小 特 集 の 発 行 に あ たって

佐藤陽一

編集チームリーダ

Yoichi Sato

ここまで進んだ防災と ICT
近年，大地震や火山活動などまれに発生する災害に加え，台風や豪雨など季節ごとの自然災害が大規模化し，死傷者を伴う深刻な被害の発生が頻発しています．かつては，災害は忘れた頃にやってくると言われましたが，今や忘れる前にやってくると言えるほどです．
災害が，いつ，どの程度の規模で，どこに発生するかを予測する技術は，災害にあらかじめ備えるという観点では非常に有益ですが，災害そのものの発生を阻止することはできません．その観点から，災害発生，被災状況の把握，被災者の避難や救助活動などを円滑に行うための情報通信技術（ICT）は必須であり，これを有効活用することで減災や復旧の短時間化につなげられます．一方，大規模災害時には情報通信システ
ム自体の被災や停電などにより電話もインターネットも利用できない通信途絶状況の発生も想定され，そのような状況下で通信環境をどのように確保するかも重要な課題になっています．
昨今のコロナ禍において，リモートワークやリモートイベントの機会が増えるなど，社会活動全般の ICTへの依存度がますます高まっています．ICT の有り難みを身近に感じられるようになる一方で，災害下でも使い続けられる，あるいは被災した ICT システムをすぐに復旧若しくは代替できるレジリエントな ICT の必要性が増しているとも言えます．
本小特集では災害という非日常的な状況（ではあるもののいずれ発生する状況）における情報通信技術に焦点を当て，実災害時の ICT 活用の現状，最新の技術開発や適用例，更には国際標準化の状況について第一線で御活躍されている専門家の皆様に解説して頂きます．はじめに，2019 年の台風 19 号での ICT 活用状況と将来に向けた ICT 技術を展望します．続いて災害発生時に ICT を活用して災害状況を効率良く収集把握して共有するための最新技術や，通信インフラが被災しても使い続けられる，若しくはすぐに代替できる通信技術の最新研究について解説します．最後に，災害が多い日本における耐災害 ICT の研究取組みと国際展開の状況を国際標準化の観点から俯瞰し紹介します．
本小特集が，頻発する災害と高まる ICT への期待について思いをはせるきっかけとなり、この分野がしっ
かりと発展していく一助となることを願っています．最後に，本小特集の発行にあたり，御執筆頂いた皆様，
編集委員の皆様，査読，校閲に御協力頂いた方々に心から感謝します．

小特集編集チーム
佐藤陽一，太田真衣，大西祥浩，坂野寿和
田久 修，廣田栄伸，山本 嶺ⓒ電子情報通信学会 2021

解説

2019年長野市で発生した
台風19号の災害におけるICT技術の利用状況と今後の展望
不破

1

はじめに

Yasushi Fuwa 信州大学

する詳細な市民アンケートを実施し，公表している（1）．
本稿では，このアンケートを通して被災地域の住民がど災害が発生したときに，住民は行政等からの指示を待のような情報を得て , どのように行動したのかを ICT

つのではなく，各々が自ら判断して避難等適切な行動を（情報通信技術）の利用状況とともに捉え，今後の展望取ることが求められている．その際に重要なのは，各自について考察する．

が適切な判断を行えるよう，住民がいる地域の正確な災害情報を早期に入手することである．
2019 年（令和元年）10 月 12 日に日本に上陸した台
風 19 号は，長野県に大きな被害を与えた．長野市では，

なお，本稿の被害状況，雨量・水位情報，アンケート
結果等の情報は，特に断らない限りこの公開資料の記載によるものである．

区を中心に甚大な被害をもたらした．長野市全体で被害

2

が 1,541 ha に及び，4,000 棟を超える住家が被害を受

台風 19 号は 2019 年 10 月 12 日に大型で強い勢力と市内を南北に流れる千曲川が氾濫し，堤防が決壊した地

け，2 人の尊い命が失われた．
この災害を教訓とすべく，長野市などは避難行動に関

図１

182

泰

被害の概要

なり，伊豆半島に上陸した．
長野市では，12 日 0 時から 24 時までの 24 時間の降

千曲川の推移とその付近の降水量（水位：国土交通省・長野県観測所，降水量：気象庁アメダス）
出典：文献（1）

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

ⓒ電子情報通信学会 2021

小特集

ここまで進んだ防災と ICT

新潟県を
経て
日本海へ

新潟県

中野市
中野市立ヶ花長野市

豊野・長沼・古里地区

篠ノ井地区

長野市内で浸水により大きな被害を受け
若穂・ た地区
松代
地区

千
曲
川

佐久市

長野県

佐久市下越

図３

篠ノ井地区の越水した堤防箇所

図４

長沼地区の決壊した堤防箇所

図２ 千曲川流域位置（「三角形 Web サイト白地図専門店」に千曲川と地点を記入）

水量が 132.0 ｍｍとなった（図 1）．また，長野市内を流れる千曲川の上流にあたる佐久市（図 2）では，12
日 24 時間の降水量が 300 ｍｍを超えた（図 1）．
13 日になり雨はやむが，佐久市下越での千曲川の水
位は 12 日 21 時に最高水位 4.77 ｍとなり，ここから約 100 km 下流にある中野市立ヶ花では，13 日 4 時に最高水位 12.44 ｍとなった．立ヶ花の水位はその後も高く，13 日 9 時頃までは氾濫危険水位（9.60 ｍ）以上であった（図 1）．
千曲川では篠ノ井で 12 日 22 時 40 分に氾濫が発生し（図 3），長沼で 13 日 1 時 12 分に氾濫が発生している（図 4）．
千曲川に沿い中野市に隣接した上流にあたる長野市
では，浸水域は約 1,541 ha，浸水の深さは最大で 4.3ｍ（推定値）となった．その被害は，長野市豊野・長沼・古里地区，若穂地区，篠ノ井地区，松代地区で特に大きなものとなった．
長野市における死者は 2 人，建物の被害は全壊 872
棟を含む 4,074 棟であった（図 5）．

3

図５ 長沼地区の決壊箇所の体育館（図 3，4，5 はいずれも筆者が撮影）警報の発令と伝達

長野市では，河川の氾濫に対する避難情報の発令を，
河川水位情報に加えて河川巡視情報等を基に早めに行っ者等避難開始】，【避難勧告】，【避難指示（緊急）】（越水，溢水の恐れがある場合）．
実際に，12 日 16 時頃から避難勧告や避難指示（緊ていた．
発令したものは次のとおりである．
【避難準備・高齢
解説急）が順次出されていた．更に，12 日 20 時過ぎから

2019 年長野市で発生した台風 19 号の災害における ICT 技術の利用状況と今後の展望

183

解

説

Technology Reviews and Reports

災害発生情報も順次出された．

めに行ったものであり，「千曲川・犀川大規模氾濫に関発令は主に次の方法で伝達された．

する減災対策協議会情報提供検討部会」と長野市が一般

・防災行政無線（屋外スピーカ及び戸別受信機）

財団法人河川情報センターの協力を得て 2020 年 2 月に・L アラート（災害情報共有システム）を介したテレ実施した．

ビ・ラジオ等の報道機関

アンケートの対象者は 2019 年 12 月 13 日現在でり・防災情報ポータルサイト（ホームページ）

災証明書発行世帯と避難勧告等の対象となった地域の住・登録制の防災メール，民間の防災アプリ及び聴覚障民世帯で，その数は 6,826 世帯．そのうち 54.06 % に害者向け一斉 FAX

あたる 3,690 件の回答があった．

・緊急速報メール（エリアメール）

回答者の 63.9 % が何らかの被害に遭われた方であっ

・消防車両による広報

た． ま た， 被 害 発 生 直 前 の 10 月 12 日 16 時 頃 に，

・長野市公式 Twitter

86.3 % の方が自宅におられた．

また，これらの情報を報道へ提供するために，会議の避難行動について問うたところ，自宅等そのときにい一部（報告事項）を公開するとともに，随時または定時た所以外の場所に「立ち退き避難」をした人は 39.8 %，の報道発表資料（プレスリリース）の配信，L アラート

自宅等の上階に避難した人は 14.4 % であるのに対しへの配信等を行った．報道機関では，この情報に独自のて，避難しなかった人が 44.6 % いた．

取材情報を加味して，放送を行った．

4

４. １ 避難しなかった住民の理由

避難行動に関する市民アンケート

避難行動に関する市民アンケートは，長野市が「令和元年東日本台風災害対応検証報告書」（1）を作成するた図6184

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

避難しなかった人にその理由を問うた結果が，図 6に示されている．
「被害にあうとは思わなかったから」との回答が最も多く（42.5 %），「これまで被害にあったことがない」，「自宅が安全な場所にあると思った」が避難しなかった理由（複数回答あり）

小特集

図7

ここまで進んだ防災と ICT

立ち退き避難をしたきっかけ（複数回答あり）

立ち退き避難をした人のうち，避難開始時刻を覚えて続く．
４. ４で述べるが，避難勧告，避難指示（緊急）は 7

いる人 86.5 % にその時刻を伺ったところ，51.5 % の割ほどの人が気づいていたが，その対象が自分のいる場

人が避難開始は 12 日 18 時台〜23 時台と答えている．

所とは思わなかったと考えられる人が多いことが明らか

図 1 に示すように，長野市内の雨がピークとなったのとなった．

が 18 時頃であり，避難勧告・指示の発令とともに，目の前の雨の降り方も避難のきっかけとなっていると思われる．

４. ２ 避難した住民の避難のきっかけ
立ち退き避難をした人に，そのきっかけを問うた結果が図 7 に示されている．

４. ３ 避難したあと自宅に戻る住民の行動

避難のきっかけは様々であるが，避難勧告，避難指示

立ち退き避難をした人に，避難後の行動について伺っの発令を挙げた人とともに，自宅のそばまで浸水した，

たところ，37.9 % の人が避難中に一度家に戻っている

川の水位が上がってきたのを見た，近所の人からの呼びことが分かる（図 8）．

掛けがあったなど，自分が直接見たり聞いたりしたこと

また，戻った人について，その時刻を問うたところ，
13 日 6 時台以降が 68.4 %，13 日 0 時台〜5 時台がをきっかけとする場合が多いことが特徴である．
解説

2019 年長野市で発生した台風 19 号の災害における ICT 技術の利用状況と今後の展望

185

解

説

Technology Reviews and Reports

図8

立ち退き避難をした後の行動（複数回答あり）

図9

図 10

避難中に一度家に戻った人のその時刻

避難中に一度家に戻った理由（複数回答あり）

14.9 % であった（図 9）．この時刻は図 1 に示すように

４. ４ 避難勧告・避難指示（緊急）の発令に気づいたか

雨がやんだときであり，更に外が明るくなるにつれ，自12 日から 13 日にかけて避難勧告・避難指示（緊急）分は安全だと思ったことを意味する．
しかし，図 1 で分かるとおり，長野市のすぐ下流のが幾度か発令されている．アンケートではそのことに気がついたかどうかを尋ねている．

中野市立ヶ花では，13 日 4 時に最高水位 12.44 ｍとな

避難勧告については，72.3 % が気づいている．またり，その後も 13 日 9 時頃まで氾濫危険水位以上となっその時刻を覚えている人について尋ねたところ，実際にている．篠ノ井や長沼では実際に氾濫が発生している．

避難勧告が発令された 12 日 18 時台とした人が 36.3 %自宅に戻った理由は自宅の被災状況確認が 77.2 % でであった．避難指示（緊急）については，65.1 % が気あり，明確に「自宅に帰宅しなければならない用事がづいている．その時刻は 12 日 20 時台と 23 時台と記あった」と回答した人は 13.9 % にとどまっている（図憶している人が多く，実際に避難指示（緊急）が発令さ10）．

れた時刻であった．
このことから，勧告や指示が出ていることは分かって186

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

小特集

図 11

図 12

ここまで進んだ防災と ICT

勧告・指示の発令に気づいた手段（複数回答あり）

勧告・指示の発令に気づいた人について了解性（複数回答あり）

いても，避難しない住民や，避難しても一旦自宅に帰っ%），防災行政無線の屋外スピーカ（20.6 %）となってている住民が少なくないことが分かる．

いる．県や市のホームページや SNS は少ないことが分
かる．

４. ５ 避難勧告・避難指示（緊急）の発令に気づいた
４. ６ 避難勧告・避難指示（緊急）の了解性

手段
勧告や指示が出ていることを知った手段についての避難勧告・避難指示（緊急）に気づいていても避難しなかったり，避難しても自宅に帰ったりする人が多かっ

アンケート結果が図 11 に示されている．
エリアメール・緊急速報メール（55.6 %），テレビ（42.7 %）が多く，次いで近くの人からの連絡（27.9
解説た理由を知るため，勧告・指示の了解性を問うアンケー
ト結果（図 12）を見る．

2019 年長野市で発生した台風 19 号の災害における ICT 技術の利用状況と今後の展望

187

解

説

Technology Reviews and Reports

図 13

欲しかった情報（複数回答あり）

結果から，勧告・指示から危険の度合いや対象地区がテレビを中心とする報道はどのような状況であった

よく分かったと答えた人は少なく，自分のいる地区が対のか，NHK 長野放送局の当時の担当者の協力を得て，象か分かりにくかった（40.6 %），緊迫感が伝わってこ

聞き取り調査を行った．

なかった（34.8 %），具体的にどう行動したらよいかが分からなかった（23.6 %）等の回答が多いことが分かる．

５. １ 報道の概要
NHK 長野は，10 月 12 日 8 時 15 分から総合テレビの「L 字画面」で，警戒と早めの避難を継続して呼び掛

４. ７ 欲しかった情報
避難するかどうかの判断のため，あればよかったと思う情報を尋ねた結果が図 13 に示されている．
周辺河川の越水予測（65.3 %），周辺河川の現在の水けた．更に，12 日 15 時 30 分に大雨特別警報が発令されて以降は，長野県単独の特設ニュースや L 字画面，
ホームページで厳重警戒を呼び掛けた．

位（57.2 %），周辺河川が氾濫している区域（46.4 %），翌 13 日 3 時過ぎに台風が長野県を抜け，取材・制作

周辺河川の様子が分かる映像（46.4 %）等が多くなっを担当する一部の職員を休憩させたものの，被害状況なている．テレビ等では繰返し河川の水位についての報道

どを確認するため，それ以外の職員は終夜体制で取材をが流されていたが，それが自分の「周辺」であるかどう続けた．6 時 55 分から長野ローカルのニュースを放送かの認識が持てなかったことが分かる．

し，引き続き被害の状況を伝えた．

なお，千曲川の河川水位情報を入手するサイトとして，危機管理型水位計とライブカメラを監視できるサイトがあるが，全国からのアクセスが集中して見ることができなかったと記載されている

．

（1）

5

188

５. ２ 12 日，13 日の報道
12 日午後から，全国ニュース等の合間にローカルニュースを総合テレビで計 6 回放送した．
13 日未明も，0 時 15 分と 3 時 15 分にローカル特設

放送の状況

ニュースを放送し，長野市穗保で千曲川の堤防の一部が崩れ始めていることなどを伝え，千曲川の近くに住む人

４. ５で述べたように，避難勧告や指示に気がついたたちに命を守る行動を取るよう呼び掛けた．その後，次手段の中で，テレビが占める割合は 4 割以上と大きい．

のローカル放送を出す 6 時 55 分までの間も，長野局でまた，４. ２で述べたように，テレビをきっかけに避難

は終夜体制で取材を続け最新情報を東京に送り，全国した住民も多い．しかしながら，避難しなかった住民もニュースで台風報道の終夜放送（NHK 防災アプリの災多く，更に避難していながらまだ河川が氾濫している中害情報でもライブ配信）と自治体からの避難情報を，速で家に戻った住民も少なくない．

報や L 字画面・ホームページで伝え続けた．

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

小特集

ここまで進んだ防災と ICT（2）報道を知っても，自分のいる場所が報道されている

12 日夜から 13 日にかけて，深夜で僅かな情報しか地域だと認識できなかった

入らず被害状況が分からない中だったが，千曲川穂保の河川監視カメラが写らなくなったり，2 時 12 分に長野

４. ６で述べたとおり，危険を知らせる報道を見ても，市長から同所で堤防決壊の恐れがある旨のエリアメール

自分のいる地域が報道されている地域なのかどうかが分が届いたりしたことなどを手掛かりに，電話などで連絡

かりにくかったとの回答が 40.6 % あった．

のつく防災機関などへの取材を進めた．そして 4 時過

その理由の一つとして，河川の状況を河川カメラの映ぎに NHK 独自で安全な経路を確認した上で到着した高像を用いて報道で伝える際，河川カメラの官公庁の管理台から，穂保の決壊の状況を捉えた映像を撮影した．こ上の位置名で伝えていたことがあると考えられ，住民がれを，5 時 30 分頃から全国ニュースで繰り返し放送し，その場所をイメージしにくかった可能性がある．

甚大な被害をいち早く伝えた．

（3）報道から緊迫感が伝わらなかった
４. ６で述べたとおり，報道から緊迫感が伝わってこないなど，どのくらい危険な状況か分かりにくかったと

５. ３ 13 日早朝に，多くの住民が避難所から自宅にの回答が 34.8 % あった．

なぜ一旦戻ったのか
聞き取り調査において，この点について担当者と話し災害の状況に応じて被害の呼び掛けを行っており，合った．この理由は様々であると思われるが，テレビ報

13 日未明の放送では（特別警報が解除されていること

道の面で次の 3 点が関連していると思われる．

もあり），降雨がピークだったときに比べればアナウン（1）報道を見られなかった

サーの声は落ち着いて聞こえたかもしれないが，知り得テレビがないこと等で，報道を知ることができない避た情報を基に最大限の警戒を呼び掛ける報道を行ってい難所があった．また，ラジオを住民が持って避難していた．夜間でどんな被害が起きているのか分からない中でないこと等で，住民が報道に接することができないケーはあったが，終夜体制で取材を続け，確認できた情報をスが多くあった．ＮＨＫのアプリでは災害時に総合テレ

基に的確な呼び掛けを行ったと考えられる．

ビの放送を配信しているため，スマートフォンでテレビ

しかし，夜間防災機関にも詳しい情報が入らず，安全のニュースを見ることは可能だったが，利用しなかった確保のため災害現場に取材クルーを出せず，ヘリコプ

人も多くいたとみられる．

ターも飛ばせないため被害状況を伝える映像が撮れない

狭
カく
バ深

狭
カ
く
バ
深
く

く

狭
カく
バ深
く

広く薄くカバー

中継機
高精細映像情報等

狭
カく
バ
深
く

狭
カ
く
バ
深
く

狭
カ
く
バ
深
く

広く薄くカバー

図 14

5 Ｇと LPWA ハイブリッド型センサネットワーク
解説2019 年長野市で発生した台風 19 号の災害における ICT 技術の利用状況と今後の展望

189

解

説

Technology Reviews and Reports(a)通信を用いた情報伝達(b)放送を用いた情報伝達
図 15

情報伝達手段状況下で，より緊迫感をもって視聴者に受け止めてもら

ステムを中央アルプスで試験的に評価をし，その有効性

うには何が必要か，課題が残る．

を確認している（2）,（3）．

6

６. ２ 情報伝達のための方式について

今後の展望

６. １ 情報収集のためのセンサネットワークの整備

言うまでもなく，災害情報を住民に知らせる方法には通信と放送の二つがある（図 15）．

堤防に河川が越水する勢いで押し寄せている等の状

通信は，住民一人一人に対してインタラクティブに情況は，水位センサ等で把握することは困難であり，状況報を伝達する優れた特性を持つ一方で，ユニキャスト通を高精細映像を用いて把握することが有用である．その信の場合は情報を受ける人が多数になると通信負荷が増ためには，5G のような高速なネットワークが必要であ

大するという問題がある．また，サーバから端末までのるが，5G の高速通信性能が有効な通信可能距離が 500

伝送路上に多くの機器が存在し，災害発生時にそれらのｍ程度であり，通信エリアが狭いという問題がある．千

機器に障害が発生して通信できない事態となるという問

曲川は新潟県に入ると信濃川と名前を変え，両方を合わ

題が，東日本大震災でも発生している．

せると全長 367 km であり，日本で一番長い川である．

一方で，放送は耐震性を持った設備の放送局や中継所

その領域全てを 5G でカバーするには数百か所の基地局からの無線を受信機が直接受けることで構成され，基本を設置する必要がある．

的にコンテンツは一斉配信で配布されることから，通信

一方で，LPWA は通信距離が 10 km 以上であり，通に比べて災害時にも安定して動作し，多くの住民に対し

信エリアが広いという特徴があるが，通信速度が遅く動て情報伝達が可能であるという特性を持つ．その一方

画像の通信はできないという問題がある．

で，個々人が必要とする情報を選別することはできない

そこで，LPWA と 5G のハイブリッド型のセンサネッ
トワークを提案している（図 14）．これは，約 10 kmごとに設置した LPWA 基地局から成る LPWA 網と，数という問題がある．
情報伝達のための通信システムは，この二つの方式の特性を認識して整備する必要がある．

km ごとに設置した 5G 基地局が構成する 5G 網から成るネットワークである．
平常時は河川全域にわたり，水位情報や雨量情報といった文字情報を LPWA 網で収集する．そして，例えの作り方の整備（a）コンテンツが伝える地域情報の明確化

ば水位が異常値になるなど有意なデータを観測した場

情報に接しても，それが自分のいる場所に関すること

合，最寄りの 5G 基地局から 5G 中継機を搭載したドなのかどうかが分からなかったという意見が多かった．

ローンが飛び立ち，LPWA で有意なデータを観測して住民が自らの危機を認識できるように，コンテンツがいる地域を臨時の 5G エリアにして，高精細映像等を捉伝える地域情報を，より分かりやすいものにするコンテえるものである．

ンツの作り方を明らかにしておく必要がある．

筆者は，このような構成から成る山岳登山者見守りシ
190

６. ３ 住民が自らの危機を認識するためのコンテンツ

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

５. ３の（2）で述べたように，河川の状況を河川カ

小特集
メラの映像を用いて伝える際に，アナウンサーが河川カ

ここまで進んだ防災と ICT認識した．

メラの管理上の位置名で伝えていた結果，住民が地区を

本稿では，長野市が行った住民アンケートの結果を基イメージしにくかったのではないかと想定されている．

に，被災地域の住民がどのような情報を得てどのようにこのことを受け，各河川カメラの映像をより身近な地行動したのかを ICT の利用状況とともに捉えた．その区情報も含めて伝えることで，住民にその地区を認識し上で，今後の災害情報の収集方法，住民への伝達方法，

やすくする準備を NHK 長野局では行っている．具体的

住民が自己の危険性を正しく認識するコンテンツのありには，主要河川ごとに，国が設置した河川カメラの中か方等について論じた．今後，多くの方々と議論を深め，ら放送に使えるカメラを選び，住民がその地区を認識し今後の防災・減災対策の一助としたい．

やすい身近な地名や周囲のランドマーク等を添えて伝え

謝辞 本稿は，長野市が「令和元年東日本台風災害対られるように，カメラごとに事前に放送内容を整理して応検証報告書」を作成するに際し，「千曲川・犀川大規

おくなどの取組みを行っている．

模氾濫に関する減災対策協議会情報提供検討部会」と（b）音声コンテンツの問題「長野市」が（一財）河川情報センターの協力を得て行緊迫度を伝える方法の検討も重要である．映像があれば伝えやすいが，それ以外にも音声や文字で伝えるコン

い，公表した市民アンケートを基にしている．
本稿を書くにあたり，長野市総務部危機管理防災課，
減災対策協議会事務局の国土交通省北陸地方整備局千曲

テンツのあり方について検討をする必要がある．
東日本大震災の際の調査において，「電気が復旧する川河川事務所防災情報課，河川情報センター危機管理業

までは，音声情報だけのラジオで被害状況を聴いて知っ務部の御了解を得た．更に，放送の状況調査には，ＮＨてはいたものの，テレビの映像を見て初めて被害の深刻

Ｋ長野放送局の御協力を頂いた．関係する各組織の皆様

さを実感したという人も多かった」との報告もあるに感謝致します．

．

（4）

５. ３の（3）で述べたように，報道から緊迫感が伝
わってこなかったとの指摘もあり，災害時の報道について，より緊迫感をもって視聴者に受け止めてもらうには何が必要か，今後の報道の伝え方や話し方について，検討しておく必要がある．
（c）コンテンツの信頼性の向上
市長が自ら避難の呼び掛けを，防災行政無線を通じて行ったことは効果があったと述べられている．ほかにも，普段ニュース等を伝えてくれているアナウンサー等
信頼している人が呼び掛ける効果は大きいと考える．
（d）平常時からの準備
停電しても情報が得られる方法として，ラジオの活用も検討する必要がある．東日本大震災発生時も，停電によりテレビが使えず，携帯電話も使えない中で，電池で動作するラジオが情報を得る唯一のメディアであったと■文献（1） 長野市， 令和元年東日本台風災害対応検証報告書，
July 2020. https://www.city.nagano.nagano.jp/
soshiki/kikibousai/455926.html（2） 不破 泰，野口浩平，中村治彦，長曽我部嘉博，國澤和義，甘利大斗，アサノデービッド， LPWA と 5Gを活用した山岳登山者見守りシステム， 信学技報，
ICTSSL2019-12, pp. 17-22, July 2019.
（3） 不破 泰，長曽我部嘉博，北辻佳憲，酒井清一郎，松永 彰，國澤和義，久保俊寿，松原和樹，小松 裕，
小林俊希，アサノデービッド， 登山者見守りシステ
ムにおける 5G とドローンの活用 〜 中央アルプスに
お け る 実 証 実 験 に つ い て 〜， 信 学 技 報，
ICTSSL2019-53, pp. 109-114, Jan. 2020.
（4） 執行文子， 東日本大震災・被災者はメディアをど のよ う に 利 用 し た の か， 放 送 研 究 と 調 査，
2011 年 9 月号，pp. 18-30, Sept. 2011.

いう報告がある（4）．
各家庭でラジオをいつでも持ち出せるようにしておき，避難訓練の際にラジオを持って避難し，避難先でラジオを使う習慣をつけることが重要である．

7

不破

まとめ

筆者は，台風 19 号による災害に対する「長野市災害復興計画検討委員会」の委員を務めている．この委員会に出席したことで被害の甚大さとともに，更に多大な被害が出ていてもおかしくない状況が見られていたことを解説

泰（正員）（正員）

1981 信 州 大・工・情 報 卒．1983 同大学院修士課程了．同年信州大・工・情報・助教授．1992 博士（工学，名工大）．2003 信州大大学院工学系研究科教授．2010 信州大総合情報セン
ター長．2021 信 州大理事・副学長．
ネットワーク，ICT 活用教育等の研究に従事．教育システム情報学会，情報処理学会，IEEE 各会員 .

2019 年長野市で発生した台風 19 号の災害における ICT 技術の利用状況と今後の展望

191

災害時情報共有システムの最前線
SIP4Dによる災害対応支援
Forefront of Disaster Information Sharing Systems: Supporting Disaster Responses using SIP4D
臼田裕一郎

Yuichiro Usuda†

災害時には災害対応組織が同時並行で活動する．その際，組織間で状況認識が統一されていなければ，
災害対応全体は最適化しない．そこで必要となるのが組織間での情報共有である．2014 年に研究開発が開始された基盤的防災情報流通ネットワーク（SIP4D）は，実装した二つの技術と災害対応現場への直接的適用により，効率的な情報共有と効果的な災害対応を実現した．SIP4D の自動変換技術により，各種情報システム間でのデータ
形式変換を自動化・仲介するとともに，論理統合技術により，同種データを論理的に統合し，最大限現実に近い情報を共有することで，組織間情報共有におけるシステム連接を効率化した．これを災害対応現場に直接的に適用することにより，
組織間情報共有及び SIP4D の有効性を実証するとともに，これを活用するための支援組織の必要性が生まれ，2019 年の災害時情報集約支援チーム（ISUT）の本格運用に結実した．SIP4D で共有される複数の情報は重畳することで様々な組織の活動や意思決定で効果を発揮した．更に，SIP4D で流通する情報の増加と安定化により，情報共有から動的処理による新たな情報生成へと発展している．

Summary

Key Words

災害対応，情報共有，組織横断，インターネット，サイバー・フィジカルシステム

1 はじめに2 災害対応の実課題と研究開発の立上げ

我が国は，地震，津波，豪雨等による様々な自然

災害時の組織間情報共有については，大災害が起

災害のリスクを抱えており，昨今の少子高齢化等にこる都度その必要性が叫ばれてきた．1995 年に発より社会のぜい弱性が増す中で，災害対応力の向上

生した阪神・淡路大震災では，状況を把握するためは喫緊の課題である．国全体で捉えた場合，災害対の情報が不足したことから，地理空間情報の共有や応には各府省庁や地方公共団体，指定公共機関等の利活用に関する取組みが活発化する契機となった．

災害対応組織が複数関与し，同時並行で活動する．

2011 年に発生した東日本大震災では，インター

その際，組織間で状況認識が統一されていなけれ

ネットを介した情報共有・利活用が多数行われ，政ば，災害対応全体は最適化しない．そこで必要とな府や公的機関の情報だけでなく，被災地の一般市民るのが組織間での情報共有である．

からの情報も多く発信・活用されることとなった（1）．

本稿では，情報通信に関わる技術者や管理者を対

しかし，その際，同時並行で活動する組織同士が異象に，災害時の組織間情報共有の重要性とそれを実なる情報を有しているのでは，状況認識が異なり，現するための技術，そしてその社会実装に不可欠と対応の齟齬や欠落等が発生する可能性がある．図 1

な る 活 動 へ の 理 解 を 深 め て 頂 く べ く，SIP4Dに示すように，同時並行で異なる活動をする組織間（Shared Information Platform for Disasterであっても，保有する情報は共通であることが，状Management: 基盤的防災情報流通ネットワーク）

況認識の統一につながる理想的な形である．

について，開発・実装された技術，災害時に発揮した効果，今後の展開について解説する．

そこで，2014 年から 5 か年計画で，内閣府総合
科学技術・イノベーション会議が推進する「戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）」の一つ，「レジリエントな防災・減災機能の強化」の中で，†192

防災科学技術研究所，つくば市
National Research Institute for Earth Science andDisaster Resilience, Tsukuba-shi, 305-0006 Japan
通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

組織間情報共有を推進するために SIP4D の研究開発が開始された（3）．

ⓒ電子情報通信学会 2021

小特集

ここまで進んだ防災と ICT

3 情報共有技術の開発と SIP4D の構築ン」の役割を果たすシステムを志向した．これは，

SIP4D の研究開発にあたり，まず重視したこと意識した，ある意味「日本型」の情報共有技術と言は，各組織が有する既存の災害対応システムの存在

える（4）. このパイプライン形システムを目指すたである．SIP4D は，何か一つの巨大な情報システ

めに，図 3 に示す「自動変換技術」と「論理統合ムを構築し，全組織が同じものを使用するというこ

技術」の二つの技術を機能として開発し，SIP4Dとではなく，図 2 に示すように，それぞれの組織に実装した．

日本の社会構造を踏まえ，その社会への実装を強くの活動に最適化されているはずの個別システムの存在を生かし，これらをつなぐ，いわば「パイプライ

３. １ 自動変換技術

情報共有においては，情報発信側と情報利活用側のシステム同士を連接する必要がある．例えば，図3 のシステム X，Y，Z それぞれがシステム A，B，
C のデータを取り入れるには，従来であれば 3×3＝ 9 個の情報処理部構築が必要となるが，SIP4D
が全システムと接続することで 3+3 ＝ 6 個に効率化できる．発信システムが D，E，F…と増えた場
合，X，Y，Z それぞれが D，E，F と接続する必要があるが，SIP4D を仲介すれば，データを取り入れる設定で対応できる．更に、システム X，Y，Z は取り入れたデータをそれぞれが処理できる形式へ変換する必要があるが，その処理を SIP4D の形式変換機能が担うことで，個別システムでの処理を省略
図1

組織間情報共有の理想像 (2)＊共有のイメージを示すため，情報を全て同じ表現にしているが，実際には同じ情報でも各組織で目的に応じて独自に表現することが可能．

図2

で き る． 災 害 情 報 の 多 く は，CSV，Shape，
NetCDF，GeoTIFF 等の使用頻度の多い一般的な形式に対応することでおおむねカバーできるが，新しい形式に対応する必要がある場合は，変換処理モ

災害時の組織間情報共有を実現するパイプライン形システム「SIP4D」（文献 ⎝4⎠ を一部改変）
解説論文

災害時情報共有システムの最前線――SIP4D による災害対応支援――

193

利活用側に合わせて形式変換

CSV形式

システムA

システムX
CSV形式

JSON形式システムB

所管の異なる同種情報を一つに統合

Shape形式

図3

システムC

JSON形式Shape形式

システムY

システムZ

SIP4D の二つのコア技術 （文献 ⎝5⎠ を一部改変）

ジュールを追加できる設計となっている．このようか入手できず，情報の空白が発生し，的確な災害対にして，SIP4D は接続に関わる調整を省力化する応が取れないという事態が発生する．また，施設等とともに，開発負荷を軽減し，全体としての情報共の所管の関係で，同種の情報が別々の組織で管理さ有の効率化を図ることとしている．

れているということも多い．例えば，道路について
は，国道，都道府県道，市町村道，農道，林道でそれぞれ所管が異なるため，データが管理されるシス

３. ２ 論理統合技術

災害時には，本来得られるべき情報が断片的にし図4
194

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

テムもそれぞれ別々となる．そこで，SIP4D では，

SIP4D の論理統合技術 (6)

小特集

図5

ここまで進んだ防災と ICT

SIP4D による情報流通フロー （文献 ⎝4⎠ を一部改変）

図 4 に示すように，複数の情報源から得られた情てその有効性や位置付けが認められにくい．そこ

報を論理的に統合し，意味や表現を統一する形で出で，筆者らは研究開発の途中段階から実災害対応に力する処理を組み込むことができる技術を開発・実供することで，その有効性・位置付けを社会と共に装した．例えば，国土交通省が管理する高速道路・

評価し，社会実装に向けた動きを進めるという戦略

直轄国道に関する情報，都道府県が管理する補助国をとってきた（5）．研究開発を開始した翌年の 2015

道・都道府県道に関する情報には，通行可否に関す年の「平成 27 年 9 月関東・東北豪雨」を皮切りに，

る情報が，
「通行止」
「全面通行止」「車両通行止」

2021 年の福島県沖地震まで，計 13 回の自然災害「片側通行制限」「片側交互通行」等、異なる表現でに対し，職員を現地に派遣し，図 5 に示す情報流

示されている．これに対し SIP4D では，取り入れ

通フローで組織間での情報共有を支援する中で，たデータから全ての表現を抽出し，それぞれの表現

SIP4D の評価検証を行い，それをシステム開発にを「全面通行止め」「片側通行規制」の二つの表現

フィードバックしてきた．図 6 に SIP4D が共有しに語彙統一するよう設定することで，以後随時更新

た情報が現地で活用されている場面を示す．ここでされる情報については自動統合し，道路状況に関すは，SIP4D に 開 発・ 実 装 し た 技 術 の 有 効 性 とる共通状況図として提供可能としている．

SIP4D が災害対応現場で発揮した効果について解説する．

実災害への直接的適用と4 社会実装への戦略

４. １ SIP4D が高める組織間情報共有の効率性

SIP4D のように「全体を支える技術・システム」

しており，適用した各災害においてその効率性を発というものは，直接のユーザを持たないため，概し図6前述したとおり，SIP4D は二つのコア技術を有揮した．

災害対応現場における SIP4D を介した情報の活用場面
解説論文

災害時情報共有システムの最前線――SIP4D による災害対応支援――

195

例えば，2016 年に発生した熊本地震において，り，翌年の 2017 年 4 月に，内閣府により「国と地県及び政府の災害対策本部で活動する災害対応組織

方・民間の『災害情報ハブ』推進チーム」が設置さ間での情報共有を支援する中，631 のデータが発れた．例えば，アメリカでは災害時に必ず共有する信されたが，これを自動変換技術を介して 11 の公情 報 を EEI（Essential Elements of Information）

的機関の利活用に供することで，631×11 ＝ 6941

として定めており，その概念を参考とした日本版のパターンの組合せを 631 ＋ 11 ＝ 642 パターンに

EEI の検討も継続して進められている（9）．

低減した（7）．

一方，2017 年の九州北部豪雨では，流木の大量

また，2018 年に発生した西日本豪雨において，発生によりその撤去の優先度を組織間で検討・調整

複数県にまたがる災害となったため，広島県，岡山する必要性が生じ，筆者らが新たに流木の堆積箇所

県，愛媛県に職員を派遣し，情報共有支援を行う

分布図を作成・組織間共有したことが有効に作用し中，図 4 に示したとおり，道路被害情報が国と各た．これを踏まえ，EEI のように事前に定めた情報

県でそれぞれ独立してデータが構築されていることの共有だけでは対応が不足するため，「ツール」とが明確となった．これに対し，論理統合化機能によ

事前の「ルール」だけでなく，現場での情報集約やり，国交省地方整備局と各県の道路被害情報を統合

共有を人として支援する「チーム」が必要であるとし，統一化された道路通行可否情報として一日 1いうことが明らかとなった（8）．そこで，内閣府は回更新する情報として提供した．本来，ユーザそれISUT（Information Support Team：災害時情報集

ぞれが四つのシステムからデータを得なければなら

約支援チーム）を設置し，2018 年の実災害への適ないところ，SIP4D から一つのデータを得るだけ

用の結果，2019 年より本格運用を開始することとでよくなるため，全体としての作業効率を四分の一なった．

に低減することができた．

なお，SIP4D はパイプライン形システムであり，

SIP4D は、システムの連接数が多いほど効率性

システム間を仲介する役割であったため，当初ユーが高まるという利点があり，このような実災害へのザが情報を閲覧する画面は有していなかった．しか直接的適用を積み重ね，各組織の信頼を得て，新たし，災害現場では，それぞれの組織が自ら保有するなシステムとの連接を増やしているところである．

システムにアクセスできなかったり，異なる組織同士が同じ画面を見て協議する場面が多いことが明らかとなった．そこで，図 5 のフローに示したとお４. ２ 組織間情報共有を有効に機能させる 3 要素

技術だけでは災害現場では活用されない．これをり，各組織保有のシステムへの情報共有だけでな

有効に機能させるためには，技術が実装された

く，情報を可視化し，閲覧できる「ツール」とし「ツール」，それを運用する「ルール」，そしてこれて，図 7 の「bosaiXview（防災クロスビュー）」をらを円滑に活用する「チーム」が必要となること

構築するとともに，一般に供するには適さない情報

が，実災害適用を通じて明確となっただが，災害対応には活用可能な情報も掲載可能な災．

（8）2016 年の熊本地震後，情報共有のための「ルール」を検討する必要があることが課題として挙が

図7196

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

害対応機関限定 Web サイト「ISUT-SITE」を構築することとなった．

bosaiXview 画面 (10)

小特集

ここまで進んだ防災と ICT揮する（11）．例えば，図 8 は 2018 年大阪府北部地震において，ガスの復旧状況と避難者分布状況を重畳し，自衛隊が入浴支援を効率的に行うことを支援した地図である．民間企業が自らの業務状況を説明するために作成したガスの復旧情報と，行政機関が被害状況を把握するために作成した避難者分布情報とが重ね合わせられることで，別の支援組織の活動に活用されるという，組織間情報共有の「胆」とも
図8いうべき効果が示された事例である．

入浴支援用地図 (11)同様に，図 9 は 2018 年北海道胆振東部地震において，携帯電話の通信復旧状況と避難者分布状況を重畳し，通信会社が復旧エリアの優先順位を検討する際に活用された地図である．このように，ある組織が保有する情報を別の組織と「共に有」し，更に別の情報を重畳することにより，災害対応の効果を高められることができることが，SIP4D の最も大きな役割の一つである．
SIP4D による情報共有は組織間の協働も支援する．図 10 は 2019 年東日本台風において，市民，

図9

災害ボランティア，市，県，政府，自衛隊が協働し通信復旧活動用地図 (11)た災害廃棄物撤去を支援する地図である．当時，浸このように，技術の開発だけでなく，その技術が水被害を受けた住宅地から出された家財が道路を塞現場で最大限効果を発揮するために必要な仕組み

ぐ等の問題が発生し，市民や災害ボランティアが個を，実災害へ直接適用しつつ実現してきた．

別に対応していたが，その情報を市，県，政府，自衛隊で共有し，「昼間は市民・災害ボランティア等

４. ３ SIP4D で共有される情報による災害対応活動

が小型車で集積所から集積拠点に廃棄物を移動，夜間は自衛隊等が大型車で集積拠点から被災地外の廃支援

SIP4D で共有される情報は独立したデータであ

棄物置場に移動，その結果を ISUT が日々地図に反るが，複数の異なるデータを重畳（マッシュアッ

映し更新する」という「One Nagano」と呼ばれるプ）することで，様々な活動の意思決定に効果を発

協働につながった．

図 10

災害廃棄物撤去用地図 (11)
解説論文

災害時情報共有システムの最前線――SIP4D による災害対応支援――

197

図 11

防災チャットボットの実災害活用と SIP4D との連動 (12)このように，情報を活用して状況を明示的に可視化することで，状況認識の統一を図り，協働を推進することが可能である．
４. ４ SIP4D と他システム・サービスとの連動

SIP4D の情報共有は，別のシステムやサービスと連動することで，更に多くの災害時対応の効果を生み出す．図 11 は，2019 年房総半島台風において，被災者支援情報を SNS のチャットボット（AI等を活用し，問合せに自動返答する仕組み）を通じて提供した事例である．当時，千葉県においては，
り災証明の発行などについての問合せで市町村窓口が大混雑し，県に対する応援職員派遣要請が殺到す

図 12

リアルタイム浸水リスク情報マップ (13)

る事態となっていた．そこで，県が保有する FAQ（問答集）と SIP4D で共有される情報をチャット

４. ５ 情報共有から動的情報処理への展開

ボットに読み込ませ，市民に提供することとした．

SIP4D による情報共有が実現すれば，共有され

こ れ に よ り， 例 え ば「 水 が 足 り な い 」 と 市 民 がた情報を自動解析し，災害対応をより効果的に進め

チャットボットに書き込むと，自動的に市や自衛隊るための新たな情報プロダクツの生成も可能となによる給水支援箇所を提供することが可能となっる．2018 年からは SIP 第 2 期において，情報が災た．このチャットボットは，千葉県から要請を受け害対応現場をけん引するべく，サイバー・フィジカてわずか 5 日で運用開始することとなったが，2 週

ル シ ス テ ム の 防 災 版 と し て，CPS4D（Cyber-

間で 7,000 件超の問合せに自動回答し，職員の負Physical Synthesis for Disaster Resilience）の研担軽減に寄与した．また，運用中のログから，市民究開発が行われている（12）．

が要望している内容に行政では対応できないもの

例えば，レーダによる降水量分布データは 15 分

（例えば，り災証明で適用できる家屋被害だけでな

間隔で SIP4D に共有されるが，これを自動解析し，く，適用されないカーポートの被害等）があること

都市ごとの浸水危険度データとして出力することがが分かり，民間保険会社の情報提供を行うようできる．更に人口集中地区データを重畳すること

チャットボットを改良した．このように，他シで，都市ごとの浸水被害発生リスクをリアルタイム

ステム・サービスと連動することで，組織間情報共で 自 動 解 析・ 出 力 す る こ と が で き る． 図 12 は有が更に効果を発揮できる事例となった．

2019 年の九州北部での大雨の際，浸水被害発生リ

（12）

198

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

小特集
スクを自動出力した例である．
このようにして，SIP4D による情報共有が進めば，新たな情報プロダクツの生成に発展し，更に災害対応力を向上させることにもつながる．

5 おわりに本稿では，災害時における組織間情報共有に焦点を当て，これを技術で支援する SIP4D と，実災害において発揮された効果について解説した．今後は，災害現場で役立つ情報プロダクツの生成と，災害現場で活動する災害対応機関の情報利活用が常に駆動し続け，研究者・技術者と災害対応者が情報を通じてつながる災害対応の実現が期待される．
ただし，このような情報技術はインターネットやクラウドが基盤となっているため，電気と通信が確保されていることが大前提である．災害対応を効果的に進めるために，「電気・通信をいかに途切れさせないか，たとえ途切れてもいかに早く復旧させる
か，途切れている間の代替手段をいかに確保するか」といった研究開発も並行して進める必要がある．
また，自然災害はフィジカル空間でリアルに発生する．そのリアリティをもって研究開発，技術開発
できるかどうかが重要である．現場に出て，現場の空気感を共有し，現場の人・組織と協働し，そのフィジカル空間での経験をもって，新たな電気通信技術を開発するような研究者・技術者が増え，実質的に社会に役立つ，社会を変え得る研究開発がなされていくことを願う．

謝辞 本稿の内容は，内閣府総合科学技術・イノ

ここまで進んだ防災と ICTdevelopment regarding technologies forutilization of disaster information-,”J.   Disaster
Research, vol. 14, no. 2, pp. 279-291, March
2019.
（4） 臼田裕一郎，“「防災×情報」の基盤と将来への期待，”
情報処理 , vol. 61, no. 12, pp. e8-e11, Nov. 2020.
（5） 臼田裕一郎，“SIP4D : 基盤的防災情報流通ネット
ワークの挑戦，”人と国土 21, vol. 45, no. 6, pp.
27-29, March 2020.
（6） 臼田裕一郎，“協働型災害対応を－情報共有で支える「SIP4D」，” デジタルガバメント閣僚会議データ戦
略 タ ス ク フ ォ ー ス（ 第 2 回 ） 資 料，April 2021.  
https://www.kantei.go.jp/jp/singi/it2/dgov/data_
strategy_tf/dai2/siryou7.pdf（7） Y. Usuda, M. Hanashima, R. Sato, and H. Sano,“Effects and issues of information sharing systemfor disaster response,” J. Disaster Research,
vol.12, no. 5, pp.1002-1014, Oct. 2017.
（8） 臼田裕一郎，“災害時における組織間情報共有を支える 3 要 素，” 日 本 地 震 工 学 会 誌，no.36, pp. 5-8,
Feb. 2019.
（9） M. Hanashima, R. Sato, and Y. Usuda,“Thestandardized disaster-information products fordisaster management: Concept and formulation,”
J. Disaster Research, vol.12, no. 5, pp. 10151027, Oct. 2017.
（10）防 災 科 学 技 術 研 究 所，“bosaiXview,”April 2021.
https://xview.bosai.go.jp（11）内閣府，“災害時の官民の情報共有の取組について，”
ナショナル・レジリエンス（防災・減災）懇談会（ 第 52 回 ） 資 料，April 2021.   https://www.cas.
go.jp/jp/seisaku/resilience/dai52/siryo1-2.pdf（12）臼田裕一郎，“防災 CPS「CPS4D」と防災チャット
ボ ッ ト「SOCDA」 の 挑 戦，
” 危 機 管 理 防 災 研 究，no.25, pp. 19-27, Feb. 2021.
（13）H. Sano, Y. Usuda, I. Iwai, H. Taguchi, R.
Misumi, and H. Hayashi,“Generation of risk
information based on comprehensive real-time
analysis of flooding and landslide disasteroccurrence hazard and social vulnerability,”J.
Disaster Research, vol. 15, no. 6, pp. 676-687,
Oct. 2020.

ベーション会議の SIP 第 1 期「レジリエントな防（2021 年 5 月 10 日受付，6 月 24 日再受付）

災・減災機能の強化」（管理法人：科学技術振興機構）の一環として一部実施したもの，及び，SIP 第2 期「国家レジリエンス（防災・減災）の強化」

臼田裕一郎（管理法人：防災科学技術研究所）の一環として一部実施しているものである．

国立研究開発法人防災科学技術研究
所．慶大・環境情報卒．同大学院政策・
メディア研究科了．博士（政策・メディア）．
リモート・センシング技術センター
研究員，慶大大学院特別研究助手を経て，2006 防災科学技術研究所入所．
2016 総合防災情報センター長．2020
筑波大教授（協働大学院），2021AI 防災協議会理事長を兼務し，研究開発・
人材育成・社会実装に従事．2017 科
学技術分野の文部科学大臣表彰科学技術賞（開発部門），2020 日本オープン
イノベーション大賞総務大臣賞を各受賞．

■文献（1） 臼田裕一郎，“災害に強い社会の実現を目指した情報共有・利活用に関する取組み，”信学誌，vol. 100,
no. 11, pp. 1222-1228, Nov. 2017.
（2） 防 災 科 学 技 術 研 究 所，
“SIP4D 情 報 共 有 サ イ ト，”
April 2021. https://sip4d.jp（3） Y. Usuda, T. Matsui, H. Deguchi, T. Hori, and S.
Suzuki,“The shared information platform ford i s a s t e r m a n a g e m e n t -T h e r e s e a r c h a n d

解説論文

災害時情報共有システムの最前線――SIP4D による災害対応支援――

199

災害対応におけるICT活用と防災チャットボットSOCDAICT Applications in Disaster Response and Disaster Management Chatbot SOCDA
萩行正嗣
上谷珠視

Masatsugu Hangyo†
Tamami Kamiya†

東 宏樹
大竹清敬

Hiroki Azuma††
Kiyonori Ohtake†††

近年，ICT の発達に伴い，災害対応の現場でもこれらを活用した災害対応の効率化が行われている．
特に Twitter や LINE に代表されるコミュニケーションツールは被災者一人一人と災害対応機関とのコ
ミュニケーションを変えつつある．本稿では，現在コミュニケーションツールが災害対応の現場で活用されている例やその背景にある技術について紹介するとともに，我々が開発中の防災チャットボット SOCDA の機能と展望についても紹介する．

Summary

SNS, LINE, チャットボット , 防災 , AI

Key Words

1 はじめに時間が掛かるといった課題があった．

近年，ICT の発展に伴い様々な ICT 機器やコミュ（東日本大震災）や 2016 年に発生した熊本地震でニケーションツールが活用されている．スマート

は，人々が Twitter 上に様々な被害の状況を自発的

フォンの世帯保有率は 83.4% と高い普及率となっに投稿し，災害対応機関でも投稿された情報を基にて お り，LINE の 月 間 利 用 者 数 は 8,900 万 人，

災害対応を実施していた事例も存在する（3）．2019

Twitter の月間利用者数は 4,500 万人を超えてい

年の台風 19 号では，長野県が公式アカウントで，るなどコミュニケーションツールを多くの人が救助要請を Twitter で投稿するように呼び掛ける

利用している．スマートフォンなどの ICT 機器及（図 1）など，よりコミュニケーションツールを積びコミュニケーションツールは，平時での利用が進極的に情報収集に利用する自治体も現われている．

むとともに，災害時でも積極的に利用されるように自治体からの情報発信においても，Twitter や

一方，2011 年に発生した東北地方太平洋沖地震

（1）

＊2

なりつつある＊1．

（2）

従来の災害対応の課題の一つに，発災後の被災状ている（4）．自治体が主体となるこれらの情報発信

況の把握が挙げられる．緊急通報を含む市民からのでは，テレビなどのマスメディアを活用した情報発電話による被害状況の報告や現地に派遣された自治

信と違い，自治体ごとに独自に情報を発表できると

体職員からの報告が従来の被災状況把握の主な手段いう利点がある．従来，独自情報の発信手段としてであった．これらの手段では，情報を受ける職員

は防災無線があったが，豪雨の中などでは音声が聞や，現地に向かう職員のマンパワーの不足により大こえにくいという問題があった．

量の情報を収集できず，収集した情報が自治体内で情報収集，情報発信ともに，新しい技術の導入に紙やホワイトボードでのみ共有されることがあり，

よる災害対応機関の負荷増大が懸念されている．一

都道府県や国の災害対策本部での現場の状況把握に方，AI に代表される情報処理技術を活用すること㈱ウェザーニューズ，千葉市
Weathernews Inc., Chiba-shi, 261-0023 Japan†† LINE 株式会社，東京都
LINE Corporation, Tokyo, 160-0004 Japan††† 情報通信研究機構，京都府
National Institute of Information and Communications Technology, kyoto-fu, 619-0289 Japan†

200

LINE の公式アカウントを活用する事例が増えてき

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

で，人手での情報処理では実現できなかった速さや規模で情報収集や発信の対応をすることが可能にな＊1 https://www.linebiz.com/sites/default/files/media/jp/
download/LINE%20Business%20Guide̲202107-12.pdf＊2 https://twitter.com/TwitterJP/status/9236710367589
58080ⓒ電子情報通信学会 2021

小特集

図1

ここまで進んだ防災と ICT

救助要請を呼び掛ける長野県公式アカウントのツイート

りつつある．このような状況において災害時に様々

２. １ ICT による情報収集

なテクノロジーを積極的に活用し，新しい情報処理

２. １. １ Twitter を活用した情報収集技術を開発することで災害対応を効率化する必要性が議論されている．

（5）

Twitter などの SNS を活用した災害時の情報収
集は，東日本大震災以降，広く行われている．SNS

我々は内閣府の戦略的イノベーション創造プロ

上には大量の投稿がなされるため，投稿から有益なグラム（SIP）第二期「国家レジリエンス（防災・情報を探し出し，整理を人手で行うことは，災害対減災）の強化」において，「避難・緊急活動支援統

応機関に人的な負荷を強いる．このため，データ分合システム開発」の一環として，防災チャットボッ

析技術や AI などを活用することで，情報収集を効ト SOCDA（SOCial-dynamics observation and

率化する手法が提案されている．

victims support Dialogue Agent platform for

Twitter などの SNS の投稿をデータ分析するこ

disaster management） の 研 究 を 行 っ て い る．

とで，社会や自然の状態を把握しようとする取組み

SOCDA は LINE 上で動作するチャットボット（自をソーシャルセンサと呼ぶ（6）．自然言語処理と機動対話プログラム）であり，災害時の情報収集，発械学習などの統計的な手法の組合せで，社会的なイ

信を LINE での対話を通して自動で行う仕組みであベントを検出した例としては，Sakaki らによる地る．

震の検出（7） や Aramaki らによるインフルエンザ

本論文では，近年の災害時の対応における ICTの流行検出（8）がある．

機器やコミュニケーションツールの活用について実

東日本大震災においては，Twitter が災害状況の例を交えながら２．で紹介するとともに，我々が開把握に広く活用された一方，ばく大な数のツイート

発中の防災チャットボット SOCDA が有する機能の中に有用な情報が埋もれてしまう，という問題もや活用事例，将来の展望について３．で紹介する．

浮かび上がった．東日本大震災の発災後，多数投稿された安否情報を自動的に集約することを目的に，

2 災害時の ICT 活用

ANPI_NLP プロジェクトが自然言語処理研究者を近年，スマートフォンなどの ICT が普及するとの 2011 年 3 月 14 日から開始された（9）．このプロ

ともに，コミュニケーションツールの一種であるジェクトでは，安否情報認識システムの構築にあたSNS が広く利用されるようになり，災害時の利用り必要な学習用の言語資源の構築なども行われた．

も進んでいる．本章では，主に災害対応機関による一方，発災してから学習データ作成，システム構築

情報収集と情報発信において，具体的にどのようなを行っていては，発災直後の初動で活用できないと活用がなされているかを説明する．なお，以降でいう問題があり，平時から災害時を想定した研究開は，利用者とは災害対応機関及び一般の利用者の双発を進める必要性が指摘されている．

方を指すこととし，一般の利用者について指す場合にはユーザと呼ぶこととする．

中心とした有志によって震災発生から僅か 3 日後

安否以外の様々な情報を Twitter から収集，整理し，人の意思決定に寄与する形で提示する仕組みとして，DISAANA 及び D-SUMM がある（10）．両シ
ステムでは，収集されたツイートの本文を解析し，解説論文

災害対応における ICT 活用と防災チャットボット SOCDA

201

図2

DISAANA で地域を選択してツイートを探す

図4
図3

D-SUMM の要約出力の例

を整理，要約し，時系列や地図形式など様々な形式

DISAANA で質問形式でツイートを探す例

で可視化し，災害対応機関の迅速な意思決定に活用
場所情報や災害の種別などの解析を行っている．
DISAANA では，地域を指定することでその地域での災害関連のツイートを分類して表示したり（図 2

できる（図 4 ＊ 4）．
Twitter の情報を AI で分析することで，災害時），に限らず事故や事件などの情報を探し出すシステム

質問を入力することでその回答をツイートから抽出として，Spectee ＊ 5 や FASTALERT ＊ 6 があり，自し，それらの結果を整理して表示することができる

治体や報道機関，インフラ企業などで広く利用され（図 3）．D-SUMM では，図 2 に示した指定地域で

ている．

＊3

の災害関連ツイートが膨大になることから，それら
２. １. ２ 専用アプリによる情報収集＊3 https://disaana.jp/rtime/search4pc.jsp＊4 https://disaana.jp/d-summ/manual/manual.html＊5 https://spectee.co.jp/＊6 https://fastalert.jp/＊7 https://www.mycityreport.jp/

202

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

市民からの情報を収集するためのスマートフォ
ンの専用アプリとしては MyCityReport ＊ 7 がある．
このアプリから道路損傷などの困りごとや，市民が自ら解決した問題についての投稿ができ，自治体は

小特集

図5

ここまで進んだ防災と ICT

Twitter アカウント「長野県防災」からの情報発信の例

地図上で確認を行うことができる．また，自治体は投稿に対して「対応中」や「対応済み」などを登録

図6

兵庫県の防災アプリ「ひょうご防災ネット」の画面の例

することができ，市民に対してフィードバックが行われる．

２. ２. ２ 防災アプリ

ハザードマップや避難所情報の閲覧や，注意報，
２. ２ ICT による情報発信

警報などの情報を PUSH 形式で受け取れるスマー

２. ２. １ SNS 公式アカウント

トフォンアプリ（以下，防災アプリ）を開発し，住

災害時における自治体からのオンラインでの情

民向けに展開している自治体が存在する．

報発信の手段としては，電子メールが広く使われて防災アプリでは，自分の受け取る情報を設定した

きた．近年では，従来電子メールで送信していたもり，マイタイムラインの作成ができたり，ハザードのと同等の内容を，Twitter，Facebook，LINE な

マップや避難所を地図上で重ね合わせて閲覧できる

どの公式アカウントで同時に送信する自治体が増えなど，スマートフォンアプリの機能を利用した様々つつあるな機能が利用できる．図 6 は兵庫県の防災アプリ．Twitter，Facebook での情報発信は＊8

登録者ごとにきめ細かく情報の「出し分け」をする「ひょうご防災ネット」の画面の例である．

ことができず，自治体内全てを網羅した一様の情報

防災アプリでは上述のような高度な情報伝達がを受け取ることになる（図 5）ために，情報過多に可能である一方，自治体ごとにアプリが独立しておなりやすく，情報の受け手にとって重要な情報を見り，通勤先などに合わせて複数のアプリを導入する

逃しやすいという問題がある．LINE においては登必要がある．また，発災後にアプリを導入する場

録者ごとの情報の出し分けが可能であるが，専用の合，比較的容量の大きいスマートフォンアプリをイシステムが必要になるため，ユーザごとにその居住

ンストールすることになるため，通信が不安定な状地等を考慮せず自治体内の全ての情報を配信してい態では導入が困難になることが考えられる．

る自治体も多い．
２. ２. ３ チャットボット

一方的に発信することで情報を提供するのでは＊8 https://uub.jp/opm/

なく，任意のタイミングで求める情報だけをピンポ
解説論文

災害対応における ICT 活用と防災チャットボット SOCDA

203

イントに提供する手段として，質問応答形のチャットボットが利用されつつある．質問応答形のチャットボットは，チャット形インタフェース上でユーザの質問に対して返答する形式で情報を提供するシス
テムであり，Web ページ上に埋め込む形や，LINE
アカウントのバックエンドに設置する形でシステム提供される．
実用的な質問応答形のチャットボットの多くは，質問と回答の対のデータ（FAQ データ）を保持しており，ユーザが入力した質問に最も近い質問を
FAQ データの質問から検索し，対応する回答をユー
ザに返答する形式となっている．また，シナリオをあらかじめ登録しておき，選択肢を選ぶことによって，上記 FAQ データのうち適切な回答を返答する形式をとるものもある．どちらの場合でも回答はあらかじめ決まった文言（以下，固定文言と呼ぶ）で登録されていることが多い．
自治体での市民向けのチャットボット活用では，
自治体の手続きの案内など回答が固定的なものがほ図7

とんどであり，チャットボットが固定文言のみを返丹波市のチャットボット（2021 年 3 月でサービス終了）の回答例

しても実用上問題がない．また，固定文言を用いる
ことは自治体の職員のようなチャットボットについを備えた形で運用し，回答の文言は固定文言であっての専門的な知識がない人でも，そのメンテナンスた．

が容易というメリットがある．

固定文言を回答するという運用ではあったが，一方，災害時に重要になる避難所の開設状況，避ユーザからのフィードバックなどを基に，FAQ と難物資の配布場所といった時々刻々と内容が変わる

シナリオを日々更新することで，ユーザからの評価

情報については，これらの内容が記載された Webは徐々に高くなっていった．特に稼動初期は集中的ページや PDF ファイルへのリンクを表示することに改善を図ったことにより，ユーザのチャットボッ

が多い．図 7 は兵庫県丹波市のチャットボット

トの回答満足度は稼動初日に 63.1 % であったが，の例である．

4 日後には 75.4 % と短期間で約 12 ポイント向上（11）

チャットボットによっては動的に生成された文させることができた．回答が固定文言であるか，動言を返すことが可能なものも存在するが，外部の的に生成するかにかかわらず，災害に関するチャッ

API との連携が必要など，開発には専門的な知識がトボットを構築する上で，有用であった知見を紹介必要となる．

する．

２. ２. ３. １ 2019 年台風 15 号，19 号における・災害の時系列に合わせた回答を用意する

問合せ対応チャットボットの利用

我々は，2019 年の台風 15 号，19 号に際し，AIと時間の経過とともに変化する．人々が問い合わせ

防災協議会として千葉県の協力を受け，災害情報にる内容もそれに伴い変化していく．我々は被災経験特化した問合せ対応チャットボットを運用した．発

自治体の協力により，過去の災害時にどのような問災後に対応を開始したため，迅速に運用を開始する

合せが発生したか，というデータを保有しており，必要があった．そのため，既存のチャットボット

それを基に FAQ を先回りして作成することができを元にた．問合せが増加してから回答を用意しては，窓口対チャットボットの構築を行った．自由に質問を入力

応の負荷も増大するため，今後問合せが増えそうなする形式と，シナリオから選択肢で選ぶ形式の双方

内容を事前に作成しておくことは極めて重要である．

サービスである LINE 社の LINE BRAIN＊9＊9 現在はLINE CLOVAという名称に変更されている．

204

災害に関する状況は，発災前，発災直後，復興期

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

小特集・ユーザの質問に合わせて，リンク先で見るべき位置をここまで進んだ防災と ICTFAQ を迅速に用意することは困難である．平時か示唆する

らこれらの知見を生かした FAQ，シナリオを準備

動的な内容については Web ページやファイルのしておくことが重要である．

リンクを提示する場合が多い．このリンク先のWeb ページやファイルに複数の情報が含まれている場合には，その Web ページのどこにユーザの知りたい情報があるかを明示すべきである．

２. ２. ４ 天気予報の自動生成

日々内容が変化する動的なデータからテキストを生成する手法として，Data-to-Text という手法

例えば「離乳食が欲しい」といった質問に対しがあり，株価の概況（12）や天気予報（13）を自動で生て，物資の配布一覧の PDF を案内していた事例で成する研究が存在する．これらの研究では，深層学

は，リンクを張るだけではなく，「食料配布の情報

習が利用されており，学習には膨大な量のテキストの中に離乳食が配布されているかが記載されていまデータが必要である．株価の概況や天気予報は，毎す」という一文を添えることで，回答に対するユー

日発表されるものであり，学習データを作成するこ

ザの満足度が向上した．

とが可能である．一方，災害に関連する情報は，災害時にしか発表されず，学習に必要なデータを集め

・自治体以外が発信している情報を取り扱う

にくいという問題がある．また，求められる災害時

防災チャットボットに限らず，自治体に対して問の意思決定の精度に比べて生成されたテキストの情合せをしてくる被災者は，自治体や民間企業がそれ

報精度の保証が容易ではない，という問題もあり，

ぞれ何を担当しているかという区別を熟知している

これらの手法を災害時のテキスト生成に向けて実用

わけではない．このため，本来は民間企業に問い合化した例は聞かない．

わせる情報（例えば，停電の状況や火災保険の手続
き等）について防災チャットボットに問い合わせてくることも多く，これらに回答することは被災者支

3 防災チャットボット SOCDA

援の観点からも有用である．我々は，民間企業の

SOCDA は第二期 SIP「国家レジリエンス（防災・Web ページ等に誘導する FAQ を充実させるととも減災）の強化」において，「避難・緊急活動支援統に，AI 防災協議会の会員企業の協力を受けて，復合システム開発」の一環として開発中の防災チャッ

興に必要な民間企業による支援の情報なども FAQ

トボットである．

に加えた．

チャットボットは LINE 等のチャット上で動作する自動対話プログラム全般を指す言葉だが，現在広・ユーザの困りごとに合わせたシナリオ

選択肢による分岐形のシナリオでは，対応する部

く商用で利用されるチャットボットは問合せ対応対話機能のみを持つものが中心である．

署や窓口，手続きや支援の種類などによる分類が最SOCDA では問合せ対応に限らず，防災に関する初の設問になっている事例がある．我々は，ユーザ様々な会話をユーザに対して自動で行うシステムでは自分が問い合わせるべき窓口や受けられる支援にあり，ユーザからの話し掛けに対応するだけでなついて始めから知っていることは少ないと考え，く，自発的に情報収集や避難に関する情報を提供す

ユーザの困りごとを中心に設問を構成した．最初のる会話を開始することも可能である．

設問では，困りごとを選択する形式とした．例えば，「家が壊れた」などである．

一般的なチャットボットでは，一般の人がユーザとして想定されることが多い．一方，SOCDA では

続いて，どういう対応をしたいかを問い合わせ

一般の市民だけでなく，自治体や府省庁の職員，民る．
「応急処置をしたい」「修理がしたい」「り災証

間企業の従業員といった様々な立場の人をユーザと明が欲しい」などである．
「修理がしたい」場合にして想定している．そのために，SOCDA は発災後は，最終的に「資金的な援助が欲しい」「業者を紹の参集可否の報告といった職員の特定の業務に特化

介してほしい」などの選択肢を提示し，必要な支援した機能や特定の職員のみが利用できるようにするの情報を提示した．このように，ユーザ側の関心にための認証機能を有している．また，SOCDA が収合わせたシナリオ設計を行うことで，ユーザの満足集した災害情報を閲覧したり，SOCDA に様々な指度を向上させることができた．

示を出すための管理画面も認証機能を備えたもの

回答が固定文言か，動的に生成されるかにかかわらず，発災後の混乱期に上記を十分に考慮したと，認証なしで広く利用できるものとで，表示する
内容を変えることができる．
解説論文

災害対応における ICT 活用と防災チャットボット SOCDA

205

図8

防災チャットボット SOCDA と SIP4D の概要

SOCDA は第一期 SIP「レジリエントな防災・減災機能の強化」の一環として開発された SIP4D（基SOCDA には，ユーザがチャットボットと対話形

盤的防災情報流通ネットワーク）（14）と接続されて式で，災害の状況を報告する機能が備わっている．

いる．SOCDA が収集した災害関連情報は，SIP4D

災害収集には，二つのモードが存在し，一つは自由へとリアルタイムで共有され，災害対応機関に共有

文記述モード，もう一つが選択肢モードである．

される．これにより，災害の現場の一般市民あるい

自由文記述モードは，SOCDA と対話をする中で，は，現場職員の報告が，市町村だけでなく，都道府

起こっている災害情報の自由な記述，地図からの位

県や府省庁にも即時に共有され，素早い災害対応に

置情報の入力，写真の投稿を行うモードである（図つながることが期待される（図 8）．

9）．投稿された災害情報のテキストを D-SUMM と図9206

３. １ SOCDA による情報収集

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

SOCDA の自由文記述モードによる災害情報投稿

小特集

図 10

ここまで進んだ防災と ICT

2021 年 2 月 13 日福島県沖地震での南相馬市での事例

同様のアルゴリズムで処理をすることで，災害の種り，2022 年度の実用化を目指している．

別を自動判定し，種別ごとに地図上に表示すること

選択肢モードでは，災害対応機関が設定した選択ができる．また，自らの組織の構成員が利用するよ

肢式の質問に答えるモードである．各選択肢では複うな場合では，事前に投稿者が所属情報（消防団員，数回答を受け付ける設定や回答内容によって次の質

市の職員等）を認証し，災害関連情報を投稿するこ問を変えることなど，柔軟な設問設定が可能であとができる．更に所属情報などを地図上で確認し，る．自由文記述モードと同様に位置情報や写真を合所属を絞って収集した情報を確認することもでき

わせて投稿する機能も備わっており，地図上で回答

る．そのため消防団員などの信頼度の高い所属の人

結果の地理的な分布を確認することも可能である．

からの災害情報だけを表示することも可能である．

この機能は，実証実験では，消防団員の安否や出動

また，災害情報の投稿者を指定して災害対策本部

可否の確認，避難行動要支援者の支援の要否調査な等から手動でメッセージを送信することも可能とどで有効性が確認されており，今後は不足物資の調なっており，報告された災害に対してより詳細な情査などにも利用していく予定である．また，特定の報を確認したい場合，その旨の依頼などが可能であ回答をしたユーザだけを指定してメッセージを送る

る．例えば，倒木の報告があった場合には，道路は機能も備えている．この機能を利用することで，通行可能な状態か，機材がなければ撤去が困難そう「水が足りない」と回答したユーザにのみ給水車のかといった事項を確認することで，災害対応機関の情報を伝える，といったことも可能である．

的確な対応へとつなげることが可能である．
図 10 は 2021 年 2 月 13 日に発生した福島県沖地震の際に，南相馬市で実際投稿された情報であ３. ２ SOCDA による情報発信，避難支援，問合せ
対応機能

る．地図上の表示は，自動判定された災害種別の情

これらの機能により一般の方の避難行動，避難生

報を基に，「水道トラブル」の情報のみを表示して活を支援するとともに，災害対応機関での職員向けいる．この情報から，南相馬市の広範な地域で断水の業務を支援することが可能である．メッセージ配や水の濁りが発生していることを確認できる．ま信方式では，事前に登録した所属や自宅や職場の位

た，右下 2 枚の投稿は消防団員から投稿された情

置情報といった属性情報を基に送信対象を指定する報であり，道路破損などが起こっていることを，デことが可能である．気象情報などを対象地域の住民

マの心配が比較的少なく確認することができる．

だけに送信することが可能になる．今後，現在実用

自由文記述モードで投稿された文章の解析精度化が進められている避難指示情報の地図データによ向上のため，実証実験での投稿も学習データとしてる配信が進めば，避難指示の対象地域の住民のみに利用した深層学習による文章解析に取り組んでお情報を発信することも可能となる．
解説論文

災害対応における ICT 活用と防災チャットボット SOCDA

207

図 11

SOCDA による避難支援と避難状況把握

三重県における実証実験では，水防団の所属を登ら，在宅避難を選択したか，避難所への避難を選択録しておくことで，担当している河川が水防団待機

したか，避難所への避難の場合はどの避難所への避水位に逹すると自動的に待機を指示するメッセージ

難を選択したかを把握できる．更に，避難所への避を送るなど，災害対応業務支援でも活用できること

難の場合には，避難準備中，避難中，避難済みとが確認された．

いったステータスを把握できる．これらを集計する

避難支援機能は，ユーザ一人一人の置かれた状況

ことで，避難所ごとに何人避難しているか，これかに応じて，避難行動を推薦する機能である．ユーザ

ら何人が避難を予定しているか，といった避難所のは事前に現在地やよくいる場所の登録と，小さな子

混雑に関する傾向を得ることができる（図 11）た

供と一緒であるか，体が不自由で自力での移動に制め，災害対策本部等において避難所の混雑が予測で限があるか，などといった情報を SOCDA に伝え，きるようになることにより，避難所が満員になる前

それらを考慮して避難行動を開始する警戒レベルをに新規の避難所を開設したり，広域避難の応援要請

設定することができる．SOCDA は，ハザードマッを実施したりするなど，自治体の避難所運営を先回

プと防災気象情報などの公的データを基に，現りして支援することが可能である（図 12）．また，

在地の危険度を参照し，ユーザが避難行動を開始し混雑状況をユーザにフィードバックすることで，避た方がいいかを判定する．避難行動を開始した方が難先の決定を支援し，ユーザの避難行動を支援する

いいと判断された場合，近隣の避難所情報を提供こともできる．特に，近年のコロナ禍では，避難所

し，どの避難所へ避難するのかをユーザに確認すの定員数を削減する動き＊ 11 などもあり，避難所がる．その後，避難に必要な持ち物の情報，避難を中満員になりやすくなっており，避難所の混雑予測の止した方がいい周囲の状況などを SOCDA とユー

重要性は増しているといえる．加えて，情報収集のザが対話をしながら確認し，最終的に SOCDA は機能として説明した選択肢式の質問によりユーザのユーザが避難所に避難したこと，あるいは在宅避難

健康状態等を確認し，より適切な避難行動へ誘導すを選択したことを確認する．

ることも可能である．避難所での実測した避難人数＊ 10

SOCDA による避難支援の特徴として，ユーザのや人口統計などと組み合わせて混雑予測を補正し，避難を支援すると同時に，ユーザの避難の状況を把より精度の高い混雑予測モデルを構築することを検握し，災害対策本部の意思決定に活用できることが討している．

ある．上述の避難支援の中で，ユーザとの対話か＊10 https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/bosai/alertlevel.html＊11 http://www.bousai.go.jp/coronam.html

208

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

SOCDA による問合せ対応機能では，気象情報や

小特集

図 12

ここまで進んだ防災と ICT

神奈川県における実証実験の様子

避難所情報などの動的情報を扱うことが可能であ収集した情報は SIP4D を通して様々な災害対応

る．避難所開設情報，避難指示情報は L アラート

機関に共有する予定である．災害対応機関側でこのと連動することが可能となっており，数分から 10

情報を基に様々な意思決定が行われ，その結果が分程度の遅れで情報が自動更新される．避難所開設

SOCDA にフィードバックされれば，ユーザにその情報では近隣で開設済みの避難所のみを提示するな

情報を提供することも可能となる．例えば，「断水

ど，ユーザが莫大な開設済み避難所リストから，近で困っている」という情報を基に，給水車の派遣を

隣の避難所を探す，といったことが不要となってい決定した場合，給水を受けられる場所や日時の情報

る．問合せ（質問）に対し回答する機能は，現在はをユーザに提供する，といったことが考えられる．

キ ー ワ ー ド マ ッ チ 方 式 と な っ て い る． 今 後 は，
CLOVA chatbot などのチャットボットフレーム
ワークと連動することで，高度な自然言語処理に基4 おわりにづく推論機能を備える予定である．

本稿では，防災における ICT 活用を解説するとと も に， 我 々 が 開 発 中 の 防 災 チ ャ ッ ト ボ ッ ト

３. ３ SOCDA の今後の展望

SOCDA について紹介した．SOCDA は既に複数の

SOCDA で収集した情報を基に自治体が災害の被自治体で運用が開始されており，実際の利用者の害状況を把握できるようになってきており，被害状

フィードバックを受けての改良を進めている．今後況に対して実働も含めた対応を行いつつある．災害

は SIP4D 経由で防災情報を共有することで，災害の状況把握という観点からは，こういった対応の状

対応機関の活動の高度化につなげていく予定であ況把握も重要である．災害対応機関の対応状況を記る．併せて，コロナ禍により複雑化する災害の課題録する機能を開発するとともに，機関内外への情報に対応するために，分散避難などを考慮した機能を共有機能を開発する予定である．

開発していく予定である．

避難支援機能は現在ユーザとチャットボットの謝辞 本稿の内容は，内閣府総合科学技術・イノ

一対一の対話機能であるが，グループチャットへのベーション会議の SIP（戦略的イノベーション創造

機能拡張を検討している．災害時には家族や近隣住プログラム）「国家レジリエンス（防災・減災）の民と相談しながら避難を決断するケースも多いと考強化」（管理法人：防災科学技術研究所）の一環とえられる．グループチャットでの避難支援では，事して一部実施されたもの取り上げ，紹介したもので前に避難のタイムラインを作成する機能や，実災害ある．

時にそのタイムラインに沿って避難を促す機能の開発を検討している．
解説論文

災害対応における ICT 活用と防災チャットボット SOCDA

209

■文献
（1） 総務省，“情報通信白書令和 2 年版，”Aug. 2020.
https://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/
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https://www.kantei.go.jp/jp/singi/it2/senmon_
bunka/pdf/h2903guidebook.pdf（2020.11.13 参照）（3） 消防庁，“東日本大震災時の twitter の活用状況（消防庁），”（4） 総務省，“情報通信白書平成 29 年版，”July 2017.
https://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/
whitepaper/h29.html（5） 内閣府，“「防災×テクノロジー」タスクフォースのとりまとめについて，”June 2020. http://www.bousai.
go.jp/pdf/0605taskforce.pdf（2020.11.13 参照）（6） 榊 剛史，松尾 豊，“ソーシャルセンサとしてのTwitter：ソーシャルセンサは物理センサを凌駕するか ?（︽特集〉;Twitter とソーシャルメディア），”人
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（10）J. Mizuno, M. Tanaka, K. Ohtake, J.-H. Oh, J.
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言 語 処 理 学 会 第 26 回 年 次 大 会 発 表 論 文 集，pp.
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（12）T. Aoki, A. Miyazawa, T. Ishigaki, K. Goshima, K.
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210

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

（13）S . M u r a k a m i , S . T a n a k a , M . H a n g y o , H .
Kamigaito, K. Funakoshi, H. Takamura, and M.
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European Chapter of the Association for
Computational Linguistics: Main Volume,
pp.1462-1473, April 2021.
（14）伊勢 正，磯野 猛，日高達也，花島 誠，臼田裕
一郎，“SIP4D 利活用システム技術仕様書 同解説 ,”防 災 科 学 技 術 研 究 所 研 究 資 料，pp. 1–142, Oct.
2019.
（2021 年 5 月 12 日受付，7 月 20 日再受付）

萩行正嗣（株）ウェザーニューズ．2014 京大大学院情報学研究科知能情報学専攻博士後期課程了．博士（情報学）．同年から現職．自然言語処理の研究に従事．言語処理学会会員，情報処理学会
各会員．

東

宏樹

LINE 株式会社．2007 慶大大学院政
策・ メ デ ィ ア 研 究 科 了．2010 か ら
防災科学技術研究所にて防災アプリ
ケーションの研究開発に従事．現在
LINE 株式会社公共戦略室所属．情報処理学会 , 日本地震工学会各会員 .

上谷珠視（株）ウェザーニューズ．2019 茨城大大学院理学部理学科了．同年から現職．

大竹清敬
情報通信研究機構．2001 豊橋技科大大学院博士後期課程電子・情報工学専
攻了．博士（工学）．同年から ATR 音
声言語コミュニケーション研究所客員研究員．2006 から情報通信研究機
構．音声言語処理，自然言語処理の研究開発に従事．言語処理学会，情報処
理学会，人工知能学会各会員．

小特集

ここまで進んだ防災と ICT

迅速な災害復旧に向けたHAPS移動通信システムの研究開発
R&D of HAPS Mobile Communication Systems for Rapid Disaster Recovery
長手厚史

Atsushi Nagate†

太田喜元

Yoshichika Ota†

星野兼次

Kenji Hoshino†

高度約 20 km の成層圏から超広域のエリアをカバーする成層圏プラットフォーム（HAPS: High
Altitude Platform Station）への期待が高まっている．最大で半径 100 km のエリアに無線区間 1 ms
以下の低遅延で通信サービスを提供可能であり，また今後急速な普及が予想されるドローンや空飛ぶクルマが飛行する上空エリアへの通信プラットフォームとしても有望である．このため，我が国の Beyond 5G 戦略の一環としても期待されている．また，上空を飛行するソーラープレーン等に搭載される無線中継局から普段使用するスマートフォンと直接通信可能である．災害時にもその影響を受けることなく，ユーザも特別な端末を持ち歩くことなく普段使用しているスマート
フォンで即座に通信可能であることから，究極の災害対策プラットフォームとしても位置付けられる．本稿では，成層圏プラットフォーム及び HAPS 移動通信システムの概要を述べるとともに，更なる発展に向けた研究開発動向を解説する．

Summary

Key Words

Beyond 5G，移動通信，HAPS，成層圏 , 災害復旧

2016 年 4 月に発生した熊本地震の際にも災害復旧

1 はじめにに活用されている (2)．

2011 年 3 月 11 日に発生した東日本大震災では実証実験や実際の災害復旧の現場での活用により東北地方を中心に大規模な通信障害が発生し，携帯

上述の災害復旧システムの有効性は示されているが，電話基地局は 4 社合計で約 15,000 局が機能停止しより一層有効な災害復旧手段として成層圏プラット

た (1)．倒壊，流出した基地局の復旧には多くの時間

フォーム（HAPS: High Altitude Platform Station）

を要し，ほぼ元どおりに復旧させるのに約 1 か月

が注目を集めている．HAPS は気流の安定しているを要した ．これを契機として災害対策への取組み

高度約 20 km の成層圏を飛行する気球，飛行船，が強化されている．例えば，耐震性の強化，伝送路

飛行機などのプラットフォームに搭載される無線中の冗長化，マイクロ波帯などを用いた基地局向け伝継局であり，スマートフォンなどの普段用いられて送路回線であるマイクロエントランスや衛星エント

いる携帯電話端末に対して直接通信サービスを提供

ランスの増強，バッテリー増強や発電機配備などに可能である．

(2)

上空 20 km から通信サービスを提供するため，天よる停電対策強化などが挙げられる ．
(3)

また，通信サービスを迅速に復旧させる取組みと候や風速など地上の気象条件に左右されることがな

して，大ゾーン基地局，係留気球や船舶を用いた臨

く，また一つの機体で広域をカバーできることが特時基地局などが提案されている (1),(2)．大ゾーン基地長である．特にソーラープレーンに代表される固定

局は，広域災害や停電時に人口密集地の通信を確保

翼の飛行機は高速で飛行可能であることから , 災害するために耐震性の高いビルや鉄塔に設置され，半発生場所への移動やエリアの最適化が容易である．

径約 7 km，360 度のエリアをカバーする ．船舶

更に，HAPS はユーザが普段地上携帯電話網との通を用いた臨時基地局は衛星回線をバックホール回線

信に使用している LTE（Long Term Evolution）やとして船上に搭載される基地局から陸上に向けて電その後継となる 5G NR（New Radio）に対応した波を発射するもので，2018 年 9 月に発生した北海

スマートフォンで直接通信可能であることから，衛道胆振東部地震で災害復旧に活用されている ．ま星携帯電話と異なり特別な端末を持ち歩く必要がな

(4)

(5)

た，係留気球無線中継システムは高度約 100 ｍに係留した気球に搭載される無線中継局から半径 5km 以上の広域に通信サービスを提供可能であり，†

ソフトバンク株式会社，東京都
SoftBank Corp., Tokyo, 135-0064 Japanⓒ電子情報通信学会 2021＊

本 B-plus では、用語は①文部省（文部科学省）学術用語集
電気工学編，②本会編の改訂電子情報通信用語辞典，③
本会編のエンサイクロペディア電子情報通信ハンドブッ
ク、に基づき統一している．
本稿中の「プラットフォーム」は、上記①に従うと「プラットホーム」であるが、ここでは著者の希望により「プラットフォーム」で掲載した．

解説論文

迅速な災害復旧に向けた HAPS 移動通信システムの研究開発

211

図1

成層圏

い．このことから地震などいつ発生するか予測でき実現される HAPS 移動通信システムの概要を述べない災害への対策として非常に有効な手段であるとる．そして，HAPS 移動通信システムの高度化に向言える．

けた研究開発動向を 4. で，最後に 5. でまとめを述一方，HAPS は災害復旧だけを目的としたものでべる．

はなく，平時の新たな通信プラットフォームとしても期待されている．発展途上国などを中心にまだイ
ンターネットに接続されていない地域は多数あり，
世界人口の約半数がまだインターネットを利用でき

2.1 成層圏

ない環境にいる．このような地域では伝送路の確保

HAPS は気流の安定している高度約 20 km の成や基地局の設置も容易ではなく，上空から超広域を層圏を飛行する気球，飛行船，飛行機などのプラッカバーできる HAPS は有効な通信サービス提供手

トフォームに搭載される無線中継局である．図 1

段と考えられる．

に示すとおり，成層圏（Stratosphere）は我々の生

また，我が国のような先進国においても移動通信

活する対流圏（Troposphere）のすぐ上に位置すの人口カバー率は 99 % を超える一方で，エリアカ

る．36,000 km 上 空 の 静 止 衛 星（GEO Satellite:

バー率はいまだ 60 % 程度にすぎない．従来は人がGeostationary Earth Orbit Satellite）はもとより，

通信サービス利用の主体であったが，「モノ」のイ

高 度 約 1,000 km に 位 置 す る 低 軌 道 衛 星（LEO

ンターネットである IoT（Internet of Things）がSatellite: Low Earth Orbit Satellite）と比較して本格的に社会に浸透する 5G 以降の世界では，あらもはるかに低高度にある．また，成層圏は 1 年をゆる「モノ」をカバーするためのエリアカバー率の

通して風速が比較的低速であり，機体の安定した運向上が大いに期待されている．ここでは平面的なエ用にも適している．図 2 は , つくばでの風速平年値

リアの拡大のみならず，今後急速な普及が予想されの鉛直プロファイルである (7)．風速は地域により異るドローンや空飛ぶクルマが飛行する上空エリアをなるが，本例ではジェット気流の影響を受ける高度含む，三次元的なエリアの拡大が重要である．山岳

10 km 付近では特に冬季に 60 m/s の強風となる一や森林地帯が多く，地上移動通信網の普及展開が容方，高度 20 km 付近は 1 年間を通して 10 m/s 前

易ではない我が国においても，HAPS のように上空後と安定していることが示されている．

から広域をカバーできるプラットフォームは三次元

こ れ ら の こ と か ら 古 く か ら 注 目 さ れ て お り，的なエリアカバー率の向上に有効である．このよう1990 年代から固定通信，移動通信，放送などへのな背景から，我が国における Beyond 5G 戦略の一活用が盛んに検討されてきた (8),(9)．近年は機体技術環としても期待されている (6)．

の進展とともに，成層圏プラットフォームの性能を

本稿では，まず 2. で成層圏プラットフォームの概要を，次に 3. で成層圏プラットフォームにより
212

2 成層圏プラットフォーム（HAPS）

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

左右する主要デバイスである太陽電池やバッテリーの性能が急速に向上している．これにより飛行性能

小特集

ここまで進んだ防災と ICT

45deg.(20km)

22deg.(50km)
11deg.(100km)

図2

つくばでの風速平年値の鉛直プロファイル（高層気象台ホームページ (7)）

が向上して実用化が進み，HAPS は再び脚光を浴び
つつある．

図３

成層圏からの見通し特性（仰角）2.2 成層圏プラットフォーム

成層圏飛行可能な機体としては大きく有人機，無成層圏は高高度であり遠方に対しても高仰角と人機に分類される (11)．有人機は主に気象観測，科なることから地上への見通しが良好である．このた学実験や軍事用途で用いられるが，パイロットによめ，超広域のカバーエリアを期待できる．図 3 にる長時間連続飛行は困難であり，通信用途では長期

各高度における水平距離に対する仰角特性を示す．

間の飛行が可能な無人機の使用が望ましい．無人機

高度 20 km では，水平距離 50 km，100 km におは更に軽航空機（Lighter than air aircraft），重航

ける仰角はそれぞれ 22 度，11 度であり，このよ

空機（Heavier than air aircraft）に分類される．

うな広域においても良好な見通し特性が得られるこ軽航空機としてはヘリウムガスによる浮力を利用すとが分かる．一方，高高度ではあるが高々 20 km

る気球や飛行船があり，重航空機としては固定翼の程度であることから，衛星通信とは異なり伝搬遅延

ソーラープレーンが代表的である．

時間は短い．特に，広域をカバーする場合には高度

無人機では数か月から数年単位の長期間成層圏よりも水平距離の影響が大きくなり，地上移動通信に滞空することを想定している．このため，機体にとほぼ同等の遅延特性となる．このため，5G 以降

よらずエネルギー源としては繰返し発電可能な太陽で 期 待 さ れ る 高 信 頼 低 遅 延 通 信（URLLC: Ultra

電池を用いる．雲に遮られることのない成層圏で日Reliable and Low Latency Communication） を

中は太陽電池で発電し，機体や通信装置を稼動させ広域で実現するためのプラットフォームとしても有望である．高度 20 km から水平距離 50 km，100
km に対するサービスリンクの往復伝搬遅延時間はそれぞれ 360 µs，680 µs である．超広域をカバーする衛星では端末の位置にも依存するが，衛星から端末のサービスリンクの往復伝搬遅延で，LEO では 6～30 ms，中軌道衛星である MEO（Medium
Earth Orbit） で は 54～86 ms，GEO で は 240～
280 ms であることが知られている (10)．このことから，HAPS では衛星通信と異なり，無線区間 1
ms 以下の低遅延が期待される 5G 向けのプラットフォームとしても活用できる．

図４

ソフトバンク社が開発するソーラープレーン

解説論文

迅速な災害復旧に向けた HAPS 移動通信システムの研究開発

213

HAPS

図５

HAPS 移動通信システムの構成例

る一方，夜間稼動に向けて余剰電力をバッテリーに充電する．自然エネルギーのみで動作するため，環3 HAPS 移動通信システム

境に配慮した次世代型の通信プラットフォームとし

2. で述べたとおり，HAPS の移動通信システムても期待されている．

への活用も 1990 年代から検討が進められており，

一方，サイズや重量，通信装置などのペイロード

3G による移動通信の実証などの取組みが行われてへの許容重量や消費電力，機動性，定点滞空性能，

いる (8)．一方，HAPS が再び脚光を浴びている昨今

コストなどについては機体ごとにそれぞれ特長があにおいては，モバイルブロードバンド通信が全盛とる (9)．気球や飛行船は大形化により搭載可能な通信なり大容量化や高品質での通信が求められる．ま装置の大形化をしやすい利点がある一方で，離着陸た，移動通信においてもディジタルビームフォーミ

時やサービス提供場所への移動時に機体制御が容易

ン グ 技 術 や Massive MIMO（Multiple Input

ではなく，時間を要する点が課題である．これに対Multiple Output）などの新たな技術が普及してきしてソーラープレーンは災害時などに求められる機ており，これらを応用して HAPS の大容量化や高動性が高く，旋回飛行により半径数 km での定点滞品質化を実現するための研究開発が求められる．以

空が可能である．機体サイズ（翼長）はおよそ 20

下では，これを実現するための研究開発について当m から 80 m であり，機体サイズに応じて小形か社の取組みを中心に述べる．

ら大形まで様々なペイロードを搭載可能である．こHAPS 移動通信システムの構成例を図 5 に示す．

のような特長から，ソーラープレーン型の成層圏プ

HAPS を挟んでフィーダリンク回線とサービスリン

ラットフォームには特に高い期待が寄せられておク回線で構成される．フィーダリンクはゲートウェ

り，多数の機体開発が行われている ．

イ局（GW 局）から HAPS へのバックホール回線(9)

例えば，エアバス社は「Zephyr」の開発を進めを提供する．一方，サービスリンクでは HAPS がており，2018 年にはアメリカのアリゾナ州においLTE や 5G NR に 準 拠 し た 端 末（UE: Userて約 1 か月間連続の成層圏飛行に成功している．

Equipment）と直接接続する．サービスリンクでまた，ソフトバンク社は全長 78 ｍの大形ソーラーは HAPS に搭載する通信装置やアンテナ次第で様々プレーンである「Sunglider」の開発を進めているなセル構成を実現可能であるが，十分な通信容量を（ 図 4）．2020 年 に 初 め て の 成 層 圏 飛 行 を 行 い，確保するためには，地上移動通信システムにおいてLTE によるスマートフォンとの通信試験に成功し大容量化を実現するための一般的な手法である複数た (12)．

セクタ局と同様に，マルチセル構成が望ましい．図
5 は 7 セル構成の例であり，サービスリンクでは地上移動通信システムで用いられるものと同じ周波数帯を用いて，1 セル周波数繰返しを行う．
表 1 にサービスリンクにおける無線通信品質の214

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

小特集
表１

ここまで進んだ防災と ICT

容量増大に向けてはアンテナパターンや指向方向の無線通信品質の計算例
Downlink

UplinkTx power [dBm]43

23

Tx antenna gain [dBi]17-3Propagation loss [dB]

138.5

138.5

Rx antenna gain [dBi]-317

Received power [dBm]-81.5-101.5Channel bandwidth [MHz]

18

0.36

Noise ﬁgure [dB]53Noise power [dBm]-96.5-115.5

Received SNR [dB]1514

最適化が重要となるが，セル数の増大に従って最適化が困難となる．そこで，文献 (13) では遺伝的アルゴリズムを用いることにより任意のセル数についてアンテナパラメータを最適化する手法を提案し，帯域幅 20 MHz，21 セルの条件において，最大 1Gbit/s のスループットを達成できることを示した．
HAPS のサービスリンク用の周波数としてはこれまでに 2 GHz 帯が特定されているが，HAPS の柔
軟な国際展開に向けた追加周波数の特定が ITU-Rの 2023 年世界無線通信会議（WRC-23）の議題に計算例を示す．文献 (13) に示される無線パラメー

決定している．具体的には，700～900 MHz 帯，

タを用い，中心周波数を 2 GHz，通信距離を 100

1.7 GHz 帯，2.5 GHz 帯が拡張候補帯域として挙km と し， 下 り リ ン ク の 送 信 電 力 を 20 W（43

げられており，WRC-23 に向けて現在 ITU-R におdBm），HAPS のアンテナ利得を 17 dBi，端末のア

いて技術的研究が行われている．一方，フィーダリ

ンテナ利得を−3 dBi とすると端末の受信電力は−ン ク で は こ れ ま で に お い て 6.5 GHz 帯，28/31

81.5 dBm となる．通過帯域幅を 18 MHz，端末のGHz 帯，47 GHz 帯が特定されていたが，昨今の雑音指数を 5 dB とすると雑音電力は−96.5 dBm

HAPS へ の 期 待 を 背 景 に WRC-19 に お い て 21

であり，SN 比は 15 dB を実現できる．通信限界でGHz 帯，26 GHz 帯，38 GHz 帯が新たに特定されある−7 dB に対して 20 dB 以上のマージンがあり，るとともに，31 GHz 帯の対象地域の拡大など大幅

実環境において発生し得る地形，植生，建物，人体に拡張されている．

遮蔽等による追加伝搬損へのマージンを考慮しても十分に通信可能であると言える．
セル構成については図 5 では 7 セル構成を例に挙げたが，実際には任意のセル構成が可能である．

HAPS 移動通信システムの高度化に4 向けた研究開発

図 6 に 12 セル，21 セルの例を示す．12 セルでは

HAPS 移動通信システムの更なる発展に向けて

中央 3 セル，周辺 9 セルの構成であり，21 セルでは，(A) 機体からの安定したサービスエリアの形成，は中央 3 セル，それを囲む第 2 層に 6 セル，更に(B) サービスリンクの大容量化，(C) フィーダリン

その周囲に 12 セルを配置した構成となる

クの大容量化，(D) 地上移動通信システムとの周波

．通信

(13)

図６

様々なセル構成
解説論文

迅速な災害復旧に向けた HAPS 移動通信システムの研究開発

215

図７

図８

フットプリント固定技術

HAPS への Massive MIMO 応用

図９

マルチゲートウェイシステム

数共用の研究開発が重要である．以下に，筆者らの今のモバイルブロードバンドの普及を考慮すると，研究開発への取組みについて，その概要を述べる．

将来的にその大容量化が不可欠である．また，災害発生時のトラヒック急増への対処のためにも大容量(A) 機体からの安定したサービスエリアの形成化は重要である．3. で述べた 21 セル等の多セル化

固定翼のソーラープレーンは半径数 km で旋回飛が一つのアプローチとして有効であるが，更なる大行することにより定点滞空する．このため，7 セルな

容量化を目指して，図 8 に示すように多数のアン

どのマルチセル構成では，各セルのカバーエリアでテナ素子を用いて複数ストリーム伝送を行うあるフットプリントが飛行に合わせて移動，回転し，Massive MIMO を HAPS に適用する検討も行われサービスエリアの時間変動やハンドオーバの多発をている (15)．各端末のチャネル情報に基づいて ZF

生じることが課題となる．これに対して，文献 (14)（Zero Forcing）などのウェイト制御を行うことで，では，全方位（360 度）への広域なビームステア

相互干渉を抑圧して高いスループットを実現可能でリング制御を可能とするシリンダ形状の多素子ある．しかし，これまでの検討は主にリニアアレー

フェーズドアレーアンテナを提案し，図 7 に示す

アンテナまたは平面アレーアンテナを真下方向に向ような機体の旋回に応じたビームステアリング制御

けた構成であり，超広域カバーエリアの実現には不を行うことで，高精度なフットプリント固定を実現

向きな構成であった．そこで文献 (15) では，シリしている．また，任意のセル形状を実現できること

ンダ形状の多素子フェーズドアレーアンテナをから，災害時における高トラヒックエリアへのエリ

Massive MIMO に拡張し，最大半径 100 km の超ア形成など柔軟な対応を即座に行うこともできる．

広域カバーエリアと大容量化を同時に実現する新たな HAPS 向け Massive MIMO システムを提案して(B) サービスリンクの大容量化

HAPS は超広域のカバーエリアが特長であり，昨216

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

いる．

小特集

ここまで進んだ防災と ICT

利用効率の向上を図る (17)．また，HAPS 移動通信(C) フィーダリンクの大容量化

サービスリンクの大容量化に応じて，バックホーシステムにおいて Massive MIMO などのディジタ

ル回線であるフィーダリンクについても大容量化がルビームフォーミングが用いられることを前提とし求められる．サービスリンクの通信容量は，前述のて，空間軸において地上移動通信システムと共用を

マルチセル化や Massive MIMO などのアプローチ

図る手法などが提案されている (18)．特に災害発生

により，20 MHz の帯域幅当りで数 Gbit/s 以上を及び復旧時においては，地上ネットワークの稼動状

達成することが期待される．これにマルチバンド化

況が時々刻々と変動する．このため，ICIC/eICICなど広帯域化を考慮することで，将来的には 10

における無線リソース割当て制御やディジタルビー

Gbit/s 以上の大容量も視野に入る．フィーダリン

ムフォーミングによる空間制御など，周波数有効活クではミリ波帯を用いるため広帯域の確保がしやす

用に向けては適応制御技術も重要となる．

く，伝送レートの高速化が比較的容易であるが，周波数有効活用の観点から，伝送効率を高めることが望ましい．文献 (16) では，図 9 に示すように地上

5 まとめに複数のゲートウェイ局を設置し，同一周波数で複迅速な災害復旧に向けた新たなシステムとして数の異なるフィーダリンク信号を送受信する複数

HAPS 移動通信システムへの期待が高まっている．

ゲートウェイシステムを提案している．設置される

本稿では成層圏プラットフォーム及び HAPS 移動

ゲートウェイ数に比例した空間多重が可能であり，通信システムの概要，また今後の発展に向けた課題

フィーダリンク周波数の有効活用が可能となる．まとして，機体からの安定したサービスエリアの形

た，空間多重数の増加により，フィーダリンク信号

成，サービスリンク，フィーダリンクの大容量化，間の相互干渉の影響が大きくなるが，MIMO 信号

地上移動通信システムとの周波数共用について，そ

処理に基づく干渉キャンセラを適用することで，その研究開発動向を述べた．

の影響を抑圧することが可能である．更に，ゲー(16)

謝辞 本研究の一部は，総務省「HAPS を利用しトウェイ局の複数化により降雨などの伝搬減衰だけた無線通信システムに係る周波数有効利用技術にでなく，耐災害性の観点においても冗長化の効果を関する研究開発（JPJ000254）」の助成の下に行わ得ることができる．

れた．

(D) 地上移動通信システムとの周波数共用■ 文献

HAPS 移動通信システムはスマートフォン等の一
般的な端末でそのまま LTE や 5G NR などの通信ができるように，地上移動通信システムで用いられている周波数帯を使用する．HAPS 移動通信システムと地上移動通信システムで使用する周波数が重複しないように，専用の周波数を割り当てることも可能
であるが，周波数有効利用の観点からは同一周波数を両システムで共用することが望ましい．
超広域をカバーする HAPS 移動通信システムのセルと地上移動通信システムのセルの関係は，地上
移動通信システムにおけるマクロセルとスモールセ
ル の 関 係 と 同 様 で あ る こ と か ら，HetNet（Heterogeneous Network） と し て 3GPP（3rdGeneration Partnership Project）で検討されているマクロ・スモールセル間の干渉回避手法が有効であ る． 周 波 数 分 割 に よ り 干 渉 回 避 を 行 う ICIC
（Inter-Cell Interference Coordination）や時間分割で干渉回避を行う eICIC（enhanced ICIC）などの周波数共用技術が検討されており，干渉状況に応じた動的なリソース割当て制御を行うことで周波数（1） 服部 武 ,“東日本大震災と情報通信ネットワークのあり方 ,”情処学論 , vol. 55, no. 8, pp. 1718-1724,
Aug. 2014.
（2） 藤井輝也 , 太田喜元 , 中島潤一 , 宮島春弥 , 徳永光
芳 , 杉田洋祐 , 表 英毅 , 林 秀樹 ,“係留気球を用いた災害対応臨時無線中継システム ,” 信学技報
RCS2013-26, pp. 19-24, May 2013.
（3） ソフトバンク ,“復旧への取り組み ,” https://www.
softbank.jp/corp/csr/reconstruct/restoration/（4） NTT ドコモ ,“関東甲信越 10 ヶ所に大ゾーン基地局
を 設 置 ,” Oct. 2011. https://www.nttdocomo.
co.jp/info/news_release/2011/10/11_00.html（5） KDDI,“海上から被災地の通信を支援する！ 日本初『船舶型基地局』の舞台裏 ,”Dec. 2018. https://time-space.kddi.com/au-kddi/20181221/2524（6） 五十嵐大和 ,“Beyond 5G 推進戦略 6G へのロードマップ ,”2020 信学ソ大, BP-1-1, Sept. 2020.
（7） 気象庁高層気象台 ,“つくばでの風速平年値の鉛直プ
ロファイル ,” https://www.jma-net.go.jp/kousou/
obs_second_div/taikidata/w2.html（8） 三浦 龍 , 大堂雅之，“成層圏プラットフォームを用いた無線通信システム／成層圏プラットフォームを用いた通信・放送システムの研究開発 ,”情報通信研
究機構研究報告 , vol. 47, no. 4, 2001.
（9） S. Karapantazis and F. Pavlidou,“Broadband
communications via high-altitude platforms: A
survey,”IEEE Commun. Surv. & Tutor. , vol. 7,
解説論文

迅速な災害復旧に向けた HAPS 移動通信システムの研究開発

217

no. 1, pp. 2-31, May 2005.
（10）3GPP,“Study on using satellite access in 5G,”
TR22.822 V16.0.0, June 2018.
（11）G. Kurt, M. G. Khoshkholgh, S. Alfattani, A.
I b r a h i m , T. D a r w i s h , M . S . A l a m , H .
Yanikomeroglu, and A. Yongacoglu,“A visionand framework for the high altitude platform
station (HAPS) networks of the future,”arXiv
preprint arXiv:2007.15088, 2020.
（12） HAPS モバイル ,“HAPS モバイル，Sunglider の成層圏飛行に成功 ,”Oct. 2020. https://www.hapsmobile.
com/ja/news/press/2020/20201008_01/（13）Y. Shibata, N. Kanazawa, M. Konishi, K.
Hoshino, Y. Ohta, and A. Nagate, “Systemdesign of gigabit HAPS mobile communications,”
IEEE Access, vol. 8, pp. 157995-158007, Aug.
2020.
（14）K. Hoshino, S. Sudo, and Y. Ohta,“A study onantenna beamforming method considering
movement of solar plane in HAPS system,”IEEE
VTC2019-Fall, Nov. 2019.
（15）K . T a s h i r o , K . H o s h i n o , a n d A . N a g a t e ,“Cylindrical massive MIMO system for HAPS:
Capacity enhancement and coverage extension,”
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（16）T. Fujii, Y. Ohta, and T.Fujii,“A study on signal
band division interference canceller for HAPS
feeder links with multi-gateways,” IEEE
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（17）M . K o n i s h i , T. N i s h i m a k i , Y. S h i b a t a , S .
Nabatame, and A. Nagate, “A study of cochannel spectrum-sharing system between HAPS
and terrestrial mobile communication networks,”
IEEE VTC2020-Spring, June 2020.
（18）田代晃司，星野兼次，長手厚史，“地上モバイルネッ
トワークとの周波数共用を実現するための HAPS 向
けヌルステアリング技術,”信学技報, RCS2021-75,
pp. 267-272, June 2021.
（2021 年 5 月 10 日受付，7 月 9 日再受付）

218

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

長手厚史 （正員）2001 阪大大学院基礎工学研究科博士前期課程了．同年日本テレコム株式会社（現ソフトバンク株式会社）入社，
情報通信研究所配属．以来，4G，5G，
HAPS の無線伝送方式，無線回線制御
方式の研究開発に従事．2016 阪大大学院情報科学研究科博士後期課程了．
現在，ソフトバンク株式会社基盤技術研究室室長．IEEE 会員．博士（情報科学）．

太田喜元 （正員）2000 室 蘭 工 大・ 工・ 電 気 電 子 卒．
2002 同大学院修士課程了．同年日本
テレコム株式会社（現ソフトバンク株
式会社）
入社．以来，
移動通信システム，
移動伝搬，無線中継システム，干渉キャ
ンセラ，HAPS 無線通信システムの研究開発に従事．現在，ソフトバンク株
式会社基盤技術研究室システムデザイ
ン研究開発部部長．2008 年度本会学術奨励賞受賞．

星野兼次 （正員）2005 芝浦工大・システム工・電気情報システム卒．2007 同大学院修士課
程了．同年ソフトバンクテレコム株式会社（現ソフトバンク株式会社）入社．以来，移動通信システム，HAPS
無線通信システムの研究開発に従事．
2011 年度本会学術奨励賞受賞．

小特集

ここまで進んだ防災と ICT

通信途絶環境下での自助・共助活動を支える情報通信技術
Information Communication Technology for Self-helps and Mutual Assistances in
Communication Blackout
大内夏子

Natsuko Ohuchi†

西浦升人

Masuto Nishiura†

濱田高志

Takashi Hamada†

災害発生後 72 時間は災害応急活動において最も重要な時間とされているが，この時間は携帯電話網
や Wi-Fi によるインターネット接続などの既存通信網が利用できない「通信途絶」が想定される時間でもある．災害時に既存通信網が途絶した状況においても，コミュニケーション手段の確保は必須であり，特に東日本大
震災以降様々な対策が取られてきた．しかし，自助・共助を支える被災者及び救援者が必要とするコミュニケーション手段の確保には課題が残る．筆者らは，この課題を解決するため，一般の人々に広く普及しているスマートフォンを用いた自律分散ネットワーク構築技術「スマホ de リレー」の研究開発，
社会実装に取り組んできた．本稿では，
スマホ de リレーの要素技術，通信性能の検証結果，社会展開に向けた取組み，災害時通信における今後の展開について紹介する．

Summary

Key Words

アドホック通信，DTN，災害時通信，通信途絶，スマホ de リレー

被災者（④，⑤），被災者間（⑥）及び救援者間

1 はじめに（⑦）の情報伝達は，既存通信網でのやり取りが前では，提であり，通信途絶時は情報伝達が困難となる．行「生死を分けるタイムリミットは 72 時間」と表現し，

政から被災者に向けて（⑧）は，固定系防災無線の内閣府による地区防災計画の啓発資料（1）

特に災害発生後 72 時間の自助・共助による活動が整備や，テレビ・ラジオ放送など様々な伝送媒体で自分の命 , 地域の方々の命を守ることにつながると災害情報を伝達する体制が整いつつある．しかし，してその活動の重要性を訴えている．しかし，この固定系防災無線は，主に音声を用いて屋外の拡声器

命を守るための 72 時間は，救助活動を支える携帯で防災情報を伝達するため，豪雨時や機密性の高い電話網や Wi-Fi によるインターネット接続等の既存建物内では聞きづらいという課題がある．また，テ通信網が利用できない「通信途絶」の発生が想定さ

レビ・ラジオ放送は放送設備が損壊しにくく，災害（2）

れる時間でもある．南海トラフ地震の被害想定に強い通信手段であるが，視聴するには受信機が必では，被災の 1 日後，東海（静岡，愛知，三重県），

須となり，被災者一人一人への情報伝達という点で四国（4 県），山陽（岡山，広島，山口県）におい

課題が残る．被災者から行政への情報伝達（⑨）は，て約 80 % の基地局がダウンするとの予測があり，現状，通信途絶時にも機能する手段は普及していな

非常に広範囲で通信途絶が起こる可能性がある．まい．

た文献（3）には，東日本大震災では災害発生 1 日

一方，今後の発生が予測されている南海トラフ地

後に停波基地局数が最大となり，3 日程度停波が続

震や首都圏直下地震などの大規模災害において，行いたことが示されている．

政や自衛隊などの公助による対応には限界があり，この期間に着目し，災害応急活動を行う上で必要「自分の命は自分で守る」自助，及び「地域の住民となる情報伝達の流れと既存通信網途絶時に利用でで助け合う」共助の活動が期待されている．法制度

きる通信手段を図 1 に示す．行政間の通信（①），

上も，平成 25 年災害対策基本法の改正により地区行政と救援者の通信（②，③）に用いる通信手段と防災計画制度が制定され，自助・共助を計画的に推し て は， 衛 星 携 帯 電 話， 衛 星 イ ン タ ー ネ ッ ト，

進する取組みが進行中である．自助・共助の活動へ

MCA（Multi-Channel Access）無線，防災相互通の期待に反して，自助・共助の活動を支える情報伝信用無線等の配備が進みつつある．一方，救援者と達手段の欠乏が懸念されている．
そこで我々は，災害後の 72 時間に機能する自助・†㈱構造計画研究所，東京都
KOZO KEIKAKU ENGINEERING Inc., Tokyo,164-0012 Japanⓒ電子情報通信学会 2021

共助を支える通信手段を，携帯電話網の通信途絶対策や行政が配備する通信手段だけに頼るのではな
く，既に広く普及しているスマートフォン（以下，
解説論文

通信途絶環境下での自助・共助活動を支える情報通信技術

219

図1

災害発生後 72 時間における情報伝達の流れと既存通信網途絶時に利用できる通信手段スマホ）の端末間通信機能を利用することで，自らる．伝達完了までに時間を要することもあるが，周構築する技術「スマホ de リレー」の研究開発に取囲に接続可能なスマホが存在せず，宛先に対する経り組んできた．

路の確立ができない場合でも，時間・空間を超えて

本稿では２．でスマホ de リレーの技術を解説し ,３．で性能検証結果を示す．４．で社会展開に向け

宛先への到達を目指す．
スマホで DTN 網を構築するにあたり，スマホにた取組みと５．で災害時通信における今後の展開を搭載されている複数の無線通信方式の比較を行い，紹介し，６．でまとめを行う．

スマホ de リレーが利用する無線通信方式を選択した．２. １に無線通信方式の比較を示す．また，災2

スマホによる自律分散ネットワーク構
築技術

2011 年 3 月 11 日の東日本大震災を契機として，スマホを用いて自律的にネットワークを構築し情報伝達を行う通信「スマホ de リレー」の実現に向けた研究開発が，東北大学で始動した害時の利用を想定し，どのような経路で宛先まで情報伝達を行うかという DTN のルーチング方式について２. ２で説明する．
２. １ 無線通信方式の比較

普及率の高い Android 端末と iOS 端末を対象に，．スマホ deスマホに搭載されている無線通信規格で，スマホ間リレーは，持続的なネットワーク接続ができない環通信に利用可能な方式を表 1 に示す．各方式とも，

境や，通信機器の位置関係が時間の経過に伴い変わ

通信規格上の制約に加えて，OS の実装上の制約にるような環境を想定して研究開発が進んでいる

より利用が制限される場合がある．

（4）

DTN（Delay/Disruption Tolerant Networking）

Wi-Fi Direct（5）は，1 台のスマホがグループオー

を 用 い る．DTN は， ス ト ア ア ン ド フ ォ ワ ー ドナー（GO）と呼ばれるアクセスポイント役として（Store and Forward）と呼ばれる方式を採用して動作し，他の端末が GO に接続することで Wi-Fiいる．ストアアンドフォワードは，距離が離れ過ぎ接続による端末間通信を実現する方式である．OSているなどの理由で端末同士の通信ができない期間の API（Application Program Interface） の 制 約

は，端末内にデータを蓄積しつつ次の接続機会を待により同種の OS 同士が接続する場合にのみ利用でち，端末同士が接近し通信可能となったタイミング

きる．Android 端末同士が接続する際に，ポップで接続／データ転送を行う通信方式である．端末自アップによる接続許可が必要で，利用者の操作が複体が移動することも活用して，情報を運搬，伝達す

雑化する恐れがある．

220

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

小特集
表１
無線通信方式

データレート
物理層理論値

Wi-Fi Direct

802.11n
MIMO 不使用
20 MHz チャネル
72.2 Mbit/s

BluetoothClassic

1 Mbit/s
3 Mbit/s

2 Mbit/s

Bluetooth LE
1 Mbit/s（Low Energy） （version4.2）

ここまで進んだ防災と ICT

無線通信方式の比較

最大通信距離（実測値）

OS の対応状況
Android

iOS

100 m※ iOS は 20 m程度

同種の OS 同士の通信に利用可能
Android は，接続時に接続許可を求めるポップアップが上がり，許可するための操作が必要

iOS 独自の API により iOS同士の通信に利用可能
通信距離が制限されている

70 m

Android 同士の通信に利用可能

利用不可能

70 m

Android 同士，Android-iOS 間，iOS 同士の通信に利用可能

Bluetooth Classic（6） は，Bluetooth の BR/EDR（Basic Rate/Enhanced Data Rate）とも呼ばれるを行うことで，宛先端末がどこにいるか分からない
状態でも宛先への到達を目指す．

規格であり，最大 3 Mbit/s と比較的高速な通信がお互いのスマホが保持する全ての情報を接続し可 能 で あ る．Android 端 末 同 士 は SPP（Serial

たスマホ同士で交換し合うことで，まるで感染が広Port Profile）を用いることで任意のデータ交換にがるかのように情報伝達を行うルーチング方式が，利用できる．

エピデミックルーチング（7）である．エピデミック

Bluetooth Low Energy（LE）（6） は，Bluetooth

ルーチングは情報が宛先に到達する確率が高いが，において低消費電力での動作を想定して設計された

無駄な転送量が多くなるという課題がある．一方，通信方式である．Bluetooth version 4.2 におけるフェリーのように計画的に移動する端末が情報運搬

物理層のデータレートの理論値は 1 Mbit/s である役となり，情報伝達範囲を広げるルーチング方式がが，低消費電力を実現するためにスリープする期間

メッセージフェリー（8） である．メッセージフェを設けているため，実効スループットは最大約 268

リーは，端末の移動に合わせて計画的に情報伝達範kbit/s である．Bluetooth LE は，Android, iOS 共

囲を広げることができるが，フェリー役となる端末に 利 用 で き る API が 整 備 さ れ て お り，GATTを運用する必要がある．

（Generic ATTribute Profile）を用いて任意のデー
タ交換が可能である．

スマホ de リレーは，上記エピデミックルーチン
グとメッセージフェリーの二つのルーチング方式を

各方式の最大通信可能距離に関しては，Wi-Fi

採用している．災害時の情報配信／収集において，Direct は，通常の Wi-Fi と同じく 100 ｍ程度であ

図 2 に示すように，避難所内や集合住宅内など人るが，iOS では実装上の制約からか，スマホを用い（スマホ）が集まる場所はエピデミックルーチング

た 実 測 の 結 果 で は 最 大 20 ｍ 程 度 で あ っ た．

を利用し，避難所間や在宅避難者に対してはスマホ

Bluetooth Classic，
及び Bluetooth LE は，送信電力の動きを用いたメッセージフェリー方式により情報により通信可能距離が異なる．Class1: 100 mW，を運搬することで，地域内の情報伝達を実現する．

Class2: 2.5 mW，Class3: 1 mW という送信電力

また，スマホ de リレーは二つのルーチング方式の規定があり，それぞれ最大通信距離は約 100 ｍ，を組み合わせることに加えて，無駄な転送を省き効

10 ｍ，1 ｍ程度となる．日本では電波法上，
特定小率的な転送を行う以下の制御を実施している．

電力無線局の送信電力が 10 mW/MHz を超過でき① データサイズ制限ないこともあり，Android，iOS の複数の機種を用

スマホ de リレーは，取り扱うデータサイズに上いた実測では 70 ｍ程度の最大通信距離であった．

限を設けている．スマホ de リレーを利用するアプ

三つの方式それぞれに一長一短あるが，利用者がリケーション（以下，アプリ）は，例えば画像を圧接続許可等の特別な操作をせずに利用できること，縮するなどして，既定のサイズ以内のデータサイズ

OS の種別によらず利用できること，低消費電力でに変換した上でスマホ de リレーを利用する．

あることを理由に，災害時利用において現在のスマホ de リレーは Bluetooth LE を採用した．

② 時間制限スマホ de リレーでは，取り扱うデータに対して有効期限を設け，有効期限切れの情報は蓄積・転送

２. ２ DTN のルーチング方式

蓄積転送を繰り返す DTN では，どの端末にデータを転送し中継させるかを決定するルーチング制御の対象外とする．スマホ de リレーを利用するアプ
リは，運搬する防災情報の種類や内容に合わせて有効期限を指定する．
解説論文

通信途絶環境下での自助・共助活動を支える情報通信技術

221

図2

災害時の情報配信／収集における DTN ルーチング方式③ 中継数制限

３. １ 伝達所要時間

スマホ de リレーでは，取り扱うデータに対して

スマホ de リレーを用いてデータ通信を行い，図

スマホの中継数（ホップ数）に制限を設け，中継数

3 に示すように A. 情報配信，B. 情報収集，C. メッの制限内でしか転送を行わない．スマホ de リレー

セージフェリー方式の情報受渡しを行った．それぞを利用するアプリは，例えば避難所内のみの情報共

れの所要時間を検証した結果を示す．

有を目的とする情報の場合は，中継数の制限として小さな値を指定する．

A. 情報配信

情報発信元となるスマホの周囲にスマホを 10 台

④ 役割による制限

配置し，スマホ de リレーによる転送を開始する．

スマホ de リレーでは，利用者に対して役割を定

発信元が約 250 Byte のデータ送信をしてから 10

義し，取り扱うデータを転送する方向に役割ごとの台のスマホがデータ受信するまでの時間を 5 回測制限を設けることができる．例えば，災害時に地域定した．各試行における 10 台の転送所要時間の平の安否情報を情報集約拠点に収集する例を考える．

均値，最大値，最小値を図 4 に示す．5 回の平均時

メッセージフェリー役となり地域を巡回し安否情報

間は約 20.2 秒であった．

を収集する端末を「巡回者」，一般の被災者で安否情報を入力する端末を「避難者」とする．巡回者がB. 情報収集

情報発信スマホ 10 台から約 250 Byte のデータ収集した安否情報を避難者に配布する必要はないたを発信し，スマホ de リレーにより収集用スマホにめ，巡回者から避難者に対して安否情報は転送しなデータを収集する．収集用スマホはノート PC といという役割による制限を設ける．

Wi-Fi 接続し，ノート PC に情報発信スマホから受信した情報を登録する．収集用スマホは，ノート「到達確認情報」をスマホ de リレーにより発信元

スマホ de リレーによる情報伝達には，時間がかに送信する．到達確認情報が情報発信スマホに到着

かる場合がある．所要時間の参考値として，避難所

すると，情報発信スマホは登録が完了したことを検での安否情報収集にスマホ de リレーを用いた場合知する．情報発信スマホがデータ送信してからノーの伝達所要時間を３. １で紹介する．また，災ト PC への情報登録が完了するまでの時間と，情報害時の利用を想定するとスマホの充電ができない状

発信スマホに到達確認が到着するまでの時間を測定

況も考えられるため，スマホの消費電力は大きな問した．5 回試行し，各回の平均値，最大値，最小値題となる．そこで，スマホ de リレーの消費電力のを図 5 に示す．5 回の登録所要時間の平均は 125.2

計測結果を３. ２に示す．

秒，到達確認所要時間は約 177.9 秒となった．平

（9）

222

PC への登録が完了したことを発信元に通知する

3 性能検証

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

小特集

図3

ここまで進んだ防災と ICT

スマホ d e リレーの伝達所要時間検証
表2

90

件数

80

メッセージフェリー方式の受渡し所要時間
平均（s）

最大（s）

最小（s）

所要時間
（S）

70

5

7.0

16.6

0.6

60

10

22.9

57.2

2.4

50

50

29.9

44.4

8.5

40
30

表3

20
10
0

1回目

図4

2回目

3回目

4回目

情報配信

伝達所要時間5回目

消費電力量計測結果

端末

アプリ
非起動

アプリ
起動

アプリの
消費電力

連続
動作時間

SC-02H

16mA・h22mA・h6mA・h247 時間SO-01J

27mA・h37mA・h10mA・h194 時間３. ２ 消費電力

所要時間
（S）

400

スマホ de リレーにより通信を行うアプリを実行

350

している状態と実行していない状態における消費電300

力量を計測し，アプリ自体が消費する電力量を算出

250

し た． 計 測 に は Android 端 末 2 台（SC-02H

200（Android 6.0）, SO-01J（Android 7.0）
）を用い，

150

各端末に USB 電力系（UM25C）を接続した．消100

費電力量計測用アプリのスマホ de リレーの動作パ

50
0
1回目

図5

2回目

3回目

4回目

情報収集

伝達所要時間

5回目

均で 3 分以内に完了できるが，更なる時間の短縮
は今後の課題である．
C. メッセージフェリー方式の情報受渡し

メッセージフェリー方式によりフェリー役の巡回スマホが移動して情報発信スマホの数ｍ以内に近ラメータは，スキャン間隔 15 秒，スキャン時間 5秒，データ送信間隔 60 秒，データサイズ 1,000
Byte と し た． 各 端 末 は 機 内 モ ー ド に し た 後 にBluetooth の み オ ン（ モ バ イ ル 通 信： オ フ，WiFi：オフ）として計測した．
表 3 に 1 時間当りの合計消費電力量の計測結果を示す．1 時間当りのスマホ de リレーにより通信を行うアプリの消費電力量は，端末ごとに 6 mA・h，10 mA・h となった．

づき，入力済みのデータを受信するまでの時間を計

次に，スマホ de リレーアプリの連続動作時間を測した．情報発信スマホが入力した約 250 Byte の算出する．端末のカタログ記載の電池容量が SC-

データの件数 5 件，10 件，50 件とし，5 回測定し

02H は 3,600 mA・h，SO-01J が 2,900 mA・h，連た平均値を表 2 に示す．

続待受け時間がそれぞれ 420 時間，590 時間であ

5 件であれば，最大でも 20 秒かからず巡回スマることから，待受け状態での消費電力はそれぞれ約

ホが情報を預かることができた．50 件以下であれ8.6 mA・h，4.9 mA・h と算出した．待受けとアプ

ば，近づいてから最大 1 分程度待機すれば全デー

リ の 起 動 に 必 要 な 電 力 量 は，14.6 mA・h，14.9

タを受信できる．

mA・h となり，全電池容量を消費するまでの所要時
間は 247 時間，194 時間と算出された．カタログ
解説論文

通信途絶環境下での自助・共助活動を支える情報通信技術

223

図6

高知市避難者情報伝達・収集システム

値からの計算ではあるが，2 機種とも 1 週間以上の連続動作が可能である．
スマホ de リレーの動作パラメータ変更や，端末過密状態，通信データ量等によって消費電力量は変わるが，スマホ de リレーを用いた通信自体が大量の電力を消費するものではないことを確認した．

4 社会展開に向けた取組み
技術開発と並行して，実際の災害発生時の活用に向けた社会実装にも精力的に取り組んでいる．現
在，自治体並びに国における幾つかの災害対策関連事業を通して，スマホ de リレーを活用した災害時

図7の情報伝達システムの導入実証を進め，運用を開始

高知市津波 SOS アプリ

している．以下では，高知市の例と内閣府準天頂衛助活動等に役立てられる．また，このアプリにはス星サービスの例を示す．

マホ de リレーが組み込まれており，万一避難者のスマホが携帯網やインターネットにつながらないと

４. １ 高知市避難者情報伝達・収集システム

高知市では，津波や洪水による長期浸水対策とし

ホとつながって，エピデミックルーチングやメッて高台や津波避難ビル等への垂直避難後の SOS 発

セージフェリー方式でデータが運ばれる．SOS 情

信手段の整備を進めている．
「ヘリサイン」などの報は，最終的に災対本部周辺に用意された専用のハード対策の整備だけでなく，ソフト対策にも力をローカル Wi-Fi を経由して，サーバに届く仕組み

入れており，避難者がスマホから SOS を発信できである．また，避難者のスマホが携帯網やインターる高知市避難者情報伝達・収集システム（図 6）を

ネットにつながる場合は，インターネット経由で直構築し，2019 年 4 月から運用を開始している．

接サーバへ SOS が届く．

このシステムでは，市民のスマホに事前にインス

高知市のこのシステムは，南海トラフ地震のようトールされた高知市津波 SOS アプリ（図 7）からな甚大なインフラ被災が想定される状況下でも，情発信された SOS 情報が，位置情報とともに市の災報システムのレジリエンスを確保するために，スマ害対策本部のサーバに届けられる．SOS 情報は，

ホ de リレーが活用されている典型的な社会実装例

市 の 災 対 本 部 に お い て GIS（Geographicalと言える．

Information System）上で確認でき，発災時の救224

きでも，自動的に周囲の避難者や救助活動者のスマ通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

小特集

図8

ここまで進んだ防災と ICTQ-ANPI とスマホ de リレーを連携した災害時地域情報伝達基盤

４. ２ みちびき衛星安否確認サービス（Q-ANPI）

内閣府宇宙開発戦略推進事務局では，準天頂衛星
システム「みちびき」を用いた衛星安否確認サービス（Q-ANPI）の自治体等における活用展開を推進している．このサービスでは，静止軌道衛星である
みちびき 3 号機との間で S バンド（中心周波数公
称値 : 2,002.50 MHz/21,92.50 MHz）を使用した
上り 64 bit/s，下り 4.46 kbit/s の低速通信を行う専用端末（Q-ANPI 端末）と，それに接続して管制局サーバとの間でデータをやりとりするノート PC（管理 PC）を避難所等に配備する．全ての避難者の安否情報を 1 件ずつ管理 PC で入力する手間を軽減するために，管理 PC には Wi-Fi アクセスポイン

図9

みちびき安否確認アプリ

ト機能が備わり，各々の避難者が自身のスマホから専用アプリ（みちびき避難所アプリ）を用いて安否所アプリにスマホ de リレーを組み込み，スマホを情報を入力できる．

持った地域巡回役がメッセージフェリー方式によ

筆者らは，内閣府の戦略的イノベーション創造プ

り，避難所外で避難生活を送る住民の安否情報を回

ログラム（SIP）第 2 期「国家レジリエンス（防災・収するスキームを構築することにより実現した．二減災）の強化」事業において，この Q-ANPI サー

つ目は，住民の避難状況だけでなく，地域のインフ

ビスにスマホ de リレー技術を組み合わせることに

ラ被災状況等も伝達する機能である．地域巡回役がより，点から面へと情報伝達領域を拡張する取組み

巡回時に地域内の被災状況を位置情報付きでアプリを進めてきた．点から面とは，Q-ANPI 端末が配置に記録し，帰還時に管理 PC に登録できるようにしされた避難所等における局所（点）的な災害時情報

た．三つ目は，管理 PC から周囲のスマホアプリに伝達手段から，地域一帯を対象とする面的な災害時

対して，Wi-Fi 接続によりお知らせ情報を配信する

情報伝達基盤へと拡張することを意味する．

機能である．これにより情報収集基盤としてだけで

SIP の取組みにおいて，当初の Q-ANPI サービス

なく，情報配信基盤としても活用できるようになっに対して三つの機能拡張を行った．一つ目は，自治た．また，このお知らせ配信は，地域巡回役を介し

体災対本部や遠方の家族・知人へ伝達する住民安否たメッセージフェリーにより避難所外の住民に対し／避難状況の対象範囲を，点（避難所）から面（地ても同様に配信される（図 8）．

域一帯）に拡張する機能拡張である．みちびき避難

SIP 事業を通して有効性を実証したシステム並び解説論文

通信途絶環境下での自助・共助活動を支える情報通信技術

225

図 10

テレビ放送用電波とスマホ de リレーの連携に運用スキームは，現在，内閣府の「衛星安否確認

報伝達手段としての高い信頼性に着目し，テレビサービス（Q-ANPI）の防災機能拡張に伴う実証・放送用電波で IP データを配信する IPDC（IP Data

調査事業」を通して社会実装が進められており，既Cast）技術を活用した，災害時情報配信サービスに全国の 30 を超える自治体や民間団体で活用が進との連携に向けた取組みを㈱アトラクター，並びんでいる．なお，スマホ de リレーを組み込んだアに㈱テレビ信州とともに進めている（図 10）．テレ

プリは「みちびき安否登録アプリ」という名称で無ビ放送用電波による IPDC で防災情報を配信し，償公開している（図 9）．

STB（Set Top Box）がデータを受信する．STB に

また本システムは，総務省の「災害に強い情報通
信ネットワーク導入ガイドライン（第 2.1 版）」

報をスマホ de リレーにより周囲のスマホに伝達すに，自治体向け情報通信サービス及び住民向け情報る．今後，実証実験を重ね社会実装に取り組む予

通信サービスの事例として採録されている．

定である．

5 災害時通信における今後の展開

6 おわりに

災害時の通信手段確保のためには，できるだけ複数の代替手段を準備しておくことが望ましい

いまだ東日本大震災の余震と見られる地震が続

（10）

．

き，南海トラフ地震や首都直下型地震といった巨

スマホ de リレーは，Q-ANPI の例のように，通信

大地震の発生確率も極めて高いと言われる状況に途絶地域が外部とつながるためには何らかの広域

変わりはなく，大規模な地震・津波災害への備え

情報伝達手段との連携が必要となる．衛星通信はは予断を許さない．加えて台風・突風・局所豪雨

地上設備が少なく，地上設備自体が頑強に設計・構など地震以外の自然災害も近年は激甚化の一途を築されている．そのため，災害時に通信設備自体たどっており，大規模災害を想定した被災時の通が被災しても通信機能を継続でき，災害時に活用

信途絶対策は重要課題である．

する広域情報伝達手段としては高い信頼性が期待

公助のみに頼った災害対応では大規模災害は乗り切れないことは，既に周知の事実である．そこできる．
同様に高い信頼性を期待できる広域情報伝達手

で，住民による自助・共助活動を推進するには，そ段として，テレビ放送用電波が考えられる．過去

れを支えるコミュニケーションインフラを通信途の災害においても，例えば東日本大震災で停波し絶状況下でも機能するものとして整備していくこ

たテレビ放送中継局は 146 か所であり，携帯電話とが喫緊の課題と考えられる．筆者らは，この課

基地局の約 29,000 か所と比較して 0.5 % 程度で題を解決するため，一般の人々に広く普及していあった

るスマートフォンを用いた自律分散ネットワーク

．

（11）

筆者らはこのテレビ放送用電波の災害時広域情226

スマホ de リレーを実装し，STB は受信した防災情（10）

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

構築技術「スマホ de リレー」の研究開発，社会実小特集
装に取り組んできた．本稿では，スマホ de リレーの要素技術，通信性能の検証結果，社会展開に向けた取組み，災害時通信における今後の展開について紹介した．今後もスマホ de リレーというツールを最大限に活用して，この課題に取り組む所存である．
謝辞

本研究の一部は，内閣府総合科学技術・

イノベーション会議の戦略的イノベーション創造

ここまで進んだ防災と ICT（10） 総務省ガイドライン ,“災害に強い情報通信ネット
ワーク導入ガイドライン（第 2.1 版），”June 2020.
h t t p s : / / w w w. s o u m u . g o . j p / m a i n _ c o n t e n t /000692974.pdf（閲覧日 2021 年 4 月 28 日）（11）瀬戸山順一，“東日本大震災における情報通信分野の主な取組 : 被害の状況・応急復旧措置の概要と今後の課題，”立法と調査 . no.317，June 2011. https://
dl.ndl.go.jp/view/download/digidepo_11017980_
po_20110601044.pdf?contentNo=1（閲覧日 2021
年 4 月 28 日）

プログラム（SIP）「国家レジリエンス（防災・減（2021 年 5 月 10 日受付，7 月 19 日再受付）災）の強化」（管理法人：防災科研）によって実施
された．
■ 文献
（1） 内閣府政策統括官（防災担当）パンフレット，“災害が起きたら，あなたはどうしますか？～みんなで地区 防 災～，”Aug. 2016. http://www.bousai.go.jp/
kyoiku/chikubousai/pdf/160818.pdf（ 閲 覧 日
2021 年 4 月 28 日）（2） 内閣府政策統括官（防災担当），“南海トラフ巨大地
震の被害想定について（施設などの被害）
，
”June
2019.
（3） 総務省，“情報通信白書平成 23 年度版，”2011.
（4） H. Nishiyama, M. Ito, and N. Kato,“Relay-bySmartphone: Realizing multihop device-to-device
communications,”IEEE Commun., vol. 52, no. 4,
pp. 56-65, April 2014.
（5） Wi-Fi Alliance Wi-Fi Direct. https://www.wi-fi.
org/discover-wi-fi/wi-fi-direct（閲覧日 2021 年 7 月
18 日）（6） Bluetooth 公式サイト．https://www.bluetooth.com/（閲覧日 2021 年 7 月 18 日）（7） A. Vahdat and D. Becker,“Epidemic routing forpartially-connected ad hoc networks,” Duke
Tech. Rep. CS-2000-06, July 2000.
（8） W. Zhao and M. H. Ammar,“Message ferrying:proactive routing in highly-partitioned wirelessad hoc networks,”Proc. 9th IEEE Workshop on
Future Trends of Distributed Computing System（FTDCSʼ03）, pp. 308-314, May 2003.
（9） 大内夏子，西浦升人，相川進一，湯村 晶，濱田高志，“準天頂衛生「みちびき」とスマートフォンを活用した通信途絶状況下における安否情報収集システ
ムの研究開発，”信学技報，SEMI2019-67，pp. 2732, Nov. 2019.

大内夏子 （正員）2001 早大大学院理工学研究科情報科学専攻修士課程了．同年日本テレコム
株式会社（現ソフトバンク）入社．同
社情報通信研究所研究員を経て 2007から現職．無線通信、災害時通信の研究開発に従事．

西浦升人 （正員）2001 ㈱構造計画研究所入社．先端通信技術のプロトタイプシステム構築業
務に従事．2006 から 2 年間，国際電気通信基礎技術研究所（出向）にてコ
グニティブ無線通信技術の研究開発業
務に従事．2015 からスマホ de リレーの事業化に従事．

濱田高志
1995 ㈱構造計画研究所入社．第 3 世
代携帯電話では，置局設計システムの開発に従事．その後，経営企画室，事業開発部等歴任後，内閣府 SIP2 期の災害時通信の研究開発責任者を務め
る．

解説論文

通信途絶環境下での自助・共助活動を支える情報通信技術

227

解

説

ICTを活用した災害対応とICTの耐災害性に関する国際標準化動向
長妻 努
今中秀郎
井上真杉

1

Tsutomu Nagatsuma

情報通信研究機構

Hideo Imanaka

NTT アドバンステクノロジ株式会社

Masugi Inoue

情報通信研究機構

図 1 に示すように，「発災前」，「発災直後」，「復旧期」

災害と ICTの各段階に応じて必要なアプリケーションや ICT の機能

地震・津波，水害・土砂災害，干ばつなどの自然災害は異なる．発災前の異常検知と発災前後の緊急警報を担により，世界各地で多くの人命が失われ，経済的損失がう早期警戒システムは被害を最小限に抑える役割を果た生じている．近年では特に気象災害が激甚化・頻発化す

す．発災後は，被災者の避難誘導支援や，避難所生活でる傾向が見られる．日本でも阪神・淡路大震災，東日本の心身のケアを含む災害医療支援システム，そして人々

大震災をはじめとする大地震や津波に加え，台風や線状の安否確認も重要である．近年はソーシャルネットワー

降水帯による洪水や地滑りが毎年のように発生している．

キングサービス（SNS）やそこに集積される情報を活用

国 連 で は 持 続 可 能 な 開 発 目 標（SDGs: Sustainable

した災害状況把握や避難誘導などへの期待も大きい．こDevelopment Goals）「11: 住み続けられるまちづくり

れらのアプリケーションや人々のコミュニケーションをを」として都市と人間の居住地のレジリエンス（様々な発災前後に確実に実行できるよう，平時から通信網の耐環境・状況に対しても適応し，回復できる力）を 2030

災害性を強化するとともに，発災後は，人命救助や二次年までの目標としている．その実現には情報通信技術

災害回避を目的とした地方公共団体，警察，消防，病院（ICT: Information and Communications Technology）などの一次対応者が利用する緊急通信システムが稼動すの果たす役割が大きい．そして，ICT を有効に活用する

る．また，被災により通信網に障害が発生した場合には，には，災害による通信途絶をできる限り発生させず，発被災地での通信システムを応急復旧用に投入するととも生しても早期に回復ができるなど ICT 自身の耐災害性をに，早期復旧が可能な通信網が求められている．

強化することも求められている．これらを総称してここ
では「耐災害 ICT」と呼ぶ．

日本では特に 2011 年以降の総務省施策（「情報通信ネッ

図１
228

これら耐災害 ICT が世界各国で検討されており（1）,（2），通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

災害フェーズと必要機能・アプリケーションⓒ電子情報通信学会 2021

小特集

ここまで進んだ防災と ICT

府施策（戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）

2等）により研究開発が加速されたことで，ICT を活用し

災害発生後に求められる通信のニーズは時間とともにた災害対策ソリューションが開発・実用化され，国際標変化する（図 2）．発災直後には，一般市民に加え，地方（3）

準化や展開普及の活動も積極的に推進してきている．

公共団体，警察，消防，病院などの災害対応者による音日本の通信事業者や放送事業者も自社設備の耐災害性強声通話（リアルタイム通信）のニーズが高まる．災害か化を推進し，対策を実施してきているらの復旧と事業再開の段階では，避難情報や救援物資情トワークの耐災害性強化のための研究開発」等）や内閣．

（4）

本稿では，災害時の ICT の活用や通信網の耐災害性に関し，東日本大震災後の国際標準化と国際展開の取組み

緊急通信関連の標準化

報などのデータ通信のニーズが高まる．
このように異なる需要に応じた各種の緊急通信が検討され，実現されてきている．それらを図 3 に示す．ここ状況について解説する．

では三つのシステムについて概説する．
２. １ 衛星通信
地上の災害の影響を最も受けにくい通信手段として衛星通信がある．災害に特化した衛星通信に関する標準は策定されていないが，災害時に可搬形地球局（Movableearth station）を被災地に設置することで，人工衛星を用いたリアルタイム通信やインターネットを介した非リ
アルタイム通信を確保することができる．
２. ２ 可搬形緊急通信システム
災害直後の被災地での緊急通信確保のために，可搬形
図2

災害時の通信ニーズの時間変化

図3

ICTリソースユニット（MDRU: Movable and Deployable

緊急通信システムの全体像 (1)
解説

ICT を活用した災害対応と ICT の耐災害性に関する国際標準化動向

229

解

説

Technology Reviews and Reports

ICT Resource Unit） が 開 発 さ れ て い る．MDRU は，（Vehicle Hub，APT/ASTAP/REC-02）として標準化さ

I P - P B X（ I n t e r n e t P r o t o c o l P r i v a t e B r a n c h

れた（6）．この標準が広まることで，公衆通信途絶時でも，

eXchange）の機能を有する PC サーバ，公衆通信網に

被災地の安否確認や避難所の情報（避難人数，病気やけ

接続する VoIP（Voice over Internet Protocol）ゲート

がの状況など）の共有や周知が行えるようになることがウェイ，無線 LAN アクセスポイント，バッテリーを一体期待される．

的に実装したもので，アタッシュケース形（図 4）や自隔の正常な公衆通信網と接続することで，MDRU 周辺を

3

臨時に電話可能エリアとするシステムである．利用者は早期警戒システムとは，発災の前兆である異常検知や所有する携帯端末を無線 LAN で MDRU に接続し，普発災前後の緊急警報を担うシステムを指す．地震や津波段利用している電話番号のまま音声通信やショートメッ

等の発災前の異常検知に関しては，海底に光ファイバを

セ ー ジ が 利 用 で きる．MDRU の 機 能 や 要 求 条 件 は，敷設して微小振動を検知する技術が FG-DR&NRR のFocus Group on Disaster Relief and Network

ケーススタディ文書に記載されているが，まだ標準化はResilience and Recover（FG-DR&NRR）で 検 討 さ れされていない．緊急警報に関する技術は以下の例を含め，

ITU-T SG15 で L.392

幾つか標準化されている．

動車に搭載する形がある．通信途絶地域に持ち込み，遠として国際標準化されている．

（5）

早期警戒システムの標準化

MDRU と同様なコンセプトであるが，音声通信だけでなくテキストチャットや画像共有などの SNS と同等の

３. １ 緊急警報放送

サービスを通信途絶時に提供する可搬形ローカル通信シ

日本ではアナログテレビの時代から，緊急通報をテレステム（LACS: Locally Accessible Cloud System）もビ放送やラジオ放送に重畳して自動的に送信する「緊急開発されている．

警報放送」が実装されている．同様の緊急警報放送が各国で検討されており，ITU-R レポート BT.2299（7）にま２. ３ V-HUB（災害時の自動車を用いた情報通信シ

とめられている．

ステム）
昨今は高度交通システム（ITS: Intelligent Transport

３. ２ 携帯電話端末への緊急警報

Systems）に対応した車両，すなわち 700 MHz 帯や 5.8

先進国・途上国を問わず世界中でスマートフォンを含む

GHz 帯の無線等の車車間や路車間の通信装置等を備え携帯電話が普及しており，災害時の重要な通信手段となった車両が増えてきている．公衆通信網が途絶した状況で，ている．日本を含む幾つかの国では，大規模地震や津波

これらを備えた車両同士でアドホックに接続し合ってなどの直前に携帯電話に緊急警報を送信する機能が既にネットワークを構成することが技術的に可能であり，災実装されている．これは Third Generation Partnership

害時の情報伝達手段として大変有効である．2018 年にProject（3GPP）において日本 企業が大きく貢献して

日 本 が 先 導 す る 形 で，Asia-Pacific Telecommunity

TS22.168 Earthquake and Tsunami Warning System（APT） の 標 準 化 プ ロ ジ ェ ク ト（ASTAP: APT（ETWS）Requirements 等の仕様化により実現されたStandardization Project） に お い て， 通 称，V-HUB

ものである．

図4230

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

MDRU（アタッシュケース形）

小特集

図5

ここまで進んだ防災と ICT

災害時のディジタルサイネージの利用 (8)イネージプラットホームに集約し，プラットホームから

３. ３ ディジタルサイネージによる緊急通報
大規模災害時には多数の被災者が一斉に災害情報の収集や安否確認等の通信要求をするため，通信網がふくそ

駅や街中のディジタルサイネージに表示する構成となっている．

うする．特定エリアでは携帯電話の電波チャネルが一時的に足りなくなることもある．そこで，災害情報やテレビ放送をディジタルサイネージに表示して歩行者に知らせることが考えられている．この機能は IPTV の標準を基に ITU-T SG16 で H.785.0（8）として標準化されている．図 5 は H.785.0

4

ICT を活用した災害対応の標準化

災害時には，被災者に避難場所を適切に案内・誘導すから引用した災害時のディジタることや家族や友人の安否を確認することなど様々な

ルサイネージの利用概要を示したものである．災害時にニーズがある．ICT を活用した円滑かつ効率的なシステ

政府・地方公共団体からの災害関連情報をディジタルサ

ムが標準化されている．

（8）

図6

モバイル災害伝言板サービス (9)解説

ICT を活用した災害対応と ICT の耐災害性に関する国際標準化動向

231

解

説

Technology Reviews and Reports

図7

安否確認システムの概要 (10)等の安否状況を確認し，（同 4）救援活動等にスタッフを

４. １ モバイル災害伝言板サービス
国内で既に「災害伝言板」としてサービスされている割り当てることができる．この安否確認システムは，災機能で，大規模な災害時に被災者が自身の状況を携帯端

害救援活動を実施する機関のみならず企業における BCP

末等から登録し，登録された情報がインターネットを介にも活用が可能である．

して指定した家族等にメール通知されるものである（図6）．サービスの要求条件が ITU-T SG2 で勧告 E.108（9）として標準化されている．障がい者や外国人も容易に利用できるように，テキストだけでなく音声による案内の機能要求条件も規定されている．

5

通信網の耐災害性強化，復旧性向上

通信網は，平時から耐災害性を強化させるとともに，発災時には可能な限り通信途絶を減少させることと，通信途絶が発生しても迅速に応急復旧・早期回復させるこ

４. ２ 安否確認と情報配信サービス
地方公共団体，警察，消防，病院，通信事業者等の公とが重要である．ITU-T SG15 で作成された技術報告書

共サービスを提供する重要機関は，日本では災害対策基L.Sup35（11）には，発災前の準備，発災直後の代替手段

本法に基づいて内閣総理大臣が指定する形で指定公共機

提供，修復の各段階で必要とされる対応のガイドライン

関に定められており，業務継続計画（BCP: Businessが記載されている．発災時の対策としてネットワーク設Continuity Plan）を策定して災害時においても一定の備の冗長性の確保や発災直後のふくそう制御などが挙げ

サービスを維持・運用するとともに，災害救援活動を実られている．通信途絶時の代替手段として前述の MDRU

施することが求められている．災害時に BCP を適切に遂などが要素技術として記載されている．

行するためには，職員や社員（スタッフ）の安否確認をまた，ITU-D SG2 Q5/2 の第 6 研究会期（2014-2017）

実施し，安全で就業可能なスタッフを必要とされる作業の最終報告書（1）には，NICT が研究開発した耐災害性を場所に手配する必要がある．ITU-T SG2 の勧告 E.119

備えた地域情報共有・通信技術 NerveNet（12）に基づい（10）

は，災害救援のための安否確認及び情報配信サービスのてインプットした耐災害性の高いメッシュ形のネットワー

要求条件，安否確認のシステム信頼性やセキュリティ要

ク技術や遅延耐性ネットワーク技術，同様に研究成果に件を規定している．図 7 に安否確認システムの概要を示

基づいてインプットしたエルビウム添加ファイバ増幅器

す．発災時に（図 7 中の 1）政府機関が災害情報を発出・（EDFA: Erbium-Doped Fiber Amplifier）を用いた残登録し，（同 2）この情報に基づいて，スタッフに向け安存光ファイバの応急復旧に関する事例が記載されている．

否確認・情報登録することで，（同 3）管理者がスタッフ
232

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

小特集

図8

6

ここまで進んだ防災と ICTDISAANA の概要

その他の ICT を活用した災害対応技術発災後に SNS に投稿される様々な災害関連情報を自然言語処理技術によりリアルタイムに分析し，状況把握や判断支援に必要な情報を抽出する技術が実用化されている．
NICT が研究開発した対災害 SNS 情報分析システム（DISAANA: DISAster-information ANAlizer） は， 従
来の Web ページ情報を対象としたキーワード検索シス
テムとは全く異なるシステムである．文章形式で質問を

図9

緊急通信システムの山間部での遠隔教育利用例 (13)

受け付け，Twitter の投稿をリアルタイムに分析して質問の回答となる情報を自動的に抽出し，リスト形式や地分からずに使えない，バッテリーの充電不足など整備不図形式で Web 上に表示することができる（図 8）．救援

良で動作しないこと等も起こり得る．このような問題を団体や住民が要求する情報を整理された形で表示できる

解決するためには，災害対応システムを平時から利活用

ため，円滑な救援や避難につなげることができる．矛盾することが望ましい．

する情報を併せて提供することで，デマ等の誤った情報の判断の支援も可能である．

災害による通信途絶を想定した緊急通信システムは，途上国や山間部などの通信インフラが不十分な地域の暫

大規模災害時には，避難所生活が長期化して心身の健定的な通信インフラとしての利用が考えられる．図 9 に，康状態が悪化することによる二次災害も問題となる．医通信インフラが十分に整備されていないネパールの山間療関係者の避難所巡回が困難な場合もあるため，ICT を部において，緊急通信システムの MDRU を活用した遠有効活用した災害医療支援システムによる遠隔医療や健隔教育の実証事例を示す（13）．この実証では，小学校に

康管理の実現に向けた研究開発や標準化も必要である．

MDRU を設置し 2 か所の遠隔施設（公民館など）を P2P

7無線ネットワークで接続して遠隔教育を実施している．

災害対応システムの平時の活用

また，スポーツや音楽イベント等で大人数が 1 か所に集まる場合，携帯電話の電波チャネル数が不足して通信災害の発生は突発的かつ低頻度であるため，費用対効ができないことがある．このような場合に，緊急通信シ

果を考慮すると，地方公共団体等において災害対応に特ステムを臨時の通信インフラとして利用し，イベント主化したシステムを導入することは経済的に困難な場合が催者の通信を確保することが考えられる．

ある．また，災害対応システムを整備したとしても，システムの利用頻度が低いために，実災害時に操作方法がこのように，災害対応システムを平時にも利活用することで，発災時に円滑な運用が可能となる．
解説

ICT を活用した災害対応と ICT の耐災害性に関する国際標準化動向

233

解

説

Technology Reviews and Reports

図 10

8

ITU の組織構成

８. ３ ITU-D での国際展開

ITU における災害対応の標準化経緯

図 10 に ITU の組織図を示す．ITU には三つのセクタがある．ITU-R と ITU-T はそれぞれ無線通信と電気通信の標準化を担っている．ITU-D は開発途上国における電８. １ フォーカスグループ
東日本大震災後の 2011 年 10 月の ITU テレコムワー

気通信分野の開発支援を行っている．そして，ICT 分野

ルドにおいて，NTT からの提案により，ICT と災害対応における技術的・人的資源の開発の支援や世界中の住民に関する ITU での検討の必要性が認識された．そのに対する ICT による便益の拡大等を目的に，各国の ICT（14）

後 の Telecommunication Standardization Advisoryの事例や経験を記載した報告書を作成している．ITU-DGroup（TSAG）会合で，日本の提案により時限検討組

SG2 は ICT アプリケーションを扱っており，その中の課織であるフォーカスグループ FG-DR&NRR の設置が合題 5（Q5/2） は 災 害 対 応 と 緊 急 通 信 を 扱 っ て い る．

意され，2012 年から 2014 年の 2 年間活動した．議長

ITU-T の SG2 からのリエゾン文書での情報交換に基づは荒木則幸氏（NTT）で，東京での開催を含む計 8 回のき，FG-DR&NRR のユースケース文書に記載されていた会合を開催し，8 件の成果文書を完成させた．これらの情報から途上国に有益な情報を抜粋して Q5/2 最終報告

成果文書は，ITU-T や ITU-D SG2 において勧告や報告書（1）が作成された（2017 年）．

書の形で発行されている．

ITU-D の第 7 研究会期（2018-2021）では，前述のまた，2020 年 12 月の ITU-T SG2 会合で AI を活用

DISAANA，LACS，ネパールでの MDRU の平時利用等した災害検知を対象に新たなフォーカスグループ Focusの事例が SG2 Q5/2 最終報告書（2） に含まれた（2021Group on AI for Natural Disaster Management（FG-年）．同報告書にはこのほかに，フェーズドアレーレーダ

AI4NDM）の設置が合意され，2021 年 3 月に第 1 回会を利用したゲリラ豪雨検知システム，防災チャットボッ

合，6 月に第 2 回会合が開催されている．洪水，地滑り，トを用いた COVID-19 対応を含む被災情報のインタラク

火山噴火，山林火災などの自然災害対応に AI を活用す

ティブな収集，地方公共団体内の業務システムの耐災害る各国の最新の取組みと，AI 用のデータモデルなど将来性向上を目的とした自律分散システム，長野県塩尻市のの国際標準化に向けた事前検討が開始されている．

スマートシティでの災害警報などが日本の事例として盛り込まれている．
ITU-D の最終報告書は国連 6 か国語（英語，フランス

８. ２ ITU-T での標準化
FG-DR&NRR の成果文書の幾つかは ITU-T で勧告として発行されている．例えば，ITU-T SG2 では前述の語，スペイン語，ロシア語，アラビア語，中国語）に翻訳され，途上国を含む全世界で参照できる．

ITU-T 勧告 E.108（9）や E.119（10）のほかに災害対応シス
テムに関する用語定義に関する E.102（15） が，そして災害対応に関して，前述のように，ITU-R での放送関が発行されている．このほか，FG

連の標準，3GPP でのモバイル通信関連の技術仕様，

成果文書には含まれていなかったものの，
前述の H.785.0

ASTAP でのアジア太平洋地域の標準での検討がある．

のように個別に検討されて勧告化されたものもある．

また，欧州標準化機関の European Telecommunications

として L.Sup35

（11）

（8）

234

８. ４ その他標準化団体での検討と災害対応のフレームワーク

SG15 では前述の L.392（5）

通信ソサイエティマガジン No.59 冬号 2021

小特集Standards Institute（ETSI）や，電気関連の標準化団体
で あ る International Electrotechnical Commission（IEC）でも耐災害 ICT の標準化検討が進められている（例えば文献（16）,（17）
）
．

9

まとめ

災害は場所と時間を選ばずに発生するため，被害を最小化するためには平時からの災害対策が重要である．そして，最新の ICT を活用することで災害時により効果的な災害対応が可能となる．日本の ICT を活用した災害対応や ICT の耐災害性を強化する研究開発は世界最先端のものであり，積極的に国際展開することで世界の災害被害の減少に貢献できる．研究開発のみならず，その国際標準化とそれを活用した国際展開を継続し，更に充実させていくことが日本に期待されている．
洪水や干ばつ等の気象災害が世界各地で激甚化・頻発化している．COVID-19 のような未知の感染症拡大も災害の一つと捉えられる．年々技術革新される ICT により，気候変動や環境問題，感染症対策を含めた更なる災害対応を地球規模で検討し，人命や財産を可能な限り保護していく必要がある．
■文献（1） F i n a l R e p o r t I T U - D S G 2 Q u e s t i o n 5 / 2 ，Utilization of telecommunications/ICTs fordisaster preparedness, mitigation and response，6th Study Period 2014-2017.
（2） Final Report ITU-D SG2 Question5/2， Utilizing
telecommunications/ICTs for disaster risk
reduction and management， 7th Study Period
2018-2021.
（3） 川本雄一， 自然災害のレジリエンス向上に寄与する
対災害 ICT 技術開発， 信学誌，vol. 103, no. 12,
pp. 1203-1206, Dec. 2020．
（4） 松ヶ谷篤史， 移動体通信事業者における災害への取組み， 信学誌，vol. 103, no. 12, pp. 1192-1195,
Dec. 2020．
（5） R e c o m m e n d a t i o n I T U -T L . 3 9 2， D i s a s t e r
management for improving network resilienceand recovery with movable and deployable ICT
resource units， April 2016.
（6） Recommendation APT APT/ASTAP/REC-02，
Standard specification information andcommunication system using vehicle during
disaster， Oct. 2018.
（7） Report ITU-R BT.2299-2, Broadcasting for
public warning, disaster mitigation and relief，
May 2017.
（8） Recommendation ITU-T H.785.0, Digital
signage: Requirements of disaster information
services, Oct. 2014.
（9） Recommendation ITU-T E.108, Requirement for

ここまで進んだ防災と ICT

disaster relief mobile message service, Jan.
2016.
（10）Recommendation ITU-T E.119, Requirements
for safety confirmation and broadcast message
service for disaster relief, April 2017.
（11）Recommendation ITU-T L.Sup35, Framework ofdisaster management for network resilience andrecovery, June 2017.
（12）M. Inoue and Y. Owada, NerveNet architecture
and its pilot test in Shirahama for resilient social
infrastructure, IEICE Trans. Commun., vol.
E100-B, no. 9, pp. 1526-1537, Sept. 2017.
（13）Contribution ITU-D SG2 188, Proposal for casestudies of e-education in rural areas throughordinary use of emergency telecommunication
systems, Sept. 2019.
（14）今 中 秀 郎， 荒 木 則 幸， ITU-T に お け る 災 害 対 応フォーカスグループの設立， NTT 技術ジャーナル ,vol. 24, no. 7, pp. 59-60, July 2012．
（15）Recommendation ITU-T E.102, Terms anddefinitions for disaster relief systems, network
resilience and recovery, Dec. 2019.
（16）ETSI TS 122 101 V14.7.0, Universal mobile
telecommunications system (UMTS); Service
aspects; Service principles, July 2017.
（17）IEC 63152:2020, 2020 Smart Cities - City
service continuity against disasters - The role ofthe electrical supply, July 2020.

長妻努

国立研究開発法人情報通信研究機構
ネットワーク研究 所レジリエント
ICT 研究センター企画連携推進室長．
博士（理学）．1995 東北大大学院地球物理学専攻博士課程了．同年郵政省通信総合研究所（現情報通信研究機構）に入所．宇宙天気予報の研究開発，レジリエント ICT の社会実証や社会展開支援に従事．

今中秀郎 （正員）NTT アドバンステクノロジ株式会社
担当部長．1987 三重大大学院工学研究科修士課程了．1987 から NTT
研究所で通信ネットワークの研究，
NTT 研究企画部門での標準化戦略担
当を経て，現在 NTT アドバンステ
クノロジで標準化支援業務を実施．
博士（工学）．ITU-T WP3/16 議長，
Q8/16 ラポータ，ITU-D Q5/2 副ラポータ．

井上真杉（正員：フェロー）
国立研究開発法人情報通信研究機構
ネットワーク研究 所レジリエント
ICT 研究センター長．博士（工学）．
1992 京 大・ 工 卒，1997 東 大 大 学
院了，郵政省通信総合研究所（現情報通信研究機構）に入所．ミリ波超高速無線 LAN，第 4 世代移動体通信，耐災害ネットワーク等の研究開
発や国際連携・展開事業等に従事．

解説

ICT を活用した災害対応と ICT の耐災害性に関する国際標準化動向

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