(57)【要約】【課題】  複数の社会インフラの夫々を、所定地域又は領域に係る社会システムとして最適に制御可能とすること。【解決手段】  実施形態によれば、社会インフラ制御システムは、所定地域又は領域に係る複数の社会インフラを制御する。この社会インフラ制御システムは、シミュレータ、選択部および制御部を具備する。シミュレータは、社会インフラの運転状態を規定する運転プロファイルごとに複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、運転プロファイルごとに評価スコアを算出する。選択部は、所定地域又は領域において発生するイベントに対して要求される運転状態をもたらす運転プロファイルを評価スコアに基づいて選択する。制御部は、選択された運転プロファイルに基づく制御信号を複数の社会インフラに与えて、イベントに対する社会インフラの運転状態を制御する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定地域又は領域に係る複数の社会インフラを制御する社会インフラ制御システムであって、
前記社会インフラの運転状態を規定する運転プロファイルごとに前記複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、前記運転プロファイルごとに評価スコアを算出するシミュレータと、
前記所定地域又は領域において発生するイベントに対して要求される運転状態をもたらす運転プロファイルを前記評価スコアに基づいて選択する選択部と、
前記選択された運転プロファイルに基づく制御信号を前記複数の社会インフラに与えて、前記イベントに対する前記社会インフラの運転状態を制御する制御部とを具備することを特徴とする、社会インフラ制御システム。
【請求項２】
前記選択部は、前記評価スコアに前記所定地域又は領域の特性に応じて設定される重みを乗じた値に基づいて前記運転プロファイルを選択することを特徴とする、請求項１に記載の社会インフラ制御システム。
【請求項３】
所定地域又は領域に係る複数の社会インフラを制御する社会インフラ制御システムであって、
前記社会インフラの運転状態を規定する運転プロファイルごとに前記複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、前記運転プロファイルごとに評価スコアを算出するシミュレータと、
前記算出された評価スコアを前記運転プロファイルと対応付けて記憶する記憶部とを具備することを特徴とする、社会インフラ制御システム。
【請求項４】
所定地域又は領域に係る複数の社会インフラを制御する社会インフラ制御システムであって、
前記社会インフラの運転状態を規定する運転プロファイルごとに前記複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、前記運転プロファイルごとに評価スコアを算出するシミュレータと、
前記算出された評価スコアを前記運転プロファイルと対応付けて記憶する記憶部と、
前記所定地域又は領域からの要求に応じて当該要求元の特性に適する運転プロファイルを前記評価スコアに基づいて選択する選択部と、
前記選択された運転プロファイルを前記要求元に送信する送信部とを具備することを特徴とする、社会インフラ制御システム。
【請求項５】
所定地域又は領域に係る複数の社会インフラを制御する社会インフラ制御システムに適用される計算装置であって、
前記社会インフラの運転状態を規定する運転プロファイルごとに前記複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、前記運転プロファイルごとに評価スコアを算出するシミュレータと、
前記所定地域又は領域において発生するイベントに対して要求される運転状態をもたらす運転プロファイルを前記評価スコアに基づいて選択する選択部と、
前記選択された運転プロファイルに基づく制御信号を前記複数の社会インフラに与えて、前記イベントに対する前記社会インフラの運転状態を制御する制御部とを具備することを特徴とする、計算装置。
【請求項６】
前記選択部は、前記評価スコアに前記所定地域又は領域の特性に応じて設定される重みを乗じた値に基づいて前記運転プロファイルを選択することを特徴とする、請求項５に記載の計算装置。
【請求項７】
所定地域又は領域に係る複数の社会インフラを制御する社会インフラ制御システムに適用される計算装置であって、
前記社会インフラの運転状態を規定する運転プロファイルごとに前記複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、前記運転プロファイルごとに評価スコアを算出するシミュレータと、
前記算出された評価スコアを前記運転プロファイルと対応付けて記憶する記憶部とを具備することを特徴とする、計算装置。
【請求項８】
所定地域又は領域に係る複数の社会インフラを制御する社会インフラ制御システムに適用される計算装置であって、
前記社会インフラの運転状態を規定する運転プロファイルごとに前記複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、前記運転プロファイルごとに評価スコアを算出するシミュレータと、
前記算出された評価スコアを前記運転プロファイルと対応付けて記憶する記憶部と、
前記所定地域又は領域からの要求に応じて当該要求元の特性に適する運転プロファイルを前記評価スコアに基づいて選択する選択部と、
前記選択された運転プロファイルを前記要求元に送信する送信部とを具備することを特徴とする、計算装置。
【請求項９】
所定地域又は領域に係る複数の社会インフラを制御する社会インフラ制御方法であって、
前記社会インフラの運転状態を規定する運転プロファイルごとに前記複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、前記運転プロファイルごとに評価スコアを算出し、
前記所定地域又は領域において発生するイベントに対して要求される運転状態をもたらす運転プロファイルを前記評価スコアに基づいて選択し、
前記選択された運転プロファイルに基づく制御信号を前記複数の社会インフラに与えて、前記イベントに対する前記社会インフラの運転状態を制御することを特徴とする、社会インフラ制御方法。
【請求項１０】
前記選択することは、前記評価スコアに前記所定地域又は領域の特性に応じて設定される重みを乗じた値に基づいて前記運転プロファイルを選択することを特徴とする、請求項９に記載の社会インフラ制御方法。
【請求項１１】
所定地域又は領域に係る複数の社会インフラを制御する社会インフラ制御方法であって、
前記社会インフラの運転状態を規定する運転プロファイルごとに前記複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、前記運転プロファイルごとに評価スコアを算出し、
前記算出された評価スコアを前記運転プロファイルと対応付けて記憶部に記憶することを特徴とする、社会インフラ制御方法。
【請求項１２】
所定地域又は領域に係る複数の社会インフラを制御する社会インフラ制御方法であって、
前記社会インフラの運転状態を規定する運転プロファイルごとに前記複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、前記運転プロファイルごとに評価スコアを算出し、
前記算出された評価スコアを前記運転プロファイルと対応付けて記憶部に記憶し、
前記所定地域又は領域からの要求に応じて当該要求元の特性に適する運転プロファイルを前記評価スコアに基づいて選択し、
前記選択された運転プロファイルを前記要求元に送信することを特徴とする、社会インフラ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、社会インフラを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
人々が生活する社会（コミュニティ）は、例えば電力、水道、交通、鉄道、通信、ビルおよび防犯／防災などの多様なインフラ（社会インフラ）により支えられている。環境意識の高まりやエネルギー事情の切迫を背景に、多様なインフラを如何にして制御するかが現在、活発に議論されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の社会システムでは、各インフラは基本的に、個々に独立して管理、運営されていた。このため或るインフラ間に相関のある事象や、共通の資源に関する事象が発生しても、関連するインフラ間で調整をとることは容易でない。また、この調整をとること自体も、人を介したネゴや陳情といった非定量的な手法であったので、的確に社会システム全体として最適制御することは困難であった。
【０００４】
目的は、複数の社会インフラ夫々について、所定地域又は領域に係る社会システムとして最適となるよう制御することができる社会インフラ制御システム、計算装置および社会インフラ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、社会インフラ制御システムは、所定地域又は領域に係る複数の社会インフラを制御する。この社会インフラ制御システムは、シミュレータ、選択部および制御部を具備する。シミュレータは、社会インフラの運転状態を規定する運転プロファイルごとに複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、運転プロファイルごとに評価スコアを算出する。選択部は、所定地域又は領域において発生するイベントに対して要求される運転状態をもたらす運転プロファイルを評価スコアに基づいて選択する。制御部は、選択された運転プロファイルに基づく制御信号を複数の社会インフラに与えて、イベントに対する社会インフラの運転状態を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、実施形態に係わる社会インフラ制御システムの一例を示す図である。
【図２】図２は、運転パラメータの一例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係わるサーバ３００の一例を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、図３に示されるシミュレータ５１の作用を説明するための模式図である。
【図５】図５は、評価スコアを算出すべき項目の一例を示す図である。
【図６】図６は、評価スコアのそれぞれに与えられる重みの一例を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係わるサーバ３００の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態に係わるサーバ４００の一例を示す機能ブロック図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係わるサーバ４００の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第３の実施形態に係わるサーバ５００の一例を示す機能ブロック図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態に係わるサーバ５００の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、実施形態に係わる社会インフラ制御システムの一例を示す図である。実施形態ではエネルギーインフラ、水インフラ、交通インフラおよび防犯防災インフラが考慮される。もちろん、インフラはこの４種に限られるものではなく、この他にも例えば通信インフラ、熱供給インフラ、医療インフラ、ビル（ビルディング）インフラなど多種多様に存在する。
【０００８】
各インフラは、或るコミュニティに備えられる。コミュニティは、所定の地域又は領域に該当する。すなわち図１に示されるエネルギーインフラ、水インフラ、交通インフラおよび防犯防災インフラは、所定の地域又は領域に形成される。
【０００９】
各インフラは通信ネットワーク１００を介して社会インフラ制御システム２００に接続される。社会インフラ制御システム２００は例えばクラウドコンピューティングシステムの処理機能として実現される。実施形態では、データセンタに設置されるサーバ３００が社会インフラ制御システム２００の機能を備える例を示す。
【００１０】
計算装置の一例としてのサーバ３００は、設定された運転プロファイルに基づく制御信号を、通信ネットワーク１００を介してそれぞれのインフラに与える。各インフラは制御信号に基づいて自らの運転状態を変更する。運転プロファイルは、運転パラメータと、運転パラメータを処理するアルゴリズムとを組み合わせた概念である。また運転プロファイルは、インフラの運転に係わる料金プランや設備投資量なども含む幅広い概念である。運転プロファイルについて以下に説明する。
【００１１】
図２は、運転プロファイルの一つの要素である、運転パラメータの一例を示す図である。インフラごとに、固有の設定項目が設けられる。例えばエネルギーインフラには、マイクログリッドの構成要素、料金体系、マイクログリッド運転パラメータ、ＤＲ（Demand Response）パラメータ、という複数の設定項目がある。  
各設定項目には具体的な数値を与えることができる。例えば料金体系は時間ごとのエネルギー単価（電気代、ガス代など）として表すことができる。このように、設定項目ごとに与えられる数値を、動作パラメータと称する。すなわち運転パラメータは、インフラごとに固有な設定項目に対する動作パラメータの集合、として理解されることが可能である。
【００１２】
運転パラメータは、様々なアルゴリズム（ロジック）により処理されることが可能である。例えばエネルギーインフラにおける料金体系とＤＲパラメータとの間には密接な関係があり、これらは例えば「都市部向けのアルゴリズム」、あるいは「ルーラル地域向けのアルゴリズム」などにより処理されることが可能である。さらに、エネルギーインフラにおける他の設定項目であるマイクログリッドの構成要素、マイクログリッド運転パラメータも含むアルゴリズムを定義することも可能である。
【００１３】
処理アルゴリズムが異なれば、運転パラメータが同じであっても最適解は異なる。すなわち運転パラメータは、この運転パラメータを処理するアルゴリズムとセットにして考えることができる。運転パラメータとアルゴリズムとをセットにして、運転プロファイルと称する。運転プロファイルは、社会インフラの運転状態を規定する。以上の構成を基礎として、次に複数の実施の形態について説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、外部環境の変化に応じて運転プロファイルを算出し、最適な運転プロファイルを複数のインフラに適用する実施形態である。  
図３は、第１の実施形態に係わるサーバ３００の一例を示す機能ブロック図である。サーバ３００は入出力部１０、ディスプレイ２０、インタフェース部３０、記憶部４０、Central Processing Unit（ＣＰＵ）５０およびプログラムメモリ６０を備える。すなわちサーバ３００は、プログラムメモリ６０に記憶されたプログラムをＣＰＵ５０が実行して機能するコンピュータである。
【００１５】
入出力部１０は、操作パネルやスイッチなどのヒューマンマシンインタフェースである。入出力部１０およびディスプレイ２０は、Graphical User Interface（ＧＵＩ）環境を形成してユーザによる情報入力を受け付け、また、ユーザに情報を提供する。インタフェース部３０は通信ネットワーク１００に接続され、クラウドコンピューティングシステムや各インフラとの通信機能を担う。
【００１６】
記憶部４０は、インフラ制御に係わる多種多様なデータに加え、実施形態に係るデータとして運転プロファイル４１および評価スコア４２を記憶する。  
プログラムメモリ６０は、第１の実施形態に係わる処理機能に必要な命令を含むプログラムとしての、シミュレーションプログラム６１、選択プログラム６２および制御プログラム６３を記憶する。これらのプログラムはＣＤ−ＲＯＭなどのリムーバブルメディア（記録媒体）に記録することも、通信ネットワーク１００を介してダウンロードすることも可能である。
【００１７】
ＣＰＵ５０はプログラムメモリ６０から各プログラムを読み出してハードウェアによる演算処理を行うもので、その処理機能としてシミュレータ５１、選択部５２および制御部５３を備える。
【００１８】
シミュレータ５１は、異なる運転プロファイルごとに複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、運転プロファイルごとに評価スコアを算出する。算出された評価スコアは、運転プロファイルごとに対応付けられて記憶部４０に記憶される（評価スコア４２）。
【００１９】
選択部５２は、コミュニティにおけるイベントの発生に際して、複数の社会インフラに要求される運転状態を実現可能な運転プロファイルを評価スコア４２に基づいて選択する。イベントは例えば事故の発生のような短期的タームでの変化はもとより、比較的、長期的なタームでの変化をも含む。長期的タームでの変化をもたらすイベントには、例えばインフラに備わる設備の変更、あるいは更新などがある。
【００２０】
制御部５３は、選択部５２により選択された運転プロファイルに基づく制御信号をそれぞれの社会インフラに与え、各社会インフラの運転状態を制御する。すなわち新たな運転プロファイルが選択されることで、複数の社会インフラの運転状態が総合的に変更される。次に、上記構成における作用を説明する。
【００２１】
図４は、シミュレータ５１の作用を説明するための模式図である。シミュレータ５１は、与えられる運転プロファイルごとにインフラの挙動をシミュレートし、総合評価スコアを算出する。インデックスｉによりインフラを区別すれば、シミュレートの結果により得られる総合評価スコアＱは次式（１）で算出される。  
総合評価スコアＱ＝Ｆ（Ｅ（ｉ）×Ｗ（ｉ））      ・・・  （１）
Ｆ（  ）は括弧内（  ）を引数とする関数である。評価スコアＥ（ｉ）は、それぞれのインフラ運転により各需要家にもたらされる効果を客観的に示す量である。評価スコアＥ（ｉ）は、それぞれのインフラの挙動を評価するためにも使用することができる。評価スコアＥ（ｉ）に乗算される重みＷ（ｉ）は、各インフラ運転の重要性を示す指標である。
【００２２】
図５は、評価スコアを算出すべき項目の一例を示す図である。例えば［快適さ］、および［コスト］といった評価指標を、エネルギー、水、交通および防災防犯の各インフラについて考えることができる。水インフラにおける［快適さ］は〔水供給不足の極小化（ゼロ化）〕という項目の評価スコアに基づいて定量的に評価することができる。この項目の評価スコアの単位は例えば［Ｌ（Litter）］である。
【００２３】
当然ながら、インフラごとに［快適さ］の意味するところが異なる。例えば防災防犯インフラにおける［快適さ］は〔事故災害犯罪発生率の極小化（未然防止）〕、および〔発生時の被害極小化（対応時間、処理能力）〕という２つの項目により評価されることができる。
【００２４】
図５において、エネルギーインフラと交通インフラに、さらに［環境］という評価指標を与えることができる。エネルギーインフラにおける［環境］は、〔エネルギー起源ＣＯ２の極小化〕という項目により評価されることができる。交通インフラにおける［環境］は、〔公共輸送利用率極大化（環境負荷極小化）〕という項目により評価されることができる。
【００２５】
図６は、評価スコアのそれぞれに与えられる重みの一例を示す図である。ここでは特性の異なる３種のコミュニティを考える。すなわち「環境を重視する都市」、「経済発展を重視する都市」、および「高齢者が多い都市」の３つのコミュニティを考える。  
例えば「環境を重視する都市」においては、［環境］指標の〔エネルギー起源ＣＯ２の極小化〕項目の重み（ウェイト）が、他の２つのコミュニティに比べて高く設定されている。すなわち「環境を重視する都市」のウェイトが５であるのに対し、「経済発展を重視する都市」のウェイトは１、「高齢者が多い都市」のウェイトは３である。このように評価スコアの重みはコミュニティの特性に応じて設定され、記憶部４０に記憶される（評価スコア４２）。
【００２６】
図７は、第１の実施形態に係わるサーバ３００の処理手順の一例を示すフローチャートである。図７において、或る環境のもとでインフラが定常的に運転されているとする（ステップＳ１）。この状態から、突発的なイベントの発生などで外部環境(外部事象)が変化したとする（ステップＳ２でＹＥＳ）。そうするとサーバ３００は、変化した外部条件を満たすことの可能な複数の運転プロファイル（運転プロファイル群）を記憶部４０から読み出す（ステップＳ３）。なお突発的に生じるイベントには、災害の発生などに伴う節電要求の発生や、設備更新時期の到来などがある。
【００２７】
ここで、複数のインフラの運転に相関があり、複数のインフラ間で共通の資源を用いることができる外部事象としては、以下のものがある。  
［設備投資額の決定］
コミュニティ単位で割り振られる総設備投資額のなかで、各インフラにどのような比率で設備投資額を割り当てるかを会計年度毎に決める必要がある。しかし最適な配分比率の理論的根拠を算出することができないので、コミュニティ全体の利益を最大化し得る配分比率を客観的に決めることができない。
【００２８】
［コミュニティへの系統エネルギー供給が不足する事態への対応］
系統電力会社からコミュニティに供給される電力が不足することが判った場合に、インフラ間で節電を要請する優先度をつける理論的根拠が無かった。例えばＬＲＴを欠便させることと、各家庭を一定量節電させることと、どちらをどれだけ行うのが市民の総意に受け入れられるかを瞬時に判断することができなかった。
【００２９】
［緊急時の各インフラの動作パラメータの決定］
大規模災害が発生すると、退避行動のための公共輸送へのエネルギー供給（ＥＶシェアカー等）を優先し、代わりにそれ以外の需要（家電など）を抑制することが望ましい。しかし、そのような調停制御をどの程度行うべきなのかを瞬時に判断することができなかった。  
次に、サーバ３００はシミュレータ５１によるシミュレーションを実行する。先ず、読み出された運転プロファイルを順次シミュレータ５１にセットし（ステップＳ４）、シミュレータ５１を稼動させてインフラの模擬動作状態を計算する（ステップＳ５）。これにより、セットされた運転プロファイルごとに評価スコアが算出される。算出された評価スコアは読み出された運転プロファイルと対応付けられて記憶部４０に記憶される（ステップＳ６）。
【００３０】
次に、全ての運転プロファイルに対するシミュレーションの実施が完了したか否かが判定され（ステップＳ７）、ＮＯであれば次の運転プロファイルが準備されて（ステップＳ８）処理手順は再びステップＳ４に戻る。このようにして、読み出された全ての運転プロファイルに対するシミュレーションが完了すると（ステップＳ７でＹＥＳ）、サーバ３００は最大の評価スコアを示す運転プロファイルを記憶部４０から選択し（ステップＳ９）、この運転プロファイルを現実のインフラに通信ネットワーク１００経由で設定する（ステップＳ１０）。
【００３１】
以上述べたように第１の実施形態では、或る運転プロファイルを設定した場合のインフラの挙動に対する需要家の評価を、シミュレーションにより算出して評価スコアとして予め数値化する。この評価スコアは、複数の運転プロファイルのそれぞれごとに予め計算されてサーバ３００の記憶部４０に記憶される。そして、コミュニティの外部条件を変化させるイベントが現実に発生したときに、その状況下における最大の評価を得られる運転プロファイルを各インフラに設定することで、複数のインフラの関連する最適化運転を実現することが可能になる。
【００３２】
既存の技術では複数のインフラの関係し合う最適化制御を、コミュニティの特性も考慮して即座に実現することが困難であった。これは、各インフラ運転／サービス供給による需要家の評価が定量化されておらず、そのために各インフラに与える運転プロファイルを最適に定める根拠も決定できなかったためである。
【００３３】
これに対し上記開示された技術によれば、評価コストの最大化という理論的根拠に基づいて運転プロファイルを選択することが可能になる。すなわち、各インフラの運転結果の評価に基づく全体最適を行うべく、各インフラに与えられる運転プロファイルを調整することができるようになり、従ってコミュニティ全体としての総合評価を最大とすることが可能になる。これらのことから、複数の社会インフラを総合的に制御できるようになり、コミュニティへの利益の最大化を図った社会インフラ制御システムを提供することが可能となる。
【００３４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、複数の運転プロファイルについて評価スコアを算出し、各運転プロファイルに算出された評価スコアを対応付けて記憶する実施形態である。
【００３５】
図８は、第２の実施形態に係わるサーバの一例を示す機能ブロック図である。区別のため、図８に示されるサーバに符号４００を付して示す。計算装置の一例としてのサーバ４００は入出力部１０、ディスプレイ２０、インタフェース部３０、記憶部４０、Central Processing Unit（ＣＰＵ）５０およびプログラムメモリ６０を備える。すなわちサーバ４００は、プログラムメモリ６０に記憶されたプログラムをＣＰＵ５０が実行して機能するコンピュータである。
【００３６】
入出力部１０は、操作パネルやスイッチなどのヒューマンマシンインタフェースである。入出力部１０およびディスプレイ２０は、Graphical User Interface（ＧＵＩ）環境を形成してユーザによる情報入力を受け付け、また、ユーザに情報を提供する。インタフェース部３０は通信ネットワーク１００に接続され、クラウドコンピューティングシステムや各インフラとの通信機能を担う。
【００３７】
記憶部４０は、インフラ制御に係わる多種多様なデータに加え、実施形態に係るデータとして運転プロファイル４１および評価スコア４２を記憶する。  
プログラムメモリ６０は、第１の実施形態に係わる処理機能に必要な命令を含むプログラムとしての、シミュレーションプログラム６１を記憶する。このプログラムはＣＤ−ＲＯＭなどのリムーバブルメディア（記録媒体）に記録することも、通信ネットワーク１００を介してダウンロードすることも可能である。
【００３８】
ＣＰＵ５０はプログラムメモリ６０から各プログラムを読み出してハードウェアによる演算処理を行うもので、その処理機能としてシミュレータ５１を備える。
【００３９】
シミュレータ５１は、異なる運転プロファイルごとに複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、運転プロファイルごとに評価スコアを算出する。算出された評価スコアは、運転プロファイルごとに対応付けられて記憶部４０に記憶される（評価スコア４２）。次に、上記構成における作用を説明する。
【００４０】
図９は、第２の実施形態に係わるサーバ４００の処理手順の一例を示すフローチャートである。図９に示されるフローチャートは、定められたトリガの発生に応じて開始されることができる。トリガは、例えばインフラ設備の更新時期の到来である。
【００４１】
管理対象とするインフラの更新時期が来たことを検知すると、サーバ４００は、そのことをディスプレイなどにポップアップ表示してオペレータに通知する。その際、『設備更新の時期が来ました。運転プロファイルを再計算しますか？』などのメッセージを表示してもよい。このメッセージに対し、許可する旨のコマンド（Ｙｅｓ）が与えられると、サーバ４００は図９に示されるフローチャートを開始（ＳＴＡＲＴ）する。
【００４２】
図９の最初のステップにおいて、サーバ４００は、予め用意された複数の運転プロファイルを記憶部４０から順次読み出す（ステップＳ３０）。次に、サーバ３００はシミュレータ５１によるシミュレーションを実行する。  
サーバ３００は先ず、読み出された運転プロファイルを順次シミュレータ５１にセットし（ステップＳ４０）、シミュレータ５１を稼動させてインフラの動作状態を模擬的に計算する（ステップＳ５０）。これにより、セットされた運転プロファイルごとに評価スコアが算出される。算出された評価スコアは読み出された運転プロファイルと対応付けられて記憶部４０に記憶される（ステップＳ６０）。
【００４３】
次に、全ての運転プロファイルに対するシミュレーションの実施が完了したか否かが判定され（ステップＳ７０）、ＮＯであれば次の運転プロファイルが準備されて（ステップＳ８０）処理手順は再びステップＳ４０に戻る。このようにして、読み出された全ての運転プロファイルに対するシミュレーションが完了したことをもって（ステップＳ７０でＹＥＳ）処理手順は完了する。
【００４４】
複数のインフラの運転に相関があり、複数のインフラ間で共通の資源を用いることができる外部事象としては、以下のものがある。  
［設備投資額の決定］
コミュニティ単位で割り振られる総設備投資額のなかで、各インフラにどのような比率で設備投資額を割り当てるかを会計年度毎に決める必要がある。しかし最適な配分比率の理論的根拠を算出することができないので、コミュニティ全体の利益を最大化し得る配分比率を客観的に決めることができない。
【００４５】
［コミュニティへの系統エネルギー供給が不足する事態への対応］
系統電力会社からコミュニティに供給される電力が不足することが判った場合に、インフラ間で節電を要請する優先度をつける理論的根拠が無かった。例えばＬＲＴを欠便させることと、各家庭を一定量節電させることと、どちらをどれだけ行うのが市民の総意に受け入れられるかを瞬時に判断することができなかった。
【００４６】
［緊急時の各インフラの動作パラメータの決定］
大規模災害が発生すると、退避行動のための公共輸送へのエネルギー供給（ＥＶシェアカー等）を優先し、代わりにそれ以外の需要（家電など）を抑制することが望ましい。しかし、そのような調停制御をどの程度行うべきなのかを瞬時に判断することができなかった。
【００４７】
第２の実施形態では、或る運転プロファイルを設定した場合のインフラの挙動に対する需要家の評価を、シミュレーションにより算出して評価スコアとして予め数値化する。この評価スコアは、複数の運転プロファイルのそれぞれごとに予め計算されてサーバ４００の記憶部４０に記憶される。
【００４８】
このようにすることで、外部からの要求に応じて必要な運転プロファイルを即座に提供することが可能になる。運転プロファイルを取得する動機づけ、つまり取得要求の発生の掲記としては例えば災害の発生などに伴う節電要求の発生や、設備更新時期の到来などがある。
【００４９】
既存の技術では複数のインフラの関係し合う最適化制御を、コミュニティの特性も考慮して即座に実現することが困難であった。これは、各インフラ運転／サービス供給による需要家の評価が定量化されておらず、そのために各インフラに与える運転プロファイルを最適に定める根拠も決定できなかったためである。
【００５０】
これに対し上記開示された技術によれば、評価コストの最大化という理論的根拠に基づいて運転プロファイルを選択することが可能になる。すなわち、各インフラの運転結果の評価に基づく全体最適を行うべく、各インフラに与えられる運転プロファイルを調整することができるようになり、従ってコミュニティ全体としての総合評価を最大とすることが可能になる。
【００５１】
すなわち第２の実施形態によっても、複数の社会インフラを総合的に制御できるようになり、コミュニティへの利益の最大化を図った社会インフラ制御システムを提供することが可能となる。
【００５２】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、複数の運転プロファイルについて評価スコアを算出し、各運転プロファイルに算出された評価スコアを対応付けて記憶する。そして、運転プロファイルの要求者（コミュニティなど）に適切な運転プロファイルを提供する実施形態である。コミュニティは、例えばコミュニティ管理者に操作されるパーソナルコンピュータなどを用いてサーバ宛てに運転プロファイルの取得要求を出す。
【００５３】
図１０は、第３の実施形態に係わるサーバの一例を示す機能ブロック図である。区別のため、図１０に示されるサーバに符号５００を付して示す。計算装置の一例としてのサーバ５００は入出力部１０、ディスプレイ２０、インタフェース部３０、記憶部４０、Central Processing Unit（ＣＰＵ）５０およびプログラムメモリ６０を備える。すなわちサーバ５００は、プログラムメモリ６０に記憶されたプログラムをＣＰＵ５０が実行して機能するコンピュータである。
【００５４】
入出力部１０は、操作パネルやスイッチなどのヒューマンマシンインタフェースである。入出力部１０およびディスプレイ２０は、Graphical User Interface（ＧＵＩ）環境を形成してユーザによる情報入力を受け付け、また、ユーザに情報を提供する。インタフェース部３０は通信ネットワーク１００に接続され、クラウドコンピューティングシステムや各インフラとの通信機能を担う。
【００５５】
記憶部４０は、インフラ制御に係わる多種多様なデータに加え、実施形態に係るデータとして運転プロファイル４１および評価スコア４２を記憶する。  
プログラムメモリ６０は、第１の実施形態に係わる処理機能に必要な命令を含むプログラムとしての、シミュレーションプログラム６１、選択プログラム６２および送信プログラム６４を記憶する。これらのプログラムはＣＤ−ＲＯＭなどのリムーバブルメディア（記録媒体）に記録することも、通信ネットワーク１００を介してダウンロードすることも可能である。
【００５６】
ＣＰＵ５０はプログラムメモリ６０から各プログラムを読み出してハードウェアによる演算処理を行うもので、その処理機能としてシミュレータ５１、選択部５２および送信部５４を備える。
【００５７】
シミュレータ５１は、異なる運転プロファイルごとに複数の社会インフラの運転状態をシミュレートして、運転プロファイルごとに評価スコアを算出する。算出された評価スコアは、運転プロファイルごとに対応付けられて記憶部４０に記憶される（評価スコア４２）。
【００５８】
選択部５２は、コミュニティから運転プロファイルを要求されたことに応じて、当該要求元のコミュニティの特性に適する運転プロファイルを評価スコア４２に基づいて選択する。コミュニティの特性とは例えば図６に示されるように、環境を重視する都市、経済発展を重視する都市、あるいは高齢者が多い都市、などと表現することが可能である。  
送信部５４は、選択部５２により選択された運転プロファイルを要求元のコミュニティに、通信ネットワーク１００の通信回線を介して、例えばＩＰ（Internet Protocol）パケットの形態で送信する。  
送信部５４から運転プロファイルを取得したコミュニティは、コミュニティ管理者に操作されるパーソナルコンピュータの画面上に運転プロファイルを表示する。表示される情報は、例えば、当該運転プロファイルを構成する運転パラメータとその処理アルゴリズムなどである。あるいは、当該運転プロファイルに対応する評価スコアのグラフを表示しても良い。次に、上記構成における作用を説明する。
【００５９】
図１１は、第３の実施形態に係わるサーバ５００の処理手順の一例を示すフローチャートである。第２の実施形態と同様に、システム更新の時期が到来したり、あるいはオペレータのコマンド入力などにより、図１１に示されるフローチャートは開始されることができる。
【００６０】
図１１の最初のステップにおいて、サーバ５００は、予め用意された複数の運転プロファイルを記憶部４０から順次読み出す（ステップＳ３０）。次に、サーバ５００はシミュレータ５１によるシミュレーションを実行する。
【００６１】
サーバ５００は先ず、読み出された運転プロファイルを順次シミュレータ５１にセットし（ステップＳ４０）、シミュレータ５１を稼動させてインフラの動作状態を模擬的に計算する（ステップＳ５０）。これにより、セットされた運転プロファイルごとに評価スコアが算出される。算出された評価スコアは読み出された運転プロファイルと対応付けられて記憶部４０に記憶される（ステップＳ６０）。
【００６２】
次に、全ての運転プロファイルに対するシミュレーションの実施が完了したか否かが判定され（ステップＳ７０）、ＮＯであれば次の運転プロファイルが準備されて（ステップＳ８０）処理手順は再びステップＳ４０に戻る。全ての運転プロファイルに対するシミュレーションが完了すると（ステップＳ７０でＹＥＳ）、サーバ５００は、運転プロファイルの取得要求を待ち受ける（ステップＳ９０）。
【００６３】
例えば、サーバ５００が、環境を重視するコミュニティからの運転プロファイル取得要求を受信したとする。そうするとサーバ５００はこのコミュニティの特性を判定し（ステップＳ１００）、この要求元のコミュニティの特性が（環境重視型）であることを判定する。
【００６４】
この判定の結果、および前記算出された評価スコアに基づいて、サーバ５００は要求元コミュニティの特性に適する運転プロファイルを記憶部４０から選択する。つまり、評価スコアをキーとして、サーバ５００は、（環境重視型）のコミュニティにマッチする運転プロファイルを選択し、記憶部４０から読み出す（ステップＳ１１０）。  
次にサーバ５００は、読み出された運転プロファイルを要求元のコミュニティに送信する（ステップＳ１２０）。
【００６５】
なお、第１及び第２の実施形態と同様に、複数のインフラの運転に相関があり、複数のインフラ間で共通の資源を用いることができる外部事象としては、以下のものがある。  
［設備投資額の決定］
コミュニティ単位で割り振られる総設備投資額のなかで、各インフラにどのような比率で設備投資額を割り当てるかを会計年度毎に決める必要がある。しかし最適な配分比率の理論的根拠を算出することができないので、コミュニティ全体の利益を最大化し得る配分比率を客観的に決めることができない。
【００６６】
［コミュニティへの系統エネルギー供給が不足する事態への対応］
系統電力会社からコミュニティに供給される電力が不足することが判った場合に、インフラ間で節電を要請する優先度をつける理論的根拠が無かった。例えばＬＲＴを欠便させることと、各家庭を一定量節電させることと、どちらをどれだけ行うのが市民の総意に受け入れられるかを瞬時に判断することができなかった。
【００６７】
［緊急時の各インフラの動作パラメータの決定］
大規模災害が発生すると、退避行動のための公共輸送へのエネルギー供給（ＥＶシェアカー等）を優先し、代わりにそれ以外の需要（家電など）を抑制することが望ましい。しかし、そのような調停制御をどの程度行うべきなのかを瞬時に判断することができなかった。
【００６８】
第３の実施形態では、複数の運転プロファイルごとに、インフラの挙動に対する需要家の評価をシミュレーションにより算出して評価スコアとして予め数値化する。この評価スコアは、その算出の元となった運転プロファイルに対応付けられてサーバ５００の記憶部４０に記憶される。そして、コミュニティからの要求に応じて最適な運転プロファイルを記憶部４０から読み出し、要求元のコミュニティに送信するようにした。
【００６９】
第１の実施形態では、サーバ３００において最適な運転プロファイルを選択し、この選択された運転プロファイルに基づく制御信号を生成して各インフラに与えるようにした。この形態に代えて第３の実施形態では、次のようなシステムを考慮することが可能である。
【００７０】
すなわち、各インフラをローカルで制御するローカルサーバを設け、インフラはローカルサーバの制御に基づいて運転状態を変更する。ローカルサーバは、複数のインフラのまとまりとしてのコミュニティの特性に応じた運転プロファイルを、クラウドコンピューティングシステム（つまりサーバ５００）から取得する。そして、ローカルサーバが運転プロファイルに基づいて制御信号を生成し、各インフラをローカルで制御する。
【００７１】
このようなシステムコンフィギュレーションによっても、各社会インフラを最適に運転させることが可能になる。第３の実施形態は、このような形態の社会インフラ制御システムに特にマッチするものである。なお、コミュニティが運転プロファイルを取得する動機づけ、つまり取得要求の発生の掲記としては例えば災害の発生などに伴う節電要求の発生や、設備更新時期の到来などがある。
【００７２】
既存の技術では複数のインフラの関係し合う最適化制御を、コミュニティの特性も考慮して即座に実現することが困難であった。これは、各インフラ運転／サービス供給による需要家の評価が定量化されておらず、そのために各インフラに与える運転プロファイルを最適に定める根拠も決定できなかったためである。
【００７３】
これに対し上記開示された技術によれば、評価コストの最大化という理論的根拠に基づいて運転プロファイルを選択することが可能になる。すなわち、各インフラの運転結果の評価に基づく全体最適を行うべく、各インフラに与えられる運転プロファイルを調整することができるようになり、従ってコミュニティ全体としての総合評価を最大とすることが可能になる。
【００７４】
すなわち第３の実施形態によっても、複数の社会インフラを総合的に制御できるようになり、コミュニティへの利益の最大化を図った社会インフラ制御システムを提供することが可能となる。
【００７５】
なお本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば第２、第３の実施形態ではオペレータによる許可が与えられることでシミュレーションを実行することでオペレータの意思を制御に反映させるようにした。これに代えて、トリガの発生と同時に、オペレータに確認メッセージを通知することなくシミュレーションを実行しても良い。
【００７６】
本発明の複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
１０…入出力部、２０…ディスプレイ、３０…インタフェース部、４０…記憶部、４１…運転プロファイル、４２…評価スコア、５０…ＣＰＵ、５１…シミュレータ、５２…選択部、５３…制御部、５４…送信部、６０…プログラムメモリ、６１…シミュレーションプログラム、６２…選択プログラム、６３…制御プログラム、６４…送信プログラム、１００…通信ネットワーク、２００…社会インフラ制御システム、３００，４００，５００…サーバ。
【図２】
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【図３】
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【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１】
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