日本ソフトウェア科学会第 37 回大会 (2020 年度) 講演論文集

ICT を用いた北海道新幹線内での新たな楽しみの提供に関する研究
石川 空人

伊藤 恵

本研究では，北海道新幹線の乗客に新たな鉄道旅ならではの楽しみを提供するシステムの開発を行う．鉄道旅において，車窓からの景色はその醍醐味の 1 つであり欠かせない要素である．北海道新幹線は札幌までの延伸が進んでおり，その総延長 360.3km のうち 74%にあたる 265km がトンネル区間である．トンネル区間では車窓からの景色を楽しむことができないことや，またそれによってコミュニケーションをとるきっかけを 1 つ失うなどの課題がある．
既存の研究やサービスでは，鉄道旅ならではの楽しみが提供されていないことや，トンネル内では不向きな GPS が使用されるなど不十分な点がある．本研究では，BLE ビーコンや AR を用いた，トンネル内でも本来トンネル外にある景色を仮想的に体験できるシステムや，乗客同士が容易にコミュニケーションをとれるシステムの検討・開発によって，課題の解決を目指す．

In this research, we will develop a system that provide new only train trip pleasure for passenger on Hokkaido
super express. The view from the train window is important and indispensable at train trip. Extension of
Hokkaido super express to Sapporo is in progress, and that has a total length of 360.3 km, of which thetotal length of the tunnel is 265 km, which is 74% of the total length. Inside the tunnel, there are problems
such as passenger are not able to enjoy view from the train window, and also causes one of the triggers
of communication between passengers to be lost. And existing research or service is not enough, because
those does not provide pleasure of trip by train, or because those use the GPS not suitable for use inside thetunnel. In this research, we aim to solve those problems by developing a system that capable of experience
view outside of tunnel or capable of communicate passengers each other easily.の醍醐味の１つであり，欠かせない要素である．しか1 はじめにし，トンネル内の走行が多くを占める北海道新幹線に北海道新幹線とは，新青森駅と新函館北斗駅を結おいて，乗客が車窓からの景色を楽しむことは難し

ぶ整備新幹線である．北海道新幹線は，長万部駅や新い．トンネル外であっても防護壁が設置されるなど，小樽駅（仮称）などを途中駅とした日本海側を経由同様に車窓からの景色を楽しみづらい現状である．まするルートで札幌駅までの延伸が決定しており，現在た，車窓からの景色が楽しめない課題は，乗客同士のも工事が進んでいる．札幌まで延伸された際の北海コミュニケーションがとりにくくなる課題も生む．自道新幹線の区間となる新青森駅-札幌駅間の総延長は

動車内では視野の共有が会話の成立に非常に重要な360.3km であり，そのうち約 74%にあたる 265km が役割をもっていると示唆されており [3]，鉄道内におトンネル内の走行となる．また，現在開業している新いても同様であると考えられる．したがって，視野の青森駅ー新函館北斗駅間の総延長は 148.7km であり，共有，すなわち車窓からの景色の共有は会話を成立さそのうち約 65%にあたる 97km がトンネル内の走行せるために重要な役割を担っているといえる．そこでをしている．鉄道旅において，車窓からの景色はそ

本研究では，車窓からの景色をスマートフォン等を用いて仮想的に体験できるサービスや，車両内でのみ使Research of Providing New Pleasure on Hokkaido Super Express Using ICTTakato Ishikawa, Kei Ito, 公立はこだて未来大学, Future
University Hakodate.

用できる乗客同士のコミュニケーションツールの開発をもって，前述の課題の解決を試みる．
本稿では，第 2 節で鉄道内で提供するサービスに関する関連研究について述べる．第 3 節では，ICTい車窓からの景色を補完できることを期待する．本シを用いた楽しみの提供に関して具体的なアプローチ

ステムは北海道新幹線に乗車中の乗客のみが使用で法を述べ，第 4 節で提案するシステムをより詳しくきるように実装する．これは，そもそも車窓からの景述べる．最後に第 5 節で，本稿についてのまとめを

色はその車両に乗った乗客のみが楽しめる限定的な述べる．

ものであり，それを補完する本システムでもその限定的な楽しみを再現するためである．そのために，ユー2 関連研究

ザが北海道新幹線に乗車中の乗客かどうかを判定す

2. 1 孤独で退屈な通勤電車を楽しくする共体験るために測位技術を用いる．本研究では測位技術に，サービスBLE ビーコンを用いる．

近藤らの研究 [4] では，電車の車両内を劇場に見立てて，スマートフォンを用いて車内で乗客同士の一期

3. 1 BLE ビーコンの採用一会の出会いを繋ぐサービスを提供している．ユーザ

BLE ビーコンとは，低消費電力の近距離無線技があらかじめ自分のプロフィールを登録して乗車し，術である BLE(Bluetooth Low Energy) の電波を発同じ電車内に居合わせた人のプロフィール情報や季節する機器である．BLE ビーコンは固有の識別情報や地域の情報を使用して選曲された音楽を楽しむこ(UUID，Proximity，Major，Minor) を持っており，とができる．本研究と車内にいる人のみが使用でき発する BLE の電波を介してそれらが伝送される．スるサービスである点で関連しているが，本研究では，マートフォンなど BLE に対応しているデバイスが，より鉄道旅ならではの楽しみを提供できるようなシ専用のアプリケーションを通じて BLE ビーコンの電ステムについて研究する．

波を受信し，その電波によって伝送される固有の識別情報によって測位をすることができる [2]．本研究2. 2 つぶやき電車：鉄道利用者のための情報交換
メディア

では，新幹線車内に BLE ビーコンを設置することによってユーザの測位をし，新幹線車内にいる乗客か伊藤らの研究 [1] では，同じ電車に乗っている人，どうかを判定する．測位技術は GPS が使用されるこ

また先行・後行している電車内の人が発信したつぶやとが一般的であるが，BLE ビーコンを使用するにはき（Tweet）のみを表示するタイムラインを提供して以下の理由がある．まず，北海道新幹線はトンネル区いる．GPS を用いて取得した位置情報をもとに該当間が多いため，GPS が不向きなことである．次節でする電車に乗っているユーザを判別し，Twitter API述べる提案するシステムでは，新幹線のおおまかなを用いて Tweet の投稿・取得を行っている．この研

走行位置を測位するために補助的に GPS を使用する

究では，GPS を使用して位置情報を取得しているこ場合もあるが，ユーザの測位にはトンネル区間が多とからトンネル区間が多い北海道新幹線では不向き

くても常にユーザの測位が可能な BLE ビーコンを用であるため，本研究ではそういった北海道新幹線内でいる．次に，多くのスマートフォンに BLE ビーコンも確実に位置情報が取得できる方法を検討しながら，の電波を受信することができる機能が付いているた

車内にいる人のみが使用できるシステムの検討・開発

め，車両に BLE ビーコンを設置し，ユーザがスマーを進める．その中でも，補助的に GPS を使用する可トフォンに提案するシステムを実装したアプリケー

能性もあるため，伊藤らの研究を参考にしていく．

ションをインストールするだけで，容易にシステムを使用できるからである．続いて，本システムは北海道

3 ICT を用いた楽しみの提供

新幹線以外の鉄道への応用も視野に入れているため，

本研究では，北海道新幹線の乗客に新たな鉄道旅沿線に乗客以外が立ち入ることのできやすい在来線鉄ならではの楽しみを提供するシステムの開発を図る．

道などでも乗客だけが使用できるよう，より精度の高このシステムによって，北海道新幹線では楽しみにくい測位が必要となるからである．最後に，BLE ビー

コンは比較的安価であり，鉄道会社が導入しやすいと

度 0km/h から 100km/h，および 120km/h まで全て考えられるからである．の速度下で検知可能であった．

3. 2 予備実験

表1

自動車・在来線車両内での BLE ビーコン信号の検知可否

新幹線車内のような，高速で移動するような状況下走行速度

自動車内

在来線車内

0 km/h

○○3. 2. 1 方法

10 km/h○○

様々な速度や車内の環境下で検証するため，自動20 km/h○○

車・在来線車両の 2 通りの車両内で予備実験を行っ

30 km/h○○

た．測位をしているか否かの判定は，2 種類の車両と40 km/h○○

で共通して，BLE ビーコンから発せられる電波を受50 km/h○○

信しその識別情報を表示する iOS アプリケーション

60 km/h○○である「DNP BLE ビーコン検知アプリ v2.0.5」を70 km/h○○

用いて検証した．以下に，自動車・在来線車両のそれ

80 km/h○○ぞれでの方法を示す．なお，新幹線車両内でも今後実90 km/h○○

施予定である．

100 km/h○○

110 km/h-○

120 km/h-○でも，BLE ビーコンを用いた正確な測位が可能であるかを検証するため，予備実験を行った．

• 自動車内乗用車を用いて高速道路上で実験を行った．運転手には，自動車が停止した状態から走行速度を 100km/h まで加速するよう教示した．発進か4 提案するシステム

ら加速を完了するまでの走行速度 0km/h から本研究で提案するシステムは，4.1 小節および 4.2

100km/h の間で，10km/h 加速するごとに BLE

小節で述べる 2 つのシステムを候補とする．それぞビーコンの信号検知の可否を検証した．今回走行れのプロトタイプを開発して実験を行い，それぞれのした区間には，トンネルは無かった．

有用性を検証する．その後，より有用とされたどちら• 在来線車内

か一方のシステムの開発を進める．

函館駅-新函館北斗駅を結ぶ「快速はこだてライナー」の車内で実験を行った．実験中は，運転席の速度計が目視できる場所に立ち，走行速度4. 1 トンネル外の景色を仮想的に体験できるサービス

0km/h からこの列車の最高速度である 120km/h

このシステムでは，スマートフォンなどのデバイスの間で，10km/h 加速するごとに BLE ビーコン

上で，本来トンネル外にある景色を AR や動画などの信号検知の可否を検証した．今回走行した区間で再現し，仮想的に体験できる．図 1 にシステム構成には，トンネルは無かった．

を示す．まず，新幹線車両内に設置された BLE ビー

3. 2. 2 結果

コンは，常に BLE 信号を発し，識別情報を伝送する．

それぞれの車両内での予備実験結果を表 1 に示す．

アプリケーションは BLE ビーコンからの識別信号を

表中では，各速度下において BLE ビーコンの信号検受信し，新幹線内に設置された BLE ビーコンの識別知が可能であれば ○ ，不可であれば × で表し情報と一致した場合に限り，サーバへの接続をする．

た．ここで，意図した BLE ビーコンの検知がされ，サーバへの接続後は GPS を用いてトンネル外でのみ識別情報が表示されれば検知可能と判定した．自動車

新幹線車両の走行位置を測位し，トンネルの入り口と内と在来線車内ともに，それぞれ実験を行った走行速

出口を検知する．新幹線がトンネルの入り口に近づいションのユーザは，同じ車両内の乗客と文字を使っていることを検知すると，アプリケーションはサーバて自由に会話をすることができる．チャットサービスに車両の位置情報を送信してサービスの提供をリクの提供は，「Messaging API」などの既存の仕組みをエストする．サーバは位置情報から車両がどのトンネ使用する．ここで，乗客同士のトラブルを避けるた

ルに入るのかを判別し，そのトンネルの外の景色を楽めに，文に使用できない単語（NG ワード）を設定す

しめるような AR コンテンツや動画コンテンツをアる．NG ワードはあらかじめアプリケーションに登録プリケーションに提供する．車両がトンネルから出るしておき，それを含む文は送信できないように実装すと，アプリケーションは再び GPS を用いてトンネルる．また，一定時間会話がされなかった場合は，botから出たことを検知しサーバへサービス提供の終了を使用して，会話のきっかけとなりうるような情報をリクエストする．以上のように新幹線の走行中は，を，チャットへ発信する．システムの使用中，アプリ

BLE ビーコンを用いてユーザの測位，GPS を用いてケーションは連続的に BLE ビーコンからの信号を受トンネル外でのみ車両の測位を連続的に行いながら，信し，常に識別情報が新幹線内の BLE ビーコンのも様々なトンネル内でサービスを提供する．のと一致するかを判定する．BLE ビーコンからの信号を受信しなくなった，または受信しても新幹線内のBLE ビーコンの識別情報とは一致しない場合は下車したとみなし，チャットへの参加は不可とする．

図1

トンネル外の景色を仮想的に体験できるサービスのシステム構成

4. 2 車両内でのみ使用できる乗客同士のコミュニケーションツール
このサービスは，北海道新幹線に乗車中の人のみが使用できる，同じ車両にいる乗客同士のコミュニケーションツールである．これにより，車窓からの景

図2

車両内でのみ使用できる乗客同士のコミュニケーションツールのシステム構成

5 おわりに色が楽しめないことによって乗客同士がコミュニケー

本研究では，トンネル区間が多く車窓からの景色ションをとりにくくなる課題の解決を試みる．図 2 にを楽しみにくい北海道新幹線の乗客に．それを補完システム構成を示す．まず，新幹線車両内に設置されする鉄道旅ならではの楽しみを提供するシステムのた BLE ビーコンは，常に BLE 信号を発し，識別情開発を目指している．現在までは，測位技術に BLE報を伝送する．アプリケーションは BLE ビーコンかビーコンを選定し，それに伴う予備実験を行い，候補らの識別信号を受信し，新幹線内に設置された BLEとするシステムの設計を行ってきた．北海道新幹線内ビーコンの識別情報と一致した場合に限り，サーバへでの BLE ビーコンの予備実験や，補助的に使用するの接続をする．サーバは接続されたアプリケーション

GPS の可用性についての検証を今後行っていく．そを車内の乗客同士のチャットルームへの接続を許可す

れらの結果を踏まえ，候補とする２つのシステムを軸る．チャットルームへの参加を許可されたアプリケーに開発するシステムの検討・開発を進め，問題の解決

を図る．

参 考 文 献[1] 伊藤可久, 小川克彦: つぶやき電車: 鉄道利用者のための情報交換メディア, 情報処理学会インタラクション
2010, (2015).
[2] 国土交通省 国土地理院測地部: 屋内測位のためのBLE ビーコン設置に関するガイドライン, (2018).
[3] 藤田恭平: 認知フレームの分割と多重化が自動車内会話に及ぼす影響に関する研究, 北陸先端科学技術大学院
大学修士論文, (2015).
[4] 近藤孝哉, 岡崎博樹, 上林憲行, ほか: 孤独で退屈な通勤電車を楽しくする共体験サービス Theater intrain の開発, 第 79 回全国大会講演論文集, Vol. 2017,
No. 1(2017), pp. 379–380.