Wi-SUNによるモニタリングシステムの研究

Wi-SUNを用いた無線センサーネットワークによる鉄道設備のモニタリングシステムの研究開発を行っています。

1.はじめに

列車を安全に走行するためには、構造物、軌道、電力、信号通信等の設備を適正な状態に維持する必要があります。そこで、鉄道設備の状態監視に適用する通信ネットワーク基盤技術を確立するため、近年国際標準化されたWi-SUNと呼ばれる国産の無線センサーネットワーク技術、多数のセンサーから効率よくデータを伝送できるネットワーク制御技術を鉄道に適用するための研究開発を実施しています。

2.鉄道環境における通信ネットワーク基盤システムの適用条件

鉄道設備のモニタリングの現状等を把握して、鉄道向けのアプリケーションを開発する上で考慮すべき諸条件を整理しました。また、これら諸条件を踏まえて各鉄道設備のモニタリングに要求されるセンシング項目やセンシング頻度、環境条件などの適用条件をまとめました(表1)。

表1 地上側での監視項目と要件(抜粋)

3.鉄道総研構内試験線沿線における伝送特性の検証試験

鉄道総研の構内試験線沿線に11台のWi-SUN規格の無線機を搭載した加速度センサーを設置して鉄道環境における基本的な伝送特性の検証試験を実施しました(図1)。

図1 Wi-SUNを用いた通信ネットワーク基盤システムのプロトタイプ

4.車上におけるセンシングデータ取得試験

「Wi-SUNセンサーによる鉄道車両の走行時の加速度データの取得」ならびに「鉄道車両の走行時の通信状態の確認」を目的に、鉄道総研の試験用電車を用いた実証試験を実施しました(図2、動画1)。

図2 車上におけるセンシングデータ取得試験の概要
動画1 試験用電車を用いた走行試験

5.模擬盛土におけるセンシングデータ取得試験

「Wi-SUNセンサーによる盛土崩壊時の加速度データの取得」、ならびに「雨中および盛土崩壊時の通信状態の確認」を目的に、鉄道総研の大型降雨実験装置を用いた実証試験を実施しました(図3、図4)。

図3 模擬盛土におけるセンシングデータ取得試験の概要
図4 大型降雨実験装置を用いた盛土崩壊試験

6.今後の計画

今後も引き続き、Wi-SUNを用いた無線センサーを含む通信ネットワーク基盤システムのプロトタイプを対象として、鉄道総研が所有する雪害防止実験所等の試験設備を用いて、Wi-SUNを用いた通信ネットワーク基盤システムの有効性を評価・検証する予定です。

*本研究成果は、国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT)の委託研究「ソーシャル・ビッグデータ利活用・基盤技術の研究開発」により得られたものです。

参考文献

  1. 羽田明生、川﨑邦弘、岩澤永照:鉄道業務用通信ネットワークの設計手法、2015年電子情報通信学会総合大会、D-1-3、2015
  2. Zhi Liu, Toshitaka Tsuda, Hiroshi Watanabe, Nagateru Iwasawa, Akio Hada:“Sensor Data Characteristics in the Wireless Train Track Unusual Notification”, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Technical Committee on Communication Quality, 2015
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