ITS車載システムアーキテクチャの研究【車載物理アーキテクチャの構築】報告書

平成8年7月に、関係5省庁で策定した「高度道路交通システム(ITS)の全体構想」は、道路交通を一層安全・快適・効率的なものとしながら、環境との調和を促進し、21世紀の経済・社会の技術的な発展を可能にするための主要な前提を示しており、この実現に向けて、関係省庁が協力して推進することが合意されています。 また、現在ISOではTC204において、このITS技術についての国際規格化活動が鋭意進められていますが、ITSは公共的機能を基礎に、民間が供給する製品の組み合わせにより実現されるという特長を有しており、ITSの全体構想の円滑、効率的な実現のためには、公共的観点から長期的に発展プロセスをリードして行く必要があります。このため、各国とも官の強力な指導によって、標準化活動が進められている状況であります

こうした背景の中で、TC204活動における我が国の国際的な発言力を向上させ、TC204対応体制を整備するとともに、規格化のための基礎的情報や知見の確保、充実を行うべく(財)自動車走行電子技術協会は平成9年度に引き続き、平成10年度も通商産業省から「ITSの規格化事業」を受託致しました。本調査研究は、その事業の一環として「ITS車載システムアーキテクチャの研究」を実施するもので、平成9年度に構築した「ITS車載論理アーキテクチャ」を基に「ITS車載物理アーキテクチャ」を構築し、評価手法の研究を行ってまいりました

ITSにおけるシステムアーキテクチャ構築の意義は、ITSで実現すべき機能や開発分野で必要とされる機能を基本要素に分割整理し、それらの関連を明らかにすることによって基本要素単位や分野ごとに開発を進める際に機能的な相互連携を確保し、ITSの円滑、効率的な発展を目指すことにある

ITS車載システムアーキテクチャの開発は、ITSシステムアーキテクチャ構築の一部を分担するものであり、車載システムに関する標準化課題を明らかにするとともに、次のような観点で行うものである。 <1>ITSのようなシステムにおいては、主に公共的な見地から要求仕様が決定されるインフラストラクチャと、主に民主的な見地から要求仕様が決定される車載システムがあり、それらのインタフェースを合理的に決めていく事が需要である。基本的に車載機器・システムの要求仕様は、民間ベースで決定される性格のものであるが、ITSの効率的な開発を保証するためには、より公共的な立場に立って車載システムの物理的・コスト的制約からくる要求仕様を明確にし、公共システムのそれにフィードバックする必要がある

<2>車載システムは、自動車、電子機器、情報処理、通信等の産業による製品の複合体となりつつある。今後ITSの発展段階に応じてこれらの産業がどのように関連し、発展して行くかについての展望の基礎資料とする

本研究は、上記観点からITS車載システムアーキテクチャを構築し、日本のITSシステムアーキテクチャ構築の一端を担うとともに、規格化活動における重点項目判断のための情報基盤を与えるものであり、開発全体の目的を以下のように設定した。
(1)国際的提案の共通基盤整備
(2)国内標準化政策検討のための情報基盤整備
(3)車両側から見たITS需要イメージの提示

ITS車載システムアーキテクチャは、他の関係機関で検討されているシステムアーキテクチャ、特にインフラ側のシステムアーキテクチャと整合性のあるアーキテクチャとする必要がある。また、構築されたシステムアーキテクチャは、標準化の観点、発展性、拡張性等種々の観点から評価し、ITS分野の共通基盤として十分耐えられるものにする必要がある。そのため以下のような開発手順を設定した。
<1>ユーザニーズの抽出
<2>ITSサービスの設定
<3>論理アーキテクチャの開発
<4>想定シナリオ設定
<5>物理アーキテクチャの開発
<6>標準化領域の検討
<7>システムアーキテクチャの応用研究

ここで、論理アーキテクチャとはITSサービスを実現するシステムの機能について記述したもので、機能の実現に必要とする情報や機能間の情報の流れを明確にするものである。物理アーキテクチャは、機能を実現する枠組みを明確にするものである。論理アーキテクチャ、物理アーキテクチャの構築においては、他関係方面のシステムアーキテクチャとの整合性を取るため、適宜情報交換を行いながら進める。また、物理アーキテクチャの構築の準備として、技術動向の予測をベースに想定シナリオを設定する

このうち今年度は、想定シナリオの設定、物理アーキテクチャの開発及び標準化領域の検討を行った。
今年度の開発項目に関しては、以下の3つの目標を設定して開発を進めた。
<1>物理アーキテクチャの開発の準備として、ITSに関連する技術動向を調査し、各ITSサービス毎に想定シナリオを設定する。
<2>物理アーキテクチャの開発においては、車両に関係が深いと考えられる部分の解像度を上げ、昨年開発した論理アーキテクチャで明確にした車載関連の機能や情報の適切な配置を決定する。その際、物理的な切れ目及び実現時期や展開地域等を上記想定シナリオを参照しつつ、通信やセンサ等の物理的構成上必要な要素がイメージ出来る粒度を目標にまとめる。
<3>標準化領域の検討においては、車両内外の情報が移動する部分に注目し、通信パスマトリクスを作成しポイントを整理する

これらの開発を通して、国内における標準化検討作業を支援する。
昨年度の取組みとして、まずITSに関連する技術の今後の展開を調査し、各ITSサービスの想定シナリオを設定した。このシナリオを参照しつつ、車両内をできるだけ詳細化した物理アーキテクチャの開発を進めた。後半には、これと並行して物理アーキテクチャのデータをもとに標準化領域の特定を行った。今年度の取組の概要を以下に示す

(1)想定シナリオの設定
 ITSに係わる技術の詳細を調査し、今後の発展状況を予測するとともに、19のITSサービス毎の想定シナリオを設定した。このシナリオには、昨年設定した45のサブサービスが参照出来る様分類しており、その後の物理アーキテクチャ開発の参照資料となる様にまとめた

(2)物理アーキテクチャ開発
 昨年開発した論理アーキテクチャの成果をもとに機能と情報を抽出し、それぞれ方式名称を付けてまとめた。次に各方式毎に物理レベルの実現モデル例を可能な限り作成し、これを方式モデル集としてまとめ、同時に評価グループより提示された評価項目をもとに方式モデルの評価を行った。その後45の各サブサービス別に、その実現システムを構成する方式をすべて抽出し、各方式毎に要求仕様と想定シナリオをベースに5年後、10年後、20年後の方式モデルの選択を行った。ここで選択された各方式モデルを組み合わせて各サブサービス毎の物理モデルを作成した。最後に、これを集計して全体物理アーキテクチャを作成した。なお、これらのデータはオブジェクト指向開発ツールであるRATIONAL ROSE 4.0Jで作成され、今後の標準化テーマの優先付けや実配備に向けたシステム開発等において有効な研究資産となる

(3)標準化領域の検討
 まず、本研究室で構築しているアーキテクチャの特徴である車両内を詳細化する研究方針と、ISOや民間企業間など現在世界で議論されつつるある標準化領域の両面から絞り込みを行った。その後、今回の研究で蓄積された機能の配置や情報の流れ(通信パスマトリクス)などのデータをもとに、標準化提言が可能な候補領域を抽出した

その後半の作業については、具体的に物理アーキテクチャの開発の過程に於いて生成される通信パスマトリクスのデータを、各サブサービスを実現するシステムの構成要素であるSS(サブシステム)/UT(ユニット)クラスの定義を参考にしつつ様々な視点から分析し検討した。なお、今後の標準化テーマの優先付けや作業のタイムフレームの検討においては、上記成果に加え、技術の進歩を考慮した想定シナリオが有効な情報となると考える

1.はじめに
2.ITSサービスと論理アーキテクチャ
3.ITS発展の想定シナリオ
4.物理アーキテクチャの開発
5.物理アーキテクチャ
6.標準化領域の検討
7.まとめ