平成25年度秋期 システムアーキテクト 午後Ⅰ 問4

問4 電動車いすの自動運転システムに関する次の記述を読んで，設問1～4に答えよ。 G社は，介護施設・病院向けの電動車いすを開発し，販売している。これらの施設では，歩行が困難な要介護者は車いすに乗って移動することが多い。電動車いすについては，要介護者が自分で運転できないか，運転に不慣れなことから，施設の職員が付き添わなければならないので，導入している施設が少ない。 そこでG社は，自動運転可能な電動車いすのシステム（以下，車いすシステムという）を開発することにした。これらの施設に対しては，電動車いすを導入することによって，職員は要介護者の移動に常時付き添う必要がなくなり，他の介護サービスなどの充実につながることを説明し，車いすシステムの需要を喚起しようと考えた。 G社は，これらの施設の種々の要望も取り入れながら，車いすシステムを開発することにした。 〔車いすシステム開発の目標〕 車いすシステムの開発は，G社のシステムアーキテクトであるH氏が担当することになり，H氏は次のように開発目標をまとめた。 ・電動車いすの自動運転を，安全かつ確実に行えるようにする。 ・利用する要介護者（以下，利用者という），出発場所，行き先の入力は，施設の職員がタブレットなどの携帯端末（以下，タブレット端末という）から行えるようにする。 ・電動車いすに行き先ボタンを設け，運転中に行き先を変更できるようにする。 ・監視センタを設置し，施設の職員がPC画面で全ての電動車いすの位置を把握できるようにする。また，監視カメラの映像でも運転状況を監視できるようにする。 ・利用者が，間違って行き先が違う電動車いすに乗らないように，利用者の本人確認を行えるようにする。 〔車いすシステムの概要〕 H氏は，車いすシステムの概要を次のように整理した。 (1) 車いすシステム ・車いすシステムは，電動車いす，監視センタ，位置の検知・通信のための無線LAN設備，入力用のタブレット端末などで構成する。 (2) 電動車いすの仕組み・走行 ・電動車いすには，本人確認用のカードリーダ，停止ボタン，運転ボタン，複数の行き先ボタン，障害物検知用のカメラ，及び無線LAN端末を設ける。行き先ボタンには，利用者ごとにボタンの数だけ異なる行き先を設定できる。よく利用する行き先を，あらかじめタブレット端末から設定しておき，監視センタが本人確認を行った後，行き先ボタンの設定内容を電動車いすに送信する。 ・電動車いすは待機時，施設内に設けられた駐機場所に置かれている。 ・電動車いすは，監視センタから直進距離又は回転角度のデータ（以下，走行パラメタという）を受信し，あらかじめ定められた通路（以下，走行ルートという）を走行する。電動車いすは，前方の障害物を監視しながら走行ルートを走行し，障害物を検知した場合は，走行を停止する。 (3) 監視センタ ・監視センタは，全ての電動車いすの走行を監視・制御しており，電動車いす同士が接触して事故が起きないように走行を制御したり，渋滞が発生しないように走行を制限したりする。 ・監視センタに利用要求があったときに，利用可能な電動車いすがあれば，監視センタが出発場所に向けて走行を開始させる。 ・利用者は，利用者カードを携帯する。監視センタは，出発場所の電動車いすから利用者カードのデータを受信し，照合によって本人確認を行った後，電動車いすの走行を許可する。 ・監視センタは，電動車いすが行き先に到着して施設の職員が利用者を降ろした後，その電動車いすを次の利用者の出発場所又は駐機場所へ向かわせる。 〔電動車いすの利用方法〕 H氏は，電動車いすの利用方法を次のようにまとめた。 ・施設の職員は，タブレット端末から利用者，出発場所，行き先を入力する。利用可能な電動車いすがあり，利用要求が受け付けられたら，電動車いすの到着を待つ。 ・電動車いすが出発場所に到着したら，利用者はまず，利用者カードを電動車いすに設置されたカードリーダに読ませ，監視センタでの本人確認の完了を待つ。確認完了後に，利用者が電動車いすに乗り，運転ボタンを押すと，タブレット端末から入力した行き先に向かって走行を開始する。 ・走行中に停止ボタンを押すと，次に運転ボタンを押すまで電動車いすは停止する。 ・行き先変更は，停止中に利用者が希望する行き先ボタンを押す。行き先ボタンを押した場合，監視センタは他の電動車いすの走行状態，他の利用要求などから行き先変更に問題がないことを確認できたら，変更後の走行パラメタを送信する。行き先変更ができない場合は，電動車いすの警告音で利用者に通知する。 ・行き先変更ができない場合，運転ボタンを押すと元の行き先への走行を再開する。運転ボタンも別の行き先ボタンも押されない場合，電動車いすは停止したままである。 〔車いすシステムの機能〕 H氏がまとめた車いすシステムの機能を表1に示す。 表1 車いすシステムの機能 〔車いすシステムの構成〕 H氏は，車いすシステムの構成を次のように考えた。 ・監視センタを各施設内に設け，電動車いすへの走行指示，監視センタ内PCへの監視用情報出力などを行う。 ・監視センタは，サーバ，LAN I/F，PC，及び映像監視用モニタで構成する。 ・常に複数の無線LANアクセスポイントが電動車いすと通信可能となるように，無線LANアクセスポイントを，各施設のレイアウトに合わせて設置する。無線LANアクセスポイントを用いて，電動車いすの位置検知，電動車いすとの通信及びタブレット端末との通信を行う。 ・電動車いすのバッテリを充電する急速充電器及び監視カメラを設置する。 車いすシステムの構成を図1に示す。 図1 車いすシステムの構成 〔電動車いすの仕様〕 H氏がまとめた電動車いすの仕様を表2に示す。 表2 電動車いすの仕様 〔車いすシステムに用いる位置検知方式の検討〕 車いすシステムでは，電動車いすを正確に誘導するために，表3に示す位置検知の3方式のうち，無線LANによる位置検知（以下，無線LAN方式という）と他の1方式を組み合わせて電動車いすの正確な位置検知を行うことを検討している。 二つの方式を組み合わせることにしたのは，無線LAN方式だけでは，走行ルートから外れることが考えられたからである。そこで位置検知ポイントとして走行ルート上に設置された，無線通信方式によるICタグ（以下，RFタグという）又はマーカの位置を電動車いすが検知し，走行ルートからのずれを修正しながら走行できるようにする。 表3 位置検知の3方式の特徴 〔車いすシステムを提案するための見積りツールの検討〕 施設から車いすシステム導入の要望が寄せられたときに，その施設の規模と状況に応じて適切なシステム提案を行えるように，見積りツールを準備する。 設問1 車いすシステムに関する次の記述中の［a］～［d］に入れる適切な字句を答えよ。 車いすシステムは，［a］時以外は職員の付添いが不要であることを利点としている。電動車いすの走行については，無線LANによる［b］を行い，［c］は，施設内の全ての電動車いすの位置を監視し，電動車いす同士が接触しないように誘導する。また，電動車いすの制御部は，［d］の位置と形状を検出し，走行停止を判断する。 設問2 電動車いすと監視センタの機能について，(1)，(2)に答えよ。 (1) 電動車いすを後退走行させるには，前進時と同等の安全性を確保するために機能を追加する必要がある。追加すべき装置と機能を答えよ。 (2) 電動車いすから監視センタに対して行き先変更の要求があっても，変更できない場合を二つ挙げ，それぞれ25字以内で述べよ。 設問3 電動車いすの誘導方式について，(1)，(2)に答えよ。 (1) 位置検知方式として，表3に示す3方式のうち，無線LAN方式の他に，RFタグ方式又はカメラ方式のいずれかを併用することにした。 (a) 無線LAN方式を用いることの利点を，20字以内で述べよ。 (b) 無線LAN方式以外にもう一つの方式を併用することにした理由を，25字以内で述べよ。 (2) RFタグ方式を併用する場合，タグリーダを，中央と左右に合計3台設置することにした。3台のタグリーダを用いることにした理由を，40字以内で述べよ。 設問4 車いすシステムを提案するための見積りツールについて，次の記述を読んで(1)，(2)に答えよ。 見積りツールに，予想される電動車いすの1時間当たりの最大利用者数と施設の［e］を入力すると，電動車いすの必要配備台数，［f］の位置と広さ，無線LANアクセスポイントの［g］などの結果が得られるようにする。 (1) 見積りツールに関する上の記述中の［e］～［g］に入れる適切な字句を答えよ。 (2) 見積りツールを用いて，急速充電器の必要台数も求められるようにしたい。そのために見積りツールに入力しなければならない項目を，20字以内で答えよ。ここで，バッテリ容量は1日の走行には十分とし，充電は電動車いすを使用していない夜間に行い，利用開始時刻には全ての電動車いすの充電が完了しているようにする。このため，充電できる時間帯はあらかじめ与えておく。