令和6年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午後Ⅰ 問2 害獣監視システムのリアルタイムタスク設計

本問は、害獣の移動速度とシステムの遅延時間を基に、必要な安全距離を算出する問題です。

害獣の最大移動速度を秒速に換算すると、
$$54 \text{ km/h} = \frac{54 \times 1000}{3600} \text{ m/s} = 15 \text{ m/s}$$
となります。

システムの遅延時間について、制御装置が害獣情報通知を受信してから通電されるまでの 0.9 秒に加え、監視システムの害獣識別装置が画像を撮影し、害獣情報を送信するまでの時間（例えば 0.5 秒の周期遅延など）を考慮する必要があります。
解説にもある通り「構成要素の動作時間や通信時間と、害獣情報が送信される時間は分けて考える」必要があり、合計遅延時間は $0.9 + 0.5 = 1.4$ 秒となります。

したがって、害獣がこの間に移動できる最大距離は、
$$15 \text{ m/s} \times 1.4 \text{ s} = 21 \text{ m}$$
となります。
小数第2位を切り上げて小数第1位まで求めると 21.0 となります。

害獣の捕獲成功を正しく判断するための判定処理に関する問題です。

制御装置は、害獣が捕獲ユニットに入った瞬間だけではなく、そこに留まっているかを確認する必要があります。地図情報と害獣情報から、「害獣が捕獲ユニット内にいること」と「一定時間以上移動していないこと」の2つの条件を判定します。

高得点のポイント

• 捕獲ユニット内にいることを明記しているか
• 一定時間以上留まっている（移動していない）ことを明記しているか
• 2つの要素を組み合わせて論理的な文を構成しているか

図中のシーケンス図において、制御装置とユニット間でやり取りされるメッセージ名を答える問題です。

害獣が追い返しエリアに侵入した際、制御装置は電気柵ユニットに対して通電を指示します。このときに送信されるメッセージは 通電制御指示 です。

高得点のポイント

• システムの仕様に従い、正しいメッセージ名「通電制御指示」を正確に記述できているか

図中のシーケンス図において、制御装置とユニット間でやり取りされるメッセージ名を答える問題です。

害獣が威嚇ユニットに接近した際、制御装置は威嚇ユニットを動作させる指示を出します。この指示メッセージは 威嚇実行指示 です。

高得点のポイント

• システムの仕様に従い、正しいメッセージ名「威嚇実行指示」を正確に記述できているか

図中のシーケンス図において、制御装置とユニット間でやり取りされるメッセージ名を答える問題です。

害獣が電気柵ユニットに接触した際、ユニット側から制御装置に対して接触した事実が通知されます。該当するメッセージは 柵接触検知通知 です。

高得点のポイント

• システムの仕様に従い、正しいメッセージ名「柵接触検知通知」を正確に記述できているか

図中のシーケンス図において、制御装置とユニット間でやり取りされるメッセージ名を答える問題です。

害獣が緩衝エリアに退去した（または一定時間経過した）後、制御装置は電気柵ユニットに対して通電の停止（あるいは状態変更）を指示します。この際に用いられるメッセージは 通電制御指示 です。

高得点のポイント

• システムの仕様に従い、正しいメッセージ名「通電制御指示」を正確に記述できているか

害獣管理タスクの役割に関する問題です。

害獣管理タスクは、新たに検知された害獣情報を受け取った際、その害獣を個別に追跡・管理するために、害獣IDごとに専用のタスクを立ち上げる役割を担います。

高得点のポイント

• 害獣IDごとに処理を行うことが記述されているか
• 害獣タスクを生成・起動するという動作が明確に示されているか

害獣タスクを終了させるための条件を問う問題です。

追跡中の害獣が監視エリア外へ退出した、あるいはカメラの死角に入って一定時間経過したなどの理由で、害獣識別装置からその害獣の情報が送られてこなくなった場合、タスクは不要となります。

高得点のポイント

• 害獣情報が通知されなくなった状況を正しく表現しているか
• 指定された字数内で簡潔にまとめられているか

害獣タスクを終了させるためのもう一つの条件を問う問題です。

追跡対象の害獣が捕獲ユニットに入り、無事に捕獲されたことが確認された場合、以降の追跡や威嚇等の処理は不要になるため、当該害獣のタスクは終了します。

高得点のポイント

• 捕獲の発生（または捕獲完了）が通知された状況を正しく表現しているか
• タスク終了のトリガーとしての事象を簡潔に記述しているか

害獣タスクが通知を行う契機に関する問題です。

害獣タスクは、対象の害獣が緩衝エリアから追い返しエリアへ移動するなど、エリアの境界を越えたことを検知した際にメインタスクへ通知を行う必要があります。

高得点のポイント

• エリア間の害獣移動が発生したことを的確に抜き出しているか

害獣タスクが管理・把握すべき情報に関する問題です。

害獣が現在どのエリア（緩衝エリア、追い返しエリアなど）に位置しているかの情報は、威嚇や通電制御などの適切なアクションを決定するために不可欠です。

高得点のポイント

• 害獣がいるエリア（または現在位置のエリア）という語句が正確に抜き出されているか

害獣タスクが保持する害獣の属性情報に関する問題です。

害獣に対する適切な威嚇方法や通電の要否は、対象がイノシシかシカかといった獣種や、その大きさによって異なります。

高得点のポイント

• 害獣の獣種及び大きさという情報要件を正確に抜き出しているか

特定の位置情報を一定期間保存する目的を問う問題です。

害獣が捕獲ユニット内にただ通過しただけなのか、留まって捕獲条件を満たしているのかを判定するためには、過去からの位置情報を蓄積し、一定時間同じ場所に留まったことを確認する必要があります。

高得点のポイント

• 一定時間留まったことを判断するという目的が明示されているか
• 捕獲判定などの文脈に沿って論理的に構成されているか

害獣がエリア間を移動したことを判定するために参照する地図情報に関する問題です。

位置座標データからエリアの遷移を判定するには、地図上に定義された各エリアの境界線の位置情報と、害獣の現在位置を照らし合わせる処理が必要となります。

高得点のポイント

• 地図情報に含まれる エリア境界線位置 という具体的なデータ名が挙げられているか
• 名称として的確で論理的な表現となっているか

ユニット管理タスクからの通知先タスクを特定する問題です。

ユニットで検知された事象（例：柵接触など）は、システム全体を統括する メインタスク と、具体的な防護アクションを実行する 威嚇電撃タスク の双方に通知され、それぞれの処理へと連携されます。

高得点のポイント

• メインタスク と 威嚇電撃タスク の両方が不足なく記載されているか

特定の処理結果として送信されるメッセージ名を答える問題です。

ユニット側から物理的な接触信号を受け取ったユニット管理タスクは、その情報をシステム内で利用可能なメッセージ形式に変換し、他タスクへ通知します。該当するメッセージは 柵接触検知通知 です。

高得点のポイント

• 仕様に基づき 柵接触検知通知 という正確なメッセージ名が記述されているか

不審者監視機能を追加する際の、既存アーキテクチャの活用方法に関する問題です。

システムに対する変更を最小限に抑えるためには、新たに不審者専用のタスク群を構築するのではなく、不審者をシステム上の一つの「監視対象の害獣」として仮想的に扱う設計（抽象化）が有効です。

高得点のポイント

• 不審者を監視対象の害獣 として扱う旨が正確に抜き出されているか

AIや画像認識装置に対する要件追加に関する問題です。

これまでイノシシやシカなどを識別していた害獣識別装置で人間の不審者を識別させるには、識別アルゴリズムが不審者の特徴を認識できるように、不審者を含めた学習済みモデルデータへとアップデートする必要があります。

高得点のポイント

• 不審者も識別できる という機能要件が含まれているか
• 学習済みモデルデータ（または推論用データ）という技術的要素が明記されているか

不審者を検知した際に送出される情報の種類に関する問題です。

不審者をシステム上「害獣」として扱うアーキテクチャとした場合、害獣識別装置からは「獣種が不審者である」という属性を持った害獣情報が制御装置へ通知されることになります。

高得点のポイント

• 獣種が不審者 である害獣情報という文脈に合う字句が正確に抜き出されているか

人間（不審者など）に対する通電の安全制御に関する問題です。

電気柵への通電を行う際、最も優先すべきは人間の安全です。そのため、複数の害獣タスクが動作している中で、一つでも人間（不審者）を検知して「通電禁止」を依頼している場合は通電してはなりません。通電開始の前提として、全ての害獣タスクから通電禁止依頼を受けていない ことが必須条件となります。

高得点のポイント

• 全ての害獣タスク に対して条件を確認しているか
• 通電禁止依頼を受けていない ことを明確に記述できているか

通電を実行するための積極的なトリガー条件に関する問題です。

安全条件（通電禁止依頼がないこと）を満たした上で、実際に通電を行うには、電気柵の防護対象となる害獣が通電エリアに侵入している必要があります。すなわち、稼働中の害獣タスクのうち、一つ以上から通電開始の通電制御依頼が出されている ことが求められます。

高得点のポイント

• 一つ以上の害獣タスク がトリガーとなることを表現しているか
• 通電の開始の通電制御依頼（または通電指示）があることを明記しているか