第5世代移動通信システム「5G」の高速、多数同時接続、低遅延通信のモバイルネットワークが浸透普及し、整備されています。
これによってサステナブルな変革が求められているトラック業界はどのように変わるのでしょうか？
5G技術の基本とトラック業界への影響
2020年、日本で商用利用がスタートした「5G」。
3大特徴として、「高速大容量通信、多数同時接続、低遅延通信」が挙げられます。この5Gはあらゆる業種のビジネスに変革をもたらすことが期待されており、近年テクノロジー活用と発展が目覚ましい運輸業界においても、さらに促進させるインフラとして大注目されています。
5G技術の基本とその進化
まず、「5G」は、高周波数帯を利用した超広帯域伝送などによる「高速・大容量通信」が実現できることに加えて、「低遅延通信」「多数同時接続」という特長があります。
5Gが導入されると、従来あったタイムラグがなくなり、同時に多くの通信ができ、身の回りのあらゆるモノがインターネットに接続可能になります。
高速・大容量通信
5Gでは、通信速度が飛躍的に向上し、例えば2時間の映画のような大容量データを数秒でダウンロードでき、待ち時間もかなり短縮できます。
低遅延通信
通信の遅延（タイムラグ）がごく小さくなることにより、より安定した接続が可能になります。
多数同時接続
同時に多数の機器をネットワークに接続できるようになり、モバイル端末だけでなく、乗り物、家電やウェアラブルデバイスといった色々な機器がネットワークに接続される「IoT」の利用が本格的になります。
上記の例のように5Gのサービスが導入されることで、いま以上にネットワークがいろいろな目的で使われるようになり、次のような実践されている用途例が挙げられます。
乗り物の自動運転
5Gの低遅延という特長を生かして、車の自動運転が可能になります。これにより、互いに通信して車間距離を自動で保ち、安全に走行することができます。課題はさまざまありますが、自動運転車の開発は5Gとともに進んでいます。
スマートホーム
5Gの多数同時接続の活用により、照明や空調機、洗濯機、施錠など、家にあるさまざまな家電や設備をスマートフォンから操作するスマートホームの実現が可能になります。
現在、家庭用のWi-Fi回線を利用しているケースが大半ですが、5Gが普及することで、より多くのデバイスを直接操作し、それらを連携させることでスマートホームの幅も大きく広がるでしょう。
VR、AR、MR
5Gの高速・大容量通信と低遅延通信を利用することによって、VR、AR、MRなどの多彩な表現や機能が可能になります。
これらの新しい技術をもって、エンターテインメント・ゲームはもちろん、医療、IT商品開発、技術開発などのあらゆる分野で利用されはじめています。
参照：第5世代移動通信システム「5G」とは？ – 第5世代モバイル推進フォーラム
トラック業界に与える5Gの影響
運輸業界では、かねてから人手不足や過酷な労働環境、業務効率の低下という課題を解決すべく、国を挙げてテクノロジーを活用した改善に取り組んでいます。
例えば倉庫内業務へのロボティクスの導入、荷物とトラック・倉庫のマッチングシステム、AI活用のオペレーション効率化といった取り組みなどが推進されています。
上記の具体例として、2020年に大手通信会社と不動産会社、そしてロジスティック企業が共同でスタートさせた実証実験では、不動産会社所有の物流倉庫内に5G環境を導入し、カメラ映像やウェアラブル端末を用いた業務の可視化や自動搬送機の遠隔操作を行い、これらのデータを一括管理することで省人化、効率化、安全性の向上を目指して行われました。
また、長年の課題とされているトラックドライバー不足の解消に挑んだ事例もあります。
通信会社2社が5Gを活用し高速道路でトラックの隊列走行（後述）を行い、車間距離10メートルの安定した隊列走行の維持に成功しています。
もう一つは、大手電気機器メーカーがドローンのシステムインテグレーション企業と共同で新規ソリューションを開発しています。ドローンに搭載した小型の通信端末を5Gで多数同時接続し、高精度で安全なドローン飛行や効率的な業務フローを実現するものです。
国土交通省は2023年11月、過疎地でのドローン飛行に関する規制を年内には緩和し、経路に歩行者がいないか監視する人について、一定の条件で不要とする方針を明らかにしています。
このように、高速、多数同時接続、低遅延通信の特性を持つ5Gの到来は、運輸業界の環境改善にとって追い風になることは間違いないでしょう。
5Gによる無人運転と隊列走行
自己車両の位置やルート、道路状況などを把握し、人間のドライバーではなくシステムが操作を担う無人自動運転。
そして、後続トラックには運転手が乗らず、先頭車両のドライバーだけで複数台のトラックを追従走行させる技術である隊列走行。
これらに必要不可欠であるのが、さまざまな5G通信の技術です。
5Gを活用した無人運転の進展
システムが主体となって運転を行うレベル3以上の従来の自動運転車は、走行中に大量のデータを絶え間なく送受信します。
そこで新たな通信技術である5G通信の導入が、自動運転の発展にさらなる可能性をもたらすといわれています。
従来の4G通信による車の遠隔操作では、通信速度のタイムラグが大きいため、自動運転の安全性を保つには時速約15kmのスピードが限度だとされています。
一方で、タイムラグの少ない低遅延通信の5Gが導入されると、咄嗟の対応もこなせるようになるため、一般的な走行速度での運用が可能になります。
これによって近い将来、5G活用の遠隔操作による無人タクシーや無人トラックの実用化が期待できます。
しかし、5Gを搭載する自動運転車の技術開発には、まだいくつかの課題が残されています。
通信インフラの構築
自動運転中の走行データや位置情報の送受信は不可欠なため、どのような場所でも途絶することのない5G通信インフラが求められます。
5Gの特徴として、電波は届く距離が短く直進性が強いため、コンクリートの建物が多いエリアやトンネル内では電波が届きにくく、通信速度が遅れる可能性があります。どこにいても5Gに接続でき、途絶えることがない通信環境の構築や、5Gの電波を交信する基地局をシームレスに切り替えるハンドオーバー技術が課題です。
トラック隊列走行と5Gの役割
つぎに、複数のトラックが連なり自動で車間距離を保って走行する「隊列走行技術」は、後続トラックには運転手が乗らずに、先頭車両のドライバーだけで複数台のトラックを追従走行させる技術。
トラック運送に従事するドライバーの年齢構成も徐々に高齢化するなど、ドライバー不足は深刻な社会問題です。その解決策として注目されているのが「トラック隊列走行」です。
先頭車両は有人運転のままで、後続する車両が無人で追従することで、多くの荷物を少ないドライバーで輸送することが可能になります。
他にもさまざまなメリットが期待されており、車両速度が一定になることで速度変化が減少するため、単独のトラック走行に比べて燃費消費の改善が見込まれます。この隊列走行技術は、ドライバー不足を解消すると同時に、経費・環境負荷削減と効率化を実現できる多くのメリットがあります。
実践例としては、2019年6月にソフトバンクが株式会社新東名高速道路で、5G通信を使用したトラック隊列走行の実証実験を実施しています。
実証実験は新東名高速道路の試験区間（約20km）を約80km/hで走行する3台のトラック車両間で、5Gの車両間通信を活用して先頭車両が有人運転、後続車両が自動運転で先頭車両を追従するという形で行われました。
一般車両も走行する高速道路という実用的な環境下において、トンネル内を含む試験区間で10mという短い車間距離での安定した隊列維持に成功し、今後の車両間制御の安定化や高信頼化、後方安全確認時の視認性向上に貢献するとしています。
参照：トラックの隊列走行について｜国土交通省
トラック隊列走行は、さらに安全で便利なトラック輸送の未来をつくる取り組みです。| JAMA – 一般社団法人日本自動車工業会
世界初、高速道路で5Gの車両間通信を用いた車間距離自動制御の実証実験に成功 | 企業・IR | ソフトバンク
5Gの3大利用シナリオとトラック業界への展開
5Gは、4Gをより進化させた「大容量・超高速通信」に加え、「多数同時接続」「超低遅延通信」といった、新たな性能を持つ次世代移動通信システムとして大注目されています。
そしてこれら技術は、トラック業界のあらゆる課題改善をスムーズに実現するものとしても期待されています。
高速大容量通信とその応用
従来の4Gの通信速度は100Mbps〜1Gbps程度でしたが、5Gになると実質速度が10Gbps程度まで上がるといわれ、最終的には20Gbpsを目指しているということです。
通信速度が上がることでより多くのデータを素早くやりとりすることが可能です。例えば4Gの100Mbpsの場合、音楽CD1枚のダウンロードに1分程度かかるところが、5Gno10Gbpsの通信が実現すれば、1秒もかからずにダウンロードが可能になるということです。
また、トラック業界の「隊列走行」においては、隊列後方の安全確認のために後続車両周辺監視用の大容量動画像を後続車両から先頭車両のドライバーへリアルタイムに伝達する必要があります。
このように、隊列走行での自動運転車は走行中に膨大な量のデータを送受信し続けるため、高速大容量の通信システムが必須です。また、リアルタイム処理が求められるため、低遅延性通信も重要視されます。高速かつ大容量通信で低遅延な情報共有を可能にするには、5Gの活用は不可欠です。
参照：令和2年版 情報通信白書｜5Gの利用シナリオと主な要求条件｜総務省
超信頼・低遅延通信の可能性
また5Gでは、端末とサーバーシステムの物理的な距離と通信時間を短縮する「エッジコンピューティング」という技術を利用して、データ転送の遅延（タイムラグ）が大幅に改善されています。
これは、5G基地局の近くにサーバーを設置することで通信経路を短くし、あらゆる通信のリアルタイム性を確保するもの。
車の自動運転では、事故を防ぐためにも安全・確実な通信環境が必須課題です。低遅延を強みとする5Gによって、遠隔操作や遠隔監視での自動運転の普及が期待されています。これが自動車のIoT化、すなわち「コネクテッドカー」です。
その目玉の1つと言われている自動運転機能では、低レイテンシを駆使したリアルタイムな障害物検知などにおいて、エッジコンピューティングがフル活用されます。自動運転車両の状態や周辺の交通状況をリアルタイムに共有し、安全でスムーズな移動を実現するメリットは計り知れないでしょう。
自動運転は人命に関わるため、5G活用のコネクテッドカーを含むIoTのセキュリティ対策の進化は、自動トラック運行が流通するために非常に重要なミッションとなります。
参照：エッジコンピューティングとは｜NEC
令和2年版 情報通信白書｜5Gの利用シナリオと主な要求条件｜総務省
多数同時接続の実現とトラック業界での影響
さらに5Gは1つの基地局で接続できるデバイス数が、4G基地局の約10倍も可能になります。そのため、首都圏のように交通量や建物数が多い場所でも回線混雑が起こりにくくなり、通信障害のリスクが少なくなります。
このようにスムーズにリアルタイムで通信できることは、交通事故の予防や渋滞緩和にもつながり、より安全な自動運転が実現できることでしょう。
現在、物流業界の現場はデジタル化が進み、あらゆる作業工程が無人化し始めています。
無人フォークリストが倉庫内を移動し、コンベア上を流れる商品や貨物は画像認識技術で自動検知され振り分けられます。5Gの多数同時接続は、ワイヤレスで必要な複数の機器同士のリアルタイムデータ連携を可能にするため、輸送トラックも含めた広範囲な機器のデータ連携が可能になります。
そして通信されたデータは、いつどの機器がどのような作業を行ったのかのログデータとなって残せるため、そのデータを分析することで、さらなる業務効率の向上に活用できるようになります。
また、2020年にはソフトバンクグループ傘下の電気通信事業者のWireless City Plannig株式会社と日本通運株式会社が、「5Gで多数の端末との同時接続に関する実験」を総務省から受託しました。
それに伴い、物流の効率化によるスマート物流の実現に向け、東京都練馬区の江古田流通センターと奈良県大和郡山市の奈良ロジスティクスセンターにおいて、ローカル5GやLPWA、LiDARやIoTセンサーなどを使って実証実験が行われ、成功しています。
このように実証実験を通じて自動運転技術が進むことで、無人トラックや自動運転ロボットが宅配したり、隊列走行というドライバーが運転するトラックの後ろに自動運転トラックを無人で追走させたりすることが可能になり、トラック業界の世界を大きく変えてくれる技術となっているのです。
参照：トラックの隊列走行を可能にする5G技術
5Gを活用したスマート物流の実現に向けた実証実験を実施｜お知らせ｜Wireless City Planning 株式会社
ロジスティクス・ソリューション | サービス・ソリューション | 日本通運
令和2年版 情報通信白書｜5Gの利用シナリオと主な要求条件｜総務省
