(57)【要約】【課題】センサネットワークの設計を支援する。【解決手段】センサネットワークシステムの設計支援装置において、所定のエリアに第１の時点までに設置予定の通信端末に関する情報を含む第１計画情報と、所定のエリアに第１の時点よりも後の第２の時点までに設置予定の通信端末に関する情報を含む第２計画情報とを記憶する記憶部と、第２計画情報に基づいて、予め用意されている通信方式の中から、所定のエリアにおける通信端末がサーバへデータを送信するための通信方式を選択する通信方式選択部とを備える。【選択図】図１
2015109596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のエリアに第１の時点までに設置予定の通信端末に関する情報を含む第１計画情報と、前記所定のエリアに前記第１の時点よりも後の第２の時点までに設置予定の通信端末に関する情報を含む第２計画情報と、を記憶する記憶部と、
前記第２計画情報に基づいて、予め用意されている通信方式の中から、前記所定のエリアにおける通信端末がサーバへデータを送信するための通信方式を選択する通信方式選択部と
を備えるセンサネットワークシステムの設計支援装置。
【請求項２】
前記通信方式選択部は、前記第２計画情報に含まれる前記所定のエリアにおける前記通信端末の設置予定密度に基づいて、前記所定のエリアにおける通信方式を選択する
請求項１に記載のセンサネットワークシステムの設計支援装置。
【請求項３】
前記所定のエリアについて前記第２計画情報に基づいて選択された通信方式を、前記第１計画情報に適用した場合に、前記第１の時点に係る第１の設計条件を満たすか否かを判定し、前記第１の設計条件を満たさない場合、前記第１の設計条件を満たすように前記第１の計画情報を修正する計画修正部、をさらに備える
請求項１又は２に記載のセンサネットワークシステムの設計支援装置。
【請求項４】
前記第１の設計条件には、前記所定のエリアに前記選択された通信方式を適用した場合において、前記所定のエリアの全ての通信端末のうち、前記サーバへデータを送信可能な通信端末の割合を示す接続率であって、前記第１計画情報に基づいて算出された接続率が、前記第１の時点に要求される要求接続率以上とする旨が含まれる
請求項３に記載のセンサネットワークシステムの設計支援装置。
【請求項５】
前記予め用意されている通信方式には、前記通信端末同士が前記データを転送して前記サーバへ前記データを送信するマルチホップ型無線通信方式が含まれている
請求項４に記載のセンサネットワークシステムの設計支援装置。
【請求項６】
前記計画修正部は、前記選択された通信方式が前記マルチホップ型無線通信方式であって、前記第１計画情報に基づいて算出された接続率が前記要求接続率未満の場合、前記接続率が前記要求接続率以上となるように、前記第１の計画情報に前記通信端末からのデータを中継する中継装置を追加する修正を行う
請求項５に記載のセンサネットワークシステムの設計支援装置。
【請求項７】
前記修正された第１計画情報および前記第２計画情報に基づいて、前記選択された通信方式を適用した場合の、前記所定エリアにおいて前記第２の時点までに設置予定の前記中継装置および前記通信端末に関する費用を算出する費用算出部、をさらに備える
請求項６に記載のセンサネットワークシステムの設計支援装置。
【請求項８】
前記中継装置および前記通信端末に関する費用には、前記中継装置および前記通信端末の設置に要する費用と、前記選択された通信方式に基づく前記中継装置及び前記通信端末の運用に要する費用とが含まれる
請求項７に記載のセンサネットワークシステムの設計支援装置。
【請求項９】
前記費用算出部は、前記通信方式選択部において２以上の通信方式が選択可能な場合、各々の通信方式を適用した場合における費用を算出する
請求項７又は８に記載のセンサネットワークシステムの設計支援装置。
【請求項１０】
前記各々の通信方式を適用した場合における費用を、比較可能な態様で表示する表示処理部、をさらに備える
請求項９に記載のセンサネットワークシステムの設計支援装置。
【請求項１１】
所定のエリアに第１の時点までに設置予定の通信端末に関する情報を含む第１計画情報と、前記所定のエリアに前記第１の時点よりも後の第２の時点までに設置予定の通信端末に関する情報を含む第２計画情報と、を取得し、
前記第２計画情報に基づいて、予め用意されている通信方式の中から、前記所定のエリアにおける通信端末がサーバへデータを送信するための通信方式を選択する
ことをコンピュータにより実行するセンサネットワークシステムの設計支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサネットワークの設計を支援する設計支援装置および設計支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートグリッド実現には、電力消費データなどをサーバへ送信したり、サーバからの要求データを受信したりするスマートメータが必要である。スマートメータの設置を計画するにあたっては、通信品質と設置コストの両方を検討する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、所定のサービス計画エリアに対して、ＰＨＳ基地局の複数の異なる設置パターンを用意し、各設置パターンについて、電界強度分布のシミュレーションを行い、各設置パターンごとに、シミュレーション結果に基づいて、サービス計画エリアの面積に対する通話可能エリアの面積の比率を品質評価値として算出し、各設置パターンに対する品質評価値とコスト評価値とに基づいて、全設置パターンの中から、当該サービス計画エリアに対する設置パターンを決定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１７４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、既存の電力量計の全てを短期間でスマートメータに置き換えることは難しく、既存の電力量計が段階的にスマートメータに置き換えられていくと考えられる。このような場合、或る時点におけるスマートメータの通信手段が、長期的な通信品質及びコストの観点から最適であるとは限らない。例えば、スマートメータの通信手段として、或る時点だけを考えると３Ｇ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）／ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信が通信品質及びコストの観点で最適であるとしても、長期的には別の通信手段の方が通信品質及びコストの観点で最適である場合も考えられる。これは、スマートメータに限らず、他の通信端末を用いたセンサネットワークの設計計画においても同様である。
【０００６】
本発明の目的は、長期的な通信品質及びコストを考慮したセンサネットワーク設計計画の作成を支援する設計支援装置、設計支援方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施例に係るネットワークシステムの設計支援装置は、
所定のエリアに第１の時点までに設置予定の通信端末に関する情報を含む第１計画情報と、所定のエリアに第１の時点よりも後の第２の時点までに設置予定の通信端末に関する情報を含む第２計画情報と、を記憶する記憶部と、
第２計画情報に基づいて、予め用意されている通信方式の中から、所定のエリアにおける通信端末がサーバへデータを送信するための通信方式を選択する通信方式選択部と
を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、長期的な通信品質及びコストを考慮した適切なセンサネットワーク設計の計画を立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】センサネットワークの設計支援装置の有する機能の概要を示す図である。
【図２】センサネットワーク設計システムの構成例を示す図である。
【図３】設計支援装置における処理の概要を説明するためのフローチャートである。
【図４】端末情報デーブルの構成例を示す。
【図５】通信費用情報テーブルの構成例を示す。
【図６】算出条件テーブルの構成例を示す。
【図７】通信特性テーブルの構成例を示す。
【図８】端末の通信種別を決定する処理例に係るフローチャートである。
【図９】接続率が要求接続率以上となるように基地局または中継機を追加した設置計画を生成する処理例に係るフローチャートである。
【図１０】対象エリアに適用可能な通信種別を示す表である。
【図１１】対象エリアにその通信種別を適用した場合の設置運用コストを示す表である。
【図１２】各エリアにおける通信種別毎の端末一台当たりのコストを表示したグラフの例である。
【図１３】各エリアにおける年度別のコストを表示したグラフの例である。
【図１４】エリアにおける端末等の初期段階の設置計画の表示例である。
【図１５】エリアにおける端末等の最終段階の設置計画の表示例である。
【図１６】対象エリアにおいて基地局又は中継機を設置する場合の処理例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、センサネットワーク設計を支援する設計支援装置に関する実施例を、図面を参照ながら説明する。本実施例では、センサネットワークの一例として、スマートメータを端末とするネットワーク設計について説明する。
【００１１】
図１は、センサネットワークの設計支援装置１０の有する機能の概要を示すブロック図である。設計支援装置１０は、機能として、通信方式選択部１１と、接続率算出部１２と、計画修正部１３と、費用算出部１４と、表示処理部１５と、記憶部１６とを有する。これらの機能１１〜１６は、設計支援装置１０の備えるＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）、メモリ及び記憶装置等のリソースを用いて実現される。例えば、設計支援装置１０は、記憶部１６に記憶されている所定のコンピュータプログラムをＣＰＵ及びメモリを用いて実行することにより、機能１１〜１５を実現する。
【００１２】
記憶部１６は、所定のエリアにおいて、第１の時点までに設置予定の通信端末（以下「端末」という）の情報を含む第１計画情報２１と、その第１の時点よりも後の第２の時点までに設置予定の端末の情報を含む第２計画情報２２とを記憶する。第１計画情報２１は、第１の時点までに設置予定の中継機及び／又は基地局などの情報を含んでも良い。第２計画情報２２は、第２の時点までに設置予定の中継機及び／又は基地局などの情報を含んでも良い。中継機は、例えば、マルチホップ型無線通信において、データを他の端末に中継するための装置である。マルチホップ型無線通信方式とは、アドホック型無線通信の一種であり、端末同士がいわゆるバケツリレーのようにデータを転送して基地局とデータの送受信を行う方式である。すなわち、マルチホップ型無線通信の場合、途中の端末が中継機の役割を果たすが、端末間の距離が遠すぎて端末同士でデータを転送できない場合などに、中継機が設置される。基地局は、例えば、各端末から送信されたデータを所定のサーバへ送信するための装置である。端末は、例えば、電力量を計測するためのスマートメータである。
【００１３】
通信方式選択部１１は、第２計画情報２２に基づいて、所定のエリアに配置された端末がサーバへデータを送信するための通信方式を選択する。例えば、通信方式選択部１１は、所定のエリアにおける適切な通信方式を、予め用意されている、マルチホップ型無線通信、３Ｇ／ＬＴＥ通信、長距離無線通信、ＦＴＴＨ及びＰＬＣの中から選択する。サーバは、例えば、スマートメータから電力消費データを収集するサーバである。通信方式選択部１１は、第２計画情報２２に含まれる通信端末の所定のエリアにおける設置密度に基づいて、所定のエリアにおける適切な通信方式を選択してもよい。例えば、設置密度が所定の閾値以上の場合、マルチホップ型無線通信方式を選択可能としてもよい。設置予定密度は、エリアの面積に対する通信端末の設置予定数の割合を示す値である。例えば、「設置予定密度＝通信端末の設置数／エリアの面積」であっても良い。
【００１４】
接続率算出部１２は、通信方式選択部１１によって選択された通信方式を第１計画情報２１に適用した場合における所定のエリアでの接続率を算出する。接続率とは、所定のエリアに存在する全ての通信端末のうち、サーバへデータを送信可能な端末の割合を示す値である。例えば、「所定のエリアの接続率＝サーバと通信可能な端末数／全ての端末数」として算出しても良い。
【００１５】
計画修正部１３は、所定のエリアについて第２計画情報２２に基づいて選択された通信方式を、第１計画情報２１に適用した場合に、第１の時点に係る第１の設計条件を満たすか否かを判定し、第１の設計条件を満たさない場合、第１の設計条件を満たすように第１の計画情報を修正する。第１の設計条件には、例えば、接続率算出部１２において算出した接続率が、第１の時点に要求される要求接続率以上とする旨の条件が含まれてもよい。要求接続率は、年度毎に高くなってもよい。計画修正部１３は、選択された通信方式がマルチホップ型無線通信方式であって、第１計画情報に基づいて算出された接続率が要求接続率未満の場合、接続率が要求接続率以上となるように、第１の計画情報に必要な中継機を追加する修正を行っても良い。
【００１６】
費用算出部１４は、計画修正部１３によって修正された第１計画情報と、第２計画情報とに基づいて、選択された通信方式を適用した場合の、所定エリアにおいて第２の時点までに設置予定の中継機および通信端末に関する費用を算出する。費用算出部１４は、通信方式選択部１１において２以上の通信方式が選択可能な場合、各々の通信方式が選択された場合の費用を算出してもよい。中継機および端末に関する費用には、中継機および端末の設置に要する費用と、選択された通信方式に基づく中継機および端末の運用に要する費用とが含まれてもよい。
【００１７】
表示処理部１５は、費用算出部１４が２以上の通信方式について費用を算出した場合、各々の費用を比較可能な態様で表示する。表示処理部１５は、各年の費用を比較可能な態様（例えば、表、棒グラフ、折れ線グラフなど）で表示してもよい。表示処理部１５は、所定エリアにおける各年度の通信端末、中継機および基地局の設置計画位置を地図と共に表示してもよい。
【００１８】
以下、本実施例の詳細を説明する。
図２は、センサネットワーク設計支援システム（以下「設計支援システム」という）の構成例を示す。設計支援システム１００は、設計支援装置１０１と、１又は２以上の入出力装置１２１とを有し、それら装置１０１、１２１は、通信網１４０を通じて、データを送受信する。通信網１４０は、例えば、インターネット網又は専用線網などである。
【００１９】
設計支援装置１０１は、センサネットワークの設計に関する処理を実行する。入出力装置１２１は、ユーザからの入力を受け付けたり、設計支援装置１０１によって生成されたセンサネットワーク設計に係る算出結果等を表示したりする。
【００２０】
設計支援装置１０１は、ＣＰＵ１０２と、メモリ１０３と、記憶装置１０５と、通信Ｉ／Ｆ１２４を備える。設計支援装置１０１は、記憶装置１０５に記憶されている所定のコンピュータプログラムを、必要に応じてメモリ１０３に読み出してＣＰＵ１０２で実行することにより、後述する各種機能を実現する。記憶装置１０５は、例えば、ＨＤＤ（ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｄｒｉｖｅ）又はフラッシュメモリ等である。
【００２１】
設計支援装置１０１の通信Ｉ／Ｆ１０４は、設計支援装置１０１を通信網１４１へ接続するためのＩ／Ｆである。
【００２２】
設計支援装置１０１の記憶装置１０５には、コンピュータプログラムの一種として、データ確認部１１１と、データ算出部１１２と、データ入出力部１１３とが格納される。また、記憶装置１０５には、データとして、端末情報テーブル１０６と、通信費用情報テーブル１０７と、算出条件テーブル１０８と、通信特性情報テーブル１１４と、算出結果１０９と、年度毎算出結果１１０とが格納される。端末情報テーブル１０６、通信費用情報テーブル１０７および算出条件テーブル１０８の詳細については後述する（図４、図５、図６参照）。
【００２３】
算出結果１０９には、エリア毎に算出された、端末の適切な通信種別、端末の設置予定数及び設置予定位置、基地局及び中継機の設置予定数及び設置予定位置などが格納される。年度毎算出結果１１０には、エリア毎に算出された、各エリアの年度毎の接続率、設置費用および運用費用などが格納される。
【００２４】
データ確認部１１１は、テーブルに格納するデータの正当性を確認したり、入出力装置１２０から送信されたデータを確認したり、必要に応じてデータを複製したりする。
【００２５】
データ算出部１１２は、テーブルに格納されたデータおよび条件などに基づいて、センサネットワーク設計に関する各種計算を実行する。
【００２６】
データ入出力部１１３は、キーボード等を通じて設計支援装置１０１に直接入力されたり、入出力装置１２１から送信されたりしたデータを、必要に応じて、端末情報テーブル１０６、通信費用情報テーブル１０７、算出条件テーブル１０８、通信特性情報テーブル１１４、算出結果１０９及び／又は年度毎算出結果１１０へ登録する、
【００２７】
データ入出力部１１３は、必要に応じて、端末情報テーブル１０６、通信費用情報テーブル１０７、算出条件テーブル１０８、通信特性情報テーブル１１４、算出結果１０９及び／又は年度毎算出結果１１０からデータを読み出して、入出力装置１２０へ送信したり、所定のディスプレイに表示したりする。
【００２８】
入出力装置１２１は、ＣＰＵ１２２と、メモリ１２３と、記憶装置１２５とを備える。入出力装置１２１は、記憶装置１２５に記憶されている所定のコンピュータプログラムを、必要に応じてメモリ１２３に読み出してＣＰＵ１２２で実行することにより、後述する各種機能を実現する。入出力装置１２１の通信Ｉ／Ｆ１２４は、入出力装置１２１を通信網１４１へ接続するためのＩ／Ｆである。記憶装置１２５は、例えば、ＨＤＤ（ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｄｒｉｖｅ）又はフラッシュメモリ等である。
【００２９】
入出力装置１２１の記憶装置１２５には、コンピュータプログラムの一種として、データ入力部１３１と、データ表示部１３２とが格納される。また、記憶装置１２５には、データとして、端末情報１２６と、通信費用情報１２７と、算出条件１２８と、通信特性情報１３１と、算出結果１２９と、年度毎算出結果１３０とが格納される。
【００３０】
入出力装置１２１は、設計支援装置１０１の算出結果１０９に格納されているデータを取得して、算出結果１２９に保持してもよい。入出力装置１２１は、設計支援装置１０１の年度毎算出結果に１１０に格納されているデータを取得して、年度毎算出結果１３０に保持してもよい。
【００３１】
入出力装置１２１のデータ入力部１３１は、端末情報１２６、通信費用情報１２７、算出条件１２８及び／又は通信特性情報１３１等のデータの入力を受け付ける。
【００３２】
入出力装置１２１のデータ表示部１３２は、設計支援装置１０１によって算出された算出結果１２９及び年度毎算出結果１１０等の情報を、所定のディスプレイ装置等に表示する。これらの情報の表示例については後述する（図１２、図１３、図１４、図１５、図１６参照）。
【００３３】
次に、図３に示すフローチャートを参照しながら、設計支援装置１０１における処理の概要を説明する。
【００３４】
設計支援装置１０１の利用者は、設計支援装置１０１に、設計条件を入力する（Ｓ２０１）。設計条件として、例えば、処理の対象年度の期間、「所定のエリア」としての対象エリア、「通信端末」としてのスマートメータの設置計画位置、対象エリアにおける要求接続率、およびスマートメータの設置及び運用に関する予算の上限などが入力される。接続率とは、対象エリアにおける全てのスマートメータに対する無線又は有線通信によってデータを送受信可能なスマートメータの割合である。要求接続率とは、対象エリアに要求される最低限の接続率である。したがって、対象エリアにおいては、要求接続率以上の接続率が要求される。利用者は、例えば、電力事業者、ガス事業者、水道事業者、通信事業者、自治体、又はスマートメータ管理事業者などが考えられる。
【００３５】
設計支援装置１０１は、入力された設計条件に基づき、適切な通信種別を選択する（Ｓ２０２）。通信種別とは、スマートメータが採用する通信方式の種別である。例えば、設計支援装置１０１は、３Ｇ／ＬＴＥ通信（３ＧＰＰ）、マルチホップ型無線通信（ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１５．４）、長距離無線通信（ＩＥＥＥ８０２．１６）、ＦＴＴＨ（ｆｉｂｅｒ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｈｏｍｅ）、ＰＬＣ（ｐｏｗｅｒ  ｌｉｎｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの通信種別から、適切な通信種別を選択する。
【００３６】
設計支援装置１０１は、入力された設計条件および選択された通信種別に基づき、対象エリアにおけるスマートメータ等の設置運用コストを算出する（Ｓ２０３）。設置運用コストには、スマートメータの設置に要するコストと、スマートメータの運用に要するコストとが含まれて良い。スマートメータの設置運用コストを算出するための基礎となる情報は、設計支援装置１０１に予め保持されていても良いし、入出力装置１２１を通じて利用者によって入力されても良い。
【００３７】
設計支援装置１０１は、入力された設計条件及び選択された通信種別に基づき、対象エリアにおける接続率を算出する（Ｓ２０４）。
設計支援装置１０１は、算出した接続率が、設計条件として入力された要求接続率以上（接続率≧要求接続率）であるか否かを判定する（Ｓ２０５）。
【００３８】
接続率が要求接続率以上である場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、設計支援装置１０１は、算出結果に関する情報を出力して（Ｓ２０９）、当該処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００３９】
接続率が要求接続率未満である場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、設計支援装置１０１は、接続率が要求接続率以上となるように基地局及び／又は中継機を追加した設置計画案を生成する（Ｓ２０６）。
【００４０】
設計支援装置１０１は、その設置計画案における設置運用コストを算出する（Ｓ２０７）。
設計支援装置１０１は、処理対象の年度が残っている場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、未処理の年度についてＳ２０６及びＳ２０７を実行する。設計支援装置１０１は、処理対象の全ての年度についてＳ２０６及びＳ２０７を完了した場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、算出結果に関する情報を出力して（Ｓ２０９）、当該処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００４１】
次に、端末の設置運用コストを算出するための基礎となる情報の詳細と、設計条件の詳細について、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
図４は、端末情報デーブル１０６の構成例を示す。
端末情報テーブル１０６は、端末に関する情報を含む端末情報を管理する。端末情報は、項目として、端末ＩＤ３０１と、アクセス許可３０２と、端末位置３０３と、設置計画年度３０５と、住宅情報３０６と、回線情報３０７とを有する。
【００４３】
端末ＩＤ３０１には、端末を識別するためのＩＤが登録される。
アクセス許可３０２には、この端末情報にアクセス可能な利用者の利用者ＩＤが登録される。したがって、アクセス許可３０２に登録されていない利用者は、この端末情報を利用することができない。
端末位置３０３には、端末が設置される予定の位置が登録される。端末位置３０３は、例えば、経度及び緯度であっても良いし、地図上のＸ座標及びＹ座標であっても良い。
設置計画年度３０５には、端末が設置される予定の年度が登録される。
【００４４】
住宅情報３０６には、端末が設置される予定の住宅に関する情報が登録される。住宅情報３０６には、例えば、戸建て、小規模アパート、中規模マンション、高層マンション、または地区会館などの住宅種別が登録されてもよい。なぜなら、住宅情報３０６によって、適切な通信回線が異なったり、使用可能な通信回線が限定されたりすることがあるためである。
【００４５】
回線情報３０７には、端末情報に係る端末の設置される地区ではどのような通信回線が使用可能であるかを示す情報が登録される。回線情報３０７には、例えば、端末の設置された場所における、３Ｇ／ＬＴＥ通信の電波状況、ＦＴＴＨの敷設状況、通信回線の地下化の状況などが登録される。回線情報３０７は、端末の設置された場所における適切な通信種別を判定するために使用される。
【００４６】
図５は、通信費用情報テーブル１０７の構成例を示す。
通信費用情報テーブル１０７は、各通信種別における通信費用に関する情報を管理する。通信費用情報は、項目として、通信種別４０１と、アクセス許可４０２と、端末設置費用４０３と、端末運用費用４０４と、基地局設置費用４０５と、基地局運用費用４０６とを有する。
【００４７】
通信種別４０１には、通信の種別が登録される。通信種別４０１には、例えば、３Ｇ／ＬＴＥ通信、マルチホップ型無線通信または長距離無線通信などが登録される。
【００４８】
アクセス許可４０２は、上記の図４にて説明したとおりである。
端末設置費用４０３には、通信種別４０１に対応する端末を１台設置した場合の費用が登録される。
端末運用費用４０４には、通信種別４０１に対応する１台の端末を１か月間運用した場合の費用が登録される。
基地局設置費用４０５には、通信種別４０１に対応する基地局を１台設置した場合の費用が格納される。
基地局運用費用４０６には、通信種別４０１に対応する１台の基地局を１か月間運用した場合の費用が登録される。
【００４９】
図６は、算出条件テーブル１０８の構成例を示す。
算出条件テーブル１０８は、利用者毎の算出条件を管理する。算出条件は、項目として、利用者ＩＤ５０１と、年度５０２と、要求接続率５０３と、設置費用上限５０４と、運用費用上限５０５と、優先順位５０６とを有する。
【００５０】
利用者ＩＤ５０１には、利用者を識別するＩＤが登録される。
年度５０２には、算出条件が対象とする年度が登録される。算出条件は、年度毎に異なり得るからである。
【００５１】
要求接続率５０３には、年度５０２に満たすべき最低の接続率が登録される。接続率とは、上述の通り、所定エリアにおいて、そのエリアに設置される全ての端末の内、所定のサーバとデータ送受信可能なな端末の割合を示す値である。例えば、或るエリアにおいて、２０１４年度までに１０００台の端末が設置されるとして、そのエリアの要求接続率５０３が「８３％以上」である場合、２０１４年度までに８３０台以上の端末がネットワークに接続可能となるようにセンサネットワークを設計をすることが要求される。
【００５２】
設置費用上限５０４には、年度５０２において、端末及び基地局等の設置に割り当てられる予算の上限が登録される。
運用費用上限５０５には、年度５０２において、端末及び基地局等の運用に割り当てられる予算の上限が登録される。
優先順位５０６には、接続率、設置費用および運用費用の何れの条件を優先させるかを示す順位が登録される。
【００５３】
例えば、算出条件テーブル１０８を参照すると、利用者ＩＤ「ユーザＡ」の「２０１３年度」における要求接続率は「８０％以上」、設置費用上限は「１００億円」、運用費用上限は「５億円」、優先順位は「設置費用」の優先順位が一番高く、次に「運用費用」、最後に「接続率」であることがわかる。
【００５４】
図７は、通信特性テーブル１１４の構成例を示す。
通信特性テーブル１１４は、通信種別毎の通信特性に関する情報を管理する。通信特性情報は、項目として、通信種別６０１と、リンク間通信成功率６０２と、リンク間通信距離６０３と、基地局収容台数６０４と、基地局到達リンク数６０５とを有する。
【００５５】
通信種別６０１は、上記で説明したとおりである。
リンク間通信成功率６０２には、通信種別６０１によって端末間又は端末と基地局間で構成された１つのリンクにおける通信の成功確率が登録される。
リンク間通信距離６０３には、通信種別６０１によって構成される１つのリンクにおける通信可能な距離が登録される。
【００５６】
基地局収容台数６０４には、通信種別６０１において使用される一台の基地局が収容可能な端末の最大数が登録される。
基地局到達リンク数６０５には、通信種別６０１に基づく端末が基地局と通信を行うために必要なリンク数が登録される。例えば、基地局到達リンク数６０５には、端末が基地局と通信するために必要最小限のリンク数が登録されてもよい。通信種別６０１が「３Ｇ／ＬＴＥ通信」である場合、通常、端末は直接的に基地局と通信を行うことができるので、基地局到達リンク数６０５は「１」となる。通信種別６０１が「マルチホップ型無線通信」であって、基地局と直接的に通信を行うことができないエリアの場合、例えば、基地局到達リンク数６０５は「１００」となる。
【００５７】
次に、図８のフローチャートを参照しながら、端末の通信種別を決定する処理（図３のＳ２０２）の具体例を説明する。
【００５８】
設計支援装置１０１は、対象エリアにおける処理対象の最終年度における端末の設置計画を取得する（Ｓ７０１）。例えば、設計支援装置１０１は、「５００ｍ×５００ｍ」に分割したそれぞれのエリアを対象エリアとする。そして、設計支援装置１０１は、対象エリアにおける各端末について、次の処理を実行する。
【００５９】
設計支援装置１０１は、端末が設置される予定の住宅情報３０６、回線情報３０７、及び地理的情報等の物理的条件に基づいて、端末の通信種別を一つに決定できるか否かを判定する（Ｓ７０２）。例えば、住宅情報３０６が「高層マンション」の場合、設計支援装置１０１は、端末の通信種別を「ＰＬＣ」と決定しても良い。なぜなら、高層マンションの場合、壁などの遮蔽物によって無線通信が不安定になり易いからである。例えば、住宅情報３０６が山村部における「戸建て」の場合、設計支援装置１０１は、端末の通信種別を「３Ｇ／ＬＴＥ通信」に決定しても良い。なぜなら、山村部の戸建ての場合、ＦＴＴＨなどが敷設されていなかったり、隣の建物（端末）までの距離が長かったりと、他の通信種別を使用できないからである。端末の通信種別を一つに決定できた場合（Ｓ７０２：ＹＥＳ）、設計支援装置１０１は、Ｓ７０６に進む。
【００６０】
端末の通信種別を一つに決定できない場合（Ｓ７０２：ＮＯ）、設計支援装置１０１は、接続率と、設置運用コストとに基づいて、適切な通信種別を絞り込む（Ｓ７０３）。例えば、設計支援装置１０１は、接続率が低下しない範囲で（又は、要求接続率５０３未満とならない範囲で）、設置運用コストが最小となる通信種別を絞り込む。通常、通信種別に「マルチホップ型無線通信」を選択した場合に、設置運用コストが最小となり易い。なぜなら、通常、マルチホップ型無線通信の端末は、運用コストがほとんどかからないからである。さらに、マルチホップ型無線通信の場合、マルチホップ型の通信方式によって一台の基地局に多数の端末が接続されるため、他の通信種別と比較して少ない基地局数でネットワークを構築できるからである。
【００６１】
設計支援装置１０１は、Ｓ７０３において端末の通信種別を一つに絞り込めた場合（Ｓ７０４：ＹＥＳ）、端末の通信種別をその一つに決定し、Ｓ７０６の処理に進む。
【００６２】
設計支援装置１０１は、Ｓ７０３において端末の通信種別を一つに絞り込めなかった場合又はその端末に特殊な条件が課されている場合（Ｓ７０４：ＮＯ）、例外処理として、一つの通信種別に決定し（Ｓ７０５）、Ｓ７０６の処理に進む。例えば、設計支援装置１０１は、マルチホップ型無線通信に絞り込まれたが、他の端末との距離の関係で通信種別を３Ｇ／ＬＴＥ通信に決定したり、設置運用コストは上昇してしまうが接続率を優先する関係でＰＬＣに決定したりする。
【００６３】
Ｓ７０６として、設計支援装置１０１は、対象エリア内の全ての端末について処理を完了したか否かを判定し（Ｓ７０６）、未処理の端末が存在する場合は（Ｓ７０６：ＮＯ）、未処理の端末についてＳ７０２以降の処理を実行し、未処理の端末が存在しない場合は（Ｓ７０６：ＹＥＳ）、当該処理を終了する（ＥＮＤ）。ここで、各端末について決定した通信種別に基づいて、対象エリアの通信種別を決定してもよい。例えば、対象エリアの最多の端末の通信種別を、その対象エリアの通信種別としてもよい。
【００６４】
次に、対象年度の対象エリアにおける端末等の設置運用コストを算出する処理（図３のＳ２０３）の具体例を説明する。
【００６５】
設計支援装置１０１は、図５に示す通信費用情報テーブル１０７を参照して、対象年度の対象エリアにおける端末等の設置運用コストを算出する。
【００６６】
例えば、通信費用情報テーブル１０７によれば、３Ｇ／ＬＴＥ通信における端末一台当たりの設置費用４０３は「１万円」、端末一か月当たりの運用費用４０４は「３千円」である。３Ｇ／ＬＴＥ通信における基地局設置費用４０５及び基地局運用費用４０６は発生しない。なぜなら、これらの費用は通常、３Ｇ／ＬＴＥ通信のサービス事業者が負担するからである。
【００６７】
例えば、マルチホップ型無線通信の場合、端末一台当たりの設置費用４０３は「１万円」、端末一か月当たりの運用費用４０４は「０円」、基地局一台当たりの設置費用４０５は「１０万円」、基地局一か月当たりの運用費用４０６は「３千円」である。
【００６８】
例えば、長距離無線通信の場合、端末一台当たりの設置費用４０３は「１万円」、端末一か月当たりの運用費用４０４は「０円」、基地局一台当たりの設置費用４０５は「１０万円」、基地局一台当たりの運用費用４０６は「３千円」である。
【００６９】
設計支援装置１０１は、対象年度において対象エリアに設置が計画されている端末及び基地局の数の分、通信運用情報テーブル１０７に示す各費用を加算することにより、対象年度の対象エリアにおける端末等の設置運用コストを算出することができる。
【００７０】
次に、接続率を算出する処理（図３のＳ２０４）の具体例を説明する。
設計支援装置１０１は、図７に示す通信特性情報テーブル１１４を参照して、対象年度の対象エリアにおける接続率を算出する。
【００７１】
例えば、通信特性情報テーブル１１４によれば、３Ｇ／ＬＴＥ通信の場合、リンク間通信成功率６２が「９８％」以上となるリンク間通信距離６０３は「１．５ｋｍ」である。３Ｇ／ＬＴＥ通信の場合、端末は直接的に基地局と通信を行う。したがって、例えば、「５００ｍ×５００ｍ」の対象エリア内に基地局が存在する場合、その対象エリア内のほぼ全ての端末が基地局と通信が可能となるため、対象エリアの接続率は「９８％」となる。なお、長距離無線通信の場合も、端末は直接的に基地局と通信を行うので、上記と同様の方法で対象エリアの接続率を算出できる。
【００７２】
例えば、通信特性情報テーブル１１４によれば、マルチホップ型無線通信の場合、リンク間通信成功率６０２が「９８％」以上となるリンク間通信距離５０３は「３０ｍ」である。マルチホップ型無線通信の場合、基地局と直接的に通信を行う端末もあれば。他の端末を経由して基地局と通信を行う端末もあり、その経由する端末数も異なり得る。また、隣の端末と３０ｍ以上離れている端末は、通信ができない又は通信成功率が低下する。このような場合の通信成功率は、例えば、以下の様に算出される。
【００７３】
基地局と直接的に通信を行う端末の成功率は、リンク間通信成功率６０２の「９８％」となる。他の端末を経由して基地局と通信を行う端末の成功率は、
成功率＝リンク間通信成功率＾基地局到達リンク数  ・・・（式１）
として算出されてもよい。または、成功率は、
成功率＝（（１−リンク間通信誤り率）＾リンク間再送回数）×基地局到達リンク数  ・・・（式２）
として算出されてもよい。
【００７４】
マルチホップ型無線通信において、基地局と直接的に通信のできない端末は、隣の端末と通信ができない場合、成功率が「０％」となる。対象エリアの各端末について算出した成功率の平均値を、対象エリアの接続率としてもよい。他の対象年度についても同様である。
【００７５】
次に、接続率が要求接続率５０３以上であるか否かを判定する処理（図３のＳ２０５）の具体例を説明する。
【００７６】
図６に示す算出条件テーブルによれば、要求接続率５０３は、２０１３年度で「８０％以上」、２０１４年度で「８３％以上」、２０２５年で「９９％以上」である。したがって、設計支援装置１０１は、上記で算出した対象年度における対象エリアの接続率を、その対象年度における要求接続率５０３と比較し、接続率が要求接続率５０３以上であるか否かを判定する必要がある。
【００７７】
次に、図９のフローチャートを参照しながら、図３の接続率が要求接続率５０３以上となるように基地局及び／又は中継機を追加した設置計画案を生成する処理の例を説明する。ここでは、通信種別が「マルチホップ型無線通信」に決定された対象エリアの処理について説明する。
【００７８】
設計支援装置１０１は、対象エリアをさらにサブエリアに分割する（Ｓ８０１）。例えば、設計支援装置１０１は、「５００ｍ×５００ｍ」の対象エリアを、「５０ｍ×５０ｍ」のサブエリアに分割する。
【００７９】
設計支援装置１０１は、サブエリアにマルチホップ型無線通信による通信が不可能（又は通信の成功率が所定値未満）な端末が存在するか否かを判定する（Ｓ８０２）。例えば、設計支援装置１０１は、半径３０ｍの範囲内に他の端末又は基地局が存在しない端末を、通信が不可能な端末としてもよい。
【００８０】
サブエリアに通信が不可能な端末が存在する場合（Ｓ８０２：ＹＥＳ）、設計支援装置１０１は、サブエリアの適切な位置に中継機を一台追加し（Ｓ８０３）、Ｓ８０４の処理に進む。サブエリアに通信が不可能な端末が存在しない場合（Ｓ８０２：ＮＯ）、設計支援装置１０１は、Ｓ８０４の処理に進む。
【００８１】
Ｓ８０４において設計支援装置１０１は、全てのサブエリアについてＳ８０２、Ｓ８０３の処理を完了したか否かを判定し（Ｓ８０４）、未処理のサブエリアが残っている場合（Ｓ８０４：ＮＯ）、Ｓ８０２の処理に戻る。未処理のサブエリアが残っていない場合（Ｓ８０４：ＹＥＳ）、設計支援装置１０１は、Ｓ８０５の処理に進む。
【００８２】
Ｓ８０５において設計支援装置１０１は、対象サブエリアについて、隣接するサブエリアを抽出する（Ｓ８０５）。そして、設計支援装置１０１は、対象サブエリアが、隣接するサブエリアと通信可能であるか否かを判定する（Ｓ８０６）。隣接するサブエリアと通信が不可能な場合（Ｓ８０６：ＮＯ）、設計支援装置１０１は、適切な位置に基地局を一台追加し（Ｓ８０７）、Ｓ８０８の処理に進む。隣接するサブエリアと通信が可能な場合（Ｓ８０６：ＹＥＳ）、設計支援装置１０１は、Ｓ８０８の処理に進む。
【００８３】
Ｓ８０８において設計支援装置１０１は、全てのサブエリアについてこの処理を完了したか否かを判定し（Ｓ８０８）、未処理のサブエリアが残っている場合（Ｓ８０８：ＮＯ）、Ｓ８０６の処理に戻る。未処理のサブエリアが残っていない場合（Ｓ８０４：ＹＥＳ）、設計支援装置１０１は、当該処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００８４】
次に、図１０及び図１１を参照しながら、設置運用コストを算出する処理（図３のＳ２０７）の具体例を説明する。
【００８５】
図１０は、対象エリアに適用可能な通信種別を示す表であり、図１１は、対象エリアにその通信種別を適用した場合の設置運用コストを示す表である。
【００８６】
例えば、第１エリア９０１は住宅が密集して存在する都心部、第２エリア９０２は住宅が適度に存在する郊外部、第３エリア９０３は住宅がまばらにしか存在しない山村部であるとする。
【００８７】
第１エリア９０１及び第２エリア９０２については、基地局運用費用が発生する場合（９１１、９１３）と発生しない場合（９１２、９１４）とに分ける。なぜなら、例えば、基地局向けの回線を自前で有している場合は、基地局運用費用が発生しないが、電話会社等の他社の回線を利用する場合は、基地局運用費用が発生し得るからである。
【００８８】
設計支援装置１０１は、図１１に示すように、各エリア９０１〜９０３について、端末の設置予定密度が高い場合（９２１）と、端末の設置予定密度が低い場合（９２２）とについて、適切な通信種別及び設置運用コストを算出して表示する。また、設計支援装置１０１は、各エリア９０１〜９０３について、高層マンション９２３等の特殊な環境における適切な通信種別及び設置運用コストを算出して表示する。
【００８９】
利用者は、図１１に示すような具体的な設置運用コストを確認することにより、設計したセンサネットワークの規模を把握することができる。
【００９０】
次に、図１２〜図１６を参照しながら、図３のＳ２０９における算出結果に関する情報の出力例を説明する。
【００９１】
図１２は、各エリアにおける通信種別毎の端末一台当たりのコストを表したグラフ１１００の例である。グラフ１１００において、縦軸は端末一台当たりの設置運用コストを示し、横軸は各エリアにおける各通信種別を示す。グラフ１１００において、棒グラフ１１１２は、通信種別に対応する端末一台当たりの設置コストを示し、棒グラフ１１１３は、通信種別に対応する端末一台当たりの運用コストを示す。これらのコストは、エリア毎に算出された設置運用コスト（図１１参照）に基づいて算出される。利用者は、グラフ１１００を確認することにより、各エリアにおける通信種別毎の費用の差異を視覚的に把握することができる。
【００９２】
図１３は、各エリアにおける年度別のコストを表したグラフ１２００の例である。グラフ１２００において、縦軸は或るエリアにおける年度毎の設置運用コストを示し、横軸は年度を示す。グラフ１２０２において、棒グラフ１２０２は、対象年度における端末の設置コストを示し、グラフ１２０３は、対象年度における端末の運用コストを示す。これらのコストも、エリア毎に算出された設置運用コスト（図１１参照）に基づいて算出される。利用者は、グラフ１２００を確認することにより、年度毎の設置運用コストの変化を視覚的に把握することができる。
【００９３】
次に、図１４〜図１５を参照しながら、エリアにおける端末等の設置計画を表示する例について説明する。
【００９４】
図１４は、計画の初期段階である２０１３年度における端末等の設置計画を示す地図１３００の一例である。図１５は、計画の最終段階である２０２５年度における端末等の設置計画の地図１４００の一例である。
【００９５】
設計支援装置１０１は、例えば、対象エリアに端末、基地局及び中継機等を設置した場合の地図を表示する。図１４に示すように、初期段階では一部の端末しか設置されない計画であるが、図１５に示すように、最終段階ではほぼ全ての端末が設置される計画である。
【００９６】
図１４（図１５）の地図には、道路１３０１（１４０１）と道路１３０２（１４０２）とが交差していることが示されている。図１４（図１５）の地図において、縦線１３０３（１４０３）及び横線１３０４（１４０４）によって、４つのエリア１３０５、１３０６、１３０７、１３０８（１４０５、１４０６、１４０７、１４０８）に分割されている。黒丸１３０９（１４０９）は端末を示す。白丸１３１０（１４１０）は基地局を示す。斜線丸１３１１（１４１１）は中継機を示す。
【００９７】
利用者は、図１４に示す地図により、初期段階の計画では、端末数が少ないため、接続率を満たすためにはマルチホップ型無線通信に係る基地局及び中継機を多く設置する必要があることがわかる。利用者は、図１５の地図により、最終段階の計画では、端末数が多くなるため、基地局及び中継機は少なくても接続率を満たせることがわかる。また、利用者は、図１４及び図１５の地図により、基地局の設置位置を変更する必要があることもわかる。端末の増加に合わせて基地局の位置を変更することで、接続率の向上及び設置運用コストの抑制を図るためである。
【００９８】
以下、図１６の地図１５００を参照しながら、対象エリアにおいて基地局及び／又は中継機を設置する処理の具体例を説明する。図１６における黒丸および白丸等は、図１４で説明したとおりである。
【００９９】
例えば、設計支援装置１０１は、対象エリア１５０１を格子状のサブエリア１５１０に分割する。そして、設計支援装置１０１は、隣接するサブエリアに端末が存在する（つまり、或る端末が他の端末と通信可能）か否かを判定する。設計支援装置１０１は、対象エリア１５０１の接続率を向上させるために、例えば、中継機１５１１、１５１２を２台設置する。設計支援装置１０１は、通信の効率を向上させるために、例えば、基地局１５１３を１台設置する。
【０１００】
設計支援装置１０１が、地図上に端末の設置場所を表示すると共にサブエリアも表示することにより、利用者は、センサネットワーク設計の計画の妥当性を視覚的に把握することができる。
【０１０１】
本実施例によれば、利用者は、設計支援装置１０１を利用することにより、長期的な通信品質及びコストを考慮した適切なセンサネットワーク設計の計画を立てることができる。また、利用者は、設計支援装置１０１を利用することにより、各エリアにおける年度毎に要求される接続率を満たしつつ、長期的な設置運用コストをできるだけ抑制可能な通信方式を知ることができる。
【０１０２】
上述した本発明の実施例は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲を実施例にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【０１０３】
例えば、設計支援装置１０１は、入出力装置１２０によって指定された設計条件のみを用いて、センサネットワーク設計計画を生成しても良い。例えば、設計支援装置１０１は、利用者がアクセス許可されている情報のみを用いて、センサネットワーク設計計画を生成しても良い。例えば、設計支援装置１０１は、設計運用コストのみを算出、端末の設置位置のみを算出、又は通信種別のみを算出しても良い。
【０１０４】
例えば、設計支援装置１０１は、初年度に集中して端末を設置するとして設計運用コスト等を算出しても良い。この場合、設計支援装置１０１は、年度毎に設計運用コストを算出するのではなく、年度を前倒しにして、図３に示す処理を行う。設計支援装置１０１は、年度を後ろ倒しにして、或る年度に集中して端末を設置するとして設計運用コストを算出しても良い。マルチホップ型無線通信の場合、端末の設置予定密度を高くすることにより接続率が高くなるため、年度の前倒しや後ろ倒しで集中して端末等を設置することも想定されるからである。
【符号の説明】
【０１０５】
１０、１０１…設計支援装置  １１…通信方式選択部  １２…接続率算出部  １３…計画修正部  １４…費用算出部  １５…表示処理部  １６…記憶部
【図１】
2015109596.tif 000003
【図２】
2015109596.tif 000004
【図３】
2015109596.tif 000005
【図４】
2015109596.tif 000006
【図５】
2015109596.tif 000007
【図６】
2015109596.tif 000008
【図７】
2015109596.tif 000009
【図８】
2015109596.tif 000010
【図９】
2015109596.tif 000011
【図１０】
2015109596.tif 000012
【図１１】
2015109596.tif 000013
【図１２】
2015109596.tif 000014
【図１３】
2015109596.tif 000015
【図１４】
2015109596.tif 000016
【図１５】
2015109596.tif 000017
【図１６】
2015109596.tif 000018