鉄道における情報共有基盤の構築

鉄道における情報共有基盤の構築

吉川 悟，岩橋 寛臣，大塚 雅紀，中山 忠雅

Development of a GIS infrastructure for railway information sharing.

Satoru YOSHIKAWA，Hiroomi IWAHASHI，Masatoshi Ootsuka and Tadamasa NAKAYAMA

Abstract: We developed “a GIS infrastructure for railway information sharing system" for West Japan Railway Co. in 2007. It was designed for many sections to share much information including wide-ranging map and facilities. This paper introduces the knowledge of data construction, the system configuration, and utility of this system for railway management.

Keywords: 情報共有基盤（information sharing infrastructure），

ソフトウェア連携（collaboration software）,鉄道（railway），

位置座標（coodinate position）

１．はじめに

JR 西日本では，平成 17 年～18 年にかけて西日本管 内の新幹線・在来線約 5,000km 全域の線路平面図・航 空写真および現地ビデオ映像といった基礎データを従 来よりも高精度な電子データとして整備した．

図－１ 構築した基礎データ

電子化したデータを活用し平成

19

年度に「キロポス ト」という鉄道特有の位置情報をキーとした電子線路平面 図システム（以下，本システム）を開発することにより各部 門が共有できる情報基盤の構築が出来た．

２．データ概要 ２．１．データの概要

データ整備は，航空写真および線路平面図の更新業 務にあわせて実施した．線路平面図は在来線

1/2,500

および新幹線

1/1

,000 で整備することが義務付けられて いるため，情報共有基盤として利用するためのキロポスト

（鉄道の位置情報の基準）が航空写真で判読できる

1/5

,000 で撮影を行うと共に，レベル

500

精度の図化を 実施した．

吉川：〒532-0011 大阪市淀川区西中島 5-4-20 ジェイアール西日本コンサルタンツ株式会社

TEL: 06-6303-1454

，

FAX: 06-6303-6991 e-mail: [email protected]

レベル

500

の図化データ整備は，特に鉄道位置情報

の骨格となる線路中心線とキロ程を正確にデータ化する

必要があるため，3 次元図化で取得した線路中心線に対 しキロポストの位置を付与，さらに距離更正を加味して各 キロ程の位置を特定しデータ化した．

図－２ キロ程の整備イメージ

また，各部門が管理する鉄道設備の台帳データはキロ 程をキーとした基本データとし整備した．今回整備した データは以下の通りである．

・基本データ 線路中心線

キロ程（キロポスト，距離更正点）

線路諸元（曲線，勾配）

鉄道設備（トンネル，橋りょう，踏切，信号機）

・オルソ航空写真

幅約

600m，地上解像度10cm/ピクセル

（在来線）アナログ撮影

（新幹線）DMC 撮影

・線路平面図

線路敷地内について３次元図化 線路敷地外について２次元で整備

（在来線）幅

200ｍ，1/2,500

（新幹線）幅

300ｍ，1/1,000

・電子地図（1/2500 ）

JR

西日本管内全域

山間部でも等高線の情報が豊富 住所情報が整備されている

・ビデオデータ

約

5000km

×2（上下）の運転席映像

GPS

による位置測位

２．２．線形データの精度検証

整備した敷地内データの内，全ての基準となる線路中 心線データとキロポストについて検証を行った．検証は

約

18ｋｍの区間をサンプル線区として抽出した．検証方

法は現地にて

VRS

測量した線形データと図化で取得し た線形データについて

20m

ピッチの点についての残差 を検証した．その結果，最大でも

50cm

以内，標準偏差 でも

20cm

以内と高精度であることを確認した．

表－１ 線路中心線の精度検証 軌道中心線上

20

ｍ位置 図化と現地測量

水平位置 標準偏差（

0.25

）

0.180

最大値（0.50 ）

0.473

サンプル数

902

３．システム概要

本システムは，データをサーバ上で一元管理し，JR 西日本グループ内のネットワーク上端末からアクセスす

る

GIS（地理情報システム）として整備した．クライアント

端末は当初

JR

西日本管内の約

200

箇所へ配置し，現 在ではグループ会社を含む約

400

端末で利用され，月 間2,000 アクセスを越え運用中である．

WISE-NET

F/W

G-NET

F/W

JR西日本 ^{システムセンター}

G会社

電子線路平面図 システム

グループ 会社端末 社内端末

図－３ システムのネットワーク構成

代表的な機能を以下に示す．

表－２ システムの機能概要 １）地図閲覧機能（データ読み込み、地図操作）

２）設備位置の検索機能 ３）各種図形範囲の計測機能

４）利用者によるレイヤ追加と作図・共有機能 ５）図面の印刷・台帳データの出力機能

６）データ更新・セキュリティ管理などの管理機能

図－４ システムの画面イメージ

４．システム特徴

一般的な

GIS

機能（閲覧，検索，計測，作図，出力）に 加え，様々な部門の課題に柔軟に対応できるようシステ ムを構築した．

４．１．将来的な拡張性

データ・ハードウェア・システムの各場面で拡張性を意 識した設計とした．今回整備した基礎データだけではな く，今後整備していくと想定される保守管理図面・航空写 真などの履歴画像・現地映像・写真など様々なデータを 登録できるインターフェースや別のシステムデータと連 携できる自由度の高いデータ設計を実施した．

図－５ システムのデータ連携イメージ

また各現場で利用している位置情報（キロ程や緯度経 度）をもつ設備情報等を

CSV

データとすることで利用者 が自由に地図へ取り込む機能を構築することにより，各 現場で管理するデータ等を地図上で確認できるように なった．

更に、背景画像データの履歴情報を管理する仕組み を構築し，過去の航空写真や線路平面図を履歴データ として登録した．一例として新線や新駅など大規模工

事を実施した場合，工事前の状況が確認でき過去のデ ータを時系列で閲覧できるようになった．

図－６ 背景画像の履歴管理イメージ

４．２．ストレスのない操作性

航空写真や列車先頭ビデオといったデータは台帳デ ータと比較すると容量が大きく動作速度に大きな影響を 与える．増設する端末については今後グループ会社で の利用もあるため，ネットワークの通信速度が遅い場合 にも利用できる必要があった．また，鉄道図面に特化し た表現に合う操作方法が想定されるため，一定の処理速 度で動作し，快適な操作性を実現するようハードウェア・

ソフトウェアの面で工夫した．

ハードウェアについては，端末数が導入時以上に追 加されることが想定され，大量の処理をサーバが行うこと になる．これらの負荷を分散させる処置としてサーバ機 器の構成はその役割によって６台に分割し，独立で処理 を行い，サーバ間で相互連携させることでアプリケーショ ン側とハードウェア間で効率的に大量のデータが処理で きる環境を構築した．

基礎データ 電子線路平面図システム

基礎データ 電子線路平面図システム

追加 保守管理図 規制管理図

追加 保守管理図 規制管理図 現地映像

現地写真 報告書

追加 現地映像 現地写真 報告書

追加

事故台帳 Ａシステム

Ｂシステム 用地管理図 連 携

連携 事故台帳 Ａシステム

Ｂシステム 用地管理図 連 携

連携

表－３ システムの機能概要

サーバ名称 台数 役割

アプリケーションサーバ ２台 機能管理 データベースサーバ １台 台帳管理 ストリーミングサーバ １台 映像配信 キャッシュサーバ １台 背景画像配信 バックアップサーバ １台 データ保護

本システムの要求事項としては主に以下の項目があっ た．

・ネットワークが切断されるような災害時でも利用できる．

・鉄道図面独自の表現に合わせた表示が行える．

・キロ程と座標と住所がリアルタイムに表示できる．

・大縮尺の図面をシームレスにストレスなく扱える．

・増加するクライアントのライセンスが不要．

・自由なカスタマイズが可能である．

これらの要求は市販の

GIS

エンジンでは対応出来な かったため，地図を表示するエンジン部分を新規開発し 対応した．

独自エンジンを開発することで，一度読み込んだ画像 データは端末にキャッシュデータとして保存する仕組み とし，ネットワークの制限を極力受けずに通常時だけで なく異常時でも大量データを鉄道独自の表現で動作す る軽快な操作性を実現した．

４．３．高いメンテナンス性

システム運用の課題として端末数の増加に伴う保守作 業時間の増加がある．これを解決するためクライアント端 末が起動時にサーバへ問合せを行い「システムのバー ジョンアップ」・「基礎データの更新」といった状況を判断 の上，必要な場合は自動受信する仕組みを用意した．ま た，JR 西日本グループ会社によるハードウェア監視を実 施することでウィルス対策やウィンドウズ環境を自動更新 し最適なハードウェア環境を

24

時間

365

日の監視体制 でサポート，定期的なバックアップを実施することで万が 一のデータクラッシュにも対応できる体制を実現した．こ の他，定期的な情報配信サイトとしてポータルサイトを用 意することで高いメンテナンス性を実現した．

図－７ 情報配信ポータルサイト

４．４．柔軟なシステム連携

本システムは，全社で共有する情報基盤としての利用 を想定している．それゆえ各部門で管理される個別シス テムと「キロ程」をキーとして連携できるインターフェース を準備した．一例として，JR 西日本で整備している雨量 計や地震計は、指令や駅など一部の箇所で確認できた 情報を，本システムと連携することにより，指令・本社・現 場など複数部門でリアルタイムに共有できるようになった．

その他に土木や建築の設備管理システムとの連携を現 在進めているが，連携用のインターフェースを実装した ことにより各部署で同じように図面を整備する必要がなく，

個別システムを構築する費用も大幅に削減する効果が あったと考えている．

図－８ 土工システムとの連携画面

５．おわりに

今回，鉄道における情報共有基盤として電子線路平面 図システムを構築し，基礎データの全社共有化が計れた．

本システムの導入効果として，事故などの異常発生時 に現場状況を判断する際の参考情報として，航空写真 や平面図，周辺の環境などのデータを各部門で共有す ることができるため，初動の情報を迅速に入手することが 可能となった．

課題として，データ更新を次年度以降も継続的に行うこ とで情報が陳腐化しない運用管理を行う必要がある．ま た，今後は各設備管理システムとの連携や現場作業員・

列車車輌といった移動体の位置情報を取り組むなど本シ

ステムで共有できる情報を広げていくことでグループ会

社を含めた全社的な情報共有基盤としての活用を進め

て行きたい．