測位衛星を活用した沿岸と中山間地域の課題解決－獣害対応・遭難等の万能救助システム
USRS（Universal Shared Rescue System ）－舞鶴工業高等専門学校 内海康雄
株式会社テックス 鈴木直康
伊藤忠テクノソリューションズ株式会社 佐野木良生
一般財団法人宇宙システム開発利用推進機構 松岡 繁

システム名称と開発・実装の方針• システム名称
Universal Shared Rescue System : 万能救助システム→USRS （ユーザス）• ＳＤＧｓを遵守し、持続可能なサービスを構築する。
• 持続可能な国費の支出が減る方式を採用する。
• 通信網は、国、自治体などの通信インフラを使用する。
• 受信機のゲートウェイはキャリアの網を使用しクラウドに送信する。

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背 景

北近畿地域の課題

北近畿の沿岸と中山間地域では人口減少が続いており、多様な地域課題を抱えている• 関係機関の方針・理念を調査したところ、課題群はおおむね4つに分類できる
少子高齢社会
安全・安心
環境・エネルギー
持続可能性 人材育成
• SDGsのウェディングケーキを基にしてSDGsと紐づけできることが分
かった →本プロジェクトについては
目標8.働きがいも経済成長も 安全な作業と獣害対策のビジネス目標9.産業と技術革新の基盤をつくろう ICT化への対応
目標11.住み続けられるまちづくりを 獣による被害の防止
目標15.陸の豊かさも守ろう ヒトと獣の共生
目標17.パートナーシップで目標を達成しよう 新たな繋がりを作る• 業務の効率化による生産等におけるCO2排出量の低減
3•システムの開発・実装の方針•

また北近畿の20余のステークホルダからなる地域プラットフォームを設立• SDGsを踏まえた話し合いを経て次の課題に取り組んでいる
１）漁業従事中の落水による海上遭難者の早期発見システム
２）サル・イノシシ等の位置決めによる獣害対策システムである• 測位衛星のデータを利用して対象に取り付けた子機の位置決めを行い、親機へ920MHｚのサブギガ帯の通信により救難信号を発信する。実証実験では40kmと200㎞の通信を確認している。

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獣害等および海陸共用のシステム
サル、クマ、シカなど移動などの動作による振動で発電し、LoRa（920MHz）で送信する。
移動中のエネルギーで発電し、GPS測位と位置情報送信を行う。
３０分～１時間に１回の送信の為バッテリは小型＆軽量の物となる。
移動時の運動エネルギーで送信する為メンテナンスフリー、２～３日送信されない事で、破損や死亡と判断可能。

人は■遭難ポスト
登山道の途中に、基地局へ電波が届く場所に送信機を設置発電ハンドルを（１０回程度）回し、バッテリに充電する。
遭難ボタンを押すと、位置情報と共に遭難を伝える。
■登山者ビーコン
登山者の歩行電力で、３０分間隔に緯度経度を送信する。
遭難時は、遭難ボタンを押す。遭難時は内蔵コイン電池を使用し７２時間電波を送信する。電力が足りない場合は、１０回程度振る事で充電し、遭難ボタンを押す。 コイン電池は１０年程度保管可能なものを使用する。

基地局
LoRa（920MHz）は、スマフォでもプラチナバンドと呼ばれる周波数帯を、使用する事により、受信機を電源がありなるべく高所に設置する事により、１個所の受信機で半径10km程度受信する。

移動時の運動エネル
ギーで発電受信したデータは、LTE-Mなどの安価な回線を使用しクラウドサーバに送信する。

防災ポスト、発電レバー
運動エネルギーで発電

獣害及び人の遭難を同じ基地局で受信する・害獣が向かっているのを通知（自治体やスマートフォンなど）
・将来近づいたら、首輪に低周波電流を流す

メンテナンスフリーを実現する為行動電力で、サブギガ＋見通し200Kmの特定小電力電波を送信するシステムで構築。
受信機のみは、携帯電話などの基地局など電力がある場所に設置する。
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基礎技術は見通し200Kmのサブギガ送受信
・SonyのELTRESは、見通し200Kmだがキャリア契約が必要なLPWA通信
送信機１台毎に月額費用が発生
・日本の既存通信モジュールで、見通し200Km飛ぶものがある。
送信機の月額は発生しない。
→こちらを採用
どちらも基地局には、商用回線を使用するが、商用LPWAのLTE-Mを使用する事で、数百円／年～ で対応可能。
地方自治体の固定予算としても安価
どちらも９２０MHzのサブギガ帯の為、ある程度、通過や回り込みはあるので、到達性能は高い
どちらも地球は丸い為、２００Km通信する為には、受信機を高所に設置する必要がある。
２００Km通信の時は、高度が双方６００ｍ以上か１２００ｍ必要6見通し２００Kmの測定事例• 伊豆半島の標高６００ｍを超える公園•茨城県の山腹の公園

・小型の受信機で４０Km
・東京の汐留から富津までは届きました

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受信機と商用回線のエリアについて• 日本の海岸線は、ほぼドコモ、KDDI共にエリア内です。
• 陸地は 内陸が強くなってきたKDDIでもおおよそ岐阜県の４０％長野の４０％はエリア外です。
→遭難対応は、USRSシステムで中継する

KDDIのエリア8

内陸部の通信をカバー
・市街地は、数キロ毎に受信機を設置する。
自治体の関連建屋に設置する事で、大部分をカバーできると思われる。
例．岐阜の美濃市役所、下呂市役所、郡上市、福井県大野市役所から5キロで右記です。
地面から３０ｍ程度程度もしくは、市内の一番高い山にアンテナを設置する。

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海上構成

【GNSS (GPS QZS)】

L1、L2信号など【マルチデバイス】【受信機】【GPS端末】
LPWA
LTE

公衆網

端末ID / 緯度・軽度 情報【管理サーバ】

船舶からは、上部デッキや風船などによる中継受信機を上げるなどを⾏う
1. GPS端末
2. 受信機 受信機は船内、中継器をデッキ上部や気球で上げる
3. 受信機の管理PCやタブレットもしくは管理サーバのURLのブラウザ上に表示
4. 地図は、Googleやゼンリンの地図を使⽤したいが、ラスタで簡易表示も可能
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動作手順の例 １・船舶は気候観測気球を使用し中継器を上げる
・航空機及びヘリコプタは６０ｍまで上昇すると半径４０Ｋｍまで受信可能
・受信機は、「発見」「緯度、経度」などを音声で読み上げる対応が可能。

救援信号を検出しました。 ００００番
緯度 XXX.XXXX 経度 YYY.YYYYY」
搭乗者の方々は、目視での捜索に専念できる。
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動作手順の例 ２送信機から音声案内とメッセージ送信• 送信機にスピーカーと返事スイッチ• 中継器や受信機から、定型メッセージを送信し送信機ではそれに応答する事ができる• 提携メッセージの例「救助隊が電波を受信しました」「救助に向かっています到着までおおよそ００分です」「何かケガなどありますか？」で回答「他に人はいますか？」で回答• ３２種類程度の定型文を検討中
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京都府・福井県県境の青葉山での実証実験• 本実験では、サブGHz帯のビーコンと、長期にわたりデータ収集が可能な、小型軽量で省電力デバイスを開発することにより、害獣の生態をより正確に把握し対策に寄与することを目的としている。
• 本デバイスを実際の登山道で試験を実施し、電波の受信性能を測定する。
• また、実際にデータ取得可能なデバイスとして提供可能にしていくにあたり、京都府と福井県にまたがる、青葉山にて実証実験を行った。
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対象地域と使用機器
・実証実験シナリオ
検証システム
場所：青葉山
天候：雨時々曇り
ルート：青葉山ハーバルビレッジ駐車場⇔中山口⇔金比羅神社間往復
・使用機器

送信機 電源：
単３×４本
青葉山ハーバルビレッジ駐車場に設置

受信機 電源：USB電源腕に装着し青葉山に移動しながら受信検証するシステムの概要

受信機２台を小型パソコンに接続しデータを記録

２分毎
日時を送信

実際の記録データ
データの送信日時

電波受信強度、固定データ[2022-12-02 09:45:19.158] -21,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 09:47:19.957] -36,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 09:49:21.905] -30,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 09:51:23.860] -25,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 09:55:27.805] -24,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 09:57:29.812] -62,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 09:59:31.833] -75,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 10:01:33.873] -91,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 10:03:35.895] -98,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 10:05:37.966] -101,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 10:07:40.022] -97,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 10:09:42.091] -103,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 10:11:44.180] -105,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 10:13:46.265] -102,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 10:15:48.354] -96,0,0,221202,101125,N,0,E,0[2022-12-02 10:17:50.457] -97,0,0,221202,101125,N,0,E,0

検証結果
・２台の試験機の内、１台はパソコンアプリケーションが終了していた為、１台分のデータのみ記録が出来た。
・記録できた１台について、往復で１５０分間の試験時間であった。
・送信機は、２分間隔で１回データを送信し、３回連続取得出来なかったのが１回、２回連続取得出来なかったのが２回発生した。
未受信の場合の時間は、３回連続＝８分間、２回連続＝６分間となる。
・実際の時刻と電波の受信感度の関係は、次ページに掲載する。
・試験時間の最低電波強度は、-124dBと最低受信感度の-134dBより10dB高い数値だった。
・今回は、スペクトラム拡散設定のうち、２番目に性能の高いSF10を使用しており、伝達性能が最も高いSF12より劣る条件での試験であったが、余裕のある結果となった。

ご清聴ありがとうございました18