避難所支援システムにおけるOpenStreetMapの利用

2016年8月6日、State of the Map Japan 2016にて発表。

Transcript

1. 避難所支援システムにおける OpenStreetMapの利用 2016年8月6日 State of the Map Japan 2016 東海職業能力開発大学校 生産電子情報システム技術科 山下幸祐
2. 自己紹介 2
3. 山下幸祐 • 所属：東海職業能力開発大学校 生産電子情報システム技術科 • Twitter：@ochaochaocha3 • 興味：Web技術、組込み技術 • マッピング – 初心者 – 生活範囲を少しずつ 3
4. 短大の卒業研究で こんなものを 作りました
5. 避難所支援システム「避難所てだすけくん」 5 太陽光 発充電 システム 避難者名簿 作成支援 システム 無線通信 システム 避難所統計 システム
6. 背景
7. 災害発生時は避難所が開設 される 7
8. 東日本大震災における課題 • 安否情報の確認困難 • 救援物資の需要の把握 –食糧の配給の過不足 –配給食糧によるアレルギー症状 • 災害時要援護者（妊婦・身体が不自由な人等） への対応 8
9. 避難者名簿作成の実情 • 解決のためには避難者名簿を作ることが有効 9 • 手作業で名簿を作成 –作成や集計が困難 –原因：電力・通信インフラ喪失 → コンピュータが使えない、通信できない • 名簿様式の不統一 –得られる情報が救援ニーズと対応しない 実情は…
10. 目標 電源喪失下でも単独で動作可能な 避難者名簿作成・伝送支援システム を作る 10
11. 避難所てだすけくんのシステム図 11 バッテリー スマートフォン タブレット端末 入力端末 「にゅうりょくん」 市役所等 災害対策本部 避難所 統計システム 避難所支援サーバー Wi-Fi 無線通信 モジュール ZigBee 無線通信 モジュール 無線通信 システム
12. 避難所てだすけくんができること 12 避難者数を数える 避難者名簿をつくる 名簿や 救援ニーズ を送る 太陽光による 充電で動く 避難者の入退室管理 救援物資配給 食物アレルギーへの対応
13. 避難者名簿作成支援システム 13
14. 用途 避難者名簿を 素早く作る 14 避難者名簿作成支援システム サーバー 入力端末
15. コンセプト • 実際に必要な情報を入力 • 災害発生当日：避難者の人数のみ • 災害発生後2日目以降：浜松市の避難者名簿様式 • コストを抑える • 避難者の識別にバーコードを利用 15
16. サーバーの構成・提供機能 16 ZigBee 無線通信 モジュール Wi-Fi 無線通信 モジュール サーバー（Raspberry Pi 2） 無線通信用 サーバー Web アプリケーション サーバー データベース 避難者の情報 を入力する 各端末との 無線通信を 行う 避難者の情報 を格納する
17. Webアプリケーション：避難者用 17 ホームページ 個人情報 アレルギー
18. Webアプリケーション：スタッフ用 18 ホームページ 登録避難者一覧 お知らせ
19. 用途 以下を素早く入力する • 避難者の人数 • 入退室情報 避難者の識別 バーコードをリーダーで読む サーバーとの通信 ZigBee無線通信 19 避難者情報入力端末
20. 避難者名簿作成支援システムの運用実験 • 浜松職業能力開発短期大学校の避難訓練で 実施（2015年11月19日） • 約150名が参加 • 10分間で避難者数を何人分数えられるか？ –避難者数＝参加者の家族の人数 20
21. 避難者名簿作成支援システムの運用実験 運用実験の様子 10分間で数えられた人数 21 567人
22. 実証結果 避難者名簿作成支援システムを使うと 数百人規模の大きな避難所でも 避難者数を素早く把握できる 22
23. 無線通信システム 23
24. 無線通信システム • 避難所情報の無線データ通信を可能にする • ディジタル簡易無線を使用：無線免許不要 24 避難所 市役所 災害対策本部 救援物資の送付 避難所の状況
25. 中田島砂丘 付近 浜松職業能力開発 短期大学校 © OpenStreetMap contributors 避難所データの通信実験 2.6 km 約2.6 kmの距離で 避難者数の無線データ通信ができた
26. 避難所統計システム • 災害対策本部で使用する Windowsアプリケーション • 避難所に置いたサーバーと データ通信 • 避難所の情報を地図上に 可視化 • OpenStreetMapのデータを 使用 26
27. 避難所統計システム（避難所みえるんです）
28. 避難所統計システム（避難所みえるんです）
29. 避難所統計システム（避難所みえるんです） 29
30. 避難所統計システム（避難所みえるんです） 30
31. 避難所統計システム（避難所みえるんです） 31
32. 避難所統計システム（避難所みえるんです） 32
33. 地図表示の仕組み 33 JSON ファイル アプリケーション 避難所情報を 受信 Web ブラウザ 部品 書き出し HTMLファイル JavaScriptで 読み込み 地図描画 Leaflet 表示
34. 通信インフラ途絶下での地図描画 • あらかじめ地図のデータや画像（タイル）を用意 しておく • 必要な地域のデータ・必要なズームレベルに限定 し、容量を抑える – 今回は浜松市南区、ズームレベル13〜15のみ用意した （画像サイズ：約9 MB） 34 通信インフラが途絶した場合でも 地図を表示できるようにするには…
35. 地図データのダウンロード Planet.osm extracts (BBBike.org) • http://extract.bbbike.org/ • 地図上で指定した領域の 地図データをダウンロードする ことができるサービス 35
36. 地図画像（タイル）の生成 1. ダウンロードした地図データをPostgreSQLに 取り込む（osm2pgsql） 2. CartoCSS・OpenStreetMap Cartoを使用して Mapnikの設定用XMLファイルを作る 3. Mapnikを使用して地図画像を生成する – OpenStreetMap.orgで使われているスクリプトを一部変更して使用 – http://svn.openstreetmap.org/applications/rendering/mapnik/generate_tiles _multiprocess.py 36
37. OSMだからできたオフラインレンダリング Googleマップ • APIはインターネット上 – 通信インフラ途絶時は使えない • タイルのダウンロードは規約 で禁止されている – https://developers.google.com/ma ps/terms の10.1 OpenStreetMap • オープンデータ • タイル生成・描画のための ツールが充実 – すべてオープンソース ソフトウェア 37
38. 今後の課題 • 地図上に表示するデータの種類を充実させる • 無線通信の距離や信頼性を向上させる • 使いやすい検索機能を実装する • 地図データの変更や更新を行いやすくする • 地域の方にとって使いやすくなるように改良 する 38
39. 謝辞 • 共同研究者 – 株式会社ユー・エス・ピー 天城康晴様 – アツミ特機株式会社 山口高男様 – 株式会社シーポイントラボ 小川拓也様 – 神奈川工科大学 安部惠一准教授 • 静岡県危機管理部 – 竹馬徹様 – 内山敬介様 • 浜松市 – 栗田幸紀様 • 下り専門さん • 浜松職業能力開発短期大学校 – 西出和広講師 – 橋本隆志准教授 – 前年度まで制作を行った先輩方 – 川合寛人氏 – 久野雅治氏 – 福田万希也氏 – 花崎祐貴氏 – Hoang Huu Dung氏 39
40. まとめ • 組込み技術とWeb技術を組み合わせて 避難者名簿作成・伝送支援システムを製作した • システムの運用実験を行い、迅速な避難者情報の 入力と伝送が行えることを実証した • OpenStreetMapのデータと関連ツールを利用し、 通信インフラ途絶下でも収集した情報を地図上で 可視化できるようにした 40
41. 補足 41
42. ソフトウェアのURL • osm2pgsql – https://github.com/openstreetmap /osm2pgsql • CartoCSS – https://github.com/mapbox/carto • OpenStreetMap Carto – https://github.com/gravitystorm/op enstreetmap-carto • Mapnik – http://mapnik.org/ • 避難所てだすけくん – 制作したソフトウェア – https://github.com/hinanjo- tedasukekun 42
43. 無線通信システムの特徴 • ディジタル簡易無線機を使用 • 使用周波数帯域351 MHz • 長所 – 無線免許がなくても使用可能 – 音声通信及びデータ通信が可能 – データの暗号化が可能 – 無線機の出力は5 Ｗ – 約10 kmの範囲で通信可能 • 短所 – 1度に5分以上送信できない 43