山間部道路の安全警報システム

プロジェクト概要

本プロジェクトでは、著名なスマート交通データ調査会社と協力して「スマート山間部道路安全警報装置」を開発し、YenProtek があらゆる基盤技術を支援しました。製品は主に嘉義県の梅山（県道166号）や龍美（県道129号）などの観光ルートへの設置が計画されています。これらの地域は道路状況が悪く、急カーブや分岐路、急勾配が多いうえ、車1台しか通れない区間も少なくありません。特に交通量の多い休日には、ドライバーが前方の交通状況を十分に把握できずに判断を誤り、交通事故が発生していました。また、辺ぴな地域に道路安全監視システムを設置する場合、地形の制約から配電が難しく施工の難度も高いため、多額の設置費用やその後の保守コストがかかりがちです。こうした困難を克服することも、本プロジェクトの大きな課題の一つでした。

お客様の複数の要件を踏まえ、屋外の辺ぴな地域、山間部、特殊な道路区間向けに「スマート山間部道路安全警報装置」を研究開発しました。その目的は、リアルタイムかつ明確な LED 信号灯の点滅によって、対向車や分岐路からの車両がすでにカーブや狭い区間に進入していることを示し、道路利用者に対向車への注意を促して狭いカーブへの同時進入を避けさせることで、狭いカーブでの無理なすれ違いによる事故や渋滞を減らすことです。屋外でのワイヤレス用途を考慮して防水設計を採用し、変化の激しい山間部の屋外環境にも耐えられるようにしました。さらに、山間部の辺ぴな地形に適応するため、給電には環境グリーンエネルギー（太陽光または風力）を採用しています。商用電源を新たに引き込むコストや煩雑な工事を考える必要がなく、地形や場所に制約されずに設置できるため、より安全で設置しやすく、施工コストも抑えられ、システムの適応性も大幅に向上しています。

リアルタイムの警報機能に加え、システムは収集した車両と警報に関するデータをクラウドへアップロードするため、交通管理機関は各設置区間の管理とシステムの保守をより効果的に行えます。交通管理の効率を高め、システムの保守コストを削減して、スマートで安全な交差点を実現し、安心して通行できる環境をつくります。

山間部のスマート安全警報システムのプロジェクトはすでに嘉義の山間部の複数箇所に実際に設置され、良好な成果を上げています。嘉義県政府は、山間部の住民や観光客の走行の安全性をさらに高めるため、設置箇所の拡大を計画しています。

プロジェクト情報

クライアント / 現場: 嘉義県政府
プロジェクト期間: 2019-2021
カテゴリ: # スマート交通 # 警報システム
センシング技術: 赤外線センシング技術

実施方法と機構設計

システムでは、カーブの手前や分岐路の交差点の道路脇に車両センサーを設置します。車両センサーは演算ロジックと組み合わせて、通過する車両の種類を識別し（バイク、自転車、歩行者を除外）、車両の進行方向を判別します。車両が交差点を通過したり、カーブの死角に入ったりすると、警報が必要な道路の反対側で警告灯を作動させ、道路利用者に対向車への注意を促します。警報を発すると同時に関連データをネットワーク経由でクラウドへアップロードするため、関係機関は遠隔から直接監視できます。

「山間部スマート安全警報システム」は、少なくとも2組の車両センサーとクラウドシステムで構成されます。車両センサーは主に、赤外線センシングモジュール、LED 警告灯、電源、制御システムで構成されています。主に屋外に設置して使用するため、設計段階ではできる限りすばやく簡単に着脱できるようにし、オーナーの設置や保守の難度とコストを下げられるよう配慮しました。本体の材質には十分な強度と優れた耐候性を確保できるステンレスを採用しています。

赤外線センシングモジュール

2組の赤外線センサーで、通過する車両の種類と進行方向を判定します。
シングルビーム赤外線センサーを採用し、有効範囲 15M で山間部の一般的な道路幅をカバーします。
赤外線の送信モジュールと受信モジュールは、道路の両側にそれぞれ設置します。送信側と受信側を1組として向かい合わせ、送信側から受信側へ赤外線ビームを照射し、車両が通過してビームが遮られると車両の通過を判別します。2組の赤外線センサーを同じ交差点に 1M 間隔で設置することで、車両の種類と進行方向を効果的に判定できます。

警告灯

LED 警告灯は警告標識とともに鋼管に固定して道路脇に設置し、主に対向車への警告を行います。

電源ボックス

ステンレス製の筐体で、内部に電池を収納でき、太陽光電源管理モジュールも固定できます。側面の開口部で配線しやすく、背面のフック構造で鋼管に簡単に固定できるため、迅速な施工に役立ちます。
太陽光電源システムから赤外線センサーの送信側と警告灯に電力を供給します。
太陽光電源モジュール：60W のソーラーパネルと電源管理モジュールでシステムに電力を供給します。55AH の電池と組み合わせることで、直射日光のある晴天時には 1～2 日で電池を満充電でき、満充電後は太陽光で充電できない雨天や曇天でも 7～10 日間使用できます。

制御ボックス

ステンレス製の筐体で、側面の開口部で配線しやすく、背面のフック構造で鋼管に簡単に固定できるため、迅速な施工に役立ちます。
太陽光電源システムから電力を供給し、制御モジュールが車両センシングと警告灯を制御するとともに、ネットワークに接続して関連情報をクラウドシステムへアップロードします。
制御基板：2つのコントローラーモジュールで構成され、一方がセンサー入力と警告灯出力を処理し、もう一方が NB-IoT でデータをクラウドへアップロードします。入力側はフォトカプラでセンサー情報をアナログ入力し、出力側はリレーモジュールで警告灯を制御します。さらに ADC による電圧センシングで電池残量を監視します。

クラウドサーバー

アップロードされたセンシングデータを保存し、遠隔での設定と監視にも対応します。クラウドプラットフォームには送信された情報が記録され、さまざまな条件で照会できるほか、情報を整理して EXCEL 形式でダウンロードし、分析に活用することもできます。

開発のポイント

高い堅牢性

屋外ワイヤレス用途向けに設計され、変化の激しい屋外環境に耐えます

グリーンエネルギー給電

現場の条件に応じて太陽光発電または風力発電を選択可能

データをクラウドへアップロード

データをクラウドシステムへ自動アップロードし、交通管制センターで監視・分析

高い信頼性

データの一時保存機構により、アップロードデータの完全性と連続性を確保

簡単設置

煩雑な配電工事やホスト機器の設置が不要で、安全かつ簡単に設置

遠隔アップデート

IoT で機器の設定やファームウェアの更新を遠隔から行え、便利で省力的

AIoT 道路安全警報システム - 山間部の狭いカーブに最適なソリューション

狭いカーブに進入しようとする車両をセンサーが検知
対向側の警告灯が点滅して、すでにカーブ区間に車両が進入していることをドライバーに知らせ、同時進入を防ぐことで、狭いカーブでの無理なすれ違いによる事故や渋滞を減らします。
環境グリーンエネルギー（太陽光または風力）で給電するため、山間部や辺ぴな地域など電源の引き込みが難しい場所に特に適しています。商用電源を新たに引き込むコストや煩雑な工事を考える必要がなく、地形や場所に制約されずに設置できるため、より安全で設置しやすく、施工コストも抑えられます。