2018年6月29日
株式会社日立国際電気
須崎地区森林組合
高知県商工労働部産業創造課
国立大学法人 京都大学
高知県公立大学法人 高知工科大学
株式会社 ＳＴＮｅｔ
株式会社日立国際電気（以下「日立国際電気」、代表取締役 社長執行役員： 佐久間 嘉一郎）、須崎地区森林組合、高知県商工労働部産業創造課、京都大学大学院情報学研究科（以下「京都大学」）原田 博司教授、高知県公立大学法人高知工科大学情報学群 大学院工学研究科 福本 昌弘教授、株式会社ＳＴＮｅｔ（代表取締役社長 : 溝渕 俊寛）は、林業における地籍調査等の境界確定作業に、ICT技術を適用し、山中から山麓へのリアルタイム映像伝送実験に成功しました。
これにより、林業の業務効率化に貢献できることを目指します。
【ポイント】
林業においては、近年、多雨年と少雨年の降水量差が拡大する傾向にある中で、洪水や渇水が発生しやすい状況にあり、森林の水源かん養機能（水資源の貯留、洪水の緩和、水質の浄化など）への期待も一層高まっています。
そのため、山林における原木の伐採作業には、木材生産だけではなく、森林の水源かん養機能向上のためにも重要な作業と言えます。
この原木の伐採作業においては、実施前に地籍調査を行い、原木所有者を確定するため、地権者の立会のもと、土地の境界確定作業を実施していますが、近年の山林の地権者の高齢化に伴い、地籍調査における境界確定作業を、現場で行うことが難しくなっています。
そのため、原木伐採の遅延や森林組合における事務負担が増加する傾向があることから、本課題を解決できる仕組みが求められています。
その課題解決の一手段として、公的機関の人間が山中を移動しこの境界付近を動画撮影しその映像を山麓まで伝送し、地権者に山麓においてリアルタイムに確認するという方法が考えられます。
しかし、山林における地籍調査が必要な場所は、携帯電話の電波が届かない環境が多く、携帯電話回線を用いた映像確認が困難であり、広く一般に映像伝送に利用可能な無線LANを利用した場合でも、見通し外通信は数10m程度が限界です。
また、見通し外環境での映像伝送実績のある広域系Wi-RANシステムにおいても、アンテナ目前から生い茂った森林遮蔽による厳しい見通し外環境での実証は行われていませんでした。
このような背景の下、上記課題解決に向けて、広域系Wi-RANシステムの有効性について､2018年4月に高知県須崎地区で実証試験を行いました。なお、本実証試験は、須崎地区森林組合の協力を得て実施しました。
実験イメージを図 1に示します。1対1接続構成または中継接続構成にて、山麓に設置した無線機に映像伝送しながら尾根に向かい、さらに尾根を越え完全に見通し外の環境での映像伝送可能なエリアを調査しました。
山麓から尾根方向の風景を図 2に示します。森林がアンテナ目前に生い茂った厳しい見通し外環境であることがわかります。
今回は山中からの映像伝送が目的であるため、無線機とバッテリを背負子に搭載し人が背負って移動する形をとり、さらに市販のウェアラブルカメラを搭載することで見た映像をそのまま伝送する構成としました（図 3）。
本試験の結果、広域系Wi-RANシステムは森林の影響は受けるものの、数100ｍ程度の須崎地区における平均的な標高の山林であれば、尾根までに到達するまでは常時3Mbps以上の高品質な映像品質で伝送できることが確認できました。
尾根を越えた地点からの映像伝送については、1対1接続では尾根を190m程度下った場所が限界点であり、この時の地形断面図は図 5に示す通り完全な見通し外環境でしたが、1Mbps程度の品質での映像伝送が可能であることを確認しました。
次に、尾根に中継局を追加した中継接続では、尾根越えした380ｍ程度のエリアからの映像伝送も可能であることが確認できました。このときの地形断面図を図 6に示します。基地局−中継局間および中継局−移動局間のどちらも見通し外環境であることがわかります。
本試験結果を図 4の地図上にまとめました。
また、今回、ユーザメリットでもある汎用性の高い市販の双方向通信機能を有するウェアラブルカメラを用いることにより、山麓側から音声による詳細な指示を現場側に伝えることを可能としました。
なお、本システムでは多様なカメラを選定することで、ユーザの使い勝手に合わせた多彩なアプリケーションの提供によるソリューションの実現が期待されます。
我が国は国土面積の約2/3を森林が占める地勢にあり、今回の試験結果は、広域系Wi-RANシステムを利用することにより、ICTによる林業分野における社会リスクの低減や多様な業務の高度化・効率化に大きく寄与できる可能性を示すもので、過疎や従事人口の高齢化の社会課題の解決にむけた利用拡大が期待されます。
今後は以下に示す項目を順次実証予定です。また、新たに開発した小型5W無線機（図 7）使用する事で、機動性に優れたシステムとなり、更なる展開が期待されます。 そして、Society 5.0を支える基幹通信ネットワークとして確立できるようさらなる研究開発および実証を進め、着実な社会実装を目指して行きます。
図 1 実験イメージ
図 2 基地局から尾根方向の風景
図 3 山中に入る調査員の装備の様子
図 4 歩行ルートと試験結果（国土地理院地図）
図 5 基地局−移動局1対1構成での限界点における地形断面図
図 6 中継接続構成での限界点における地形断面図
| 項目 | 仕様 | |
|---|---|---|
| 通信方式 | OFDMA/TDD | |
| 変調方式 | 下り(DL) | QPSK、16QAM、64QAM |
| 上り(UL) | QPSK、16QAM、64QAM | |
| ダイバシチ受信 | 最大比合成方式（２ブランチ） | |
| 送信出力 | 5W | |
| 外形寸法 | 210(W)×140(H)×197(D) mm | |
| 質量 | 4.8 kg以下 | |
| 映像伝送速度 | 500 kbps 〜 8 Mbps | |
図 7 小型無線機（EMM-05PP）
注１） Wi-RAN（Wireless Regional Area Network）
数km〜数10kmの範囲をカバーする地域無線ネットワーク（Regional Area Network）の呼称。
携帯電話に比較して低い周波数帯（VHF帯、UHF帯）を用いて数10Mbps程度の伝送速度ながら数10kmの範囲内の通信を行う。
主に地域系のブロードバンド回線およびIoT用の広域情報収集回線としての利用が期待されている。
本Wi-RANシステムは、京都大学 原田博司 研究室において、大容量伝送するための高能率受信方式が開発され、日立国際電気により製品開発、商用化が進められている。
また、VHF帯広域系Wi-RANの無線方式である「（200MHz帯）公共ブロードバンド移動通信システム」は、地上アナログテレビジョン放送の空き周波数を用いる無線システムで、情報通信研究機構がARIB(電波産業会）標準規格化を主導、（IEEE802.16ｎ）国際標準化に取り組み、日立国際電気が商用化を行っている。
現在、省庁、消防機関等を中心とする公共ユーザに利用されている。
上記3機関（日立国際電気、京都大学および情報通信研究機構）は平成30年6月、「公共ブロードバンド移動通信システムの開発と実用化」により、電波産業会（ARIB）より電波功績賞を受賞している。
株式会社日立国際電気 事業企画本部 事業戦略部
〒187-8511 東京都小平市御幸町32番地
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お問い合わせ：http://www.hitachi-kokusai.co.jp/contact/index.html
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