クルマに関するIoTのユースケースとネットワーク

大西 亮吉
トヨタIT開発センター(onishi@jp.toyota-itc.com)

コネクテッドサービス

ITS

IVI

IoT

テレマティクス

ビッグデータ

1

ITS


運転支援

衝突回避

追従走行

2

IVI


車内インフォテイメント・テレマティクス

ナビ、音楽／ビデオ、電話、ネット、リモートメンテナンス
eCall、エコドライブ支援など

3

IoT


ビッグデータ・AI
交通情報
データセンタ
セルラー

データ

4

IoT


ビッグデータ・AI
車両情報
データセンタ
セルラー

データ

5

IoT


ビッグデータ・AI
周辺情報
データセンタ
セルラー

データ

6

サービスごとに異なる通信要件
絶対安全• 低遅延 <0.1秒• 高信頼 >95%

☞ DSRC(802.11p,セルラー)

ITS
絶対満足
• インターネットアクセス• 高応答性 (RTT <1秒)

☞ セルラーIVI

Challenge!

絶対容量IoT• インターネットアクセス• ビッグデータ ~10GB/月• 遅延許容 ~数日☞ セルラー, Wi-Fi
7

【課題】 通信や処理が高負荷
データセンタ ← サーバ処理← バックボーン回線
セルラー← アクセス回線

車両データ ← データが大量発生

8

【提案】 通信や処理をオフロード

リソース利用の平準化

次の技術に着目

通信・処理・記憶が互いにボトルネックにならないようにする（ムリ・ムダ・ムラを解消する）

M2Mオーバレイ・多段分散ネットワーク

コミュニティにおける開発を指向

標準規格・オープンソース
9【提案】 通信や処理をオフロード
データセンタ

空いている →
時に使う

セルラー

車両データ

10出所) http://goodmorningmiyazaki.tv/wordsandimages/?currentPage=1111

出所) http://townphoto.net/tokyo/kitasando2.html

12

【提案】 通信や処理をオフロード
クルマに情報のデータセンタ ← 前処理を依頼

空いている →
時に使う

セルラー

Wi-Fi

← 急がない情報は
Wi-Fiにオフロード

車両データ車車間で中継してもよい
しかも途中で取りまとめ

出版購読モデルによる分散処理← 前処理した情報をサーバに送信

13

M2Mオーバレイ

出版購読モデルData center

Vehicle-to-Everything

AECSE

Outdoor sensors User devices
Subscribe
AE (Request / Decline)

AECSE

Subscribe
PublishCSE

Application Entity

CSE Common Service Entity

Publish(Processed/aggregated data)

Raw data

Subscribe
AECSE
PublishAEAE

Vehicle on-board unit (Gateway)
Process/aggregate data
Raw data
AE

In-vehicle
sensors

Vehicle-to-Vehicle

14

M2Mオーバレイ

いらないデータを「いらない」という仕組み
十分な量が集まったデータ
 既に入手済みのデータ
 陳腐化したデータ

うれしさ

これ以降の収集はむだなのでやめる

データ量15

M2Mオーバレイ

蓄積伝送モデルData center

AECSE
Base Station
#3

#1
#2
Subscribe

Publisha part of data
AE
CSE

AE
CSE

Move

Publishremaining part of data
AE
CSE

Move

16

多段分散ネットワーク
従来のネットワーク

多段分散ネットワーク

企業網

テレコム網

17

コミュニティにおける開発
ソフトウェア
安定性
複数者調達

オープンソース
＆標準規格

将来拡張

相互接続性

メンテナンス
セキュリティ
18

自前による開発

特注
コンポーネント

汎用コンポーネント
非競争領域「買ってきて使う」

BUILD
A LOT

19

コミュニティにおける開発
特注

特注
コンポーネント
こうしたい

クルマ用途

汎用コンポーネント

汎用

非競争領域
「買ってきて使う」

協調領域「声を合わせてお願い」

20

oneM2Mへの要件インプット
Req. ID

Description

Rel.

OSR-086

The oneM2M System shall enable M2M Gateways to discover M2M InfrastructureNodes and M2M Devices available for data exchange.

2OSR-087

車載機がクラウドサーバやローカルデバイスを発見する
The oneM2M System shall enable M2M Infrastructure Nodes and M2M Device todiscover M2M Gateways available for data exchange.

2OSR-088

OSR-089

SER-050
SER-051

車載機がクラウドサーバやローカルデバイスから発見される
The oneM2M System shall be able to support the capabilities for data repository(i.e. to collect/store) and for data transfer among authorized M2M Devices andM2M Gateways via M2M Area Networks without involvement of theInfrastructure Domain.

車載機がクラウドに繋がっていなくても、ローカルに他の車載機やデバイスに接続して、蓄積伝送を行う。
The oneM2M System shall enable the cancellation of continuous data collection
and/or the deletion of collected data when pre-defined conditions are met.
oneM2Mのシステムは事前に設定した条件（例：メタデータ）に適合した場合は、継続的なデータ収集の停止 and/or 収集したデータの削除を可能とする。
The oneM2M System shall enable pre-defined conditions to be protected fromunauthorized modification.
oneM2Mシステムは、事前に設定した条件を、許可なく改変することから保護する。
The oneM2M System shall enable the deletion of M2M data produced/stored by
the M2M Devices/Gateways based on request from an authorized entity.
oneM2Mシステムは、認可された要求に基づいてデータを削除することを可能とする。

2222* TS-0002-Requirement-V2.2.0

21

oneM2Mにクルマ用途の作業アイテム

22

oneM2Mにおけるデモ展示
車両情報収集ネットワーク
Vehicle Data Collection Network
車載センサや屋外センサ、ユーザデバイスのデータを自動車を介して統一的・効率的に収集する技術をoneM2M規格で開発
活用例

１．【クルマ×橋×M2M】 橋の耐久性を高精度で管理
２．【クルマ×フィットネスモニタ×M2M】 ヘルシーな運転支援
３．【クルマ×M2M】 駐車車両のカメラやマイクを使った街の防犯ほか

主な特徴
欲しい情報を伝える

データセンタがクルマに欲しい情報を伝えます。
情報に対するニーズの変化への対応も柔軟です。

貯めて送ることも可能

要求に応じて、クルマはデータを１次処理して準備します。
通信できない時は貯めておいて、後で送ることもできます。

いろいろつながる

クルマによる屋外センサからの情報収集の代行も可能。
ユーザデバイスと連携して、高度な運転支援も可能。

23

oneM2Mにおけるデモ展示利用イメージ

共通プラットフォーム（CSE）の実装範囲

データセンタ
(M2M App. Server)

AE: アプリケーション
CSE:共通プラットフォーム

AE
CSE
情報要求
デバイス管理

AE

アプリ管理

通信管理
配布

データ管理

デバイス
管理

発見

グループ
管理

位置情報

ネットサービス連携登録

セキュリティサービス
課金

購読通知

情報通知

屋外センサ
(M2M Devices)

今回デモにて実装した機能
将来実装予定機能CSE

車載機 (M2M Gateway)AE
ユーザデバイス(M2M Devices)

AE
車内処理

車載センサ
(M2M Devices)
センサデータ

処理済データ24

oneM2Mにおけるデモ展示

東京国際フォーラム
2015年5月

25

oneM2Mにおけるデモ展示

ETSI本部（フランス）
2015年12月

26

3GPPのロードマップ

Rel-16をターゲットにしてこれから活動（2020年以降のFull 5G）
2015

2016

2017

2018

2019

2020

202x

Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4

CellularIndustry

5G Initiative

5G Standardization, Prototyping, Trial

5G Commercial Deployment
5G Phase 1Deployment(Japan, Korea)

5G Trial(Korea)IMT-2020 Vision

Spectrum allocation(6GHz – 100GHz)
in WRC-19

Requirements

Rel-14Rel-13

LTE Advanced Pro+,
5G Feasibility Study

LTE Advanced Pro

Rel-15
5G Phase 1→Initial 5G(eMBB, some URLLC)

5G Phase 2
Deployment?

IMT-2020Specification

Rel-16
5G Phase 2→Full 5G(eMBB, mMTC, URLLC)

LTE-D2D Enhancement
LTE-V2X SI& WI
V2V SI

V2V WI
V2I/N, V2P SI

5G-V2X will be likely included in
SI, Phase 1 WI, and/or Phase 2 WI

V2I/N, V2P WI

5G SI (Feasibility Study)

5G-V2X SI?

5G Phase1 WI

http://www.3gpp.org/news-events/3gpp-news/1734-ran_5g

5G Phase2 WI

27

まとめ：分散化でビッグデータ需要を吸収
4G

5G

Geo-distribution

Edge

Edge
High capacity

RAN-aware (Delay Tolerant)28

今後の進め方：
3GPPにおいて協議予定

29