。
【請求項５】
捜索者が請求項１乃至３のいずれかに記載の携帯端末を所持し、要救助者が、前記携帯端末又は前記電波送信部と前記操作部とを有する送信専用端末を所持し、
災害の発生時において、
前記要救助者が前記操作部を操作して上記電波送信部から救難信号電波を発生させ、
前記捜索者が、前記通知部に表示される前記救難信号電波の強度が高くなる方向及び地点から前記要救助者の居場所を捜索する、災害時における要救助者の捜索方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に大規模災害時において携帯端末を用いた生存者の位置確認に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在一般ユーザが使用する携帯端末にはＧＰＳ機能と無線ネットワーク機能とが備わっている。ＧＰＳ機能により算出した位置情報を、無線ネットワーク機能で発信することで、所持者の位置を外部から知ることは難しくなく、未成年や徘徊者の位置を保護者が確認することが一般的に行われている。
【０００３】
しかし、大規模災害時には公衆無線ＬＡＮ用のアクセスポイントや、携帯基地局が破損し、ネットワークインフラが不通になることが予想される。不通でなくても、連絡を取ろうとする者が急増し、回線が著しく混雑してネットワーク機能が事実上使えなくなる可能性がある。このようになると、ＧＰＳで取得した情報を無線ネットワーク機能を通じて送信することは一時的に不可能になり、生存者の捜索の助けにならなくなる可能性が高い。
【０００４】
一方、生存者を捜索するシステムとしては、冬山へ入る登山者が所持する雪崩ビーコンが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９８３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、雪崩ビーコンは冬山に入るという危険性が高まると確定している状況において、電源オンかつ発信し続けるまま活動させることができる。これを日常環境に持ち込むと常に信号が送信され続けることになり、膨大な数のユーザが発信することにより信号が混乱する。一方で、災害時に生存者と死者の両方から信号が発信されていると、助かる可能性のある生存者の捜索を優先することができなくなってしまう。
【０００７】
また、いつ来るか分からない大規模災害に備えて常に電力を消耗し続けることは、ユーザの同意を得られない。従って、緊急時になったら機能をオンにすることが任意で可能なものの、普段は機能がオフになっていなければならない。
【０００８】
さらに、雪崩ビーコンは現状、指向性がなく発信される。受信する側は、近くに来ると信号強度が強くなり、遠ざかると信号強度が弱くなることを利用し、移動しながら大まかな位置を特定していくことになる。しかし、この位置特定には程度の慣れが必要であり、訓練を受けていない一般人が使用しても適切な運用は難しく、方向や位置を特定するのに時間が掛かってしまうことが予想される。速やかな救助のためには、方向と位置をできるだけ正確に把握することができるようにすることが望ましい。
【０００９】
そこでこの発明は、ユーザが所有する端末自体の電力消費量を抑制しつつ、災害時には指向性を以て生存者を優先的にかつ速やかに発見できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、
指向性の無い救難信号電波を指示に応じて送信する電波送信部と、
前記救難信号電波を受信する指向性のある電波受信部と、
前記電波受信部で受信した前記救難信号電波の受信強度を判別可能に通知する通知部と、
前記救難信号電波の送信を開始させる前記指示を指定可能な操作部と、
電源となるバッテリー部と、を有する携帯端末により、上記の課題を解決したのである。
【００１１】
前記電波受信部の構成としては、携帯端末のいずれかの面に対して垂直な円柱状のアンテナ穴が形成されており、このアンテナ穴の内周には、電波シールド素材が全周を囲うように取り付けられてある。前記アンテナ穴の奥に、実際に電波を受信するアンテナが取り付けてある。これにより、前記アンテナ穴が前記救難信号電波の発信源に向いたときは前記救難信号電波を強く受信することができ、前記アンテナ穴の向きが前記救難信号電波の発信源の方向からずれたら前記救難信号電波の受信強度は急激に下がるものとなる。このような構成とすることで、携帯端末の前記アンテナ穴が、発信されている救難信号電波の向きを向いているかそうでないかを、上記通知部で確認することができ、前記救難信号電波を発信している生存者の方向を掴むことができる。
【００１２】
この発明にかかる携帯端末は、前記通知部、前記操作部、前記バッテリー部としてそれぞれ利用可能なモニタ、ボタン又はタッチパネル、バッテリーを有する携帯電話端末に、前記電波送信部、前記電波受信部を設けると、実際の運用上特に好ましい。救難信号専用の端末では普段から一般ユーザが持ち歩こうとしても億劫になり、非常時に所持していないという事態になるが、一般ユーザが普段から所持する携帯電話端末が、非常時には生存を知らせる救難信号の送受信を担うことで、ほぼ必ず所持して対応できるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る携帯端末を所持しておくことで、主に地震などの大規模災害時に携帯電話網が断絶するような場合であっても、起こる建築物や地下街の崩壊によってその内部に生存者が閉じこめられた際に、生存者は自分がここで生存していることを救難信号電波として周囲に通知することができ、救助者を呼び寄せることができる。一方、崩壊に巻き込まれずに活動できる外部の生存者は、救難信号電波の受信強度が最も強くなる方向に、閉じこめられた生存者がいると判断することができる。さらに、その方向に接近していくことで受信強度は強まり、生存者が埋もれている場所を通過すると受信強度が弱くなるため、受信強度がピークとなる場所に生存者が埋もれていると推定することができる。これにより、速やかな生存者の救出が可能となる。
【００１４】
救難信号電波は普段は送信されず、上記操作部からの指示に応じて送信することができるように条件付けすることで、大規模災害時には携帯端末を操作可能な意識のある生存者のみが救難信号電波を発することができるようになる。すなわち、既に死亡している遭難者や、生存できる可能性の低い意識不明者からは救難信号電波が発せられないため、生存できる可能性の高い者を優先して捜索、救助することができる。
【００１５】
災害直後の救助可能な時間のリミットが迫る中でも、無事であった生存者がそのまま捜索者として活動することができ、生存可能に救出される人間を増やすことができる。一方で、既に死亡している被災者は救難信号電波を発することができないため、生存者の救助を優先的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明にかかる携帯端末の実施形態例を示す機能ブロック図
【図２】（ａ）この発明にかかる携帯端末の実施形態例を示す斜視図、（ｂ）（ａ）の電波受信部部分の断面図
【図３】この発明にかかる携帯端末の実施形態例における救難信号電波の受信と発信との状況を示す概念図
【図４】（ａ）この発明にかかる携帯端末を使用する災害時の状況例を示す図、（ｂ）（ａ）の電波に関する平面図、（ｃ）（ａ）の信号強度の変化を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明について詳細に説明する。
この発明にかかる携帯端末１０の実施形態例である機能ブロック図を図１に示す。
【００１８】
携帯端末１０は、指向性の無い救難信号電波を指示に応じて送信する電波送信部１１を有する。発信する救難信号電波の周波数域は、主に電波法に従うために雪崩ビーコンと同様の周波数帯域を用いると好ましい。ただし、後年に本発明が普及して電波法が改正されて利用できる周波数帯域が拡張、変更された場合はこの限りではない。前記救難信号電波の出力は、電波到達距離が少なくとも５００メートル以上あると好ましく、１キロメートル程度あると好ましい。ただし、状況に応じて最適化されていてもよい。
【００１９】
この電波送信部１１からの救難信号電波は、携帯端末１０の電源が入っているだけでは送信されず、必要時に後述する操作部１４からの指示を受け付けることで送信を開始する。これにより、救助を必要として意識がある生存者からの信号だけが災害現場で発せられるため、救助の優先順位を管理する上で好適に作用する。
【００２０】
また、救難信号電波として、２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用周波数帯域を使用してもよい。電波法上は本件出願時点でも使用可能な帯域であり、携帯端末１０がスマートフォンである場合は送信用の専用のハードウェアを別途実装することなく前記救難信号電波を発信することができる。ただし、通常の無線ＬＡＮ用の電波とは異なる扱いをするように規格を定めておき、その規格に従って送信・受信された信号を前記救難信号電波として用いるとよい。
【００２１】
携帯端末１０は、前記救難信号電波を受信する指向性のある電波受信部１２を有する。指向性があるとは、発信元に対する角度によって受信強度が変わり、最も信号強度が強い方向として発信元の方向を特定できることをいう。指向性がある電波受信部１２の構造は特に限定されない。その実施形態例を図２（ａ）に示す。一般的なタッチパネル型スマートフォンである携帯端末１０の上方側の側面１０ａに、その側面に対して垂直に入り込む円柱状の穴が空けられており、これが電波受信部１２となる。
【００２２】
この電波受信部１２の断面図を図２（ｂ）に示す。穴の内周は電波シールド素材１２ａで覆われている。電波シールド素材１２ａの厚みや内径は、受信する救難信号電波の波長に合わせて適宜調整するとよい。その電波シールド素材１２ａで囲まれた穴の底にアンテナ部１２ｂが設けてある。
【００２３】
このように電波送信部１１と電波受信部１２を設けた携帯端末１０の概念図を図３に示す。内蔵された電波送信部１１からは指向性の無い救難信号電波が全方向に向かって放たれる。これは携帯端末１０の所持者が救助を求める際に発せられる。一方、携帯端末１０の所持者が要救助者を捜索する際には、携帯端末１０の向きを変えて、電波の発信された方向を捜索することになる。電波受信部１２の穴の向きが電波の発信された方向と一致したとき、信号強度が最大となる。
【００２４】
なお、既存の携帯電話（スマートフォン）にアプリケーションをインストールすることでこの発明にかかる携帯端末１０として用いる場合は、ハードウェアとして電波シールド素材１２ａが無いことになる。このように指向性を向上させるハードウェアが設けられていない場合でも、発信元との距離だけではなく、携帯端末１０に内蔵されたアンテナの向きによって、受信電波の強弱の違いはわずかながら生じ、わずかながら指向性を有する。このため、専用のハードウェアを設けていない携帯電話にインストールしてこの発明にかかる携帯端末１０とするアプリケーションでは、この強弱の違いを増幅して補正してわかりやすく表示できるものとすることが望ましい。また、アンテナ周りの感度を向上させたり、転送速度を向上させたりするための周辺構造に指向性を持たせることで、受信の際の指向性を確保してもよい。さらに、携帯端末１０が有する筐体そのものの金属部分及びプラスチック部分の有無によって指向性を確保してもよい。
【００２５】
携帯端末１０は、電波受信部１２で受信した前記救難信号電波の受信強度を判別可能に通知する通知部１３を有する。通知する方式は限定されず、音声によるスピーカー部１３ａでもよいし、光学的要素によるモニタ部１３ｂでもよいし、その両方でもよい。災害時には捜索者が耳か目のいずれかを負傷して十全に機能しない可能性があり、視覚と聴覚の両方に働きかけることができると特に好ましいので、スピーカー部１３ａとモニタ部１３ｂの両方を備えていることが望ましい。音声によるスピーカー部１３ａの場合、具体的にはスピーカーを有し、受信強度に応じて音の強弱が変わるようにブザー音などが鳴らされるとよい。一方、光学的要素によって表示するモニタ部１３ｂの場合、ＬＥＤランプや液晶や有機ＥＬなど、表示方式は特に限定されない。ただし、ＬＥＤランプのみであると光の強さや色のみで判別しなければならず、所有者にとってわかりにくいため、液晶や有機ＥＬなど、数値情報やグラフ情報などのリッチな情報を表示可能なモニタであると好ましい。グラフ情報としては受信強度の違いを波形として表示可能なものがわかりやすく好ましい。
【００２６】
携帯端末１０は、前記救難信号電波の送信を開始させる前記指示を指定可能な操作部１４を有する。また、救助後は救難信号電波の送信を止める指示が可能であると好ましい。次の救助の邪魔にならないようにするためである。具体的には、選択、決定などの操作が可能なボタンや、モニタ部１３ｂと兼ねたタッチパネルなどが挙げられる。ガレキに埋まった場合など、手を自由に動かせない場合もあり、モニタ部１３ｂの表示を視認出来ない場合もあるため、特定のボタン、又は専用のボタンの長押しによって前記指示ができると好ましい。一方、専用のボタンで無い場合には、表示可能なモニタ部１３ｂの表示に従っての操作によって前記指示を可能にしたり、特定のボタンの長時間の長押しや多数回数の押下など、特殊な操作によって指示を可能とする。
【００２７】
上記操作部１４を物理的なボタンに割り当てる場合、それが専用のボタンであっても他の機能と併用されるボタンであっても、ボタンの表面に触覚によって識別可能な凹凸を設けておくと好ましい。例えば点字の点のような凸部や、エンボス加工などが挙げられる。これらの特徴は、携帯端末１０の他の部分には同じ特徴を有さないようにするとよい。これにより、所有者は明かりの無い閉鎖空間に閉じこめられていたり、身動きできる範囲が限られたりして視覚で操作部１４を確認できなくても、手探りで操作部１４となるボタンを探し当てて、押すことができる。この場合、特にボタンの長押しで前記指示を指定可能であるとよい。複雑な操作は困難である場合が多いためである。ただし、誤作動を防止するため、前記指示を指定したと判断する長押しの時間は１〜２秒ではなく、ある程度の長さに設定することが望ましく、５秒〜１０秒程度が好ましい。
【００２８】
携帯端末１０は、これらの構成要素を制御する制御部１６を有する。制御部１６は一般的な演算装置を用いることができる。また、図示しないが制御部１６が用いることができる記憶媒体を有する。主な制御は次の通りとなる。送信時には、アプリケーションの形で救難信号電波の送信を行うか否かのダイヤログをモニタ部１３ｂに表示させ、操作部１４からの確認となる操作を受け付けたら、電波送信部１１から救難信号電波を送信する。必要に応じて、上記のようにスピーカー部１３ａから送信を開始した旨の確認を通知する。一方、受信時にはアプリケーションの形で救難信号電波の受信と表示を開始する旨をモニタ部１３ｂに表示し、電波受信部１２で受信した救難信号電波の信号強度を取り込み、数値や、時系列に対するグラフとしてその信号強度を表示する。その他、追加的に便利な機能を搭載していてもよいし、地図アプリケーションやＧＰＳ情報など、その他のアプリケーションとの連携がされていてもよい。
【００２９】
さらに、携帯端末１０は電源となるバッテリー部１５を有する。救助を待つ場合も、救助する場合も、電源から離れているため、携帯端末１０は単独で動作可能でなければならない。
【００３０】
電波送信部１１からの送信開始後に、スピーカー部１３ａから音声で「救難信号を発信しました」などのように、送信を開始した事実を分かりやすく通知するとよい。特に、明かりのない閉鎖空間や、身動きがままならず画面を見ないまま送信を開始した場合でも、送信を開始したことを確認することができ、操作者を安心させることができる。
【００３１】
なお、電波送信部１１からの送信開始後は、携帯端末１０が有するバッテリー部１５の電池を消耗させる他の機能は自動的に停止されると好ましい。捜索者に発見してもらえるまで、継続的に電波を送信しつづけなければならず、できるだけ電池残量を節約しなければならないからである。
【００３２】
この発明にかかる携帯端末１０の実際の利用状況例を図４とともに説明する。図４（ａ）は大規模災害時において携帯端末１０を利用する状況である。図４（ａ）中右側の人物（要救助者）はガレキに埋もれて身動きができないが、意識はあり、手にしていた携帯端末１０を操作することは辛うじて可能である。携帯端末１０の操作部１４を操作して、救難信号電波を発するように指示する。図４（ｂ）に平面図としての概念図を示す。携帯端末１０は全方向に向かって救難信号電波を発する。
【００３３】
一方、大規模災害時の初期時点で身動きが取れる状態にあるのが図４（ａ）中左側の人物（捜索者）である。所持していた携帯端末１０を用いて、電波受信部１２での救難信号電波の受信を開始し、モニタ部１３ｂにその信号強度を表示させる。その状態で携帯端末１０を手にして、電波受信部１２の穴が向いている向きを四方八方へ動かしていく。最も電波強度が強くなった方向に、要救助者がいて携帯端末１０から救難信号電波を発していることが分かる。
【００３４】
方向がわかった捜索者はその方向へと近づいていく。途中、街区や災害の状況次第でまっすぐ進めない場合でも、一旦方向を変えた後に再び方向を確認すればよい。近づいていくにつれて、検出される救難信号電波の強度は高くなる。電波強度を縦軸に、要救助者との相対位置を横軸にとった概念的グラフを図４（ｃ）に示す。要救助者がガレキに埋もれている場合、捜索者が間近に到達しても気づかない場合がある。また、最初に携帯端末１０を操作した時点では意識があった要救助者が時間経過とともに意識を失うおそれもある。そのような場合でも、要救助者のいる地点（又はその再接近点）を通り過ぎてしまったら、電波強度は小さくなってしまうため、捜索者は電波強度がピークを示す場所が要救助者の存在する位置であると確認することができる。
【００３５】
大型建築物等の倒壊現場のように要救助者が狭い地域に複数いる場合でもこの発明にかかる携帯端末１０は利用できる。複数の要救助者から同時に救難信号電波が送信されていると、電波が重なる部分で検知が強くなる傾向にある。この場合は方向を変えても様々な方向で電波が強くなったりする。このような挙動を示す場合には、救助隊が到着する前に自主的に救助活動を行おうとしても、救助作業のための器具などが足りない状態で捜索できる範疇を超えていると判断される。この場合は、付近に何らかの目印を付ける程度に留めて、現状で救助できる別の要救助者を捜索するとよい。救助隊が到着したり人数が揃ったら、複数の生存者がいる優先すべき救助箇所なので、連絡を密にして、人手を増やして救助に努める。
【００３６】
この発明にかかる携帯端末１０は、専用の端末であってもよいが、専用の端末だと普段から持ち歩く物としては普及しにくい。大規模災害の発生が予知できない以上、全ての人々が常時所持していることが望ましい。このため、多くの人が利用する移動体通信網に接続する携帯電話端末に上記の機能を持たせたものを、この発明にかかる携帯端末１０として利用できると望ましい。その場合、通知部１３は上記携帯電話端末の液晶や有機ＥＬなどによるモニタをそのまま利用できる。また、操作部１４は上記携帯電話端末のボタンやタッチパネルをそのまま利用できる。バッテリー部１５としては上記携帯電話端末のバッテリーをそのまま利用できる。ただし、電波送信部１１と電波受信部１２は必ず設ける必要がある。このため、上記携帯電話端末としては、電波送信部１１及び電波受信部１２として利用可能なアンテナ及びチップを搭載し、電波受信部１２として用いる円筒状の穴を設けられたものが一般に普及すると好ましい。このような普及には、通信キャリアの主導により、メーカーを超えた普及がされると好ましい。
【００３７】
一方、この発明にかかる携帯端末１０とともに使用できる補助的な装置として、操作部１４と電波送信部１１を有する送信専用端末が用いられてもよい。この送信専用端末は電波受信部を持たなくてよい。携帯電話を所持していない子供やお年寄りが保持することで、緊急時に救難信号電波を送信できる。形状としてはキーホルダー型など、意識することなく常備できるものが好適に用いることができる。
【００３８】
運用上は、現在の都市部の地下からの発信信号を、地上から探知しようとすると、減衰により捜索が難しい場合がある。ただその場合も、元々多数の被災者がいることが予測できる場所であるため、その付近での捜索は確定的に行われ、地上での捜索を本発明にかかる携帯端末１０で行うとよい。
【００３９】
なお、救助隊や自治体等が有する大型の装備として、救難信号電波の感度が高い専用設備が合わせて運用されるとよい。コンクリートなどに阻まれて電波が微弱にしか届かない場合でも捜索可能になる可能性がある。
【符号の説明】
【００４０】
１０  携帯端末
１０ａ  側面
１１  電波送信部
１２  電波受信部
１２ａ  電波シールド素材
１２ｂ  アンテナ部
１３  通知部
１３ａ  スピーカー部
１３ｂ  モニタ部
１４  操作部
１５  バッテリー部
１６  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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