地下の光ファイバーに伝わる振動から路面状態を推定し除雪の必要性を判断、NTT、NECらが世界初

通信用光ファイバを用いた振動センシング技術による除雪判断の概要

　日本電信電話株式会社（NTT）、東日本電信電話株式会社（NTT東日本）、日本電気株式会社（NEC）の3社は、光ファイバーを用いた振動センシング技術により、豪雪地帯で道路除雪判断を行う実証実験に世界で初めて成功したと発表した。

　地下に張りめぐらされている通信用光ファイバーでは、地上を通過する自動車などによる振動を捉えることができ、これを利用する研究が行われていた。今回の実験では、3社が共同で光ファイバーに伝わる振動特性から路面状態を推定する機械学習モデル（発表された概要図によると、地上を通行する車両のスピードや振動の周波数特性から路面の状況を推定する）を構築した。

　豪雪地帯における道路除雪の判断は、従来、人間が市街をパトロールして確認した情報をもとに行っていた。しかし、地方における人口減少と高齢化が進むなかで、道路除雪判断を行う作業員が不足しているなど、DX化による効率化が喫緊の課題となっていた。今回の実験の成果は、この課題の解決が期待できるという。

　実験では、NECの光ファイバーセンシング技術と、NTT東日本が敷設した未使用の地下光ファイバーを利用。青森市内の道路地下に敷設されている光ファイバーの上部側終端部にセンシング装置を接続し、3つの除雪工区内にある市道の交通信号を2022年11月～2023年3月にセンシングした。

　これを、2023年9月に、NTTが提案した除雪要否と交通振動特性の相関分析手法に、NECの車速検出アルゴリズムを組み合わせて構築したモデルにより除雪要否判定モデルにより解析。有用性の検証を完了した。

除雪要否判定モデルのイメージ

　この技術により、既存の通信用光ファイバーをそのままセンサーとして活用し、除雪工区内の複数地点における除雪判断を遠隔で、道路ごとにリアルタイムでの判断が可能になった。また、道路ごとに取得したデータからリアルタイムに除雪判断が可能で、調査員の経験則によらず、適切な判断ができるとしている。

　3社は、今回の成果を踏まえ、豪雪地帯のあらゆる積雪状態に対応できるよう機械学習モデルの汎用化を進めるとともに、街の環境情報を光ファイバセンシング技術で取得することを目指していくとしている。

　本成果は、2023年11月14日～17日に開催されるNTT R&D フォーラムのIOWN ACCELERATIONに展示予定。なお、今冬も実験の継続を予定しているという。