(57)【要約】システム構成が変動した場合でも、優先度の高い計測データを監視して制御できるようにすること。機器管理装置１０は、機器３０から取得される計測データの種別と、機器管理ソフトウェア１００のリアルタイム属性とを含む要求属性を決定する。機器管理装置１０は、通信装置２０との間の通信経路の通信属性を算出し、通信装置２０に要求属性と通信属性を送信する。通信装置２０は、要求属性に基づいて計測データの優先度を算出し、優先度と通信属性とに基づいて、優先度の高い計測データを信頼性の高い通信経路を介して機器管理装置１０に送信させる。
2012056551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象機器を監視制御する監視制御装置と、前記制御対象機器が一つ以上接続され監視制御を仲介する通信装置と、当該通信装置と前記監視制御装置とを接続する二つ以上の通信経路と、を含む監視制御システムの通信方法であって、
前記監視制御装置は、
前記制御対象機器から取得される計測データに基づいて、前記制御対象機器を監視して制御する監視制御処理を備えており、
前記計測データの種別と、前記監視制御処理のリアルタイム属性とを含む要求属性を決定し、
前記各通信経路における通信属性として、前記通信経路の信頼性を算出し、
前記通信装置に、前記要求属性と前記通信属性とを送信し、
前記通信装置は、
前記監視制御装置から受信した前記要求属性に基づいて、前記制御対象機器から取得される前記計測データの優先度を算出し、
前記優先度と前記通信属性とに基づいて、前記優先度の高い計測データを前記信頼性の高い通信経路を介して前記監視制御装置に送信する、
監視制御システムの通信方法。
【請求項２】
前記監視制御装置は、
前記監視制御処理の制御周期と、前記制御周期を守れない場合の影響の度合いを示すリアルタイム属性とが前記要求属性に含まれるように、前記要求属性を決定し、
前記通信装置は、前記制御周期と前記リアルタイム属性の種別とに基づいて、前記優先度を算出する、
請求項１に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項３】
前記監視制御装置は、
前記通信経路に接続される前記通信装置の数と、前記監視制御装置と前記通信装置との間の通信帯域幅と、前記要求属性とに基づいて、前記通信装置が利用可能な通信帯域の値を算出し、
算出された前記通信帯域を前記通信属性に含めて前記通信装置に送信し、
前記通信装置は、
前記利用可能な通信帯域の値になるまで、前記優先度の高い計測データから順番に、前記信頼性の高い通信経路に割り当てる、
請求項１に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項４】
前記監視制御装置は、
前記監視制御処理の制御仕様から、待ち状態と実行状態と異常状態との各状態間の遷移関係を示す状態遷移仕様を抽出し、
前記監視制御処理が前記計測データを受け付ける時間間隔を前記状態遷移仕様から取得し、取得された前記時間間隔を前記制御周期として前記要求属性に含め、
前記監視制御処理が前記計測データを前記制御周期内に受領できない場合の挙動を、前記状態遷移仕様に基づいて、処理を停止させる復旧処理種別であるか、または、処理を継続させる復旧処理種別であるかを判別し、
前記判別された復旧処理に基づいて、前記リアルタイム属性を推定し、推定された前記リアルタイム属性を前記要求属性に含める、
請求項２に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項５】
前記監視制御装置は、
前記監視制御処理を擬似的に実行し、前記監視制御処理が前記計測データを取得する時間間隔を前記制御周期として記録し、
前記監視制御処理を擬似的に実行し、前記計測データが前記制御周期内に受領できなかった場合の動作種別に基づいて、前記復旧処理種別を判定し、
判定された前記復旧処理種別に基づいて前記リアルタイム属性を推定し、推定された前記リアルタイム属性を前記要求属性に含める、
請求項４に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項６】
前記監視制御装置は、
前記計測データの物理特性に基づいて、前記計測データを要求する制御対象機器と、前記計測データを要求しない制御対象機器とを判別し、
前記計測データを要求しないと判定された前記制御対象機器については、前記要求属性を変更し、
前記通信装置は、
変更された前記要求属性に基づいて、前記計測データを要求しないと判別された制御対象機器に関する計測データの送信を抑制する、
請求項１に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項７】
前記監視制御装置は、
前記監視制御処理におけり前記計測データへの演算内容を示すデータフロー仕様を含む制御仕様に基づいて、前記計測データが欠損した場合の前記監視制御処理への影響度を算出し、
前記影響度に基づいて、前記計測データを要求する制御対象機器と、前記計測データを要求しない制御対象機器を判別し、
前記計測データを要求しないと判別された前記制御対象機器に関する計測データの送信を抑制する、
請求項１に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項８】
前記監視制御装置は、
監視制御処理の制御仕様に基づいて、
前記制御対象機器の稼働状態を受け付ける受付ステップと、
前記稼働状態に基づいて前記制御対象機器へ出力するための第１制御指示を作成する第１指示ステップと、
前記稼働状態を前記制御対象機器から受領できなかった場合における第２制御指示を作成する第２指示ステップとを、
それぞれ抽出し、
さらに、前記監視制御装置は、
前記各ステップ間の遷移関係を含む制御処理フロー仕様を抽出し、
前記第２指示ステップへの遷移が設定されていない場合には、復旧処理種別を、前記処理を継続させる復旧処理種別として記録し、
前記第２指示ステップから他の処理を実施するステップへの遷移が設定されていない場合には、復旧処理種別を、前記処理を停止させる復旧処理種別として記録し、
前記受付ステップから前記第１指示ステップまたは前記第２指示ステップのいずれかに遷移するまでの時間制約を制御周期として記録する、
請求項４に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項９】
前記監視制御装置は、
前記監視制御処理を擬似的に実行させた結果に基づいて、
前記制御対象機器の稼働状態を受け付ける受付ステップと、
前記稼働状態に基づいて前記制御対象機器へ出力するための第１制御指示を作成する第１指示ステップと、
前記稼働状態を前記制御対象機器から受領できなかった場合における第２制御指示を実行する第２指示ステップとを
それぞれ抽出し、
さらに、前記監視制御装置は、
前記ステップ間の遷移における時間制約を含む制御処理フロー仕様を抽出し、
前記受付ステップから前記第２指示ステップへ遷移する場合の時間制約と、前記第１指示ステップの時間制約とを加算し、制御周期として記録する、
請求項５に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項１０】
前記監視制御装置は、
前記計測データの物理特性としての電気特性と、複数の前記制御対象機器間の物理的位置関係とに基づいて、前記各制御対象機器からそれぞれ取得される計測データ間の類似度を前記各計測データ毎に算出し、
前記類似度の高い計測データの中から、平均値に近い計測データを選定し、
前記通信装置は、
選定された前記計測データのみを前記通信経路を介して前記監視制御装置に送信させる、
請求項６に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項１１】
前記監視制御装置は、
前記制御仕様に基づいて、前記計測データを受領するタイミングの変動が前記監視制御処理の処理結果に与える影響度を算出し、
前記影響度が低いと判定される複数の計測データの中から、一つの計測データを代表値として選定し、
前記通信装置は、
前記影響度の低い前記各計測データについては、選定された前記計測データのみを前記通信経路を介して前記監視制御装置に送信させる、
請求項７に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項１２】
前記監視制御装置は、
前記復旧処理が存在しない場合は、前記リアルタイム属性をソフトリアルタイムとして決定し、
前記復旧処理が処理を停止させるものである場合、前記リアルタイム属性をファームリアルタイムとして決定し、
前記復旧処理が実行優先度の高く設定されている他の処理を実行させるものである場合、前記リアルタイム属性をハードリアルタイムとして決定する、
請求項４に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項１３】
前記通信経路の信頼性とは、伝送路容量等の速度情報又は欠損確率であることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項１４】
制御対象機器に接続される通信装置と、前記通信装置と少なくとも一つの通信経路を介して接続され、前記制御対象機器を監視して制御する監視制御装置とを備える監視制御システムであって、
前記監視制御装置は、
前記制御対象機器から取得される計測データに基づいて、前記制御対象機器を監視して制御するための監視制御処理部と、
前記計測データに設定される属性を作成するための属性作成部であって、前記計測データに要求される要求属性と、前記通信経路の信頼性に関する通信属性と、を作成するための属性作成部と、
を備え、
前記属性作成部は、前記要求属性として、前記計測データの種別と、前記監視制御処理部が前記計測データを必要とする度合を示すリアルタイム属性とを含む前記要求属性を作成し、
前記監視制御装置は、前記属性作成部により作成された前記要求属性及び前記通信属性を前記通信装置に送信し、
前記通信装置は、
前記監視制御装置から受領した前記要求属性に基づいて、前記制御対象機器から取得する前記計測データの優先度を決定し、
前記優先度と前記監視制御装置から受領した前記通信属性とに基づいて、前記制御対象機器から取得した前記計測データを前記通信経路に送信する、
監視制御システム。
【請求項１５】
前記要求属性には、前記監視制御処理の制御周期と、前記制御周期が維持されなかった場合に実行される復旧処理の種別とがさらに含まれており、
前記通信装置は、前記制御周期と前記復旧処理の種別とに応じて、前記計測データを前記通信経路に送信する場合の優先度を決定する、
請求項１４に記載の監視制御システム。
【請求項１６】
前記通信経路の信頼性とは、伝送路容量等の速度情報又は欠損確率であることを特徴とする、請求項１４又は１５のいずれかに記載の監視制御システムの通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視制御システムの通信方法及び監視制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
監視制御装置は、末端にある多数の制御対象機器と通信経路で接続されており、各制御対象機器を遠隔から監視して制御する。例えば、地域における電気エネルギの発生及び消費を監視して制御する場合、監視制御装置が、配電系統上の各機器及び各需要家の有する各機器に通信することにより、配電電圧を制御する。配電系統上の機器には、例えば、柱上変圧器、開閉器、電圧調整器等がある。需要家の有する機器には、例えば、太陽光発電機、ヒートポンプ、空調機等がある。【０００３】
各機器の状態を計測した結果は、通信経路を介して監視制御装置に送られる。監視制御装置は、その計測結果に基づいて、各機器への制御信号を算出する。監視制御装置は、通信経路を通して、各機器へ制御信号を送信する。【０００４】
監視制御装置が各機器を制御するためには、監視制御装置上で実行される監視制御アプリケーションプログラムが必要とする時間間隔（制御周期）で、各機器からの計測結果が監視制御装置に提供される必要がある。【０００５】
そのためには、監視制御装置と各機器との間の通信経路で、遅延または輻輳を起こさずに、各機器からの計測結果が監視制御装置に伝達されることが必要となる。通信のリアルタイム性を保証する技術としては、送受信対象のデータの優先度に応じて、送受信の順序を制御したり、通信経路を選択したりする方法がある。【０００６】
一つの従来技術（特許文献１）では、各パケット（データ）の通信プロトコル等の種別に応じて優先度を事前に設定する。従来技術では、優先度の設定された各パケットを各優先度別キューに振り分け、各優先度別キューの先頭パケットから順番に送信させる。【０００７】
さらに、その従来技術では、各優先度別キューと、通信帯域等の異なる複数の通信回線との対応関係を事前に設定する。その従来技術では、その対応関係に基づいて、各優先度別キューから、対応する通信回線へパケットを出力する。従来技術では、優先度の高いパケットを、高速な通信経路を利用して送信することができるため、優先度の高い通信に通信遅延が生じるのを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４２７９２８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来技術では、各パケットの優先度は、通信プロトコル等の通信種別に応じて、事前に固定的に設定される。従って、従来技術では、データの利用環境によって優先度が種々変化する場合に、その変化に対応するのが難しい。【００１０】
例えば、監視制御アプリケーションプログラムの内容または制御周期によって、計測データの優先度は変化する。従って、監視制御アプリケーションプログラムの処理内容が頻繁に変更される場合、事前に設定される固定的な優先度では、監視制御を適切に行うことはできない。状況に応じた優先度が必要となるためである。【００１１】
優先度の設定が不適切な場合、ハードリアルタイム制御で使用される計測データよりも、ソフトリアルタイム制御で使用される計測データの優先度の方が高い優先度で送信される可能性がある。ハードリアルタイム制御とは、制御周期が短く、かつ、事故防止等の安全性の観点から制御周期の維持が強く求められる制御である。従って、ハードリアルタイム制御で使用されるデータは、高い優先度で送信される必要がある。ソフトリアルタイム制御とは、制御周期が長く、かつ、制御周期が維持されなくても緊急事態は生じない制御である。従って、ソフトリアルタイム制御では、データの優先度は低くても不都合は生じない。【００１２】
ところで、制御対象機器の数が増加すると、通信経路が混雑し、優先度の高いデータに通信遅延を生じる可能性がある。監視制御システムの構成が初期構成から殆ど変化しないのであれば問題は生じないが、実際には、制御対象機器の数は変動し、制御対象機器数の変化を事前に正確に予測するのは難しい。制御対象機器の数が増加すると、各制御対象機器から監視制御装置に向けて送信されるデータ量の合計が、通信経路の容量を超える可能性がある。このように多量のデータが送信される場合、優先度の高いデータを優先的に送信するのが難しくなる。【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、環境変化に対応して、計測データを高い信頼性で各制御対象機器から取得できるようにした監視制御システムの通信方法及び監視制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決すべく、本発明では、監視制御装置上で実行される監視制御処理がどのようなタイミングで計測データを必要とするかを、計測データの要求属性の一つとして決定し、その要求属性を制御対象機器に事前に送信する。要求属性には、少なくとも、制御周期とリアルタイム属性とを含めることができる。制御周期とは、監視制御処理が計測データの受信を必要とする時間間隔である。リアルタイム属性とは、制御周期を守れない場合の影響の強さを示す。【００１５】
制御対象機器は、通知された要求属性に基づいて、リアルタイム属性が厳しい計測データを、高速な通信経路または高信頼な通信経路に出力する。また、監視制御処理での制御周期が短い計測データほど、高速な通信経路または高信頼な通信経路に出力する。
ここで、リアルタイム属性とは、制御周期を守れないこと（デッドラインミス）を起こした場合に、システム全体にどの程度の影響を及ぼすかを示すシンボル、または、指標である。【００１６】
デッドラインミスを起こすと、例えば、機器が破損してシステムが停止したり、ユーザの健康等に悪影響が生じたりする場合、リアルタイム属性は“ハードリアルタイム”に設定される。デッドラインミスを起こすと、以後に、何らかの処理または出力があっても、ユーザに不利益をもたらさない場合、リアルタイム属性は”ファームリアルタイム”に設定される。デッドラインミスを起こした後、システムから得られるユーザ利益が減少する場合、リアルタイム属性は”ソフトリアルタイム”に設定される。従って、ハードリアルタイム属性を有する計測データは、優先して送信される。【００１７】
制御対象機器の増加により通信経路が混雑し、所望の通信性能が得られない場合には、例えば、計測データを間引きして、通信経路の混雑を抑制することもできる。
複数の制御対象機器からそれぞれ出力される計測データ同士が類似している場合、類似する各計測データの中から一つの計測データを代表値として選んで、監視制御装置に送信すればよい。一部の制御対象機器の計測データに基づいて他の制御対象機器の計測データを推測したり、補間したりすることができる場合、一部の制御対象機器の計測データを代表値として選定し、監視制御装置に送信すればよい。監視制御装置は、代表値の計測データに基づいて、推測処理または補間処理を行い、監視制御処理に使用する。このような計測データの間引きにより、通信経路の混雑を抑制可能である。【００１８】
本発明の一つの観点に従う監視制御システムの通信方法は、制御対象機器を監視制御する監視制御装置と、制御対象機器が一つ以上接続され監視制御を仲介する通信装置と、当該通信装置と監視制御装置とを接続する二つ以上の通信経路と、を含む監視制御システムの通信方法であって、監視制御装置は、制御対象機器から取得される計測データに基づいて、制御対象機器を監視して制御する監視制御処理を備えており、計測データの種別と、監視制御処理のリアルタイム属性とを含む要求属性を決定し、各通信経路における通信属性として、通信経路の信頼性を算出し、
通信装置に、要求属性と通信属性とを送信し、通信装置は、監視制御装置から受信した要求属性に基づいて、制御対象機器から取得される計測データの優先度を算出し、優先度と通信属性とに基づいて、優先度の高い計測データを信頼性の高い通信経路を介して監視制御装置に送信するようになっている。【００１９】
監視制御装置は、監視制御処理の制御周期と、制御周期を守れない場合の影響の度合いを示すリアルタイム属性とが要求属性に含まれるように、要求属性を決定し、通信装置は、制御周期とリアルタイム属性の種別とに基づいて、優先度を算出してもよい。【００２０】
監視制御装置は、通信経路に接続される通信装置の数と、監視制御装置と通信装置との間の通信帯域幅と、要求属性とに基づいて、通信装置が利用可能な通信帯域の値を算出し、算出された通信帯域を通信属性に含めて通信装置に送信し、通信装置は、利用可能な通信帯域の値になるまで、優先度の高い計測データから順番に、信頼性の高い通信経路に割り当ててもよい。【００２１】
本発明は、監視制御システムとして把握することもできるし、監視制御装置として把握することもできる。さらに、本発明の構成の少なくとも一部は、コンピュータプログラムとして実現可能である。コンピュータプログラムは、例えば、インターネットのような通信媒体、フラッシュメモリデバイスのような記録媒体を介して、配布することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、監視制御システムのハードウェア構成図。
【図２】図２は、監視制御システムのソフトウェア構成図。
【図３】図３は、監視制御システムを電力管理システムに適用した場合の説明図。
【図４】図４は、要求属性を管理するテーブルの構成図。
【図５】図５は、通信属性を管理するテーブルの構成図。
【図６】図６は、監視制御装置の全体動作を示すフローチャート。
【図７】図７は、通信装置の全体動作を示すフローチャート。
【図８】図８は、要求属性を決定する処理を示すフローチャート。
【図９】図９は、監視制御処理を疑似実行することにより、要求属性を決定する処理を示すフローチャート。
【図１０】図１０は、複数の計測データの中から一部の計測データを抜き出して送信させるための処理を示すフローチャート。
【図１１】図１１は、電力系統の電圧に関する要求属性を作成する場合の概念図。
【図１２】図１２は、通信属性を決定する処理を示すフローチャート。
【図１３】図１３は、計測データを送信する処理のフローチャート。
【図１４】図１４は、優先度を決定する処理のフローチャート。
【図１５】図１５は、通信経路を決定する処理を示すフローチャート。
【図１６】図１６は、第２実施例に係り、鉄道機器の監視制御システムに適用した場合の要求属性管理テーブルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、監視制御装置により監視制御される機器として、電力に関する機器を例に挙げて説明する。電力に関する機器には、電力を消費する機器、電力を供給する機器、供給電圧の調整のための機器等が含まれる。例えば、電圧調整器または開閉器等の配電機器、空調機または電気自動車用充電器等の需要機器、太陽光発電器等の発電機器、である。
【００２４】
本実形態の監視制御システムは、後述のように、一つ以上の制御対象機器（以下、「機器」）３０，３０Ａ−３０Ｄと、各機器を遠隔から監視制御する「監視制御装置」としての機器管理装置１０，１０Ａと、各機器と機器管理装置との間の通信を仲介する一つ以上の通信装置２０，２０Ａ−２０Ｄと、機器管理装置と通信装置との間に設けられる一つ以上の通信経路ＣＮ１０Ａ，ＣＮ１０Ｂとを備える。特に区別しない場合、通信経路１０と呼ぶ。
【００２５】
通信装置は、一つ以上の機器に接続される。通信装置は、複数の機器をグループ化して管理することもできる。通信装置は、各機器で計測されたデータを、そのデータについて要求される属性等から定まる所定の通信経路を用いて機器管理装置に送信する。機器管理装置上で作動する機器管理ソフトウェア１００は、計測データに基づいて制御信号を生成し、通信装置に送信する。通信装置は、機器管理装置から受信した制御信号を機器に引き渡す。機器は、制御信号に基づいて動作する。
【００２６】
なお、計測データを通信装置から機器管理装置に送信する場合の送信経路と、計測データに基づいて作成される制御信号を通信装置が機器管理装置から受信する場合の受信経路とは、同一であってもよいし、異なってもよい。
【００２７】
本実施形態では、事前に、制御周期及びリアルタイム性等を、計測データに要求する属性（以下、要求属性）として、通信装置及び機器に伝達する。制御周期とは、機器管理装置（詳しくは機器管理ソフトウェア）が計測データを受信してから制御信号を出力するまでの時間間隔である。リアルタイム性とは、機器管理処理における制御のリアルタイム性に関する情報である。
【００２８】
通信装置は、要求属性に基づいて、リアルタイム性への要求の高い計測データを、通信速度が速い通信経路、又は、信頼性の高い通信経路を用いて送信する。通信装置は、要求属性に基づいて優先度を決定し、その優先度に応じて、一定の帯域利用率に達するまで順番に、高速または高品質の通信経路に計測データを送り出す。例えば、優先度の高い計測データが、高速または高品質の通信経路の通信帯域を所定量だけ占めるまで、優先度の高い計測データを順番に送り出す。
【００２９】
優先度が同程度の計測データが複数存在する場合、より制御周期の短い計測データを優先させる。制御周期の短い計測データは、機器管理装置で早急に必要とされていると考えることができるためである。従って、通信装置は、優先度が同程度の計測データについては、制御周期の短さに応じて、一定の帯域利用率に達するまで順番に、高速または高品質の通信経路に出力する。
【００３０】
ここで、電力管理システムに使用される２種類の機器管理ソフトウェアを例に挙げて考える。一つのソフトウェアは、情報配信ソフトウェアであり、他の一つのソフトウェアは配電制御ソフトウェアである。
【００３１】
情報配信ソフトウェアは、例えば、各需要家の電力利用状況を各需要家の分電盤または電力計等から計測する。情報配信ソフトウェアは、計測されたデータに基づいて、電力の節約を依頼するメッセージ、または、電気エネルギの節約に役立つアドバイス等を作成し、１日に数回程度の頻度で各需要家に送信する。
【００３２】
配電制御ソフトウェアは、各需要家の分電盤または電力計に内蔵された電圧センサを用いて配電電圧を計測する。配電制御ソフトウェアは、計測された配電電圧と目標値とを比較し、柱上変圧器等の配電機器または発電機器に制御信号を出力する。これにより、配電制御ソフトウェアは、配電電圧の変動を一定範囲内に維持するようになっている。
【００３３】
各需要家には、情報配信ソフトウェア及び配電制御ソフトウェアから、要求属性として、計測データの種別と制御周期と各ソフトウェアのリアルタイム属性とが予め伝達されているとする。需要家側からは、制御周期の短い配電電圧が優先的に送信される。配電制御ソフトウェアが配電電圧を受信するタイミングが遅れると、配電電圧が大きく変動する可能性があるためである。これに対し、電力の節約に関するメッセージまたはアドバイスが各需要家に配信される時期が多少遅れても、特に不都合は生じない。
【００３４】
通信経路として、帯域保証の無いＷＷＷ（World Wide Web：以下、Ｗｅｂ）回線と、帯域保証が可能な専用回線とのいずれかを選択可能であるとする。配電電圧は、通信遅延が生じた場合の影響が大きいため、帯域保証可能な専用回線を用いて機器管理装置に送信する。これに対し、電力利用状況は、帯域保証の無い通信回線を用いて機器管理装置に送信する。
【００３５】
需要家または機器の数が多くなり、優先度の高い計測データがより多く送信されるようになると、専用回線の通信容量が逼迫する。この場合、計測データの間引きが可能か否かを判断する。間引き可能な場合、各計測データのうちの一部の計測データだけを機器管理装置に送信し、専用回線の通信混雑を緩和する。計測データの間引きが可能か否かは、例えば、各機器から出力される計測データの類似度、電力特性、機器管理装置での処理方法等から判定できる。
【００３６】
例えば、過去の計測データの分析または電力特性から、近隣する需要家同士から得られる配電電圧が類似することが分かっているとする。この場合、複数の需要家のうち地理的に中間地点にある特定の需要家の計測データを通常周期で送信し、それ以外の各需要家の計測データは、通常周期よりも低い周期で送信する。これにより、通信量を抑制して通信混雑を緩和できる。
【００３７】
以上の手法により、本実施形態では、制御対象機器に接続される通信装置は、リアルタイム属性の厳しさと制御周期とに応じて、計測データの送信方法を調整する。これにより、機器管理装置は、必要な制御周期で、計測データを受信できる。
【実施例１】
【００３８】
図１は、機器管理システムのハードウェア構成図である。図２は、ソフトウェア構成図である。【００３９】
「監視制御システム」としての機器管理システムは、例えば、機器管理装置１０と、制御対象機器３０と、一つ以上の機器３０と通信する通信装置２０とを備える。【００４０】
機器管理装置１０は、例えば、マイクロプロセッサ（図中、ＣＰＵ：Central Processing Unit）１１と、主記憶装置１２と、補助記憶装置１３と、ユーザインターフェース（図中、ＵＩ）部１４と、通信インターフェース（図中、インターフェースをＩ／Ｆと略記）１５とを備える。【００４１】
補助記憶装置１３に格納された機器管理ソフトウェア１００（図２参照）は、主記憶装置１２にロードされて、マイクロプロセッサ１１により実行される。マイクロプロセッサ１１は、通信インターフェース１５を介して、各通信装置２０と通信する。【００４２】
ユーザインターフェース部１４は、システム管理者であるユーザが、機器管理装置１０に指示を与えたり、各種情報を表示させたりするために使用される。ユーザは、ユーザインターフェース部１４を介して、機器管理装置１０に新たな機器管理ソフトウェア１００を入力したり、入力済みの機器管理ソフトウェア１００のパラメータ等を調整したりすることができる。【００４３】
通信装置２０は、例えば、マイクロプロセッサ２１と、主記憶装置２２と、補助記憶装置２３と、ユーザインターフェース部２４と。外部通信インターフェース２５と、内部通信インターフェース２６とを備える。【００４４】
補助記憶装置２３には、計測データ選定部２００と域内監視部２３０及び要求属性データベース２１０等が格納される（図２参照）。ソフトウェアは、主記憶装置２２にロードされ、マイクロプロセッサ２１により実行される。マイクロプロセッサ２１は、内部通信インターフェース２６を介して各機器３０から計測データを取得し、それら計測データを外部通信インターフェース２５を介して機器管理装置１０に送信する。【００４５】
ユーザインターフェース部２４は、例えば、ユーザが通信装置２０の設定を変更したり、ソフトウェアを入力したりするために使用される。【００４６】
図１では、通信装置２０は、マイクロコンピュータシステムとして構成されており、さらに、複数の制御対象機器３０に接続されている。これに限らず、通信装置２０をより簡素な単体モジュールとして構成し、一つの機器３０に内蔵させる構成でもよい。つまり、各機器３０が通信装置２０を内蔵する構成でもよい。【００４７】
通信装置２０は、一つ以上の機器３０と機器管理装置１０との間の通信を仲介可能であれば、どのような装置でも良い。通信装置２０は、例えば、空調機等の一般家庭に設けられる機器の通信処理を実行するホームゲートウェイとして構成されてもよい。または、通信装置２０は、開閉器、変圧器等の配電機器の通信処理を実行する通信子局として構成されてもよい。または、通信装置２０は、スマートメータ等の通信機能を有する機器の通信コントローラとして構成されてもよい。【００４８】
「制御対象機器」としての機器３０は、通信装置２０と接続されており、自身の状況を計測データとして通信装置２０に出力する。機器３０は、機器管理装置１０から通信装置２０を介して制御指示を受領すると、その制御指示（制御信号または制御コマンド）に従って動作する。【００４９】
機器３０は、電気を利用、供給、制御する機器であれば、どのような機器でもよい。機器３０としては、例えば、電圧調整器または開閉器等の配電機器、空調機または電気自動車用充電器等の需要機器、太陽光発電器等の発電機器がある。【００５０】
なお、補助記憶装置１３，２３は、ソフトウェア及びデータを記憶できる媒体であればよく、例えば、ハードディスクデバイス、フラッシュメモリデバイス、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ等を用いることができる。【００５１】
ユーザインターフェース部１４，２４は、ユーザとの間で情報を交換できる装置であればよく、例えば、キーボードスイッチ、ポインティングデバイス、タッチパネル、プリンタ、ディスプレイ装置、音声で指示を与える装置、音声で出力する装置、脳波で指示を与える装置等を用いることができる。【００５２】
通信インターフェース１５と外部通信インターフェース２５とは、複数の通信経路ＣＮ１０Ａ，ＣＮ１０Ｂを介して接続されている。各通信インターフェース１５，２５は、例えば、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、携帯電話通信網、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＲＳ２３２Ｃ、赤外線通信等の、有線または無線のいずれか又は両方で通信可能である。【００５３】
複数の通信経路ＣＮ１０Ａ，１０Ｂは、例えば、ほぼ同一の通信容量（通信速度）及び通信品質（信頼性）を備える構成でもよいし、互いに異なる通信容量または通信品質を備える構成でもよい。特に区別しない場合は、通信経路ＣＮ１０と呼ぶ。【００５４】
図２は、機器管理システムのソフトウェア構成図である。機器管理装置１０は、例えば、機器管理ソフトウェア１００（１），（ｎ）と、属性作成部１１０と、属性データベース１２０と、遠隔監視用通信部１３０とを備える。【００５５】
機器管理装置１０には、複数の機器管理ソフトウェア１００（１），（ｎ）を設けることができる。特に区別する必要が無い場合、機器管理ソフトウェア１００と呼ぶ。機器管理ソフトウェア１００は、遠隔監視用通信部１３０等を用いて、各機器３０から計測データを取得し、計測データに応じた制御指示を各機器３０に与える。これにより、機器管理ソフトウェア１００は、各機器３０の電力消費または発電を調整する。【００５６】
なお、図２では、機器管理ソフトウェア１００を単一のソフトウェアとして示すが、複数のソフトウェアが連携して動作することにより、機器管理ソフトウェア１００としての機能を実現してもよい。【００５７】
属性作成部１１０は、機器３０から取得する計測データを機器管理ソフトウェア１００が使用する場合の条件を示す要求属性（リアルタイム属性、通信属性等）を作成する。作成された要求属性は、属性データベース１２０に記憶される。要求属性の作成等については後述する。【００５８】
遠隔監視用通信部１３０は、通信装置２０内の遠隔監視用通信部２２０と通信するための機能である。各通信部１３０，２２０により、通信装置２０は、機器３０の態を計測データとして機器管理装置１０に送信することができ、機器管理装置１０は機器管理ソフトウェア１００が算出した制御指示を通信装置２０に送信することができる。【００５９】
通信装置２０は、例えば、計測データ選定部２００と、要求属性データベース２１０と、遠隔監視用通信部２２０と、域内監視部２３０とを備える。【００６０】
計測データ選定部２００は、域内監視部２３０を介して、各機器３０から計測データを取得する。計測データ選定部２００は、要求属性データベース２１０に格納された要求属性に基づいて、各計測データの優先度を算出し、さらに、各計測データを送信するための通信方法を決定する。詳細については後述する。【００６１】
域内監視部２３０は、機器管理装置１０から受信した制御指示を機器３０に送信し、機器３０を制御指示に基づいて制御させる。【００６２】
機器３０は、計測制御部３００を備える。計測制御部３００は、機器３０に関するデータを計測し、域内監視部２３０に送信する。【００６３】
ここで、機器管理システムを電力管理システムに適用する場合を説明する。上述の通り、機器管理ソフトウェア１００は、機器管理装置１０に複数設けることができる。新しい機器管理ソフトウェアには、パラメータが修正されただけのものも含まれる。パラメータとしては、計測データの送受信タイミングを決定する制御周期がある。即ち、制御周期の値が変更されただけのバージョンアップであっても、新しい機器管理ソフトウェア１００が設けられたと判断できる。図６で述べるＳ１０では、パラメータのみが変更された場合でも、新たな機器管理ソフトウェア１００が追加されたと判定することができる。【００６４】
このような構成は、機器管理装置１０とＨＥＭＳ（Home Energy Management System）とを連携する場合に特に有効である。ＨＥＭＳとは、家庭電化製品または給湯機等、太陽光発電機等の住宅内のエネルギ消費機器をネットワーク化して、自動制御するシステムである。【００６５】
図３は、機器管理装置（ＣＥＭＳ）と、ＨＥＭＳ等のＸ−ＥＭＳとの関係を示す。Ｘ−ＥＭＳとは、ＦＥＭＳ（Factory Energy Management System）、ＢＥＭＳ（Building and Energy Management
System：登録商標）、ＥＶ−ＥＭＳ（Electric Vehicle-Energy Management System）の総称である。【００６６】
機器管理装置１０Ａが、ＣＥＭＳ（Community Energy Management System）に該当し、通信装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ（以下、２０Ａ−２０Ｄ）がＨＥＭＳ等のＸ−ＥＭＳに該当する。機器３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ（以下、３０Ａ−３０Ｄ）は、例えば、太陽光発電機、空調機、電気自動車用充電器、給湯機、柱上変圧器、分電盤等である。【００６７】
ＨＥＭＳでは、外的要因により、計測の内容はそのままで、その計測の重要度のみが変化することがある。例えば図４に記載の「二酸化炭素可視化」という種別について説明する。環境意識の高まり等の外的要因によって、二酸化炭素可視化に関する制御周期を短くすることが要求される場合がある。このような場合に、上述の通り、計測データの種別等はそのままで、制御周期だけを短く変更する。制御周期の変更された機器管理ソフトウェア１００は、図６のＳ１０において、新しいソフトウェアとして認識される。図６のフローチャートについては、さらに後述する。【００６８】
後述する図６のＳ１３では、通信構成または機器構成のいずれかに変化があったか否かを判定する。Ｓ１３も、機器管理装置１０ＡがＨＥＭＳ等と連携する場合、または、家庭等に設置されるスマートメータを考慮した場合に特に重要となる。スマートメータとは、消費電力を自動的に電力会社等に送信する、高機能な電力計である。【００６９】
ＨＥＭＳ２０Ａ、ＢＥＭＳ２０Ｂ、ＦＥＭＳ２０Ｃ，ＥＶ−ＥＭＳ２０Ｄ、スマートメータは、環境意識の高まりに応じて普及する。しかし、環境意識という人間の心理に依存するため、ＨＥＭＳ等及びスマートメータが機器管理システムに追加される台数を正確に予測するのは難しい。それらＨＥＭＳ等は急速に普及するかも知れないし、徐々に普及するかも知れない。【００７０】
例えば、ＨＥＭＳ等及びスマートメータ等が増加した場合、各計測データの優先度を調整する必要がある。そのため、図６のＳ１３では、構成変化を検知する。【００７１】
図４は、要求属性を管理するテーブルＴ１０を示す。要求属性管理テーブルＴ１０は、後述する、図６のＳ１１、図８、図９、図１０で作成される。【００７２】
要求属性管理テーブルＴ１０は、例えば、管理番号（図中、番号を＃と略記）Ｃ１０と、管理種別Ｃ１１と、機器種別Ｃ１２と、計測データＣ１３と、データ型Ｃ１４と、制御周期Ｃ１５と、リアルタイム属性Ｃ１６と、代表値Ｃ１７とを管理する。図４に示す以外の項目を管理する構成でもよい。【００７３】
管理種別Ｃ１１は、機器３０の管理種別を記憶する。管理種別Ｃ１１には、例えば、「供給計画」、「二酸化炭素可視化」、「停電監視」等がある。「供給計画」とは、発電機器または変電機器等から電力を供給させるための計画を作成する管理である。「二酸化炭素可視化」とは、機器３０の電力消費量を二酸化炭素排出量に変換して数値化する管理である。「停電監視」とは、停電の発生を監視し、停電場所を特定する管理である。【００７４】
機器種別Ｃ１２は、機器３０の種別を記憶する。機器種別には、例えば、「太陽光発電機」、「柱上変圧器」、「空調機」、「分電盤」等がある。【００７５】
計測データＣ１３は、計測データの種類を記憶する。計測データの種類Ｃ１３としては、例えば、「発電量」、「電圧」、「使用電力（消費電力）」等がある。【００７６】
データ型Ｃ１４は、計測データを取り扱う場合の表現手法を記憶する。データ型Ｃ１４としては、例えば、「ＦＬＯＡＴ（浮動小数点演算）」等がある。【００７７】
制御周期Ｃ１５は、計測データに関連付けられる制御周期を記憶する。制御周期とは、計測データを使用する機器管理ソフトウェア１００における、計測データを用いた制御の周期を示す。【００７８】
リアルタイム属性Ｃ１６は、計測データに関連付けられるリアルタイム属性の値を記憶する。リアルタイム属性としては、「ハードリアルタイム」、「ソフトリアルタイム」、「ファームリアルタイム」がある。【００７９】
代表値Ｃ１７は、同種の計測データが複数存在する場合に、どの計測データを代表値として使用するかを記憶する。複数のビルディングの屋上に太陽光発電機がそれぞれ設置されている場合、例えば、いずれかのビルディングの太陽光発電機の発電量を、他の各太陽光発電機の発電量の代表値として使用する。近隣するビルディングであれば、日照時間等の条件はほぼ等しいと考えられるためである。代表値は一つだけ設定してもよいし、複数設定してもよい。全ての計測データについて代表値を事前に設定する必要はなく、代表値の設定されない計測データが存在してもよい。【００８０】
図５は、通信属性を管理するテーブルＴ２０を示す。通信属性管理テーブルＴ２０は、後述する図１２のフローチャートにより作成される。【００８１】
通信属性管理テーブルＴ２０は、例えば、管理番号Ｃ２０と、通信経路種別Ｃ２１と、通信容量Ｃ２２と、推奨余裕率Ｃ２３と、平均欠損率Ｃ２４とを管理する。通信属性管理テーブルＴ２０は、各通信装置２０毎に作成される。図５のテーブルＴ２０には、或る一つの通信装置２０の有する複数の通信経路に関する属性が記憶されている。【００８２】
通信経路種別Ｃ２１は、通信装置２０の有する通信経路の種類を記憶する。通信経路種別としては、例えば、ＰＨＳ、インターネット、ＬＡＮ、赤外線通信、ＰＬＣ（Power Line Communication）等がある。【００８３】
通信容量Ｃ２２は、通信経路で伝送できる容量、即ち、通信速度を示す。推奨余裕率Ｃ２３は、どの程度の余裕を持って通信容量を使用すべきかの値を記憶する。平均欠損率Ｃ２４は、パケットデータが失われる確率、つまり、通信経路の品質を示す。【００８４】
後述する図１２のフローチャートでは、通信経路の経路情報を事前に取得して、通信容量を算出する。通信容量を事前に取得できない場合は、過去の通信性能を記憶するデータから、通信経路の容量を推定しても良い。【００８５】
無線通信のように、通信経路の区間で利用する可能性のある通信装置２０の数が不明の場合は、仕様上の最大通信容量と、過去の通信時の通信性能データとから実効通信容量を推定しても良い。【００８６】
図１２のフローチャートでは、各通信装置２０から機器管理装置１０に送信される計測データの総量は、各通信装置２０と機器管理装置１０とを接続する全通信経路の通信容量の合計値を超えないことを前提とする。【００８７】
従って、通信属性管理テーブルＴ２０に基づいて、各通信装置２０が利用可能な最大通信容量を算出する。各通信装置２０から送信される計測データの総量が、全通信経路の通信容量の合計値を超えるか否か判定する。計測データの総量が全通信容量を超える場合、計測データの間引きが必要である。この場合、計測データの間引きが必要であることを示すフラグを、通信属性管理テーブルＴ２０に記憶させることができる。間引きフラグが設定されている場合は、図１０，図１１で後述するように、複数の計測データの中から代表となる計測データを一つまたは複数選択してもよい。【００８８】
次に、図６及び図７を用いて、図２で示したソフトウェア構成における通信方法の処理手順を示す。【００８９】
図６は、機器管理装置１０の全体動作を示すフローチャートである。図６に示す処理は、機器管理ソフトウェア１００と属性作成部１１０と遠隔監視用通信部１３０とが連携して実行される。以下、ステップを「Ｓ」と略記する。【００９０】
まず、機器管理装置１０は、新しい機器管理ソフトウェア１００が有るか否かを属性判定部１１０に判定させる（Ｓ１０）。属性判定部１１０は、機器管理装置１０に新たな機器管理ソフトウェア１００が設置されたかどうかを検査する。もし新しい機器管理ソフトウェア１００が有る場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、その機器管理ソフトウェア１００がどのような計測データを必要とするのかを抽出して、要求属性を作成する（Ｓ１１）。もし新しい機器管理ソフトウェアが無い場合（Ｓ１０：ＮＯ）、後述のＳ１３へ進む。【００９１】
Ｓ１１では、属性作成部１１０において、計測データに要求する属性を決定する。Ｓ１１では、新たに設置された機器管理ソフトウェア１００が必要とする計測データについての、データ種別及びリアルタイム属性を抽出する。【００９２】
計測データの種別は、計測データの出力元である機器３０と、データの種類とを識別可能な情報である。例えば、計測データを出力する機器３０の種別と、計測データのデータ量及び／又は解釈方法を示すデータ識別子を含んでもよい。【００９３】
リアルタイム属性は、機器管理ソフトウェア１００における処理時間の要件の厳しさを示した情報である。リアルタイム属性は、例えば、計測データを取得する周期（制御周期）、及び、計測データの欠損等により処理が失敗した場合の許容度を含んでもよい。【００９４】
リアルタイム属性または制御周期を抽出する方法としては、後述のように種々の方法がある。例えば、機器管理ソフトウェア１００の機能要件等を記述した設計文書から、自然言語処理で属性等を抽出しても良い。【００９５】
機器管理ソフトウェア１００の動作を、数式または制御モデルから推定してもよい。例えば、数式または制御モデルに基づいて、計測データの取得に要する時間と、制御指示の作成に要する時間と、計測データの取得から制御指示の作成までの間の待ち時間とを合計することにより、制御周期を求めることができる。なお、制御モデルは、例えば、ＵＭＬ（Unified Modeling Language）等の厳密なモデル言語で記述されるのが好ましい。【００９６】
機器管理ソフトウェア１００をシミュレータ上で擬似的に動作させ、その動作結果に基づいて、計測データの取得に要する時間と制御指示の作成に要する時間と、計測データの取得から制御指示の作成までの間の待ち時間等とを、計測してもよい。Ｓ１１については、図８、図９、図１０で後述する。【００９７】
機器管理装置１０は、決定された要求属性を遠隔監視用通信部１３０から通信装置２０に向けて送信させる（Ｓ１２）。要求属性に含まれる機器３０に接続されている所定の通信装置２０のみを事前に抽出して、所定の通信端末２０にのみ要求属性を送信する構成でもよい。または、全ての通信装置２０に要求属性を送信する構成でもよい。【００９８】
機器管理装置１０は、機器管理システムの通信構成または機器構成のいずれかに変化が生じたか否かを判定する（Ｓ１３）。ここで、通信構成の変化とは、機器管理機器管理装置１０と通信装置２０の間の通信経路の通信容量の変化、通信経路の追加、通信経路の削除を意味する。機器構成の変化とは、通信装置２０の追加または削除があること、または、機器３０の追加または削除があること、を意味する。【００９９】
もし通信構成または機器構成のいずれかに変化がある場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、機器管理装置１０は、通信属性を決定する（Ｓ１４）。もし通信構成及び機器構成のいずれにも変化がない場合（Ｓ１３：ＮＯ）、後述するＳ１６へ進む。【０１００】
機器管理装置１０は、属性作成部１１０により、通信属性を決定させる（Ｓ１４）。通信属性とは、通信装置２０から機器管理装置１０までの、利用可能な通信経路に関する情報である。通信属性には、例えば、伝送路容量等の速度情報と、欠損確率等の信頼性情報とを含んでも良い。【０１０１】
機器管理装置１０は、決定された通信属性を、遠隔監視用通信部１３０から通信装置２０に向けて送信させる（Ｓ１５）。【０１０２】
その後、機器管理装置１０は、遠隔監視用通信部１３０等を介して、通信装置２０から機器３０の計測データを受信する（Ｓ１６）。機器管理装置１０は、機器３０からの計測データに基づいて、機器３０の状態を監視する。機器３０の状態としては、例えば、太陽光発電機またはガスタービン型発電機等による発電量、空調機または電気自動車用充電器等による電力消費量がある。【０１０３】
機器管理装置１０は、機器管理ソフトウェア１００を実行させる（Ｓ１７）。機器管理ソフトウェア１００は、計測データに基づいて、機器３０を制御するための情報（制御指示）を作成する。【０１０４】
機器管理装置１０は、作成された制御指示を、通信装置２０経由で機器３０に送信し（Ｓ１８）、機器３０を遠隔から制御する。【０１０５】
図７は、通信装置２０の全体動作を示すフローチャートである。図７に示す処理は、遠隔監視用通信部２２０と、計測データ選定部２００と、域内監視部２３０とが連携して実行される。【０１０６】
通信装置は、機器管理装置１０から送信された属性（要求属性、通信属性）を、隔監視用通信部２２０が受信したか否かを判定する（Ｓ２０）。もし属性を受信した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、通信装置２０は、計測データ選定部２００により、受信した属性を要求属性データベース２１０に記憶させる（Ｓ２１）。もし属性を受信していなければ（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ２２に移る。【０１０７】
通信装置２０は、通信装置２０に接続された機器３０から、計測データを取得する（Ｓ２２）。域内監視部２３０は、機器３０内の計測制御部３００と通信することにより、その機器３０で計測されたデータを取得する。計測データには、その機器３０の現在状態を示すデータ、その機器３０の過去の状態を示すデータ、その機器３０の現在及び過去の状態を示すデータがある。【０１０８】
通信装置２０が機器３０から計測データを取得する方法は複数ある。例えば、機器３０から通信装置２０に計測データを送信するプッシュ型通信を用いてもよい。または、通信装置２０が機器３０に計測データの有無を問い合わせて、機器３０から計測データを取得するプル型通信でもよい。【０１０９】
なお、機器３０が一つまたは少数の場合、機器３０と通信装置２０とを一体化させる構成でもよい。その場合、機器の現在状態は、通信装置２０の有する主記憶装置２２のメモリ空間に写像されたメモリマップドＩＯとして実現されてもよい。【０１１０】
通信装置２０は、計測データ選定部２００により、各計測データの優先度を決定させる（Ｓ２３）。通信装置２０は、要求属性データベース２１０に記録された要求属性に含まれている計測データの種別から、送信可能な計測データを一つ以上選定する。さらに、通信装置２０は、要求属性に含まれている制御周期とリアルタイム属性とから、優先的に送信する計測データを一つまたは複数決定する。【０１１１】
通信装置２０は、例えば、リアルタイム属性に基づいて、機器管理ソフトウェア１００における計測データの使用についての緊急度が高いか否かを判別する。緊急度の高い計測データには、高い優先度を設定できる。緊急度の低い計測データには、低い優先度を設定できる。【０１１２】
優先度とは、後述する計測データの送信方法を決定する処理において、どの計測データを優先的に出力するかを決定できる情報であれば、どのような情報でもよい。優先度は、例えば、送信可能な全ての計測データについての優先順位でも良いし、または、優先度合を示す数値でも良い。Ｓ２３については、図１４で後述する。【０１１３】
通信装置２０は、遠隔監視用通信部２２０及び計測データ選定部２００により、計測データを機器管理装置１０に向けて送信するための方法を決定させる（Ｓ２４）。通信装置２０は、Ｓ２３で算出された優先度とＳ２０で受信した通信属性とに基づいて、計測データを通信経路ＣＮ１０に出力するための方法を決定する。【０１１４】
優先度の高い計測データほど、より早く、より確実に機器管理装置１０に到達できるように、送信方法が決定される。例えば、複数の通信経路を利用でき、かつ、各通信経路の通信属性として、通信容量等の速度情報及び欠損率等の信頼性情報が含まれている場合を考える。この場合、例えば、より優先度の高い計測データから順番に、通信容量の一定割合に達するまで信頼性の高い通信経路に割り当てるという処理を、送信対象の全計測データについて繰り返し実行する。【０１１５】
通信装置２０が単一の通信経路のみを利用できる場合を考える。この場合、優先度別の出力キューを用意し、優先度に応じて計測データを出力キューに振り分ける。優先度の高い出力キューから計測データが出力される回数は、優先度の低い出力キューの出力回数よりも大きく設定する。【０１１６】
通信装置２０は、Ｓ２４で決定された方法に従って、遠隔監視用通信部２２０から計測データを機器管理装置１０に向けて送信させる（Ｓ２５）。【０１１７】
通信装置２０は、遠隔監視用通信部２２０が機器管理装置１０からの制御指示を受信したか否かを判定する（Ｓ２６）。制御指示を受信していない場合（Ｓ２６：ＮＯ）、Ｓ２０に戻る。【０１１８】
制御指示を受信している場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、通信装置２０は、域内監視部２３０を用いて、制御指示を機器３０に伝達し、機器３０を制御する（Ｓ２７）。【０１１９】
Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７は、制御対象機器側での遠隔監視制御処理の一例であり、上記の処理方法に限らない。遠隔にある機器管理装置１０に計測データを送信でき、機器管理装置１０から制御指示を受信でき、制御指示に基づいて機器３０の制御を実行できる方法であれば、いずれの方法でもよい。【０１２０】
図８は、要求属性を作成する処理の一例を示すフローチャートである。本処理では、機器管理ソフトウェア１００の制御仕様の内容を解析して、要求属性の制御周期とリアルタイム属性とを自動抽出する。【０１２１】
まず最初に、機器管理装置１０は、機器管理ソフトウェア１００の制御仕様を取得する（Ｓ３０）。機器管理ソフトウェア１００の制御処理の内容を取得可能であれば、制御仕様の記述形式は問わない。例えば、自然言語で処理内容を示した設計文書、制御の入出力関係を数式等のモデルで記述した制御モデル、処理フローを示した状態遷移図、計算機上での実装を記述したソースプログラム等のいずれも使用できる。【０１２２】
機器管理装置１０は、計測データ取得処理から制御指示作成処理間に移る場合の時間制約を抽出する（Ｓ３１）。機器管理装置１０は、制御仕様から、少なくとも、通信装置２０から計測データを取得する処理（入力処理）と、通信装置２０への制御指示を作成する処理（出力処理）とを判別する。機器管理装置１０は、計測データを取得する処理から制御指示を作成する処理へ移る遷移の時間制約を抽出する。【０１２３】
ここで、時間制約とは、計測データ取得処理を正常に実行するのに要する最大処理時間である。時間制約を超えても計測データ取得処理が完了しない場合は、制御指示を作成する処理に強制的に遷移する。時間制約は、通信タイムアウト時間、または、処理タイムアウト時間と呼ぶこともできる。【０１２４】
時間制約の抽出方法は複数ある。例えば、制御仕様が状態遷移図である場合、計測データを取得する処理に対応する状態と、制御指示を作成する処理に対応する状態とをそれぞれ抽出する。抽出された各状態間の遷移条件から、時間に関する条件を時間制約として抽出することができる。【０１２５】
制御仕様がソースプログラムである場合、計測データを取得する処理及び制御指示を作成する処理に対応する、ソースプログラムの行数及び休止処理時間をそれぞれ抽出して、処理時間を推定しても良い。つまり、計測データ取得処理に対応するソースプログラムの行数及び休止処理時間と、制御指示作成処理に対応するソースプログラムの行数及び休止処理時間とをそれぞれ抽出して、時間制約を推定することができる。【０１２６】
次に、機器管理装置１０は、復旧処理の有無を判定する（Ｓ３２）。もし制御仕様が、時間制約を満たせない場合に復旧処理に遷移するようになっている場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、Ｓ３３に移る。復旧処理が設定されていない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、後述のＳ３４に移る。【０１２７】
機器管理装置１０は、計測データ取得処理と復旧処理との間の時間制約を抽出する（Ｓ３３）。機器管理装置１０は、Ｓ３１で述べたとほぼ同様に、計測データ取得処理から復旧処理へ移る遷移が発生するための時間制約を抽出する。【０１２８】
機器管理装置１０は、制御周期を算出する（Ｓ３４）。機器管理装置１０は、Ｓ３１で抽出される第１の時間制約とＳ３３で抽出される第２の時間制約とから、計測データを取得する時間間隔を、制御周期として算出する。第１の時間制約とは、計測データ取得処理と制御指示作成処理との間の時間制約である。第２の時間制約とは、計測データ取得処理と復旧処理間との間の時間制約である。【０１２９】
例えば、第１の時間制約または第２の時間制約のうち、いずれか短い方の値を制御周期として抽出してもよい。【０１３０】
Ｓ３５，Ｓ３６，Ｓ３７，Ｓ３８では、復旧処理の種別を取得する。復旧処理がある場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、機器管理装置１０は、その復旧処理に設定されている実行優先度を取得する（Ｓ３６）。【０１３１】
実行優先度とは、復旧処理がどの程度優先的に実行されるかを示す情報である。例えば、復旧処理のＣＰＵ割り当て順位を示すタスク優先度を実行優先度として用いても良いし、または、復旧処理がコンピュータリソースを取得する場合の実行権限の順位を実行優先度として用いても良い。【０１３２】
機器管理装置１０は、復旧処理の出力を取得する（Ｓ３７）。機器管理装置１０は、復旧処理の結果がどのように利用されるのかを取得する。Ｓ３７で取得する情報は、復旧処理の結果がどのように利用されるかを判断可能な情報であれば良く、例えば、復旧処理の出力先でも良いし、または、復旧処理の出力データの内容でも良い。【０１３３】
機器管理装置１０は、リアルタイム属性を決定する（Ｓ３８）。機器管理装置１０は、例えば、復旧処理の実行優先度と復旧処理の出力の内容とから、復旧処理の緊急度を判定する。機器管理装置１０は、その緊急度に基づいて、リアルタイム属性を推定する。【０１３４】
例えば、緊急度が通常処理のそれよりも高められている場合には、通常処理よりも緊急に実行すべき処理であると判定できる。緊急度が通常処理と同様の値であれば、通常処理と同程度の緊急度であると判定できる。【０１３５】
さらに、例えば、復旧処理の出力が制御指示作成処理の入力となっている場合は、計測データを補正して欠損または異常のあった計測データを疑似生成する、通常のデータ復旧処理であると判定できる。【０１３６】
復旧処理の出力がアラート情報として使用される場合、機器管理装置１０を緊急停止させたり、または、機器管理装置１０を緊急モードに移行させたりするための、緊急処理であると判断できる。例えば、復旧処理の出力が、機器管理装置１０のＯＳ（オペレーティングシステム）または別の機器管理ソフトウェア１００に、アラート情報として出力される場合である。【０１３７】
Ｓ３８では、復旧処理の種別によって機器管理ソフトウェア１００の緊急度を判定できれば良く、その方法を問わない。例えば、復旧処理の実行優先度または出力の種別から、緊急度を数値で表してもよい。【０１３８】
図３等で前述したリアルタイム属性と同様に、復旧処理の内容から”ハードリアルタイム”、”ソフトリアルタイム”、“ファームリアルタイム”等のリアルタイム性を示すシンボルで、機器管理ソフトウェア１００の緊急度を表現しても良い。【０１３９】
図９は、要求属性を作成する他の例を示すフローチャートである。本処理では、機器管理ソフトウェア１００を擬似的に実行した結果から、制御周期とリアルタイム属性とを要求属性として抽出する。【０１４０】
機器管理装置１０は、計測データの入力周期Ｔｄに初期値を設定する（Ｓ４０）。計測データの入力周期Ｔｄとは、機器管理ソフトウェア１００に計測データを入力する時間間隔を示す。初期値は、機器管理ソフトウェア１００にタイムアウトエラー等を生じない程度の十分に短い値に設定される。【０１４１】
Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４３，Ｓ４４では、計測データ入力周期Ｔｄを所定時間ずつ加算しながら、機器管理ソフトウェア１００の実行を繰り返す。【０１４２】
機器管理装置１０は、計測データ入力周期Ｔｄを前回の値よりも十分に小さい値だけ加算する（Ｓ４１）。【０１４３】
機器管理装置１０は、機器管理ソフトウェア１００を疑似実行させる（Ｓ４２）。機器管理ソフトウェア１００は、制御対象機器３０及び通信経路ＣＮ１０の存在しない環境下で、機器３０及び通信経路ＣＮ１０の挙動を模擬しながら実行する。【０１４４】
次に、機器管理装置１０は、計測データを機器管理ソフトウェア１００に入力する（Ｓ４３）。機器管理装置１０は、擬似的に計測データを作成し、入力周期Ｔｄの時間間隔に従って、模擬的に実行された機器管理ソフトウェア１００に計測データを入力する。【０１４５】
Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４３における機器管理ソフトウェア１００の擬似的実行は、機器管理ソフトウェア１００の動作状態が変化した場合、または、入力周期Ｔｄの値が最大値Ｔｄｍａｘに達した場合のいずれかになるまで、継続される（Ｓ４４）。機器管理ソフトウェア１００の動作状態が変化する場合とは、例えば、計測データの入力周期Ｔｄが長くなったために、機器管理ソフトウェア１００が異常停止したような場合である。【０１４６】
機器管理装置１０は、最終の計測データ入力周期Ｔｄを制御周期Ｔｃとして決定する（Ｓ４５）。機器管理ソフトウェア１００に異常停止等の動作変化が発生した最終実行回の計測データ入力周期Ｔｄに、機器管理ソフトウェア１００の処理時間を勘案して、制御周期Ｔｃを算出することができる。【０１４７】
つまり、最終実行回の計測データ入力周期Ｔｄに、機器管理ソフトウェア１００での処理時間の平均値を加算したものを、制御周期Ｔｃとして用いてもよい（Ｔｃ＝Ｔｄ＋ソフトウェア処理時間の平均値）。【０１４８】
タイムアウト時間等の機器管理ソフトウェア１００に関する時間制約の予測値、または、近似値を利用してもよい。【０１４９】
Ｓ４６からＳ５３では、機器管理ソフトウェア１００に異常停止等の動作変化が発生した最終実行回における動作内容から、復旧処理の種別を抽出する。【０１５０】
機器管理装置１０は、機器管理ソフトウェア１００の最終実行回における動作内容を取得する（Ｓ４６）。機器管理装置１０は、最終実行結果が正常終了であるか否かを判定する（Ｓ４７）。【０１５１】
最終実行結果が正常終了の場合（Ｓ４７：ＹＥＳ）、機器管理装置１０は、機器管理ソフトウェア１００のリアルタイム属性ＲＡを”ソフトリアルタイム（ＳＲＴ）”に設定する（Ｓ４８）。機器管理ソフトウェア１００の最終実行結果が正常終了した場合は、通信タイムアウトに関する復旧処理が定義されていない場合であり、緊急度が低いと判断することができる。【０１５２】
機器管理装置１０は、機器管理ソフトウェア１００の最終実行結果が未実行であるか否かを判定する（Ｓ４９）。最終実行結果において、制御信号の出力等の通常処理が行われない場合（Ｓ４９：ＹＥＳ）、機器管理装置１０は、その機器管理ソフトウェア１００は、制御周期を超えて計測データが入力されなくなると、処理が実行されなくなるソフトウェアであると判定する。機器管理装置１０は、その機器管理ソフトウェア１００のリアルタイム属性ＲＡを”ファームリアルタイム（ＦＲＴ）”に設定する（Ｓ５０）。【０１５３】
最終実行結果が未実行ではない場合（Ｓ４９：ＮＯ）、機器管理装置１０は、最終実行結果が停止であるか否かを判定する（Ｓ５１）。機器管理ソフトウェア１００の最終状態が停止の場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）、その機器管理ソフトウェア１００は、制御周期を超えて計測データが入力されないと、以後のソフトウェア実行を停止させるソフトウェアであると判断される。機器管理装置１０は、その機器管理ソフトウェア１００のリアルタイム属性ＲＡを”ファームリアルタイム”に設定する（Ｓ５０）。【０１５４】
本実施例では、上述の通り、Ｓ４９でＹＥＳと判断された場合、及び、Ｓ５１でＹＥＳと判断された場合のいずれの場合も、リアルタイム属性を“ファームリアルタイム”に設定する（Ｓ５０）。これに代えて、Ｓ５１でＹＥＳと判定された場合は、Ｓ４９でＹＥＳと判定された場合に比べて、より強いリアルタイム性を有すると考えられる。機器管理ソフトウェア１００が停止状態になるためである。そこで、Ｓ５１でＹＥＳと判断される場合には、例えば、“弱ハードリアルタイム”等とのような他の値を設定してもよい。【０１５５】
機器管理装置１０は、最終実行結果において、実行優先度の高い他の処理を呼び出したか否かを判定する（Ｓ５２）。最終実行結果として通常処理とは別の（実行優先度の高い）他処理を呼び出した場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、その機器管理ソフトウェア１００は、制御周期を超えて計測データが入力されないと、何らかの緊急的な復旧処理を実行するソフトウェアであると判断される。機器管理装置１０は、その機器管理ソフトウェア１００のリアルタイム属性ＲＡを”ハードリアルタイム（ＨＲＴ）”に設定する（Ｓ５３）。【０１５６】
このようにして、機器管理ソフトウェア１００のリアルタイム属性を取得することで、機器管理ソフトウェア１００におけるリアルタイム性の厳しさを判定できる。例えば、リアルタイム属性が”ソフトリアルタイム”または“ファームリアルタイム”の場合、機器管理ソフトウェア１００に、制御周期を超えて計測データが到達しなくても、それ程緊急的な事態は生じないと推測できる。【０１５７】
これに対し、例えば、リアルタイム属性が“ハードリアルタイム”の場合、機器管理ソフトウェア１００に、制御周期を超えて計測データが到達しなくなると、機器管理システムに比較的強い影響を及ぼす可能性のある事態が生じると推測できる。従って、リアルタイム属性が”ハードリアルタイム”に設定される機器管理ソフトウェア１００については、その制御周期の長短にかかわらず、計測データを優先して届ける必要がある。【０１５８】
図１０は、要求属性を作成するためのさらに別の例を示すフローチャートである。本処理では、前述した要求属性に加え、通信容量が不足する場合に計測データの送信を間引きするための代表値属性を作成する。【０１５９】
代表値属性は、送信すべき計測データの量が多く、通信経路ＣＮ１０の通信容量が不足する場合に、複数の計測データの中から代表的な計測データを選択して送信するために使用される。例えば、複数の通信装置２０がそれぞれ担当する計測データが、同等又は類似する性質を有する場合、代表値属性を持つ通信装置２０の計測データのみを送信する。これにより、通信量が抑制され、通信混雑が緩和される。従って、より優先度の高い計測データを機器管理装置１０に送り届けることができる。【０１６０】
本処理は、図６及び図９に加えて実行することで、要求属性の作成、及び、通信方法の決定をより一層精緻に行うことができる。【０１６１】
機器管理装置１０は、各機器３０間の関係を取得する（Ｓ６０）。機器管理装置１０は、要求属性に記載されている計測データを出力する、２つ以上の機器３０間の関係を取得する。【０１６２】
ここで、機器間の関係とは、各機器３０の計測データの類似度を判断するために利用可能なデータであれば良い。例えば、機器３０が配電電圧を計測するための配電機器の場合、配電線上での機器間の距離及び／または位置関係を、機器間の関係を示すデータとして利用できる。例えば、機器が太陽光発電機等の自然エネルギーによる発電装置の場合、機器間の地図上の距離及び／または位置関係を、機器間の関係を示すデータとして利用することができる。【０１６３】
機器管理装置１０は、機器３０をクラス分けする（Ｓ６１）。機器管理装置１０は、Ｓ５０で取得した機器間の関係に基づいて、それら各機器から出力される計測データの類似度を予測する。機器管理装置１０は、予測された類似度に基づいて、機器３０を幾つかのクラスに分類する。【０１６４】
一つの例として、機器が配電線上の配電機器であり、かつ、計測データが配電電圧である場合を考える。この場合、電圧特性から、類似した配電電圧が配電線に沿って計測されると、予測できる。従って、配電線に沿った距離によって、機器を分類できる。【０１６５】
他の例として、機器が各家庭の屋上等に分散配置された太陽光発電機であり、かつ、計測データが発電量である場合を考える。この場合、地理的に近い太陽光発電機は、ほぼ類似した天候下にあるため、各太陽光発電機で計測される発電量は、ほぼ類似すると予測できる。従って、地理的な距離によって機器を分類できる。【０１６６】
機器管理装置１０は、各機器３０のうち、代表値となる計測データを出力する機器を抽出する（Ｓ６２）。機器管理装置１０は、Ｓ６１でのクラス分けの結果から、各クラス内で少なくとも一つ以上の機器を抽出し、その機器からの計測データを代表値とする。【０１６７】
代表値のみが計測データとして出力された場合に、クラス内の他の各計測データを予測するのに利用可能なように、代表値は抽出される。
例えば、機器間の距離等の関係とクラス内の平均値とに基づいて、もっとも計測し易いと予測される機器を代表値として抽出してもよい。代表値は一つに限らず、複数設定することもできる。例えば、機器間の距離等の関係に基づいて、最大値及び最小値を示す機器を代表値に加えてもよい。さらに、一つまたは複数の中間値を示す機器を代表値に加える構成でもよい。複数の代表値を抽出することにより、クラス内の他の計測データを正確に補間することができる。【０１６８】
機器管理装置１０は、要求属性を変更する（Ｓ６３）。機器管理装置１０は、代表値となる機器の情報を要求属性に記載する。例えば、代表値として抽出された機器については、その要求属性に代表値であることを示すフラグが記録される。これに対し、代表値として抽出されていない機器の場合は、その要求属性に代表値でないことを示すフラグが記録される。【０１６９】
このように代表値となる機器を事前に抽出しておくことにより、通信経路の容量が不足した場合に、要求属性に代表値である旨が記載されている機器３０からの計測データのみが通信経路に出力される。これにより、通信経路の混雑が緩和される。機器管理ソフトウェア１００は、代表値の計測データに基づいて、クラス内の他の計測データの統計的傾向を把握したり、補間により予測値を算出したりすることができる。【０１７０】
Ｓ６２では、機器間の位置関係等のような機器の情報のみを考慮して代表値となる機器を選択した。これに代えて、機器管理ソフトウェア１００における計測データの処理方法も考慮して、代表値となる機器を決定しても良い。【０１７１】
機器管理ソフトウェア１００のデータフローダイアグラム等の制御仕様から、入力である計測データと出力である制御指示との関係、または、計測データと制御仕様中に記載された中間データとの関係を抽出できる。【０１７２】
各機器から出力される計測データの変動または欠損が、出力データ又は中間データをどの程度変動させるかを示す影響度を算出できる。その影響度と計測データの処理方法とに応じて、代表値を決定してもよい。【０１７３】
例えば、複数の機器から出力された計測データを平均して中間データとし、その中間データを制御指示の算出に利用している場合を考える。この場合、或る一つの計測データに生じる変動または欠損は、その影響度が小さく、平均値に近いデータで代替しても問題は無いことが多い。従って、この場合は、平均値に近い計測データを出力する機器を代表値として抽出する。【０１７４】
図１１は、代表値の抽出処理の概念を説明するための図である。図１１では、機器３０として、電柱上に設置された変圧器、電圧センサ等を想定する。計測データとして、配電電圧を例に挙げる。【０１７５】
図１１（ａ）は、配電系統図を示す。図１１（ａ）には、変電所５００を含む配電系統が示されている。図中の点５０１−５０７は、配電系統上の電圧測定点を示す。変電所５００は、電力線通信（ＰＬＣ）等を用いて、測定点５０１から測定点５０７までの各電圧値を収集し、機器管理装置１０（詳しくは１０Ａ。以下同様）に送信する。【０１７６】
測定点５０１から測定点５０４までが、図１１（ｂ）に示す地点ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤの電柱に設けられた電圧センサに対応する。図１１（ｃ）は、各地点ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤで計測された電圧値のグラフである。電柱上の配電電圧は、配電系統線に沿って連続的に変化する性質を有する。従って、近傍の電圧センサから計測される電圧値は、近い値を取ることが予想される。【０１７７】
図１１（ｄ）は、電圧特性に基づいて、地点ＰＡの計測データＶＰＡと、地点ＰＤの計測データＶＰＤとを、代表値として選定した様子を示す。地点ＰＡと地点ＰＤの間の他の地点ＰＢ，ＰＣの計測データＶＰＢ，ＶＰＣは、線形補間処理等によって、推定することができる。【０１７８】
図１１に示すように、地点間の距離による電圧の変化特性を用いて、代表値となる電圧センサを決定することにより、通信装置２０（２０Ａ−２０Ｄ）から機器管理装置１０に送信する計測データの量を削減することができる。【０１７９】
図１２は、図６のＳ１４で述べた通信属性を決定する処理の詳細を示すフローチャートである。本処理では、通信属性として、各通信経路における通信容量を算出する。【０１８０】
機器管理装置１０は、全通信経路の経路情報を取得する（Ｓ１４Ａ）。機器管理装置１０は、機器管理装置１０から通信装置２０に至る全ての通信経路に関して、通信装置２０が通信経路を使って機器管理装置１０へ通信する場合の経路情報の容量を取得する。【０１８１】
なお、経路情報には、通信容量の他に、通信経路の性質を示す情報を含めてもよい。例えば、通信経路における通信パケットの欠損確率、通信輻輳時の性能低下率、通信輻輳を防ぐために推奨される余裕帯域等を、経路情報に含めてもよい。【０１８２】
次に、機器管理装置１０は、各通信経路に接続された通信装置２０の情報を取得する（Ｓ１４Ｂ）。機器管理装置１０は、少なくとも、通信経路を利用する可能性のある通信装置２０の数を取得する。【０１８３】
機器管理装置１０は、通信装置２０に接続された機器３０から取得される計測データの種別とその計測データに関する要求属性とから、機器管理装置１０に計測データを送信する可能性のある通信装置２０を全て抽出する。機器管理装置１０は、抽出された通信装置２０が利用可能な通信経路を取得し、取得された通信経路に接続されている通信装置２０の中から、計測データを送信する可能性のある通信装置２０の数を取得する。【０１８４】
機器管理装置１０は、各通信装置２０の通信容量を算出する（Ｓ１４Ｃ）。機器管理装置１０は、Ｓ１４Ａで取得した通信経路の通信容量及び経路情報と、Ｓ１４Ｂで取得した各通信経路を利用する通信装置２０の数とに基づいて、各通信装置２０が各通信経路において利用可能な通信容量の見積もりを算出する。【０１８５】
一つの通信装置当たりの通信容量は、通信装置が或る一つの通信経路を使って通信する場合に利用可能な通信容量を示す値であればよい。例えば、一つの通信経路中の或る区間を、複数の通信装置２０が利用する場合を検討する。この場合、その区間の通信容量を通信装置２０の数で割った値を、一つの通信装置当たりの区間別通信容量とする。通信経路中の全ての区間について、区間別通信容量を算出する。一つの通信装置についての、全区間の区間別通信容量のうち最小値を、その通信装置がその通信経路で使用可能な通信容量として求める。【０１８６】
図１３は、通信装置２０から機器管理装置１０に計測データを送信する処理を示すフローチャートである。本処理は、図７で述べたＳ２２及びＳ２５の詳細な一例である。本処理では、要求属性に含まれる制御周期Ｔｃと、機器３０が計測データを取得可能な計測周期Ｔｍとが一致しない場合の送信方法を示す。【０１８７】
Ｓ７０からＳ７３は、制御周期Ｔｃよりも機器３０で可能な計測周期Ｔｍが短い場合の処理である。通信装置２０、制御周期Ｔｃと計測周期Ｔｍとを取得する（Ｓ７０）。通信装置２０は、制御周期Ｔｃよりも計測周期Ｔｍの方が短いか否か（Ｔｃ＞Ｔｍ）を判定する（Ｓ７１）。【０１８８】
制御周期Ｔｃよりも計測周期Ｔｍの方が短い場合（Ｓ７１：ＹＥＳ）、通信装置２０は、前回の計測データ送信時から一定の計測周期Ｔｍ毎に計測された各計測データを平均化する（Ｓ７２）。通信装置２０は、少なくとも前回の計測データ送信時から現在までの計測データ履歴を保持しているため、平均値を算出できる。通信装置２０は、計測データの平均値を、その計測データに設定された制御周期Ｔｃで、機器管理装置１０に送信する（Ｓ７３）。【０１８９】
制御周期Ｔｃよりも計測周期Ｔｍの方が短くない場合（Ｓ７１：ＮＯ）、通信装置２０は、計測周期Ｔｍが制御周期Ｔｃよりも長いか否か（Ｔｃ＜Ｔｍ）を判定する（Ｓ７４）。制御周期Ｔｃよりも計測周期Ｔｍの方が長い場合（Ｓ７４：ＹＥＳ）、通信装置２０は、要求属性で示された周期Ｔｃでは、計測データを取得することができない。このため、通信装置２０は、要求された周期Ｔｃで計測データを機器管理装置１０に送信することはできない。【０１９０】
そこで、通信装置２０は、リアルタイム属性に応じた警告を発するべく、処理対象の計測データに設定されているリアルタイム属性がハードリアルタイム（ＨＲＴ）であるか否かを判定する（Ｓ７５）。【０１９１】
リアルタイム属性がハードリアルタイムである場合（Ｓ７５：ＹＥＳ）、通信装置２０は、警告を、全ての計測データに優先して機器管理装置１０に送信する（Ｓ７６）。ハードリアルタイムに関する処理（機器管理ソフトウェア１００による処理）は、停電への対応処理等のように、いわゆるミッションクリティカルな処理であることが多い。従って、たとえ補間処理等で計測データを推定できる場合であっても、そのような正確性を保証できない計測データは機器管理装置１０に送信しない。確実性を保証できない計測データに基づいて、誤った処理が実行されるのを未然に防止するためである。【０１９２】
リアルタイム属性がハードリアルタイムではない場合（Ｓ７５：ＮＯ）、通信装置２０は、リアルタイム属性がファームリアルタイム（ＦＲＴ）に設定されているか否かを判定する（Ｓ７７）。【０１９３】
リアルタイム属性がファームリアルタイムである場合（Ｓ７７：ＹＥＳ）、通信装置２０は、警告を、ファームリアルタイム属性を有する計測データ群の中では最も高い優先度で、機器管理装置１０に送信する（Ｓ７８）。【０１９４】
ファームリアルタイムの計測データを用いる処理では、たとえ古い計測データであっても、処理を有効に継続可能な場合が多い。そこで、通信装置２０は、警告とともに最新の計測データを機器管理装置１０に送信する（Ｓ７９）。【０１９５】
リアルタイム属性がファームリアルタイムではない場合（Ｓ７７：ＮＯ）、通信装置２０は、リアルタイム属性がソフトリアルタイム（ＳＲＴ）であるか否かを判定する（Ｓ８０）。リアルタイム属性がソフトリアルタイムである場合（Ｓ８０：ＹＥＳ）、通信装置２０は、過去の計測データ履歴から線形予測等の予測手法を用いて現在の計測データを予測し、予測された計測データを機器管理装置１０に送信する（Ｓ８１）。続いて、通信装置２０は、Ｓ８１で送信する計測データと同程度の優先度で、その計測データが予測値である旨の警告を、機器管理装置１０に送信する（Ｓ８２）。その警告は、予測された計測データと同時に送信してもよい。または、先に警告を送信し、その直後に予測された計測データを送信する構成でもよい。【０１９６】
図１４は、計測データの優先度を決定する処理を示すフローチャートである。本処理は、図７で述べたＳ２３の詳細な一例である。【０１９７】
通信装置２０は、送信可能な全ての計測データについて、優先順位群が未決定の計測データがあるか否かを判定する（Ｓ９０）。未決定の計測データがある場合（Ｓ９０：ＹＥＳ）、通信装置２０は、機器管理装置１０から受信した要求属性において、優先順位群が未決定の計測データが要求されているかを判定する（Ｓ９１）。【０１９８】
その計測データが要求属性により要求されている場合（Ｓ９１：ＹＥＳ）、通信装置２０は、その計測データに設定されているリアルタイム属性がハードリアルタイムであるか否かを判定する（Ｓ９２）。リアルタイム属性がハードリアルタイムである場合（Ｓ９２：ＹＥＳ）、通信装置２０は、その計測データの属する優先順位群を第１位群にする（Ｓ９３）。【０１９９】
優先順位群が未決定の計測データに設定されたリアルタイム属性がハードリアルタイムではない場合（Ｓ９２：ＮＯ）、通信装置２０は、その計測データのリアルタイム属性がファームリアルタイムであるか否かを判定する（Ｓ９４）。リアルタイム属性がファームリアルタイムである場合（Ｓ９４：ＹＥＳ）、通信装置２０は、その計測データの属する優先順位群を第２位群とする（Ｓ９５）。【０２００】
リアルタイム属性がファームリアルタイムではない場合（Ｓ９２：ＮＯ）、通信装置２０は、リアルタイム属性がソフトリアルタイムであるか否かを判定する（Ｓ９６）。その計測データのリアルタイム属性がソフトリアルタイムである場合（Ｓ９６：ＹＥＳ）、通信装置２０は、その計測データの属する優先順位群を第３位群とする（Ｓ９７）。【０２０１】
このようにして、全ての計測データがいずれかの優先順位群に属すると（Ｓ９０：ＮＯ）、通信装置２０は、各優先順位群毎に、その優先順位群に属する各計測データを制御周期の短い順番に並び替える（Ｓ９８）。最後に、通信装置２０は、各優先順位群の並び替えの結果を連結し、その連結された順番を計測データの優先度とする（Ｓ９９）。【０２０２】
図１４では、要求属性として、リアルタイム属性と制御周期とが利用可能な場合を説明した。制御周期のみが利用可能な場合、制御周期の短い順で優先度を決定してもよい。【０２０３】
また、例えば、リアルタイム属性が明示的に与えられていない場合、機器管理ソフトウェア１００におけるデータ欠損時の復旧処理の内容から、リアルタイム属性を推定しても良い。【０２０４】
また、例えば、制御周期とリアルタイム属性とが共に利用可能な場合、リアルタイム属性を点数化し、制御周期を点数へ正規化するための係数を設定する。そして、復旧処理内容と係数で正規化された制御周期係数を合算した指標から優先度を決定しても良い。【０２０５】
図１５は、通信経路を決定する処理を示すフローチャートである。本処理は、図７のＳ２４の詳細な一例である。
本処理では、図７のＳ２３及び図１４の処理で決定された計測データの優先度と、通信属性内の欠損率とに基づいて、重要な計測データを欠損の少ない高信頼な通信経路に割り当てる。【０２０６】
まず最初に、通信装置２０は、通信属性に含まれる全通信経路を欠損率で並び替える（Ｓ１１０）。通信装置２０は、信頼性の高い順に、通信経路を並び替える。【０２０７】
なお、通信属性の欠損率のみで通信経路を並び替える。これに代えて、機器管理装置１０または通信経路の特性等に基づいて、または、通信属性内の他の項目に基づいて、各通信経路を評価する構成でもよい。例えば、通信速度が重視される場合には、通信属性内の通信容量によって並び替えてもよい。【０２０８】
次に、通信装置２０は、通信経路が未決定の計測データがあるか否かを判定する（Ｓ１１１）。通信経路が未決定の計測データがある場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、通信装置２０は、最上位の通信経路に余裕帯域ＢＳが有るか否かを判定する（Ｓ１１２）。【０２０９】
最上位の通信経路に余裕の帯域ＢＳがある場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、通信装置２０は、その計測データを最上位の通信経路に割り当てる（Ｓ１１３）。通信装置２０は、Ｓ１１３で割り当てたデータ量ＤＳだけ、最上位の通信経路の余裕帯域ＢＳの値を減少させる（ＢＳ＝ＢＳ−ＤＳ：Ｓ１１４）。【０２１０】
最上位の通信経路に余裕帯域ＢＳが無い場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、通信装置２０は、欠損率で整列させた通信経路の中で次順位の通信経路の情報を取得し、その通信経路を最上位の通信経路として扱う（Ｓ１１５）。Ｓ１１１−Ｓ１１４を再び実行することにより、各計測データの送信に使用する通信経路を決定する。【０２１１】
このように構成される本実施例では、機器管理システムに含まれる制御対象機器３０が増減したり、通信装置２０または通信経路の構成が変化したりする場合でも、各機器３０からの計測データを取得して、各機器３０を遠隔から監視して制御できる。【０２１２】
本実施例では、システム構成が変動する場合でも、優先度の高い計測データを信頼性の高い通信経路を用いて機器管理装置１０に送信できる。従って、機器管理システムの信頼性が向上する。【０２１３】
本実施例では、計測データを使用する機器管理ソフトウェア１００が、計測データを所定の制御周期内に取得できなかった場合の影響の度合を示すリアルタイム属性という特徴的な指標を採用する。そして、計測データの優先度をリアルタイム属性に基づいて決定するため、機器管理ソフトウェア１００を可能な限り正常に動作させることができる。【０２１４】
本実施例では、計測データの量が増加した場合、各計測データの中から代表値となる計測データを選定し、代表値の計測データを優先的に機器管理装置１０に送信する。従って、通信量を抑制して通信混雑を緩和できる。これにより、システムに多数の制御対象機器３０が設けられた場合でも、優先度の高い重要な計測データを高い信頼性で、機器管理装置１０に送信することができる。【０２１５】
本実施例では、計測データに関連付けるリアルタイム属性及び制御周期を、機器管理ソフトウェア１００の仕様を解析したり、機器管理ソフトウェア１００を擬似的に実行させたりして、自動的に抽出できる。従って、システム管理者が各計測データについてリアルタイム属性及び制御周期を個別に設定する必要がなく、利便性が向上する。
【実施例２】
【０２１６】
図１６を参照して第２実施例を説明する。本実施例は、第１実施例の変形例に該当するため、第１実施例との相違を中心に説明する。本実施例は、本発明を鉄道分野に適用した場合の例である。【０２１７】
本実施例では、制御対象機器３０として、鉄道で使用される機器（鉄道機器）を例に挙げる。鉄道機器としては、例えば、改札機、列車の位置センサ、車両毎の旅客貨物量を示す加重センサ等がある。【０２１８】
第１実施例で説明した「機器管理装置」、「機器」、「機器管理ソフトウエア」は、本実施例においては、それぞれ「鉄道管理装置」、「鉄道機器」、「鉄道管理ソフトウエア」と読み替えられる。【０２１９】
図１６は、本実施例に係る要求属性管理テーブルＴ１０Ａを示す。要求属性は、第１実施例で述べたように、図６のＳ１１と、図８の処理と、図９の処理と、図１０の処理とで作成される。【０２２０】
本実施例でも、第１実施例と同様に、図６の処理を用いて通信属性を決定する。ここで図６のＳ１０について、鉄道分野の機器を例に、新たな鉄道管理ソフトウエアが追加される具体例を説明する。【０２２１】
鉄道分野では、駅構内の人の移動、つまり人流を人流データとしてデータ化して把握することがある。人流データは、入退場の整合性を確認するために利用される。人流データを他の分野に応用する場合がある、例えば、人流データを用いた広告ビジネスである。このように、データの利用先が異なると、データの管理方法も異なる。【０２２２】
人流データを、単に入退場の整合性確認だけに使用する場合は、一日に一回、係員が人流データを専用機器から手動で抽出すればよい。しかし、人流データを、広告ビジネスにも用いる場合は、所定の時間（例えば１時間）毎に、自動で人流データを収集して、鉄道管理装置に送信する必要がある。【０２２３】
そのため、鉄道管理装置に新たな鉄道管理ソフトウエアを追加する必要が生じる。このように、あるデータを新たな用途に転用する場合等では、ソフトウエアの追加がされるケースがある。このような場合、図６のＳ１０は有効である。このように構成される本実施例も第１実施例と同様の効果を奏する。【０２２４】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。例えば、本発明は、電力管理システムまたは鉄道管理システムだけでなく、工場内の製造装置を管理するシステム等の他のシステムにも広く適用可能である。【０２２５】
なお、本発明は、例えば、以下のように表現してもよい。
「監視制御装置は、
監視制御処理を擬似的に実行させた結果に基づいて、
制御対象機器の稼働状態を受け付ける受付ステップと、
稼働状態に基づいて制御対象機器へ出力するための第１制御指示を作成する第１指示ステップと、
稼働状態を制御対象機器から受領できなかった場合における第２制御指示を実行する第２指示ステップとを
それぞれ抽出し、
さらに、監視制御装置は、
ステップ間の遷移における時間制約を含む制御処理フロー仕様を抽出し、
第１指示ステップの時間制約と、第２指示ステップの時間制約と、を加算し、制御周期として記録する、
請求項５に記載の監視制御システムの通信方法。」
【符号の説明】
【０２２６】
１０，１０Ａ：機器管理装置、２０，２０Ａ−２０Ｄ：通信装置、３０，３０Ａ−３０Ｄ：制御対象機器、ＣＮ１０Ａ，ＣＮ１０Ｂ：通信経路
【図１】
2012056551.tif 000003
【図２】
2012056551.tif 000004
【図３】
2012056551.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2012056551.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年12月20日(2013.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象機器を監視制御する監視制御装置と、前記制御対象機器が一つ以上接続され監視制御を仲介する通信装置と、当該通信装置と前記監視制御装置とを接続する二つ以上の通信経路と、を含む監視制御システムの通信方法であって、
前記監視制御装置は、
前記制御対象機器から取得される計測データに基づいて、前記制御対象機器を監視して制御する監視制御処理を備えており、
前記計測データの種別と、前記監視制御処理の制御周期と、前記監視制御処理が前記計測データを必要とする度合を示すリアルタイム属性とを含む要求属性を決定し、
前記各通信経路における通信属性として、前記通信経路の信頼性を算出し、
前記通信装置に、前記要求属性と前記通信属性とを送信し、
前記通信装置は、
前記監視制御装置から受信した前記要求属性に含まれている前記制御周期と前記リアルタイム属性の種別に基づいて、前記制御対象機器から取得される前記計測データの優先度を算出し、
前記優先度と前記通信属性とに基づいて、前記優先度の高い計測データを前記信頼性の高い通信経路を介して前記監視制御装置に送信するものであり、さらに、
前記監視制御処理の制御仕様から、待ち状態と実行状態と異常状態との各状態間の遷移関係を示す状態遷移仕様を抽出し、
前記監視制御処理が前記計測データを受け付ける時間間隔を前記状態遷移仕様から取得し、取得された前記時間間隔を前記制御周期として前記要求属性に含め、
前記監視制御処理が前記計測データを前記制御周期内に受領できない場合の挙動を、前記状態遷移仕様に基づいて、処理を停止させる復旧処理種別であるか、または、処理を継続させる復旧処理種別であるかを判別し、
前記判別された復旧処理に基づいて、前記リアルタイム属性を推定し、推定された前記リアルタイム属性を前記要求属性に含める、
監視制御システムの通信方法。
【請求項２】
前記監視制御装置は、
前記通信経路に接続される前記通信装置の数と、前記監視制御装置と前記通信装置との間の通信帯域幅と、前記要求属性とに基づいて、前記通信装置が利用可能な通信帯域の値を算出し、
算出された前記通信帯域を前記通信属性に含めて前記通信装置に送信し、
前記通信装置は、
前記利用可能な通信帯域の値になるまで、前記優先度の高い計測データから順番に、前記信頼性の高い通信経路に割り当てる、
請求項１に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項３】
前記監視制御装置は、
前記監視制御処理を擬似的に実行し、前記監視制御処理が前記計測データを取得する時間間隔を前記制御周期として記録し、
前記監視制御処理を擬似的に実行し、前記計測データが前記制御周期内に受領できなかった場合の動作種別に基づいて、前記復旧処理種別を判定し、
判定された前記復旧処理種別に基づいて前記リアルタイム属性を推定し、推定された前記リアルタイム属性を前記要求属性に含める、
請求項１に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項４】
前記監視制御装置は、
前記計測データの物理特性に基づいて、前記計測データを要求する制御対象機器と、前記計測データを要求しない制御対象機器とを判別し、
前記計測データを要求しないと判定された前記制御対象機器については、前記要求属性を変更し、
前記通信装置は、
変更された前記要求属性に基づいて、前記計測データを要求しないと判別された制御対象機器に関する計測データの送信を抑制する、
請求項１に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項５】
前記監視制御装置は、
前記監視制御処理におけり前記計測データへの演算内容を示すデータフロー仕様を含む制御仕様に基づいて、前記計測データが欠損した場合の前記監視制御処理への影響度を算出し、
前記影響度に基づいて、前記計測データを要求する制御対象機器と、前記計測データを要求しない制御対象機器を判別し、
前記計測データを要求しないと判別された前記制御対象機器に関する計測データの送信を抑制する、
請求項１に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項６】
前記監視制御装置は、
監視制御処理の制御仕様に基づいて、
前記制御対象機器の稼働状態を受け付ける受付ステップと、
前記稼働状態に基づいて前記制御対象機器へ出力するための第１制御指示を作成する第１指示ステップと、
前記稼働状態を前記制御対象機器から受領できなかった場合における第２制御指示を作成する第２指示ステップとを、
それぞれ抽出し、
さらに、前記監視制御装置は、
前記各ステップ間の遷移関係を含む制御処理フロー仕様を抽出し、
前記第２指示ステップへの遷移が設定されていない場合には、復旧処理種別を、前記処理を継続させる復旧処理種別として記録し、
前記第２指示ステップから他の処理を実施するステップへの遷移が設定されていない場合には、復旧処理種別を、前記処理を停止させる復旧処理種別として記録し、
前記受付ステップから前記第１指示ステップまたは前記第２指示ステップのいずれかに遷移するまでの時間制約を制御周期として記録する、
請求項１に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項７】
前記監視制御装置は、
前記監視制御処理を擬似的に実行させた結果に基づいて、
前記制御対象機器の稼働状態を受け付ける受付ステップと、
前記稼働状態に基づいて前記制御対象機器へ出力するための第１制御指示を作成する第１指示ステップと、
前記稼働状態を前記制御対象機器から受領できなかった場合における第２制御指示を実行する第２指示ステップとを
それぞれ抽出し、
さらに、前記監視制御装置は、
前記ステップ間の遷移における時間制約を含む制御処理フロー仕様を抽出し、
前記受付ステップから前記第２指示ステップへ遷移する場合の時間制約と、前記第１指示ステップの時間制約とを加算し、制御周期として記録する、
請求項３に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項８】
前記監視制御装置は、
前記計測データの物理特性としての電気特性と、複数の前記制御対象機器間の物理的位置関係とに基づいて、前記各制御対象機器からそれぞれ取得される計測データ間の類似度を前記各計測データ毎に算出し、
前記類似度の高い計測データの中から、平均値に近い計測データを選定し、
前記通信装置は、
選定された前記計測データのみを前記通信経路を介して前記監視制御装置に送信させる、
請求項４に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項９】
前記監視制御装置は、
前記制御仕様に基づいて、前記計測データを受領するタイミングの変動が前記監視制御処理の処理結果に与える影響度を算出し、
前記影響度が低いと判定される複数の計測データの中から、一つの計測データを代表値として選定し、
前記通信装置は、
前記影響度の低い前記各計測データについては、選定された前記計測データのみを前記通信経路を介して前記監視制御装置に送信させる、
請求項５に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項１０】
前記監視制御装置は、
前記復旧処理が存在しない場合は、前記リアルタイム属性をソフトリアルタイムとして決定し、
前記復旧処理が処理を停止させるものである場合、前記リアルタイム属性をファームリアルタイムとして決定し、
前記復旧処理が実行優先度の高く設定されている他の処理を実行させるものである場合、前記リアルタイム属性をハードリアルタイムとして決定する、
請求項１に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項１１】
前記通信経路の信頼性とは、伝送路容量等の速度情報又は欠損確率であることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の監視制御システムの通信方法。
【請求項１２】
制御対象機器に接続される通信装置と、前記通信装置と少なくとも一つの通信経路を介して接続され、前記制御対象機器を監視して制御する監視制御装置とを備える監視制御システムであって、
前記監視制御装置は、
前記制御対象機器から取得される計測データに基づいて、前記制御対象機器を監視して制御するための監視制御処理部と、
前記計測データに設定される属性を作成するための属性作成部であって、前記計測データに要求される要求属性と、前記通信経路の信頼性に関する通信属性と、を作成するための属性作成部と、
を備え、
前記属性作成部は、前記要求属性として、前記計測データの種別と、前記監視制御処理の制御周期と、前記監視制御処理部が前記計測データを必要とする度合を示すリアルタイム属性とを含む前記要求属性を作成し、
前記監視制御装置は、前記属性作成部により作成された前記要求属性及び前記通信属性を前記通信装置に送信し、
前記通信装置は、
前記監視制御装置から受領した前記要求属性に含まれている前記制御周期と前記リアルタイム属性の種別に基づいて、前記制御対象機器から取得する前記計測データの優先度を決定し、
前記優先度と前記監視制御装置から受領した前記通信属性とに基づいて、前記制御対象機器から取得した前記計測データを前記通信経路に送信するものであり、さらに、
前記監視制御処理の制御仕様から、待ち状態と実行状態と異常状態との各状態間の遷移関係を示す状態遷移仕様を抽出し、
前記監視制御処理が前記計測データを受け付ける時間間隔を前記状態遷移仕様から取得し、取得された前記時間間隔を前記制御周期として前記要求属性に含め、
前記監視制御処理が前記計測データを前記制御周期内に受領できない場合の挙動を、前記状態遷移仕様に基づいて、処理を停止させる復旧処理種別であるか、または、処理を継続させる復旧処理種別であるかを判別し、
前記判別された復旧処理に基づいて、前記リアルタイム属性を推定し、推定された前記リアルタイム属性を前記要求属性に含める、
監視制御システム。
【国際調査報告】
2012056551.tif 000019
2012056551.tif 000020
2012056551.tif 000021
2012056551.tif 000022